뇌로 가는 혈류가 극도로 감소하면 연수의 혈관운동 중추가 극단적으로 활성화되어 혈압을 250mmHg까지 끌어올린다. 이것이 중추신경계 허혈 반응이며, 뇌부종 상황에서는 쿠싱 반응(Cushing response)이라는 특수한 진동 패턴이 나타날 수 있다.
❶ 생각해 보셨나요?
압력수용체 반사는 정상 혈압 근처에서 작은 변동을 잡아준다고 했다. 그렇다면 혈압이 60mmHg 아래로 떨어지고 뇌가 허혈에 빠지는 극단적인 상황에서는 무슨 일이 일어날까. 일반적인 반사 기전으로는 이미 대응이 어려운 상황이다.
❷ 중추신경계 허혈 반응 — 뇌가 살아남기 위한 마지막 발악
뇌는 신체의 본부다. 다른 조직이 허혈에 빠지는 것과 달리, 뇌가 기능을 잃으면 전신 조절 자체가 무너진다.
혈압이 60mmHg 이하로 떨어지면 연수의 혈관운동 중추(vasomotor center)가 극단적으로 활성화된다. 교감신경이 폭발적으로 흥분하면서 전신 혈관이 강하게 수축하고, 심장 기능이 최대로 올라간다. 그 결과 혈압이 10분 안에 250mmHg까지 치솟는 일도 가능하다.
이 반응에는 부작용이 따른다. 교감신경 과활성화로 신장으로 가는 혈관이 극도로 수축해 혈류가 거의 차단될 수 있다. 이 경우 소변이 전혀 만들어지지 않는 무뇨 상태가 된다.
압력수용체 반사는 정상 혈압 근처에서 작동하지만, 중추신경계 허혈 반응은 혈압이 60mmHg 아래로 내려간 뒤 비로소 가동된다. 둘은 작동 범위가 다르다.
❸ 쿠싱 반응 — 뇌부종이 만드는 진동
쿠싱 반응(Cushing response)은 중추신경계 허혈 반응의 특수한 형태다.
뇌가 손상되면 다른 조직처럼 붓는다. 그런데 뇌는 딱딱한 두개골 안에 있어 바깥으로 팽창할 수 없다. 부종이 생기면 뇌척수액(CSF) 압력이 점점 올라간다.
뇌척수액 압력이 혈압보다 높아지면 혈액이 뇌로 들어가지 못한다. 뇌허혈이 발생하고, 이에 따라 중추신경계 허혈 반응이 작동해 혈압을 끌어올린다. 혈압이 올라가면 뇌척수액 압력을 다시 넘어서고, 뇌허혈이 해소된다. 그러면 허혈 반응이 가라앉고 혈압이 떨어진다. 혈압이 떨어지면 다시 뇌척수액 압력이 혈압을 넘어 뇌허혈이 재발한다.
이 과정이 무한 반복되면서 혈압이 주기적으로 올랐다 내렸다 하는 진동 패턴이 나타난다. 음성 피드백 회로에 시간차(time delay)가 끼어 있을 때 생기는 진동(oscillation) 구조다.
❹ 임상 의미
쿠싱 반응의 3징후(Cushing triad)는 고혈압·서맥·불규칙 호흡이다. 이 패턴이 관찰된다면 두개내압(intracranial pressure, ICP)이 급격히 상승해 뇌관류가 위협받고 있다는 신호다. 뇌탈출(herniation)이 임박한 상황일 수 있어, 즉각적인 ICP 감압 조치가 필요하다.
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