자율신경계


서론


심장, 장 및 위장과 같은 체내기관(내장)은 신경계의 한 갈래인 자율신경계에 인해 조절된다. 자율신경계는 말초신경계의 일부이며 몸 안의 여러 근육, 분비선 및 장기들을 조종한다. 자율신경계의 기능은 반사적이고 무의식적이기 때문에 우리는 이것을 잘 인식하지 못한다. 예를 들어, 우리는 혈관 크기의 변화를 느낄 수 없으며 심장박동이 빨라지거나 느려지는 것을 (보통) 의식하지 않는다.

자율신경계란 무엇인가?


자율신경계는 신경계의 무의식적인 부분이다. 이것은 중추신경계(뇌와 척수)에서 분비선, 평활근 및 심근으로 신호를 전달하는 자율신경세포를 포함한다. 자율신경세포들의 여러 기능 중에서 특정한 분비선(예: 타액선)의 분비를 조절하고 심박수와 장운동(소화관의 평활근 수축)을 조절하는 역할을 맡는다.

자율신경계의 역할


자율신경계는 내부와 외부의 자극에 따라 기관과 기관계의 기능을 항시 미세조정하는 역할을 맡는다. 자율신경계는 호르몬분비, 혈액순환, 호흡, 소화 및 배설과 같은 여러 활동의 조절을 통해 항상성(내부적 안정과 균형)의 유지를 돕는다. 자율신경계는 항상 작동 상태를 유지하며 무의식적으로 기능하기 때문에 우리는 깨어있는 동안 (혹은 자는 동안) 하루 중 매분 마다 일어나는 이러한 중요한 활동들을 인식하지 못한다.

자율신경계는 두 개의 하위조직인 교감신경계와 부교감신경계로 나누어진다.

교감신경계 - 교감신경계는 흔히 도전도피반응이라 불리는 반응을 일으킨다:
* 중추신경계도 어느 정도의 교감신경세포를 포함하고 있으나 일반적으로 교감신경세포는 말초신경계에 속하는 것으로 한다.
* 중추신경계(척수)의 교감신경세포는 신경절이라 불리는 교감신경세포체의 일련을 통해 말초의 교감신경세포와 상호작용한다.
* 교감신경세포는 신경절 내의 화학시냅스를 통해 말초 교감신경세포와 연결한다 (이와 같은 이유로 척수 교감신경세포와 말초 교감신경세포를 각각 '시냅스전'과 '시냅스후'라는 용어로 부른다)
* 시냅스전교감신경세포는 교감신경절 내 시냅스에서 아세틸콜린을 분비한다. 아세틸콜린은 시냅스후신경세포의 니코틴성아세틸콜린수용체와 결합하는 화학전령이다.
* 시냅스후 신경세포는 위의 자극에 반응하여 노르에피네프린을 분비한다.
* 이러한 자극의 반응이 지속해서 활성화될 경우 부신(자세히는 부신 수질)에서 아드레날린이 분비된다.
* 노르에피네프린 및 아드레날린이 분비되면 여러 조직의 아드레날린수용체와 결합하여 그 결과 "도전도피반응"의 특성 효과가 발생한다.

다음과 같은 효과는 아드레날린수용체의 활성화를 통해 나타낸다:
* 땀이 늘어남
* 장운동의 감소
* 심박수의 증가 (전도속도의 상승, 불응기의 저하)
* 동공의 확장
* 혈압의 상승 (수축성의 상승, 심장의 이완 및 충전기능의 향상)

부교감신경계 - 부교감신경계는 "휴식과 소화"의 체계로 불리기도 한다. 보통 부교감신경계는 교감신경계과 반대로 작용하여 도전도피반응의 효과를 역전시킨다. 하지만 교감신경계와 부교감신경계은 서로 반대라기보다는 상호보완적인 관계를 하고 있다고 말하는 것이 더 적절할 수 있다.

* 부교감신경계는 일차신경전달물질로 아세틸콜린을 사용한다.
* 시냅스전신경은 자극된 후 신경절에서 아세틸콜린을 분비한다.
* 그 후, 아세틸콜린은 시냅스후신경세포의 니코틴성수용체에 작용한다.
* 이때 시냅스후신경은 아세틸콜린을 분비하여 목표 기관의 수용체를 자극한다.

다음과 같은 효과는 부교감신경계의 활성화를 통해 나타난다:
* 땀이 줄어듦
* 장운동이 늘어남
* 심박수의 저하 (전도속도의 상승, 불응기의 저하)
* 동공의 수축
* 혈압의 저하 (수축성의 저하, 심장의 이완 및 충전기능의 저하)

교감신경계와 부교감신경계의 전령들


자율신경계는 화학전령을 분비하여 목표 기관에 영향을 준다. 가장 흔한 전령으로 노르에피네프린과 아세틸콜린이 있다. 모든 시냅스전신경세포는 아세틸콜린을 신경전달물질로 사용한다. 아세틸콜린은 일부 교감시냅스후신경세포와 모든 부교감시냅스후 신경세포에 의해 분비된다. 교감신경계는 노르에피네프린을 주요 시냅스후 화학전령으로 사용한다. 노르에피네프린과 아세틸콜린은 가장 널리 알려진 자율신경계 신경전달물질이다. 신경전달물질 외에도 특정 혈관활성물질이 시냅스후 자율신경세포로부터 분비되며 이것은 목표 세포의 수용체와 결합하여 목표 세포에 영향을 끼친다.

교감신경계의 작용은 어떻게 이루어지는가?


교감신경계에서 카테콜아민(노르에피네프린, 에피네프린)은 목표 기관의 세포면에 위치한 특정 수용체에 작용한다. 이러한 수용체는 아드레날린성수용체라 불린다.

* 알파1수용체는 주로 수축을 통해 평활근에 영향을 끼친다. 이것의 효과로는 동맥과 정맥의 수축, 위장관 내 운동성 저하 및 동공의 수축이 있다. 알파1수용체는 주로 시냅스후에 위치한다.

* 알파2수용체는 에피네프린 또는 노르에피네프린과 결합하며 어느 정도 알파1수용체의 효과를 저하시킨다. 하지만 알파2수용체는 혈관수축과 같은 여러 특정 효과를 가진다. 위 효과에는 관상동맥수축, 평활근의 수축, 정맥수축, 장의 운동성 저하 및 인슐린 분비의 억제가 있다.

* 베타1수용체는 심박출량 및 수축성의 상승을 일으키며 심전도의 향상을 통해 심박수를 상승시키는 등 주로 심장에 영향을 끼친다. 이외에도 타액선을 자극한다.

* 베타2수용체는 주로 골격근 및 심근에 영향을 끼친다. 수축 속도의 상승, 근육량의 증가 및 혈관팽창이 일어난다. 수용체는 순환하는 신경전달물질 (카테콜아민)에 의해 자극된다.

부교감신경계의 작용은 어떻게 이루어지는가?


언급한 바와 같이 아세틸콜린은 부교감신경계의 일차신경전달물질이다. 아세틸콜린은 무스카린성 및 니코틴성수용체와 같은 콜린성수용체에 작용한다. 무스카린성수용체는 심장에 효과를 끼친다. 대표적인 무스카린성수용체에는 두 종류가 있다.

M2수용체- 아세틸콜린의 작용을 받는 M2수용체는 심장에 위치한다. 이러한 수용체를 자극하면 심박수가 저하된다. (심박수 및 수축성의 저하와 불응기의 증가).

M3수용체는 전신에 위치한다. 이것은 활성화를 통해 산화질소 합성을 증가시키므로 심평활근을 이완시킨다.

자율신경계는 어떻게 구성되어있는가?


언급한 바와 같이, 자율신경계는 다음과 같이 두 개의 하위체계로 나뉜다: 교감신경계, 부교감신경계. 위의 두 체계가 각각 신체에 미치는 영향을 알기위해서는 이 두 체계의 기능을 이해하는 것이 중요하며 양쪽 체계가 시너지효과를 통해 작용하여 체내 항상성을 유지한다는 것을 유념해야 한다.

교감신경계 및 부교감신경계 양쪽 모두 신경전달물질을 분비하며, 주로 교감신경계는 노르에피네프린과 에피네프린, 부교감신경계는 아세틸콜린을 분비한다. 이러한 신경전달물질(카테콜아민으로 불리기도 함)은 하나의 신경이 또 다른 신경, 세포 또는 기관과 연결하면서 생기는 공간(시냅스)을 가로질러 신경신호를 전달한다. 그 후, 신경전달물질은 목표 기관의 교감신경수용체나 부교감신경수용체에 접착하여 효과를 발휘한다. 지금까지 자율신경계의 기능을 간단히 설명했다.

자율신경계는 어떻게 제어되는가?


자율신경계는 의식적으로 제어되지 않는다. 자율신경계의 제어에 관해 여러 중추가 역할을 맡는다.
* 대뇌피질- 대뇌피질 부분은 교감신경계, 부교감신경계 및 시상하부를 제어하여 항상성을 조절한다.
* 변연계- 변연계는 시상하부, 편도체, 해마와 그 주변 영역으로 이루어진다. 이러한 구조들은 대뇌의 바로 아래 시상의 양측에 위치한다.
* 시상하부- 측생수질에 자율신경계를 작동하는 세포들이 위치한다. 시상하부는 부교감미주신경핵을 포함하는 영역 및 척수 내 교감신경계로 통하는 세포들에게 뻗어 있다. 시상하부는 이와 같은 체계와 상호작용하여 소화, 심박수, 땀 및 그 외 기능을 제어한다.
* 뇌간- 뇌간은 척수와 대뇌간의 연결 고리로 활동한다. 감각신경세포와 운동신경세포는 뇌와 척수간의 정보를 전달하면서 뇌간을 지난다. 뇌간은 호흡, 심박수 및 혈압을 포함한 부교감신경계의 여러가지 자율신경기능을 제어한다.
* 척수- 신경절이 두 개의 띠 모양을 이루어 척수의 양측에 위치한다. 외측 띠는 부교감신경계를 형성하고 척수에서 가장 가까운 띠는 교감신경계를 형성한다.

자율신경계의 수용체에는 어떤 것들이 있는가?


감각신경세포의 수상돌기는 상당히 전문화된 감각수상체이며 특정한 종류의 자극을 받는다. 우리는 이러한 수용체의 자극(통증 제외)을 의식적으로 감지하지 못한다. 감각수용체에는 많은 종류가 있다.

* 광수용체- 빛에 반응
* 온도수용체- 온도 변화에 반응
* 기계적수용체- 신축과 압력에 반응 (혈압 또는 촉감)
* 화학수용체- 체내 화학 변화에 반응(산소나 이산화탄소) 및 미각이나 후각의 과정 중 용해되는 화학 물질에 반응
* 침해수용체- 조직 손상과 관련된 다양한 자극에 반응 (뇌에서 통증을 인식)

자율(내장)운동신경세포는 교감 및 부교감신경절에 위치한 신경세포들과 시냅스를 이루며 근육 및 일부 분비선으로 직접 신경을 공급한다. 이렇게 내장운동신경세포는 간접적으로 동맥 및 심근의 평활근으로 신경을 공급한다고 볼 수 있다. 자율운동신경세포는 목표 조직의 활동을 (교감신경계의 경우) 상승시키거나 (부교감신경계의 경우) 저하하는 역할을 한다. 또한, 자율운동신경세포는 신경 공급에 손상이 생긴 경우에도 저하된 기능을 계속 할 수 있다.

자율신경계의 신경세포는 어디에 위치하는가?


자율신경계는 일렬로 연결된 두 종류의 신경세포로 구성된다. 첫 번째 신경세포의 핵은 중추신경계에 위치한다. 교감신경계의 신경세포는 척수의 흉부 및 요추 부위에서 시작하며 부교감신경계의 신경세포는 뇌신경과 천골척수에서 시작한다. 첫 번째 신경세포의 축색돌기는 자율신경절에 위치한다. 두 번째 신경세포의 핵은 자율신경절에 위치하며 두 번째 신경세포의 축색돌기는 해당 목표 조직 내에 위치한다. 이 두 종류의 거대한 신경세포는 아세틸콜린을 사용하여 정보를 전달한다. 하지만 두 번째 신경세포는 (부교감신경계의 경우) 아세틸콜린 또는 (교감신경계의 경우) 노르에피네프린을 사용해 목표 조직과 소통한다. 부교감신경계와 교감신경계 양쪽 모두 시상하부과 연결이 되었다.

교감신경부교감신경
기능신체를 공격으로부터 보호신체의 회복, 재생 및 영양 공급
전반적인 효과이화작용 (조직을 분해)동화작용 (조직을 생성)
활성화되는 기관과 분비선뇌, 근육, 인슐린 췌장, 갑상선 및 부신간, 신장, 효소 췌장, 비장, 위장, 소장 및 결장
호르몬의 종류와 증가되는 물질들인슐린, 코티솔 갑상선 호르몬부갑상선 호르몬, 췌장 효소 담즙 및 그 외 소화효소
활성화되는 신체 기능들혈압 및 혈당치의 상승 발열의 증가소화, 배설 및 면역계의 활성화
정신적 효과공포, 죄책감, 슬픔, 분노 고의적 및 공격적침착 및 만족한 상태 휴식 상태
본 체계를 활성화시키는 요인들스트레스, 두려움, 분노, 걱정, 과도한 생각 및 운동휴식, 취침, 명상, 이완요법 및 사랑받는 느낌

Autonomic Balance Analysis - ANS

자율신경계의 개요


자율신경계는 다음과 같은 기능이나 기관계를 제어하여 생명을 유지하는 기능을 한다.
* 심장 (수축성, 불응상태 및 심장전도를 통한 심박수 조절)
* 혈관 (동맥 및 정맥의 수축과 팽창)
* 폐 (세기관지 평활근의 이완)
* 소화계 (위장의 운동성, 타액의 생산, 괄약근의 제어, 췌장 내 인슐린의 생산 등)
* 면역계 (비만세포의 억제)
* 액체평형 (신장동맥 수축 및 레닌 분비)
* 동공의 직경 (동공과 모양체근의 수축 및 팽창)
* 땀흘림 (땀샘의 분비 촉진)
* 생식계 (남성의 경우 발기와 사정, 여성의 경우 진통과 자궁 이완)
* 비뇨기계 (방광, 배뇨근 및 요도괄약근의 이완과 수축)

자율신경계는 두 종류의 신경갈래를 통해 (교감 및 부교감) 에너지 지출을 조절한다. 교감신경계는 위와 같은 에너지 지출을 조정하고 부교감신경계는 에너지를 회복하는 기능을 한다. 전반적으로:
* 교감신경계는 신체 기능을 가속화하고 (심장과 호흡률 등) 혈액을 사지에서 중심부로 이동하여 중심부를 보호한다.
* 부교감신경계는 신체 기능을 감속화하며 (심장과 호흡률 등) 치유, 휴식, 회복을 돕고 면역 반응을 조정하기도 한다.

이러한 신경계 중 하나라도 제어되지 않을 경우 건강을 악화시킬 수 있으며 이것은 결과적으로 항상성을 방해한다. 자율신경계는 임시적인 체내 변화에 영향을 끼친다. 즉 몸이 기본 상태로 돌아가게한다. 항상성의 기준치에서 잠시 벗어날 수 있으나 기준치의 회복은 제시간 안에 이루어져야 한다. 어느 하나의 기관계의 활성화가 지속되면 (긴장도 상승) 건강에 악영향을 끼칠 수 있다.

자율신경 갈래들은 서로 반대작용을 하여 균형을 유지하도록 만들어졌다. 예를 들면, 교감신경계가 작동할 경우 부교감신경계는 교감신경계를 기본 상태로 되돌리기 위해 작동한다. 따라서, 하나의 신경계가 지속적으로 작용할 경우 다른 신경계를 지속적으로 저하하여 질병을 일으킨다는 사실은 어렵지 않게 이해할 수 있다. 이 둘의 균형은 건강에 필요하다.

부교감신경계는 교감신경계보다 빠르게 변화에 반응할 수 있다. 왜 우리는 이렇게 설계되었는가? 우리가 다른 방식으로 설계되었다고 상상해 보자: 빈맥은 스트레스 요인에 인해 발생한다; 만일 부교감신경계가 빨라진 심박수에 반대되는 작용을 바로 시작하지 않는다면 심박수는 위험한 리듬의 수준, 예를 들어, 심실세동으로 이어질 때까지 계속 상승할 것이다. 이와 같이 부교감신경계가 빠르게 반응할 수 있기 때문에 위와 같은 위험한 상황이 일어나지 않는 것이다. 부교감신경계는 신체의 건강 상태 변화를 가장 먼저 알린다. 부교감신경계는 호흡 활동에 영향을 끼치는 주요 요인이다. 심장의 경우 부교감신경섬유는 심근 내부 깊이 시냅스를 이루지만 교감신경섬유는 심장의 표면에서 시냅스를 이룬다. 따라서, 부교감신경계는 심장 손상에 더 민감하다.

자율신경자극의 전달


신경세포는 활동전위를 발생시켜 축색돌기를 따라 전파한다. 그 후 이는 신경전달물질이라 불리는 화학 물질의 분비를 통해 시냅스를 가로질러 신호를 전달하고 이것은 또 다른 작동세포나 신경세포의 반응을 자극한다. 이와 같은 과정은 신경전달물질과 수용체의 종류에 따라 위 신호를 수신하는 세포의 자극이나 억제를 일으킬 수 있다.

전파- 축색돌기전위는 축색돌기를 따라 전파되며 전기로 이루어져 있고 이것은 축색돌기막을 사이에 둔 나트륨 이온과 칼륨 이온의 교환에 인해 발생한다. 개개의 신경세포는 각 자극을 수신 후 동일한 전위를 발생시키고 축색돌기를 따라 위의 축색돌기전위를 일정한 속도로 전도한다. 위의 속도는 축색돌기의 직경과 말이집의 두께에 달려있다- 말이집신경섬유에서는 축색돌기가 일정한 간격으로 노출되기 때문에 속도가 더 빠르다 (랑비에 결절). 신경충동은 말이집이 있는 부분을 건너 뛰며 결절과 결절 사이를 "도약"한다.

신경전달- 신경전달은 화학적으로 이루어지며 특정한 신경전달물질이 신경종말에서 분비되면서 발생한다. 이러한 신경전달물질은 시냅스 틈새를 가로질러 확산하고 작동세포나 인접한 신경세포의 특정한 수용체와 결합한다. 위의 수용체에 따라 흥분 반응이나 억제 반응이 일어난다. 신경전달물질과 수용체 간 상호작용의 발생과 종료는 빠르게 일어나야 한다. 이것은 수용체의 활성화가 반복적으로 빠르게 일어나도록 한다. 신경전달물질은 다음 세 가지 방법 중 하나로 "재활용"될 수 있다.
* 재흡수- 신경전달물질은 빠르게 시냅스전 신경종말 내부로 펌프된다.
* 파괴 - 신경전달물질은 수용체 가까이 있는 효소에 의해 파괴된다.
* 확산- 신경전달물질은 주변부로 확산한 끝에 제거될 수 있다.

수용체- 수용체는 세포막을 덮는 단백질 복합체이다. 대부분 수용체는 주로 시냅스후수용체와 상호작용한다. 일부 수용체는 시냅스전신경세포에 위치하기도 하며 이것은 신경전달물질의 분비의 세밀한 제어를 가능하게 한다. 자율신경계에는 두 종류의 주요 신경전달물질이 있다:
* 아세틸콜린- 자율신경시냅스전섬유와 시냅스후부교감신경섬유의 주요 신경전달물질이다
* 노르에피네프린- 대부분 시냅스후 교감신경섬유가 사용하는 신경전달물질이다

자율신경계의 기능들


부교감신경계


"회복과 소화" 반응:
* 위장관으로의 혈류량을 증가시켜 위장관으로부터 몸에 요구되는 대사량의 충족을 돕는다.
* 산소치가 정상화될 시 세기관지 수축
* 미주신경 심장가지와 흉곽척수의 척수부신경를 통한 심장의 제어
* 근거리시력의 제어를 가능하게 하는 동공의 수축
* 타액선 생산을 자극하고 장운동 속도를 상승시켜 소화를 도움
* 자궁의 이완/수축 및 남성의 발기/사정

부교감신경계의 기능을 이해하기 위해서 실제 사례를 드는 것이 도움된다:

남성의 성 반응은 중추신경계의 직접적인 제어를 받는다. 발기는 흥분신경경로를 통해 부교감신경계에 의해 제어된다. 흥분신경신호는 사고, 시야 및 직접적인 자극을 통해 뇌에서 시작한다. 흥분신경신호의 근원에 상관없이 음경신경은 아세틸콜린과 산화질소를 분비하며 반응하여 음경동맥의 평활근을 이완시키고 혈액으로 채워지도록 신호를 보낸다. 이러한 연속 단계는 발기로 이어진다.

교감신경계


도전도피반응:
* 땀샘의 자극
* 혈액을 필요로 하는 신체 중심부로 우회하기 위한 말초혈관의 수축
* 활동에 필요할 수 있는 골격근으로의 혈액공급 증가
* 저혈액산소치 조건에서의 세기관지 확장
* 복부로의 혈액공급 감소, 소화 활동 및 장운동 저하
* 혈류 내 포도당치 증가를 위한 간에 저장된 포도당의 분비

부교감신경계과 같이 교감신경계의 기능을 이해하기 위해서는 실제 사례를 살펴보는 것이 도움된다:

더위는 우리가 많이 겪는 스트레스 인자이다. 사람들이 과열에 노출되는 경우 신체는 다음과 같은 방법으로 반응한다: 신경자극이 열수용체에 인해 교감신경제어중추로 전달된다. 억제메시지는 교감신경을 따라 피부 내 혈관으로 전달되고 이는 피부혈관을 확장한다. 혈관의 확장은 신체 표면으로의 혈류를 증가시켜 몸의 표면으로부터 복사열이 손실되게 한다. 피부혈관을 확장하는 것 외에도 신체는 땀을 흘려 과열에 반응한다. 이것은 체온의 상승에 인해 일어나며 시상하부는 이것을 감지하여 교감신경을 통해 땀샘으로 신호를 보내고 그 결과 땀의 생산량이 증가한다. 생산된 땀의 증발에 인해 열이 상실된다.

자율신경세포


중추신경계로부터 신경자극을 전도하는 신경세포는 날신경(운동)세포로 알려진다. 이는 날신경세포가 의식적인 제어를 받지 않는다는 점에서 몸운동신경세포와 다르다. 몸신경세포는 보통 의식적으로 제어가 가능한 골격근으로 축색돌기를 보낸다.

* 내장날신경세포- 심근, 평활근 및 분비선으로 자극을 전달하는 역할을 하는 운동신경세포 뇌 또는 중추신경계에서 시작할 수 있다. 뇌 또는 척수에서 특정 목표 조직까지 자극을 전도하기 위해서는 두 종류의 내장날신경세포가 필요하다.

* 신경절이전(시냅스전)신경세포- 신경세포체는 척수 또는 뇌의 회색질 내에 위치한다. 이것은 교감신경절 또는 부교감신경절까지 이어진다.

* 자율신경절이전섬유- 마름뇌, 중간뇌, 상부흉곽척수, 또는 척수의 넷째 천골층에서 시작한다. 자율신경절은 머리, 목 또는 복부에서 발견된다. 척수의 양편으로 자율신경절의 사슬이 평행으로 이어진다.

* 신경절이후(시냅스후)신경세포- 자율신경절 (교감신경 또는 부교감신경)에 세포체가 위치한다. 신경세포는 내장조직(목표 조직)까지 이어진다.

신경절이전섬유가 시작하는 곳과 자율신경절이 있는 곳을 알면 교감신경계과 부교감신경계를 구별하는 것에 도움된다.

자율신경계 갈래


자율신경계 갈래의 요약
* 내장(운동)날신경섬유로 이루어진다.
* 교감신경갈래와 부교감신경갈래로 나뉜다.
* 교감신경세포는 척수의 요추/흉부 부위의 있는 척수신경을 통해 중추신경계를 나간다.
* 부교감신경세포는 뇌신경 및 천골척수의 척수신경을 통해 중추신경계를 나간다.
* 신경 전달에는 항상 두 종류의 신경세포가 있다: 시냅스전(신경절이전)과 시냅스후(신경절이후)가 있다.
* 교감신경절이전세포는 상대적으로 길이가 짧다; 교감신경절이후세포는 상대적으로 길이가 길다
* 부교감신경절이전세포는 상대적으로 길이가 길다; 부교감신경절이후세포는 상대적으로 길이가 짧다
* 자율신경계의 모든 신경세포는 아드레날린성 또는 콜린성이다
* 콜린성신경세포는 신경전달물질로 아세틸콜린(Ach)을 사용한다 (교감및 부교감신경절이전신경세포, 땀샘에 작용하는 모든 부교감신경절이후세포와 교감신경절이후세포를 포함)
* 아드레날린성신경세포는 신경전달물질로 노르에피네프린(NE)을 사용한다 (땀샘에 작용하는 것을 제외한 모든 교감신경절이후신경세포를 포함)

부신


부신은 각 신장 위에 위치한다 (콩팥위샘이라 불리기도 함). 이들은 열두째 척추 정도 높이에 위치한다. 부신에는 두 부분이 있는데 부신피질과 부신속질이다. 두 부분 모두 호르몬을 생산한다: 부신피질은 알도스테론, 안드로겐 및 코티솔을 생산하며 부신속질은 주로 에피네프린과 노르에피네프린을 생산한다. 부신속질은 신체가 스트레스 인자에 반응할 때 혈류내로 직접 에피네프린 및 노르에피네프린를 분비한다 (교감신경계의 활성화)

부신수질 세포는 교감신경절이후신경세포와 같은 배아조직에서 유래된다; 따라서 부신수질은 변형된 교감신경절과 유사하다. 부신수질의 세포는 교감신경절이전섬유에 인해 신경이 연결된다. 부신수질은 신경자극에 반응하여 혈류에 에피네프린을 분비한다. 에피네프린의 효과는 노르에피네프린과 비슷한다.

부신에서 생산되는 호르몬은 정상적이고 건강한 신체기능에 필수적이다. 만성스트레스에 대한 반응으로 분비된 코티솔은 (혹은 교감신경도의 증가) 신체에 손상을 줄 수 있다 (예: 고혈압, 면역기능의 변화). 신체가 장기적으로 스트레스를 받을 경우 코티솔 수치가 부족할 수 있으며 (부신 피로) 이 때문에 혈당치가 저하되고 과로나 근육통과 같은 결과가 일어날 수 있다.

부교감신경(두개천골)갈래


자율신경계의 부교감신경갈래는 보통 두개천골갈래로 불린다. 이것은 신경절이전 신경세포체가 뇌간핵에 위치하며 척수의 둘째에서 넷째 천골분절의 외측회백각에도 위치하기 때문이다. 따라서, 두개천골이라는 용어는 보통 부교감신경갈래를 의미한다.

부교감신경 두개유출:
* 뇌신경(III, VII, IX 및 X) 내 뇌줄기에서 나오는 말이집신경절이전축색돌기로 이루어진다
* 다섯개의 요소로 구성된다
* 가장 큰 요소는 미주신경(X)이다. 이것은 총 유출의 80%에 달하는 신경절이전섬유으로 구성된다.
* 축색돌기는 목표(효과)기관 벽의 종말신경절에서 끝나며 이곳에서 신경절신경세포와 시냅스를 이룬다.

부교감신경 천골유출:
* 둘째에서 넷째 천골신경의 앞뿌리에서 나오는 말이집신경절이전축색돌기로 이루어진다.
* 집합적으로 이들은 생식 및 배출기관 벽의 신경절신경세포와 시냅스를 이루는 골반내장신경을 형성한다.

자율신경계의 기능들


"3F" 연상 기호를 사용하여 교감신경계의 작동을 쉽게 추측할 수 있다. (Fear 공포, Fight 맞섬 및 도전, Flight 도피) 극도의 공포, 걱정 또는 스트레스를 일으키는 상황과 마주할 경우, 신체는 심박수를 늘려 생명유지 기관 및 근육으로의 혈액 공급을 증가 및 소화를 느리게 하고 시야를 변경 더욱 잘 볼 수 있게 하며 그 외 여러 가지 변화를 통해 위험 또는 스트레스를 일으키는 상황에 빠르게 반응할 수 있도록 돕는다. 이러한 반응들은 수천 년 동안 우리가 하나의 종으로써 생존할 수 있도록 도와 왔다.

인체에서 흔히 볼 수 있듯 교감신경체는 부교감신경갈래와 완벽한 균형을 이루며 이것은 교감신경체 활성화 후 신체의 기관계들을 정상으로 되돌린다. 부교감신경계는 균형을 회복시킬 뿐만 아니라 생식, 휴식, 휴면 및 소화와 같은 다른 중요한 기능들도 수행한다. 각 갈래는 다른 종류의 신경전달물질을 사용하여 활동한다- 교감신경계는 노르에피네프린과 에피네프린를 신경전달물질로 사용하고 부교감신경갈래는 아세틸콜린를 사용해 활동한다.

자율신경계의 신경전달물질


신경전달물질교감신경계부교감신경계
아세틸콜린신경절이전섬유신경절이전섬유; 작동세포(콜린성)와 시냅스를 이루는 신경절이후섬유
노르에피네프린작동세포(아드레날린성)와 시냅스를 이루는 신경절이후섬유

위의 도표는 교감신경갈래 및 부교감신경갈래의 주요 신경전달물질을 설명한다. 여기에는 몇 가지 예외가 있다:

* 골격근 내 땀샘과 혈관으로 신경을 연결하는 일부 교감신경섬유는 아세틸콜린을 분비한다.

* 부신수질 세포는 교감신경절이후세포와 밀접한 관계를 이룬다. 이들은 교감신경절이후세포와 같이 에피네프린과 노르에피네프린를 분비한다.

자율신경계의 수용체들


다음 도표는 자율신경계의 수용체들과 그 위치를 보여준다.

수용체자율신경계갈래위치아드레날린성 또는 콜린성
니코틴성수용체부교감신경자율신경계(부교감신경 및 교감신경)신경절; 근육세포콜린성
무스카린성수용체 (M2, M3는 심장혈관 활동에 영향을 끼친다)부교감신경M2- 심장에 위치 (아세틸콜린의 작용을 받는다); M3- 동맥나무에 위치한다 (산화질소)콜린성
알파1수용체교감신경주로 혈관에 위치한다; 주로 시냅스후에 위치한다.아드레날린성
알파2수용체교감신경신경종말에서 시냅스전에 위치한다. 또한, 시냅스틈새의 원위에 위치한다.아드레날린성
베타1수용체교감신경지방세포; 심장전도계통아드레날린성
베타2수용체교감신경주로 동맥에 위치한다 (심장 및 골격근)아드레날린성


작용제와 대항제


어떻게 특정 약물이 자율신경계에 영향을 끼치는지 이해하기 위해 특정 용어들을 정의하는 것이 필요하다:

* 교감신경작용제- 교감신경계를 자극하는 약물
* 교감신경대항제 (sympatholytic)- 교감신경계를 억제하는 약물
* 부교감신경작용제 (parasympathomimetic)- 부교감신경계를 자극하는 약물
* 부교감신경대항제 (parasympatholytic)- 부교감신경계를 억제하는 약물

(용어를 쉽고 정확히 이해하기 위해 접미사 -mimetic을 흉내 내는 것이라는 의미로 이해할 수 있다. 다시 말해 이것은 특정 활동을 흉내 낸다. Lytic는 일반적으로 파괴를 의미한다. 따라서 접미사 -lytic를 특정 계통의 활동을 억제하거나 파괴하는 것으로 이해할 수 있다.

아드레날린성 자극에 관한 반응


신체의 아드레날린성 반응은 아드레날린과 화학적으로 비슷한 복합체에 인해 자극된다. 교감신경종말에서 분비되는 노르에피네프린과 혈류에 있는 에피네프린(아드레날린성)은 가장 중요한 아드레날린성 신경전달물질들이다. 아드레날린성 신경자극은 효과(목표)기관의 수용체에 따라 흥분효과 또는 억제효과를 발휘할 수 있다.

목표 기관에 주는 효과자극 또는 억제효과
동공의 확장신경자극
타액 분비의 감소신경억제
심박수의 증가신경자극
심장박출량의 증가신경자극
호흡률의 상승신경자극
기관지의 팽창신경억제
혈압의 상승신경자극
소화계의 운동성 및 분비의 감소신경억제
내직장괄약근의 수축신경자극
방광 평활근의 이완신경억제
내요도괄약근의 수축신경자극
지방 분해의 자극신경자극
글리코겐 분해의 자극신경자극

3F를 이해하는 것은 반응을 예상할 수 있도록 돕는다 (Fear 공포, Fight 맞섬 또는 도전, Flight 도피) 예를 들면, 위협적인 상황의 경우 심박수와 혈압이 상승하고 (필요한 에너지 공급을 위해) 글리코겐이 분해되며 호흡율이 상승하는 것은 당연하다. 이들은 모두 신경자극 효과가 있다. 다른 한편, 위협적인 상황에 직면할 경우 소화가 우선하지 않으므로 이 기능은 억제된다.

콜린성 자극에 관한 반응


부교감신경자극은 일반적으로 교감신경자극 효과의 반대라고 생각하는 것이 기억에 도움된다 (이중 신경지배를 가진 기관에 한해- 모든 원칙에는 예외가 존재한다). 심장에 신경을 연결하는 부교감신경섬유가 그 예외의 한 예이다- 억제는 심박수를 저하시킨다.

목표 기관에 주는 효과신경자극 또는 신경억제 효과
소화계의 운동성 및 분비신경자극
심박수의 저하신경억제
심장박출량의 감소신경억제
기관지수축신경자극
동공의 수축신경자극
타액분비의 증가신경자극
방광 평활근의 수축신경자극
내요도괄약근의 이완신경자극
결장근의 수축 (배변)신경자극
내항문괄약근의 이완신경자극

양쪽 신경갈래의 보완 효과


타액선은 자율신경계의 교감신경 및 부교감신경갈래 양쪽의 작용을 받는다. 교감신경은 소화관 전체 혈관의 수축을 자극하여 타액선으로의 혈류량을 감소시켜 타액을 진하게 한다. 부교감신경은 묽은 타액의 분비를 자극한다. 따라서, 양쪽 신경갈래의 작용은 다르지만 상호 보완적인 방식으로 작용한다.

양쪽 신경갈래의 협력 효과


자율신경계의 교감신경 및 부교감신경갈래 간의 협력은 비뇨기계통과 생식기계통에서 가장 잘 나타난다.

* 생식기계통- 교감신경섬유는 정액의 사정과 여성의 반사연동을 자극한다. 부교감신경섬유는 혈관확장을 일으켜 궁극적으로 남성의 경우 음경을 여성의 경우 음핵을 발기시킨다.

* 비뇨기계통- 교감신경섬유는 방광의 긴장을 상승시켜 소변충동의 반사작용을 자극한다. 부교감신경은 방광의 수축을 돕는다.

이중 신경지배를 받지 않는 기관들


신체 대부분 기관들은 교감신경과 부교감신경계 양쪽 신경섬유로 신경이 연결되어 있다. 몇 개의 예외가 존재한다:
* 부신수질
* 땀샘
* 털세움근
* 대부분 혈관

이러한 기관 및 조직들은 교감신경섬유로 신경이 연결되어 있다. 신체는 어떻게 활동을 제어하는가? 신체는 교감신경섬유의 긴장을(점화율) 상승시키거나 저하함으로써 제어한다. 교감신경섬유의 자극을 제어함으로써 이러한 기관들의 활동을 제어할 수 있다.

스트레스와 자율신경계


사람이 위협적인 상황에 놓이면 감각신경 메시지가 대뇌피질과 변연계("감정" 뇌) 및 시상하부로 전달된다. 시상하부의 전면은 교감신경계를 흥분시킨다. 연수에는 소화기계통, 심장혈관계, 폐기관계, 생식기관계 및 비뇨기관계의 여러 기능을 제어하는 중추들이 있다. (감각 및 운동신경섬유 모두 포함하는) 미주신경은 위의 중추에게 이들의 들신경섬유를 통해 감각입력을 전달한다. 연수 자체 또한 시상하부, 대뇌피질 및 변연계로 인해 제어된다. 따라서 여러 영역들이 몸의 스트레스에 대한 반응과 연관되어 있다.

사람이 극도의 스트레스에 노출되면 (들짐승의 공격 같은 갑작스럽게 생기는 일을 상상하자) 교감신경계가 완전히 마비되어 기능이 정지할 수 있다. 위의 사람은 몸이 제자리에 굳어 꼼짝 못 하게 될 수 있다. 또한, 방광의 제어를 상실할 수도 있다. 이것은 신호의 압도적인 수에 인해 뇌가 신호를 "정리"해야 하며 아드레날린이 급증하기 때문이다. 다행히도 우리는 평소에 이 정도 스트레스에 노출되지 않아 자율신경계가 제 기능을 한다.

자율신경과 연관된 장애


자율신경계의 기능장애에 인한 질병과 질환이 여러 가지 있다.

* 기립저혈압- 이것의 증상에는 자세를 바꾸면서 현기증 및 어지러움이 일어거나 (앉은 자세에서 일어설 때) 또는 기절, 시력이 흐려지거나 가끔 메스꺼움이 일어나기도 한다. 이것은 가끔 피가 다리에 몰리는 것에 인해 압력수용체가 저혈압을 인지 및 반응하는 것에 실패하여 발생한다.

* 호르너증후군- 이것의 증상에는 얼굴 한쪽이 영향을 받아 땀의 양이 줄거나 눈꺼풀이 내려오고 동공이 수축하는 것이 있다. 이것은 눈과 얼굴로 연결되는 교감신경의 손상에 인해 일어난다.

* 히르슈슈프룽병- 선천거대결장으로 불리기도 하는 이 장애는 결장의 확대 및 중증 변비의 특징을 보인다. 이것은 결장 벽 내 부교감신경절이 부족하여 발생한다.

* 혈관미주신경실신- 기절의 흔한 원인으로써 혈관미주신경실신은 자율신경계가 특정한 트리거(충격적인 광경, 변통 및 장시간 서 있는 것)에 비정상적으로 반응하여 심박수를 저하하고 다리의 혈관을 팽창시켜 피가 하지에 고이게 함으로써 혈압이 급속으로 하강함에 따라 일어난다.

* 레이노현상- 이 장애는 젊은 여성에게 주로 발생하며 손가락과 발가락 및 때때로 귀와 다른 신체 부위를 변색시킨다. 이것은 교감신경계의 과도 활성화에 인한 말초혈관의 과도한 수축에 인해 발생한다. 이것은 보통 스트레스와 감기에 인해 발생한다.

* 척수쇼크- 중상 또는 척수의 손상으로 발생하며, 척수쇼크는 자율신경반사기능장애를 일으킬 수 있으며 이것의 특징으로는 땀 흘림, 중증 고혈압, 배변 또는 방광의 제어상실이 있으며 척수 부상 부위보다 낮은 곳에 있어 교감신경자극이 부교감신경계에 인해 억제되지 못하여 발생한다.

자율신경병증


자율신경병증은 교감신경 또는 부교감신경세포에게 (때때로 둘 다) 영향을 끼치는 질환과 질병의 집합체이다. 이는 유전에 의한 것일 수 있으며 (해당 질병을 가진 부모로부터 물려받아 태어나면서부터 존재) 또는 후천적일 수 있다.

자율신경계는 많은 신체 기능들을 제어하므로 자율신경병증에 걸릴 경우 검사나 실험실 연구를 통해 유발될 수 있는 증상들이 얼마든지 발생할 수 있다. 때때로 자율신경계에서 단 하나의 신경이 영향받을 수 있다. 하지만 의사는 자율신경계의 다른 영역에서 기인하는 증상의 발달을 경계해야 한다. 자율신경병증은 다양한 임상증상들을 일으킬 수 있다. 이러한 증상들은 자율신경계의 어떤 신경이 영향을 받았는가에 따라 좌우된다.

증상은 매우 다양하며 인체의 거의 모든 기관계에 영향을 끼칠 수 있다.

* 외피계- 옆은 색깔, 얼굴 한쪽에서 땀을 흘리지 못하는 것, 가려움, 통각과민 (피부 과민), 피부 건조증, 찬 발, 쉽게 부러지는 손톱, 밤에 악화하는 증상, 하퇴모발 성장부족

* 심장혈관계- 심계항진 (빠르거나 건너뛰는 심맥), 떨림, 시야의 흐려짐, 어지러움, 근실신, 호흡곤란, 흉통, 귀울림, 하지불편 및 기절

* 위장계- 설사나 변비, 매우 적은 식사 후 포만감 (조기포만), 삼킴장애, 실금, 타액분비 감소, 위마비, 배변 중 기절, 장운동의 증가, 구토 (위마비와 연관)

* 생식비뇨계- 발기불능, 사정불능, 성극치감불능 (남성과 여성), 역행사정, 요절박 및 빈뇨, 급성요정체 (범람실금), 요실금 (스트레스, 또는 절박실금), 야뇨증, 유뇨증, 불완전한 방광배출

* 호흡계- 콜린성 자극에 관한 반응의 저하 (기관지수축 부전), 저혈중산소치에 관한 반응부전 (심박수와 환기반응)

* 신경계- 발이 화끈거림, 체온조절불능

* 시각계- 흐린 시야 또는 노안화, 광선눈통증, 터널시야, 눈물 감소, 초점장애, 시간의 흐름에 따른 유두상의 상실

자율신경병증의 원인에는 여러 질병 또는 질환 및 다른 질병을 치료하기 위해 사용되는 약 또는 (수술과 같은) 시술 등이 있다:

* 알코올중독- 만성 에탄올 (알코올) 노출은 축삭운반부전 및 세포골격성질에 손상을 일으킬 수 있다. 알코올은 말초신경 및 자율신경계에 독성을 가진다.

* 아밀로이드증- 이 질환에서는 불용성 단백질이 여러 조직과 기관에 침착한다. 자율신경 기능장애는 일차 아밀로이드증과 유전성 아밀로이드증에 흔하다.

* 자가면역질환- 급성 간헐 및 혼합 포르피린증, 홈즈애디증후군, 로스증후군, 다발골수종과 체위 기립성 빈맥은 모두 자가면역의 병인 또는 요소가 있거나 추측되는 질병들이다. 면역계가 신체 조직을 이물질로 잘못 식별하여 파괴하려 들고 이것은 신경에 널리 손상을 초래한다.

* 당뇨병-신경병증은 감각신경 및 운동신경에 영향을 끼치며 당뇨병환자에게 흔히 발생한다. 당뇨병은 자율신경병증의 가장 흔한 원인이다.

* 다계통위축증- 이것은 신경계장애로써 신경세포의 변성을 일으키고 자율신경기능을 변화시켜 운동 및 균형 문제를 일으킨다.

* 신경손상- 신경은 외상 또는 수술로 인해 손상될 수 있으며 그 결과 자율신경기능장애가 발생할 수 있다.

* 약물- 타 장애를 치료하기 위한 약물이 자율신경계에 영향을 끼칠 수 있다. 다음과 같은 예가 있다:

교감신경활동을 증가시키는 약물 (교감신경작용제): 암페타민, 모노아민 옥시다제 저해제 (항우울제), 베타 아드레날린자극제

교감신경활동을 저하하는 약물 (교감신경차단제): 알파 및 베타차단제 (예: 메토프롤), 바르비투르염, 마취제

부교감신경활동을 증가시키는 약물 (부교감신경작용제): 항콜린에스테라아제, 콜린유사제제, 가역적 카르바메이트 억제제

부교감신경활동을 증가시키는 약물 (부교감신경차단제): 항콜린작용약물, 신경안정제, 항우울제.

확실히, 어떤 사람들은 자율신경병증에 관한 본인의 위험인자를 억제하지 못한다 (예: 자율신경병증의 유전적 원인) 당뇨병은 자율신경병증에 가장 크게 기여하는 요인이며 당뇨병 환자들이 자율신경병증에 걸릴 위험을 높인다. 당뇨병 환자는 혈당을 조절하여 신경손상 예방하여 자율신경병증의 위험을 감소시킬 수 있다. 흡연, 알코올의 잦은 섭취, 고혈압, 콜레스테롤혈증 (고혈증콜레스테롤) 및 비만에 인해 자율신경병증의 위험이 높아질 수 있으므로 이러한 요인들을 최대한 억제하여 자율신경병증에 걸릴 위험을 줄여야 한다.

자율신경장애의 치료는 자율신경병증의 원인에 크게 좌우된다. 근본적인 원인을 치료할 수 없을 경우, 의사들은 여러 가지 치료를 시도하여 자율신경병증의 증상을 완화하려 한다.

* 외피계- 가려움증은 약물치료로 치료하거나 피부의 보습으로 완화할 수 있다. 피부의 보습 문제가 가려움증의 주요 원인일 수 있다. 피부 통각과민은 가바페닌과 같은 약물로 치료할 수 있다. 가바페닌은 신경병증과 신경통을 치료하는 데 사용된다.

* 심장혈관계- 기립저혈압의 증상들은 압박양말의 착용, 수액섭취의 증가, 소금섭취의 증가 및 혈압조절약물(예: 플루드로코티솔)의 투여로 호전될 수 있다. 빈맥은 베타차단제로 치료될 수 있다. 환자는 갑작스러운 자세 변경을 피하도록 상담받아야 한다.

* 위장계- 위마비의 경우 환자는 적은 양의 식사를 자주 하도록 상담받을 수 있다 운동성을 상승시키는 데 약물이 때로 도움될 수 있다 (레글란). 식이섬유 섭취량을 늘리는 것이 변비에 도움될 수 있다. 배변문제 치료에 관해 배변 재훈련이 가끔 도움되기도 한다. 항우울제는 가끔 설사에 도움된다. 저지방 고식이섬유 식사는 소화와 변비를 도울 수 있다. 당뇨가 있는 사람은 혈당을 정상화하도록 노력해야 한다.

* 생식비뇨계- 방광 재훈련, 과활동성방광을 위한 약물, 간헐적 도관법(불완전방관배출 문제의 경우 방관을 완전히 배출시키도록 사용)과 발기불능을 돕는 약물 (예: 비아그라)를 이용하여 성기능 문제를 치료할 수 있다.

* 시각 문제- 눈물의 양을 줄이기 위해 약물이 처방되기도 한다.