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(2025 연세대 기출 변형 문제 및 해설-8)     

도약전도(Saltatory Conduction)에 대해 다음 질문에 답하시오.

1. 도약전도(Saltatory Conduction)의 정의와 메커니즘을 설명하시오.
2. 도약전도가 뉴런의 신경 신호 전달에 미치는 이점을 서술하시오.
3. 도약전도의 이상이 신경계에 미치는 영향을 설명하고, 관련 질병을 예로 들어 서술하시오.

해설:

1. 도약전도(Saltatory Conduction)의 정의와 메커니즘:

도약전도(Saltatory Conduction):

• 정의: 도약전도는 말이집(미엘린 수초)이 형성된 축삭에서 신경 신호가 랑비에르 결절(Node of Ranvier) 사이를 도약하듯이 빠르게 전달되는 현상입니다.

• 메커니즘:

• 미엘린 수초의 역할: 미엘린 수초는 슈반 세포(Schwann cells) 또는 희소돌기아교세포(Oligodendrocytes)에 의해 축삭을 감싸는 절연층입니다. 이는 전기 저항을 높이고 축삭을 따라 이온의 흐름을 차단하여 탈분극이 특정 지점에서만 발생하게 합니다.
• 랑비에르 결절: 미엘린 수초 사이의 간격인 랑비에르 결절에는 많은 전압 의존성 나트륨 채널이 집중되어 있습니다.
• 신경 신호 전달: 활동 전위가 한 결절에서 다음 결절로 도약하듯이 전달됩니다. 즉, 탈분극이 결절 사이를 뛰어넘어 진행되므로 전도 속도가 크게 증가합니다.

2. 도약전도가 뉴런의 신경 신호 전달에 미치는 이점:

도약전도는 신경 신호 전달을 효율적이고 빠르게 하는 몇 가지 주요 이점을 제공합니다:

1. 전도 속도의 증가:

   • 미엘린 수초 덕분에 신경 신호가 축삭을 따라 빠르게 이동할 수 있습니다. 이는 특히 긴 축삭을 가진 뉴런에서 중요합니다.
   • 전통적인 비미엘린 축삭보다 도약전도를 통해 신호가 더 빠르게 전달됩니다.

2. 에너지 효율성:

   • 미엘린 수초가 있는 축삭에서는 나트륨-칼륨 펌프가 덜 활성화되기 때문에 에너지 소비가 줄어듭니다.
   • 이는 이온 펌프가 주로 랑비에르 결절에서만 활동하기 때문입니다.

3. 신호의 정확성:

• 미엘린 수초는 신경 신호의 누출을 방지하여 신호가 정확하게 전달되도록 합니다.
• 이는 신호가 소실되거나 약해지는 것을 방지하여 신경계의 기능을 유지하는 데 중요합니다.

3. 도약전도의 이상이 신경계에 미치는 영향 및 관련 질병:

도약전도의 이상은 신경 신호 전달의 효율성과 정확성을 저하시켜 다양한 신경계 질병을 유발할 수 있습니다. 대표적인 질병은 다발성 경화증(Multiple Sclerosis, MS)입니다.

다발성 경화증(Multiple Sclerosis):

• 설명: 다발성 경화증은 면역계가 미엘린 수초를 공격하여 염증과 손상을 일으키는 자가면역 질환입니다.
• 증상: 근육 약화, 시력 상실, 균형 장애, 피로, 인지 기능 저하 등 다양한 신경학적 증상이 나타납니다.
• 도약전도의 이상: 미엘린 수초가 손상되면 도약전도가 방해받아 신경 신호 전달이 느려지거나 차단됩니다. 이는 신경계의 효율적인 기능을 저해하고 다양한 신경 증상을 유발합니다.

요약:

• 도약전도의 정의와 메커니즘: 도약전도는 미엘린 수초가 형성된 축삭에서 신경 신호가 랑비에르 결절을 통해 빠르게 전달되는 방식입니다.
• 이점: 도약전도는 전도 속도를 증가시키고, 에너지 효율성을 높이며, 신호의 정확성을 유지합니다.
• 이상의 영향과 질병: 도약전도의 이상은 신경 신호 전달의 저하를 초래하며, 다발성 경화증과 같은 질병을 유발할 수 있습니다.