신경의 흥분전달 과정

신경의 흥분전달 과정

지난 주 9월 18일 진주에서 온 수강생이 내가 차려 놓은 점심을 먹은 후에 10분 정도 이런 저런 이야기를 하다가 신경계 강의를 12시 30분에 시작하여 5시경까지 하였다.

강의 내용 중에서 기초적인 일부만 요약하여 올린다.

신경세포를 뉴런이라고 한다.

뉴런은 신경세포체와 돌기로 되었다.

돌기에는 수상돌기와 축색돌기가 있다.

수상돌기는 짧고 여러 개로 자극을 받아들인다.

축색돌기는 길고 한두 개고 미엘린초로 쌓여있는 것도 있고 그렇지 않는 것도 있다. 미엘린초로 쌓여 있으면 유수신경, 쌓여있지 않으면 무수신경이라고 한다. 흥분전달 속도는 유수신경이 무수신경 보다 훨씬 빠르다.

뉴런의 색은 회백색이고 미엘린초의 색은 백색이다.

축색돌기가 짧을 경우는 미엘린초로 쌓여있지 않고 길 때 쌓여 있다. 그래서

축색돌기가 짧은 뉴런이 모여 있을 때는 회백질을 이루고, 미엘린초로 쌓여있는 축색돌기(신경섬유)가 모여 있으면 백질을 이룬다.

신경흥분전달 방향은 수상돌기 쪽에서 축색돌기 쪽으로 흐른다.

뉴런과 뉴런 사이에는 아주 미세하게 틈이 있다. 이 틈을 시냅스라 한다.

신경흥분전달은 수상돌기에서 축색돌기 말단까지는 전기적으로 전달한다. 시냅스에서는 화학적으로 전달한다. 그래서 신경의 흥분전달은 전기화학적으로 전달된다고 한다.

 

뉴런에서의 전기적 흥분전달 과정은 다음과 같다.

뉴런의 내외에는 나트륨이온과 칼륨이온이 있다.

바깥쪽에는 나트륨이온이 많고 안쪽에는 칼륨이온이 많다.

뉴런의 안과 바깥에는 전위차가 있어 바깥쪽에는 +를 띄고 안쪽은 -를 띤다. 즉 나트륨이 많은 바깥쪽에는 +를 띠고 칼륨이 많은 안쪽은 -를 띤다.

뉴런의 원형질막에는 나트륨과 칼륨이 통과할 수 있는 여닫이 채널이 있다.

원형질막을 칼륨은 통과 할 수 있지만 나트륨은 통과하기 힘들다.

자극 즉 충격이 뉴런에 가해지면 원형질막의 나트륨 채널이 열리고 나트륨 이온이 안으로 들어온다. 칼륨과 나트륨은 같은 곳에 있는 것을 싫어한다. 칼륨은 나트륨이 들어오면 함께 있지 않겠다고 바깥쪽으로 나가게 된다. 그럼 안쪽이 +가 되고 바깥쪽이 -가 된다. 나트륨 펌프로 나트륨을 바깥으로 뿜어내면 칼륨은 안으로 들어오고 다시 원래대로 바깥이 +가 되고 안이 -가 된다. 이와 같이 바깥과 안쪽이 +가 되고 -가 되면서 전류가 흐르게 된다. 처음에 바깥이 +가 되어있고 안쪽이 -가 되어 있는 것을 휴지전위라 하고 분극이라 한다.

 

 

신경축격으로 안쪽이 +가 되고 바깥쪽이 -가 되는 것을 활동전위라 하고 탈분극이라 한다. 나트륨 펌프로 바깥이 원상대로 +가 되고 안쪽이 -가 되는 것을 재분극이라 한다. 수상돌기에서 축색돌기 말단까지는 위와 같이 전류가 흘러서 흥분이 전달된다.

뉴런과 뉴런 사이에는 시냅스가 있다.

한 뉴런의 축색돌기 말단까지 도달한 흥분전달은 어떻게 시냅스를 넘어서 다음 뉴런으로 전달할까?

 

 

축색돌기 말단에는 작은 소낭이 많이 있다.

소낭 속에는 체성신경일 경우 아세틸콜린이 들어있다.

교감신경의 절후신경 말단에서는 노르에피네프린(노르아드레날린)이 분비되고,

부교감신경의 말단에서는 아세틸콜린이 분비된다.

축색돌기 말단에는 에너지를 생산하는 미토콘드리아도 많다.

축색돌기 말단에 전류가 도착하면 칼슘이온이 말단으로 들어와 아세틸콜린이 있는 소낭을 축색돌기 말단 끝의 원형질막으로 인도한다. 막에 도착한 소낭은 터져서 시냅스 속으로 아세틸콜린을 뿜어낸다. 시냅스로 퍼진 아세틸콜린은 다음 뉴런의 수상돌기 막에 닿는다. 아세틸콜린을 먹은 막의 나트륨체널이 열려서 나트륨이 원형질막 안으로 들어가고 안쪽의 칼륨이온이 밖으로 나와서 탈분극이 되어 활동전류가 흐르게 된다.

시냅스에서 다음 뉴런을 흥분시키는데 성공한 아세틸콜린은 그대로 있으면 신경을 계속 흥분시키게 되므로 아세틸과 콜린으로 분해되고 축색돌기로 흡수되어 재사용된다. 시냅스에서의 흥분전달이 아세틸콜린이라는 화학물질로 이루어지기 때문에 이곳에서의 신경흥분전달은 화학적이라고 한다.

신경계에는 중추신경계와 말초신경계가 있다.

중추신경계에는 뇌와 척수가 있다.

뇌와 척수에서는 말초신경이 뻗어 나온다.

뇌에서는 12쌍의 말초신경이 뻗어 나와 시신경, 후신경, 청신경, 미신경, 안면신경 등등 얼굴에서 어깨 위까지 퍼져 있고 열 번째는 내장기관으로 뻗는데 미주신경이라고 한다.

척수에서는 31쌍의 척수신경이 좌우로 뻗어 나와 뻗는다.

말초신경에는 뇌척수신경과 자율신경이 있다.

뇌척수신경에는 뇌신경과 척수신경이 있다.

뇌척수신경에는 감각신경과 운동신경이 있다.

자율신경에는 교감신경과 부교감신경이 있다.

뇌척수신경은 체성신경으로 우리 의지에 따른다.

자율신경은 우리 의지와는 상관없이 우리 몸을 조절한다.

교감신경은 비상시에 활동하고 부교감신경은 안정시에 활동한다.

 

뉴런에는 감각뉴런과 연합뉴런과 운동뉴런 3종류가 있다.

감각뉴런은 감각기와 연결되어 자극을 받아 중추로 전달하는 감각신경이다.

연합뉴런은 중추에 있다. 즉 뇌와 척수 속에 있다.

연합뉴런은 감각뉴런의 자극을 받아 통합하여 운동뉴런에 명령을 내린다.

운동뉴런은 중추에서 근육이나 샘으로 뻗는 운동신경이다.

운동뉴런은 중추의 명령을 실행기인 근육이나 샘으로 전달하여 자극에 대한 반응을 하게 한다.

신경계는 외부와 내부의 환경변화를 자극으로 받아서 우리로 하여금 적절하게 환경변화에 대응하게 한다.

2012.09.24.  林 光子