(약리학) 자율신경계 약물 01 – 자율신경계
자율신경계의 해부생리
1) 몸운동신경계통과 자율신경계통의 비교
| 구분 | 몸운동신경계통(Somatic Nervous System, SNS) | 자율신경계통(Autonomic Nervous System, ANS) |
|---|---|---|
| 조절 | 수의적(의식적) | 불수의적(무의식적) |
| 지배기관 | 골격근 | 심장근, 평활근, 분비샘, 땀샘, 위장관 등 |
| 신경로 | 중추신경계 → 골격근(단일 뉴런) | 중추신경계 → 신경절 → 효과기관(2개의 뉴런) |
| 신경전달물질 | 아세틸콜린(ACh) | 교감신경 – 노르에피네프린(NE) 부교감신경 – 아세틸콜린(ACh) |
| 기능 | 골격근 운동 조절 | 항상성 유지 및 내장기관 기능 조절 |
2) 교감신경 – 부교감신경
– 자율신경계는 의식과 관계없이 심장, 혈관, 기관지, 소화기관, 방광, 분비선 등의 기능을 자동으로 조절하는 신경계이다.
– 자율신경계는 교감신경계(Sympathetic Nervous System)와 부교감신경계(Parasympathetic Nervous System)로 나뉜다.
– 교감신경은 흉수(T1~L2)에서, 부교감신경은 뇌줄기와 천수(S2~S4)에서 기시한다.
– 교감신경계 : 자극이나 위험 상황에서 활성화되어 싸움-회피 반응(Fight or Flight Response)을 유도한다.
– 부교감신경계 : 안정된 상태에서 활성화되어 휴식-소화 반응(Rest and Digest Response)을 유도한다.
| 기관 | 교감신경 활성 | 부교감신경 활성 |
|---|---|---|
| 동공 | 확대(산동) | 축소(축동) |
| 침 분비 | 억제 | 자극 |
| 심박수 및 심수축력 | 증가 | 감소 |
| 기관지 | 확장 | 수축 |
| 소화작용 | 억제 | 자극 |
| 방광 | 이완 | 수축 |
| 생식기관 | 억제 | 자극 |
3) 자율신경계의 수용체
① 아세틸콜린 수용체(Cholinergic Receptor)는 니코틴 수용체(Nicotinic Receptor)와 무스카린 수용체(Muscarinic Receptor)가 있는데 모든 신경절이후섬유에는 니코틴 수용체가, 부교감신경의 표적 세포인 분비선과 평활근에는 무스카린 수용체가 있다.
아세틸콜린 수용체
– 니코틴 수용체(신경절후)
– 무스카린 수용체(표적세포)
② 카테콜아민 수용체(Adrenergic Receptor)는 노르에피네프린과 같은 신경전달물질과 결합하는데, α, β 두 종류가 있고, 각각 α1, α2, β1, β2, β3 아형들이 존재한다.
카테콜아민 수용체
– α1, α2, β1, β2, β3 (표적세포)
| 수용체 | 주요 작용 |
|---|---|
| α₁ | 혈관 수축, 평활근 수축, 위장관 운동 감소, 방광 괄약근 수축, 동공 확대(산동) |
| α₂ | 노르에피네프린 분비 억제, 말초혈관 저항 감소, 혈소판 응집 증가, 인슐린 분비 감소 |
| β₁ | 심박수 증가, 심근 수축력 증가, 레닌 분비 증가 |
| β₂ | 평활근 이완(기관지 확장), 혈관 확장, 자궁 이완, 인슐린 분비 증가, 히스타민 분비 억제 |
| β₃ | 지방 분해 증가, 방광 배뇨근 이완 |
4) 신경전달물질
(1) 교감신경
교감신경의 신경절이전섬유의 말단에는 아세틸콜린(ACh)이 분비되며, 이 아세틸콜린은 신경절이후섬유의 니코틴 수용체와 결합한다. 교감신경의 긴 신경절이후섬유 끝은 일반적으로 노르에피네프린이 방출되어 표적세포의
① 아드레날린성 수용체(Adrenergic Receptor)와 결합하게 되는데 이것을 아드레날린 작동성 신경원이라 한다.
특별히 한선, 골격근의 혈관을 지배하는 교감신경의 신경절이후섬유 끝에서는 아세틸콜린(ACh)이 방출되어 표적세포의
② 무스카린 수용체(muscarinic receptor)와 결합하게 되는데 이것을 콜린 작동성 신경원이라 한다.
(2) 부교감신경
부교감신경의 신경절이전섬유의 말단에는 아세틸콜린(ACh)이 분비되며, 이 아세틸콜린은 신경절이후섬유의
① 니코틴 수용체(ACh nicotinic receptor)와 결합한다. 부교감신경의 짧은 신경절이후섬유 끝은 일반적으로 아세틸콜린(ACh)이 방출되어 표적세포의
② 무스카린 수용체(muscarinic receptor)와 결합하게 된다.
| 자율신경 분류 및 구조 구분 | 절전신경 – 자율신경절 | 절후신경 – 표적세포 | |
| 교감신경계 | 신경전달물질 | 아세틸콜린(Ach) | 노르에피네프린(NE) |
| 수용체 | 콜린성(니코틴) | 아드레날린성(α or β) | |
| 부교감신경계 | 신경전달물질 | 아세틸콜린(Ach) | 아세틸콜린(Ach) |
| 수용체 | 콜린성(니코틴) | 콜린성(무스카린) | |
5) 자율신경계통의 조절
– 자율신경계통의 기능 조절은 CNS의 복잡한 관여 즉, 대뇌, 시상하부, 뇌줄기, 척수의 영향을 받는다.
– 대뇌겉질의 의식 활동에 영향을 받고, 시상하부는 자율신경기능의 통합과 명령의 중추로 시상하부에 교감 및 부교감신경에서 내장기능을 조절하는 핵들이 있다.
– 중간뇌, 다리뇌, 숨뇌에 있는 뇌줄기 신경핵들은 내장반사를 조절하고 이런 반사중추들은 렌즈, 혈압, 혈관 직경, 소화기 활성, 심박동수, 동공 크기 등을 조절한다.
– 배변과 배뇨에서 부교감 신경활성은 뇌의 관여 없이 척수 수준에서 조절된다.
세포의 신호전달
신경 자극
– 신경 자극(nerve impulse)은 신경세포를 따라서 정보를 운반하는 전기적 신호이다.
① 신경세포는 분극(polarization, -70mv) 상태로 안(-)과 밖(+)의 전하는 다르다.
② 안정막전위에서 자극을 받으면 나트륨 통로(Na⁺ channel)가 열려 Na⁺가 세포 안으로 유입된다. (탈분극)
③ 탈분극 후 칼륨 통로(K⁺ channel)가 열려 K⁺가 세포 밖으로 유출된다. (재분극)
④ K⁺가 과도하게 유출되어 막전위가 일시적으로 안정막전위보다 더 낮아지는 상태이다. (과분극)
⑤ ATP를 이용하여 Na⁺ 3개를 세포 밖으로, K⁺ 2개를 세포 안으로 이동시켜 안정막전위를 유지한다. (나트륨-칼륨 펌프)
연접을 통한 신경세포 간의 신호전달
연접(시냅스)은 신경세포와 신경세포 사이의 기능적 연결부를 말하고, 연접전신경세포에서 연접후신경세포로 전기-화학적 신호를 통해 정보를 전달한다.
① 활동전위가 축삭 말단에 도달한다.
② Ca²⁺ 통로가 열려 칼슘이 세포 안으로 유입된다.
③ 시냅스 소포에서 신경전달물질이 시냅스 틈으로 방출된다.
④ 신경전달물질이 다음 세포의 수용체와 결합하여 신호를 전달한다.
⑤ 신경전달물질은 재흡수, 효소에 의한 분해 또는 확산으로 제거된다.
3) 신경전달물질
– 인체에는 많은 종류의 신경전달물질이 존재한다.
– CNS에는 시상하부 분비 호르몬, 옥시토신과 바소프레신과 같이 호르몬 활성도를 가진 폴리펩티드를 포한한 거의 모든 종류의 신경전달물질을 분비한다.
– PNS는 아세틸콜린, 노르에피네프린, 에피네프린 등의 주요 세 가지 신경전달물질만 분비한다.
