간상세포가 어두운 상황에서 탈분극되는 이유는?
망막을 구성하고 있는 시세포 중 한종류인 간상세포는 빛 자극이 없는 어두운 상황에서 탈분극되어 신경전달물질이 방출된다고 하던데 그 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
간상세포는 망막의 가장 안쪽에 위치한 시각 세포로, 빛 감지와 시각 정보의 처리를 담당합니다. 어두운 상황에서는 간상세포가 탈분극되어 신경전달물질인 그루뉴신을 방출합니다.
탈분극은 정상적인 상태에서 간상세포의 안정한 전위 차이를 유지하기 위해 일어나는 과정입니다. 일반적으로 간상세포는 휴식 상태에서 탈분극이 일어나고 있으며, 이는 세포 내부와 외부 사이의 전기적인 차이를 유지하는 역할을 합니다.
어두운 환경에서는 시각 자극이 부족하므로, 간상세포는 빛 자극에 의해 활성화되는 시각 신경전달물질인 글루타메이트를 지속적으로 방출합니다. 글루타메이트는 시신경세포와 상호 작용하여 전기 신호를 전달하고 시각 정보를 처리합니다.
안녕하세요. 김동준 과학전문가입니다.
특정 감각기관 또는 감각세포를 흥분(상태변화, 탈분극, 반응을 일어남)시킬 수 있는 자극을 적합자극이라 하며, 시각기의 적합자극은 빛(빛의 세기와 빛의 파장)입니다.
생명과학을 이해하기가 난해한 것 중에 하나가 “기준점을 어떻게 잡을 것인가?”입니다. 시각기의 설명에서도 일반적으로 약한 빛과 강한 빛에 관한 것이 나옵니다. 상당히 애매한 사항입니다. 좀 더 내용이 깊어지면 기준이 0.1Lx임을 알 수 있습니다.
즉, 원추 세포의 적합자극에 해당하는 빛의 세기는 0.1 lx이상이고, 간상 세포의 적합자극에 해당하는 빛의 세기는 0.1 lx이하입니다.
시세포의 시각성립 물질 또한 일반적으로 로돕신이라 부르지만 원추세포의 시각성립물질과 간상세포의 시각성립물질이 구조와 감수성이 약간 달라서 이름도 달라집니다(여기서는 다루지 않겠음).
따라서, 빛이 밝은 낮에는 원추세포가 시각성립에 관여하고 간상세포에는 로돕신도 존재하지 않으며 시각성립에도 관여하지 않습니다. 오직 원추세포만 작용한다고 보시면 됩니다.
어두운 곳으로 옮기는 순간부터(빛의 세기가 0.1 lx이하), 간상세포는 로돕신을 합성하게 됩니다. 또한 원추세포와 간상세포의 역치(반응을 일으키기 위한 최소한의 세기)가 낮아집니다(예민해 짐), 어두운 곳에서도 시각이 성립되기 위해서는 환경의 빛의 세기와 시간이 변수입니다. 빛의 세기가 약할수록 더 많은 시간을 필요로 합니다