신경전달물질이란?

신경전달물질 (Neurotransmitters) 이란?

신경세포(뉴런) 사이에서 신호를 전달하는 화학 물질로 시냅스를 넘어 다른 세포에 영향을 주기 위해 뉴런에서 분비되는 신호 분자를 신경전달물질 (Neurotransmitters)이라고 합니다. 이들은 신경계에서 매우 중요한 역할을 하며, 다양한 신체 기능과 행동을 조절합니다. 신호를 수신하는 세포 또는 표적 세포는 다른 뉴런일 수도 있지만, 샘 또는 근육 세포일 수도 있습니다. 

 

신경전달물질의 작용 메커니즘

신경전달물질의 작용은 방출, 수용체 결합, 반응, 재흡수 또는 분해의 단계로 이루어집니다. 신경세포의 시냅스 소포 안에 신경전달물질이 들어있는데, 신경세포에 자극이 전달 됨에 따라 시냅스 틈으로 방출되어 표적세포의 신경전달물질 수용체와 결합하여 상호작용할 수 있습니다. 수용체에 결합한 신경전달물질이 신경세포의 전기적 활동을 변화시키는데, 이로 인해 신경세포가 흥분하거나 억제되며, 새로운 신호가 전달됩니다. 신경전달물질은 시냅스 틈에서 특정 효소에 의해 분비되거나 원래의 신경세포로 재흡수 되는데, 이를 통해 신경전달 물질의 농도를 조절하고 신호 전달 과정을 종료 시킵니다. 신경전달물질은 복잡한 신경계의 기능에 필수적입니다.

 

주요 신경전달물질의 종류

인체의 신경전달물질의 정확한 수는 알 수 없지만, 100개 이상이 특정되어 있으며, 신경전달물질은 아미노산, 모노아민, 펩타이드 계열로 나뉩니다. 아미노산 계열로는 글리신, 글루타메이트, 아스파르트산 등이 있습니다. 모노아민 계열에는 도파민, 노르에피네프린, 에피네프린(아드레날린), 세로토닌, 히스타민이 있으며, 펩타이드 계열에는 엔돌핀, 옥시토신 등이 있습니다. 
 
아미노산 계열의 신경전달물질인 글리신(Glycine)은 주요 억제성 신경전달물질로 뇌와 척수에서 중요한 역할을 담당하며, 주로 척수와 뇌간에서 이루어지는데 운동 조절과 감각 처리에 중요한 기여를 합니다. 글리신은 글리신 수용체에 결합하여 작용하며, GABA 수용체와 협동하여 신경계의 억제성 신호를 강화하여 신경계의 안정성과 조절을 유지하는 데 중요한 역할을 담당합니다. 글리신 수용체는 약물 개발의 중요한 타깃이 될 수 있으며, 신경계의 억제성 균형을 조절하는 약물 연구가 이루어지고 있습니다. 또 다른 아미노산 계열의 신경전달물질인 글루타메이트(Glutamate)는 주요 흥분성 신경전달물질로 신경세포 간의 시냅스 전달을 촉진하며, 학습과 기억에 중요한 역할을 합니다. NMDA 수용체와 AMPA 수용체 같은 다양한 수용체에 결합하여 신경세포의 활동을 촉진합니다. 글루타메이트의 과도한 활성화는 알츠하이머병과 같은 신경 퇴행성 질환의 원인으로 여겨져 글루타메이트의 재흡수 억제제를 통해 이를 조절하기 위한 약물 연구가 진행 중이며, 글루타메이트의 조절이 파킨슨병의 증상 완화에도 기여할 수 있는 가능성이 연구되고 있습니다. 
 
모노아민 계열의 신경전달물질 중 도파민(Dopamine)은 즐거움, 운동 조절에 관여합니다. 이는 파킨슨병과 정신 분열증, 우울증과 같은 정신 질환과 관련이 있습니다. 도파민 수용체에 결합하여 신경세포의 활동을 조절하며, 다양한 뇌 영역에서 기능에 따라 다양한 효과를 미칩니다. 파킨슨병은 도파민 신경세포의 퇴화로 인해 발생되는데, 레보도파(Levodopa)와 같은 약물은 도파민 전구체로 사용되어 뇌 안의 도파민 농도를 증가시키고, 증상을 완화하는 데 사용됩니다. 또한 도파민 수용체 작용제도 연구 및 사용되고 있습니다. 정신 분열증의 증상 중 하나는 도파민 시스템의 과도한 활성화와 관련이 있으며, 도파민 수용체를 차단하는 향정신성 약물인 할로페리돌, 리스페리돈 등이 연구되고 사용되고 있습니다. 도파민의 부족은 우울증과 관련이 있으며, 도파민 작용을 증진시키는 약물인 부프로피온 등이 연구되고 있습니다. 도파민 관련 약물 연구는 신경계의 다양한 질환과 장애를 이해하고 치료하는 데 중요한 역할을 하며, 도파민 시스템의 균형을 맞추는 것이 많은 신경정신적 문제의 해결에 도움이 될 수 있습니다. 
 
펩타이드 계열의 엔돌핀(Endorphins)은 뇌에서 자연적으로 생성되는 신경전달물질로 통증 완화와 쾌감에 중요한 역할을 담당합니다. 엔돌핀 관련 약물 연구는 주로 통증 관리, 기분 조절, 스트레스 대응 및 신경계 질환의 치료에 초점을 맞추고 있습니다. 엔돌핀은 오피오이드 수용체에 결합하여 신경의 통증 신호 전달을 억제하는데 기인합니다. 엔돌핀의 작용을 모방하거나 증진시키기 위한 약물 연구가 진행되고 있는데, 엔돌핀의 유사체나 오피오이드 수용체의 작용을 조절하는 약물이 개발되고 있습니다. 
 

신경전달물질과 약물 연구 

신경전달물질들은 다양한 방식으로 상호작용하며, 신경계의 복잡한 기능을 조절합니다. 각 신경전달물질의 균형이 깨지면 신경학적, 정신적 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 신경전달물질과 그 수용체는 약물 연구의 주요 타깃이 됩니다. 신경전달물질의 작용 메커니즘을 이해하면, 그에 맞는 약물 설계가 가능해지며, 이는 효과적이고 부작용이 적은 약물 개발로 이어져 안전성을 높일 수 있습니다. 신경전달물질의 연구는 약물 개발과 치료의 기반을 제공하며, 신경계 질환의 이해와 관리에 중요한 기여를 하고 있습니다.