[생물 임용 노트]신경계 - 3) 시냅스(synapse)

시냅스의 구조

한 뉴런과 다음 뉴런 사이의 기능적인 연결 부위를 말한다. 활동 전위의 정보가 신경에서 신경, 신경에서 근육으로 전달되는 곳이다.

• 자극을 전달하는 세포 - 시냅스 전 뉴런
• 자극을 전달받는 세포 - 시냅스 후 뉴런

시냅스의 분류

• 전달 매체에 따라 전기적 시냅스, 화학적 시냅스로 구분한다.
• 전달 기작에 따라 빠른 시냅스, 느린 시냅스로 구분한다.
• 접합부에 따라 신경-신경 시냅스, 신경-근육 시냅스로 구분한다.

전기적 시냅스

시냅스 전 뉴런과 시냅스 후 뉴런의 세포질이 간극 연접(gap junction)을 통해 연결되어 세포 사이의 채널을 통해 전류가 흘러 직접 신호를 전달한다. 시간 지연이 거의 없으며 빠르다.

화학적 시냅스

• 시냅스 틈으로 신경 전달 물질을 분비하여 시냅스 후 세포의 수용체를 활성화시켜 활동 전위를 생성한다. 0.5~1.0ms 정도의 시냅스 지연 시간이 존재한다.
• 시냅스 후 뉴런의 활성에 따르 흥분성, 억제성으로 나뉜다.
  • 흥분성 시냅스 : EPSP, Na⁺ 투과성 변화가 관여한다.
  • 억제성 시냅스 : IPSP, K⁺, Cl^- 투과성 변화가 관여한다.
• 흥분성 시냅스의 EPSP 기작
  1. 축삭의 호라동 전위가 말단에 도달 시 막전위 변화로 전압 의존성 Ca²⁺ 채널이 열림
  2. Ca²⁺이 유입되어 CaM(칼모듈린)이 활성화되고, 이는 단백질 카이네스를 활성화
  3. 시냅스 소낭의 세포막 융합을 촉진해 세포 외 배출 과정으로 신경 전달 물질을 방출
  4. 신경 전달물질은 시냅스 틈에서 확산해 시냅스 후 뉴런의 막 수용체 결합
  5. 양이온 투과성이 증가하여 Na⁺가 시냅스 후 세포로 유입되어 막이 탈분극
  6. EPSP 형성
  7. 시냅스 후 뉴런 막의 전압 의존적 Na+채널이 활성화되어 활동 전위가 발생
• 억제성 시냅스의 IPSP 기작
  1. 위와 같은 방식으로 억제성 신경 전달 물질 방출
  2. 신경 전달물질은 시냅스 틈에서 확산해 시냅스 후 뉴런의 막 수용체 결합
  3. 시냅스 후 뉴런 세포막의 Cl^-의 유입 또는 K⁺ 투과성 증가로 K⁺를 뉴런 밖으로 유출 시킴
  4. 과분극되어 IPSP 형성
  5. 탈분극 지연이나 억제를 일으킴
• EPSP와 IPSP는 차등 전위로 가중이 가능하다.
• 신경 전달 물질 자체가 흥분성 또는 억제성일 수 있으나, 그보다는 이들에 의해 열리는 채널과 이동하는 이온에 따라 결정되는 것이 일반적이다.