밝은 빛을 눈에 비추자 동공이 작아졌다. 이 반응에 주로 작용하는 자율신경계는?

동공 빛반사에서 동공수축은 부교감신경 작용이 중심이다. 교감신경은 동공을 넓히는 방향으로 작용한다. 체성운동신경과 감각신경은 자극 전달에 관여할 수 있지만 동공수축 효과 자체의 주된 자율신경 경로는 아니다.

동공 빛반사(pupillary light reflex, PLR)는 눈으로 들어오는 빛의 양을 조절하여 망막을 보호하고 시각의 선명도를 유지하는 자율신경계 반사입니다. 밝은 빛이 망막에 도달하면 시신경을 통해 중뇌의 에딩거-베스트팔핵(Edinger-Westphal nucleus)으로 신호가 전달되고, 이 신호가 부교감신경의 날신경섬유를 따라 홍채의 동공조임근(sphincter pupillae muscle)을 수축시켜 동공이 작아집니다^[1].

동공 수축을 담당하는 신경은 눈돌림신경(oculomotor nerve)에 포함된 부교감신경 성분이며, 신경절은 섬모체신경절(ciliary ganglion)입니다. 섬모체신경절에서 나온 신경절이후섬유(postganglionic fiber)가 동공조임근에 직접 작용합니다^[1]. 반면 동공을 확대시키는 동공확대근(dilator pupillae muscle)은 위목신경절(superior cervical ganglion)에서 기원한 교감신경의 지배를 받습니다^[1]. 따라서 빛에 의해 동공이 작아지는 반응은 교감신경이 아니라 부교감신경의 작용입니다.

혼동 주의! 동공의 크기는 교감신경과 부교감신경의 길항 작용으로 조절됩니다. 어두운 곳에서 동공이 커지는 것은 교감신경, 밝은 곳에서 동공이 작아지는 것은 부교감신경이 주도합니다. 문제에서 "밝은 빛"이라는 조건이 제시되었으므로 부교감신경이 정답입니다.

PLR의 초기 성분(early components)은 부교감신경계에 의해 지배됩니다^[2]. 응급현장에서 시행하는 동공반사 검사는 이 부교감신경 경로의 온전성을 평가하는 신경학적 사정 도구입니다. 의식저하 환자나 두부외상 환자에서 한쪽 동공이 빛에 반응하지 않거나 느리게 반응하면, 눈돌림신경 압박이나 중뇌 손상 등 신경학적 응급상황을 시사할 수 있습니다.

핵심! 동공 빛반사의 날신경 경로는 망막 → 시신경(CN II) → 중뇌 에딩거-베스트팔핵 → 눈돌림신경(CN III)의 부교감신경 섬유 → 섬모체신경절 → 동공조임근입니다. 들신경은 시신경(감각), 날신경은 눈돌림신경의 부교감신경 성분이므로, 보기 중 "감각신경"이나 "체성운동신경"은 이 반사의 날신경 경로를 설명하지 못합니다.

동공 빛반사는 교감신경과 부교감신경의 복잡한 상호작용을 포함하지만^[4], 빛 자극에 의한 동공 수축 반응 자체는 부교감신경이 주도합니다. PLR을 정량적으로 측정하는 동공계(pupillometer)는 부교감신경계의 건강 상태를 현장에서 평가하는 도구로 활용될 수 있습니다^[2]. 자율신경계의 해부학적·기능적 구성에서 부교감신경 출력은 특정 표적 기관에 국소적으로 작용하는 반면, 교감신경 출력은 보다 광범위하게 확산되는 경향이 있습니다^[3]. 동공 수축은 이러한 부교감신경의 국소적 표적 기관 조절을 보여주는 대표적인 예입니다.