신경은 어떻게 자극과 명령을 전달할가?

                

  

 

신경은 어떻게 자극과 명령을 전달할까?

 

 

우린 좋아하는 사람과 손을 잡으면 전기가 흐름을 느낀다. 우리 몸 속에는 전깃줄(전선)이 있다.

전깃줄로 인하여 라디오도 텔레비전도 우리에게 소식을 전해 준다. 우리 몸 속에도 몸 안과 밖의 환경변화를 열심히 파악하여 뇌로 전해주면 뇌가 상황판단을 해서 어떻게 하라고 명령을 내린다. 그럼 우린 뇌가 시키는 대로 처신을 한다.

 

뇌는 머리통 속에 있고 뇌에서 온몸으로 신경을 빧어내리기는 너무 힘들어 뇌에서 커다란 전선이 등줄기를 타고 엉덩이까지 내려 온다. 말하자면 등골(척수)이다. 엉덩이에 있는 척수에서 발뒤꿈치까지 쭈욱 뻗어 내린 신경이 좌골신경이다. 우리 몸에서 죄골신경이 가장 길다. 1m가 넘는다니 말이다. 그리고 좌골신경은 아주 긴 세포다.

척수에서는 좌우로 31쌍의 말초신경이 뻗어 나와 온 몸 구석구석까지 쫘 악 뻗는다.

뇌나 척수를 중추신경계라고 한다.

뇌와 척수에서 온몸의 말단으로 뻗은 신경을 말초신경라고 한다.

말처신경에는 감각신경과 운동신경이 있다.

자율신경은 나중에 이야기 하자.

 

 

근육이 근세포로 되어 있고 간이 간세포로 되어 있듯이 신경계도 신경세포로 이루어진다. 신경세포는 모양도 별스럽고 하는 일도 특별하여 특별히 뉴런이라고 부른다.

보통 뉴런의 모양은 사방으로 뻗은 많은 짧은 돌기와 긴 꼬리를 가진 별 모양이다. 그렇다 뉴런의 모습은 꼬리 달린 별 모양이다. 별 모양의 부분은 뉴런의 중심부로서 신경세포체라고 하고 짧고 많은 돌기들을 수상돌기라고 한다. 긴 꼬리를 축색돌기라고 한다. 수상들기들이 사방으로 뻗어 환경변화를 감지한다. 환경변화가 수상돌기에 포착되면 바로 수상돌기는 흥분을 하고 그 흥분을 세포체를 거쳐서 축색돌기 속으로 전달한다.

 

 

더 자세하게 이야기를 하자.

신경의 막에는 안팎으로 전류를 띤다.

바깥쪽에는 나트륨이온이 배치하고 안쪽에는 칼륨이온이 배치한다.

나트륨은 막 안으로 잘 들어오지 않는다.

칼륨은 안에서 밖으로 자꾸만 나간다.

칼륨이 밖으로 나가면 막에서는 안으로 끌어 드린다.

그래서 칼륨이 자꾸만 밖으로 나가는 바람에 막의 안쪽은 －를 띠고 바깥쪽은 ＋를 띤다.

이렇게 막의 안쪽이 －를 바같쪽이 ＋를 띠는 것을 분극이라 한다.

 

 

팔에 볼펜 심을 세워서 꾹 찔러 보자.

아야 얏! 하고 우린 팔을 볼펜 심에서 멀리 제친다.

아야 앗! 하고 팔을 볼펜 심으로부터 멀리 하는 것은 이미 흥분을 전달 받아 대뇌에서 명령한 것이다.

어떻게 대뇌로 전달하였을까?

수상돌기나 축색돌기의 한 부분을 볼펜 심이 찔렸다면 찔림을 당함과 동시에 그곳은 충격을 받아 막의 구멍이 커진다. 구멍이 커지면 바깥에 있던 나트륨이온이 안으로 막 들어간다. 그럼 안쪽이 －에서 ＋이 된다. 안으로 나트륨이 막 들어오니까 안에 있던 칼륨이 놀라서 밖으로 우르르 나간다. 바깥쪽이 －가 된다.

그래서 나트륨이 들어가고 칼륨이 나가면서 전류가 흐른다. 이럴 때 탈분극이라고 한다.

건전지에도 ＋와 －가 있다.  한쪽이 －이면 받듯이 다른 한쪽은 ＋가 된다.

그리고 ＋와 －반대로 넣어야 전기가 통한다.

 

막 안으로 나트륨이 들어오면 막은 에너지를 사용하여 막 밖으로 밀어낸다. 이때 에너지가 많이 사용된다. 칼륨은 그냥 잘 안으로 들어 온다. 그래서 원래 대로 밖에 ＋가, 안에는 －가 되어 원상복귀를 한다. 이럴 때 재분극이라고 한다.

즉 신경흥분 전달은 수상돌기 쪽에서 축색돌기 쪽으로 전기적으로 흐른다.

 

 

라디오를 뜯어 속을 본다면 작은 전선과 돌기들이 많이 붙어 있는 것을 볼 수 있다. 라디오 속을 뇌라고 하고 밖으로 나온 전깃줄을 말초신경이라고 하자. 뇌에서 직접 손가락이나 발가락까지 하나의 신경세포로 되어 있는 것이 아니다. 뇌에서 척수로 뻗어 나온 뉴런이 하나고 척수에서 손이나 발 끝까지 뻗는 뉴런은 다른 뉴런이다. 즉 우리가 플러그를 꼽아 전기를 끌어 쓰듯이 척수에서 말단기관으로 뻗어 가는 뉴런은 척수 속이나 뇌 속에 있는 뉴런의 일부가 아니다.

 

뉴런의 종류에는 세가지가 있다.

뇌나 척수 속에 있는 뉴런을 연합뉴런이라고 한다.

감각기 (눈,코,입,귀.피부)에서 대뇌로 전달하는 뉴런을 감각뉴런이라고 한다.

대뇌의 명령을 운동기(근육,샘)로 전달해 주는 운동뉴런이 있다.

자극→감각기 →감각뉴런→연합뉴런→운동뉴런→운동기 →반응 순서이다.

뉴런(신경세포)은 3종류다.

그리고

감각뉴런과 연합뉴런 사이, 연합뉴런과 운동뉴런 사이는 조금 떨어져 있는데 이 부분을 시냅스라고 한다. 이 시냅스는 전기적으로 흥분을 전달 할 수가 없다.

말하자면 전선이 끊긴 것이다.

 

그럼 시냅스에서는 어떻게 흥분을 전달할까?

안테나 역할을 하는, 사방으로 뻗은 돌기를 가진 별 모양의 뉴런은 긴 꼬리가 있다. 즉 꼬리 별이다. 긴 꼬리 끝에 전류가 찌지 직 도착하면 더 흐를 수가 없다. 그런데 그 꼬리 끝 속에는 작은 주머니가 많다. 그 주머니 속에는 아세틸콜린이 들어 있다. 전류가 꼬리 끝까지 찌지 직 흘러 와서는 더 이상 갈 수가 없자 흥분하여 아세틸콜린 주머니를 터트린다. 아세틸콜린 주머니가 터트려지면서 꼬리 끝의 막도 터지면서 아세틸콜린이 분출되어 다음 뉴런의 수상돌기를 때린다. 아세틸콜린을 먹은 수상돌기의 막은 그 충격으로 다시 나트륨이 안으로 들어오고 안쪽의 칼륨이 밖으로 나가면서 전류가 흐른다.

 

뉴런 속으로는 전류가 흘러서 흥분을 전달하고 뉴런과 뉴런 사이는 아세틸콜린이 흥분을 전달하기 때문에 신경의 흥분 전달은 전기화학적으로 이루어진다고 한다. 아세틸콜린은 화학물질이다. 그리고 뉴런 속의 전류의 전달 속도 보다는 아세틸콜린의 흥분전달 속도가 더 느리다고 한다.

 

라디오나 텔레비전 속의 전선은 두꺼운 피복을 입고 있지 않듯이 뇌나 척수 속의 뉴런은 피복을 입지 않는다. 그런데 라디오나 텔레비전 밖으로 뻗어 나온 전선에는 두꺼운 피복으로 감싸져 있듯이 우리의 말초신경도 수초나 슈반초로 두껍게 피복을 감싸고 있다. 피복을 입는 것은 전류의 손실을 줄이고 전달 속도를 빠르게 하기 위해서다.

 

 

나트륨과 칼륨에 대해서 이야기 좀 해야겠다.

나트륨은 세포막을 잘 통과 하지 못하고 칼륨은 잘 통과 한다.

칼륨은 나트륨을 몰아내는 선수다.

나트륨은 소금의 성분이다.

고혈압 환자가 소금을 많이 먹으면 위험하다고 한다.

소금은 혈관 안쪽에 다닥 다닥 붙기를 좋아해서 혈관을 좁게 하고 경화 시키기 때문이다.

그래서 고혈압 환자들은 칼륨이 많은 음식을 먹으면 신장에서 나트륨을 오줌으로 많이 배설 시켜 준단다. 오줌이 많이 나가니 그만큼 혈액량이 줄어 혈압이 낮아진다.

칼륨이 많은 고구마나 사과가 고혈압에 좋다고 하는 이유는 여기에 있다.

칼륨을 이용해서 우리 몸 속의 나트륨을 몰아내자 .

우리나라 사람은 너무 짜게 먹는다고 한다.

그렇다고 기준치 이하로 소금을 섭취하면 위에서 알다시피 신경흥분 전달도 잘 일어나지 않고 우리의 체액의 농도가 너무 낮아져서 위태롭다. 그래서 예로부터 소금이 중요했다.

적당히 먹는 것이 가장 좋다. 나트륨이나 칼륨 그리고 칼슘 모두 미네랄이다.

 

 

칼륨은 살균작용이 있어 칼륨이 많은 식품은 잘 부패하지 않는다.

사과가 오래 보관되는 것도 칼륨을 많이 가져서다. 꿀도....

나트륨도 염소와 결합하여 소금이 되면 방부제가 되기에 염장식품을 만들어 장기간 보관을 한다.

 

 

나트륨과 칼륨을 합해서 합금을 만들어서 원자로의 냉각제로 사용한다.

원수가 서로 힘을 합하면 이렇게 좋은 일을 한다.

 

 

사랑하는 사람의 손을 잡거나 눈을 마주치면 전기가 통하는 것은 서로가 가진 기(氣)가 신경흥분에 작용하기 때문이다.

 

林光子  20060728