뇌척수액

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뇌척수액

[ Cerebrospinal fluid ]

약어 CSF

뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)은 뇌와 척수의 내부에 위치한 맑고 투명한 액체이다. 뇌척수액은 뇌실(cerebral ventricles)의 맥락총(choroid plexus)에서 생성되어 뇌실을 차례로 순환한 뒤 거미막과립(arachnoid granulation)을 통하여 빠져나가 정맥 순환계로 흡수된다.

목차

  1. 1.생리
    1. 1.1.생산
    2. 1.2.조성
  2. 2.순환과 흡수
    1. 2.1.순환
    2. 2.2.흡수
  3. 3.기능
  4. 4.임상 적용
    1. 4.1.압력
    2. 4.2.요추천자
  5. 5.관련 용어
  6. 6.참고 문헌

생리

생산

우리 뇌는 하루에 약 500 ml의 뇌척수액을 생산한다. 대부분의 뇌척수액은 뇌실의 벽에 있는 혈관의 얼기인 맥락총에서 생산된다. 맥락총에서 뇌척수액의 생산은 두 단계를 거쳐서 일어난다. 우선 맥락총 안에 있는 창문모세혈관(fenestrated capillary)을 통해 혈장이 정수압(hydrostatic pressure)의 차이에 의해 간질(interstitial space)로 이동한다. 다음 단계는 맥락총의 간질에서 뇌실 방향으로 액체가 이동하는 것인데, 이는 삼투압(osmotic pressure)의 차이로 일어나는 과정이다. 즉, 뇌실의 삼투압이 맥락총 간질의 삼투압에 비해 높아서 삼투현상(osmosis)이 일어나 뇌실로 액체가 이동하여 뇌척수액이 생성되는 것이다. 이 두 번째 과정에 필요한 삼투압을 유지하기 위해서 뇌실과 접해 있는 맥락총의 상피세포(epithelium)는 맥락총 간질 쪽 막에서 Na+, Cl- 등의 이온을 투과시켜 뇌실 쪽 막을 통하여 능동적으로 이동시킨다. 그 결과 뇌실 내부에 이온이 축적되고 높은 삼투압이 만들어지는 것이다.

조성

뇌척수액은 혈장을 이용하여 만들어지기 때문에 혈장의 조성과 많이 비슷하다. 차이점은 뇌척수액의 경우에 단백질을 거의 포함하지 않고, 이온 조성이 조금씩 다르다는 것이다. 뇌척수액의 이동에 필요한 삼투압을 형성하는 과정에서 Cl- 이온이 뇌실 쪽으로 이동해야 하므로, 뇌척수액의 Cl- 이온 농도가 혈장에 비해 다소 높다. Na+ 이온의 농도는 혈장과 비슷하다(표 1).

표 1. 뇌척수액과 혈장의 조성 비교
뇌척수액 혈장
물 함량 99% 93%
단백질(mg/dL) 35 7,000
포도당(mg/dL) 60 90
삼투압(mOsm/L) 295 295
Na+ (mEq/L) 138 138
K+ (mEq/L) 2.8 4.5
Ca2+ (mEq/L) 2.1 4.8
Mg2+ (mEq/L) 2.0~2.5 1.7
Cl- (mEq/L) 119 102
pH 7.33 741

순환과 흡수

순환

뇌척수액은 대부분 두개의 외측뇌실(lateral ventricle)에서 생성되어 순환을 시작한다. 이곳에서 뇌척수액은 뇌실사이구멍(interventircular foramen)을 통하여 제3뇌실(third ventricle)로 이동하고, 다시 중뇌수도관(cerebral aqueduct)를 통해 제4뇌실(fourth ventricle)로 이동한다. 그 후 거미막하공간(subarachnoid space)으로 이동하는 데 이 때에는 정중구멍(median aperture)과 양쪽의 가쪽구멍(lateral aperture)을 통한다.

흡수

뇌척수액은 거미막하공간에서 경막동(dural sinus)쪽으로 돌출되어 있는 거미막과립(arachnoid granulation)이라는 구조물을 통해 혈관으로 돌아간다. 거미막과립에는 밸브와 같은 구조가 있어서 한 쪽 방향으로만 액체가 이동할 수 있게 되어 있다.

기능

뇌척수액은 아래와 같은 기능을 가진다.

  1. 부력 제공: 인간의 뇌는 1,400~1,500 g 정도의 무게를 가지지만, 뇌척수액에 떠 있는 뇌의 유효 무게는 불과 25~50 g 정도이다. 뇌척수액이 부력을 제공하기 때문에, 뇌의 무게에 혈관이나 뇌 안의 구조물들이 눌리거나 하지 않는다.
  2. 보호: 뇌척수액은 외부의 충격을 흡수하여 뇌를 보허하는 기능을 가진다.
  3. 뇌 허혈의 예방: 뇌척수액은 혈장으로부터 만들어지므로, 뇌 혈류가 부족한 경우에는 뇌척수액의 생산을 감소시켜 허혈(ischemia)을 방지한다. 뇌척수액량의 감소는 두개골내압력을 감소시키는 효과도 있어 혈류의 순환을 돕는다.
  4. 항상성 유지: 뇌척수액은 뇌 세포 간에 물질이 고르게 분포하도록 돕는다.
  5. 노폐물 제거: 뇌척수액은 순환하면서 뇌의 노폐물을 함께 정맥혈로 내보낸다.

임상 적용

압력

뇌척수액의 압력은 요추천자(lumbar puncture)를 통해 측정할 수 있으며 약 8-15 mmHg이다. 뇌 안에 뇌척수액이 비정상적으로 축적되는 상태를 수두증(hydrocephalus)이라고 하는데, 뇌척수액의 순환 경로 어딘가가 감염, 외상, 종양, 선천적 기형 등으로 막히는 경우에 발생한다. 수두증을 치료하기 위해서는 보통 뇌척수액이 다른 곳으로 흐를 수 있도록 길을 터 주는 수술을 하는데, 많이 이용되는 곳이 뇌실-복강지름길(ventriculo-peritoneal shunt)술이다.

요추천자

여러 뇌신경질환을 진단하는 데 뇌척수액 검사가 유용할 수 있다. 뇌척수액을 검사하기 위해서는 요추천자(lumbar puncture)라는 방법을 이용하는데, 소독된 바늘을 요추 수준에서 거미막하공간에 삽입하여 뇌척수액 샘플을 얻는다.

관련 용어

뇌실(cerebral ventricles)

참고 문헌

  1. Fundamentals of Anatomy & Physiology by Martini & Nath, (8th ed. 2009)