18. 신경계(2)

두개 내압(intracranial pressure: ICP) 상승에 대해 알아보자. 두개 내 용적은 뇌 조직(85%), 혈액(5%), 뇌척수액(10%)으로 구성되어 있으며, 이들 요소 중 하나 혹은 그 이상의 요인에 의해 두개 내압이 증가한다. 두개 내압의 상승은 많은 신경학적 상태와 관련되며, 두개 내압의 상승이나 저하 정도는 변화에 대한 뇌의 적응 능력에 따라 달라진다. 정상적 조건에서 두개 내압 상승에 영향을 미치는 요인은 동맥압, 정맥압, 복부 압력과 흉부 압력, 자세, 체온, 혈액가스, 특히 CO2 수준의 변화이다.

 

두개 내압은 두개 내 3가지 구성 성분인 뇌 조직, 혈액, 뇌척수액 등의 총 용적에 의해 생기는 압력이다. 두개 내 구성 성분은 정상적인 조건에서는 역동적으로 균형을 이루고 있다. Monro-Kellie 원리에 의하면 신체는 정상 ICP를 유지하기 위해 두개 내 구성 성분량의 변화를 반영하며, 한 개 혹은 그 이상의 두개 내 내용물이 증가하면 남아 있는 내용물이 감소하거나 ICP를 증가시킨다고 설명한다. 두개 내 용적이 증가함에 따라 보상 기전이 일어나며, 초기 보상 기전은 뇌척수액을 척수의 거미막하강으로 이동시키는 것이다. 초기의 보상 기전은 ICP의 심한 상승 없이 증가하는 두개 내 용적을 수용할 수 있지만, 두개 내 용적이 보상 기전을 초과하게 되면 ICP는 상승한다. 초기에는 작은 압력의 상승만이 있지만, 보상 기전이 손상됨에 따라 용적의 지속적 증가는 ICP의 심한 증가를 가져온다. 뇌 조직 용적 수준의 보상은 경막이나 뇌 실직 조직의 압박을 의미하며, 두개 내압 상승으로 뇌 조직 용적의 변화가 계속되면 보상작용으로 뇌 조직의 압박과 허혈이 초래된다. 두개 내압은 뇌실, 거미막하강, 경막하강, 경막외강, 뇌실질 조직 내에서 수압측정기 또는 압력 변환기를 이용하여 측정된다. 정상 두개 내압은 0~15mmHg이며, 20mmHg 이상이면 ICP가 증가한 것이다.

 

뇌 혈류(cerebral blood flow: CBF)는 1분에 100g의 뇌 조직을 통과하는 혈액의 양으로 정상치는 약 50mL이다. 뇌는 항상 일정한 양의 산소와 포도당이 필요하기 때문에 뇌로 가는 혈류의 유지가 중요하다. 뇌는 신체 내 산소의 20%, 포도당의 25%를 사용한다. 뇌는 전신 동맥압의 변이와 무관하게 자신의 대사 요구에 반응하여 자신의 혈류를 조절하는 능력을 갖추고 있다. 이러한 자동 조절을 통해 전신 동맥압이 변화하는 동안 뇌는 일정한 혈류를 유지하기 위해 뇌혈관 지름을 자동으로 변화시킨다. 자동 조절의 목적은 뇌 조직의 대사 요구를 준비하고, 정상적인 제한 내에서 뇌관류압을 유지하고자 일정한 뇌 혈류를 보장하는 것이다. 뇌관류압은 뇌로 가는 혈류를 보장하기 위해 요구되는 압력이다. 두개 내압이 상승하면, 대뇌동맥과 정맥이 점점 더 압력을 받아 뇌관류를 감소시킨다. 부적절한 관류는 악순환의 시초로, 이산화탄소 분압(PCO2)은 상승하고 산소분압과 pH는 감소한다. 대뇌의 세동맥들은 일정한 혈류 공급을 유지하기 위해 필요한 만큼 확장하거나 수축하는 자동 조절 능력을 갖추고 있다. 뇌관류 감소로 인한 이산화탄소 분압 상승이나 pH 감소는 대뇌 혈관을 확장해 두개 내 혈액 용적을 증가시키고 ICP를 상승시킨다. 뇌 혈류에 영향을 미치는 요인으로 과도한 신체적, 정신적 활동, 스트레스인 등은 조직에 이산화탄소, 젖산, 수소이온과 같은 대사 산물을 축적해 CBF를 변화시킨다. CBF의 화학적 조절에서 가장 중요한 요소는 이산화탄소와 산소이며 이 중 이산화탄소가 CBF를 더욱 극적으로 변화시킨다. CBF는 심장마비나 호흡마비, 전신 출혈, 다른 병태생리적 상태에 의해 영향을 받는다. 국소적으로는 타박상, 종양, 뇌출혈, 혹은 뇌졸중에 의해 영향을 받을 수 있다. 국소적 혹은 전신적 자동 조절이 상실되면, CBF는 더 이상 일정 수준으로 유지되지 않고 전신 혈압의 변화, 저산소증, 카테콜라민의 변화에 의해 직접적으로 영향을 받는다.

 

뇌부종은 뇌 조직의 혈관 외 강에 액체 축적이 증가하는 현상으로 ICP 상승에 기여하는 중요한 요인이며, 뇌부종의 원인은 다양하다. 뇌부종은 혈관성, 세포독성, 간질성 부종의 3가지 형태가 있으며, 뇌부종의 원인과 관계없이 보상이 적절하지 않으면 ICP 상승이 초래된다. 먼저 혈관성 뇌부종이다. 이것은 가장 흔한 형태로 백질에 주로 생기며, 뇌 모세혈관 내피 벽의 변화로 초래된다. 이러한 변화는 모세혈관에서 주변의 세포 외 공간으로 수분이 이동하도록 돕는 삼투압 차이에 의해 생긴다. 다양한 원인이 뇌혈관 장벽(BBB)의 투과성을 증가시키고, 세포외액의 부피가 증가한다. 부종액이 퍼지는 정도와 속도는 전신 혈압, 뇌 손상의 부위, BBB 손상의 정도에 영향을 받는다. 이러한 부종은 국소적 신경학적 손상에서부터 혼수상태까지 다양한 의식 장애를 초래한다.

 

 

세포독성 뇌부종은 세포막의 기능적 혹은 형태학적 통합성의 국소적 파괴로 유발되며, 대개 회백질에 생긴다. 세포독성 뇌부종은 뇌 조직을 파괴하고 뇌 저산소증이나 무산소증, 나트륨 고갈, 항이뇨호르몬 부적절 분비 증후군(SIADH)을 초래한다. 뇌부종은 수분과 단백질이 세포 외 공간에서 세포 내로 이동하여 초래되며, 세포 기능 상실이 동반된다. 간질성 뇌부종은 조절되지 않은 뇌수종 환자에서 CSF가 뇌실 주위로 확산하여 나타난다. 간질성 뇌부종은 전신 수분 과다(저나트륨혈증)의 결과로 세포 외 공간이 팽창되어 나타난다. 수분은 저 삼투성 간질액과 균형을 유지하기 위해 세포 내로 이동한다.