말이집 뉴런의 도약전도가 양자역학적인 도약과 같은 것인가요?
도약전도가 말이집 부분을 띄어넘어 전도되는 것이라 민말이집 뉴런보다 빠르다고 배웠습니다. 그 이유가 무엇인지와 도약전도가 어떻게 일어날 수 있는지 알려주시면 감사하겠습니다.
말이집은 신경 섬유를 감싸고 있는 지방질의 층으로, 신경 신호의 전도 속도를 높이는 역할을 합니다. 말이집은 여러 개의 슈반 세포(Schwann cells)나 희소돌기아교세포(oligodendrocytes)가 축삭을 감싸며 형성됩니다. 말이집이 없는 부분은 랑비에 결절(Nodes of Ranvier)이라고 불립니다.
양자역학적 도약(quantum leap) 또는 양자 도약(quantum jump)은 전자가 에너지 상태를 바꾸는 과정에서 불연속적으로 움직이는 현상을 말합니다. 이는 전자가 한 에너지 준위에서 다른 에너지 준위로 갑작스럽게 이동하는 것을 의미하며, 중간 상태가 없습니다.반면, 도약전도는 신경 신호가 말이집 뉴런의 랑비에 결절 사이를 뛰어넘어 이동하는 연속적인 과정입니다. 이 과정은 신경 생리학적이며, 이온 채널의 작용을 통해 전기적 신호가 전도되는 방식입니다. 따라서 두 개념은 서로 다른 물리적 현상을 설명합니다.도약전도란 말이집 뉴런의 축삭돌기에서 한 랑비에 결절에서 다음 랑비에 결절로 활동 전위가 도약하듯이 전도되는 현상을 말하는데요, 이때 랑비에 결절이란 뉴런의 축삭돌기에서 미엘린 수초가 존재하지 않는 부분을 말합니다. 미엘린 수초는 뉴런을 여러 겹으로 감싸고 있기 때문에 전기적으로 절연되어 있으며, 따라서 활동전위는 미엘린 수초가 존재하지 않는 랑비에 결절에서만 건너가면서 전도되는 것입니다.
안녕하세요.
말이집뉴런의 도약전도는 양자도약같은 현상은 아닙니다.
민말이집뉴런의 경우 활동전위가 일어나고 축삭을 따라 내려가면서 전달되는데,
옆의 소듐채널이 열리면서 탈분극이 일어나며 신호가 전달됩니다.
말이집으로 둘러싸인 부분은 말이집이 절연체 역할을 하며 이온이 출입하지 못하게 합니다.
탈분극으로 유입된 소듐양이온이 말이집 부분의 세포질로 확산되면서 전기신호가 전달되고
다음 랑비에결절에 있는 소듐채널을 열게하고 탈분극이 전달됩니다.
채널이 열리고 닫히면서 탈분극이 전달되는 속도보다
소듐양이온이 세포질 내로 확산되며 자극을 전달하는 속도가 빠르기 때문에
말이집이 있는 신경세포가 신호를 더 빨리 전달할 수 있습니다.
중간중간 랑비에 결절이 있는 이유는 소듐양이온이 들어와 확산하면서 역치이상의 신호를 전달할 수 있는 거리가 한정되있기 때문입니다.
말이집뉴런은 대신 말이집이 말고있는 만큼 가소성이 떨어집니다.
민말이집뉴런이 있는 이유는 신경세포의 가소성을 유지하기 위해서입니다.
도약 전도는 말이집 뉴런에서만 일어나는 특수한 전기 신호 전달 방식으로, 민말이집 뉴런보다 훨씬 빠른 속도로 신호를 전달합니다.
민말이집 뉴런에서는 액션 전위가 축삭돌기 전체를 따라 연속적으로 전달됩니다. 반면, 말이집 뉴런에서는 말이집 사이의 랑비에 결절에서만 액션 전위가 발생하고, 이 액션 전위가 다음 랑비에 결절로 '도약'하는 방식으로 전달됩니다. 이는 마치 봉수 신호처럼 말이집마다 액션 전위가 전달되면서 인접 말이집 간의 낭비 공간은 전기 신호의 손실 없이 빠르게 건너뛴다는 것입니다.
랑비에 결절은 축삭돌기의 특수한 부위로, 이온 통로가 밀집되어 있어 액션 전위를 효율적으로 발생시키고 전달하는 역할을 합니다. 말이집 부분은 랑비에 결절과 달리 이온 통로가 적기 때문에 액션 전위 발생에 더 많은 에너지와 시간이 소요됩니다. 따라서 랑비에 결절만을 거쳐 액션 전위가 도약하는 방식은 말이집 전체를 통과하는 방식보다 훨씬 빠른 전달 속도를 가능하게 합니다.
일반적으로 축삭돌기 지름이 클수록 액션 전위 전달 속도가 빨라집니다. 말이집 뉴런은 민말이집 뉴런보다 축삭돌기 지름이 크기 때문에 이것 또한 도약 전도의 속도를 높이는 요인이 됩니다.
도약 전도는 빠른 반응 속도가 요구되는 감각 정보 전달이나 근육 수축 제어와 같은 신경 활동에 중요한 역할을 합니다.
예를 들어, 시각 정보는 도약 전도를 통해 빠르게 뇌로 전달되어 세상을 볼 수 있도록 합니다.
도약전도는 말이집 뉴런에서 나타나는 현상으로, 전기신호가 연속적으로 이동하는 것이 아니라 말이집 부분을 건너뛰며 전달되는 것을 말합니다. 이는 양자역학의 양자 도약과는 다른 메커니즘입니다.
말이집은 뉴런 돌기(축삭)를 감싸고 있는 교원질 피복으로, 이온 통로가 없어 전기 신호가 통과할 수 없습니다. 하지만 말이집 사이에는 рanvier 절구라는 나란한 간극이 있어서 이 부분에서 활동전위가 재생성됩니다. 활동전위가 рanvier 절구에서 다음 절구로 직접 도약하며 전파되는 것입니다.
이렇게 도약 전도가 가능한 이유는 말이집이 축삭을 전기적으로 절연시켜 이온의 누출을 막고, рanvier 절구에서만 활동전위 재생을 허용하기 때문입니다. 이를 통해 민말이집 뉴런보다 신호 전달 속도가 획기적으로 빨라집니다. 따라서 도약전도는 구조적 특성에 기인한 고유한 생물학적 메커니즘입니다.