[칼럼] 미주신경은 '위장관의 기능'을 담당한다

2019-11-11 09:04:13

[프라임경제] 미주신경(vagus nerve)은 교감 신경과 부교감 신경으로 이루어진 자율 신경계의 중요한 요소이다. 미주신경은 신체에서 가장 긴 신경 중의 하나이고 80%의 구심신경(afferent nerve)과 20%의 원심신경 (efferent nerve)으로 이뤄져 있으며 대부분의 내장기관을 지배한다.

▲미주신경과 내장기관. = 이태희 교수

미주신경의 구심신경은 소화기계와 췌장에서 분비되는 호르몬, 점막의 기계적 비틀림, 내강의 오스몰 농도, 그리고 섭취한 영양소 들에 의해 활성화되며, 또한 식이 섭취의 조절, 췌장의 호르몬 분비 조절, 그리고 심장과 호흡 리듬을 생성한다. 그래서 미주신경이 소화기관의 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다.

전통적으로 내장기관에서 생기는 통증은 척추의 구심신경에 의해 전해지는 것으로 알려져 있으며 만성 통증 환자에서는 통증 발생에 교감 신경계가 중요한 역할을 한다고 여겨져 왔다. 하지만 최근의 많은 연구들은 미주신경이 척추와 뇌에서 통각을 조절하는 데 중요한 역할을 한다고 밝혀냈다.

한 연구에서 심한 위 팽만 시에 보이는 뇌의 통각 부위의 활성이 미주신경 절단술 (vagotomy) 후에는 감소하지만 척수 절단시에는 감소가 되지 않는 다는 사실을 통해 위 팽만과 동반된 통증의 발생에 미주신경이 중요한 역할을 함을 증명했다. 

척수 신경을 통한 통증의 전달은 주로 통증의 성상과 통증의 분포를 주로 전달하며 미주신경은 주로 통각의 감정적, 정서적인 부분을 전달하는 것으로 알려져 있다. 따라서 미주신경은 복부 통증을 직접적으로 전달한 다기 보다는 간접적으로 조절한다.

쥐에 cholecystokinin (CCK)-8을 주입한 경우 통증을 유발하는 실험 시에 그 통증에 대한 기억이 증가함을 관찰할 수 있다. 하지만 미주신경절단술을 받은 쥐들의 경우, 통증을 유발하는 행동에 대한 기억이 감사하는 것으로 보아 CCK-8에 의한 통증 유발 행동의 기억 증가에 미주신경이 깊이 관여한다는 사실을 추측할 수 있다.

▲위장기관과 미주신경 피드백기전. = 이태희 교수

미주신경은 식도에서부터 대장의 비장만곡 부위까지 지배하며 위장관의 운동을 조절한다. 따라서 미주신경의 활성도가 낮은 경우 위장관 운동 장애가 발생한다. 미주신경의 장애와 식도의 운동 저하 증이 연관 있음은 잘 알려져 있다. 위에는 콜린을 분비하는 위장관 신경들이 존재하는데, 이들은 직접적으로 미주신경의 영향을 받는다.

따라서 생리적인 미주신경의 활성도의 저하는 위장관 운동의 저하, 특히 위 전정부(antrum)의 운동 저하를 초래해 위무력증(gastroparesis)을 초래할 수 있다. 따라서 미주신경의 활성도를 증가 시킬 수 있는 껌을 씹는 행동들은 기능성 위장장애 환자에서 식후 팽만감을 줄이는 데 역할을 할 수 있다. 

전정부의 운동 기능 저하는 당뇨병성 위무력증 (diabetic gastroparesis) 환자에서도 흔히 관찰되는 소견인데, 이런 환자들에서도 미주신경의 활성도의 감소가 위 배출기능 감소와 연관돼 있음이 알려져 있다. 

미주신경은 그의 구심성 및 원심성 신경을 통해 항염증반응을 나타낸다. 전통적으로는 IL-1과 같은 염증성 사이토카인들은 구심성 미주신경을 자극하게 되고 이 자극은 시상하부·뇌하수체·코티코스테로이드 호르몬 반응과 교감신경을 자극하는 것으로 알려져 있다. 

하지만 최근에는 항염증 반응을 유발한다 는 증거들이 쌓이고 있다. 쥐의 균혈증 모델에서 원심성 미주신경 말단에서 아세틸콜린이 분비된 경우 이는 대식 세포의 TNF-alpha의 분비를 감소시킨다.

또한 만성 염증성 장질환 환자에서 TNF-alpha의 레벨 은 올라가 있으며 이와 비례해 미주신경의 활성도는 감소돼 있음이 밝혀졌다. 이는 미주신경 활성도의 저하가 염증을 유발하는 효과가 있음을 나타낸다. 

▲이태희 순천향대서울병원 교수. ⓒ 프라임경제

낮은 미주신경의 활성도는 괴사성장염의 중요한 예견이자로도 알려져 있는데 미숙아에서 pro-inflammatory 사이토카인들을 증가시킨다. 그래서 이런 미주신경의 활성도는 이 질환의 예측하는데 있어서 biomarker로 이용 가능할 수 있는 문을 열었다.


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