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뇌관문

중추신경계통이 정상적 기능을 수행하기 위해서는 매우 안정된 환경을 필요로 한다. 이 안정성은 혈뇌장벽(blood-brain barrier, BBB)과 혈액수액장벽(blood-cerebrospinal fliud barrier)에 의해 신경계통이 혈액으로부터 격리됨으로써 유지된다.

1. 뇌혈관장벽 (Blood-brain barrier)

혈뇌장벽의 구조를 보면 중추신경계의 모세혈관의 내강과 신경조직 사이에는 다음과 같은 구조물들이 개재되어 있다.

모세혈관(capillary)의 내피세포(endothelium), 내피세포의 밖을 연속적으로 둘러싸는 기저막(basement membrane), 별아교세포의 발돌기(end feet)들이다.

이 구조들 모두가 혈뇌장벽을 조절하고 있지만 특히, 중추신경계의 내피세포에는 포음소포(pinocytotic vesicle)가 거의 존재하지 않으며, 뇌의 내피세포사이에는 폐쇄띠(tight junction)가 존재한다는 것이 혈뇌장벽을 유발하는 가장 주된 구성 요소로 여겨지고 있다.

혈뇌장벽을 통한 물질이동은 확산(diffusion), 운반체매개이동(carrier-mediated transport), 능동수송(active transport)을 통해 이루어진다.

Barbiturate, heroin, alcohol 등의 물질은 지질의 용해도와 비례하여 확산에 의해 혈뇌장벽을 통과한다.

D-glucose와 신경전달물질의 합성에 필요한 몇 가지 아미노산은 운반체매개이동에 의해 혈뇌장벽을 통과한다.

이러한 혈액과 뇌 사이의 관문은 뇌의 모든 부위에서 다 완전한 것은 아니다.

송과체(pineal gland), 뇌궁아래기관(subfornical organ), 종말판혈관기관(organum vasculosum of lamina terminalis), 시상하부 (hypothalamus), 정중융기(median eminence), 신경뇌하수체(neurohypophysis), 매아래구역(area postrema) 등의 뇌실주위기관 (circumventricular organ)에서는 폐쇄띠를 가진 모세혈관 대신에 유창모세혈관(fenestrated capillary)으로 되어 있어서, 혈뇌장벽이 존재하지 않는 부위이다.



2. 혈액-뇌척수액 관문(Blood-cerebrospinal fluid barrier)

뇌척수액(CSF)을 생성하는 맥락얼기(choroid plexus)에는 모세혈관이 있으며, 그 모세혈관 내의 혈액과 뇌척수액은 서로 다른 농도의 전해질 등을 함유하고 있다.

맥락얼기의 모세혈관을 조사해 보면, 유창모세혈관이다. 따라서, 혈액과 CSF 사이에서 단백질과 용질에 대한 관문은 맥락얼기에 존재하는 모세혈관이 아니라, 뇌실의 내강과 접해 있는 맥락상피세포(choroid epithelial cell) 사이의 폐쇄띠에 기인한다.

단백질 추적자와 특정 효소를 정맥 내로 주사하였을 때, 맥락얼기의 모세혈관 창을 통하여 맥락얼기의 바탕질(stroma)로는 들어가나, 맥락상피세포 간의 폐쇄띠는 통과하지 못하므로 CSF에 들어가지 못한다.