[토막상식] 리간드 뜻과 수용체, 신경절 뜻, 신경전달물질의 종류

[토막상식] 리간드와 수용체

신경전달물질(neurotransmitter)은 신경세포 간의 신호를 전달하는 물질입니다. 신경전달물질은 신경의 접합 부위인 시냅스(synapse)에서 분비되는데, 정확히는 이전 신경세포의 말단에서 분비되어 다음 신경세포의 수용체(receptor)에 결합해서 작동합니다.

뇌세포에서 사용되는 대표적인 신경전달물질로는 글루탐산, GABA, 도파민, 세로토닌, 노르에피네프린 등이 있으며, 이들은 중추신경계에서 흥분·억제, 정서, 각성, 운동 조절 등에 관여합니다.

체성신경계 중 감각신경은 주로 글루탐산 등을 사용하여 감각 정보를 전달하고, 체성신경계 중 운동신경은 아세틸콜린을 신경전달물질로 사용합니다. 자율신경계 중에서 부교감신경은 신경절 이전과 이후의 신경섬유 모두 아세틸콜린을 사용합니다. 반면 교감신경은 신경절 이전에는 아세틸콜린을, 신경절 이후에는 주로 노르에피네프린을 신경전달물질로 사용합니다.

신경절은 말초신경계에서 신경세포의 세포체가 모여 있는 구조로, 신경절 이전 신경과 신경절 이후 신경이 연결되는 중계 지점입니다.

신경절은 절전뉴런(preganglionic neuron)에서 나온 신호를 절후뉴런(postganglionic neuron)으로 전달합니다. 즉 신경절은 CNS 신호가 말초 기관으로 나가기 전 반드시 거치는 관문입니다.

하나의 절전뉴런이 여러 절후뉴런으로 나뉘거나, 여러 절전뉴런이 하나의 절후뉴런으로 모이거나 하면서 신호를 광범위하게 증폭하거나 정밀하게 조절하거나 합니다.

하나의 절전뉴런 → 여러 절후뉴런으로 발산하는 예는 스트레스 상황에서 교감신경의 작용으로 혈관이 수축하는 것을 들 수 있습니다. 흉요추부 척수(T5–T9 등)에서 나온 하나의 교감 절전뉴런이 여러 절후뉴런으로 나뉘어서 각각 피부 혈관, 여러 내장 혈관을 수축시킵니다. 즉 하나의 중추신경 명령이 여러 말초 조직으로 퍼져서 한꺼번에 같은 명령을 전달합니다.

여러 절전뉴런 → 하나의 절후뉴런으로 수렴하는 예는 동공 산대(pupillary dilation, mydriasis)에서 볼 수 있습니다. 어두운 환경에 들어가거나 스트레스를 받으면 동공이 커지는데 여러 척수 분절(T1–T3)에서 나온 다수의 교감신경 절전뉴런이 모두 상경신경절(superior cervical ganglion)로 들어옵니다. 이 신경절에서 하나의 절후뉴런이 나가서 홍채를 조절해서 동공 산대를 일으킵니다.

또 다른 예로는 심박수 증가를 들 수 있습니다. 여러 흉부 교감신경 절전뉴런이 성상신경절(stellate ganglion)에 모여서 하나의 절후뉴런이 나와 심장 박동 증가를 일으킵니다.

여러 절전뉴런이 하나의 절후뉴런으로 수렴하는 목적은 여러 서로 다른 CNS 입력을 하나의 말초 효과로 통합하기 위해서입니다. 동공 산대를 다시 예를 들어 보면 동공을 키우라는 명령은 빛의 양 (시각 정보), 감정 상태 (편도체), 각성 수준 (망상활성계), 통증·스트레스 등 서로 다른 영역에서 동시에 들어옵니다. 하지만 말초로 전달하는 메시지는 단 하나 동공 산대입니다.

체성신경에는 신경절이 없어 하나의 신경이 하나의 근육을 조정하므로 골격근에 대한 조정은 빠르고 정확합니다.

단, 교감신경은 보통 아드레날린을 신경전달물질로 사용하지만 몇 가지 예외가 있는데, 부신수질로 가는 교감신경에는 신경절이 없으므로 부신수질이 직접 절후 섬유처럼 작용하여 에피네프린과 노르에피네프린을 혈액으로 분비합니다.

또한 땀샘을 조절하는 신경은 교감신경이지만 아세틸콜린을 신경전달물질로 사용하고, 일부 혈관도 교감신경의 지배를 받지만 아세틸콜린의 영향으로 드물게 혈관 확장을 일으킵니다.

신경전달물질이나 호르몬 또는 약물처럼 수용체에 결합하는 화학물질을 리간드(ligand)라고 부릅니다. 리간드의 어원은 라틴어로 ‘묶는다’는 뜻입니다. 리간드가 세포에 작용할 때는 세포막이나 세포 안에 있는 수용체와 결합해야 합니다. 수용체는 외부 신호를 받아들여 이를 세포 안으로 전달하는 단백질 구조이며, 리간드와 결합함으로써 그 신호를 받아 작동합니다.

어떤 리간드가 해당 수용체에 대한 친화성(affinity)이 강하면 둘의 결합력이 강해 적은 양만 있어도 충분히 작용할 수 있고, 친화성이 약하면 수용체와 쉽게 떨어지기 때문에 많은 양이 있어야 제대로 작용할 수 있습니다.