뇌동맥류는 우리나라 인구의 약 3%에서 나타나는 비교적 흔한 뇌혈관 질환이다. 뇌동맥류는 약 20~30%에서 다발성으로 나타나며 50대 이후에서 주로 발생하고 여자들이 남자보다 더 많다.

대략 인구 1만명당 년간 1명 정도에서 뇌동맥류 파열로 인한 출혈이 발생 하는 것을 감안하면 비파열동맥류의 년간 평균 파열 확률은 약 0.3%정도다. 그러므로 대부분 우연히 발견돼 평생 아무 문제 없이 지낼 수 있다.

뇌동맥류 파열은 출혈성 뇌졸중의 주요 원인의 하나이지만 평균적으로 볼 때 파열 확률이 높지는 않다. 하지만 파열이 발생 했을 경우 위험 부담이 크므로 파열 가능성을 가늠하는 것이 중요하다. 가장 의미있는 파열 예측 척도는 뇌동맥류 크기와 위치다. 크기가 클수록(대개 7mm 이상), 후뇌순환에 위치할수록 파열 위험이 높다고 본다.

실제 파열된 뇌동맥류의 상당부분이 이 크기에 미치지 못하는 즉, 5mm 이하 크기라는 보고가 많으므로 파열에는 다른 위험인자가 개입돼 있을 가능성이 높다. 

뇌동맥류 발달 (발생·성장·파열)
뇌동맥류는 혈관벽의 내탄성판(Internal elastic lamina)과 중간막(media)이 얇아지고 소실돼 혈관 속을 지나는 혈류의 압박 즉, 혈압을 이기지 못해서 혈관벽이 돌출해 생기는 것이다.

뇌동맥류가 발생하는 기전은 대략 다음과 같다. 혈류역학적 스트레스가 혈관내막에 작용하여 내막의 Nitrous oxide(NO. 혈관벽 확장이나 유연성을 증가시키는 좋은 물질) 생성을 줄이고 염증반응을 유발한다.

그 결과, 중간막에 있는 평활근세포(Smooth muscle cell)의 이상을 초래하고 세포외기질(Extracellular matrix)을 파괴해 섬유화를 유도함으로써 혈관벽이 약해지고 꽈리처럼 돌출하는 것이 뇌동맥류다.

이러한 현상들을 통해 뇌동맥류는 발생, 성장, 파열의 3단계 발달과정을 거치는데 아직 모든 원인이 밝혀진 것은 아니지만 혈류역학적 스트레스와 만성 염증반응이 뇌동맥류 발생과 파열에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

이 같은 현상이 자기공명영상에서는 뇌동맥류의 혈관벽에서 조영증강으로 나타나는데 실제 증상을 동반하거나 파열이 일어날 수 있는 염증반응을 나타내는 소견으로 간주된다(그림 1).
 

뇌동맥류, 위험인자 복합적 작용 발생
뇌동맥류 발달과정에 따라 위험인자 종류나 역할은 조금씩 다르지만 일반적으로 여러가지 요인이 복합적으로 작용하고 있다.

뇌동맥류에 관한 위험인자는 크게 2가지로 선천적 혹은 후천적 위험인자로 구분할 수 있다. 즉, 스스로 바꾸거나 조절하기 힘든 선천적(타고난) 위험인자와 생활습관 및 다른 습관 등이 작용하므로 조절이 가능한 후천적 위험인자로 나눌 수 있다.

선천적 인자로는 성별, 나이, 유전적 소인, 가족력, 종족 등이며 후천적 소인은 고혈압, 흡연, 음주 등이 있다. 타고난 선천적 인자들은 인위적으로 어쩔 수 없지만 후천적 소인은 조절과 통제가 가능하므로 뇌동맥류가 있다고 진단된 경우 반드시 관심을 가지고 조심해야 할 필요가 있다.

특히 흡연은 뇌동맥류에 매우 좋지 않은 영향을 미치므로 진단이 된 경우에는 반드시 금연을 해야 한다. 흡연은 뇌동맥류 발생에 있어 매우 중요한 위험인자의 하나로 앞서 나열한 3가지 발달과정에 모두 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 특히 뇌동맥류 파열 위험도를 높힌다.

뇌동맥류 파열환자의 80%가 흡연력이 있었으며 50~60%가 흡연 중인 점은 흡연이 파열에 매우 중요한 역할을 하기 때문이라는 증거이다.

흡연은 니코틴(nicotine)에 의한 혈관수축을 일으키고 혈관벽 전단응력(wall shear stress, WSS)을 증가시킨다. 
이러한 혈관수축은 eNOS(endothelial nitrous oxide synthase) 억제와 NO signaling의 손상을 일으켜서 발생한다.

흡연에 의한 이 같은 혈류역학적 스트레스 증가는 혈관내막의 손상을 일으키고 그로 인한 염증 촉발 및 뇌혈관벽 약화로 이어짐으로써 뇌동맥류 발생을 촉진시키는 것이다.

서울아산병원 신경중재클리닉에서는 젊은 남성에서 흡연 후 뇌혈류 감소가 일어나며 이러한 혈류 감소는 전뇌순환에서 더 잘 나타난다고 보고했다. 이러한 결과는 혈류역학적 스트레스가 흡연에 의해 일어난다는 것을 잘 보여주는 예다.

초기 뇌동맥류 생성을 일으키는 혈관벽의 변화는 WSS로 인한 내피세포 손상과 염증 유도다. 이 후 MMP(matrix metalloproteinase)라고 하는 단백질 분해 효소에 의해 세포외기질의 단백질 분해가 과도하게 발생해서 정상적인 혈관벽의 재건이 일어나지 못하고 약해져 결국 뇌동맥류가 형성되고 파열이 일어나게 된다.

이러한 과정에서 담배 니코틴(nicotine)과 일산화탄소 등은 혈관내피의 NO를 감소시키고 혈관수축을 일으켜 혈류속도를 증가시킨다.

지속적인 염증반응이 일어나는 과정에서는 평활근 소실이 생기는데 혈관벽 수축과 재건에 중요한 역할을 하는 평활근의 기능장애가 생긴다. 이러한 염증반응의 결과로 콜라겐 생성 감소와 세포외기질 파괴 등이 발생해서 궁극적으로 뇌동맥류 생성과 파열에 기여를 하게 된다.

흡연은 평활근을 자극하여 증식을 활성화시킨다. 문제는 평활근의 형질변화(phenotypic modulation)를 일으킨다는 것이다. 그리하여 정상적인 기능을 수행하지 못하고 평활근의 세포사망(cell death)을 유도하게 된다.

한국의 흡연율은 지난 20년간 지속적으로 낮아지고 있지만 2014년 OECD보고에 의하면 20세이상 인구 흡연율은 21.6%이며 남녀 비는 37.6%: 5.8%로 당시 2번째로 높았다.

2017년 국민건강영양조사 결과에 따르면 19세이상 남자 흡연율은 38.1%였다. 청소년 흡연도 감소 추세이기는 하지만 9.5%에 달한다. 전반적으로 국내 흡연율은 특히 남성에서 아직도 매우 높은 상태다 .

발암 및 혈관장애 일으키는 흡연
담배 연기 속에는 니코틴, 타르 및 일산화탄소 등 5000여 가지가 넘는 독성 화학물질이 있다고 알려져 있다.

이들 독성 물질은 발암 및 혈관 장애를 일으키는 독성을 가지고 있는데 타르를 포함한 독성물질은 주로 발암물질이며 니코틴은 주로 혈관 장애를 일으킨다. 물론 일산화탄소도 혈관이나 뇌세포에 영향을 줄 수도 있지만 소량이고 공기 중으로 발산한다.

담배의 종류에는 여러가지가 있으나 일반적으로 궐련담배흡연 (cigarette smoking)을 말하며 최근 들어 전자담배 이용이 증가하고 있다.

전자담배는 니코틴용액을 가열하여 흡입하는 형태로 기존의 궐련담배보다는 독성이 적다고 하지만 니코틴과 관련된 독성 등으로부터는 자유롭지 못하다.

담배에서 나오는 니코틴은 흡연 중독의 원인이 되는 물질인데 이 니코틴이 혈관장애를 일으키는 주범으로 알려져 있다.

혈관수축을 일으키고 혈관저항성을 높여 일시적으로 혈압을 상승시킬 뿐만 아니라 내피세포 장애를 일으키고 염증 반응을 촉발시킬 수 있다.

일반적으로 발암은 흡연량에 비례한다고 알려져 있지만 혈관 장애는 소량을 피우더라도 독성이 나타날 수 있으므로 흡연량 뿐 아니라 흡연 유무 자체도 중요하다. 뇌혈관질환이 있는 경우 반드시 완전한 금연을 해야 하는 이유다.

남성에서 20개비 이상의 담배를 피는 경우는 7배가 넘는 파열 위험이 증가할 수 있다. 담배를 끊는 경우 즉, 흡력 과거력이 있는 경우는 이러한 효과가 많이 감소하여 비흡연자와 비슷한 정도로 낮아질 수 있다.

특히 지주막하출혈에 대한 흡연 위험도는 담배를 처음 핀 나이 (어려서부터 피우거나), 흡연 기간(더 오래 피우거나), 그리고 흡연량 (더 많이 피우거나)에 따라 달라질 수 있다.

흡연자에서 파열이 일어난 뒤 혈관수축이 더 심하게 나타날 수 있으므로 휴유증이 훨씬 많이 발생할 가능성이 높다. 흡연을 하는 경우 파열빈도가 높아질 뿐만 아니라 재파열, 치료 후 동맥류 재개통 및 재치료 필요성 등이 증가하는 것으로 알려졌다.

따라서 동맥류가 발견된 경우는 금연을 해야 파열 가능성을 줄일 수 있으며 보다 나은 치료 경과도 기대할 수 있는 것이다.

유전소인이 있는 환자에서 흡연이 뇌동맥류에 더 큰 영향을 미칠 수 있다. 뇌동맥류가 관여된 유전소인은 크게 2가지가 있다.

하나는 뇌동맥류가 잘 동반되는 유전질환증후군인데 유전자 검사를 통해 확인할 수 있다. 다른 하나는 유전적 소인이 잘 밝혀지지 않은 가족성 동맥류다. 가족성 동맥류는 한 가족 안에서 동맥류가 나타나는 것으로 뇌동맥류 환자의 약 10%에서 관찰된다.

가족성동맥류의 발생 원인은 복합적이지만 현재까지 알려지지 않은 유전자가 개입되어 있다고 볼 수 있다. 

하지만 현재까지 특정한 유전자 검사를 해서 유전적 소인을 밝히기는 어렵다. 가족성 동맥류에 관해서는 많은 연구가 진행 중이며 서울아산병원 신경중재클리닉에서도 국가과제 일환으로 연구를 진행 중이다.

중요한 것은 유전 소인이 있거나 가족성 동맥류가 있는 경우 흡연이 더 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 따라서 금연을 할 수 있도록 더 많은 노력을 기울여야 한다. 

데일리메디 기자 (dailymedi@dailymedi.com) 기자의 다른기사보기