Delirirum은 주의를 포함한 인지에 급격한 손상을 보이는 신경정신병적 증후군이다. 환자들은 각성 상태의 변화 (과각성이나 혼수 등), 정신증 (망상, 환각 등), 기분 변화를 보이며, 증상의 존재나 정도가 시간에 따라 요동치는 특징을 보인다. 섬망은 heterogeneity로 특징되며, 지속 기간, 증상, 심각도 모두 다양하게 나타난다. 대부분의 섬망은 며칠 동안만 지속되지만 6개월 후에도 섬망의 일부 증상이 나타나는 환자가 20%에 달한다. 섬망은 post discharge mortality를 높이며, 고령, 노쇠, hypoactive subtype, 지속 기간과 심각도가 그 위험 요인이다. 특히 섬망은 치매의 새로운 발생과 기존 치매의 악화에 널리 알려진 위험 요인이다.
섬망의 유병률은 환자군과 환경에 따라 달라진다. 입원한 고령 환자의 23%에서 섬망이 관찰되며, 특히 ICU 환경에서는 31.8%에서 섬망이 관찰된다.
섬망의 위험 요인으로는 predisposing risk factor와 precipitating risk factor로 나눠 볼 수 있다. predisposing 요소로는 높은 나이, 인지기능 장애, 노쇠, 동반 질환, 우울이나 다른 정신과 질환, 알코올 사용, 영양 상태 불량, 시청각 장애가 있으며, 각 요소의 개수와 심각도에 따라 위험도가 올라간다. 섬망과 연관된 특정 유전자는 밝혀지지 않았다. precipitating 요소로는 acute medical illness (sepsis, hypoglycemia, stroke, liver failure), 외상, 수술, 탈수, 정신적 스트레스 등이 있으며, 보통 2개 이상의 요소가 환자에서 존재한다. 약물도 연관이 있다. Benzodiazepine, dihydropyridine, antihistamine, opioid가 섬망에 가장 위험함이 알려져 있으며, 부적절하게 조절되는 통증 그 자체도 위험 인자가 될 수 있다.
섬망의 위험 요인을 기반으로 위험도를 예측하는 모델들이 개발되었으나, 각 모델별로 사용하는 섬망의 정의가 다르며, 사용하는 위험 요인이 다르다는 한계가 있어 예측력이 적합하지 않다고 한다. ICU에서는 PRE-DELIRIC 모델을 사용하며, age, APACHE-II score, admission group, coma, infection, metabolic acidosis, use of sedatives and morphine, urea concentration and urgent admission를 이용한다.
섬망의 병태생리는 단일 경로로 설명되지 않는다. 원인이 다양하므로 서로 다른 신경생물학적 기전들이 관여하고, 한 환자에서 여러 기전이 동시에 작용할 수 있다. 공통 경로가 존재한다는 주장이 있으나 이를 뒷받침하는 근거는 아직 없으나, 저산소증, 저혈당, 항콜린성 차단처럼 단일 원인만으로 섬망이 유발된다는 것은 사람에서 확인되었다. 가장 핵심적인 개념은 기저 취약성과 급성 스트레스 요인의 상호작용이다. 뇌졸중, 두부 외상, 패혈성 쇼크 같은 강한 스트레스는 건강한 사람에서도 섬망을 유발하지만, 고령·노쇠·기존 인지장애가 있으면 수술이나 감염 정도의 약한 자극으로도 섬망이 발생한다. 취약성의 기전으로는 노화와 신경퇴행에 의한 뇌 연결망 손상, microglia와 astrocyte의 priming(기존 신경퇴행에 의해 미리 활성화되어 이차 자극에 과도한 염증 반응을 보이는 상태), 뇌혈관 변화에 따른 관류·혈액뇌장벽 기능 저하가 제시된다.
섬망을 일으키는 기전은 다음과 같다.
- Brain energy metabolism
뇌의 에너지 요구를 충족하지 못해 섬망이 발생한다는 오래된 가설이다. 실제로 저산소증과 저혈당은 사람에서 EEG 서파를 유발하고 이어 주의·의식·이해력 장애를 일으켜, 단독으로 섬망을 유발하기에 충분함이 확인되었다. 섬망 환자에서 뇌혈류 감소, 뇌척수액 lactate 상승, FDG-PET상 포도당 대사 저하가 보고되었다. 다만 이 기전이 섬망의 직접적 원인인지를 검증한 연구는 부족하다. - Inflammation
말초 염증이 섬망을 일으킨다는 것은 확립되어 있다. IL-6, TNF, CRP 상승이 섬망 위험과 연관되고, IL-1β는 동물 모델에서 인지기능 장애를 매개하며, hip fracture 섬망 환자의 CSF에서 IL-1β 상승이 확인되었다. 단핵구와 호중구를 뇌로 끌어들이고, 신경 회로의 연결성을 손상시키며, BBB 투과도를 증가시키는 작용이 원인이라고 생각되지만 아직 잘 이해되지 않았다. 다만 이러한 매개물질은 섬망이 없는 패혈증·수술 환자에서도 똑같이 올라가므로, 기저 뇌 취약성이 실제 발현 여부를 결정하는 것으로 보인다. - Drug, stress and neurotransmitter imbalance
ACh receptor antagonist와 cholinergic antagonist (atropine, scopolamine)는 전반적인 EEG 서파를 유발하고, 인지기능에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 다만 콜린계의 기능 저하로 인한 섬망 발생은 이미 콜린계의 취약성이 있는 환자에서 나타나는 것으로 추정되고 있다.
D2 dopamine receptor를 막는 항정신병 약물들이 섬망에서 오래 사용되어 왔으나, 섬망을 예방이나 치료 효과를 입증하는 것에 실패했다. 도파민계는 섬망 중의 정신운동 상태에 영향을 줄 수는 있으나, 섬망의 주요 기전은 아닌 것으로 생각된다.
섬망은 과각성이나 저각성 상태와도 연관이 있으므로, arousal system과도 연관이 있을 것으로 생각된다. 각성계와 관련해서는 histamine, noradrenaline이 관여할 것으로 추정되며, 노르아드레날린은 과다·과소 모두 전두엽 기능을 손상시켜 각각 hyperactive·hypoactive 상태에 기여할 가능성이 제기된다. Benzodiazepine은 GABA 작용 증가를 통해 섬망 이행 위험을 높이는 반면 dexmedetomidine은 상대적으로 덜 유발한다. - Neuroanatomical substrates and failure of network connectivity
Inter hemispheric corpus callosum의 통합성 손상은 섬망의 기간과 관련이 있으며, hippocampus, thalamus, basal forebrain, cerebellum이 섬망의 발생과 강도와 연관이 있음이 밝혀져 있다. 원인이 무엇이든 최종 공통 경로는 신경망 기능적 연결성의 실패라는 가설이 제기된다. 정상적으로는 dorsolateral prefrontal cortex(executive network)와 posterior cingulate cortex(default mode network)의 활동이 역상관을 보이는데, 섬망에서는 이 관계가 역전되며 이것이 주의의 초점 전환 장애와 관련될 수 있다. 그 외 연결 강도, global efficiency, modularity 감소가 관찰된다.