간성 뇌병증 - 병인

간성 뇌병증의 병인은 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 여러 연구에서 여러 신경전달물질 체계의 기능 장애가 나타났습니다. 간성 뇌병증은 복잡한 질환들을 수반하지만, 그 중 어느 것도 완전한 원인을 제공하지 못합니다. 간 청소율이나 말초 대사 장애로 인해 간경변 환자는 뇌에 영향을 미치는 암모니아, 신경전달물질 및 그 전구물질 수치가 상승합니다.

간성 뇌병증은 여러 증후군에서 관찰될 수 있습니다. 따라서 전격성 간부전(FLF)에서는 뇌병증과 실제 간절제술 징후가 함께 나타납니다. 간경변증에서 뇌병증은 부분적으로 문맥-대체역류 단락에 기인하며, 간세포(실질) 부전과 다양한 유발 요인이 중요한 역할을 합니다. 문맥-대체역류 단락 환자에서는 만성 신경정신과적 장애가 관찰되며, 뇌에 비가역적인 변화가 발생할 수 있습니다. 이러한 경우 간세포 부전은 비교적 적게 나타납니다.

간성 뇌병증의 다양한 증상은 생성되는 "독성" 대사산물과 전달물질의 양과 종류를 반영하는 것으로 보입니다. 급성 간부전으로 인한 혼수는 종종 정신운동성 초조와 뇌부종을 동반합니다. 만성 뇌병증의 특징인 무기력증과 졸음은 성상세포 손상을 동반할 수 있습니다.

급성 간 질환 및 병변 환자에서 간성뇌증 및 간성혼수가 발생하는 데 있어 주요 원인은 실질(간세포) 부전(내인성 간성뇌증 및 간성혼수)입니다. 간경변증 환자의 경우 문맥정맥 단락(portocaval shunting)이 결정적인 역할을 할 수 있습니다. 단락은 자연적으로 발생할 수 있으며, 즉 질병 진행 중에 발생하거나 수술적 치료의 결과로 발생할 수 있습니다( 문맥정맥전신뇌증 및 혼수). 경우에 따라 간 실질 괴사와 문맥정맥 문합이 함께 발생하는 경우도 중요합니다(혼합형 간성뇌증 및 혼수).

간성 뇌병증 및 혼수상태의 주요 병인 요인:

• 간 해독 기능 상실 및 뇌의 독성 물질 노출

간의 해독 기능 장애는 간성 뇌병증 및 간성 혼수 발생에 매우 중요합니다. 주요 독소는 암모니아와 메르캅탄입니다.

정상적으로 하루에 약 4g의 암모니아가 장에서 생성되고, 그중 3.5g이 흡수되어 혈액을 통해 간으로 들어갑니다. 간에서 약 80%의 암모니아가 중화되어 요소로 전환되는데, 대부분은 소변으로 배출되고, 소량은 장으로 배출됩니다. 요소로 전환되지 않은 나머지 암모니아는 간에서 글루탐산으로, 다시 글루타민으로 전환됩니다. 글루타민은 혈액을 통해 간과 신장으로 운반되어 가수분해되어 암모니아로 전환되고, 암모니아는 요소로 전환되거나 소변으로 배출됩니다.

간세포 부전(급성 및 아급성 대량 간괴사)에서는 암모니아 대사가 중단되어 혈중 암모니아 농도가 급격히 증가하며 뇌독성 효과가 나타납니다. 간경변에서는 암모니아가 문맥정맥 문합을 통해 전신 혈류로 유입되어 간 대사에서 배제되고 중화되지 않아 문맥전신성 간성뇌증이 발생합니다.

암모니아의 뇌독성 작용 기전은 다음과 같다.

• 뇌세포의 ATP 생성 및 사용이 감소합니다.
• 뇌의 주요 신경전달물질인 γ-아미노뷰티르산의 함량이 감소합니다.
• 신경 억제 특성을 지닌 γ-아미노뷰티레이트의 농도가 뇌에서 증가합니다.
• 암모니아는 뇌세포에 직접적인 독성 영향을 미칩니다.

암모니아 중독은 문맥성 간성 뇌병증과 혼수상태에서 가장 심각합니다.

간성 뇌병증과 간성 혼수가 발병할 때 혈액에 다른 뇌독성 물질이 축적되는 것도 매우 중요합니다. 여기에는 유황 함유 아미노산(타우르산, 메티오닌, 시스테인), 메티오닌 산화 산물(메티오닌 설폰 및 메티오닌 설폭사이드), 대장에서 생성되는 트립토판 대사 산물(인돌, 인돌릴), 단쇄 지방산(부티르산, 발레르산, 카프로산), 피루브산 유도체가 포함됩니다.

간세포 자가분해(내인성 간 혼수) 과정에서도 뇌독성 물질이 생성될 수 있다는 의견이 있습니다. 자가분해성 간 뇌독성 물질의 특성은 아직 확립되지 않았습니다.

• 혈액 내 거짓 신경전달물질의 출현

간부전에서는 단백질 분해가 증가하고 분지쇄 아미노산(발린, 류신, 이소류신)의 에너지원 사용이 증가합니다. 이러한 과정에는 페닐알라닌, 티로신, 트립토판과 같은 방향족 아미노산이 상당량 혈액으로 유입되는데, 이러한 아미노산의 대사는 일반적으로 간에서 이루어집니다.

발린+류신+이소류신/페닐알라닌+티로신+트립토판의 비율은 정상적으로 3~3.5이며, 간성뇌증이 생기면 혈액과 뇌척수액에서 1.5 이하로 감소합니다.

방향족 아미노산은 옥토플라스민, 베타-페닐에틸아민, 티라민과 같은 거짓 신경전달물질의 전구체입니다. 거짓 신경전달물질은 노르에피네프린, 도파민, 아드레날린과 같은 정상적인 뇌 매개체와 경쟁하여 신경계 억제 및 뇌병증을 유발합니다. 트립토판 대사의 산물인 세로토닌도 유사한 효과를 나타냅니다.

• 산-염기 불균형

내인성 간성 혼수 상태에서는 혈액 내 피루브산과 젖산의 축적으로 인해 대사성 산증이 발생합니다. 산증 상태에서는 독성 물질의 뇌세포 침투가 증가합니다. 대사성 산증은 과호흡을 유발하고, 이후 호흡성 알칼리증이 발생할 수 있으며, 이는 암모니아가 뇌로 침투하는 것을 촉진합니다.

• 전해질 장애

간성 뇌병증 및 간성 혼수에서 전해질 장애는 저칼륨혈증으로 가장 흔하게 나타납니다. 세포외 칼륨 결핍은 칼륨이 세포 밖으로 빠져나가 세포외 알칼리증을 유발하고, 나트륨과 수소 이온이 세포 내로 유입되어 세포내 산증이 발생합니다. 대사성 세포외 알칼리증 상태에서는 암모니아가 뇌세포로 쉽게 침투하여 독성을 나타냅니다. 암모니아가 축적되면 호흡 중추를 자극하여 과호흡을 유발합니다.

• 장기 및 조직의 저산소증 및 저산소증

모든 유형의 신진대사와 에너지 생산이 중단되면 장기와 조직, 주로 중추신경계의 저산소증과 저산소증이 발생하고, 간성 뇌병증과 혼수상태가 발생하게 됩니다.

• 저혈당증

대규모 간괴사에서는 간에서 포도당 생성이 방해받고, 혈액 내 인슐린의 대량 순환(간에서 인슐린 분해가 방해받음)이 발생합니다. 이와 관련하여 저혈당증이 발생하여 간성 뇌병증 및 혼수의 발생 및 악화에 기여합니다. 간부전을 동반한 간경변증에서는 글루카곤 과다 생성 및 말초 인슐린 저항성으로 인해 고혈당증이 더 자주 관찰됩니다. 또한 혈액과 뇌척수액 내 피루브산, 젖산, 구연산, α-케토글루타르산의 축적이 관찰되며, 이는 심각한 독성 효과를 나타냅니다.

• DIC(Disseminated Intravascular Coagulation Syndrome)

간 질환에서 DIC 증후군이 발생하는 촉발 요인은 다음과 같습니다. 손상된 간에서 트롬보플라스틴이 방출되고, 장내 독소혈증이 생기고, 간에서 항트롬빈 III가 생성되지 않아 항트롬빈 III가 결핍되고, 혈관에 과민 반응이 일어나고, 미세순환 장애가 발생합니다.

DIC 증후군은 간과 중추신경계의 기능적 능력을 더욱 손상시킵니다.

• 신장 기능 장애

간성 뇌병증이 진행되고 간성 혼수상태가 발생하는 데에는 중독으로 인한 신기능 장애, DIC 증후군, 신피질의 관류 감소 등이 어느 정도 역할을 한다.

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