신경전달물질의 회수와 분해 – Neurotransmitter Recovery & Degradation

시냅스전 뉴런(presynaptic neuron)에서 분비되어 시냅스후 뉴런 수용체에 작용하고 남은 신경전달물질들은 다음 시냅스 전달을 위하여 시냅스 틈에서 제거되어야 합니다. 시냅스 틈에서 이전에 분비된 신경전달물질이 그대로 남아있다면 필요하지 않을 때 자극을 받는 등 잘못된 신경전달이 많이 일어날 것입니다.

남아있는 신경전달물질을 제거하는 한 가지 방법은 신경전달물질이 스스로 단순한 확산(diffusion)작용에 의하여 시냅스로부터 멀어지는 것입니다. 이러한 확산은 아미노산과 아민성분의 신경전달물질들의 경우 시냅스전 뉴런의 축삭 말단에서 일어나는 재흡수(reuptake)작용에 의해 촉진됩니다. 재흡수는 시냅스전 뉴런의 막에 있는 특정 신경전달물질 운반 단백질(neurotransmitter transporter)의 활동에 의하여 일어납니다. 축삭 말단의 세포 내액(cytosol)으로 들어간 신경전달물질은 효소에 의해 분해(degradation)되거나 시냅스 소낭에 다시 충전됩니다. 신경전달물질 운반 단백질들은 시냅스를 둘러싼 교세포 막에도 존재하며 뉴런과 같은 방법으로 시냅스 틈으로부터 신경전달물질을 제거합니다. 시냅스 전 뉴런에 있는 자가수용기(autoreceptor)는 직접적으로 신경전달물질을 분해하지는 않지만 피드백 작용을 통해 시냅스 전 뉴런이 계속해서 신경전달물질을 내놓는 것을 억제합니다. 시냅스 틈으로 방출된 신경전달물질이 자가수용기에 결합하면 시냅스 전 뉴런의 활동성이 감소하는 것입니다. 그리고 시냅스 주변에 있는 교세포들이 신경전달물질을 제거하기도 합니다. 특히 성상교세포(astrocyte)들은 주변의 신경전달물질을 흡수해서 파괴합니다.

또 다른 신경전달물질 제거방법은 시냅스 틈에서 신경전달물질을 효소로 분해(enzyme deactivation)하는 것입니다. 신경전달물질의 일종인 아세틸콜린(ACh)이 신경근연접부(Neuromuscular junction)에서 제거될 때 효소 아세틸콜린에스테라아제(AChE; Acetylcholinesterase)가 아세틸콜린을 분해합니다. 신경근연접부에서 높은 농도의 아세틸콜린에 계속 노출되면 후에 아세틸콜린이 시냅스 틈에 존재해도 아세틸콜린에 의해 열려야 하는 시냅스 후 뉴런의     이온채널이 닫힌 상태가 되는 불감성(desensitization)현상이 진행되기 때문에 아세틸콜린의 분해는 지속적인 신경활동에 필수적입니다. 불감성 상태는 신경전달물질이 제거된 후에도 수 초간 지속될 수 있습니다. (심장근육과 뉴런사이의 시냅스에서 불감성 현상이 일어나면 심장근육이 더이상 뛰지 않겠지요? 그런 점에서 위험하다고 볼 수 있습니다.) 그래서 불감성 현상이 일어나지 않도록 빠르게 ‘아세틸콜린 에스테라아제 (AChE)’를 이용한 아세틸콜린(ACh)의 분해가 일어나는 것입니다. 화학무기로 사용되는 많은 신경가스(nerve gas)들이 아세틸콜린 에스테라아제의 활동을 억제하는 이유도 아세틸콜린의 분해를 억제하기 위해서입니다.

¶ 독버섯 중에 아세틸콜린 에스테라아제에 문제를 일으키는 버섯이 있습니다. 이 블로그의 <Poison>에 ‘독버섯과 정신착란(Toadstool and Abailenation)’ 글을 참조해 주세요 ^^

광고