신경 충동 파트 1 - 행동 잠재력

뉴런의 작동 원리를 이해하려면 두 가지 개념을 살펴볼 필요가 있습니다. 첫 번째는 정보가 전달될 때 뉴런 내부에서 일어나는 일, 즉 활동 전위와 관련된 것이고, 두 번째는 정보가 한 세포에서 다른 세포로 이동하는 방법, 즉 시냅스와 관련된 것입니다. 이 두 가지 과정을 통해 신경계 세포는 가장 복잡한 정보를 뉴런에서 뉴런으로 이동하여 최종적으로 목표 세포에 도달할 때까지 전신을 통해 전달할 수 있습니다. 이 글에서는 첫 번째 개념인 시냅스에 대해 알아보겠습니다. 행동 잠재력.

신경 자극은 전기 화학적 신호로, 뉴런 내부에 정보를 전달하는 데 사용되는 주요 메커니즘입니다. 일부 뉴런의 수상 돌기가 이전 세포의 자극을 감지하고 수신하면 신경 자극이 신경 세포에서 신경 세포로 이동합니다. 수상 돌기 를 핵 보다 축삭그리고 마지막으로 축삭 단자 임펄스가 다음 뉴런으로 전달될 때입니다. 이 과정은 계속됩니다. 을 대상 셀에 도달할 때까지 반복합니다.

전기 화학 신호는 뉴런 원형질막의 내부와 외부 사이의 이온 이동으로 인해 생성됩니다. 이온은 외부에서 내부로 이동하여 막에 전위차를 생성합니다. 이러한 이온이 세포 내부로 이동하는 데 사용되는 "다리"는 막 통과 단백질입니다. 전압 게이트 이온 채널.

이러한 전압 채널은 전기 자극에 대한 반응의 한 형태로서 전기 전압에 의해 제어됩니다. 즉, 이러한 채널은 이온의 통과에 항상 열려 있는 것이 아니라 일부 전기 전압 자극에 대해서만 열리고 닫힙니다.

세포가 자극을 받지 않을 때, 즉 세포막이 휴지기에 있을 때는 뉴런의 안쪽과 바깥쪽 사이에 전위차가 유지됩니다. 휴지 상태에서는 세포막의 안쪽은 음전위인 -70mV의 전위를 가지며, 바깥쪽은 양전위를 갖습니다. 이 전위차를 휴식 막 전위, 나트륨 칼륨 펌프를 통해 나트륨과 칼륨 이온에 의해 대부분 유지됩니다.

전압 자극을 받으면 막 전위차가 반전되기 시작하고 나트륨 채널이 열려 많은 나트륨 이온이 세포 내부로 이동하여 막이 순간적으로 회전합니다. 탈분극나트륨 이온이 막의 안쪽 영역을 양전하 그물로 바꾸어 놓습니다. 이러한 탈분극의 움직임은 유명한 행동 잠재력막 전위는 빠르게 상승 및 하강합니다. 전위는 2밀리초가 조금 넘게 지나면 +40mV까지 상승하고 3밀리초 이내에 휴식 상태로 돌아갑니다.

활동 전위는 전체 뉴런에서 한 번에 일어나지 않으며, 막의 탈분극은 수상 돌기에서 시작하여 핵으로 부분적으로 진행되며 탈분극 후 곧 휴지 상태 전위로 돌아갑니다.

휴식 중인 막 전위를 회복하기 위해 나트륨 채널이 닫히고 전압 게이트 칼륨 채널이 열리면서 칼륨 이온이 세포 내부로 들어가 막이 재분극되어 막의 내부 영역은 다시 음전하를 띠고 외부 영역은 양전하를 띠게 됩니다. 나트륨 칼륨 펌프는 칼륨 이온 2개당 나트륨 이온 3개를 방출하여 세포 내부의 각 이온을 적절한 양으로 회복시키는 데 도움을 줍니다.

활동 전위가 반응하는 순간부터 휴식 상태를 회복하는 순간까지 동기화된 움직임처럼 상상할 수 있습니다.

흥미롭게도 축삭돌기에는 신경 자극을 생성하고 전파하는 전압 게이트 이온 채널이 있지만 수상 돌기에는 이러한 채널이 존재하지 않습니다. 이러한 뉴런 영역에서는 신호가 활동 전위가 아니라 등급이 매겨진 잠재력, a 축삭에서 활동 전위로 변할 때까지 신호 스케일이 증가하는 다양한 형태의 신호 전파가 이루어집니다.

나트륨 이온은 활동 전위를 전파하는 역할을 하고 칼륨은 휴식 상태를 회복하는 역할을 합니다. 체내에 이러한 이온이 부족하면 활동 전위의 질과 효율성에 문제가 생길 수 있으며, 이는 시냅스 및 신경계를 통한 정보 전달에 문제가 생길 수 있음을 의미합니다. 이러한 모든 문제는 정신 건강 합병증과 질병을 유발할 수 있습니다.

다음 단계는 신경 자극이 다음 뉴런으로 전달되는 것입니다. 두 뉴런 사이의 공간인 시냅스 틈새에서는 다른 일이 일어납니다. 시냅스 틈새는 다양한 신경 전달 물질이 작용하여 나트륨과 칼륨 외에 수용체, 다른 단백질 및 이온을 사용하여 새로운 신호 경로를 활성화하는 매우 중요한 장소입니다. 하지만 이에 대해서는 다음 글에서 다룰 예정입니다. 신경 충동 파트 2 - 시냅스 갈라짐.

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