신경전달물질은 신경세포가 다른 세포에 신호를 보낼 때 분비하는 화학물질입니다. 신호를 받는 대상은 다른 신경세포나 근육세포, 분비샘의 세포이며, 수용체에 결합한 뒤 그 세포의 반응을 바꿉니다.
신경세포 말단에서 나온 신경전달물질이 이웃 세포의 수용체에 결합합니다.
전기 신호에서 화학 신호로
신경세포의 축삭을 따라 이동한 전기 신호가 말단에 도착하면 신경전달물질이 방출됩니다. 말단에는 신경전달물질을 담은 작은 주머니인 시냅스소포가 있습니다. 이 소포가 세포막과 합쳐지면서 안에 있던 물질을 세포 밖으로 내보냅니다.
신경세포와 다음 세포 사이에는 시냅스틈이라는 좁은 공간이 있습니다. 방출된 신경전달물질은 이 틈을 지나 상대 세포 표면의 수용체에 결합합니다. 수용체는 특정 물질의 신호를 받아 세포 안의 변화를 일으키는 단백질입니다. 신호를 받은 세포가 신경세포이면 다음 신호가 발생할 수 있고, 근육세포이면 수축 같은 반응이 나타납니다.
신경 활동의 촉진과 억제
신경전달물질은 신호를 다음으로 전달하기 쉽게 만들기도 하고, 신경세포의 활동을 억제하기도 합니다. 흥분성 작용은 세포가 신호를 내기 쉬운 방향으로, 억제성 작용은 신호를 내기 어려운 방향으로 바꿉니다.
글루탐산은 대표적인 흥분성 신경전달물질이고, 감마아미노부티르산(GABA)은 대표적인 억제성 신경전달물질입니다. 두 작용이 함께 조절되면서 신경계가 정보를 처리합니다. 억제는 신경 활동이 불필요하게 커지는 것을 조절하는 정상적인 과정입니다.
신경전달물질 중에는 넓은 신경세포 집단의 반응을 조절하는 물질도 있습니다. 같은 물질이라도 작용하는 부위와 수용체에 따라 반응이 달라질 수 있습니다. 도파민처럼 흥분성 또는 억제성 작용을 나타내는 물질도 있습니다.
주요 신경전달물질
신경전달물질은 화학적 성질이 다양하며 몸의 여러 기능을 조절합니다.
- 아세틸콜린: 근육 수축과 기억, 학습 등 여러 과정에서 신호를 전달합니다.
- 글루탐산: 뇌의 주요 흥분성 신경전달물질로 학습과 기억에 필요한 신경 활동을 조절합니다.
- GABA: 신경세포의 활동을 억제해 뇌의 흥분을 조절합니다.
- 세로토닌: 기분과 수면, 식욕, 통증 등의 조절에 작용합니다.
히스타민도 뇌에서는 각성 등 신경 기능을 조절합니다.
신호가 끝나는 과정
신호를 전달한 뒤에는 시냅스틈에 남은 신경전달물질을 제거해야 합니다. 종류에 따라 주변으로 퍼져 나가거나, 분비한 신경세포가 다시 흡수하거나, 효소가 분해합니다. 재흡수한 물질은 다시 활용하기도 합니다. 이렇게 제거되는 속도가 신호의 지속 시간을 정합니다. 생성량이나 수용체, 재흡수 과정에 문제가 생기면 신호 전달이 달라질 수 있습니다.
신경계 기능과 질환
신경전달물질의 작용은 움직임, 감각, 학습과 기억, 수면 등 넓은 범위에 걸쳐 있습니다. 예를 들어 일부 뇌 부위에서 도파민 신호가 줄어드는 변화는 파킨슨병의 운동 증상과 관련됩니다.
신경전달물질에 작용하는 약물은 생성과 분비, 수용체 결합, 재흡수나 분해 등의 과정에 영향을 줍니다. 약마다 표적과 작용 방식이 달라 질환과 증상에 맞춰 선택합니다.
관련 용어
- 중추신경계: 뇌와 척수에서 감각과 운동 등의 정보를 처리하는 신경계
