본문내용
1. 신경세포
1.1. 신경계통의 기능과 분류
신경계통은 크게 중추신경계통(central nervous system, CNS)과 말초신경계통(peripheral nervous system, PNS)으로 분류된다.""
중추신경계통은 뇌와 척수로 구성되며, 감각기능, 통합기능, 운동기능을 수행한다.""
감각기능은 인체 내부와 주위 환경의 자극에 반응하여 신호를 생성하고 뇌와 척수로 전달하는 역할을 한다.""
통합기능은 수용된 자극 정보를 처리, 저장, 회수하여 어떻게 반응할지 결정하는 것이다.""
운동기능은 중추신경계통에서 생성된 신호를 근육과 선세포에 전달하여 반응을 나타내게 한다.""
말초신경계통은 중추신경계통에서 나오거나 들어가는 신경들로 구성되어 있으며, 감각정보를 중추신경계통에 전달하고 중추신경계통의 신호를 내장기관, 근육 등에 전달한다.""
1.2. 뉴런의 기본 구조
뉴런은 정보전달을 담당하는 신경계통의 주체로, 세포체, 수상돌기, 축삭 등의 기본 구조로 이루어져 있다.
세포체는 뉴런을 조정하는 센터이며 핵을 포함하고 있어 유전적 조절을 할 수 있다. 수상돌기는 다른 뉴런으로부터 신호를 받는 부분으로, 뉴런에 따라 하나의 수상돌기만 있을 수도 있고 수천 개의 수상돌기를 가질 수도 있다. 축삭은 뉴런이 다른 세포에 보내는 신호의 출력 경로이며, 축삭소구라는 원뿔 모양의 융기에서 시작된다. 종말단추는 연접을 통해 뉴런이 주위의 세포에 신호를 전달하는 부분이다.
뉴런 주변에는 신경교세포가 존재하는데, 이 중 슈반세포는 신경섬유의 축삭을 감싸는 수초를 형성한다. 수초로 쌓여있는 유수신경섬유와 수초로 쌓여있지 않은 무수신경섬유가 있으며, 유수신경섬유에서는 수초의 단절부인 랑비에 결절을 따라 신호가 전달된다.
1.3. 신경교세포
신경교세포(Neuroglia Cell)는 신경계에서 뉴런을 지지하고 보호하는 역할을 하는 세포이다. 신경계통의 세포는 크게 뉴런과 신경교세포로 구분된다. 신경교세포는 뉴런의 기능을 보조하고 유지하는 데 필수적인 역할을 한다.
희소돌기아교세포(Oligodendrocyte)는 중추신경계통에서 뉴런의 축삭을 감싸 수초를 형성하여 신경신호의 전달을 빠르게 한다. 회색질 부위에 분포하며 한 개의 희소돌기아교세포가 여러 개의 신경섬유를 감싸는 특징을 가지고 있다.
뇌실막세포(Ependymal cell)는 뇌와 척수 내부에 있는 공간을 따라 배열되어 있는 입방형의 세포이다. 이 세포는 뇌척수액을 생성하는 역할을 한다.
미세아교세포(Microglia)는 중추신경계통의 조직 내에서 이동하며 조직의 손상이나 감염, 신경 손상 등에 반응하여 이물질과 사멸한 신경세포를 제거하는 역할을 한다. 손상 부위에 집중적으로 모여들어 염증 반응을 일으키고 흉터 조직을 형성하기도 한다.
별아교세포(Astrocyte)는 중추신경계통의 가장 풍부한 신경교세포로, 혈액뇌장벽 형성, 신경 영양 공급, 화학적 환경 조절, 신경 손상 시 반흔 조직 형성 등 다양한 기능을 수행한다. 또한 신경성장인자를 분비하여 신경 세포의 성장과 시냅스 형성을 돕는다.
이와 같이 신경교세포는 뉴런을 보호하고 지지하는 역할을 하며, 신경계의 항상성 유지와 기능 수행에 매우 중요한 세포들이다.
1.4. 안정막전위의 생성
세포는 세포막의 경계로 바깥쪽은 양전하, 안쪽은 음전하를 띤다. 이 전압의 차이가 세포막 안팎에 위치하는 나트륨과 칼륨의 농도차이로 일어난다.
선택적 투과성과 반투막 때문에 이온 분포의 불균형이 생기며, 세포 외부보다 내부가 더 음전하를 띠도록 만든다. 이를 안정막전위(resting membrane potential)라고 한다.
자극이 없는 상태에서 뉴런은 약 -70mV의 안정막전위를 유지한다. 이때 세포막은 분극(polarization) 상태에 있다.
뉴런을 자극하면 국소전위가 점차 올라가다가 일정 수준인 역치에 도달하면 활동전위(action potential)가 시작된다. 이때 세포막이 탈분극(depolarization)되면서 Na+ 통로가 열리고 막전위가 급격히 상승한다.
막전위가 +35mV까지 도달하면 Na+ 통로가 닫히고 K+ 통로가 열리기 시작하면서 막전위가 다시 음의 방향으로 변하는 재분극(repolarization) 과정이 일어난다. 이후 이온이 확산되면서 원래의 안정막전위로 돌아간다.
활동전위 뒤에는 짧은 시간 동안 뉴런의 막이 다시 발화가 일어나지 않는 불응기(refractory period)가 존재한다. 이를 통해 신경신호가 불가역적으로 한 방향으로만 전달될 수 있다.
무수신경섬유의 경우 활동전위가 대로만 일어나며, 유수신경섬유는 랑비에 결절에서만 활동전위가 일어나 신호가 결절에서 결절로 점프하는 도약전도(saltatory conduction)가 일어난다. 이를 통해 전달 속도가 훨씬 빨라지고 에너지 소모도 적다.
세포 간 신호전달은 신경전달물질을 매개로 이루어지는데, 연접전뉴런의 종말단추에서 신경전달물질이 유리되어 다음 세포를 자극한다. 이때 신경전달물질은 효소나 재흡수 과정에 의해 빠르게 제거되어 신호가 지속되지 않도록 한다.
2. 척수
2.1. 척수의 구조
척수의 구조는 다음과 같다.
척수는 45cm 길이의 원통형 신경조직으로, 대후두공에서 시작하여 두 번째 요추 척추뼈의 아래까지 내려간다. 신생아와 어린이의 경우 척수가 조금 더 길다. 척수는 평균 1.8cm의 폭을 가지며, 팔과 다리의 복잡한 움직임을 조절하기 위해 목과 허리 부분에서 약간 더 넓어져 있다. 이를 각각 경팽대와 요부팽대라고 한다.
척수의 길이를 따라 일정한 간격으로 척추뼈 사이에 있는 추간공에서 피부, 근육, 뼈, 내장기관으로 뻗어나가는 한 쌍의 척수신경이 나온다. 이와 같은 척수의 일정 부분을 분절이라고 부르며, 척수의 끝부분을 척수원추라고 한다.
척수의 회색질 부분은 나비 날개와 비슷한 뒷 부분의 튀어나온 모양인 후각, 가쪽에 있는 돌기 부분인 측각, 두 개의 앞 날개인 전각으로 나뉜다. 백색질의 기둥 부분은 후삭, 측삭, 전삭으로 구분된다.
척수는 뇌와 마찬가지로 3층의 결합조직막인 수막에 의해 싸여 있다. 바깥층인 경막, 중간층인 지주막, 그리고 안쪽층인 연막이 그것이다. 척수신경다발은 마미라고 불리는데, 이는 말꼬리와 비슷한 모습을 하고 있기 때문이다.
2.2. 척수신경의 구조
척수신경의 구조는 다음과 같다. 척수에는 31쌍의 척수신경이 있으며, 이 척수신경은 척주의 각 추간공을 통해 나온다. 첫 번째 척수신경은 뇌와 두 번째 경추 사이의 추간공에서 나오고, 나머지 신경들은 각 해당 척추 사이의 추간공에서 나온다.
척수신경은 감각신경섬유와 운동신경섬유로 구성된다. 감각신경섬유들은 배후근이라 불리는 부분에서 척수로 들어가며, 운동신경섬유들은 전근에서 나와 말초조직으로 나간다. 즉, 척수신경은 구심성 섬유(감각신경섬유)와 원심성 섬유(운동신경섬유)로 이루어져 있다.
감각신경섬유는 피부, 근육, 관절 등의 수용기에서 시작하여 척수의 후근으로 들어간다. 운동신경섬유는 척수의 전근에서 시작하여 골격근으로 가서 연결된다. 따라서 척수신경은 감각 정보를 척수로 전달하고 운동 명령을 근육으로 내보내는 역할을 한다.
척수신경은 단순반사, 근육의 긴장도 조절, 그리고 대뇌로부터의 운동 명령을 근육으로 전달하는 등의 다양한 기능을 수행한다. 특히 단순반사에서는 감각신경섬유와 운동신경섬유가 척수 내에서 직접 연결...
