척 수 신구대학교 강민수

척수의 분절과 척수신경 척수 (spinal cord, medulla spinalis) 1) foramen magnum ~ 첫째와 둘째 허리뼈 사이의 intervertebral disk 까지 2) 척추, 인대, meninges, 뇌척수액(cerebrospinal fluid)에 의해서 보호 3) 척추길이의 2/3, 두께 1~1.5cm 척수의 분절 1)목 신경 8쌍, 가슴신경 12쌍, 허리신경 5쌍, 엉치신경 5쌍, 꼬리신경 1쌍 척수신경 1)첫째 목 신경  atlas에서 시작, 첫째 가슴신경부터 같은 번호 2) spinal nerve = 앞뿌리( 앞뿔, 가쪽뿔) + 뒤뿌리

척수의 분절과 척수신경 척수의 바깥구조 1) 팽대  cervical enlargement ( C5~T1), lumbosacral enlargement ( L1~L4, L4~ S2) 2) 말총( cauda equina)  허리척수와 엉치척수의 신경뿌리로 구성 3) 종말끈 (filum terminale)  척수원뿔의 끝~ 꼬리뼈의 첫째분절 4) 척수의 틈새와 고랑  anterior median fissure, posterior median sulcus 척수의 속 구조 회색질( 신경세포체) + 백색질(신경섬유) 1)척수구성의 기본구조  세로로 배열, white column( funiculus, tract, fasiculus) , gray column, 2)들어오거나 나가거나 교차 하는 신경섬유는 가로로 배열  somatotopical arrangement

척수의 분절과 척수신경 백색질 (white matter)  축삭이 집단적으로 모인곳, 세로로 배열 Myelin sheath로 쌓여져 있어서 백색, anteriolateral sulcus를 경계로 앞 백색 기둥(anterior column), posterolateral sulcus를 경계로 등쪽 백색기둥 (posterior column ), 등쪽 기둥은 가슴척수이상에서 fasciculus cuneatus, fasciculus gracilis로 나뉘며, 리사우어신경로 ( Lissauer’s tract, dorsolateral tract)  백색질에는 많은 신경로가 있 다. 회색질 (gray matter)  앞뿔(anterior horn는 수의 운동을 일으키는 skeletal muscle에 분포), 뒤뿔( posterior horn은 receptor part), 중간 회색질(intermediate gray), 가쪽뿔(lateral horn은 T1~L3  자율신 경 신경절이전신경세포) , gray commissure 백색질의 절대량은 위쪽으로 갈수록 증가하고 회색질은 신경세포가 지배하는 영역이 넓을수록 커진다.  목 팽대, 허리엉치팽대

백색질의 부위별대응배열

척수의 층판 구조(렉시드 층판) 척수의 회백질을 구성하는 신경세포 , 총 10개로 나뉜다. 1)Ⅰ층판  통각과 온도를 전달하는 신경섬유로 반대쪽으로 건너가 척수시상로( spinothalamic tract)의 일부가된다. 2)Ⅱ 층판 아교질(substantia gelatinosa)라 하며 통각을 조절하는 기능, 리사우어신경로와 가쪽 섬유기둥  여러신경세포들과 연접 3)Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 층판은 척수고유액(nucleus proprius)를 포함하고 C 섬유를 제외한 대부분의 감각섬유들로부터 직접적인 일차 구심입력을 받아들인다. 4)Ⅶ 층판  모든 층판에서 가장 넓고 클라크핵 (Clarke’s nucleus)은 C8, T1~L2,3까지 위치해 있는 뚜렷한 핵으로 구성, muscle spindle과 golgi tendon organ을 지배하는 Ⅰa ,Ⅰb 섬유들이 정지, poterior spinocerebellar tract를 이루어소뇌에서 정지

척수의 층판 구조(렉시드 층판) 4)Ⅶ 층판  중간가쪽핵 ( intermediolateral cell column)은 T2~L2 까지의 측각( lateral horn)에 위치하며 교감신경과 관련되어 있고, 엉 치 자율신경(sacral autonomic nucleus)은 S2~S4까지 Ⅶ 층판 가쪽에 존재하며 부교감신경과 관련 되어 있다. 5)Ⅷ 층판  앞뿔(ventral horn)에 위치하며 전정척수로 (vestibulospinal tract), 망상척수로 (reticulospinal tract)의 신경섬유 가 정지한다. 6)Ⅸ 층판  앞뿔의 신경원으로 구성되어 있으며 알파운동신경원(α- motor neuron), 감마운동신경원( γ- motor neuron), 7)renshaw cell (inter neuron)  억제성 세포로 Ⅶ, Ⅷ에 위치 8)Ⅹ 층  중심관 주위의 회색질 교차연결 ( gray commissure), 중심 아교질(central substantia gelatinosa)로 구성되어 있다.

척수 기능 척수기능  신장 반사를 조절하는 근육활동으로 운동명령을 전달하 는 최종공통경로 (final common path), 자발적인 자율반사 CPG ( central pattern generator) 구심성 입력이 없이 내부적으로 율동적인 유형화된 출력을 만들어 내는 신경회로망 1) 척수 내에서는 척수고유신경세포를 통해 서로 정보를 교환 2) 척수상부와의 교신은 뒤 척수소뇌로 (dorsal spinocerebellar tract), 뒤 기둥을 통해 근육의 Ia 들신경 활동, 앞척수소뇌로(ventral spinocerebellar tract)를 통해 간접적으로 중계 척수반사 1) Sherringtone은 움직임조절에 있어서 감각정보의 중요성을 최초로 인지한 사람  simple reflex가 움직임의 기본  복잡한 움직임은 단 순반사들이 합쳐져서 생긴다고 제안  감각입력이 없어도 보행패턴 을 시작 할 수 있고 최근에 수정

척수기능 척수반사 2) 현재의 관점은 적절한 움직임을 만들기 위해 반사들이 중추에서 발 생한 운동명령과 통합된다는 것 근육방추 1) 방추 바깥섬유(extrafusal muscle fiber)  일반적인 운동에 관여 2) 방추 속 근육섬유 ( intrafusal muscle fiber)  근육내의 길이, 속 도의 변화를 감지, 근육방추 (muscle spindle)안으로 달리는 특수화된 근육섬유  핵주머니근세포( nuclear bag fiber), 핵사근세포(nuclear chain fiber) 근육방추의 기능적인 구성  intrafusal muscle fiber, sensory ending (감각신경 종말), motor axon(운동 신경섬유 축삭)

근육방추 들신경 섬유 두가지의 들신경 I a , Ⅱ  근육방추는 동적 핵 주머니세포, 정적 핵 주머니세포, 핵 사슬근 세포 의 세 가지유형의 방추속 근육섬유를 가지고 있다. 1) I a 군 들섬유 동적, 정적 , 핵 주머니근세포와 핵 사슬근세포 중간 에 분포, 일차종말을 형성 길이와 속도에 민감,특히 속도 2)Ⅱ 군 들섬유  핵 사슬근세포와 정적 핵 주머니 세포에 분포, 이차 종말을 형성  길이에 민감 ( 특히 핵사슬근세포  kink) 날신경 섬유 방추 속 근육을 지배하여 근육 긴장을 유지하는 운동 신경세포  γ – 운동 신경세포  가장 큰 기능은 방추 속 근육섬유를 수축하는것 1) 동적 γ – 운동 신경세포  핵 주머니근세포의 양쪽 끝에 분포 2) 정적 γ – 운동 신경세포  핵 사슬근 세포의 끝의 중간지점

감마 운동신경세포의 역활 능동적으로 근육이 수축하는 동안 근육방추의 긴장을 유지하여 근육방추가 근육 길이 변화를 계속해서 감지 할 수 있도록 한다. α - γ coactivation ( 알파 – 감마 협력활동)  근육 방추 감수성의 자 동적인 유지 알파 운동 신경세포에서 나오는 곁가지  뼈대 – 방추운동세포 (skeleto – fusimotor motor neuron, β – motor neuron)이라 하며 방 추속 근육섬유를 지배한다. 대등한 알파- 감마 협력 활동을 제공 뇌는 동작의 속도와 난이도에 따라 정적 감마운동신경세포와 동적감 마 운동신경세포 활동 사이의 균형과 활동 수준을 사전 조정한다. 방추 운동 설정( fusimotor set)이라고 한다

신장반사 I a 군 들섬유  일차 신장반사 (primary stretch reflex) 자극  위상성 근육을 수축 2) 일차 긴장성 반사  I a군 들섬유가 긴장성 α –운동신경세포를 자극  긴장성 근육을 수축

신장반사 일차신장반사 ( primary stretch reflex)  긴장성 반사( tonic reflex), 위상성 반사(phasic reflex)로 나뉜다. 1) 일차위상성 신장반사  깊은 힘줄 반사 (deep tendon reflex)  힘 줄을 두드림에 의해 유발되는 빠른 신장은 근육방추로부터 I a 들 섬 유를 자극  척수의 α –운동신경세포에 전달, 동적인 것에 민감한 핵 주머니근육세포를 자극  작용근과 협력근을 흥분시키고 대항근을 억제시킨다.  교차지배(reciprocal innervation)이라 한다. 2) 일차 긴장성 신장반사  중간 범위에서 지속적인 신장에 핵사슬근 근육세포가 자극  I a 군 들섬유가 α –운동신경세포에 있는 긴장성 α – 운동신경세포를 자극  긴장근 만을 수축

이차신장반사  핵사슬근육섬유 끝에 위치하고 있는 Ⅱ 군 들섬유에 의 해서 생기는 반사  끝 범위에서 천천히 지속적인 신장이 필요 flexor group를 촉진시키고, extensor group를 억제시킨다. 1)proximal muscle synergy(몸쪽근 굽힘 협력운동) 2) Marie – Foix flexion reflex 골지 힘줄기관 (Golgi tendon organ, GTO)  1) I b 들 섬유 아교 섬유들 사이와 주위에 위치 근육섬유들에 부착되어 있다. 근육 세포 아님, 운동신경섬유가 없고 방추 바깥 근육들과 연결  신장보다는 수축할 때 민감 2) 자가억제( autogenic inhibition)  작용근과 협력근은 억제 시키고 대항근은 흥분시키는 기전 3)단순히 신장수용기가 아닌 능동적으로 생성되는 근육 힘에 특별히 민감하며, 근육 수축을 조정하는 기능과 함께 움직임 조절에 광범위 하게 참여한다.

피부반사 굽힘반사(flexion withdrawal reflex)  모든 굽힘근들이 동시에 수축 하여 유해자극으로부터 빠르게 회피하는 반사 , 굽힘근들을 흥분시키 고 폄근들을 억제 sherrington은 교차지배 교차폄 반사 (crossed extension reflex)  폄근을 지배하는 운동신경 세포는 흥분시키고 굽힘근을 지배하는 운동신경세포는 억제 시킨다.

척수 신경로 일차 신경세포(first order neuron)  이차신경세포( second order neuron)  삼차신경세포 (third order neuron) 대뇌 겉질의 오름 신경로 의식적 감각 1) 일차신경세포  척수 신경절(spinal ganglion) 2) 이차신경세포  척수나 뇌줄기 3)삼차 신경세포  시상 소뇌 겉질이나 뇌줄기의 핵으로 전달되는 오름 신경로는 3차 신경세포가 없다  무의식적 감각 내림 신경로  대뇌 겉질, 소뇌겉질 및 뇌줄기  척수의 사이신경  앞뿔의 운동신경세포, 가쪽뿔의 신경절이전자율신경세포에 정지 앞뿔세포  최종공통경로(final common path)

오름신경로(대뇌 겉질로 가는 의식적인 감각) 의식적으로 지각되는 네 종류의 몸감각  촉각, 고유감각, 통각, 온도 감 각  뒤섬유기둥- 안쪽섬유띠로와 척수 시상로 뒤섬유기둥- 안쪽섬유띠로(posterior white column –medial lemniscal pathway)  분별적인 촉각(discrimitive touch), 의식적인 고유감각 ( conscious proprioception), 입체인지각 ( stereognosis) 1) 일차신경세포  척수신경절 2) 이차신경세포  * 쐐기다발(fasciculus cuneatus) 상지에서 오는 감각을 전달 * 얇은다발 (fssciculus gracils)  하지에 오는 감각을 전달 3) 삼차신경세포  * 시상의 가쪽뒤배쪽핵(VPL, thalamic nucleus)에 정지한다.

오름신경로(대뇌 겉질로 가는 의식적인 감각) # 임상적 고찰( 뒤섬유기둥 –안쪽 섬유띠) 1) 척수 신경절의 광범위한 손상  분별적 촉각을 상실, 관절의 위치와 진동을 알기 어렵고 시각적인 실마리 없이 움직임교정 어려움 2)안쪽 섬유 띠  손상부위 이하의 반대쪽 피부분절에서 분별적 촉각과 진동감각, 위치감각 소실 3)척수의 등쪽 섬유단이 손상된 경우  보행 조화운동(posterior column ataxia)  어두워서 앞을 볼 수 없는 경우 (롬베르그 증후)

오름신경로(대뇌 겉질로 가는 의식적인 감각) 척수 시상로( spinothalamic tract) 1) 새 척수시상로 (neospinothalamic tract)  빠르게 정보를 전달 2)옛 척수 시상로 ( paleospinothalamic tract)  느리게 전달 # 척수 시상로의 감각성분과 수용기  온도 감각, 통각, 비분별성 촉각 * 유해감각 수용기( nociceptor)  유해한 자극에서만 반응하는 감각수용기 * 침묵유해수용기 (silent nociceptor)  관절염환자의 통증의 원인

오름신경로(대뇌 겉질로 가는 의식적인 감각) 척수 시상로 1) 일차신경세포  척수신경절( 통각과 온도 감각을 전달하는 민말이 집 섬유(C 섬유), 작은 말이집섬유(Aδ 섬유), 비분별촉각을 전달하는 중간 크기의 말이집 (Aβ) ) 2) 이차 신경세포  척수의 뒤뿔의 가장자리 세포층 (제 1층판), 아교질(substantia gelatinosa , 제 Ⅱ 층판), 제 ⅴ 층판 뇌줄기에서 척수시상로는 척수 섬유띠를 이룬다. 3) 삼차신경세포  시상의 가쪽뒤배쪽핵(VPL thalamic nucleus) # 임상적 고찰 척수 시상로는 통증을 전달하는 중요한 신경로  절단되었을 경우 손상분절 반대쪽 손상분절 아래에서 통증을 감각 할 수 없게 됨

소뇌로 가는 무의식적인 감각통로 고유감각수용기들과 척수의 사이신경세포의 활동에 대한 정보는 척수소뇌로 (posterior spinocerebellar tract)를 통하여 소뇌로 전달, 무의식적고유감각(conscious proprioception)을 전달한다. 뒤척수 소뇌로( posterior spinocerebellar tract)와 쐐기 소뇌로 ( cuneocerebellar tract) 1) 일차신경세포  척수신경절 2) 이차 신경세포  * 뒤척수소뇌로  하반신에서 기원하는 섬유의 이차신경 세포로 클라크세포기둥에서 연접을 이루어 소뇌로 간다. *쐐기소뇌로  상반신에서 기원하는 섬유의 이차신경세포로 덧쐐기 다발핵(accessory cuneate nucleus)에서 소뇌로 감

소뇌로 가는 무의식적인 감각통로 앞척수소뇌로의 입쪽척수소뇌로 1) 일차신경세포  척수 신경절 2) 이차신경세포  척수 뒤뿔의 렉시드 제 Ⅳ, Ⅴ 층판과 회색질 중간부에 있는 렉시드 제 Ⅶ 층판에 있으며 앞백색질 교차연결 (anterior white commissure)을 지난다. 척수올리브로  척수소뇌로의 보완작용

내림 신경로 겉질 척수로( corticospinal tract)와 적색척수로 ( rubrospinal tract) 정지하는 척수 부위가 가쪽 섬유기둥의 등쪽  등가쪽로 ( dorsolateral pathway)라 하고  flexor를 흥분시키고, extensor를 억제시킨다. 안뜰척수로(vestibulospinal tract), 안쪽세로다발( medial longitudinal fasciculus), 그물척수로( reticulospinal tract)  앞 안쪽 로(ventromedial pathway)  extensor를 흥분시킨다. 위 운동 신경세포  대뇌의 운동 겉질 ~ 척수( pyramidal tract + extrapyramidal tract) 아래 운동세포  척수의 앞뿔 ~ 근육

내림 신경로 ( 가쪽 활동계) 가쪽 활동계 (lateral activating system)  먼쪽의 사지의 움직임을 조 절 1) 가쪽겉질척수로 # 피라미드교차(pyramidal decussation)  85% 교차  숙련된 움직임( skilled movement)의 정밀함과 속도를 조절 # 앞겉질척수로 15%는 교차하지않고 척수의 앞기둥을 이룸 # 운동 프로그램 ( motor program)  소뇌와 바닥핵 # 위운동신경세포 증후근 # 아래운동신경세포 증후근 2) 적색척수로 ( rubrospinal tract)  굽힘근( flexor) 촉진 3) 가쪽 그물척수로 ( lateral reticulospinal tract)  굽힘근(flexor) 억제, 2) and 3) 대뇌 겉질로부터 입력을 받는다.

내림신경로 ( 안쪽 활동계) 안쪽 활동계는 뇌줄기부터 시작된 네개의 신경로와 대뇌겉질로부터 시작되는 하나의 신경로로 이루어짐 안쪽 활동계는 뇌줄기부터 시작된 네개의 신경로와 대뇌겉질로부터 시작되는 하나의 신경로로 이루어짐 # 뇌줄기 1) 덮개척수로( tectospinal tract) 2) 안쪽그물 척수로 ( medial reticulospinal tract) 3) 가쪽 안뜰 척수로 ( lateral vestibulospinal tract) 4) 안쪽 안뜰 척수로 ( medial vestibulospinal tract) # 대뇌 겉질 1) 안쪽 겉질 척수로 ( medial corticospinal tract)

안쪽 활동계 덮개척수로 (tectospinal tract) 머리를 빠르게 돌릴 때 무게중심의 변화에 대하여 자동적인 자세조절에 의해 보상된다. 안쪽그물척수로 ( medial reticulospinal tract)  자세유지근육 ( postural muscle)과 사지의 폄근들을 지배 안쪽 안뜰척수로 (medial vestibulospinal tract)  목 근육과 위쪽 등 근육을 조절한다. 가쪽안뜰척수로 ( lateral vestibulospinal tract)  굽힘근 ( 억제), 폄근( 촉진), 균형을 흩뜨리는 상황에서 반응, 똑바로 서기자세에서 평 형을 유지 안쪽 겉질척수로 (medial corticospinal tract)  목 ,어깨, 몸통근육 을 지배하는 가슴척수에서 끝난다. 의도하는 움직임을 위하여 자세조 절

척수 혈관 2쌍의 뒤 척추동맥  척수 뒤쪽 부분의 혈액공급 1쌍의 앞 척추동맥  척수 앞쪽 2/3에 해당하는 혈액을 공급 2쌍의 뒤 척추동맥  척수 뒤쪽 부분의 혈액공급 1쌍의 앞 척추동맥  척수 앞쪽 2/3에 해당하는 혈액을 공급 완전 척수 절단(complete spinal cord transection)은 모든 상행로와 하행로의 절단으로 손상 받은 척수 이하의 수의적 운동과 모든 감각이 소실된다. 원인은 외상, 종양, 혈관장애 등에 의해 발생한다. 운동장애로는 손상 동일 분절에서의 아래 운동신경세포증후근 증후근 증상( 마비, 근위축), 손상 부위 아래 분절에서의 위운동신경세포증후근 증상들이 발생, 자율신경의 장애로 대소변장애

불완전 손상 앞 척수 증후근  척수의 앞쪽 2/3의 손상을 의미한다.  앞쪽 회색 질, 겉질 척수로 및 척수 시상로가 포함된다. 병변 부위 이하에서는 운 동조절, 통각, 온도감각이 상실, 고유감각, 감별촉각은 정상으로 유지 되는데 posterior horn을 통해 상행하는 설상속과 박속이 손상 받지 않았기 때문이다. 뒤 척수 증후근  분별적 촉각과 압각, 진동감각 및 관절 위치감각은 손상되지만 통각과 온도감각, 운동기능은 정상적이다.  조화 운동 못함증(sensory ataxia) 가쪽척수증후근 (브라운 – 세카르 증후근)  척수의 가쪽반이 절단 되어 발생한다. 중앙척수증후근  척수 시상로가 앞쪽 회색질 교차 연결을 이루면서 지나간다  양쪽의 통각과 온도감각 상실이 발생

불완전 손상 등쪽 가쪽 척수 증후근  비타민 B12의 결핍, AIDS에 의해  sensory ataxia 앞뿔세포 증후근  앞뿔 세포에 있는 운동신경세포만 선택적으로 손 상  소아마비