신경세포체

신경세포체는 신경세포(Neuron) 중심부에 위치한 세포핵(Nucleus)을 포함하고 있는 볼록한 형태의 구조로 그 내부에 다양한 세포소기관(Organelle)이 존재한다.

그림 1. 신경세포의 구조. 신경세포의 구조는 크게 세 부분으로 나뉠 수 있다. 세포핵이 위치한 신경세포체, 다른 신경세포로부터 신경입력을 받는 수상돌기, 그리고 다른 신경세포로 신경전달을 하는 축삭돌기이다. 수상돌기와 축삭돌기는 신경세포체로부터 뻗어 나온다.

신경세포는 구조적으로 중심부에 위치한 세포체와 이로부터 뻗어 나온 신경돌기(Neurite)로 이루어져 있다. 이 중 세포체는 세포막(Plasma membrane) 내부에 세포핵과 함께 소포체(Endoplasmic reticulum), 골지체(Golgi apparatus), 미토콘드리아(Mitochondria) 등의 다양한 세포소기관을 포함하고 있다. 세포소기관을 제외한 부분은 세포질액(Cytosol)이 채우고 있다.

목차

신경세포체는 신경세포 중심부에 위치한 부푼 형태 또는 볼록한 형태의 구조이며, 일반적인 신경세포의 경우 세포체의 지름은 20 μm 정도이다. 그러나 신경세포의 종류에 따라 크기가 지름 5에서 140 μm까지 다양하다. 세포체는 세포막으로 둘러싸여 있으며, 그 내부를 칼륨 농도가 높은 세포질액 및 다양한 세포소기관들이 채우고 있다. 세포소기관에는 세포핵, 조면소포체(Rough endoplasmic reticulum), 활면소포체(Smooth endoplasmic reticulum), 골지체, 미토콘드리아 등이 포함된다.

개별 신경세포의 발달과정에서 수상돌기와 축삭돌기는 신경세포체로부터 뻗어나오게 된다. 구체적인 발달 속도와 단계는 신경세포의 종류에 따라 다를 수 있으나, 신경세포를 배양(Culture)하는 경우, 배양 시작 후 6시간 정도가 지나면 신경세포체 주위로 세포질돌기(Lamellipodia)가 돌출되어 나오기 시작한다. 2단계로 12시간 정도가 지나면 세포질돌기 중 일부가 더 길게 뻗어 나오며 미성숙 신경돌기(Immature neurite)를 형성한다. 미성숙 신경돌기는 수상돌기와 축삭돌기로 구분되기 전의 단계이다. 3단계로 36시간 정도가 지나면 미성숙 신경돌기들 중에 하나의 신경돌기가 축삭돌기로 발달하여 나머지 신경돌기에 비해 훨씬 길게 성장한다. 4단계로 96시간 이상이 지나면 축삭돌기를 제외한 나머지 신경돌기가 수상돌기로 발달하며 가지(Branch)를 형성하기 시작한다. 신경돌기가 뻗어나오고 자라는 과정 및 축삭돌기와 수상돌기가 결정되는 과정은 정교한 분자기전에 의해 조절되며 신경발생에 있어 매우 중요한 단계이다.

그림 2. 신경세포체로부터 신경돌기가 형성되는 과정. 각 단계와 시간은 신경세포의 종류에 따라 다를 수 있으며, 그림에서는 신경세포를 배양하는 경우의 예를 보여주고 있다. (출처: 한국분자·세포생물학회)

세포체에서는 세포핵 내부의 유전정보로부터 신경세포의 기능에 필요한 다양한 단백질들이 만들어 진다. 세포핵 내부에는 유전물질인 디옥시리보핵산(Deoxyribonucleic acid, DNA)으로 구성된 염색체(Chromosome)가 존재한다. 디옥시리보핵산 유전정보는 세포핵 내부에서 전사(Transcription) 과정을 거쳐 mRNA로 전달되며, mRNA는 세포핵 바깥으로 이동하여 번역(Translation) 과정을 거쳐 아미노산(Amino acid)으로 구성된 단백질(Protein)을 만들게 된다.

세포체 내부에 존재하는 조면소포체, 활면소포체, 골지체 등의 세포소기관들은 단백질의 번역, 접힘(Folding), 번역후 변형(Post-translational modification) 및 제자리찾기(Sorting) 등의 과정에서 관여하여 신경세포 내에서 단백질이 적절히 기능하도록 한다.

또한 신경전달 과정에 있어, 세포체는 수상돌기에 존재하는 수많은 시냅스(Synapse)로부터의 신경입력을 종합하여 축삭둔덕(Axon hillock)에서 활동전위(Action potential)의 생성을 조절한다.

세포핵(Nucleus), 신경돌기(Neurite), 수상돌기(Dendrite), 축삭돌기(Axon)

1. Neuroscience : exploring the brain (Bear, Connors, Paradiso저, 4판, Wolters Kluwer).