바이오인

신경세포 축삭말단에서 미토콘드리아의 역할과 신경질환들과의 연관점 

요약문 

신경세포들이 서로 정보를 주고받을 수 있게 하는 시냅스는 정상적인 뇌의 활동에 절대적 으로 필요하다. 이런 시냅스의 정상적인 활동을 뒷받침해주기 위해서는 시냅스의 한 부분인 축삭 말단에 엄청난 양의 에너지를 공급해주고, 수시로 큰 폭으로 변하는 칼슘양을 조절할 수 있어야 한다. 미토콘드리아는 ATP를 에너지로 공급하고 칼슘을 매트릭스로 흡수해 주변 의 칼슘 농도를 재빨리 조절하는데 최적화되었기에 축삭 말단에 적극적으로 필요하다. 하지 만 모든 축삭 말단에 미토콘드리아가 존재하는 것은 아니다; 그렇다면 미토콘드리아가 있는 축삭 말단과 없는 축삭 말단은 어떻게 다를까? 더 나아가 미토콘드리아는 에너지 공급과 칼 슘 농도 조절과는 별개로 다른 기능들을 제공한다. 이 리뷰 논문에서 저자들은 축삭 말단의 미토콘드리아가 신경세포의 항상성을 유지하는 데 얼마나 중요한 역할을 하는지, 그리고 축 삭 말단의 미토콘드리아가 올바로 기능하지 못할 때 어떻게 신경질환으로 이어질 수 있는지 논한다. 

목 차 

1. 서론  

2. 축삭 말단에 미토콘드리아의 모집경로  

3. 시냅스의 발달과정과 과다 발달된 시냅스들의 제거과정  

4. ATP의 공급   

4.1. 미토콘드리아의 위치는 시냅스 간 신호전달에도 영향을 미친다.   

4.2. 미토콘드리아의 운동성이 신경세포의 지속적인 활동력에 영향을 미친다.   

4.3. 시냅스 간 최소의 신호전달 능력 유지와 효율적인 정보전달.  

5. 칼슘 신호의 조절   

5.1. 신경근 접합부.   

5.2. 거대한 시냅스, Calyx of Held.   

5.3. 망막의 양극성 신경세포.  

 5.4. 신경세포의 기초활동량 조절.   

5.5. 미토콘드리아의 칼슘 단일 운반체.  

 5.6. 시냅스 간 신호전달의 조절에서의 역할.  

6. 미토콘드리아와 소포체  

7. 미토콘드리아를 신호경로들의 중심지로서  

8. 거대분자의 생합성  

9. 여러 신경질환들의 발병에서의 역할   

9.1. 알츠하이머 신경질환.    

 9.2. 파킨슨 신경질환.   

9.3. 근육위축가쪽경화(루게릭) 신경질환.  

10. 결론 

1. 서론 

신경세포는 시냅스를 통해 서로 전기적으로 또는 화학적으로 소통할 수 있도록 특수화된 세포다. 화학적 시냅스에서는 신경 활동 전의가 축삭 말단에 도달하면 전압 의존성 칼슘 이온 통로가 열려 칼슘이 축삭 말단 내로 들어와 시냅스에 위치한 소포들과 세포막의 융합을 유도해 소포 안에 내포되었던 신경전달물질이 시냅스 틈으로 빠르게 분출되게 된다 [그림 1]. 이 과정을 가능케 하기 위해 전기화학구배를 유지하고, 소포들을 방출한 뒤 재생하는 현상은 많은 에너지를 요구한다. 추가로 이 현상들은 세포 내 칼슘 농도에 의해 조절된다. 따라서 축삭 말단 내 칼슘 농도는 공간적/ 일시적으로 정확히 조절되어야 한다. 더 나아가, 중추신경계의 주 역할인 정보처리를 수행하기 위해서는 세포핵이 위치한 세포체에서 떨어져 다양한 곳에 시냅스가 위치할 수 있도록 고도로 조직화 된 구조가 필요한데, 이 모든 역할을 소화해내기 위해서 신경세포는 구조상 국소적으로 국한된 지역에서 에너지 수요에 공급을 맞추고 칼슘 농도의 변화를 완충시킬 수 있어야만 한다. 

...................(계속)

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