알츠하이머

2020. 3. 19. 15:19

6장  144p 신경전달물질계

 

일반 사람의 뇌는 규칙적인 화학적 반응들의 집합을 필요로한다. 뇌의 가장 중요한 화학 반응들 중 어느 정도는 시냅스 전달에 연관되어 있다. 주로 신경전달물질계의 다양성과 정밀함에 대해 더 깊게 알아 볼 것이다. 신경전달물질의 목록을 보더라도 거기에는 20개 이상의 분자들이 있다.

분자들뿐만 아니라, 신경전달물질계에는 전달물질 합성, 소포체 포장, 재흡수, 그리고 분해에 관련된 모든 분자적 장치와 전달물질의 작용을 포함하고 있다.

 

1920년 오토 뢰비에 의해 신경전달물질로 처음 밝혀진 분자는 아세틸콜린[Ach]이다. 아세틸콜린을 생산하고 분해하는 세포들은 설명하기위해 영국 약리학자 헤리 데일은 콜린성이란 용어를 썼다.

아세틸콜린과 그것에 연관된 모든 분자적 장치를 합쳐서 콜린성체계라고 한다. 신경계의 구조와 작용에 따른 구성을 더 배우게 되면 신경전달물질계가 뇌 작용과 행동에 주는 영향에 대하여 이해하게 될 것이다.

 

147p 단백질은 특정 mRNA로 부터 지시를 받아 리보솜에 의해 만들어진다. 뉴런에서 만들어지는 폴리펩타이드는 이에 대한 특징 mRNA가 존재한다. mRNA 전사체는 다른 핵산으로 구성되며 다양한 조합으로 긴 가닥을 형성한다, 각각의 핵산은 자신의 상보적인 핵산에 가장 강하게 붙을 수 있는 성질을 갖고 있다. 149p 수용체 연구 규칙적으로 두 가지 신경전달물질이 같은 수용체에 결합하는 일은 없으나,

 

하나의 신경전달물질이 다양한 수용체에 결합할 수는 있다. 하나의 신경전달물질에 붙는 다른 수용체 각각을 수용체 아형[무리의 모형]이라고 한다. 아세틸콜린은 두 가지 다른 콜린성 수용체 아형에 작용한다고 나와 있다. 한 유형은 골격근에 존재하고 다른 유형은 심근에 존재한다. 또는 두 유형 모두 많은 다른 기관과 중추신경계에 존재한다. *리간드[라틴어로 결합]

 

153p  콜린성 뉴런

아세틸콜린은[Ach] 신경근 접합부에서 작용하는 신경전달물질이다. 그러므로 척수와 뇌관에 있는 모든 운동뉴런에서 합성한다. 아세틸콜린의 합성에는 특정 효소인 콜린 아세틸전이효소[chAT]가 필요하다. 세포체에서 콜린 아세틸전이효소가 만들어진다. 축삭말단으로 운반되어 오직 콜린성 뉴런만이 콜린 아세틸효소를 가지기 때문에 아세틸콜린은 신경전달물질로 사용하는 세포에 대한 좋은 표지가 된다.

 

콜린 아세틸 전이효소에 대한 특정한 항체를 사용하여 면역세포화학법을 수행하면 콜린성 뉴런을 확인할 수 있다. 콜린 아세틸 전이효소는 축삭말단의 세포질에서 아세틸콜린을 합성한다. 그리고 신경전달물질은 소낭 아세틸콜린 운반체의 작용으로 시냅스 소포안에 농축된다.

 

154p 글상자) 이온과 전달물질

시냅스전 말단의 세포질안에 전달물질의 농도는 10,000배까지 농축시킨다. 두 번째 유형은 소포성 운반자인데, 첫 번째 유형의 운반자가 만들어놓은 결과에서 전달물질을 소포 안으로 밀어넣음으로써 세포질 농도보다 약 10만 배 높은 농도로 만든다. 예를 들어, 콜린성 소포를 보면 아세틸콜린은 1000mM[1몰]의 믿을 수 없는 농도로 존재한다. 달리 말해, 바다에 있는 소금 농도의 약 두 배 수준이다.


167p 글상자)  뇌의 흥분성 독성물질 좋은 곳과 과도함,

글루타메이트가 높은 농도에 다다르면, 과도하게 흥분하면 뉴런을 죽인다. 이 과정을 흥분성 독성이라 부른다. Na+, K+, Ca+의 과도한 양을 통과시킨다. Ca+ 이온에 의한 세포 내의 단백질, 지질, 핵산을 분해하는 효소의 자극과, 물의 흡수를 통한 팽창에 의해 뉴런의 손상이나 죽음이 일어난다. 즉, 뉴런들이 스스로 분해하는 것이다. 흥분성 독성은 척수의 운동신경이 서서로 죽는


근위축성 축색 경화증[ALS,루케리병]과 뇌의 뉴런이 서서히 죽는 알츠하이머병과 같은 점차적으로 진행되는 퇴행성 뇌질환에 연관되어 있다. 다양한 환경적 독소의 효과는 이런 질병을 모방한다.


168p 술로 섭취하는 알코올 에타놀은 NMDA{P[2개], 당[2개], 염기[2개]} 수용체, 글루이신 수용체, 니코틴성 아세틸콜린 수용체, 세로토닌 수용체에 영향을 주는 복잡한 작용을 한다. 벤조디아 제핀계 약물에 민감한 것처럼 GABA 수용체 특정 알파, 배타, 감마, 소단위가 에타놀에 민감한 GABA, 이러한 이유 때문에 에타놀이 뇌에서만 억제 효과가 증가한다는 사실을 설명한다. 이런 분자적, 해부학적 특이성을 이해하기 위해 강하고 중독적인 행동을 이끌어낼 수 있는지 생각해 봐야 한다.


173~4p 콜린, 인산, 글리세롤, 탄화수소 꼬리를 분리, 막에 떠다니는 효소인 인지질 분해효소 어떻게 자극시키는지 보여준다. 인지질 분해효소 C는 막의 인지질[PIP 2 ]을 잘라서 2차 전달자로서 작용하는 디아실글리세롤과 이노시톨-1,4,5,-삼인삼염[IP3]의 두 분자를 형성하게 한다. 지용성인 DAG는 막에 떠다니면서 하류 효소이 단백질 인산화효소 C[PKC]를 활성화 한다.


동시에 수용성인 IP3는 세포질 안쪽으로 확산되어 활면 소포체나 다른 막으로 쌓인 소기관의 특정 수용체에 결합한다. 이런 수용체들은 IP3-개페 칼슘 이온 체널이다. 그래서 IP3 는 소기관들에 저장되어 있던 이온 Ca 2+를 배출하도록 한다. 앞에서 언급한 것처럼, 세포질 내 칼슘 이온 Ca 2+의 상성은 지속적이고 광범위한 효과를 일어킬 수 있다.


그중 한 효과는 칼슘-칼모둘린-의존적 단백질 인산화효소[CaMK]라는 효소를 활성화하는 것이다.

CaMK는 기억을 다루는 분자적 작동기전에 관련된 효소이다.[25장 참조]


174p  인산화 및 탈인산화

주요 하루효소는 단백질 인산화 효소들[PKA, PKC, CaMK]이다. 단백질 인산화 효소들은 세포질 내의 ATP로부터 인산을 단백질에 전달해준다. 이와 같은 반응을 인산화라고 한다. 단백질에 인산기의 청가는 단백질의 모양을 조금 바꾸어 생물학적 활동을 변화시킨다.

 

뒤에 또 나옵니다.*[신경전달물질과 단백질 에너지로] 콜린과 인산이 인체에 엄청나게 소모가 되잖아요 채워주지 않아서 세포막에 있는 것들을 사용하니 해마 및 각 다른 장기들이 작아지고 약해져 염증도 생기죠, 이것을 학자들 왈 세포자살이라고들 합니다. 자기 희생이라 여김니다. NP왈


심근 세포의 노르에피네프린B(베타)-수용체의 활성화로 유도되는 결과를 생각해보라, 증가된 cAMP는 PKA를 활성화하고, 이는 세포의 전압-개폐칼슘체널의 인산화를 초래하여 채널이 열리는 것을 촉진시켜서 그들의 작용을 향상시켜 많은 칼슘 이온 Ca 2+의 유입으로 심장을 강하게 뛰게 한다.


신경전달물질들은 뉴런들 사이, 뉴런과 근육세포 및 내분비 세포처럼 효과를 나타내는 다른 세포들 사이에서 필수정인 연결체이다. 그리고 발산하고 수렴하여 화학적 변화를 일어켜 뇌의 정보망은 뉴런간 신호전달이 역동적이며 섬세한 균형을 유지한다. 뉴런은 다양한 시간과 장소에서 뉴런을 두드리는 전달물질 형태로 여러 기지 압력을 받는다.


177p 정보는 입력의 단순한 합이 아니라 특별히 산출된 출력을 만들기 위해 재조합된다.

뇌는 뇌의 화합물질 그 자체이다. 180p 이 뉴런들이 적절하게 조합되어 보고, 듣고, 느끼고, 움직이고, 기억하고, 꿈꾸는 신경계가 형성한다.


포유류 신경계의 구성

뇌를 싸고 있는 막과 액체로 차 있는 뇌 속의 뇌실, 중추신경계 대뇌, 소뇌, 뇌간: 뇌관은 호흡조절, 의식, 체온조절 등 생명 유지 기능에 중요한 구조이다. 뇌간은 포유류 뇌의 가장 원시적인 부분이면서 생명에 가장 중요한 부분이다. 대뇌나 소뇌가 손상되어도 생명에 지장은 없으나 뇌간이 손상되면 사망할 수 있다.


척수: 척수는 뼈로 구성된 척주내에 위치해 있으며 뇌간과 연속되어 있다. 척수는 피부, 관절, 근육에서 오는 정보를 뇌에 보내고 반대로도 보내는 통로가 된다. 척수를 절단하면 절단 아래쪽 피부에 감각을 느끼지 못하게 되며[마취, 감각의 결핍], 근육의 마비가 나타난다. 여기에서 마비란 근육 자체가 기능이 없는 것을 의미하는 말이 아니라 뇌에 의해 통제되지 않는 사태를 말한다.

말초신경계, 체성말초신경계, 피부, 근육, 관절에 분포하며 정보를 수집,,

내장말초신경계: 자율신경계라고도 하며 내부장기, 혈관, 분비샘에 분포하는 뉴런으로 구성되어 있다. 또, 동맥 혈액 내 산소의 양과 분압 등 내장기관과 연관된 정보를 전달한다. 내장운동섬유는 장의 벽과 혈관에 분포하는 근육[평활근]을 수축, 이완시키고, 심장근의 수축정도와 분비샘의 분비기능을 조절한다.


구심성 및 원심성 신경섬유, 뇌신경, 뇌척수막, 경막, 거미막, 연막[연질막] 연막은 대체로 채워진 공간인 거미막하공간은 전해질이 들어 있는 투명한 액체인 뇌척수액으로 채워져 있다. 뇌실계, 뇌의 수분, 뇌수종[수두증] 물 머리 두개강 내 CSF의 증가에 따라 머리가 팽창되고 머리가 매우 커질 때까지는 이 질환에 걸렸는지 모르는 경우도 상당히 많다. 성인 폐쇄성 뇌수종에서는 뇌척수막의 신경이 자극되어 심한 두통을 동반된다. 

 

핵산은 인산 p를 3개, 5개 가지고 있다. 핵산으로 DNA, RNA를 만듬, 핵산=p+당+염기,

NADH=P[2개], 당 [2개], 염기[2개], 인산=AMP=P+CH2, ADP=2P+CH2, ATP=3P+CH2,

CH2=리보오스+아데닌, GTP=3P+당+염기, 콜린=HOCH2CH2+N+CH3+CH3+CH3, 

총 21개의원자로 형성, 콜린 분자에는 총20개의 화합결합 

 

아형=무리의 모형, 여럿의 모형, 매개=양편의 관계를 맺어주는, 해리= 더 작은 분자로 나뉘는 화학적 현상, 프로세싱=가수분해 효소, GABA의 기능 감소는 간질 발작을 일어킬 수 있다.

 

 

안녕하세요 생명과학을 배우다가 궁금한 점이 생겨 댓글 남깁니다 뇌가 하는 일은 뉴런에 의해 일어난다고 하였는데 뇌질환(뇌졸중등)이 생겼을땐 뉴런에서 어떤 변화가 일어나서 생겨나는 것 인가요?
뉴런에는 미토콘도리아 4개가 ATP[콜린과 인] 에너지를 만드는데 이 에너지로 뉴런이 사용하는 에너지인데 이 에너지 공급이 부족하여 뉴런이 부실해지고 점차 기능이 다운 데면 기억력과 뇌질환의 여러기능들이 저하되겠지요,