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6.7: 시냅스 신호전달
목차

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Biology

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Synaptic Signaling
 
전사물

6.7: 시냅스 신호전달

뉴런(neuron)은 다른 뉴런이나 근육과 같은 표적 세포의 활동을 촉발하거나 억제하기 위해 시냅스(synapses) 또는 접합부(junction)에서 소통합니다. 시냅스는 화학적이거나 전기적 일 수 있습니다.

대부분의 시냅스는 화학적입니다. 즉, 전기 자극 또는 활동전위(action potential)가 화학적 전달체의 방출을 촉진하는 것을 의미합니다. 이런 화학적 전달자들은 신경전달물질(neurotransmitter)이라고도 부릅니다. 신호를 보내는 뉴런은 시냅스이전 뉴런(presynaptic neuron)이라 부르고 신호를 수신하는 뉴런은 시냅스이후 뉴런(postsynaptic neuron)이라 부릅니다.

시냅스이전 뉴런은 자신의 축삭돌기(axon; 축삭)를 따라 이동하는 활동 전위를 발화합니다. 축삭의 끝, 즉 축삭 말단(axon terminal)에는 신경전달물질로 채워진 소포(vesicle)가 있습니다. 활동 전위는 축삭 말단 막에서 전위의존성 칼슘 이온 채널(voltage-gated calcium ion channel)을 엽니다. Ca2+는 (더 높은 외부 Ca2+ 농도 때문에) 뉴런 세포 안으로 빠르게 유입되고, 소포가 말단 막과 융합하고 신경전달물질을 방출할 수 있게 합니다.

시냅스 이전 세포와 시냅스 이후 세포 사이의 공간을 시냅스 구순(synaptic cleft)이라고 부릅니다. 시냅스 이전 세포에서 방출된 신경전달물질은 시냅스 구순을 빠르게 채우고 시냅스 이후 뉴런의 수용체에 결합합니다. 신경전달물질의 결합은 시냅스 이후 뉴런에 이온 채널의 여닫음 같은 화학적 변화를 일으킵니다. 이어서 시냅스 이후 세포의 막 전위(membrane potential)가 변해 활동 전위가 발화할 가능성을 높이거나 낮춥니다.

신호전달을 끝내기 위해 시냅스 내 신경전달물질은 효소에 의해 분해되거나, 시냅스 이전 세포에 의해 다시 흡수되거나, 멀리 확산하거나, 신경교세포(glial cell; 교세포; 신경아교세포)에 의해 제거됩니다.

전기적 시냅스는 무척추동물과 척추동물의 모두의 신경에 존재합니다. 전기적 시냅스는 화학적 시냅스보다 좁고 뉴런간에 직접 이온을 전달하여 신호가 빠르게 전달되게 만듭니다. 그러나 화학적 시냅스와 달리 전기적 시냅스는 시냅스 이전 신호를 증폭하거나 변환할 수 없습니다. 전기적 시냅스는 뉴런의 활동을 동기화하는데, 이것은 빠르게 위험에서 탈출하는 오징어같이 빠르고 변하지 않는 신호를 제어하는 ​​데 적합합니다.

뉴런은 많은 뉴런과 신호를 주고받을 수 있습니다. 시냅스 이후 세포가 수신하는 여러 자극의 통합은 시냅스 이후 세포가 활동 전위를 발화하는 패턴을 결정합니다.


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