이상 순환성 뇌병증 - 원인 및 발병 기전

뇌혈관부전의 원인

급성 및 만성 뇌혈관 사고의 원인은 동일합니다. 죽상동맥경화증과 동맥성 고혈압이 주요 원인으로 여겨지며, 이 두 질환의 조합이 흔히 발견됩니다. 만성 뇌혈관 부전은 다른 심혈관 질환, 특히 만성 심부전, 심박수 이상(지속형 및 발작형 부정맥 모두)을 동반하는 질환으로 인해 발생할 수 있으며, 이는 종종 전신 혈역학 저하로 이어집니다. 뇌, 경부, 견갑대, 대동맥, 특히 대동맥궁의 혈관 이상 또한 중요합니다. 이러한 혈관에 죽상동맥경화증, 고혈압 또는 기타 후천적 질환이 발생하기 전까지는 이러한 이상은 나타나지 않을 수 있습니다. 최근 뇌혈관 부전 발생에 주요한 역할을 하는 것으로 두개내뿐만 아니라 두개외 정맥 병리가 알려져 있습니다. 동맥 및 정맥 혈관의 압박은 만성 뇌 허혈 발생에 어느 정도 영향을 미칠 수 있습니다. 척추유발성 영향뿐만 아니라, 변형된 인접 구조물(근육, 근막, 종양, 동맥류)에 의한 압박도 고려해야 합니다. 저혈압은 특히 노인의 경우 뇌 혈류에 악영향을 미칩니다. 이러한 환자들은 노인성 동맥경화증과 관련된 두부의 소동맥 손상을 경험할 수 있습니다. 노인 환자의 만성 뇌 순환 부전의 또 다른 원인은 뇌 아밀로이드증입니다. 뇌 아밀로이드증은 뇌 혈관에 아밀로이드가 침착되어 혈관벽의 퇴행성 변화를 유발하고 파열될 가능성이 있습니다.

당뇨병 환자에서 뇌혈관부전이 자주 발견되며, 미세혈관병증뿐만 아니라 다양한 국소 부위의 대혈관병증도 발생합니다. 류머티즘 및 교원증, 특이 및 비특이 혈관염, 혈액 질환 등 다른 병리학적 과정도 만성 뇌혈관부전으로 이어질 수 있습니다. 그러나 ICD-10에서는 이러한 질환들을 특정 질병분류학적 형태의 항목으로 정확하게 분류하여 적절한 치료 전략을 제시합니다.

일반적으로 임상적으로 진단 가능한 뇌병증은 복합적인 원인에 의해 발생합니다. 만성 뇌순환부전 발생의 주요 요인들이 존재하는 경우, 이 병리의 다른 모든 다양한 원인은 추가적인 원인으로 해석될 수 있습니다. 만성 뇌허혈의 진행을 심각하게 악화시키는 추가적인 요인들을 파악하는 것은 병인학적 및 대증적 치료에 대한 정확한 개념을 확립하는 데 필수적입니다.

뇌혈관부전의 원인

기본:

• 죽상경화증
• 동맥 고혈압.

추가의:

• 만성 순환기 부전의 징후를 보이는 심장병
• 심장 리듬 장애
• 혈관 이상, 유전성 혈관병증
• 정맥 병리학
• 혈관 압박
• 동맥 저혈압
• 뇌 아밀로이드증
• 당뇨병
• 혈관염
• 혈액 질환.

뇌혈관부전의 병인

위의 질환과 병리학적 상태는 만성 뇌 저관류, 즉 혈류를 통해 전달되는 주요 대사 기질(산소와 포도당)이 뇌로 장기간 공급되지 못하는 상태를 초래합니다. 만성 뇌순환부전 환자에서 뇌 기능 장애가 서서히 진행됨에 따라, 병리학적 과정은 주로 소뇌동맥(뇌 미세혈관병증)에서 발생합니다. 소동맥의 광범위한 손상은 양측성 허혈성 손상(주로 백질)과 뇌 심부에서 다발성 열공성 경색을 유발합니다. 이는 정상적인 뇌 기능 장애와 비특이적 임상 증상인 뇌병증으로 이어집니다.

적절한 뇌 기능을 위해서는 높은 수준의 혈액 공급이 필요합니다. 체중의 2.0~2.5%를 차지하는 뇌는 신체를 순환하는 혈액의 20%를 소비합니다. 반구의 평균 뇌 혈류량은 100g/분당 50ml이지만 회색질에서는 백질보다 3~4배 더 높고 뇌의 앞부분에도 상대적인 생리적 과관류가 있습니다. 나이가 들면서 뇌 혈류가 감소하고 전두엽 과관류가 사라지며 이는 만성 뇌 순환 부전의 발생 및 증가에 역할을 합니다. 휴식 상태에서 뇌의 산소 소비량은 100g/분당 4ml로, 신체에 유입되는 모든 산소의 20%에 해당합니다. 포도당 소비량은 100g/분당 30μmol입니다.

뇌의 혈관계에는 3가지 구조적, 기능적 수준이 있습니다.

• 머리의 주요 동맥인 경동맥과 척추동맥은 뇌로 혈액을 운반하고 뇌 혈류량을 조절합니다.
• 뇌의 표층 동맥과 관통 동맥은 뇌의 다양한 부위에 혈액을 분배합니다.
• 대사 과정을 제공하는 미세순환혈관.

죽상동맥경화증의 경우, 변화는 초기에 주로 머리의 주요 동맥과 뇌 표면 동맥에서 발생합니다. 동맥성 고혈압의 경우, 뇌의 심부로 혈액을 공급하는 뇌내 천공 동맥이 주로 영향을 받습니다. 시간이 지남에 따라 두 질환 모두에서 이 과정은 동맥계의 원위부로 확산되고 미세순환계 혈관의 이차적인 재편이 발생합니다. 혈관뇌병증을 반영하는 만성 뇌순환 부전의 임상 증상은 이 과정이 주로 미세순환계 수준과 작은 천공 동맥에 국한될 때 나타납니다. 이러한 점에서 만성 뇌순환 부전의 발생과 진행을 예방하는 조치는 기저 질환에 대한 적절한 치료입니다.

뇌혈류는 관류압(거미막하강 수준에서 전신 동맥압과 정맥압의 차이)과 뇌혈관의 저항에 따라 달라집니다. 정상적으로는 자가조절 기전으로 인해 동맥압이 60mmHg에서 160mmHg까지 변동하더라도 뇌혈류는 안정적으로 유지됩니다. 뇌혈관 손상(혈관벽 활성도 증가를 동반한 지방질소증)의 경우, 뇌혈류는 전신 혈역학에 더욱 의존하게 됩니다.

장기 동맥 고혈압에서는 수축기 혈압 상한치의 변화가 관찰되며, 이 상한치에서는 뇌 혈류가 안정적으로 유지되고 자가조절 장애가 상당히 오랫동안 발생하지 않습니다. 혈관 저항이 증가하여 뇌의 적절한 관류가 유지되고, 이는 심장의 부하 증가로 이어집니다. 동맥 고혈압의 특징인 빈혈 상태가 형성되면서 뇌내 소혈관에 상당한 변화가 발생할 때까지는 적절한 수준의 뇌 혈류가 유지될 수 있다고 가정합니다. 따라서 동맥 고혈압을 적시에 치료하면 혈관과 뇌의 비가역적인 변화 발생을 예방하거나 그 심각도를 줄일 수 있는 어느 정도의 여유 시간이 있습니다. 만성 뇌 순환 부전이 동맥 고혈압에만 근거한다면, "고혈압성 뇌병증"이라는 용어의 사용은 정당합니다. 심각한 고혈압 위기는 항상 자가 조절의 붕괴와 급성 고혈압성 뇌병증의 발생을 수반하며, 이로 인해 만성 뇌 순환 부전의 증상이 더욱 악화됩니다.

죽상경화성 혈관 병변의 특정 순서는 알려져 있습니다. 이 과정은 먼저 대동맥에서 국소화되고, 그다음 심장의 관상동맥, 뇌혈관, 그리고 마지막으로 사지에서 발생합니다. 뇌의 죽상경화성 혈관 병변은 일반적으로 다발성이며, 경동맥과 척추동맥의 두개외 및 두개내 부분, 그리고 윌리스환과 그 분지를 형성하는 동맥에 국소화됩니다.

수많은 연구에 따르면, 두부 주요 동맥의 내강이 70~75% 좁아지면 혈역학적으로 유의미한 협착이 발생합니다. 그러나 뇌혈류는 협착의 심각도뿐만 아니라 측부 순환 상태, 즉 뇌혈관의 직경 변화 능력에도 영향을 받습니다. 뇌의 혈역학적 예비력 덕분에 임상적 증상 없이 무증상 협착이 존재할 수 있습니다. 그러나 혈역학적으로 유의미하지 않은 협착이 있더라도 만성 뇌순환부전은 거의 확실히 발생합니다. 뇌혈관의 죽상경화 과정은 플라크 형태의 국소적 변화뿐만 아니라 협착이나 폐색 부위 원위부 동맥의 혈역학적 구조조정을 특징으로 합니다.

플라크의 구조 또한 매우 중요합니다. 불안정 플라크는 동맥-동맥 색전증과 급성 뇌혈관 사고, 특히 일과성 허혈 발작의 발생을 초래합니다. 이러한 플라크 내 출혈은 플라크의 부피가 급격히 증가하고 협착 정도가 심해지며 만성 뇌혈관 부전 증상이 악화되는 것을 동반합니다.

머리의 주요 동맥이 영향을 받으면 뇌혈류는 전신 혈역학적 과정에 크게 의존하게 됩니다. 이러한 환자는 특히 동맥 저혈압에 민감하게 반응하며, 이는 관류압 감소와 뇌 허혈성 질환 증가로 이어질 수 있습니다.

최근 만성 뇌순환부전의 두 가지 주요 병인학적 변이가 고려되어 왔습니다. 이 변이들은 형태학적 징후, 즉 손상의 특성과 우세한 국소화에 기반합니다. 백질의 미만성 양측 손상이 있는 경우, 백질뇌병증성 또는 피질하 비스왕거 변이형 뇌혈관부전이 구별됩니다. 두 번째는 여러 개의 열공 병소가 존재하는 열공성 변이입니다. 그러나 실제로는 혼합형 변이가 종종 발견됩니다. 백질의 미만성 손상의 배경에서 여러 개의 작은 경색과 낭종이 발견되는데, 허혈 외에도 뇌 고혈압 위기의 반복적인 발작이 이러한 발생에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 고혈압성 혈관뇌병증의 경우, 열공은 전두엽과 두정엽의 백질, 피각핵, 뇌교, 시상하부, 미상핵에 위치합니다.

열공성 변이는 소혈관의 직접적인 폐색으로 인해 가장 흔하게 발생합니다. 미만성 백질 손상의 병인에서 주된 역할은 전신 혈역학 저하, 즉 동맥 저혈압의 반복적인 발생입니다. 혈압 강하의 원인은 부적절한 항고혈압제 치료, 발작성 부정맥과 같은 심박출량 감소일 수 있습니다. 지속적인 기침, 수술적 중재, 그리고 식물성 혈관 부전으로 인한 기립성 동맥 저혈압 또한 중요합니다. 이 경우, 혈압이 약간만 낮아져도 인접한 혈액 공급 말단 부위에 허혈이 발생할 수 있습니다. 이러한 부위는 경색이 발생하는 동안에도 임상적으로 "침묵"하는 경우가 많으며, 이는 다발성 경색 상태로 이어집니다.

만성 뇌순환부전의 주요 병인인 만성 저관류 상태에서는 보상 기전이 고갈되어 뇌로의 에너지 공급이 부족해져 먼저 기능 장애를 유발하고, 이후 돌이킬 수 없는 형태학적 손상을 초래합니다. 만성 뇌저관류는 뇌 혈류 감소, 혈중 산소 및 포도당 함량 감소(에너지 결핍), 산화 스트레스, 포도당 대사의 무산소성 해당작용으로의 전환, 젖산산증, 고삼투압증, 모세혈관 정체, 혈전증 경향, 세포막 탈분극, 신경독소 합성을 시작하는 미세아교세포의 활성화, 그리고 다른 병태생리학적 과정과 함께 세포 사멸을 유발하는 것을 특징으로 합니다. 뇌 미세혈관병증 환자에서 피질 영역의 과립상 위축이 종종 관찰됩니다.

뇌의 심부 부분이 주로 손상되어 발생하는 다초점성 병리학적 상태에서는 피질과 피질하 구조 사이의 연결이 끊어지고 소위 단절 증후군이 형성됩니다.

뇌 혈류 감소는 필연적으로 저산소증과 결합되어 에너지 결핍과 산화 스트레스를 유발합니다. 이는 보편적인 병리학적 과정이며, 뇌 허혈에서 세포 손상의 주요 기전 중 하나입니다. 산화 스트레스는 산소 결핍과 과잉 모두에서 발생할 수 있습니다. 허혈은 항산화 시스템에 해로운 영향을 미쳐 산소 이용의 병리학적 경로, 즉 세포독성(생체 에너지적) 저산소증의 발생으로 인해 활성 산소가 생성되는 과정을 초래합니다. 방출된 유리기는 세포막 손상과 미토콘드리아 기능 장애를 유발합니다.

급성 및 만성 형태의 허혈성 뇌혈관 질환은 서로 전환될 수 있습니다. 허혈성 뇌졸중은 일반적으로 이미 변화된 배경에서 발생합니다. 환자는 선행 뇌혈관 과정(주로 죽상경화성 또는 고혈압성 혈관뇌병증)으로 인한 형태기능적, 조직화학적, 면역학적 변화를 보이며, 그 증상은 뇌졸중 후 기간에 유의미하게 증가합니다. 급성 허혈 과정은 일련의 반응을 유발하는데, 그중 일부는 급성기에 종료되고, 일부는 무기한 지속되어 새로운 병리학적 상태의 출현을 유발하여 만성 뇌혈관부전의 증상을 증가시킵니다.

뇌졸중 후 병태생리학적 과정은 혈액-뇌 장벽의 추가 손상, 미세순환 장애, 면역 반응성 변화, 항산화 방어 체계 고갈, 내피 기능 장애 진행, 혈관벽 항응고제 저장량 고갈, 이차 대사 장애, 그리고 보상 기전의 교란으로 나타납니다. 손상된 뇌 부위에서 낭포성 및 낭포성-신경교세포 변형이 발생하여 형태학적으로 손상되지 않은 조직과 분리됩니다. 그러나 미세 구조 수준에서는 뇌졸중 급성기에 시작된 세포자멸사 유사 반응을 보이는 세포가 괴사 세포 주변에 지속될 수 있습니다. 이 모든 것이 뇌졸중 이전에 발생한 만성 뇌허혈을 악화시킵니다. 뇌혈관 기능 부전의 진행은 재발성 뇌졸중 및 혈관성 인지 장애, 나아가 치매까지 발병하는 위험 요인이 됩니다.

뇌졸중 후 기간은 심혈관 병리학적 변화가 증가하고 뇌혈관뿐만 아니라 전반적인 혈역학에도 장애가 나타나는 것이 특징입니다.

허혈성 뇌졸중의 잔류기에는 혈관벽의 항응집 잠재력이 고갈되어 혈전 형성, 죽상경화증의 중증도 증가, 뇌로의 혈액 공급 부족이 진행됩니다. 이러한 과정은 특히 고령 환자에게 중요합니다. 이 연령대에서는 이전 뇌졸중의 유무와 관계없이 혈액 응고계의 활성화, 항응고 기전의 기능적 부전, 혈액의 유동 특성 악화, 전신 및 국소 혈역학 장애가 나타납니다. 신경계, 호흡기계, 심혈관계의 노화는 뇌 순환의 자가 조절을 방해하고 뇌 저산소증의 발생 또는 증가를 초래하며, 이는 자가 조절 기전의 추가적인 손상에 기여합니다.

그러나 뇌혈류 개선, 저산소증 해소, 그리고 신진대사 최적화는 기능 장애의 심각성을 줄이고 뇌 조직을 보존하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 측면에서 만성 뇌순환부전의 시기적절한 진단과 적절한 치료는 매우 중요합니다.

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