신경세포의 구조 및 기능
1)신경원(Neuron)은 신경계의 구조 및 기능상의 기본 단위이며 세포체와 돌기로 구성된다.
2)신경교 세포(Glial cell, Neuroglia, Glia “Glue”) 성상교 세포, 희돌기세포, 소교세포, 상의세포 등이 있다. 신경원 세포를 지지하면서 영양을 공급한다. 수초를 형성하고 항상성을 유지하며 신경 신호 전달에 기여한다.
대뇌에는 신경교세포 수가 신경원 세포보다 더 많다.
신경의 주된 역할은 통신이다. 뇌는 1천억 개의 뉴런이 100조개의 개별 접속으로 서로 얽혀 있으며 접속 부위에서는 매초마다 무수한 화학 반응이 일어난다. 이 화학 반응은 모두 정밀하게 조절되며 능률적, 집중적으로 에너지를 소모한다. 실제로 뇌는 총 소비 에너지의 20%정도를 소모한다. 부단히 활동하는 대뇌는 운동하는 근육만큼 많은 에너지를 소모하는 것이다. 하나의 뉴런은 실 가닥을 펼친 자루걸레 모양이다. 자루 걸레의 손잡이는 축삭(axon; 軸索)이며 실 가닥은 수지상 돌기(dendrite)이다. 실 가닥과 자루는 세포체(cell body)에 붙어 있다. 축삭은 전선이요 미엘린 수초는 전선을 피복하는 절연성 전선 껍질이다.
뉴런은 종류가 다양하나 기본적인 구조는 모두 동일하다. 뉴런 사이에는 전기 화학 통신 언어로 메시지를 전달하고 대화한다. 뇌전도(EEG)는 이와 같은 뉴런간의 전기 언어에 의한 대화 내용을 파악하는 검사 방식이다. 팔을 들어 올리거나 눈을 깜박이거나 발가락이 움직일 때마다 수백 개의 뉴런 사이에 전기 언어를 통해 불꽃을 튀긴다. 독서의 순간에는 눈으로 읽고 그 내용을 이해하기 위해서 뇌의 수천 개 뉴런들이 이웃 뉴런과 전기적 언어로 대화하면서 비교, 동질화, 흡수 작업을 진행시킨다.
뉴런 간의 대화는 미세한 번개나 벼락 같은 전기 화학적 신호다. 이 신호를 서로의 축삭에 전달함으로써 의사를 전달한다. 자극을 받은 신경은 즉시 자신을 충전시켜 축삭을 통해 신호를 보낸다. 일단 수신된 신경 충동은 뚜렷한 방향, 즉 수지상 돌기에서 축삭의 말단 쪽으로 시속 200 마일 속도로 전달된다. 이 충동이 축삭 끝에 도달되면 뉴런은 이웃한 뉴런에게 신경 충동을 전달하는 것이다. 뉴런과 이웃한 뉴런 사이는 백만 분의 일 인치(0.00000254 cm) 정도 의 간격이 있다. 이 미세한 공간을 시냅스(synapse; 접합부, 신경 간극)라고 한다. 신경 충동은 이 간극을 넘어야 이웃 신경에게 신호를 전달할 수 있다. 뉴런과 뉴런간에 10만개의 시냅스를 형성하기도 하며 이는 통상 1:1의 통화 방식이 아니라 1:99998의 그룹 발송 형식이다.
특정 신호가 신경 끝에 도달하면 신호 전달를 위한 화학 물질이 시냅스로 쏟아져 나와 백만 분의 1인치의 좁은 틈을 건너 이웃한 신경 세포 수용체에 전달된다. 충분한 양의 신경 전달물질이 충분한 숫자의 수용체와 결합하면 이웃 신경 세포는 이미 메시지를 전달 받은 것이다. 메시지를 접수한 이웃 신경 세포는 즉시 번갯불을 번쩍이며 점화된다. 즉 신호를 전달 받은 신경이 작동되며 또다시 이웃한 신경에게 자신이 받은 신호를 전달하는 것이다.
뇌가 신체에 특정한 일을 지시할 때마다 이와 같은 일들이 초당 수 백만 번 반복된다. 뉴런이 꼬인 곳이나 접힌 곳에는 다른 종류의 세포들이 숨어있다. 신경교 세포(glial cell)다. 이 세포는 신경의 발판 기능을 하며 뉴런 1개마다 약 10개씩의 신경교 세포가 자리잡고 있어. 신경 조직의 결합, 지지, 영양 공급 등을 담당한다. 신경 교세포가 인간의 사고에 어떤 역할을 하는지는 아직 규명되지 않았다. 노화 시계는 뉴런과 신경교 세포의 노화에도 많은 영향을 미친다.
뉴런의 최종 버튼(Terminal Buttons)은 축삭 말단부가 뭉뚱해진 작은 마디(knob)이며 여기에서 신경전달 물질이라고 하는 화학물질이 많이 분비되기 때문에 미토콘드리아가 집적되어 있다. 말이 집(미엘린 수초) 사이사이에는 패임 이 형성되어 란비에결절(Ranvier's node) 이 존재한다. 이것은 신경 전달이 결절 사이를 점프 식으로 진행되어 전달 속도가 신속하게 진행될 수 있다.
신경 노화
뇌에는 1천억 개의 뉴런이 있다. 30세부터 하루에 1만개, 연간 365만개의 뉴런이 소멸된다는 것이 신경학계의 정설이었다. 하지만 뇌세포도 신체의 다른 부위처럼 노쇠와 통상적 프리라디칼 손상에 의한 파괴 등 기본적으로 생물학적 시스템에 따라 움직인다. 그 결과 뇌는 50세쯤부터 위축되기 시작한다. 50세 인간의 뇌는 평균 1.35 kg이고 15년 뒤에는 1.17 kg이 된다. 뇌가 수축하는 것은 뇌세포가 수분을 손실하기 때문이다. 피질 주름 사이의 간격이 넓어지고 뇌 안의 큰 공간이 확장된다.
