신경계(Nervous system)
신경계는 신체 전반 기능의 통합과 조절에 관여한다. 설명을 위해서는 중추신경계, 말초신경계, 자율신경계로 나누어야 하겠지만 그 기능은 서로 협력적인 관계이다.
신경계는 Neurone이라고 불리는 수 백 만개의 신경세포로 구성되어 있다. Neurone은 한 개의 세포 그 세포로부터 나와 있는 수많은 신경섬유로 구성되어있다. 세포는 neurone의 대사를 조절하며 섬유는 신경 자극을 받거나 전달하는 역할을 한다.
신경 조직의 특징은 자극과민성(irritability) 과 전도성(conductivity)라는 것이다. 자극과민성은 자극에 반응하는 성질이며, 전도성은 neurone을 통해 정보를 제공하거나 다음 neurone으로 메시지를 전달하는 성질이다.
■ 해부학(Anatomy)
섬유는 다양하며, 여러 갈래고, 털과 같은 돌기 모양으로 dendrites(수상돌기)라 불린다. 그러나 한 개의 섬유는 수상돌기와 구분이 되는데 긴 모양으로 다음 neurone으로 신경 충격 (nerve impulse)를 전달하는 역할을 한다. 이것은 axon (축삭돌기)라 불린다. 몇몇 축삭돌기는myelin sheath라고 알려진 두꺼운 myelin 층으로 덮여있다. Myelin으로 덮여있는 섬유에는 쑥 들어간 부분이 동일한 간격으로 있는데 nodes of ranvier라고 알려져 있다.
신경은 다음 세 가지 기본 유형이다.
1. Sensory(지각) | 외부와 내부로부터의 정보를 중추신경계 혹은 자율신경계로 보내거나 받는 구심성 신경이다. |
2. Motor(운동) | 신경계로부터의 정보를 운동계로 전달하는 원심성 신경이다. [glands(분비선), muscles(근육)] |
3. Association(연합) | 정보를 한쪽 neurone으로부터 다른 neurone으로 사슬처럼 연결하는 neurone이다. |
덧붙여서, 많은 수의 보조적인 세포들이 있는데, 이들은 비전도적이다. 예를 들면 중추신경계는 neuroglia(신경교)라고 불리는 이런 유형의 세포들을 가지고 있다. 한편 말초 신경계는 신경절에 schwann(sheath) cells와satellite cells를 가지고 있다.
Axon(축삭돌기)의 말단이 다음 neurone의 dendrite(수상돌기)와 만나는 곳에는 약간의 간격이 있는 접합 부분이 있는데 synapse라고 불린다. 신경 세포의 대부분은 뇌와 척수에 있다. 그러나 세포를 주로 구성하는 신경 조직이 있는데 이들은 뇌, 척수 외부에 있다. 이들은 ganglia라고 불리며, ganglia의 chain은 주요 조직 신경간(sympathetic nerve trunk)을 구성한다. 이들은 ganglia라고 불리며, 예를 들어 ganglia의 chain(사슬은) sympathetic nerve trunk (신경간)를 구성한다.
■ The nature of the nerve impulse(신경 충격의 특징)
신경조직은 근조직과 마찬가지로 ‘all or nothing’ 반응을 한다. 신경섬유를 흥분시키기에 충분한 정도의 stimulus(자극)만 되면 훨씬 강한 자극과 같은 강도 및 속도로 자극을 전달한다. 즉, 신경 자극은 화약 도화선에 있는 점화선과 같은 것이다. 작은 불꽃이나, 큰 불꽃이나 일단 도화선에 불만 붙일 수 있으면 같은 속도로 도화선을 따라 화약이 타게 되는 것과 같은 원리이다.
neurone은 쉬고 있는 상태이거나(resting) 자극이 된 상태이다. 휴지기에는 외부는 전기적으로 +를 띠며, 내부는 -를 띤다. 이러한 상태를 분극되었다(polarised) 라고 말한다.
impulse가 신경을 따라서 흘러갈 때 sodium은 신경으로 들어가고 potassium은 신경을 떠난다. neurone과 neurone 혹은 neurone과 effector organ 사이에 있는 synapse에 신경의 흥분에 의한 impulse가 도달하면 화학 물질이 방출된다. 이 화학물질이 간극에 채워지면 자극을 만들어 막의 전위를 바꾸고 다음 neurone이나 effector에서 탈분극을 일으키며, ion 교환으로 막의 투과성이 변형되는데 그리하여 신경 impulse가 전달되는 것이다.
어떤 신경은 acetylcholine을 방출하는데 이러한 신경을 cholinergic 이라고 한다. 다른 신경은nor-adrenaline을 방출하는데 adrenergic 이라고 부른다. neurone에 의해 방출되는 다른 화학 물질이 있는데 이들은 대뇌의 활동을 조절하는 synaptic transmitter로 활동한다.
이들은 대부분 serotonin 또는 교감신경 흥분작용을 하는 염들이다. Myelinated fiber의 경우 자극은 message의 전달이 node에서 node로 만들어질 수 있도록 Ranvier’s node에서만 발생한다.