중추신경시냅스

흥분성(EPSP)과 억제성(IPSP) 시냅스 후 전위의 차이와 관련된 문제가 자주 출제된다.

주요 신경전달물질(Glutamate, GABA, Glycine, Acetylcholine, Dopamine 등)의 작용 기전이 강조된다.

장기강화(Long-Term Potentiation, LTP)와 장기억제(Long-Term Depression, LTD) 관련 개념이 중요하다.

중추신경계 시냅스 전달과 연관된 약물 및 임상적 적용(예: 벤조디아제핀, 항정신병제, 항경련제 등)이 시험에 출제될 가능성이 높다.

1. 중추신경시냅스의 기본 개념

• 뉴런과 뉴런 사이의 신호 전달을 담당하는 시냅스로, 신경계 정보 처리의 핵심

1) 흥분성 시냅스 (Excitatory Synapse)

• 신경전달물질이 시냅스후 뉴런의 막전위를 역치에 가깝게 상승(EPSP: Excitatory Postsynaptic Potential) 시킴

• 주요 전달물질: Glutamate (AMPA, NMDA 수용체 작용), Acetylcholine (Nicotinic receptor)

2) 억제성 시냅스 (Inhibitory Synapse)

• 신경전달물질이 시냅스후 뉴런의 막전위를 더 음전하화(IPSP: Inhibitory Postsynaptic Potential) 시켜 신호 전달 억제

• 주요 전달물질: GABA (GABA_A, GABA_B 수용체 작용), Glycine

신경전달물질	주요 수용체	작용 기전	기능
Glutamate	AMPA, NMDA	Na⁺, Ca²⁺ 유입	흥분성 시냅스, 기억 및 학습
GABA	GABA_A (이온성), GABA_B (대사성)	Cl⁻ 유입 (GABA_A), K⁺ 유출 (GABA_B)	억제성 시냅스, 항경련 작용
Glycine	GlyR	Cl⁻ 유입 → IPSP	척수에서 억제성 작용
Acetylcholine	Nicotinic, Muscarinic	Na⁺ 유입 / GPCR 작용	흥분성 (Nicotinic), 조절성 (Muscarinic)
Dopamine	D1, D2 (GPCR)	D1: 흥분성, D2: 억제성	보상체계, 운동조절 (파킨슨병 관련)

1) 전시냅스 뉴런(presynaptic neuron) 탈분극 → 전압의존성 Ca²⁺ 채널 개방 → Ca²⁺ 유입

2) Ca²⁺ 농도 증가로 시냅스 소포에서 신경전달물질 방출 (exocytosis)

3) 시냅스후 뉴런(postsynaptic neuron)의 수용체 활성화 → EPSP 또는 IPSP 유도

4) 신경전달물질이 신속히 제거됨 (재흡수, 효소 분해, 확산 등)

1) 장기강화 (Long-Term Potentiation, LTP)

• 반복적인 시냅스 자극이 지속되면 흥분성 시냅스의 신호 전달이 강화됨

• 반복적인 시냅스 자극 → NMDA 수용체 활성화 → Ca²⁺ 유입 → CaMKII, PKC 활성화 → AMPA 수용체 발현 증가 → 시냅스 신호 강화

2) 장기억제 (Long-Term Depression, LTD)

• 낮은 빈도의 시냅스 자극이 가해질 경우 시냅스 전달이 약화됨

• 낮은 빈도의 시냅스 자극 → NMDA 수용체를 통한 Ca²⁺ 유입 약함 → Calcineurin 활성화 → AMPA 수용체 감소 → 시냅스 신호 약화

• 중추신경계에서 작용하는 주요 약물 기전

약물	작용 기전	임상적 적용
벤조디아제핀 (Diazepam, Alprazolam 등)	GABA_A 수용체의 작용을 증폭 → Cl⁻ 유입 증가	항불안제, 수면제
항정신병제 (Haloperidol, Clozapine 등)	D2 수용체 차단 → 도파민 신호 감소	조현병 치료
항경련제 (Valproate, Gabapentin 등)	Na⁺ 채널 차단, GABA 작용 증가	간질(뇌전증) 치료
NMDA 길항제 (Ketamine, Memantine 등)	NMDA 수용체 차단 → 흥분성 신호 억제	마취제, 알츠하이머 치료

Guyton and Hall 14e, pp.567-585

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