Chapter 6 다.
Chapter 6 를 하는 이유는 5에 있는 concept 이 그대로 적용되서 단지 조금도 구체적으로 들어가는 거 어떻게 neuro transmitter 가 만들어지고 어떻게 이게 작동을 하고 그렇게 해야하는 중요한 이유가 뭐냐 그게 focus
Transmission 측면에서는 어디에 존재해서 어떤 절차로 어떻게 만들어져서 어떤 전략으로 분비되서 어떻게 작동을 하느냐 (15장을 염두해두고 합하면, 어느지역에 그렇게 된게 분비되는지 그게 어느 타겟으로 가는지. )
2 번째 키워드은 NT receptor 인데 structre, property , signaling mode 예를들어서 Glutamate receptor 중에서 NMDA receptor 가 있는데 그것만 있냐. 여러가지 얘기를 하게 될걸
결국 그렇게 해서 우리가 성취하려는 목표는 그렇게해서 synaptic transmission , synaptic integration 이 되서 정보의 divergence, convergence, lateral spread.. 이런 작동을 해서 우리 개체가 versatility 를 획득한다.
Neurotransmitter synthesis: key events in soma vs terminal
– Vesicular packaging
– Transmitter’s action on its receptor : direct vs indirect
– Removal mechanisms: reuptake vs degradation vs diffusion
Neurotransmitter 가 뭐냐
딱보면 알고 이미 알고 있지만 Glutamate neurotransmitter, amino acid 단백질 합성하는 중요한 전구체.. 아스타셰이트?? Glycine,, amino acid GABA라는 것도 amino acid 의 변종.. DA, NE, Ep serotonin , histamine, 이런거 다 amino acid 의 전구체???
더 들여다보면 알지면 콜레시스토키닌, 바소액티브프로티인., 여러가지.. 이런것들 다 보면 소화계 할 때 배웠던 호르몬인데 .. 걔네는 NT로 넣
또다른 ATP ,, 에너지 소스인데.. 대표적인 퓨리너직 NT에요..
NO nitro oxide?? 예외적으로 synaptic vesicle 에 담겨져 있지 않은데도 NT로 넣고 있어요..
Definition 이 여러가지.. 이런 criteria 에 들어오면 NT다
1. 신경세포에서 합성이 되어야한다. Reload가 되든 repackage 가 되던 total synthesis가 되던 신경세포에서 만들어져야한다.
2. NO가 예외적이긴하지만 거의 모든 경우에 보따리, synaptic vesicle 이라는 membrane bound 안에 들어있어야겠지. 그래서 potassium signal 을 받아서 SNAREpin 단백질이 얘네를 presynaptic terminal 에 docking 시켜줘.
3. 얘네가 터져서 가서 postsynapse에 receptor 에 binding 해서 그 신호를 비로소 postsynaptic cell 안으로 전달해주는 것. 이게 중요해. (여기서도 NO가 예외적이긴함)
4. Receptor 라는 측면에서 Ach 는 muscalinergic nicotinergic?? Acetylcholine receptor 이렇게 분류하는 건 그게 Ach receptor 인데 얘에 대한 agonist , 효용제로서 muscaline 이라는것이 붙어도 Ach 같은 역할을하고 nicotine 이 붙어도 Ach 같이 역할을 한다는 것
즉 agonist 에 어떤게 붙냐에 따라서 receptor 를 subtyping 하는 것이다.
그리고 antagonist , NT랑 NTreceptor 를 두고 competition 하는 antagonist 가 존재할 필요가 있어..이런걸로 neuronally synthesize… presynaptic vesicle.. NTreceptor 이런 개념으로 ..
5 specific mechanisms of removal (precision 을 위해)
이런 조건들을 충족시켜야..
Neurotransmitter controversy 라는 것
Electro physiologist 들의 주장 Electrical events 다
아니다 Chemical events 다 pharmacology 가 개입된. Chemical based
초기에는 electrical 이 득세. 그런데 문제가 있었어
전기적 신호가 Pre-post 로 간다 그게 맞지 않는 몇가지 문제점을 pharmacologist 들이 주장하기 시작.
1. 우선 unidirectional flow 라는 것. Pre-post 로 NO는 post-pre지만 우리가 배운 거. 이런 direction 으로는 전기적인 event 를 주지 않는 것
2. 우리가 배운거지만 전기적인 이벤트가 AP를 쭉해서 pre를 통과해서 post 까지 제어할 수 있는 방법이 없어.. AP가 터져도 그 신호가 excitatory 를 낼수있고 inhibitory 도 될수있다는 걸 알아.. 뭔가 something else 가 있다는거지
3. Synaptic delay 가 있어요. 누군가가 무슨무슨 과정을 거쳐서 post 에 와야만 한다.
이런 정황들을 가지고 증명을 시작했어
Simple 하게 증명됐음!
Concept 은 John Langley & Henry Dale
간단하지만 powerful 한 실험 Otto Loewi ‘s experiment 1920
어떤chemical 을 Henry Dale 이 neurotransmitter 명명 Chemical nature!!
Convincing evidence from Otto Loewi’s experiment in 1920 used hearts of two frogs (one with its nerve & another without) called Vagostoff (vagus substance): Acetylcholine
– Sir Henry Dale was the first to isolate acetylcholine from mammalian organ, and to propose the terms “cholinergic” and “adrenergic” synapse
** Otto Loewi’s experiment
심장에는 sympathetic flow 도 지배받고 parasympathetic flow 도 지배받아요.
Vagus nerve 가 연결된 개구리 심장과 vagus nerve 가 없는 개구리 심장. 액에 담았어
Chemical substance 가 있다면 nerve 를 자극해서 심장박동이 줄었어. Electrical currence 가 휙 지나갔으면 이 액을 꺼내서 옆에 nerve 없는 데 넣어줘봐야 아무 변화가 없는데 여기에 뭔가 chemical 이 존재한다면 그걸 한웅쿰 떠서 아무것도 없는 심장에 넣으면 원래 튀던것보다 slow down 이 되었다!! Synaptic transmission 을 야기하는 stable 한 chemical compound 가 존재하존재하 증명한 것.
Raw data 다!
정상적인 박동에서 vagus nerve 를 자극한뒤 그 액을 꺼내서 넣어줬더니 박동이 줄어..
그다음에 자극을 하지 않은 신경의 액을 꺼내서 넣었더니 다시 박동이 올라가
또다시 자극을 한 걸 넣어줬더니 다시 줄어들고
마지막이 아주 멋진데.. Ach receptor 를 antagonist 하는 어떤 약물을 넣어줬더니 이게 다시 원위치로 돌아와.. Atropine (which as we now know is a cholinergic muscarinic blocker)
(cardiac muscle has muscarinic Ach receptor)
norepinephrine
Henry Dale 이 acetylcholine 이라고 이름을 붙였어.
Chemical transmission 이다 obvious 하게
NT tables
Simple 한 structure 부터 peptides (3개 수십개 까지) 다양해..
이것을 어떻게 분류를 하냐..
– Classical neurotransmitters
Bioamines : Acetylcholine, Dopamine, Epinephrine, Norepinephrine, Histamine, Serotonin
amino acids : Gamma-amino butyric acid, Glutamate, Glycine
– peptide neurotransmitters : Somatostatin (pancreas 이런데서 소화효소 enzyme 을 나오게 하는 중요한 hormone) Neuropeptide Y, Subtance P, Vasoactive intestinal polypeptide (GI track 에서 gastrointestinal tract 에서 나오는 단백질들이야..)
NT 가 되기위한 조건에 정확히 맞는 그런 계열들이기 때문에.
Peptide 계열은 방출된다음에 재사용안되고 다 없애버려 (즉, soma로부터 계속 만들어져서 axon terminal 까지 와줘야해)
Nuclear -> Rough ER -> golgi -> budding off-> fast transport (anterograde axonal transport) membrane bound …terminal 에 와서 퍼더 브로디피케이션되서 터져나간다.. 소멸되서 또 필요하면 필요에 따라서 이런 과정을..
남은 question (small molecule 들은 어디서 합성이 되냐)
Classical 한 neurotransmitter 는 결론적으로 axon terminal 이라는 데서 local synthesis. 아까 뭐라고 했어요? 이런 계열 단백질은 reuptake 하던지 Ach 같은 건 Achestasd~~ 자른다음에 choline 같은걸 가지고 와서 그런 전구체가 axon terminal 에 존재한다고. 그것을 다시 합성해. Synaptic vesicle 에 넣어만 주면 된다. 이게 axon terminal 에 일어난다.
Precursor 를 Neurotransmitter 로 만드는 결정적인 효소를 넣어서 바꾸고. Synaptic vesicle transporter 에 의해 synaptic vesicle 에 리로드 하는거지.
잠시후에 보면 알지만 neuropeptide 계열의 neurotransmitter 는 free 로 만들어졌다가 방출되기 바로 전에 자기가 원하는 방향에 clip 을 시켜 free pore 가 걔네가 잘려서 결국은 퍼져나간다..
Pre-pro peptide , .. further processing 할 수 있는 필요한 몇 개의 enzyme 그게 여기 와있다가 신호를 받아서 enzyme들이 pre-pro form 을 pro form 으로 또는 splitting 을해서 내가 필요한 active 한 neuropeptide 를 만들고 내보내.. diffuse 해져 없어지거나 어떤 방법으로도 재흡수가 안돼..
Local synthesis 에 관여하는 enzyme 들은 어디서 보충을 받나. Enzyme 이니까 여기 cell body 로부터 slow axon transport 로 와 준다..
이 글은 스프링노트에서 작성되었습니다.