시냅스

시냅스(synapse)는 신경 세포(뉴런) 사이 또는 신경 세포와 다른 세포(예: 근육 세포, 분비 세포) 사이의 접합 부위로, 신호 전달이 일어나는 곳이다. 일반적으로 한 뉴런의 축삭돌기 말단과 다른 뉴런의 수상돌기 또는 세포체 사이에 형성된다. 시냅스를 통해 신경 신호는 전기적 또는 화학적 형태로 전달된다.

시냅스는 크게 전기 시냅스와 화학 시냅스로 나뉜다.

• 전기 시냅스 (Electrical Synapse): 이온이 직접 통과할 수 있는 간극 연결(gap junction)을 통해 신호가 전달된다. 신호 전달 속도가 빠르고 양방향으로 전달될 수 있다는 장점이 있지만, 신호의 조절이나 변형이 어렵다.

• 화학 시냅스 (Chemical Synapse): 축삭돌기 말단에서 신경전달물질(neurotransmitter)이 분비되어 시냅스 간극을 가로질러 다른 뉴런의 수용체에 결합함으로써 신호가 전달된다. 신호 전달 속도는 전기 시냅스보다 느리지만, 신호의 증폭, 억제, 조절 등 다양한 방식으로 신호를 처리할 수 있다. 신경계의 대부분의 시냅스는 화학 시냅스이다.

화학 시냅스에서의 신호 전달 과정은 다음과 같다. 활동전위가 축삭돌기 말단에 도달하면 전압 의존성 칼슘 채널이 열리고 칼슘 이온이 세포 내로 유입된다. 칼슘 이온은 신경전달물질을 함유한 소포(vesicle)가 세포막과 융합되도록 유도하여 신경전달물질이 시냅스 간극으로 분비된다. 분비된 신경전달물질은 수용체에 결합하여 이온 채널을 열거나 세포 내 신호 전달 경로를 활성화시켜 다음 뉴런에 신호를 전달한다. 신경전달물질은 이후 효소에 의해 분해되거나 재흡수 과정을 통해 시냅스 간극에서 제거된다.

시냅스는 학습, 기억, 사고 등 고등 정신 기능에 필수적인 역할을 수행하며, 시냅스의 기능 이상은 다양한 신경 질환과 관련될 수 있다. 시냅스의 가소성(plasticity), 즉 시냅스의 강도가 변화하는 능력은 학습과 기억의 신경학적 기초로 여겨진다.