뉴런과 신경전도 과정

뉴런의 구조

- 뉴런은 크게 신경세포체와 수상돌기, 축삭돌기(축색돌기)로 구성되어 있습니다.
- 신경세포체에는 핵과 다양한 세포 소기관들이 존재합니다.
- 수상돌기는 신경세포체에서 뻗어 나온 돌기들로 이루어졌으며, 다른 세포들로부터 정보를 받아, 수용기 전위를 발생시킵니다.
- 축삭돌기는 주변 세포들로부터 받은 정보를 활동전위로 전환시켜서, 다른 세포로 전달하는 역할을 합니다. 
- 축삭돌기의 시작 지점에는 축삭둔덕이 있으며, 수초가 존재하고, 수초가 돌돌 감고 있는 사이사이 틈을 랑비에르 결절이라고 합니다.
- 축삭돌기에 세포들이 돌돌 감고 있는 걸 수초라고 합니다. 
- 세포의 전기적 신호를 수상돌기로 받아서, 축삭기를 통해서 다음 세포로 전달하는 틈을 시냅스라고 합니다.
- 축삭돌기의 말단에는 미토콘드리아와 신경 전달 물질로 채워진 소낭이 존재합니다.

신호 전달 과정 : 수상돌기 -> 신경세포체 -> 축삭둔덕 -> 축삭돌기 ->시냅스 -> 다음세포

*신경과 관련된 용어들
- 역치 : 어떤 반응을 일으키는 데 필요한 최소한의 자극의 세기
- 분극 : 세포막을 경계로 상대적으로 안쪽은 (-) , 바깥쪽은 (+)로 전위차를 띄고 있는 상태
- 탈분극 : 막전위가 휴지막 전위값보다 상승하는 현상
- 과분극 : 막전위가 휴지막 전위값보다 하강하는 현상
- 막전류 : 막을 투과해 흐르는 전류로, 막 안팎의 농도차에 따라 이온 흐름이 발생하는 걸 막전류라 합니다. 

- 평형 전위 : 막을 사이에 두고, 양쪽의 이온이 전기 화학적으로 평형을 이룬 상태의 전위로, 농도차에 따른 이온의 흐름을 상쇄하는 막전위 값. 이온의 농도기울기와 전위차가 같아서 흐름의 순이동이 없는 지점
- 전위 : 전하가 가지는 전기적 위치에너지
- 막전위 : 막을 사이에 둔 전위차 값


보통 세포에는 Na+ 누설채널보다 K+ 누설채널이 훨씬 많이 존재합니다.
세포 내액에는 K+ 이온이 많이 존재하고, 세포 외액에는 Na+ 이온이 많이 존재합니다.
이온이 농도차 떄문에 들어오려고 하면, 들어올수록 반대로 내보내려는 전위차가 발생합니다.


<축삭돌기의 신호 전달>

1. 무수 신경의 신호전달 
- 전압 개폐성 Na+ 채널들이 열리면, Na+ 이 세포질로 유입되어 공간으로 확산됩니다.
- 자극이 축삭돌기에 서 다음 수상돌기로는 전달되지만, 수상돌기에서 이전 축삭돌기로는 신호 전달을 할 수 없습니다. 
- 신경전도 방향의 반대쪽으로 이온이 확산될 경우, 전압 개폐성 Na+ 채널은 불응기 상태이므로, 활동 전위가 생길 수 없습니다.
- 신경전도 방향을 따라 이온이 확산될 경우, Na+이 국부적으로 막전위를 상승시켜, 전압 개폐성 Na+ 채널이 역치에 도달하면, 활동 전위가 생깁니다. 
- 채널들이 서로 적당한 거리에 위치해야 하는 이유는 Na+ 이온이 축삭돌기를 따라 확산해, 국부적 막전위를 상승시켜 채널을 열려면, 채널들 사이의 거리가 너무 멀지 않아야 하기 때문입니다.

- 또한, 전압 개폐성 K+ 채널이 열려서 재분극이 일어날 때, K+ 가 유출되면서 Na+ 유입을 상쇄해국부적 막전위가 상승하는 걸 방해하기 떄문에 채널들 사이의 거리가 너무 가깝지 않아야 합니다.

 

 

2. 유수 신경의 신호 전달 

- 수초가 있는 유수신경의 경우, 채널들이 결절에만 밀집되어 있기 때문에, 도약 전도의 형태로 활동 전위가 전달됩니다. 따라서, 유수신경이 무수신경보다 신경 전도를 빠르게 할 수 있습니다.
- 수초가 여러 겹으로 세포막을 둘러싸고 있기 때문에, Na+ 이온이 세지 않는 절연 효과가 있습니다.
- 또한 수초가 있으면, 세포막 안밖에 분극화 되어 저장된 이온 수가 적기 때문에, 양이온이 조금만 더 세포질로 유입되어도 쉽게 탈분극이 일어날 수 있습니다.

- 수초가 있으면, 이온이 세포 밖으로 유출되지 않기 때문에 활동 전위의 전도 속도가 빠르다.
- 축삭돌기의 단면적이 클수록, 신경의 활동 전위 속도가 빠르다.
 
* 수초 형성 이상
- 선천성 갑상선 기능 저하증이나 모체의 요오드 공급이 부족할 경우, 태아의 수초 발달에 이상이 생깁니다. 엄마 뱃속의 태아의 신경 발달 과정에서 갑상선 호르몬 신호를 받아줘야 태아의 수초가 발달할 수 있기 때문입니다.
- 자가 면역 질환인 다발성 경화증의 경우, 수초의 항원에 대해 활성화된 면역 세포가 신경세포 주변의 대식세포들을 활성화시켜 수초 파괴를 일으킵니다.