뉴런의 유형과 기능 : 시냅스의 작동원리 5가지


뉴런 이란?

오늘은 뉴런의 유형과 기능에 대해 살펴볼까 합니다. 뉴런은 인체 전체에 정보를 전달할 책임이 있습니다. 전기 및 화학 신호를 사용하여 필요한 모든 생활 기능을 조정하는 데 도움을 줍니다. 우리의 신경계는 우리 몸 주위와 우리 몸 안에서 일어나는 일을 감지합니다.

뉴런은 우리가 어떻게 행동해야 하는지 결정하고, 내부 기관의 상태를 변경하며(심장 박동수 변화 등), 우리의 몸에 어떤 일이 일어나고 있는지 생각하고 기억할 수 있게 해줍니다. 이렇게 우리 몸의 조정을 가능하게 하기 위해 정교한 네트워크인 뉴런에 의존합니다.

우리 뇌에는 약 860억 개의 뉴런이 있는 것으로 추정됩니다. 상당히 많은 갯수에 도달하기 위해서는 발달 중인 태아가 분 당 약 250,000개의 뉴런을 만들어야 합니다. 각 뉴런은 또 다른 1,000 개의 뉴런과 연결되어 있어 믿을 수 없을 정도로 복잡한 의사 소통 네트워크를 형성합니다. 뉴런은 신경계의 기본 단위로 간주됩니다. 신경세포라고도 불리는 뉴런은 뇌의 약 10% 를 차지합니다. 나머지는 뉴런을 지원하고 키우는 신경교세포와 성상교세포로 구성됩니다.

 

뉴런의 유형

뉴런은 어떻게 생겼습니까?

뉴런은 현미경을 통해서만 볼 수 있으며 세 부분으로 나눌 수 있습니다.

세포체 (Soma)

뉴런의 체포체는 정보를 받습니다. 뉴런은 세포의 핵을 포함합니다.

수상 돌기 (Dendrites)

이 얇은 필라멘트는 다른 뉴런의 정보를 뉴런의 세포체에 전달합니다. 수상돌기는 세포의 입력 부분입니다.

축삭 (Axon)

기다란 가지는 세포체로부터 정보를 가져와 다른 셀로 전송합니다. 축삭은 셀의 출력 부분입니다. 정상적으로는 다른 뉴런의 수상돌기에 연결되어 있는 여러개의 시냅스로 마무리 됩니다.

수상돌기와 축삭은 모두 신경 섬유라고도 합니다. 축삭의 길이는 다양합니다. 일부는 작은 것도 있지만 큰 것은 1미터를 넘을 수 있습니다. 가장 긴 축삭은 후근신경절(Dorsal root ganglion, DRG)이라고 하며 , 피부에서 뇌로 정보를 전달하는 신경 세포 기관의 집합체입니다. 후근신경절의 축삭 중 일부는 발가락에서 뇌간까지 이동합니다 (키가 큰 사람이라면 최대 2m).

 

뉴런의 유형

뉴런은 예를 들어, 연결이나 기능에 의해 다른 방법으로 유형으로 분리 될 수 있습니다.

연결

원심성 뉴런(Efferent neurons)

중추 신경계 (뇌와 척수) 로부터 메시지를 받아 신체의 다른 부위의 세포로 전달합니다.

구심성 뉴런(Afferent neurons)

신체의 나머지 부분에서 메시지를 받아 중추 신경계(CNS)에 전달합니다.

중간신경원(Interneurons)

이들은 CNS의 뉴런 사이에서 메시지를 중계합니다.

기능

감각

감각에서 CNS로 신호를 전달합니다.

중계

CNS 내의 한 위치에서 다른 위치로 신호를 전달합니다.

운동

CNS에서 근육으로 신호를 전송합니다.

 

뉴런은 어떻게 메시지를 전달합니까?

뉴런이 다른 뉴런으로부터 많은 수의 입력을 받는다면, 이들 신호는 특정 임계 값을 초과 할 때까지 합산됩니다. 이 임계 값을 초과하면 뉴런이 축삭을 따라 충격을 전달하도록 작동됩니다. 이렇게 작동이되는 것을 행동 잠재력이라고 합니다. 활동전위는 축삭의 막을 가로 질러 전기적으로 대전된 원자(이온)의 움직임에 의해 생성됩니다. 휴식중인 뉴런은 그 주위의 액체보다 더 음으로 부과됩니다. 이것을 막전위라고 합니다. 대개 – 70 mV 입니다.

신경의 세포체가 신호를 보낼 만큼 충분한 신호를 받으면, 세포 몸체에 가장 가까운 축색돌기 부분이 탈분극합니다. 막 전위는 빠르게 상승하고 약 1/1000 초 후에 떨어집니다. 이 변화는 축삭의 전체 길이를 따라 상승과 하강이 끝날 때까지 축삭의 단면에서 탈분극을 일으킵니다.

각 섹션이 시작된 후에는 역치 값은 낮아졌지만, 즉시 작동하기 어려운 상태인 과분극 상태로 찗게 전환됩니다. 대부분의 경우 활동전위를 생성하는 것은 칼륨(K+)및 나트륨(Na+)이온입니다. 이온은 전압의존성 이온통로와 펌프를 통해 축삭의 안팎으로 움직입니다.

이 과정은 간단합니다 :

  • Na+ 채널이 열리면 Na+가 세포로 넘치게 되어 더 양전하 반응을 보입니다.
  • 셀이 특정 전하에 도달하면 K+ 채널이 열리고 K+가 셀 밖으로 흐릅니다.
  • 그런 다음 Na+ 채널이 닫히지만 K+ 채널은 열린 상태로 유지되어 양극 전하가 셀을 떠날 수 있게 합니다.
  • 막전위가 떨어져 휴식상태로 돌아오면 K+ 채널이 닫힙니다.
  • 마지막으로, 나트륨/칼륨 펌프는 Na+를 세포 밖으로 수송하고 K+는 세포로 복귀시켜 다음 활동전위를 준비합니다.

활동 잠재력은 항상 같은 크기이기 때문에 모두 또는 아무것도 없음으로 설명됩니다. 자극의 강도는 주파수를 사용하여 전달됩니다. 예를 들어, 자극이 약한 경우에는 뉴런이 자주 발사되지 않고 강한 신호 인 경우 더 자주 발사됩니다.

수초(Myelin)

대부분의 축색 돌기는 수초(myelin)라 불리는 왁스 같은 흰색 물질로 덮여 있습니다. 이 코팅은 신경을 보온하고 충동이 진행되는 속도를 증가시킵니다. 수초(Myelin)은 말초 신경계에서 슈반세포(Schwann cell)와 CNS에서 희돌기교세포(oligodendrocytes)에 의해 만들어집니다. 랑비에 결절(nodes of Ranvier)이라고 불리는 수초 코팅에는 작은 간격이 있습니다. 활동 전위가 간격에서 간격으로 점프하여 신호가 훨씬 빨리 움직일 수 있습니다. 다발성 경화증은 수초의 느린 분해로 야기됩니다.

 

[관련글] 다발성 경화증 : 중추신경계 신경섬유 손상

 

뉴런의 유형과 기능 : 시냅스의 작동원리 5가지 3

 

시냅스의 작동 원리

뉴런은 서로 통신 할 수 있도록 조직과 조직에 연결되어 있지만, 서로 물리적으로 접촉하지는 않습니다. 뉴런 사이에는 항상 시냅스라고 하는 세포들 사이에 간격이 있습니다. 시냅스는 전기 또는 화학 물질 일 수 있는데, 다른 말로 하면 , 즉, 첫 번째 신경섬유(시냅스전 뉴런, presynaptic neuron)에서 다음 신경 섬유(시냅스후 뉴런, postsynaptic neuron)로 신호의 전달은 전기신호 또는 화학신호에 의해 전달됩니다.

화학 시냅스

신호가 시냅스에 도달하면 두 뉴런 사이의 간격으로 화학물질(신경전달물질, neurotransmitters)이 방출됩니다. 이 간격을 시냅스 틈(synaptic cleft)이라고 부릅니다. 신경전달물질은 시냅스 틈새를 통해 확산되고 시냅스 후 뉴런 막의 수용체와 상호 작용하여 반응을 유발합니다. 화학 시냅스는 방출하는 신경 전달 물질에 따라 분류됩니다.

글루탐산

글루타민을 방출합니다. 글루타민은 종종 흥분되는 행동을 나타내며, 행동 ​​가능성을 유발할 가능성이 더 높습니다.

GABA 성

GABA(감마-아미노부틸산, gamma-Aminobutyric acid) 방출. GABA는 종종 억제성인데, 이는 시냅스 후 뉴런이 흥분 될 가능성을 감소시킨다는 것을 의미합니다.

콜린성

아세틸콜린 방출. 운동 뉴런과 근육 섬유(신경근 접합부) 사이에서 발견됩니다.

아드레날린

노르에피네프린(아드레날린) 방출.

 

전기 시냅스

전기 시냅스는 흔하지는 않지만 CNS 전체에서 발견됩니다. gap junction이라 불리는 채널은 시냅스전 뉴런 막과 시냅스후 뉴런 막을 연결합니다. 갭 접합부에서, 시냅스후 뉴런 막과 시냅스전 뉴런 막은 화학 시냅스에서보다 훨씬 더 가까이 가져 왔으며, 이는 전류를 직접 통과시킬 수 있음을 의미합니다. 전기 시냅스는 화학 시냅스보다 훨씬 빠르게 작동하므로 방어 반사작용과 같이 신속한 조치가 필요한 장소에서 발견됩니다.

화학 시냅스는 복잡한 반응을 일으킬 수 있지만 전기 시냅스는 간단한 반응만 일으킬 수 있습니다. 그러나 화학 시냅스와 달리 양방향성을 가집니다. 정보는 어느 방향으로든 흐를 수 있습니다.

 

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1 Response

  1. 2023-09-09

    […] [관련글] 뉴런의 유형과 기능 : 시냅스의 작동원리 […]

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