신경생리학 : 함기선. 신문균. 최흥식 공저, 현문사, 1997, Page 111~114
피부감각 cutaneous sensation 은 피부와 이것에 접해 있는 점막에 있는 감각으로 촉각, 압각, 온각, 냉각, 통각 등 5종류를 일반 감각이라고 하며 피부에 있는 감각수용기를 다음 그림에 나타냈다. 고전적으로 이들 수용기는 특정한 감각에 대응한다고 생각해 왔다.
피부에 있는 수용기
즉 촉각수용기로서는 Merkel 층판, Meissner 소체, 모근종말, Pacini 소체(심부), Golgi-Mazzoni 소체 등이 있다. 온각수용기로서는 Ruffini 소체, 냉각수용기로서는 Krause 소체라 생각되고 있다. 감각수용기는 유수신경섬유가 수초를 상실한 자유신경종말 또는 신경총으로 되어 있다. 모든 유해자극은 적자극이다. 그러나 육안으로도 보이는 Pacini 소체와 현미경으로 볼 수 있는 Golgi-Mazzoni 소체 사이에는 여러 가지 중간 이행형이 있고 Ruffini 소체 등과 같이 층구조의 소체 사이에도 이행형이 있어 어떤 1개의 형의 수용기를 특정 감각의 수용기라고 결정할 수는 없다.
또한 많은 신경섬유는 2종류의 자극 (압각과 온각) 에 반응하고 있다. 즉 복특이성 double specificity 이 있다. 결국 피부감각이라고 하는 것은 순수한 단일수용기에 유해하는 것이 아니고 복잡한 혼합에 의한 감각이라고 생각된다.
유수신경섬유와 이것에 접해 있는 모든 수용기, 그리고 무수섬유와 이것에 접해 있는 모든 수용기와는 상대적인 자극특이성 stimulus specificity을 갖는다. 즉 어떤 신경섬유 (수용단위) 는 어떤 종류의 자극에 대해 다른 종류의 작극에 대해서와 마찬가지로 상대적으로 민감하게 반응한다. 어떤 종류의 자극이 특정한 수용기에 대응해서 있는 것은 아니다.
어떤 수용단위가 지배하고 있는 영역을 수용영역이라고 한다. 즉 어떤 감각은 그 감각의 수용단위가 지배하고 있는 수용영역에 투사되어 감지된다. 인접한 수용영역은 서로 중첩되어 있다.
피부의 표면에서 여러 가지 적자극을 이용해서 검사하면 이들 수용영역은 점상으로 분포되어 있는 것을 알 수 있는데 이것을 감각점이라고 한다. 1cm2 안에 감각점의 분포는 부위에 따라 다르지만 손등은 촉각점이 25, 온각점이 0~3, 냉각점이 6~22, 통각점이 100~200이다. 감각점은 신경섬유의 분포 양식에 따른 기능적인 것으로 특정 수용기에 대응하는 것은 아니다.
피부에 균등치 못한 압력이 가해지면 피부에 변형이 일어나면서 촉각을 느끼게 된다. 피부에서 시작되는 구심신경의 단일 섬유에서 활동전압을 기록하면서 피부에 촉자극을 가하여 반응의 유무를 조사하는 방법에 의하면 촉각수용기에는 2가지가 있다. 즉 순응이 빠른 수용기와 순응이 느린 수용기가 있다.
순응이 빠른 수용기는 촉자극이 계속되더라도 일과성으로 1~10개 정도의 흥분발사를 유발시키고, 시간적으로는 0.2초 이상 계속되지 않는다. 순응이 느린 수용기는 초기에 일과성으로 고빈도의 흥분발사를 경과한 후 자극이 가해지는 동안 몇 분이고 다소 낮은 흥분발사를 계속한다.
촉각수용기의 분포 및 밀도는 몸통이나 사지근 심부보다 얼굴과 사지 말단부위가 더 조밀하며 촉각은 특히 손가락 끝과 입술에서 가장 예민하게 느낀다. 촉각은 공간적 가중이 가능하다. 즉, 촉자극이 피부의 넓은 범위에 가해지면 매우 느끼기 쉬워진다. 그리고 피부의 두 점이 자극될 때 이 두 점이 아주 가까우면 두 점으로 식별되지 않으나 두 점의 사이가 점점 멀어지면 처음에는 선으로 이어져 아령 모양으로 느껴지다가 결국 서로 떨어진 두 점을 식별할 수 있게 된다. 두 점의 식별가능한 거리도 입술과 손가락에서 가장 짧다.
압각은 촉각과 구별하기가 어렵다. 그러나 수용기는 주로 피하결합조직, 근막 및 골막건초에 있으며, 비교적 큰 기계적 압박에 반응한다. 이 수용기들을 압력수용기 pressure receptor라고 한다. 압력수용기도 손가락의 바닥면에는 1cm2 에 대하여 100개가 있고, 손의 등면에는 9개밖에 없다.
압력수용기에도 순응이 빠른 것과 느린 것이 있다. 어떤 모습의 수용기에 의하여 압각이 중계되는지는 잘 모르나, 피하결합조직에는 루피니소체 Ruffini's corpuscles의 모습을 지니는 신경종말과 골말건초 및 근막 등에는 파치니로 보아 이것들에[ 의하여 압력이 중계되는 것이 아닌가 보고 있다.
온각과 냉각이 있으며 일반적으로 점막에는 없지만 구강, 인두, 후두, 항문의 점막에는 있다. 비점막, 목젖, 음경귀두는 냉각만 있고 온각은 없다.
수용기에 관해서는 Krause 소체와 Ruffini 소체가 고려되고 있지만 자유신경종말이 거의 없는 곳에서 온각, 냉각을 감각하는 것도 있어서 수용기를 특정짓는 것은 곤란하다. 촉, 압각과 같이 유수시경섬유(Aδ 섬유)와 무수신경섬유(C 섬유)에 의한 것도 있다. 유수신경에 의한 것은 수용영역이 극히 작다. 순응은 늦고 냉각섬유는 15~45℃ 에 반응을 하고 25~35℃ 때에 발사가 최대로 된다. 온각섬유는 48~55℃ 에 최대로 반응한다고 한다. 무수섬유에 의한 것은 냉각섬유가 27℃ 인데 온각섬유는 46℃ 에 최대빈도로 발사한다. 유수섬유의 반응과 본질적으로 다른 것은 없다.
온각섬유는 냉각섬유에 비하면 그 수가 아주 적으나 우리는 충분히 온각자극을 감각할 수 있다. 이유는 온각자극 때는 냉각섬유는 억제되는 것 같다. 이유는 온각자극 때는 냉각섬유는 억제되는 것같다. 온각의 역치는 0.001℃/sec, 냉각의 역치는 0.004℃/sec 이며 공통으로 약 3초 후에 순응한다. 10~40℃의 범위에서는 순응에 의해 온도감각은 곧 소실된다. 이 범위를 무관온도 indifferent temperature라 한다. 그 범위 밖에서는 완전한 순응은 일어나지 않고 끊임없이 뜨겁거나 차게 느낀다. 그러나 순응에 의해 수용기로부터의 흥분충동이 완전히 없어지지는 않고 체온조절 반사가 항상 활동하고 있다. 47℃ 에서는 통각섬유의 흥분이 첨가하여 따가운 감각이 생긴다.
통각 pain은 신체의 거의 모든 부분(피부, 심부, 내장)에 있다. 각막, 치수 및 혈관벽은 통각만이 있지만 조직학적으로는 수초가 없는 자유 신경종말 말단만을 볼 수 있다. 순응은 거의 없고 자극이 없어질 때까지 계속된다. 그리고 통각수용기는 피부의 표층에 있기 때문에 압박, 한냉, 국소마취제(코카인) 등이 표면에 작용할 때는 다른 감각보다 앞서서 통각, 온도감각, 촉각의 순으로 사라진다. 이와는 반대로 산소결핍 때는 순서가 거꾸로 되어 통각은 맨나중에 사라진다. 통각섬유는 특수한 수용기 접합부가 없기 때문이다. 피부통각의 섬유에는 Aδ 섬유(유수)와 C 섬유(무수)가 있고 표층에 전자가 약간 분포하는 경향이 있다.
피부통각에는 바늘에 찔린 듯 쑤시는 아픔 prick pain(제1의 아픔, 빠른 아픔, 예리한 아픔이라고도 함)과 둔한 아픔 dull pain(제2의 아픔, 느린 아픔이라고도 함)의 2가지 통각반응 double pain response을 얻을 수 있다. 아마도 쑤시는 아픔은 유수섬유에 의해 전달되는 것으로 생각된다.
어떤 종류의 병적상태에서는 통각의 역치가 저하되는 일이 있다. 이것을 통각과민 hyperalgesia 이라고 한다. 척수손상에서 통각과민이 일어나지만 정상시에는 다른 감각의 섬유가 통각에 대해 억제적으로 작용하고 있어 손상에 의해 그 억제 작용이 감소하기 때문이라고 생각된다.
피부에 상처나 염증이 있으면
주위의 통각역치가 현저히 낮아진다. 이것을 방어과민증이라고 한다. 손상부를 마취하면
주위의 역치도 회복되며 피부에는 상당히 넓게 가지를 낸 신경섬유가 있어 그 일부가
손상되면 가지에서 어떤 물질을 유리해서 통각과민이 일어난다고 생각한다. 통각섬유
자체가 분지한 것인지는 알지 못하고 있다.
통각은 모든 조직에서 일어나며 또한
거의 모든 질병에서 통각을 느껴 본인에게 질병이 있음을 알리는 가장 손쉬운 방법이다.
또한
순응을 일으키기 어려워 신체에 계속적으로 가해지는 유해자극에 대하여 계속 아픔을
느끼게 하므로 신체를 보전하는 듯에서 의의가 있다 하겠다.
어떤 종류의 자극일지라도 강도가 클 때는 모두 통각을 일으키므로 적자극은 없다고 할 수 있는데 인체조직은 44~45℃ 이상이면 손상되며 통증을 느끼기도 한다. 따라서 역치가 높아 조직손상이 일어날 정도일 때 흥분하게 되므로 유해수용기 nociceptor 라고 한다.
1) 간지러움
간지러운 감각 tickling sensation은 겨드랑이나 발바닥에 촉각자극을 받을 때 느끼지만 심리적 요소가 커서 같은 자극일지라도 중추의 상태에 따라 느끼지 않는다. 특수한 수용기는 볼 수 없으므로 촉각의 변형이라 간주된다.
2) 가려움
가려운 감각 itching sensation은 피부의 외상이나 염증시에 일어나지만 통각마취에 의하여 소실되므로 통각수용기에 대한 약한 자극이 계속될 때 일어난다고 생각된다. 외상이나 염증에 유리되는 histamine들이 신경말단을 자극한다고 한다. 사실 항 histamine 제는 염증에 가려움을 경감시킨다.
3) 성감각
성감각 sexual sensation은 음경, 질, 음핵 등이 마찰될 때 일어난다. 수용기는 Pacini 소체와 같은 구조를 갖추고 있으므로 촉각의 변형이라 생각된다.