뇌척수액의 주요 작용은 뇌와 척수를 물로 둘러싸서, 두 개골과 척추에 가해지는 충격과 급격한 정맥압의 변화로부터 뇌와 척수를 보호하는 것이다. 뇌는 뇌척수액의 부력 때문에 1,500 g 의 무게가 뇌바닥에 50 g 정도의 압력만 가하게 된다. 또한 뇌척수액은 뇌의 대사산물 ( 이산화탄소, 젖산염, 수소이온 ) 을 제거하는 작용도 담당한다. 뇌척수액은 무색이고 세포와 단 백질이 적으며 이온 구성은 혈장과 비슷하다. 따라서 뇌척수액 을 혈액의 초미세여과물로 볼 수 있으나 혈액에 비하여 마그네슘과 염소가 많고 칼륨과 칼슘이온은 적다. 이러한 전해질의 농 도는 혈장내의 농도변화에도 불구하고 일정하게 유지되어 신경 세포체와 백질에 안정된 화학적 환경을 제공한다. 정상 성인에서 뇌척수액은 두개강과 척수강의 10 % 내외를 차지하고 있다. 두개강의 전체 부피는 약 1,700 mL 인데, 뇌실 질이 1,200 ~ 1,400 mL, 뇌척수액이 70 ~ 160 mL, 혈액이 150 mL 정도이다. 척수강의 거미막하공간내 척수액은 10 ~ 20 mL 정도이다.
6.2.1 생산
뇌척수액의 대부분은 뇌실안의 맥락얼기에서 생산된다. 맥 락얼기 외에 뇌실질도 뇌척수액을 생산한다. 여기서 만들어 진 뇌척수액은 뇌실막을 건너 뇌실로 향한다. 생산속도는 평균 0.35 mL / 분 ( 500 mL / 일 ) 로서, 하루에 4 ~ 5 회 이상 전체 뇌척 수액이 교환된다. 뇌척수액의 생산은 수동확산, 능동운반, 촉진 확산에 의하여 이루어진다.
6.2.1.1 수동확산
뇌척수액은 맥락막모세혈관의 틈새 ( fenestration ) 를 통해 혈액이 여과되면서 만들어지고, 삼투균형을 유지하기 위해 맥락 막상피 ( choroidal epithelium ) 를 건너서 수동적으로 확산된다.
6.2.1.2 능동운반
뇌척수액의 주된 양이온인 나트륨이온의 이동은 맥락막상피 에서 ATP 에 의해 공급되는 에너지를 필요로 하는 나트륨칼륨펌 프 ( sodium - potassium pump ) 의 작용에 의해 이루어진다. 따라 서 ATP 생산을 억제하는 약물은 뇌척수액 생성을 감소시킨다.
6.2.1.3 촉진확산
대사물의 투과는 지질용해성과 직접 관련이 있다. 지질불용 성 이온화물질인 육탄당 ( hexose ) 과 아미노산은 지질 내에서 촉 진확산에 의해 이동한다. 촉진확산은 입체특이성 ( stereospeci - ficity ) 이 있다. 예를 들어 수송기 ( 특별한 단백질 또는 단백질지 질 ) 가 특별한 형태를 가진 용질과 결합한 다음 막을 통과하여 뇌척수액으로 배출한다.
6.2.2 순환
발생과정에서 신경관 내부의 공간은 뇌실로 발달한다. 뇌실 은 뇌실막세포 ( ependymal cell ) 로 덮여 있으며 내부에는 뇌척수액이 차있다. 양쪽 대뇌반구에는 외측뇌실이 있고, 뇌실사이 구멍 ( interventricular foramen, Monroe 구멍 ) 을 통해 사이뇌 ( diencephalon ) 의 제 3 뇌실과 연결된다. 외측뇌실은 긴 C 모양 이고 전두각 ( frontal, anterior horn ), 몸통, 후두각 ( posterior horn ), 측두각 ( temporal, inferior horn ), 삼각 ( trigone ) 의 다 섯 부분으로 나뉜다. 제 3 뇌실은 중뇌의 대뇌수도관을 통해 교 뇌와 연수의 제 4 뇌실과 연결된다. 제 4 뇌실은 척수의 중심관 ( central canal ) 으로 연결된다. 제 4 뇌실의 뇌척수액은 정중구멍 ( median aperture ) 과 가쪽구멍 ( lateral aperture ) 을 통해 대수 조와 소뇌교뇌수조로 이동한다. 소뇌교뇌수조에서 대뇌반구까 지 거미막하공간에 있는 뇌척수액은 거미막용모를 통해 상시상 정맥동으로 배출된다. 동맥박동이 뇌실계로부터 뇌척수액 흐름 의 추진력을 만든다. 뇌실로 뇌척수액이 다시 들어가지 않도록 뇌실과 거미막하 공간 사이에 작은 압력차이가 있다. 뇌실과 거미막하공간 사이 의 압력차이를 외투막통과압력 ( transmantle pressure ) 이라고 한다. 이러한 순환이 막힌다면 외투막통과압력이 상승하고 뇌 실주변조직을 압박하며 뇌실확장과 뇌실막통과흐름 ( transep endymal flow ) 을 초래한다.
6.2.3 흡수
거미막용모가 뇌척수액의 흡수를 담당한다. 거미막용모는 수압에 따라 수동적으로 이동하는 일방흐름판막 ( one way flow valve ) 의 성질이 있는 투과성 막을 갖고 있다. 뇌척수액의 이동 에 필요한 압력기울기 ( pressure gradient ) 는 3 ~ 6 cmH 2 이 상이다. 거미막용모는 대부분 상시상정맥동에 존재하나 뇌바닥 부위와 척수신경뿌리에도 소수가 발견된다.