대뇌동맥고리(大腦動脈—, cerebral arterial circle), 또는 윌리스동맥고리(Circle of Willis)는 뇌 바닥면에 위치한 여러 동맥들이 고리 모양으로 연결된 문합 구조(anastomosis)이다. 개정 이전 용어로는 대뇌동맥륜(大腦動脈輪) 또는 윌리스동맥륜이라고도 한다.
1. 명칭의 유래
- 토머스 윌리스(Thomas Willis, 1621~1675)라는 영국의 의사가 처음 발견하여 그의 이름이 붙었다.
- 라틴어: circulus arteriosus cerebri / circulus Willisii
- 영어: circle of Willis, Willis' circle, loop of Willis, Willis polygon
2. 위치
- 뇌 바닥, 대뇌다리사이오목(interpeduncular cistern) 주변에 위치한다.
- 시신경 교차(optic chiasm) 뒤쪽, 뇌간(brainstem) 위쪽에 자리잡고 있다.
3. 구성 동맥
대뇌동맥고리는 다음 동맥들로 이루어져 있다.
| 구성 동맥 | 설명 |
|---|---|
| 앞대뇌동맥(ACA) | 좌우 한 쌍. 고리의 앞가쪽 부분을 형성 |
| 앞교통동맥(AComA) | 좌우 앞대뇌동맥을 연결 |
| 속목동맥(ICA) | 좌우 한 쌍. 온목동맥에서 갈라져 나옴 |
| 뒤교통동맥(PComA) | 좌우 한 쌍. 속목동맥의 종말가지 분기 직전에서 갈라져 나옴 |
| 뒤대뇌동맥(PCA) | 좌우 한 쌍. 뇌바닥동맥(basilar artery)에서 갈라져 나옴 |
참고: 중간대뇌동맥(MCA)은 뇌에 혈액을 공급하는 중요 동맥이지만, 대뇌동맥고리의 직접적인 구성원은 아니다.
4. 기능
4.1. 곁순환(측부순환, collateral circulation)
- 대뇌동맥고리의 가장 중요한 기능은 우회 혈류 경로를 제공하는 것이다.
- 고리의 한 부분이 막히거나 좁아져도(협착), 다른 혈관에서 혈액이 유입되어 뇌의 관류량(perfusion)을 유지할 수 있다.
- 이는 공학의 다중화(redundancy) 개념과 유사하다.
4.2. 맥압 약화
- 뇌에 전달되는 맥압(pulse pressure)을 약화시켜 뇌 조직을 보호한다는 주장이 있다.
4.3. 수분 손실 감지
- 앞쪽 뇌가 탈수(수분 손실)를 감지하는 데 관여한다는 가설도 있다.
5. 해부학적 변이
대뇌동맥고리는 변이가 매우 흔하다. 1,413개의 뇌를 대상으로 한 연구에서 고전적인 해부학에 완전히 부합하는 경우는 단 34.5%에 불과했다.
주요 변이
| 변이 | 설명 |
|---|---|
| 태아형 뒤교통대뇌동맥 (fetal PComA) | 뒤대뇌동맥의 몸쪽 부분이 좁고, 뒤교통동맥이 커져 속목동맥이 뇌 뒤쪽까지 혈액 공급 |
| 홑앞대뇌동맥 (azygos ACA) | 앞교통동맥이 커져 한쪽 속목동맥이 양쪽 앞대뇌동맥에 모두 혈액 공급 |
6. 임상적 의의
6.1. 뇌동맥류(cerebral aneurysm)
- 뇌동맥류의 90% 이상이 대뇌동맥고리에서 발생한다.
- 특히 앞교통동맥(AComA), 뒤교통동맥(PComA), 중간대뇌동맥 분지부 등에서 호발한다.
- 파열 시 지주막하출혈(subarachnoid hemorrhage)을 일으킨다.
6.2. 빗장밑동맥 도루 증후군(subclavian steal syndrome)
- 빗장밑동맥이 좁아지면 척추동맥의 혈액이 역류하여 상지로 빠져나가면서 대뇌동맥고리의 혈류가 감소할 수 있다.
6.3. 허혈성 뇌졸중
- 대뇌동맥고리의 변이가 완전하지 않은 경우, 한 혈관이 막혔을 때 곁순환이 불충분하여 뇌경색이 발생할 위험이 높아진다.
7. 계통발생학적 의의
대뇌동맥고리는 사람뿐만 아니라 파충류, 조류, 포유류 등 다양한 척추동물에서도 발견된다. 이는 뇌로 가는 혈류를 안정화하는 진화적으로 보존된 구조임을 시사한다.
