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1. 개요
sympathetic nervous system (SNS) / 交感神經系교감신경계는 부교감신경계와 함께 자율신경계의 한 축을 이루는 신경계통으로, 주로 긴장이나 공포, 흥분 등의 감정을 느꼈을 때 신체를 활성화시키는 방향으로 작용한다. 자율신경계에 속하므로 기본적으로는 의식적인 통제가 불가능한 불수의계(involuntary system)이다.
2. 구조
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| 부교감신경과 교감신경의 모식도 |
교감신경계에서 하나의 신경 경로는 하나의 신경절(ganglion)을 사이에 두고 절전신경(신경절전섬유, preganglionic neuron)과 절후신경(신경절후섬유, postganglionic neuron)의 두 신경섬유로 구성된다. 교감신경계는 부교감신경계와 정반대로, 절전신경의 길이가 절후신경보다 짧다. 이는 대체로 절전신경이 끝나는 교감신경절은 척수의 근처에 위치하고 있기 때문이다. 이 교감신경의 절전신경들은 대체로 척수의 가슴허리(thoracolumbar) 부분, 즉 T1~L3에서 나온다. 절전신경은 부교감신경의 절전신경과 똑같이 아세틸콜린을 분비하는 콜린성 뉴런(cholinergic neuron)이다. 절후신경은 콜린성인 경우와 아드레날린성 뉴런(adrenergic neuron)인 경우가 모두 존재한다.
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| 경로 1 | 경로 2 |
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| 경로 3 | 경로 4 |
교감신경 경로들은 절전신경과 절후신경의 시냅스 양상에 따라 크게 위 그림의 4가지 경우들로 나눌 수 있다.
- 경로 1, 경로 2 - 이 둘은 모두 신경절이 교감신경줄기(sympathetic chain; 척추옆신경절, paravertebral ganglia) 안에 위치하는 경우이다. 두 경우에서 절전신경은 백색교통지(white ramus communicans)를 지나 교감신경줄기에서 절후신경 세포체와 시냅스한다. 이후의 경로가 두 경우에서 갈리는데, 경로 1에서는 절후신경이 회색교통지(gray ramus communicans)를 통과하여 척수신경(spinal nerve)으로 다시 들어가, 온몸의 말초 기관들로 뻗어나간다. 예시로 얼굴에 분포하는 다수의 교감신경은 위목신경절(superior cervical ganglion)을 통과한다. 경로 2에서는 절후신경이 회색교통지와 척수신경으로 들어가지 않고, 교감신경 자체의 경로를 타고 가슴 안에 있는 심장 등의 장기로 뻗어나간다. 경로 2에는 대체로 위가슴척수 쪽에서 시작한 절전신경들이 해당한다.
- 경로 3 - 이 경우 교감신경줄기에서 절전신경이 끝나지 않고 그대로 통과하여, 척수에서 좀 더 떨어진 척추앞신경절(prevertebral ganglia, 또는 collateral ganglia)[1]에서 시냅스한다. 이 신경절 종류에는 복강신경절(celiac ganglion), 위창자간막신경절(superior mesenteric ganglion), 아래창자간막신경절(inferior mesenteric ganglion)이 있다. 문서 가장 위의 그림을 참고하자. 이들은 뒤쪽 신경절일수록 밑쪽의 장기로 가는데, 가령 복강신경절에서 나온 절후신경은 식도, 위, 간, 췌장, 작은창자에 분포한다. 위창자간막신경절은 일부 작은창자와 큰창자에, 아래창자간막신경절은 그보다도 더 밑인 큰창자 밑부분(곧창자 또는 직장, rectum), 항문, 방광, 생식기에 분포한다. 이런 골반 속에 위치하는 장기들로 가는 경로의 출발지는 대개 허리척수(lumbar)이다.
- 경로 4 - 가장 특이한 경우는 부신속질(adrenal medulla)이다. 그림을 보면 신경이 하나뿐이라 절후신경이 없다는 것을 알 수 있다. 부신속질로의 교감신경 경로는 부신속질이 그 자체로 교감신경절의 역할을 한다. 척수신경 T5~T9에서 출발한 절전신경은 교감신경줄기와 복강신경절을 둘 다 통과하고 부신에 시냅스하며, 여기서 80%는 에피네프린을, 20%는 노르에피네프린을 분비하여 온몸으로 순환시킨다. 교감신경의 절후신경 중 아드레날린성인 경우에 해당한다고 볼 수 있다.
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| 신경계의 수용체 종류 |
교감신경계에서 수용체 양상은 다음과 같다.
- 절전신경에서 분비된 아세틸콜린 - 절후신경의 니코틴수용체(nicotinic receptor)에 작용한다. 부신속질로 가는 절전신경에서 분비된 아세틸콜린은 부신속질을 구성하는 대다수 내분비세포인 크롬친화세포(chromaffin cell)의 니코틴수용체에 작용한다.
- 아드레날린성 절후신경에서 분비된 노르에피네프린 - 아드레날린수용체(adrenoreceptor)인 α1 아드레날린수용체, α2 아드레날린수용체, β1 아드레날린수용체, β2 아드레날린수용체에 작용한다.
- 콜린성 절후신경에서 분비된 아세틸콜린 - 표적 기관의 무스카린수용체(muscarinic receptor)에 작용한다.
3. 기능
교감신경이 자극을 받았을 때, 인체의 변화를 일일이 외우기는 너무 어렵다. 간단히 이해하면 외울 필요가 없다. 즉 감정의 변화, 특히 좋거나 싫거나 간에 흥분 되었을 때 인체의 변화를 생각하면 된다. 달리 말하면 위험을 느낄 때 신체의 변화이다. 이럴 때 인체는 눈동자가 커지고, 땀이 나고, 배변, 배뇨는 멈추고, 소화를 멈추고, 에너지를 분해하는 방향으로 작용하게 될 것이다. 또 입에 침이 마르고 심장 박동, 호흡은 증가하게 된다.[2]| |
| 교감신경계와 부교감신경계의 기능 비교[3] |
구체적으로 교감신경계가 작용하는 기관과 그 결과, 수용체는 다음과 같다.
||<table bordercolor=#000000><table bgcolor=#ffffff,#1f2023><bgcolor=#ffffff,#1f2023><table color=#000000,#dddddd><width=20%> 표적 기관 ||<rowbgcolor=#f5f5f5,#2d2f34><width=40%> 작용 방향 ||<width=40%> 작동 수용체 ||
| <colbgcolor=#f5f5f5,#2d2f34> 눈 | ||
| 섬모체근 (ciliary m.) | 이완, 더 먼 곳이 보이게 됨 | β |
| 동공확대근 (pupillary dilator m.) | 수축하여 동공을 확대시킴 산동(mydriasis) | α |
| 심장 | ||
| 동방결절 (SA node) | 활성화, 심박수 증가 | β1 |
| 방실결절 (AV node) | 신호 전도 속도 증가 | β1 |
| 심근 수축력 | 증가 | β1 |
| 혈관평활근 | ||
| 골격근의 혈관평활근 | 수축 또는 이완 | 수축은 α1, 이완은 β2 |
| 피부나 내장의 혈관평활근 | 수축 | α1 |
| 소화계 | ||
| 위장관벽 평활근 | 이완하여 음식물의 소화를 늦춤 | α2, β2 |
| 위장의 조임근 | 수축하여 음식물의 이동을 막음 | α1 |
| 방광 | ||
| 방광벽의 배뇨근 (detrusor m.) | 확장하여 소변이 채워질 공간을 확보 | β2 |
| 속요도조임근 (internal urethral sphincter) | 수축하여 소변이 못 나가게 함 | α1 |
| 피부 | ||
| 땀샘 | 체온 조절을 위한 땀 분비 증가 또는 외부에서의 긴장, 고통, 감정에 의한 땀 분비 증가 | 체온 조절의 경우 무스카린수용체 감정에 의한 경우 α |
| 털세움근 (arrector pili m.) | 수축하여 털이 서게 함 소름이 돋는 원인 | α |
| 그 외 | ||
| 간 | 포도당 신생합성 및 글리코겐 대사 증가 결과적으로 혈당 증가 | α, β2 |
| 지방조직 (adipose tissue) | 지방 분해 | β1 |
| 기관지 | 이완 | β2 |
| 콩팥 | 레닌 분비 증가 | β1 |
| 남성 생식기 | 사정 조절 | α |
[1] 경로 3 사진에서 절전신경이 끝난 원 모양 구조.[2] 따라서 교감신경 흥분 물질들은 거의 대부분 기초대사량을 뻥튀기시킨다. 이로 인해 살을 빼고 싶은 사람들이 이러한 물질들을 오남용하여 건강을 크게 해치는 사례가 많다.[3] 그림에서 교감신경계가 침 분비를 억제한다고 되어 있으나, 오히려 교감신경계 활성화 역시 침의 분비를 증가시킨다.