교세포

교세포(glia)는 신경교세포(neuroglia)라고도 하며 신경세포(neuron)가 아니면서 중추신경계(central nervous system)와 말초신경계(peripheral nervous system)에서 항상성을 유지하고 수초(myelin)를 생성하며 신경세포를 지지하는 역할을 하는 세포를 가리키는 말이다. 중추신경계에 있는 교세포는 희소돌기아교세포(oligodendrocyte), 성상세포(astrocyte), 상의세포(ependymal cells), 미세아교세포(microglia)가 있고, 말초신경계에는 슈반세포(Schwann cell), 위성세포(satellite cell)이 있다. 교세포의 영문인 glia는 그리스어로 '풀(glue)'를 의미하는 용어이며, 이는 교세포의 기능을 어느 정도 나타내고 있으나 최근 연구 결과 새로운 기능들이 많이 밝혀지고 있다.

목차

교세포는 크게 중추신경계에 존재하는 것과 말초신경계에 존재하는 것으로 분류할 수 있다(그림 1).

중추신경계의 교세포 희소돌기아교세포

희소돌기아교세포(oligodendrocyte)는 중추신경계 내에서 축삭(axon)의 표면을 둘러싸는 물질인 미엘린(myelin)을 생산하는 세포이다. 미엘린은 말이집(myelin sheath)을 형성하여 축삭 주위를 둘러 싸고 이는 축삭 주위를 절연(insulation)하는 효과를 가져와 활동전압(action potential)의 전도 속도를 증가시킨다.

성상세포

성상세포(astrocyte)는 중추신경계에서 가장 많은 수를 차지하는 교세포이다. 성상세포의 가장 중요한 기능 중 하나는 혈액 내 물질이 뇌 실질로 자유롭게 이동하지 못하도록 하는 혈액-뇌 장벽(blood-brain barrier, BBB)를 형성하는 것이다. 또한, 과도한 칼륨 이온(K⁺)을 제거하여 세포외 이온환경을 유지하며, 시냅스 전달(synaptic transmission)에 관여하여 신경전달물질(neurotransmitter)을 재활용하는 데 기여하기도 한다.

성상세포는 ATP를 이용하여 서로 신호를 전달한다. 또한, 성상세포는 다른 성상세포와 틈새이음(gap junction)으로 서로 연결되어 있으며 이를 이용하여 이노시톨삼인산(IP₃)을 서로 교환함으로써 신호를 전달한다. 이노시톨삼인산은 세포내 칼슘 저장고에서 칼슘을 세포질로 유리하며, 이는 성상세포 사이 신호 전달의 분자 기전으로 생각된다.

상의세포

상의세포(ependymal cells)는 뇌실(cerebral ventricle)과 척수(spinal cord)의 중앙관(central canal) 안쪽 면을 둘러싸는 벽을 만드는 세포이다. 상의세포는 뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)을 생산하는 데 관여하고 있다. 또한, 섬모의 운동을 통해 뇌척수액의 순환을 돕기도 하고 혈액-뇌척수액 장벽(blood-CSF barrier)를 형성하여 혈액 내 물질이 뇌척수액 내부로 자유롭게 이동할 수 없도록 한다.

미세아교세포

미세아교세포(microglia)는 특별한 형태의 대식세포(macrophage)라고 볼 수 있으며, 포식작용(phagocytosis)을 통하여 중추신경계의 신경세포들을 보호하는 역할을 한다. 미세아교세포는 뇌와 척수의 모든 곳에서 발견되며, 중추신경계 내 다른 종류의 교세포에 비하여 크기가 작다. 미세아교세포는 이동이 가능하며 뇌가 외상을 입은 경우에는 증식하기도 한다. 건강한 뇌에서는 미세아교세포가 면역 반응을 결정하며 뇌의 외상으로 유발되는 염증에서 중요한 역할을 수행한다.

말초신경계의 교세포 슈반세포

슈반세포(Schwann cell)는 말초신경계에서 축삭(axon)의 표면을 둘러싸는 물질인 미엘린(myelin)을 생산하는 세포이다. 즉, 중추신경계의 희소돌기아교세포와 같은 역할을 한다.

위성세포

위성세포(satellite cell)는 감각신경절(sensory ganglion), 교감신경절(sympathetic ganglion), 부교감신경절(parasympathetic ganglion) 등을 둘러 싸고 있는 조그마한 세포이다. 위성세포는 외부의 화학적 환경을 유지하는 역할을 하며 성상세포처럼 틈새이음을 매개로 서로 연결되어 있다.

교세포는 일차적으로 신경세포를 물리적으로 지지하는 역할을 한다. 또한, 뇌 안의 환경, 특히 신경세포와 시냅스 주변의 용액 조성을 유지하는 데 기여하기도 한다. 뿐만 아니라 신경세포에게 영양분을 공급하는 것도 교세포의 역할이다.

신경세포 회복

교세포는 시냅스 생성(synaptogenesis)을 조절할 뿐 아니라 신경세포가 손상을 입은 후 상처가 회복되는 과정을 조절한다. 중추신경계의 성상세포는 상처를 입은 곳에서 번식하여 흉터(scar)를 만들고 손상되고 잘려진 축삭이 자라는 것을 억제하는 물질을 분비한다. 반대로 말초신경계의 슈반세포는 상처입은 축삭이 자라는 것을 촉진하는 역할을 한다.

말이집의 생산

중추신경계의 희소돌기아교세포와 말초신경계의 슈반세포는 미엘린을 생성하여 축삭을 둘러싸는 말이집을 만드는 기능을 가지고 있다.

신경전달물질 분비 조절

최근 연구 결과에 따르면 교세포는 해마(hippocampus)와 소뇌(cerebellum)에서 시냅스 가소성(synaptic plasticity)이 제대로 기능하기 위해서 중요한 역할을 수행한다. 또한, 시냅스 틈(synaptic cleft)으로부터 신경전달물질(neurotransmitter)을 제거하고 ATP와 같은 교세포전달물질(gliotransmitter)를 분비하여 시냅스 기능을 조절한다.

특히, 교세포가 시냅스 틈에서 신경전달물질을 제거하는 것은 글루탐산(glutamate)의 흥분독성(excitotoxicity)를 예방하기 위해서 꼭 필요하며, 알츠하이며병(Alzheimer's disease)와 같은 질환에서 교세포의 이러한 기능이 망가지는 것이 병태생리와 관련이 있을 것이라고 생각되고 있다.

희소돌기아교세포(oligodendrocyte), 성상세포(astrocyte), 상의세포(ependymal cells), 미세아교세포(microglia), 슈반세포(Schwann cell), 위성세포(satellite cell)