화학적 시냅스

저번 글에서는 시냅스의 다른 종류, 전기적 시냅스에 대해 알아보았었다.

전기적 시냅스는 세포가 서로 갭이음으로 연결되어,

갭이음 채널을 통해 이온이나 생체 분자들이 이동할 수 있게 한다.

이처럼 이온이 이동하면서 전기적으로 연결되었다고 한다.

내가 몰랐던 다른 종류의 시냅스 (전기적 시냅스)

 

전기적 시냅스, 화학적 시냅스 / 출처: 네이버 블로그

 

 

오늘은 시냅스의 두 번째 종류, 화학적 시냅스다.

말 그대로 화학적으로 매개되는 시냅스인데,

성인의 신경계의 대부분에서 화학적 매개가 이루어진다.

 

화학적 시냅스 / 출처: simplypsychology

 

화학적 시냅스의 기초

시냅스틈

화학적 시냅스에서, 시냅스전과 시냅스후가 이루는 그 틈, 시냅스틈이다.

이 시냅스틈은 20~50nm로, 갭이음이 3nm인 것에 비하면 최소 7배 정도의 틈이다.

이 시냅스틈은 섬유성 세포와 단백질이 포함된 매트릭스로 채워져 있는데,

이 매트릭스가 뉴런 사이의 풀 역할을 한다.

 

화학적 시냅스 구조

1) 시냅스전

보통 축삭의 말단 부위가 되는 시냅스전.

이 말단부위에는 신경전달물질들을 저장하고 있는 시냅스 소포(synaptic vesicles)가 있다.

지름이 100nm 정도 되는 큰 크기의 소포를 분비 과립(secretory granules)이라고 하고,

이 분비 과립은 때때로 큰 고밀도의 핵 소포(dense-core vesicles)라고 부르기도 한다.

 

2) 막분화체

시냅스전, 시냅스후 사이의 막에 붙어있거나 인접한 단백질 부분을

통틀어서 막 분화체(membrane differentiations)라고 한다.

이 영역은 시냅스전의 활동구역과, 시냅스후 치밀질을 포함한다.

 

3) 시냅스후

시냅스후 치밀질에는 신경전달물질 수용체가 포함되어 있다.

이는 세포간 신호(Ex. 신경전달물질) → 세포내 신호(Ex. 막전위 변화, 화학적 변화)로 전환한다.

 

중추신경계(CNS) 화학적 시냅스

중추신경계 화학적 시냅스

중추신경계의 화학적 시냅스는,

축삭 말단에 어느 부위의 뉴런이 연접했느냐에 따라서,

그리고 막 분화의 형태에 따라서도 여러 종류로 구분해볼 수 있다.

축삭 말단에 어느 부위의 뉴런이 연접했느냐에 따라 구분되는 종류
1. 축삭-수상돌기성(axodendritic)
2. 축삭-세포체성(axosomatic)
3. 축삭-축삭성(axoaxonic)
4. 수상-수상성(dendrodendritic)

(a)축삭-수상돌기성 (b)축삭-세포체성 (c)축삭-축삭성 / 출처: toppr

막 분화 형태에 따라 구분되는 종류
1. 비대칭 시냅스 (asymmetrical synapses) = 그레이 타입 1 시냅스 (Gray's type 1 synapses)
2. 대칭 시냅스 (symmetrical synapses) = 그레이 타입 2 시냅스 (Gray's type 2 synapses)

(a)비대칭 시냅스 (b)대칭 시냅스 / 출처: wolters kluwer

 

신경근접합 시냅스

신경근접합 시냅스

시냅스는 중추신경계 뿐 아니라 신경근접합의 방식으로도 존재한다.

예를 들면, 자율신경계의 축삭은 분비선이나 민무니근, 심장 등으로 연접하기도 하고,

척수에서 나온 운동뉴런의 축삭은 골격근으로도 연접하기도 한다.

 

이 신경근접합 시냅스는, 확실성의 특성을 띈다.

시냅스전 세포가 활성전위를 일으키면, 반드시 연접한 근육세포에서도 활동전위가 유발된다는 것이다.

신경근접합 시냅스 / 출처: Jedd Pratt, Giuseppe De Vito,Marco Vincenzo Narici & Colin A G Boreham. (2020). Neuromuscular Junction Aging: A Role for Biomarkers and Exercise

 

신경근접합의 구조적 특성을 원인으로 이 시냅스는 확실성을 갖게 된다.

우선 이 신경근접합 시냅스는 체내에서 가장 큰 시냅스로 알려져 있으며,

활동구역을 많이 가지고 있다.

또한 시냅스후 막을 운동종판이라고 하는데,

이 운동종판은 접합주름 형태를 가지고 있고, 여기에는 신경전달물질 수용체가 밀집되어 있다.

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출처

Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2018). Neuroscience: Exploring the brain (K. Bong-Kiun et al., Trans.; 4th ed.). BioMedBooks. (Original work published 2016)