신경근이음부와 아세틸콜린
이 문제는 운동신경의 신호가 골격근으로 넘어가는 신경근이음부(neuromuscular junction)에서 어떤 신경전달물질이 쓰이는지 묻습니다. 근육 약화 환자, 신경근 전기자극, 근이완제 등을 이해하는 바탕이 되는 문제입니다.
정답은 보기 3번 아세틸콜린(acetylcholine)입니다. 운동신경 종말에 활동전위가 도착하면 시냅스 소포에서 아세틸콜린이 방출되어 근육섬유막의
니코틴성 아세틸콜린 수용체에 결합합니다. 수용체가 열리면 나트륨이 들어와 종판전위가 생기고, 이것이 근육 활동전위로 이어져 근수축을 일으킵니다. 신호는 아세틸콜린분해효소가 아세틸콜린을 빠르게 분해하여 끝납니다. 이 과정이 깨지는 대표적 질환이 중증근무력증입니다. 후천성 중증근무력증은 대개 골격근의 아세틸콜린 수용체를 표적으로 하는 신경근이음부 자가면역질환이며, 종판 기능 이상으로 쉽게 피로해지는 근력 약화가 나타납니다.
[1]선천적인 경우도 있습니다. 선천근무력증후군은 운동종판의 신호 전달 이상으로 생기는 유전질환이며 대부분 근육 니코틴성 아세틸콜린 수용체의 분자 결함에서 비롯됩니다.
[2]이처럼 두 질환 모두 아세틸콜린-수용체 축의 문제라는 점에서 정답을 뒷받침합니다.
보기별 해설
1번: 가바 — GABA는 중추신경계의 대표적인 억제성 신경전달물질로 뇌와 척수의 시냅스에서 작용합니다. 골격근을 직접 수축시키는 물질이 아닙니다.
2번: 글루탐산 — 중추신경계의 대표적 흥분성 신경전달물질입니다. 신경근이음부가 아닌 중추 시냅스에서 일어나는 흥분을 담당합니다.
4번: 도파민 — 기저핵의 운동 조절과 보상 회로에 관여하며 파킨슨병과 연관됩니다. 운동종판의 전달물질이 아닙니다.
5번: 세로토닌 — 기분·수면·통증 조절에 관여하는 물질입니다. 말초 골격근 이음부의 전달물질이 아닙니다.
시험 포인트
신경근이음부는 아세틸콜린이라는 공식을 고정하고, 아세틸콜린이 쓰이는 다른 곳(부교감신경 절후섬유, 모든 자율신경절 전섬유)과 묶어 정리하십시오. 중증근무력증은 수용체가 줄어 반복 사용 시 약해지고 휴식하면 좋아지는 근력 저하가 특징이어서 운동 처방 때 피로를 관리해야 합니다. 보툴리눔독소는 방출을 막고, 쿠라레는 수용체를 차단하며, 신경가스는 분해효소를 억제한다는 식으로 작용 부위를 구분해 두면 약물 응용 문제도 풀 수 있습니다.
신경근이음부의 신호가 얼마나 안전하게 전달되는지를 설명하는 개념도 알아 두면 좋습니다. 정상에서는 한 번의 신경 자극으로 방출되는 아세틸콜린이 근육 활동전위를 만들고도 남을 만큼 충분하여 전달에 여유가 있습니다. 중증근무력증에서는 수용체가 줄어 이 여유가 사라지므로 반복 수축을 하면 점차 약해집니다. 신경근 전기자극이나 운동 처방을 할 때 환자의 피로 호소가 이런 기전과 관련될 수 있음을 염두에 두고 휴식 시간을 충분히 주어야 합니다. 이처럼 한 가지 신경전달물질의 이해가 평가와 처방으로 이어집니다. 문제에서 신경근이음부나 운동종판이 나오면 망설이지 말고 아세틸콜린을 고르십시오.
정리하면 운동신경 종말에서 아세틸콜린이 방출되어 근육섬유막 수용체에 결합하면서 근수축이 시작됩니다.
참고 문헌 (논문 출처)
- [1]
Autoimmune myasthenia gravis: emerging clinical and biological heterogeneity.일반논문Meriggioli MN, Sanders DB (2009) · DOI: 10.1016/S1474-4422(09)70063-8
- [2]
Congenital myasthenic syndromes: pathogenesis, diagnosis, and treatment.일반논문Engel AG, Shen XM, Selcen D, Sine SM (2015) · DOI: 10.1016/S1474-4422(14)70201-7