본문내용
1. 인체 구조와 기능
1.1. 신경계통
1.1.1. 신경계통의 기능과 분류
신경계통은 감각기능, 통합기능, 운동기능 등 3가지 주요 기능을 수행한다.
감각기능은 인체 내부와 주위의 자극에 반응하는 능력으로, 자극에 대한 정보를 보유한 신호를 생성하여 뇌와 척수로 전달한다. 통합기능은 자극에 대한 정보를 수용, 처리, 저장하고 재검색하여 어떻게 반응할지를 결정하는 역할을 한다. 운동기능은 반응을 나타내기 위해 근육과 선세포에 출력 신호를 보내는 것이다.
신경계통의 세포는 크게 뉴런(neuron)과 신경교세포(NeurogliaCell)로 구분된다. 중추신경계통(central nervous system, CNS)은 뇌와 척수로 구성되어 신경계통의 통합기능을 수행하며, 희소돌기아교세포로부터 만들어진다. 말초신경계통(Peripheral Nervous System, PNS)은 중추신경계통에서 나오거나 들어가는 신경으로 구성되며, 감각기관, 근육과 선을 연결하는 통로 역할을 한다. 말초신경계통은 슈반세포로부터 만들어진다.
따라서 신경계통은 감각, 통합, 운동 기능을 통해 인체의 다양한 생리적 활동을 조절하는 중요한 역할을 하며, 중추신경계통과 말초신경계통으로 나뉘어 복합적인 기능을 수행한다고 할 수 있다.
1.1.2. 뉴런의 기본 구조
뉴런은 신경계통에서 정보전달을 하는 주체이다. 뉴런은 세포체, 수상돌기, 축삭 등의 기본 구조로 이루어져 있다.
세포체(cell body)는 뉴런을 조정하는 센터이며 핵을 포함하고 있어 유전적 조절을 할 수 있다. 수상돌기(Dendrite)는 다른 뉴런으로부터 신호를 받는 부분으로 하나의 뉴런은 하나의 수상돌기만 있을 수도 있고 수천 개의 수상돌기를 가질 수도 있다. 축삭(axon)은 뉴런이 다른 세포에 보내는 신호의 출력 경로이며, 축삭소구라는 원뿔 모양의 융기에서 시작된다. 종말단추(synapse knob)는 연접을 통해 뉴런이 주위의 세포에 어떻게 신호를 전달하는지 알 수 있다.
1.1.3. 신경교세포
신경교세포는 뉴런을 지지하고 보호하는 역할을 한다. 중추신경계통에 존재하는 희소돌기아교세포는 뇌와 척수의 신경섬유를 감싸는 말이집을 형성하여 신경신호 전달을 돕는다. 뇌실막세포는 뇌와 척수 내부의 액체인 뇌척수액을 생성하고 순환시킨다. 미세아교세포는 중추신경계통에서 사멸한 신경조직과 미생물을 제거하는 포식세포의 역할을 한다. 별아교세포는 혈액뇌장벽을 형성하고 신경성장인자를 분비하여 신경의 성장과 연접 형성을 촉진한다. 또한 손상된 신경조직의 흉터 형성에도 기여한다. 이처럼 신경교세포는 뉴런을 지지하고 보호하는 다양한 기능을 수행함으로써 중추신경계통의 정상적인 작동에 필수적인 역할을 한다.
1.1.4. 안정막전위의 생성
신경세포는 전기적 신호를 생성하고 전도하는 능력을 가지고 있다. 세포의 형질막 안팎에는 전하차이가 존재하는데, 이를 안정막전위라고 한다. 안정막전위는 세포막의 경계로 바깥쪽은 양전하, 안쪽은 음전하를 띠는데, 이는 선택적 투과성과 반투막이 전압의 차이를 만들어내기 때문이다.
이온 분포의 불균형으로 인해 세포 외부보다 내부가 더 음전하를 띠게 된다. 활동전위(action potential)는 제한된 세포막에서 일어나는 전압파로, 주위의 세포막에 또 다른 활동전위를 일으키고 그 활동전위는 주변의 다른 부위로 퍼져나간다.
안정막전위(resting membrane potential)는 자극이 없는 상태이며, 분극(polarization)은 +와 -가 안정되어 있는 상태이다. 탈분극(depolarization)은 음전압이 더 적어지는 것이고, 재분극(repolarization)은 음전압으로 다시 전압이 바뀌는 것이다.
뉴런을 자극하면 국소전위가 점차 올라가고, Na+ 통로가 열리면서 활동전위가 시작된다. 막전위가 +35mV에 도달하면 Na+ 통로는 완전히 닫히고 K+ 통로는 열려있다. K+의 유출로 막전위가 다시 음으로 돌아가는데 원래의 안정막전위보다 약간 더 내려간다.
활동전위가 끝나고 난 후 이온이 확산되면서 원래의 안정막전위로 돌아가게 된다. 이 때 짧은 시간 동안 뉴런의 막은 다시 발화가 일어나지 않는 불응기(refractory period)가 된다. 무수신경섬유는 신호 전달 방향대로만 일어나고, 불응기 때문에 거꾸로 진행하지 않는다. 유수신경섬유는 랑비에결절에서만 신호 전달이 일어나므로 신경신호가 결절에서 결절로 점프하는 것처럼 보인다. 이를 도약전도(saltatory conduction)라고 하며, 이는 빠르고 에너지 소모가 적다.
신경전달물질인 아세틸콜린이 연접전섬유의 끝에 도착하면 여러 개의 연접소포가 세포 밖으로 방출되면서 신경전달물질을 연접간극으로 유리시킨다. 연접후세포의 흥분은 짧고 연접간극의 신경전달물질은 효소에 의해 바로 화학적으로 분해되거나 재흡수되거나 확산된다.
1.2. 척수
1.2.1. 척수의 구조
척수는 길이 약 45cm의 원통형 신경조직으로 척주관 안에 둘러싸여 있다. 신생아나 어린이의 척수는 좀 더 길다. 척수의 평균 너비는 약 1.8cm이며, 팔과 다리의 복잡한 움직임을 조절하기 위해 엄청나게 많은 뉴런이 있기 때문에 목 아래쪽과 허리 부분이 약간 더 넓어진다. 이렇게 넓어진 목 부분을 목뼈팽대(경팽대), 허리 부분을 요부팽대라고 한다.
척수는 척주 길이를 따라 일정한 간격으로 척추 사이의 추간공에서 피부, 근육, 뼈, 내장기관으로 뻗어나가는 1쌍의 척수신경이 나온다. 이렇게 한 쌍의 척수신경과 신경가지가 나가는 척수의 일정 부분을 분절이라고 한다. 척수의 아랫부분은 척수원뿔이라고 불리는 뭉툭한 부분으로 끝난다.
척수의 회색질 부분은 배모양으로 튀어나온 모양인데, 뒤쪽의 튀어나온 부분을 후각, 가쪽의 튀어나온 부분을 측각, 앞쪽의 두 개의 튀어나온 부분을 전각이라고 한다. 이 중 흉부 부위에만 측삭이 존재한다.
척수를 둘러싸고 있는 수막은 3층으로 구성되어 있는데, 바깥쪽에서부터 경막, 지주막, 연막이다. 경막과 지주막 사이의 공간을 경막외 공간, 지주막과 연막 사이의 공간을 지주막하 공간이라고 한다. 지주막하 공간에는 척수액이 존재한다. 척수 신경다발은 하나의 마미 또는 말꼬리와 비슷한 모양을 하고 있어 마미라고 불린다.
1.2.2. 척수신경의 구조
척수신경의 구조는 다음과 같다. 척수는 31쌍의 척수신경을 발생시키는데, 첫 번째 신경은 머리뼈와 C1척추뼈 사이를 통과하고 나머지는 척추뼈사이구멍을 통과한다. 척수신경은 뒤뿌리와 앞뿌리로 나뉜다. 뒤뿌리는 감각신경섬유가 지나가는데 이는 척수의 뒷다리로 들어가서 때때로 사이뉴런과 시냅스한다. 앞뿔은 몸운동신경뉴런의 큰 세포체를 가지고 있으며, 이러한 신경에서 나온 축삭은 척수신경의 앞뿌리로 나가서 뼈대근육에 이른다. 즉, 척수로 오름길은 감각정보를 척수를 타고 위로 전달하고 내림길은 운동신호를 아래로 전달한다. 이러한 척수로 중 여러 개는 뇌줄기와 척수를 따라 오르내릴 때 신체의 왼쪽에서 오른쪽으로, 또는 반대로 건너가며 교차를 한다. 결과적으로 뇌의 왼쪽은 신체의 오른쪽의 감각정보를 받고 오른쪽으로 운동 명령 신호를 보낸다."
1.3. 몸반사
1.3.1. 체성반사
체성반사는 선이나 근육에 자극을 주었을 때 매우 빠르고 불수의적이며 정형화된 반응이다. 척수반사라고 불려왔지만 많은 내장반사 역시 척수가 관여하고 많은 체성반사는 척수보다 뇌에 의해 더 많이 조절되기 때문에 잘...
