자율신경계의 구조와 역할

우리 몸은 수많은 복잡한 신경망으로 이루어져 있으며, 그중에서도 자율신경계는 우리 몸의 기본적인 생명 활동을 자동으로 조절하는 중요한 시스템이다. 자율신경계는 신체 내부의 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 하며, 우리가 의식적으로 조절할 수 없는 다양한 기능을 관리한다. 이번 글에서는 자율신경계의 구조와 그 역할에 대해 간단하게 살펴보고자 한다.

 

위 한 문단은 GPT가 나 대신 작성해 주었다. 역시 GPT, 나보다 더 잘 쓰는 것 같다. 그렇다고 글 전체 대필을 부탁할 순 없으니, 이제부터는 내가 주도적으로 작성해야겠지.

 

 

자율신경계란?

자율신경계에 대하여 이야기하기 전에, 일단 사람의 신경계가 어떻게 구성되어 있는지를 보자. 사람의 신경계(nervous system)는 크게 중추신경계(central nervous sysytem)와 말초신경계(peripheral nervous system)로 나누어진다.

 

중추신경계=CNS에는 뇌와 척수가 있고, 우리 몸의 정보를 처리하고 명령을 내리는 역할을 담당한다. 여기서는 더 자세히 다루지 않겠다. 말초신경계=PNS는 외부 감각을 CNS로 전달하고, CNS의 명령을 신체 각 부위로 전달하는 역할을 담당한다. 이에 따라 당연히 PNS는 CNS에 연결되어 있어야 하므로, 뇌에서 나오는 뇌신경과 척수에서 나오는 척수신경으로 나눌 수 있다.

 

해부학적으로는 뇌신경과 척수신경으로 나뉘는 PNS이지만, 기능적으로는 체성신경계와 자율신경계로 나뉜다. 체성신경계(somatic nervous system)에는 감각신경과 운동신경이 있다. 여기서 조절하는 운동은 수의적 운동, 즉 우리가 의지를 가지고 조절할 수 있는 운동이다. 이번 글의 핵심인 자율신경계(autonomic nervous system)는 반대로 불수의적 운동, 즉 우리의 의지와는 상관없는 운동을 조절한다. 전부는 아니지만 대부분 내부 장기의 활동에 관여한다고 생각하면 된다.

 

 

교감신경과 부교감신경

자율신경계는 교감신경계(sympathetic nervous system)와 부교감신경계(parasympathetic nervous system)로 나뉜다. 이 둘 말고도 일단 장신경계(enteric nervous system)라고 또 있긴 한데, 전문가가 아닌 이상 교감/부교감 정도만 알고 있어도 충분하다.

 

영어 자료들을 찾아보다 보면 흔히 교감신경의 기능은 「Fight or Flight」, 부교감신경의 기능은 「Rest and Digest」라는 말이 나온다. 이를 이용하면 어떤 불수의적 운동이 교감인지 부교감인지 대략적으로 판단할 수 있다.

 

몇 가지만 적어보면, 교감신경이 작용하면 심장 박동수가 빨라지고, 기관지가 확장되고, 소화 활동이 억제되고, 동공은 확대된다. 간단하게 밤에 산에서 호랑이를 만난 상황이라고 생각하자. 그러면 도망을 가야 되는데, 전속력으로 도망을 가면 당연히 심장이 빨리 뛰고 숨이 찰 것이다. (숨이 차다=산소가 모자라다=산소를 더 받기 위해 기관지 확장) 당연히 소화는 잘 안될 것이고, 어두운 곳에서 앞을 잘 봐야 하니 동공은 확대될 것이다. 

 

반대로 부교감신경을 생각해 보자. 부교감신경이 작용하면 반대로 심장 박동수가 느려지고, 기관지가 수축되고, 소화 활동이 증가하고, 동공은 축소된다. 추가로 대/소변도 괄약근이 이완되기 때문에 더 잘 나온다. 호랑이로부터 무사히 도망쳐 밝은 집 안에 누워 있다고 생각하면 된다.

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자율신경계의 구조

자율신경계의 구조의 특징은 2개의 신경세포로 구성되어 있다는 점이다. 무슨 뜻인가 하면 체성신경계의 경우 하나의 신경세포가 CNS부터 골격근까지를 바로 이어주고 있지만, 자율신경계는 중간에 신경절(ganglion)이 있고 거기에서 두 신경세포가 시냅스(synapse)를 형성해 신호를 전달하고 있다는 의미이다. 이 구성에서 시냅스 앞쪽(중추 쪽)에 있는 신경세포를 presynapitc neuron이라 하고 시냅스 뒤쪽(말초 쪽)에 있는 세포를 postsynaptic neuron이라 한다.

 

두 신경세포 사이의 시냅스와 자율신경계의 말단(neuroeffector junction)에서는 신호 전달을 위해 신경전달물질이 분비된다. 자율신경계의 구조에 대해서는 이 신경전달물질과 이를 받아들이는 수용체에 대한 간단한 설명만 하고 이 글을 마칠 예정이다. 애초에 이보다 더 자세히 다룰 능력도 안 된다. 신경해부라는 분야가 공부해 보면 알겠지만 쉬운 과목이 절대 아니라서...

 

(1) 신경전달물질

신경전달물질(neurotransmitter)에 대해서도 설명할 내용이 많긴 한데, 일단은 신경과 신경 또는 신경과 근육 사이에서 신호를 전달해 주는 물질이라고 알고 있으면 된다. 만약 당신이 신경계에 대하여 공부를 좀 했다면 기본적인 신경전달물질인 GABA, glutamate, acetylcholine, epinephrine, norepinephrine, dopamine, serotonin 정도는 알고 있을 것이다. (당연히 공부를 안 했다면 모르고 있어도 된다)

 

그렇다면 자율신경계에서는 어떤 물질을 신경전달물질로 이용할까? 교감신경은 노르에피네프린을, 부교감신경은 아세틸콜린을 신경전달물질로 사용한다.

 

조금 더 자세히 다루면, 땀샘 교감신경의 경우 아세틸콜린을, 부신수질에서 혈액 내로는 에피네프린과 노르에피네프린 둘을 분비한다. 아래 사진 참고.

간단하게 그려 보면 이런 구조이다. 위에 체성신경계는 덤.

 

이게 중요한 이유는 이 신경전달물질이 전달되는 과정에 개입을 하게 되면, 우리 의지와는 상관없이 작용하는 불수의적 운동을 어느 정도 조절할 수 있게 된다는 점이다. 이것을 조절하는 약물이 바로 자율신경계 약물이다.

 

(2) 수용체

신경 말단에서 분비된 신경전달물질은 목적지에 있는 수용체에 결합하게 되고, 이에 따라 자율신경계의 반응이 나타나게 된다. 자율신경계의 수용체는 크게 아드레날린 수용체와 콜린 수용체로 구분을 한다.

 

아드레날린 수용체는 교감신경에서 분비된 노르에피네프린이나 에피네프린이 결합하는 수용체로, 알파(α)와 베타(β) 수용체로 나뉜다. 콜린 수용체는 부교감신경의 말단에서 아세틸콜린이 결합하는 수용체로, 무스카린(M) 수용체와 니코틴(N) 수용체로 나뉜다.

 

좀 더 상세한 설명은 관련 내용을 다루는 다른 글에서 다룰 예정이다. 일단은 수용체의 이름 정도만 알아두도록 하자.

(교감신경 링크)

 

 

참고)

로스 조직학 제7판 (번역본)

이우주의 약리학 강의 제8판