Transcript 생리학(제9장) 신경생리

제9장 신경 생리
1. 신경계 nervous system 의 분류
대뇌(cerebrum)
신경계
중추신경계
(NS)
(CNS)
신경계
(NS)
(NS)
뇌(brain)
중추신경계
(CNS)
신경계
(NS)
신경계
간뇌(diencephalon)
중뇌(midbrain)
뇌교(pons)
소뇌(cerebellum)
연수(medulla oblongate)
척수( spinal cord)
말초신경계
(PNS)
말초신경계
(PNS)
체절신경계( SNS)
자율 신경계(ANS)
뇌신경( cranial nerve)
척수신경( spinal nerve)
교감신경( sympathetic nerve)
부교감신경(parasympathetic nerve)
신경계의 구성
2. 신경조직 nervous tissue
1) 신경원 neuron 의 구분
(1) 단극신경원 unipolar neuron : 척수 후근신경절에 분포
(2) 이극신경원 bipolar neuron : 눈의 망막, 귀의 와우 신경절에
분포(특수감각기)
(3) 다극신경원 multipolar neuron : 골격근을 지배하는 운동신경
다극신경원
이극신경원
단극신경원
무극신경원
2) 신경원 neuron : 신경계의 구조 및 기능상 기본단위
(1) 구성 : 신경세포체와 돌기(수상돌기 dendrite, 축삭돌기 axon)
(2) 신경세포체 cell body
① 크기 : 일반 체세포보다 크고, 타원형 혹은 별 모양
② 핵 : 수포상(vesicular), 밝게 염색, 핵소체 뚜렷
③ 세포질 : 미토콘드리아, 골지체, 용해소체 등
④ 신경원 섬유 neurofibril : 세포체에서 돌기까지 장축과
평행한 섬유
⑤ 니슬소체 Nissl′s body : 신경세포 체내에 RNA과립을 함유
하여 단백질 합성,
뉴런의 종류
(3) 축삭 axon
① 세포체에서 단일돌기로 뻗어나감. 경우에 따라서는 곁가지를
갖는 수가 많다.
② 종말단추 terminal button : 소포 속에 신경전달 물질의 함유
③ 수초 myelin sheath와 슈반초 Schwann's shrath 로 둘러싸임
④ 랑비에결절 node of Ranvier : 일정간격으로 수초와 신경초가
없는 섬유 마디
⑤ 유수신경 myelinated nerve : 수초가 있는 축삭돌기(백색)
⑥ 무수신경 unmyelinated nerve : 수초가 없는 축삭돌기(회백색)
⑦ 흥분을 신경세포체에서 다음 신경세포체로 원심성 전달
(4) 수상돌기 dendrite
① 구심성 섬유 afferent fiber, 여러 개가 세포체에 연결
② 외부의 자극을 신경세포체로 받아 다른 신경원에 자극 전달
③ 돌기 수가 많고 기시부는 굵지만 점점 가늘어져 가지를 낸다.
뉴런의 구조
운동뉴론의 구조
3) 신경교 세포 neuroglia
중추신경계에서 말초신경계의 슈반 세포와 같은 기능을 수행
(1) 기능
① 신경세포 지지작용
② 노폐물 처리
③ 신경세포의 성장
④ 수초의 생산
⑤ 신경세포의 영양공급
⑥ 세포외액의 K+의 완충작용
⑦ 뇌 - 혈관장벽 형성
모세혈관
신경원
희돌기교세포
성상교세포
상의세포
축삭
신경교세포
소교세포
(2) 중추신경계의 종류
① 성상교세포 astrocyte : 별모양의 다수 돌기로 신경세포와
혈관사이를 연결하며 신경세포의 신진대사에 관여한다.
② 희돌기교세포 oligodendrocyte : 소수의 돌기를 가지며 신경
세포체나 축삭에 연접된다. 중추신경계내의 축삭을 싸고
수초형성에 관여.
③ 소교세포 microglia : 작고 불규칙한 세포로 조직내를 윤주
하면서 식작용, 물질운반, 파괴, 제거 등의 역할. 중배엽성
발생
④ 상의세포 ependymal cell : 입방, 원주상피로 중추신경계의
뇌실계, 맥락총, 척수의 중심관 내피성막에 분포하는 신경
교세포이다.
(3) 말초신경계의 종류
① 슈반세포 Schwann cell : 수초 형성과 신경 재생
② 위성 세포 satellite cell : 신경절이나 세포체 주위 보호
4) 신경종말
(1) 운동신경의 종말
운동종판(motor end plate) 형태로 근육과 선에 분포
(2) 감각신경 종말
① 자유신경종말 free ending : 통각수용기, 1cm2 10∼200개
② 크라우제종구 Krause : 냉각수용기
③ 루피니소체 Ruffini : 온각수용기
④ 마이스너소체 Meissner : 촉각수용기, 1cm2 25개
⑤ 파치니소체 Pacinian : 압각수용기
⑥ 근방추 muscle spindle :골격 근육에 매몰된 고유감각수용기
⑦ 건방추 tendon spindle : 근 신장수용기
5) 신경원의 변성과 재생
(1) 변성
① Waller 변성 : 절단 부위보다 말초부위 변성
② 역행성 변성 : 절단 부위보다 위의 신경 세포체에 변성
③ 시냅스 횡단 변성 : 시냅스 후 신경원에 변성
(2) 재생
① 손상된 축삭 원추 부위에 성장 원추가 돋는다.
② 수초와 Schwann 세포가 관여.
6) 신경섬유와 축삭
(1) 신경 섬유의 분류 : 전도 속도가 빠른 순으로 A, B, C 섬유
① A 섬유 : 유수신경섬유인 체성신경으로 직경이 2～20㎛,
가장 빠른 전도 속도 120m/sec
A 섬유는 굵기에 따라서 α, β, γ, δ 섬유로 세분한다.
ex) 압박에 대해 쉽게 흥분 전도 상실
② B 섬유 : 자율신경의 절전섬유로서 myelin으로 둘러싸인 유수
신경섬유 전도 속도 3 ~ 15m/sec
ex) 산소 결핍에 대하여 예민하게 기능을 잃기 쉽다.
③ C 섬유 : 교감신경의 절후 섬유와 척수 후근의 감각 신경
으로서 myelin이 없는 무수신경섬유. 전도 속도 0.5 ~ 2m/sec
ex) 국소마취제인 cocaine에는 C섬유가 기능을 상실한다.
(2) 축삭운반 axonal transport
① 신경흥분 전달물질이 시냅스를 통해 시냅스 꼭지에 전달
되는 형상
② 운반 : 능동적 운반, 미세관(microtubule)을 이용,
Transport-filament 가설
3. 신경원의 흥분 전도
1) 안정막 전압 membrane potential
(1) 안정시 세포막의 전기적 대립 상태(분극)
(2) 분극 : 세포막의 바로 안·밖의 전압 차
(3) 세포막 투과성이 좋은 K+의 이동으로 형성, 약 -70mV
(오실로스코프의 눈금)
안정막전압의 측정
안정막전압의 막투과성
2) 활동 전압 action potential
(1) 세포의 한 부분에 역치 threshold 이상의 자극을 주면 세포막
안팎에 전위가 역전된다. 세포막의 밖이 음전하(－), 안이
양전하(＋)로 하전되는데, 이것을 활동 전압이라고 한다.
(2) 활동 전압의 발생은 자극에 의해 Na+에 대한 막의 투과성이
커져 Na+ 가 막 내부로 들어와 탈분극 depolarization 을 유
발하게 된다.
(3) 이어서 세포막을 통한 Na+ 투과성은 감소되며, 반면에 K+
투과성이 서서히 커져서 막전위가 안정 전위 상태로 재분극
repolarization하게 된다.
(4) 탈분극이 일어나는 부위를 흥분부라고 하는데 흥분부에서
비흥분부로 전류 가 흐르는 것을 활동 전압이라 한다.
(5) 뉴론에서 활동 전류의 흐름이 흥분 전도의 기본이다.
(6) 그러나 활동 전위는 일시적인 현상이기 때문에 일정 시간 후
막전위는 안정막 전압 상태로 되돌아온다.
3) 역치 threshold
(1) 활동전압을 일으키는 최소의 자극 강도
(2) 막전압을 -55mV까지 낮출 수 있는 자극 강도
(3) 활동전압 : 세포 외부의 Na+ 이 세포 내로 이동되면서
형성된 막전압차
불응기 : 0.001 ~ 0.005초
4) 실무율법칙 all or none law
(1) 신경세포는 자극이 역치 이상이면 그 자극의 강도에 관계
없이 활동전압이 발생
(2) 역치 이하의 자극에는 반응하지 않는다
활동 전압의 전달
5) 도약전도 saltatory conduction
(1) 축삭의 국소전류가 랑비에결절에서 다음 마디로 점프하여
전도하는 현상
(2) 유수신경은 전기저항 때문에 활동전압의 발생이 어렵다.
(3) 도약전도 : 흥분 전달 속도 유수신경 > 무수신경섬유
(4) 유수신경이 무수신경보다 신경흥분 전달 속도가 빠르고,
ATP 소모량도 적다.
4. 시냅스 synapse
1) 시냅스의 구분
(1) 신경세포의 수상돌기와 다음 신경세포의 세포체와 연접
(2) 전 시냅스막 presynaptic membrane, 시냅스간격 후시냅스막
postsynaptic membrane으로 구성
2) 시냅스의 종류
(1) 화학적 시냅스 chemical synapse : 대부분의 시냅스,
신경전달물질에 의한 교통
(2) 전기적 시냅스 electrical synapse : 교통반(gap junction)을
이용하여 이온의 이동, 심장 근육 세포의 연결
3) 신경흥분 전도
(1) 신경전달물질 neurotransmitter
① 전달 물질 : acetylcholine, norepinephrine, dopamine,
serotonin, histamine, glutamate 등
② 억제성 물질 : GABA(gamma amino butyric acid), glycine
③ 제 2차 전령 second messenger : Ca+2, cAMP, cGMP, IP3등
4) 신경근 연접의 전달과정
(1) 한 뉴론의 축삭돌기 말단이 다른 뉴론의 수상돌기나 신경
세포체와 좁은 간격 (20nm)으로 접속하고 있다.
(2) 흥분이 종말 단추에 이르면 활동 전압이 발생하여 시납스
소포들이 터져서 신경 전달 물질인 acetylcholine 을 시납스
간격 내로 방출한다.
(3) 시납스 후뉴론에서 흥분이 시작되어 탈분극 현상이 나타나
는데 이것을 흥분성 시납스 후전압(EPSP)이라고 부른다.
(4) 한 뉴론에서 흥분의 이동을 흥분의 전도라고 한다.
(5) 2개 이상의 뉴론에서의 흥분의 이동은 축삭돌기 말단에서
다른 뉴론의 세포체나 수상돌기로 한쪽 방향으로만 전달
되는 것을 흥분의 전달이라고 한다.
5) 시냅스의 특성
(1) 일방향 전도: 시냅스전뉴런에서 시냅스후뉴런으로만 전도되는 방식
(2) 시냅스 지연: 흥분이 시냅스를 통과할 때 늦어지는 현상 ; 지연시간
0.5~1msec
(3) 발산 divergence : 한 개의 뉴런이 여러개의 뉴론과 접속하여 시냅스 형성
(4) 집중 convergence : 다수의 뉴런이 1개의 뉴런과 접속하는 현상
(5) 가중 summation : 흥분이 중첩되어 시냅스후뉴런을 흥분시키는 현상
(6) 소통 facilitation : 가중에 의하여 나타나는 효과가 각각의 자극효과를
더한 것 보다 큰 현상
(7) 폐색 occlusion : 가중에 의하여 나타나는 효과가 각각의 자극 효과를
더한 것 보다 작은 현상
(8) 후발사 after discharge : 시냅스전뉴런은 한 번 흥분해도 시냅스후뉴런
에는 여러 차례의 자극이 전달되는 현상
(9) Curare : 시냅스 전도 과정의 차단제(Ach 수용체의 차단제)
활동 전압
뉴런의 흥분 전달