Transcript 신경계 - 식품영양과
신경계 1. 뉴런과 시냅스 2. 중추신경계 3. 자율신경계 I. 뉴런과 시냅스 신경계 : 정보처리를 담당하는 신호전달체계의 회로망 I. 뉴런과 시냅스 1. 뉴런의 구조와 기능 1) 뉴런 (Neuron) 신경조직의 기본단위로 자극을 받아들이고 반응하여 전달하는 신경세포 세포의 길이가 길며 재생이 불가능하고, 흥분성을 가지고 있다. 1. 뉴런의 구조 2) 뉴런의 구조 세포체 - 뉴런의 몸체이자 대사의 중심이 되는 부분 니슬소체:RNA의 집합체, 단백질 합성, 세포체에 영 양공급 핵 수상돌기 - 전기자극을 받아들여 세포체에 전달 축삭 - 세포체로부터 종말단추 쪽으로 흥분을 전달 하는 기능을 함 종말단추 - 축삭으로부터 온 자극에 의해 신경전달 물질을 배출 함 수초 - 축삭을 붕대처럼 감고 있으며, 인지질이 주 성분임 희돌기세포 - 중추신경에서 수초를 형성함, 무수신경 슈반세포 - 말초신경에서 수초를 형성함, 유수신경, 랑비에르결절 - 수초로 감겨있지 않은 영역으로 축 색돌기의 막이 노출되어 있는 부분. 흥분의 전도속도가 빠르다. 1. 뉴런의 구조 3) 신경교 (지지세포) 신경세포인 뉴런을 지지해주고, 영양분을 공급 하거나 노폐물을 처리해주는 세포들 중추신경계 : 희돌기세포 - 축삭을 둘러싸 수초를 형성 소교세포 - 물질운반 또는 이물질 파괴 성상세포 - 모세혈관을 에워싸고 있으며, 영양 분 및 신경전달 물질을 흡수 상의세포 - 뇌실과 척수의 중심과의 내피성막 에 분포 말초신경계 : 슈반세포 - 축삭을 돌려 감아 수초를 형성, 랑 비에르결절을 형성. 말초신경의 어느 정도의 재생에 관여 위성세포 - 세포체를 지지함 뉴로트로핀 - 발생중의 태아 뇌에서 뉴런 성장을 촉진 뉴런의 종류 4) 뉴런의 종류 ㄱ. 기능에 따른 분류 감각 뉴런 - 구심성 뉴런, 감각수용기(피부, 감각기관)로부터 중추신경계로 전도 운동 뉴런 - 원심성뉴런, 중추신경계( 뇌, 척수)로부터 효과기 기관에 전도 체성운동뉴런, 자율운동뉴런 연합 뉴런 - 중추신경계에 존재하며, 연합 또는 통합 기능 뉴런의 종류 ㄴ. 구조에 따른 분류 가단극 뉴런-짧은 T자 뉴런, 감각뉴런, 구심성 이극 뉴런 - 2개의 돌기, 눈의 망막 다극 뉴런 - 가장 일반적 type, 운동뉴런, 원심성 2. 신경의 흥분과 전도 1) 안정막 전압(전위) - 자극을 받지 않은 안정한 상태에서의 세포막 내외의 전압차 - 세포 안쪽이 바깥쪽에 비해 상대적으로 음전하(-)를 띄는 전위차 - Na⁺/K⁺ pump, 세포내 단백질, 유기분자, HPO₄⁻가 주요 요인 - 근수축, 심장박동 조절, 신경자극 발생에 중요한 역할 2. 신경의 흥분과 전도 2. 신경의 흥분과 전도 2) 활동 전압 자극에 의해 안정막 전압보다 크게 분극되었다가 다시 제자리로 돌아가는 세포 내외의 전압의 변동 상태를 말한다. ( 탈분극 -> 재분극 ) - 안정 상태에서는 Na⁺gate가 닫혀있고, K⁺gate는 열려있다. - 축삭막의 자극에 의해 Na⁺gate가 먼저 열려서 세포외액의 Na⁺이 세포내로 투과되 안정막전위는 깨지고 역치 수준에 도달하게 된다. (신경전달 물질은 Na이온의 투과성을 높여줌) - 전압은 역치 수준을 지나면서 Na이온은 폭발적으로 세포내로 유입되고 세포 막의 안쪽은 양전하를 띄게 된다. (탈분극) - 최대 전압에 도달하면 Na이온채널은 닫히고, K이온채널이 열려서 K⁺이 세포 밖으로 확산 - K⁺이 밖으로 확산됨으로서 세포막의 안쪽은 원래의 음전하 상태로 돌아온다. (재분극) - 안정막 상태로 돌아오기 전에 더 큰 음의 상태를 거치게 된다. (과분극) 2. 신경의 흥분과 전도 * 자극 - 탈분극을 일으킬 수 있는 요인 * 역치 - 활동 전압을 유발시킬 수 있는 최소 단위의 자극 강도 * 실무율 - 역치자극보다 큰 자극에 대해서는 항상 최대의 반응을 일으 키고, 역하자극에 대해서는 전혀 반응을 하지 않는 현상 * 절대적 불응기 - 활동 전압이 시작 되고 일정기간 동안 어떠한 자극 에도 반응하지 않는 기간 * 자극의 세기 - 더 큰 자극의 세기는 더 큰 활동 전압으로 기록되지 않 고, 동일한 활동 전압에서 시간당 더 빈번하게 일어난다. * 신경자극의 전도 무수축삭 (중추신경계) - 파도 물결 처럼 유수축삭 (말초신경계) _ 도약전도. 자극의 전도 속도가 빠르다. 자극의 세기 절대적 및 상대적 불응기 축삭의 케이블 성질 무수축삭의 활동전위 전도 유수축삭의 신경자극 전도 2. 신경의 흥분과 전도 3) 시냅스 (Synapse) 한 뉴런과 두 번째 뉴런 또는 세포 사이의 기능적 연결 중추 : 뉴런-뉴런, 말초 : 뉴런-근육, 선(gland) ㄱ. 전기적 시냅스 전기적으로 연관된 인접 세포들이 간극 접합으로 연결 되어 이온과 분자가 이동 함. 심근세포 ㄴ. 화학적 시냅스 신경전달물질에 의한 자극의 전달 체계 세포체 -> 신경종말 -> 다음 뉴런의 세포체 방향으로만 전달 (역방향은 성립 되지 않음) - 흥분성 시냅스 후전위 (EPSP) 신경전달 물질이 시냅스 후세포의 수용기에 결합 -> (+)이온 투과->탈분극-> 자 극전달 - 억제성 시냅스 후전위 (IPSP) 신경전달 물질이 시냅스 후세포의 수용기에 결합-> (-)이온 투과-> 과분극->자극 억제 시냅스(Synapse) 전기적 시냅스 화학적 시냅스 신경전달물질 4) 신경전달물질 ㄱ. 아세틸콜린(Ach) - Ach이 ligand(수용기)작동 채널에 결합-> 탈분극 -> 흥분성 전위 형성 - Ach이 G-단백질 작동 채널에 결합 -> 과분극 -> 억제성 전위 형성 - 체성운동신경의 말단에서 분비 - 자율신경(교감, 부교감)의 신경절전뉴런과 부교감신경의 신경절후뉴런에서 분비 * 아세틸콜린에스테라아제 (AchE) : 유리 Ach을 불활성화 하여 시냅스 후세포의 활성을 멈추게함 ㄴ. 모노아민(monoamine, 카테콜아민) 세로토닌(serotonine) - 흥분성, 아미노산 트립토판에서 합성, 감정과 정서에 영향 도파민(dopamine) - 억제성, 티로신으로부터 합성, 운동의 통제, 정서적 보상에 기여 Norepinephrine, epinephrine - 티로신으로부터 합성 자율신경의 교감신경 신경절후뉴런에서 분비 부신수질에서 분비 ㄷ. 기타 신경전달물질 글루탐산, 아스파르트산 - 흥분성 글리신, GABA - 억제성 산화질소 ( NO ) - 혈관의 평활근을 이완시켜 혈관을 확장 시킴 아세틸콜린(Ach) 모노아민 (NE, E) II. 중추신경계 * 신경계의 기능적 분류 중추신경계 : 뇌, 척수 -뇌: 대뇌 - 전두엽, 두정엽, 후두엽, 측두엽, 변연계 간뇌 - 시상, 시상하부, 뇌하수체 뇌간 - 중뇌, 뇌교, 연수 소뇌 - 척수 말초신경계 : 뇌, 척수 신경 - 구심성 신경 - 감각신경 - 원심성 신경 - 운동신경 - 자율신경 - 교감신경, 부교감신경 1) 대뇌 ㄱ. 전두엽 - 자발적인 행동, 운동통제, 공격성 두정엽 - 통증의 인지, 온도와 촉가, 맛의 인지, 체성감각 측두엽 - 청각의 정보에 대한 평가 후두엽 - 시각정보의 인지 변연엽 - 정서, 동기, 기억, 감각과 내 장의 통제 • 해마 - 장기기억 담당 ㄴ. 대뇌 수질(백질부) - 신경섬유가 존 재 * 기저핵 - 수의 운동통제에 관여, 파킨 스병, 무도병 대뇌 피질(회백질부) - 세포체 존재 ㄷ. 뇌파 뇌파 • 뇌파 • 알파(α)파: 각성 상태에서 나타남 • 베타(ß)파: 시각적 자극과 정신활 동상태에서 나타남 • 데타(θ)파: 신생아에서 나타나고, 성인의 경우 정신적 스트레스 시 나타남 • 델타(δ)파: 중증 뇌 장애 대뇌 수질과 피질 간뇌 2) 간뇌 ㄱ. 시상 - 신경섬유의 상,하행 통로 ㄴ. 시상하부 - 자율신경중추, 체온조절, 섭식포만중추, 내분비기능조절, 갈증중추,혈관확장 ㄷ. 뇌하수체 - 전엽과 후엽으로 나누어져 있음, 호르몬 분비 뇌간, 소뇌 3) 뇌간 ㄱ. 중뇌 - 뇌교 바로위에 위치, 시각,청각반사와 관련 ㄴ. 뇌교 - 연수로부터 오는 운동과 감각 신경로 연수와 함께 호흡 조절 ㄷ. 연수 - 설인, 설하, 미주신경이 있으며, 신경의 좌우교차가 주로 있음 ‘생명중추’라고도 함. 호흡, 혈관운동, 심장 통제 중추, 연하, 구토, 발한, 타액, 위액 분비 중추 4) 소뇌 외부(회백질), 내부(백질) 신체의 자세 평형 및 근육의 긴장에 관여 척수 5) 척수 ㄱ. 척수신경(31쌍)이 좌우로 나옴 ㄴ. 내부 (회백질) - 반사중추 및 배뇨, 배변 중추 외부 ( 백질) - 신경의 흥분의 전도로 ㄷ. 척수 반사 : 대뇌피질과 관계없이 자극에 대해 무의식적으로 반응하 는 것으로 척수의 주된 기능 반사궁 : 감각수용기-구심성신경-연합뉴런-원심성신경-효과기(근육, 선) 반사궁 III. 자율신경계 말초신경계 (Pheripheral nervous system, PNS) 1) 뇌척수신경 뇌신경: 12쌍, 대뇌-연수 12쌍 중 4개는 부교감신경을 가지고 있다. 동안신경 ( 제3뇌신경), 안면신경(제7뇌신경), 설인신경(제9뇌신경), 미주신경(제10뇌신경) 척수신경 : 31쌍 원심신경(운동신경)과 구심신경(감각신경)이 혼합되어있다. 2) 자율신경 : 중추신경과 말초 장기에 항상 2개의 신경이 신경절을 이 룬다. (교재 157p 참고) 그림 9.1 그림 9.3 그림 9.5 그림 9.6 교감신경과 부교감신경 교감신경 부교감신경 신경절전 유출의 기원 척수의 흉요수 중뇌, 연수, 척수의 천수 신경절의 위치 척추 주위, 측부신경절 효과기 기관속이나 근처 신경절후섬유의 분포 전신 머리, 가슴, 내장, 복부, 골반 신경절후섬유로의 분기 분기가 크다 분기가 적다 반응의 특징 격투-도주 반응 독립적으로 반응 신경전달물질 신경절전 Ach Ach NE, E Ach 신경절후 그림 9.7 그림 9.8 그림 9.9 3) 자율신경과 체성운동신경의 차이점 운동신경 : 신경절을 형성하지 않고 하나의 신경으로 되어있다. 말단에 서 Ach을 분비한다. 자율신경 : 신경절을 형성하며, 신경절전섬유와 절후섬유에서 각기 다 른 신경전달물질 분비 4) 이중 신경지배가 없는 기관 골격근, 부신, 입모근, 땀샘-교감신경의 지배만 받는다. 5) 효과기에서의 수용체의 종류 ㄱ. 콜린성 수용체 - Ach가 결합할 수 있는 수용체 니코틴성 수용체 - 골격근 조직, 자율신경절 수용체 무스카린성 수용체 - 부교감 절후 신경과 평활근 사이 ㄴ. 아드레날린성 수용체 - NE, E이 결합할 수 있는 수용체 MAO(monoamine oxidase), COMT(catechol-O-methyltansferase) 에 의해 NE 분해됨 𝛂-receptor : α₁- receptor : 혈관수축, 소화관운동 억제 α₂- receptor : NE분비 억제에 따른 혈관이완 𝛽- receptor : 𝛽₁- receptor : 심장작용촉진, 𝛽₂ - receptor : 기관지근 이완, 혈관이완 그림 9.11 그림 9.12 6) 자율신경의 각 장기지배 기관 교감신경 부교감신경 심장 촉진(혈압상승) 억제(혈압하강) 혈관 수축(혈압상승) 이완(혈압하강) 기관지 이완(확장) 수축(호흡곤란) 소화관 소화운동억제 소화운동촉진 동공 확대 축소