시냅스

시냅스

뉴런과 근육세포 사이의 시냅스 연결을 신경근접합부(n#128muscular junction)라고 한다.

시냅스는 화학 시냅스와 전기 시냅스 2가지로 구분된다.

화학 시냅스에서는 신경섬유의 말단부분이 팽창해 혹 같은 구조를 형성하는데, 이것은 시냅스틈이라는 현미경적 틈을 통해 시냅스후신경세포라 부르는 이웃한 뉴런과 분리되어 있다. 전형적인 시냅스틈의 너비는 0.02㎛ 정도이다. 신경충격이 시냅스전신경말단 에 도달하면 시냅스소포라는 주머니가 시냅스전막 쪽으로 움직여서 막과 융합하고 신경전달물질이라는 화학물질을 분비한다(신경전달물질). 이 물질은 시냅스틈을 가로질러 확산해나가 시냅스후막에 있는 수용체 분자에 결합해 시냅스후뉴런에 신경충격을 전달한다.

이 화학결합작용은 수용체의 모양을 변형시켜 채널 단백질분자들을 여는 여러 반응들을 시작하도록 한다. 그러면 전하를 띤 이온들이 그 채널을 통해 뉴런 안으로, 또는 밖으로 흐른다. 이렇게 시냅스후막을 가로지르는 전하가 갑자기 변함으로써 막의 전기적 극성을 변화시켜 시냅스후전위(postsynaptic potential/PSP)를 생성한다(시냅스후전위). 만약 세포 내로 양전하를 띤 이온들이 많이 들어오면 PSP는 탈분극되어 흥분성 시냅스후전위가 된다.

즉 그것은 활동전위라고 하는 새로운 신경충격을 생성해낼 수 있다. 신경전달물질이 일단 방출되어 시냅스후수용체에 결합되면 즉시 시냅스틈에 있는 효소에 의해 활성을 잃게 되거나 시냅스전막에 있는 수용체에 결합해 재순환한다. 이러한 메커니즘은 일련의 순간적인 전달과정을 일으키고, 각각은 0.5~4.0m/s 동안만 지속된다.

화학 시냅스에서 신경충격이 전달될 것인지의 여부는 신경전달물질의 종류와 시냅스후수용체에 달려 있다.

같은 신경전달물질이라 하더라도 수용체가 다르면 다른 반응이 나타날 수 있다. 예를 들어 자율신경계의 일반적인 신경전달물질인 노르에피네프린은 신경전달을 자극하는 수용체에 붙기도 하고, 그것을 억제하는 다른 수용체와 결합하기도 한다. 시냅스후뉴런의 막에는 여러 종류의 수용체들이 있고 몇몇 시냅스전신경말단에서는 1종류 이상의 신경전달물질이 분비되기도 한다.

또한 각각의 시냅스후뉴런이 여러 뉴런들과 수백 개의 시냅스를 형성하기도 한다. 이러한 변수들은 주어진 자극에 대해 신경계가 복잡한 반응을 나타내는 데 중요하다. 시냅스는 화학전달물질과 함께 생리적 밸브로 작용해 신경충격이 규칙적인 회로 내에서 전달되도록 지시하고, 신경이 무작위적으로 또는 무질서하게 자극되는 것을 막아준다.

전기 시냅스는 간극결합(gap junction)이라는 채널을 통해 세포들 사이에 이온이 흐르게 함으로써 융합된 뉴런과 뉴런 사이에 직접적인 통신이 일어나게 한다.

무척추동물과 하등척추동물은 간극결합을 통해 뉴런 전체가 동시에 자극될 수 있을 뿐 아니라 시냅스 전달이 더 빠르게 일어날 수 있다. 간극결합은 인체에서도 볼 수 있는데, 신체기관에 있는 세포들 사이와 신경계의 신경교세포들 사이에서 가장 많이 볼 수 있다. 화학적 전달은 몸집이 크고 구조가 복잡한 척추동물의 신경계에서 진화되어왔는데, 그것은 보다 먼 거리로 여러 가지 정보를 전달해야 하기 때문이다.