희소돌기아교세포

희소돌기아교세포는 아교세포(Glia)의 일종으로 중추신경계(Central nervous system)에서 신경세포의 축삭돌기(Axon)를 감싸는 미엘린초(Myelin sheath)를 형성한다.

목차

발생학적으로 희소돌기아교세포는 전구세포(Oligodendrocyte precursor cell)로부터 만들어진다. 희소돌기아교세포의 전구세포는 배아 신경관(Embryonic neural tube)의 배엽대(Ventricular germinal zone)에서 형성되어 다른 지역으로 이주(migration)하며, 도착한 신경 영역에서 희소돌기아교세포로 분화(Differentiation)한 뒤에 주변의 축삭돌기에 대해 미엘린초를 형성한다.

그림 1. 희소돌기아교세포의 발생과정. 전구세포가 미엘린 형성 전(Premyelinating) 희소돌기아교세포를 거쳐 미엘린 형성(Myelinating) 희소돌기아교세포로 분화한다. (출처: 한국분자·세포생물학회)

희소돌기아교세포에 의한 미엘린초의 형성은 신경계 발생의 전체 과정에서 가장 늦게 일어나는 현상 중 하나이다. 미엘린초는 태어날 시점에는 일부 뇌 영역에서만 형성된 상태이며, 25-30세에 이르는 성인(Adult)이 될 때까지 미엘린초의 형성이 지속된다. 뿐만 아니라, 희소돌기아교세포의 전구세포는 다른 종류의 전구세포와는 차별적으로 성체(Adult)의 중추신경계에서도 발견된다. 이는 성체의 중추신경계에서도 전구세포로부터 새로운 희소돌기아교세포가 분화되어 노화나 질병에 의해 손상된 미엘린초를 재생(Remyelination)할 수 있음을 의미한다.

희소돌기아교세포 즉, Oligodendrocyte는 그리스어로 "몇 개의 가지(Branch)를 가진 세포"를 의미하며, 희소돌기아교세포의 구조 또한 이름과 같이 여러 개의 가지를 갖고 있다. 희소돌기아교세포에서 뻗어 나온 가지는 주변의 신경세포 축삭돌기를 감싸는 미엘린초를 형성하며, 하나의 희소돌기아교세포가 50여 개의 서로다른 축삭돌기를 감싸기도 한다.

그림 2. 형광으로 염색된 희소돌기아교세포. 뻗어 나온 여러 형태의 가지가 보인다. (출처: Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Oligodendrocyte#/media/File:Oligodendrocyte.png)

말초신경계(Peripheral nervous system)에서도 중추신경계의 희소돌기아교세포와 같이 축삭돌기를 감싸 미엘린초를 형성하는 아교세포가 있으며, 이를 슈반세포(Schwann cell)라 한다. 희소돌기아교세포와 슈반세포는 각각 중추신경계와 말초신경계에서 기능한다는 점 뿐 아니라 몇 가지 차이을 갖는다. 대표적으로, 희소돌기아교세포는 하나의 세포가 여러 가지를 뻗어 여러 개의 축삭돌기에 대해 동시에 미엘린초를 형성하는 반면, 슈반세포는 하나의 슈반세포가 하나의 축삭돌기에 대해 미엘린초를 형성한다.

그림 3. 중추신경계의 희소돌기아교세포와 말초신경계의 슈반세포에 의한 미엘린초 형성의 차이점. 희소돌기아교세포는 여럿의 축삭돌기에 대해 미엘린초를 형성하는 반면, 슈반세포는 하나의 축삭돌기에 대해서만 미엘린초를 형성한다. (출처: Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Oligodendrocyte#/media/File:Oligodendrocyte_illustration.png)

희소돌기아교세포에 의해 형성된 미엘린초는 축삭돌기를 감싸는 절연체로 기능하며, 신경세포의 축삭둔덕(Axon hillock)에서 생성된 활동전위(Action potential)가 신경말단(Nerve terminal)까지 빠른 속도로 전달될 수 있도록 한다. 축삭돌기 전체가 미엘린초에 의해 감싸져 있지는 않으며, 주기적으로 미엘린초 없이 노출된 부분이 있는데 이를 랑비에결절(Node of Ranvier)이라 부른다. 랑비에결절에는 전압 개폐성 이온통로(Voltage-gated ion channel)가 다수 존재한다. 따라서, 활동전위가 도달하여 이들 이온통로가 열리면 나트륨 및 칼륨 이온이 세포 안팎으로 이동하면서 활동전위가 재생성되고 신경말단까지 전달될 수 있다. 이런 방식으로 활동전위는 랑비에결절 사이를 점프하듯이 이동하여 신경말단까지 빠르게 도달할 수 있고, 이를 도약전도(Saltatory conduction)라 부른다.

아교세포(Glia), 미엘린초(Myelin sheath), 슈반세포(Schwann cell), 활동전위(Action potential), 랑비에결절(Node of Ranvier), 도약전도(Saltatory conduction)

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