척수(Spinal Cord)의 구조와 기능
척수는 뇌와 신체를 연결하는 중추신경계(CNS)의 일부로, 감각 및 운동 신호를 전달하고 반사를 조절하는 중요한 역할을 합니다. 척추(vertebral column) 내부의 척추관(vertebral canal)에 위치하며, 총 31쌍의 척수신경(spinal nerves)이 분지하여 신체 각 부위로 연결됩니다.
1. 척수의 해부학적 구조
1) 위치와 길이
- 척수는 연수(medulla oblongata)의 하부에서 시작하여 제1~2요추(L1~L2) 수준에서 끝납니다.
- 척수가 끝나는 부위를 원뿔(conus medullaris) 이라고 하며, 그 아래로 신경 섬유 다발이 말총(cauda equina) 형태로 존재합니다.
- 성인의 척수 길이는 약 40~45cm, 지름은 약 1~1.5cm입니다.
2) 척수의 분절 (Spinal Segments)
척수는 31개의 분절로 나뉘며, 각각의 분절에서 한 쌍의 척수신경이 나옵니다.
분절 개수 주요 신경지배 부위
| 경수 (Cervical) | 8개 (C1~C8) | 목, 팔, 손 |
| 흉수 (Thoracic) | 12개 (T1~T12) | 가슴, 배 |
| 요수 (Lumbar) | 5개 (L1~L5) | 다리, 허리 |
| 천수 (Sacral) | 5개 (S1~S5) | 엉덩이, 생식기 |
| 미수 (Coccygeal) | 1개 (Co1) | 꼬리뼈 부위 |
척수의 길이는 척추보다 짧기 때문에, 척수 분절과 척추뼈의 위치는 일치하지 않습니다. 예를 들어, L1 척수 분절은 T11 척추뼈 부위에 위치합니다.
3) 척수의 두께 변화 (팽대, Enlargement)
- 경부팽대(Cervical Enlargement, C4~T1): 팔과 손을 조절하는 신경이 나오는 부분으로 척수가 두꺼워짐.
- 요부팽대(Lumbar Enlargement, L1~S3): 다리를 조절하는 신경이 나오는 부분으로 척수가 두꺼워짐.
2. 척수의 단면 구조
척수의 단면을 보면 중앙에는 회색질(gray matter), 그 주위에는 백색질(white matter) 이 위치합니다.
1) 회색질(Gray Matter)
- 척수의 가운데에 위치하며, 나비 모양 구조를 가짐.
- 신경세포체(cell body)와 시냅스로 구성됨.
- 뿔(horn) 구조를 가짐
- 뒤뿔(Posterior/Dorsal Horn): 감각 신경(sensory neuron) 수용
- 앞뿔(Anterior/Ventral Horn): 운동 신경(motor neuron) 명령 전달
- 가쪽뿔(Lateral Horn, T1~L2, S2~S4): 자율신경(교감/부교감) 관련 뉴런 위치
2) 백색질(White Matter)
- 척수를 둘러싸며 수초(myelin)로 덮인 신경 섬유(축삭, axon)들이 모여 있음.
- 신경전도로(tracts) 구성
- 감각 정보 전달 (상행로, ascending tract)
- 운동 명령 전달 (하행로, descending tract)
- 백색질은 기능에 따라 세 부분으로 나뉨.
- 뒤기둥(Dorsal Column): 진동, 고유감각, 촉각 전달
- 가쪽기둥(Lateral Column): 운동 및 감각 전달 (피질척수로 포함)
- 앞기둥(Anterior Column): 주로 운동 조절
3. 척수의 주요 신경로(Tracts)
척수에는 상행로(감각 신호 전달)와 하행로(운동 신호 전달) 가 있습니다.
1) 상행로(Ascending Tracts, 감각)
신경로 기능 전달 감각
| 척수시상로(Spinothalamic Tract) | 반대쪽 시상으로 감각 전달 | 통증, 온도, 가벼운 촉각 |
| 등쪽기둥-내측섬유띠경로(Dorsal Column-Medial Lemniscus Pathway) | 대뇌 감각 피질로 전달 | 진동, 위치감각, 미세한 촉각 |
| 척수소뇌로(Spinocerebellar Tract) | 소뇌로 전달 | 무의식적 고유감각 |
2) 하행로(Descending Tracts, 운동)
신경로 기능 역활
| 피질척수로(Corticospinal Tract) | 수의운동 조절 | 대뇌 → 척수 앞뿔 |
| 적척수로(Rubrospinal Tract) | 근육 조정 | 대뇌 중뇌 → 척수 |
| 전정척수로(Vestibulospinal Tract) | 균형 조절 | 전정핵 → 척수 |
4. 척수의 기능
1) 감각 정보 전달
- 피부, 근육, 내장에서 오는 감각 정보를 뇌로 전달
- 통증, 온도, 촉각, 위치감각 등 다양한 감각 처리
2) 운동 명령 전달
- 대뇌 운동 피질에서 시작된 신호를 근육으로 전달하여 운동 조절
3) 반사 조절 (척수반사, Spinal Reflex)
- 무릎반사(Knee Jerk Reflex, 신전반사): 척수에서 직접 조절하여 빠르게 반응
- 회피반사(Withdrawal Reflex): 뜨거운 물체를 만졌을 때 즉각 손을 뗌
4) 자율신경 기능 조절
- 교감신경(심박수 증가, 혈압 상승)과 부교감신경(소화 촉진, 심박수 감소) 조절
5. 임상적 중요성
1) 척수 손상(Spinal Cord Injury, SCI)
- 손상 부위에 따라 마비 정도 결정됨
- C3 이상 손상 → 호흡근 마비 → 인공호흡기 필요
- L1 이하 손상 → 하지마비(Paraplegia)
2) 척수병증(Myelopathy)
- 척수의 퇴행성 변화나 압박으로 기능 저하
- 증상: 근력 저하, 감각 이상, 반사 이상
3) 척수염(Myelitis)
- 바이러스 감염 또는 면역 이상으로 발생
- 다발성 경화증(MS)과 관련
척수는 감각, 운동, 자율신경 기능을 조절하는 핵심 구조이며, 손상 시 심각한 후유증을 초래할 수 있습니다.