해부학의 이해 심화 (뇌 3탄)

1. 간뇌
지난 시간에 이어 해부학의 이해 심화과정 뇌 3탄 시작합니다.



간뇌는 항상성의 중추로 뇌줄기와 대뇌 사이에 존재한다. 간뇌는 시상, 시상하부와 뇌하수체와 송과 샘을 포함하는 내 분비조직으로 나뉜다. 신경세포들이 모여있는 장소다.

뇌간은 뇌와 척수를 이어주는 역할을 한다. 다양한 운동과 감각 정보를 매개하는 신경핵들이 집중되어 있다. 특히 뇌간의 연수는 안구 운동, 심장박동, 호흡 등 매우 기본적인 생명 활동의 중추라고 볼 수 있는 부분이다. 또한 뇌간의 중뇌에는 신경전달물질을 분비 및 조절하는 신경세포들이 모여있다.

뇌하수체는 뇌하수체전엽과 뇌하수체후엽으로 이루어져 있다. 뇌하수체 후엽은 시상하부 핵에서 합성된 신경호르몬을 분비하는 역할을 하며 뇌하수체 정엽은 뇌하수체 전엽 호르몬을 분비하여 다른 기관에서의 호르몬 분비를 조절한다. 뇌하수체 전엽 호르몬의 조절은 시상하부의 신경호르몬에 의해 조절된다.

송과 샘은 간뇌 뒤쪽에 있으며 멜라토닌을 분비하는 작은 기관이다. 멜라토닌은 일주기 리듬 조절에 관여하는 물질이다.

시상은 간뇌의 대부분을 차지하고 있으며 감각 정보와 운동 정보를 처리하여 대뇌로 보내는 기능을 한다.

시상하부는 시상 밑에 위치하여 항상성 유지를 위한 중추로 작용한다. 시상하부는 내분비계와 자율신경계의 기능을 조절하며 망상 계를 통해 다양한 감각수용기를 포함한 여러 부위로부터 정보를 받아 시상으로 보낸다. 대표적인 기능으로는 체온 유지, 삼투압 유지, 음식 섭취 조절, 생식기능 조절 등이 있다.

고뇌는 중뇌와 연수 사이 뇌줄기에 존재하며 앞쪽으로 돌출되어있다. 교외의 주요 작용은 소뇌와 대뇌 사이의 정보전달을 중계하는 것이며 연수와 함께 호흡 조절의 역할을 하기도 한다.



2. 중뇌

중뇌는 뇌줄기 아래쪽 부위와 간뇌 사이의 비교적 작은 지역으로 주로 안구 운동, 홍채 조절의 역할을 한다. 중뇌는 항구와 하구로 나눌 수 있는데 각각의 기능은 차이를 보인다. 상 구는 주로 시각에 관여하는 부분이다. 조류에서는 이상구 부분이 시각의 주된 처리를 담당하지만 인간 같은 포유류에서는 단지 시각의 반사 작용에만 관계할 뿐이다. 눈에 빛이 들어왔을 때 동공을 수축하거나, 수정체의 두께를 조절하여 초점을 맞추는 작용 등이 여기에 관계한다. 하구는 주로 청각에 관여하여, 귀에서 들어온 신호는 여기를 한 번 거쳐 대뇌로 향하게 된다. 대뇌가, 흑질, 적 핵 등의 구조는 소뇌와 함께 운동에 관련된 신호를 대뇌에서 척수로 전달하는 역할을 맡고 있다.

숨뇌(연수)는 뇌간에서는 가장 아래이며 전체 뇌의 구조에서도 가장 아래에 있다. 척수와 곧바로 연결되어 있으며 호흡이나 혈액 순환을 조절한다. 연수에서 나가는 신경은 뇌 전체에서 나가는 뇌신경 12쌍 중 8쌍에 달하며 이들은 동물의 생존을 유지하는 데 중요한 역할을 한다.

뇌에는 뇌척수액과 혈액 사이에서 높은 선택적 투과성을 갖고 있어 혈액 내의 신경전달물질의 조절이나 독소로부터의 뇌 보호 등 기능적 장벽의 역할을 하는 뇌혈관 장벽이 존재한다. 뇌 모세혈관의 내피세포는 성상교세포의 발 돌기로부터 분비되는 물질에 의해 밀착연접을 형성하여 세포 간 용질의 이동을 방해하여 고분자와 친수성 물질의 통과를 막는다. 이에 따라 수용성분 자가 뇌혈관 장벽을 통과하기 위해서는 특별한 채널이나 운반체단백질이 필요하다.

뇌로 혈액을 보내는 혈관은 두 개이다. 하나는 내경동맥, 또 하나는 추골동맥인데, 두 개 속에 들어가면 뇌 밑부분에서 합류하여 대동맥륜들 형성한다. 이곳에서 대뇌로 가는 3개의 동맥, 소뇌·교외로 가는 동맥 등이 나온다. 이들 동맥은 거미막 아래나 연막 속에서 가지가 가늘게 갈라져 뇌에 들어간다. 뇌에 들어간 가지는 종동맥이 되어 다른 가지와 연락이 안 되기 때문에 이 혈관이 절단되면 이 가지가 분포하는 구역에는 어디에서도 혈액이 공급되지 못해 조직은 사멸한다.

뇌로부터의 정맥은 경막정맥동에 모여 내경동맥을 통해 심장으로 돌아간다.

뇌의 조직은 산소 결핍에 대해 저항력이 약하여 산소가 공급되지 않으면 몇 분 내에 의식 불명이 되며, 시간이 지날수록 회복이 어려워진다.



3. 뇌막과 두개골

뇌와 척수 표면에는 연막이라는 엷은 막이 밀착되어 있다. 그 바깥쪽에는 약간 떨어져 거미막이라는 엷은 막이 있으며, 그리고 그 바깥쪽을 튼튼한 결합 조직성 경막이 에워싸고 있다. 연막과 거미막 사이에는 뇌척수액이 있다. 이처럼 뇌와 척수는 세 겹의 막으로 둘러싸여 뼈 용기에 담겨 있다.

뇌두 개는 8개의 뼈로 되어 있다. 앞머리뼈·2개의 두정골·2개의 측두골·후두골·접형골·사골이다. 이들 뼈 사이는 신생아 때는 상당히 떨어져 있으나 성장하면 접근한다. 그러나 완전히 유착하는 것이 아니라 중간에 결합 조직이 남아 있어 봉합이라고 한다. 성인이 된 이후 나이가 들어감에 따라 유착이 진행되고 나서 봉합이 어느 정도 골화되어 있는지를 보고 나이를 추정할 수 있다.

뇌의 용기는 뇌두 개라고 하며, 부드러운 뇌의 모양에 맞추어 단단한 뼈 모양이 만들어진다. 뇌두 개 안쪽의 골막은 일부를 제외하고는 경막과 유착하여 하나로 보인다. 경막이 뇌의 홈에 들어가는 부분은 삼각형의 공간을 만들어 이곳에 정맥피가 흐른다. 이를 경막정맥 동이라고 하며, 모이면 내경정맥이 되어 두 개 밖으로 나와 심장으로 돌아간다.


4. 뇌의 대사 과정

뇌의 뇌혈관 장벽은 산소를 자유롭게 통과시키지만 뇌는 산소를 매우 많이 필요로 하기 때문에 심장으로부터 압출되는 혈액의 15% 정도를 요구한다. 이에 반해 뉴런에서 사용할 수 있는 에너지원으로는 포도당이 결핍된 상황에서 사용하는 지방 대사산물인 케톤체를 제외하고는 포도당이 유일하기 때문에 뉴런은 포도당 결핍에도 매우 민감하다. 또한 포도당은 뉴런이 직접적으로 뇌혈관으로부터 공급받을 수도 있으나 별아교세포로 불리는 뇌혈관 장벽에 위치하는 특화된 세포와의 커플링을 통해 세포막 수송체가 필요하기도 한다.

중추신경계는 타 기관과는 차별화된 대사를 갖고 있다. 뇌는 뉴런에서의 이온교환과 신경전달물질의 수송을 위해 필요한 아데노신삼인산을 만들기 위해서 포도당과 산소가 필요하다. 산소와 포도당 중 하나라도 부족해질 경우 뇌에 치명적인 손상이 가해질 수 있다. 뇌는 신체의 소비 산소량 중 약 20% 가까이 소비하는 중요 장기이다.