의학공부

🤢 Understanding the Mechanism of Vomiting: Why the CTZ (Chemoreceptor Trigger Zone) and NTC(Nucleus Tractrus Solitarius) Are So Fascinating

단풍국그린피는30달러 2025. 4. 10. 23:53
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Circumventricular organs

 

구토는 단순한 위장 반응이 아닌, 복잡한 신경회로가 교차하는 뇌간 중심 반사입니다.
특히 **Chemoreceptor Trigger Zone (CTZ)**가 blood-brain barrier (BBB) 바깥에 위치해 혈중 물질을 빠르게 감지한다는 점은 매우 흥미로운 해부학적 특징입니다.

 

Medulla에 위치하는데도 BBB 바깥에 있어 위험물질이 뇌에 들어오지 못하게 설계가 되어 있는 거죠!!

 

하지만 여기서 끝이 아닙니다. **진짜 구토 반사를 실행하는 핵심은 Nucleus Tractus Solitarius (NTS)**입니다. 이 글에서는 구토의 전체 기전을 해부학적, 약리학적, 임상적 관점에서 통합적으로 소개합니다.

1️⃣ 구토의 기전: CTZ, Area Postrema, and the Vomiting Center

구토는 medulla oblongata에 위치한 vomiting center에서 조절됩니다. 이 구토중추는 하나의 핵(nucleus)이 아니라 여러 신경핵들의 네트워크로 구성되어 있으며, 대표적으로 nucleus tractus solitarius (NTS), reticular formation, 그리고 dorsal motor nucleus of the vagus 등이 포함됩니다.

 

🔍 핵심 구조 요약

구조 / 위치 / 기능
CTZ (Area postrema) Medulla, BBB 밖 혈중 독소 감지
NTS (Nucleus Tractus Solitarius) Dorsal medulla, 4th ventricle floor 모든 구토 자극을 통합·중계
Vomiting Center Reticular formation 포함 운동 출력 조절
Vagal afferents GI tract to medulla 장 자극 → NTS로 전달

 

  • 🧠 세부 기전: How Vomiting Happens
    1. 위장 자극 (독소, 감염, stretch) → Enterochromaffin (EC) cells에서 5-HT 분비
    2. Vagal afferent neurons의 5-HT₃ receptors 자극
    3. 해당 신호는 **Nucleus Tractus Solitarius (NTS)**로 전달됨
    4. 💡 NTS는 모든 afferent input (vagus, CTZ, vestibular, cortex)을 통합하는 central relay center입니다.
    5. 동시에 CTZ(BBB 밖)는 혈중 독성물질, 약물(예: opioids, chemotherapeutics)을 인식
      → 이 신호 또한 NTS로 전달
    6. NTS는 통합된 정보를 vomiting center와 dorsal motor nucleus of the vagus (DMV) 등으로 전달
    7. Vomiting center는 phrenic, spinal, vagal efferents를 통해 횡격막·복부근·인두근 운동 명령 → 구토 실행

2️⃣ 전달물질들: Neurotransmitters Involved in Vomiting

각 경로에는 구토를 유발하는 주요 neurotransmitters가 존재합니다. 이들을 이해하는 것이 항구토제 선택에 있어 매우 중요합니다.

구조 / 주요 신경전달물질
CTZ (Area postrema) Dopamine (D2), Serotonin (5-HT3), Substance P (NK1), Opioid, Histamine (H1)
Vagal afferents (GI tract) Serotonin (5-HT3)
Vestibular system Histamine (H1), Acetylcholine (M1)
NTS & vomiting center Substance P (NK1), 5-HT3, ACh, GABA 등

3️⃣ 항구토제: 기전에 따른 약물 정리

각 신경전달물질을 표적으로 하는 antiemetic agents는 다음과 같이 분류할 수 있습니다:

약물 / 계열표적 / 수용체주요 / 작용 / 부위예시
5-HT₃ antagonists Serotonin (5-HT3) CTZ, vagal afferents Ondansetron, Granisetron
D₂ antagonists Dopamine (D2) CTZ Metoclopramide, Prochlorperazine
NK₁ antagonists Substance P (NK1) NTS, vomiting center Aprepitant, Fosaprepitant
H₁ antihistamines Histamine (H1) Vestibular system Diphenhydramine, Meclizine
Anticholinergics Muscarinic (M1) Vestibular system Scopolamine
Prokinetics (mixed) D2 antagonist + 5-HT4 agonist GI tract, CTZ Metoclopramide

4️⃣ 주의점: 약물 선택 시 고려해야 할 사항

  • CTZ 기반 약물은 혈중 독소나 약물 유발성 구토에 효과적입니다 (e.g., chemotherapy-induced).
  • Vestibular 원인 (멀미, 귀 질환)에는 antihistamines 또는 anticholinergics가 더 효과적입니다.
  • Metoclopramide는 D2 차단 외에 위장 운동 촉진 효과도 있어 gastroparesis가 동반된 경우 유리하지만, extrapyramidal symptoms (EPS) 위험이 존재합니다.
  • Ondansetron 계열은 비교적 안전하지만, 장기 사용 시 QT prolongation 주의가 필요합니다.
  • 환자의 나이, 신경학적 상태 (e.g., Parkinson's disease), 간/신장 기능 등을 고려하여 수용체 기반 선택적 약물을 선택하는 것이 중요합니다.

🩺 마무리하며

구토는 단순한 증상이 아니라, 뇌간 내 정교한 회로의 결과물입니다. 특히, CTZ가 BBB 바깥에 존재한다는 해부학적 특성은 약물 감수성 및 구토의 조기 반응성을 설명하는 핵심 포인트입니다.

 

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