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안녕하세요 공부하다 이해가 잘 되지 않아서 이렇게 글을 올립니다.
neuron activity가 나타나면 혈관내의 oxyhemoglobin와 deoxyhemoglobin의 농도가 변한는 과정에
있어서 glia cell의 역할 및 신경활성화에 따른 혈관 작용의 원리에 대해 부탁 드립니다.
알려주시면 감사 하겠습니다.
- neurovascula
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변
이경석님의 답변
2012-01-11- 3
신경세포의 활동 정도에 따라 혈관이 혈액공급량을 조절하는 것을 신경혈관 동조라고 한다.
뇌의 어느 부위가 일을 하면 그 부위의 에너지 요구량이 늘어나고, 이를 충족시키려면 에너지원인 포도당과 산소가 들어와야 하는데 이것이 뇌 혈류량을 증가시킨다.
뇌의 포도당과 산소의 사용 그리고 뇌 혈류량의 변화는 매우 복잡하고 아직 잘 알려지지 않은 부분도 많다. 현재까지 알려진 사실은 glutamate가 중요한 역할을 한다는 것이다. 뇌신경세포의 80%가 흥분성 뇌신경세포이고, 이 중 90%가 glutamate를 분비한다.
Glutamate가 신경세포 밖으로 분비되고 재흡수 되는 과정에서 에너지가 필요하고 이러한 과정이 뇌 신경계의 활성을 형상화 시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 보인다.
Glutamate가 접합전막신경에서 분비가 되면 접합후막수용체인 AMPA 수용체나 NMDA 수용체에 작용을 해서 Na+이온과 Ca++이온을 세포안으로 통과시켜 신경세포를 탈분극시킨다. 이때 신경세포 내에 과도한Ca++이온이 들어오면 신경세포가 죽게되므로 세포 밖으로 분비된 glutamate는 즉각적으로 신경세포를 둘러싸고 있는 성상세포로 흡수된다. 즉, glutamate transporter가 작동을 해서 glutamate를 성상세포 내로 들여보내는데 이때 에너지를 소비함으로써 성상세포 내 ATP의 감소가 오게 되고 이로 인해 성상세포에 있는 포도당 운반기가 열려 혈관으로부터 포도당이 성상세포내로 들어오게 된다. 이러한 과정이 뇌신경세포의 에너지요구량과 공급을 조절하지 않나 생각하고 있다. 즉, 에너지 대사과정에서 초기에는 당분해(glycolysis)만 일어나다가 그 후 천천히 산소가 필요한 에너지대사가 일어난다.
참고문헌:
Haydon PG, Carmignoto G. Astrocyte control of synaptic transmission and neurovascular coupling. Physiol Rev. 2006 Jul;86(3):1009-31.
Jakovcevic D, Harder DR. Role of astrocytes in matching blood flow to neuronal activity. Curr Top Dev Biol. 2007;79:75-97.
Koehler RC, Roman RJ, Harder DR. Astrocytes and the regulation of cerebral blood flow. Trends Neurosci. 2009 Mar;32(3):160-9. Epub 2009 Jan 21.