자율신경계

자율신경계(autonomic nervous system, ANS)는 평활근(smooth muscle), 샘(gland), 내부 장기(internal organ) 등을 지배하는 우리 몸의 신경계를 일컫는 말이다. 자율신경계는 우리의 의지와는 관계 없이 자율적으로 작동하며 호흡, 소화, 순환 등의 자율기능(autonomic function)을 담당한다.

목차

그림 1. 자율신경계의 구조 모식도

자율신경계는 말초에 위치한 자율신경절(autonomic ganglion)을 경계로 하여 신경절이전 뉴런(preganglionic neuron)과 신경절이후 뉴런(postganglionic neuron)으로 구분할 수 있다(그림 1). 신경절이전 뉴런의 신경세포체(soma)는 중추신경계인 뇌간(brainstem)과 척수(spinal cord)에 위치하며, 자율신경절로 축삭(axon)을 보낸다. 신경절이전 뉴런의 축삭은 자율신경절 안에서 신경절이후 뉴런에 시냅스를 하여 정보를 전달하고, 정보를 받은 신경절이후 뉴런은 표적 장기를 신경지배한다. 신경세포체의 위치로 판단해 볼 때 신경절이전 뉴런은 중추신경계에 해당하고 신경절이후뉴런은 말초신경계에 해당한다.

한편, 자율신경계는 교감신경계(sympathetic nervous system)와 부교감신경계(parasympathetic nervous system)으로 구분할 수 있다(그림 1). 교감신경계와 부교감신경계는 일반적으로 한 가지 기능에 대하여 상반된 작용을 하며, 서로 다른 해부학적 구조물에 위치하고 있다. 교감신경계와 부교감신경계의 신경절이전 뉴런은 축삭 말단에서 아세틸콜린을 신경전달물질로 분비하고, 이것이 신경절이후 뉴런에 발현된 니코틴성 아세틸콜린 수용체를 자극하여 정보를 전달한다. 한편, 교감신경계의 신경절이후 뉴런은 축삭 말단에서 노르에피네프린(norepinephrine) 또는 노르아드레날린(noradrenaline)을 부교감신경계의 신경절이후 뉴런은 축삭 말단에서 아세틸콜린(acetylcholine)을 분비하여 표적 장기에 대한 효과를 나타낸다.

그림 2. 교감신경계와 부교감신경계(출처: 위키피디아, http://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=792179 ) 교감신경계는 빨간색으로 부교감신경계는 파란색으로 표시되어 있다. (출처: 한국분자·세포생물학회)

교감신경계는 신경절이전뉴런이 흉부와 상부 요부척수(thoracic and upper lumbar spinal cord)의 중간가쪽핵(intermediolateral column)에 위치하고 있다(그림 2). 교감신경계의 신경절이후 뉴런이 위치한 교감신경절은 일반적으로 표적 장기와 멀리 떨어진 곳에 위치한다. 교감신경절(sympathetic ganglion)은 척주(vertebral column)와 나란히 위치한 교감신경줄기(sympathetic chain), 복강 내에 위치한 복강신경절(celiac ganglion), 위장간막신경절(superior mesenteric ganglion), 아래장간막신경절(inferior mesenteric ganglion) 등에 위치하고 있으며, 이들 신경절에서 신경절이후 뉴런이 표적 장기로 노르에피네프린을 매개로 하는 신경지배를 보낸다. 교감신경계의 신경절이전 뉴런은 특수하게 분화된 형태의 교감신경절인 부신 수질(adrenal medulla)로 신경지배를 하기도 하는데, 부신 수질에서는 이에 반응하여 에피네프린(epinephrine) 또는 아드레날린(adrenaline)을 혈중으로 분비한다. 앞서 언급한 교감신경줄기나 복강 내 신경절에서 분비된 노르에피네프린은 신경전달물질이지만, 부신 수질에서 분비되는 에피네프린은 호르몬이다.

부교감신경계는 신경절이전 뉴런이 뇌간(brainstem)의 뇌신경핵(cranial nerve nucleus)과 천부척수(sacral spinal cord)의 중간가쪽핵에 위치하고 있다. 교감신경계와는 달리 부교감신경계의 신경절이후 뉴런은 표적 장기와 매우 가깝게 위치하거나 표적 장기 내부에 위치한다.

일반적으로 교감신경계와 부교감신경계는 표적 장기의 기능을 상반된 방향으로 조절한다. 하지만, 둘 중 한 종류에 의해서만 지배를 받는 표적도 있다. 교감신경계 흥분의 효과는 아드레날린성 수용체(adrenergic receptor)를 통해서 나타나며, 부교감신경계 흥분의 효과는 무스카린성 콜린성 수용체(muscarinic acetylcholine receptor)를 통해서 나타난다. 주요 장기에 대한 교감신경계와 부교감신경계 활성의 효과를 표 1에 정리하였다.

교감신경계(sympathetic nervous system), 부교감신경계(parasympathetic nervous system)