통증의 해부학적 이해

 질병과 죽음 그리고 환자의 통증을 이해하기 위해서는 해부학적 이해를 들여다볼 필요가 있다. 

통증을 이해하기 위한 해부학적 구조물은 보편적으로 통각 수용체, 구심성 통각 전달체계, 척수 상부 체계, 기타 통각을 조절하는 체계로 분류하여 설명한다. 

 

 각각을 설명하면 다음과 같다. 

 

 

통각 수용체 

통각 수용체는 머리카락, 손톱 등 일부 구조물을 제외한 온몸에 존재하며 고통스럽거나 잠재적으로 신체에 해로울 수 있는 자극을 감지하여 전달하는 수용체이다. 통상 화학물질, 물리적 힘, 온도 등을 감지하며 크게 A섬유, B섬유, C섬유로 구분한다. 이의 차이는 신경을 싸고 있는 수초화(전선을 싸고 있는 피복과 같은 구조물)에 따라 차이를 보이며 각각의 섬유는 전달 속도와 기능이 다소 다르다. 

 일반적으로 통증 일차 감각 기관으로 가장 많이 언급되는 신경 섬유는 A와 -δ와 C섬유이다. 

 

A -δ 섬유

얇은 수초에 의해 덮여 있으며 날카롭고 꼬집는 듯한 통증과 관련된다. 기능에 따라 Type1과 Type2 섬유로 구분하는데 Type1 섬유는 53°C 이상의 높은 온도에 반응하며 자극의 전달이 빠르다. Type2 섬유는 물리적 자극에는 반응하지 않으며, 낮은 온도에 반응한다. 따라서 A -δ 섬유는 열을 처음 감지하는 신경으로 알려져 있다. 전달 속도가 빠르기 때문에 통증을 빨리 느끼고 통증의 위치를 정확히 알 수 있다.

 

C섬유

수초에 싸이지 않아 전달 속도가 매우 느리다. 41~49°C의 중간 정도 온도에 반응하며 물리적 자극에도 반응한다. 80~90%에 해당하는 대부분의 통각을 담당하며 반복적 자극에 쉽게 피로감을 느끼고, 완전 회복에는 10분 정도가 소요된다. 일반적으로 타는 듯한 느낌과 관련이 있으며 통각의 위치가 모호한 경우가 많다.  신체에서 발생하는 통각 수용체의 자극은 대부분 척수에 전달되는데 두부, 안면부의 자극은 안면 신경을 통해 뇌간으로 전달된다. 

 

구심성 통각 전달체계

일차 통각 수용체에 감지된 자극은 척수의 뒤쪽 부분으로 일차적으로 전달된 이후에 시상이라고 부르는 뇌의 구조물로 전달된다. A 또는 C섬유는 척수로 들어온 뒤 척추 두 마디 정도의 위쪽 또는 아래쪽에 위치하는 두 번쨰 신경에 자극을 전달한다. 척수 뒤쪽 부분에서의 신경 연결은 이후에 설명할 통증 조절에 매우 중요한 역할을 수행하게 된다. 일단 두 번째 신경에 전달된 통각은 대부분 척추의 반대편 신경다발을 통해 뇌에 전달되며 일부는 같은 편 신경다발을 통해 뇌에 전달된다. 

 

척수 상부 체계

척수에서 뇌의 중요 부분으로의 전달은 (1) 척수 시상로, (2) 척수 연수 및 척수 수뇌로, (3) 척수 시상하부로를 통해 전달된다. 대뇌에서 통증에 반응하는 주요 구조물과 기능은 다음가 같다. 

 

시상

신체 기관의 대부분 감각은 시상을 통해 고위 뇌영역으로 전달된다. 시상은 크게 외측과 내측 부위로 구분되며 감각의 역할이 다소 다르다. 시상의 외측 부위에 전달된 자극은 대뇌의 신체 감각 영역으로 전달되며 통증의 위치 파악과 지속 시간을 측정 하는데 중요한 기능을 하게 된다. 시상의 내측으로 전달된 자극은 변연계에 전달되며 통증과 관련된 여러 가지 감정 반응을 유발하게 된다. 

 시상은 환상통(손가락이 절단되었음에도 절단된 손가락이 아프다고 느끼는 것)과 중요한 관련이 있는 것으로 알려져 있으며 뇌졸중 이후에 발생하는 중추신경 통증 역시 시상에 전달되는 전기적 자극에 의해 발생하는 것으로 알려져 있다. 

 

 

시상하부 : 신체 전반에 걸쳐 불쾌하거나 해로운 자극은 시상하부에 전달된다. 시상하부는 통증의 위치 파악을 하는 기능은 없지만 뇌하수체나 뇌간, 척수 등과 밀접한 연결을 갖고 있어 통증과 관련된 자율 신경 기능이나 신경 내분비에 기능을 활성화하는 역할을 한다. 

 

변연계 : 통증에 대한 자극이 바로 전달되지는 않으며 대부분 시상에 전달된 자극이 이차적으로 전달된다. 인간의 감정과 관련한 중요한 기능을 수행하는 변연계는 통증에 대한 동기적 행동과 감정 반응에 중요한 역할을 하며 조건 반사를 유발하기도 한다. 

 

대뇌 피질 : 대뇌 피질 중 신체 감각과 관련된 영역은 뇌의 중심고랑 뒤쪽에 위치하며 시상에서 올라오는 자극을 감지한다. 대뇌의 신체 감각 영역은 통증의 위치를 파악하고 통증의 종류를 구별하는 데 중요한 역할을 하며 시상을 조절하는 기능을 갖고 있어 통증의 정도를 조절하는 기능도 수행한다. 인간에서 신체 감각 영역을 제거할 겨우 통증의 위치 파악은 할 수 없으나 불쾌감은 나타날 수 있다고 한다. 즉 통증에 대한 위치 파악과 이와 관련한 감정 반응은 별개의 과정으로 이루어짐을 추정할 수 있다.  대뇌 피질 중 전전두엽은 통증의 강도와는 관련 없이 통증이 시작될 때 주로 활성화된다고 하며 내장 감각에 비해 피부 통증에 좀 더 민감한 것으로 알려져 있다. 이 영역은 통증에 관련한 인지 기능 수행에 중요한 역할을 한다. 만성적 통증에서 전전두엽의 활성화가 감소되는데 이는 만성 통증에 대한 인지적 반응이 무력화됨을 의미한다. 

 

대상엽 / 섬이랑 : 대상엽은 변연계의 일부 구조물이나 통증과 관련한 중요 기능을 수행한다. 특히 통증과 관련한 감정적 반응에 중요한 역할을 하며 행동적 반응을 유발하기도 한다. 이의 자극은 전전두엽으로 연결되어 고차원의 판단과 결정, 수행 기능 등에 영향을 미치게 된다. 특히 대상엽은 위약 반응 및 최면에 의한 통증 저하의 중요한 구조물로 알려져 있다. 

 

 섬이랑은 내장에서 오는 감각 기능이 많이 전달되는 부위이며 통증에 대한 감정 반응과 기억에 관련되는 구조로 알려져 있다. 이의 자극은 불쾌한 느낌을 유발한다.