시냅스

 [신경섬유]]의 말단의 가지가 나누어지고 그 끝이 주머니 모양으로 부풀어 다른 뉴런의 [세포체]] 또는 [수상돌기]]와 접촉하여 시냅스가 만들어진다. 신경세포의 원형질은 시냅스 부분에서 연락되지 않고, 막에 의하여 떨어져 있다. 뉴런의 흥분이 시냅스를 거쳐 다른 신경세포에 전해지는 것을 흥분의 전달이라고 하며, 동일 뉴런 안에서 일어나는 흥분의 전도와 구별된다.

 시냅스는 뉴런이 모여 있는 곳, 즉 뇌·척수의 회백질·[신경절]] 등에 집중되어 있다. 실제로는 l가닥의 신경섬유는 많은 가지로 나뉘어 많은 뉴런과 시냅스를 만들고, 또 하나의 세포체에는 많은 신경섬유로부터의 분지가 시냅스를 만들어 접촉되어 있다. 예를 들어 척수의 운동신경세포(운동뉴런)에서는 세포체 및 그 수상돌기 표면의 절반 가량이 신경섬유 말단으로 덮여 있다.

 

 

시냅스의 흥분전달

 시냅스에서의 흥분전달은 신경섬유로부터 세포체 또는 수상돌기 방향으로만 전해지고, 역방향으로는 전달되지 않는다. 시냅스가 가지고 있는 이런 성질 때문에 신경세포를 따르는 흥분전달에는 방향성이 없는 데도 불구하고, 신경세포의 연결은 전체로서 한 방향으로만 흥분을 전한다.

 흥분이 신경섬유를 거쳐 시냅스 부분에 도달하면 신경섬유 말단으로부터 화학물질이 분비되어, 그 물질이 다른 신경세포의 시냅스부의 세포막에 작용하여 그 막의 정지전위(靜止電位)를 감소시킨다. 그 결과 이 신경세포의 시냅스부와 이것에 인접하는 다른 부위 사이에 국소전류가 생겨 시냅스 부근의 세포막에 활동전위를 발생시킨다.
 시냅스에서의 흥분전달은 이와 같이 어떤 화학물질을 매개로 하여 이루어진다. 축색돌기 말단부의 약간 부푼 곳에 작은 시냅스 소포(synaptic vesicle)가 많이 있는데, 그 속에는 흥분전달 물질이 들어 있다. 전달물질은 중추신경계에서는 아직 밝혀지지 않았으나 교감신경말단에서는 아드레날린 또는 이와 유사한 물질, 부교감신경 말단·교감신경절·부교감신경절의 시냅스에서는 아세틸콜린이 분비된다. 또, 척추동물의 근육에 분포하는 운동신경 섬유의 말단에서도 아세틸콜린이 분비된다.

 무척추동물의 운동신경 말단으로부터는 글루탐산이 나온다고 알려져 있다. 흥분전달 메커니즘을 살펴보면, 흥분이 신경 종판까지 전도되면 시냅스 소포의 막이 신경종판의 막과 유합되어 아세틸콜린이 흘러나와 시냅스틈(synaptic cleft)으로 확산되어 다음 뉴런의 수상돌기에 도달하게 되고, 그 부위의 세포막을 탈분극시켜 흥분이 전달되는 것이다. 그런데 수상돌기에는 시냅스 소포가 없어 아세틸콜린이 분비되지 않으므로 흥분은 한 뉴런의 축색돌기 끝으로부터 다음 뉴런의 수상돌기 쪽으로만 전달되는 것이다.

 시냅스는 흥분을 한 방향으로만 전달하는 외에 몇 가지 중요한 성질을 가진다. 그 중 하나는 시냅스에서 흥분을 전달할 때의 활동전위처럼 다냐 아니냐 하는 성질을 가지고 있지 않는 점이다. 예를 들면, 단 l개의 활동전위로 분비되는 전달물질의 양은 다른 신경세포의 흥분을 야기시키기에는 불충분하여도, 활동전위가 어느 시간 내에 반복해서 도착하면, 전달물질의 양이 충분해져서 흥분이 전달된다. 이런 현상을 시간적 가중(時間的加重)이라고 한다.

 전달물질은 분비된 후, 단시간 내에 분해효소에 의하여 분해되어 작용을 잃는다. 또, 많은 신경섬유로부터 동시에 활동전위가 도착해서 흥분을 야기시키는 데 충분한 양의 전달물질이 나오는 경우도 있다. 이런 현상을 시냅스에서의 공간적 가중(空間的加重)이라고 한다.

억제성 시냅스

 시냅스는 흥분을 전달하는 것 이외에 다른 신경세포로부터의 흥분의 전달을 억제하는 작용을 가진 것도 있다. 이런 것을 억제성 시냅스라고 한다. 어떤 신경섬유를 따라 전달되어 온 흥분이 억제성 시냅스에 도달하면 거기에서 억제성 전달물질이 분비된다. 이 물질은 시냅스에 접하는 신경세포의 세포막에 작용하여 그 세포의 흥분(활동전위의 발생)을 억제하는 작용이 있다.

 그 때문에 억제성 전달물질이 작용하고 있는 동안, 다른 시냅스에 도달한 흥분은 전달되지 않게 된다. 억제성 전달물질로서는 갑각류의 신경계에서 분비되는 γ-아미노부티르산이 있다. 척추동물의 신경계에서도 이 물질이 억제성 전달물질일 가능성이 높다. 

 시냅스는 단지 흥분을 전달하는 중계장소일 뿐만 아니라 거기에 도착하는 흥분의 시간적·공간적 변화에 따라 가중을 일으키거나, 또는 억제를 일으켜 신경계의 고차적인 통합작용을 가능하게 하고 있다. 어떤 종류의 시냅스에서는 흥분전달이 전달물질에 의하지 않고, 전류에 의해 행해지는 것이 있다. 이것을 전기시냅스라고 하여 보통시냅스(화학시냅스)와 구별한다.