도약전도의 원리

 도약전도의 원리

 

신경을 자극하면 자극된 국소에 흥분이 발생한다. 흥분이 발생하면 발생한 국소에서 양방향으로 전도된다. 신경을 자극하여 흥분된 국소를 활동 부위라 하고 Na+의 투과성이 증가되어 Na+이 막 안으로 들어가서 Na+ 평형전위(equilibrium potential)에 가까운 전위를 가지게 되며, 아직 활동하고 있지 않은 부위를 불활동 부위라 하며 막전위를 그대로 가지고 있는데 막전위는 K+ 평형전위에 가까운 값이다.

무수 신경섬유에서의 신경섬유의 전도는 섬유 안에서 흥분한 곳은 + 하전이 되어 있고 흥분하지 않은 양 부위는 – 하전하고 있으므로 흥분한 곳에서 흥분하지 않은 양 부위로 전류가 흘러간다. 이런 전류를 국소전류라 부른다. 섬유 안의 흥분하지 않은 부위로 국소 전류가 흐르면 흥분하지 않은 부위의 – 하전을 중화시키게 되므로 막전위를 감소시키게 되고, 섬유막 밖에서는 흥분하지 않은 곳에서 흥분한 곳으로 양 부위에서 국소전류의 흐름이 일어나 흥분하지 않은 부위의 + 하전을 잃게 된다. 따라서 흥분하지 않은 부위의 막전위가 감소하여 역치 전위에 도달해서 양 부위에서 활동전위가 일어난다.

활동전위가 일어나면 이곳에서 Na+의 투과성이 급격히 증가해서 섬유 안으로 Na+이 들어가서 또다시 막을 역전시키게 된다. 이러한 국소전류는 신경섬유의 흥분하지 않은 부위를 역치에 도달시켜 흥분시키므로 흥분은 양방향으로 전파된다.

이런 흥분의 전파가 일어나고 시간이 지나면 흥분이 지나고 난 부위에서 K+의 투과성이 서서히 증가하여 섬유막 밖으로 K+이 나가게 되므로 막은 다시 하전하여 막전위 쪽으로 되돌아간다.

그러나 유수 신경섬유는 myelin sheath가 싸고 있어 절연체 역할을 하므로 활동전압이 랑비에결절과 인접한 결절 사이로 흐르게 된다. 따라서 유수 신경섬유는 무수 신경섬유에 비하여 신경흥분의 전도 속도가 빠르며 에너지의 소모가 적다. 이와 같은 유수 신경의 전도를 도약전도라고 한다.

 

다음 그림을 보면서 도약전도의 원리를 이해하여 보자.

도약전도1

 

A 부분에서 활동전위가 생성되었다면 A 부분의 내부는 외부에서 들어온 나트륨 이온에 의해 +로 하전되어 있는 상태이고 B부분은 휴지막 전위 상태이므로 -로 하전되어 있는 상태이다. 따라서 A 부분과 B 부분 사이에서는 전위차가 형성되며 이 전위차에 의해 전류는 A에서 B로 전달된다. 다시 말해 B 부분에서 A 부분으로 전자가 이동하게 되는 것이다. 그 다음 B 부분은 전자를 잃어버리므로 +로 하전되며 랑비에 결절에서 나트륨 채널이 열려 나트륨 이온이 밀려들어 오게 된다. 전자의 이동은 순간적이므로 이러한 과정은 매우 빨리 일어나게 된다. 결국 유수신경의 흥분 전도는 징검다리를 건너 뛰듯이 일어나게 되는 것이다.

조상환

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