신경화학
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
신경화학은 뇌와 신경계의 화학적 구성 및 작용을 연구하는 학문이다. 18세기부터 아이디어가 존재했지만, 19세기 중반 뇌와 말초 신경계의 화학적 구성이 유사하다는 사실이 밝혀지면서 본격적인 연구가 시작되었다. 요한 루드비히 빌헬름 투디쿰은 뇌 화학 분야의 선구자로, 어빈 페이지는 신경화학에 초점을 맞춘 최초의 교과서를 출판했다. 1950년대에는 과학 연구 분야로 인정받았으며, 아세틸콜린, 히스타민, 세로토닌 등이 신경 전달 물질로 논의되었다. 신경전달물질, 신경펩티드, 호르몬 등의 상호작용을 연구하며, 파킨슨병과 외상 후 스트레스 장애(PTSD)와 같은 질병의 뇌 화학적 변화를 연구하고 치료제 개발에 기여한다.
더 읽어볼만한 페이지
| 신경화학 |
|---|
2. 역사
신경화학은 18세기부터 뇌와 신경계의 화학적 구성에 대한 아이디어가 존재했지만, 19세기 중반에 들어서야 뇌와 말초 신경계의 화학적 구성이 유사하다는 사실이 밝혀지면서 본격적인 연구가 시작되었다.[1] 1950년대에 신경화학은 과학 연구 분야로 인정받게 되었으며,[4] 1972년에는 신경전달물질에 대한 개념이 더욱 구체화되었다.
2. 1. 초기 연구
신경화학은 과학으로 인정받은 것은 비교적 최근의 일이지만, 신경화학의 아이디어는 18세기부터 존재해 왔다. 원래 뇌는 말초 신경계와는 별개의 개체로 여겨졌다. 1856년부터 이러한 생각을 반박하는 일련의 연구가 진행되었다. 뇌의 화학적 구성은 말초 신경계의 구성과 거의 동일했다.[1] 신경화학 연구의 첫 번째 큰 도약은 "뇌 화학" 분야의 선구자 중 한 명인 요한 루드비히 빌헬름 투디쿰으로부터 시작되었다. 그는 많은 신경 질환이 뇌의 화학 물질 불균형에 기인할 수 있다고 처음으로 가설을 세운 사람 중 한 명이었다. 그는 또한 화학적 수단을 통해 대부분의 신경 질환을 치료할 수 있다면 완치할 수 있다고 믿었던 최초의 과학자 중 한 명이었다.[2]어빈 페이지(1901-1991)는 1937년 신경화학에 초점을 맞춘 최초의 주요 교과서를 출판한 미국 심리학자였다. 그는 또한 1928년 뮌헨 카이저 빌헬름 정신 의학 연구소에 신경화학 연구에만 전념하는 최초의 부서를 설립했다.[3]
1930년대에 신경화학은 주로 "뇌 화학"으로 불렸으며, 신경계 내에서 특정 역할과 기능을 직접적으로 제안하지 않고 다양한 화학 종을 찾는 데 주로 전념했다. 뇌 질환에 대한 최초의 생화학적 병리학 검사는 정신 분열증을 연구한 신경 정신과 의사인 비토 마리아 부스카이노(1887-1978)에게서 비롯되었다. 그는 정신 분열증, 추체외로 장애 또는 정신 착란을 앓고 있는 환자의 소변을 5% 질산은으로 처리했을 때 아민의 비정상적인 수준과 관련된 검은 침전물이 생성되는 것을 발견했다. 이것이 "부스카이노 반응"으로 알려지게 되었다.[3]
2. 2. 학문적 발전
1950년대에 신경화학은 과학 연구 분야로 인정받게 되었다.[4] 1954년 '발달하는 신경계의 생화학'이라는 제목으로 첫 번째 국제 신경 화학 심포지엄 논문이 출판되었다.[5] 이러한 회의들은 국제 신경 화학 학회(ISN) 및 미국 신경 화학 학회(ASN)의 결성을 이끌었다. 초기 모임에서는 아세틸콜린, 히스타민, P 물질, 세로토닌과 같은 잠정적인 신경 전달 물질에 대해 논의했다.2. 3. L-DOPA 실험과 의의
1961년, 발터 부르크마이어는 파킨슨병 환자에게 L-DOPA를 주사했다. 주사 직후 환자는 떨림이 급격히 감소했고, 오랫동안 할 수 없었던 방식으로 근육을 제어할 수 있었다. 효과는 2.5시간 이내에 최고조에 달했고 약 24시간 동안 지속되었다.[1] 이 실험은 신경화학 물질을 이용하여 뇌 기능을 조절하고 질병을 치료할 수 있다는 가능성을 보여주었다.3. 주요 신경전달물질 및 신경펩티드
신경화학의 핵심 연구 대상은 신경계의 화학적 활동을 담당하는 신경전달물질과 신경펩티드이다. 적절한 신경 기능을 위해 필수적인 많은 신경 화학 물질이 있다.
주요 신경전달물질로는 글루탐산, GABA (감마-아미노부티르산), 도파민, 세로토닌 등이 있다. 글루탐산은 흥분성 신경 화학 물질이며, GABA는 억제성 신경전달물질이다. 도파민은 변연계에서 감정 기능 조절에 중요한 역할을 하며, 세로토닌은 기분, 수면 등 뇌의 다양한 기능을 조절한다.
3. 1. 옥시토신
옥시토신은 거대세포 신경분비 세포에서 합성되며, 특히 출산 전후의 모성 행동과 성적 생식에 중요한 역할을 한다. 옥시토신은 신경펩티드를 더 짧은 형태로 활성화하기 위해 단백질 분해 과정을 거치는 전구 단백질이다. 옥시토신은 수유 시 젖 분비 반사, 자궁 수축, 시상하부-뇌하수체-부신 축과 관련이 있으며, 시상하부-뇌하수체-부신 축에서 옥시토신은 코르티솔 및 부신피질자극호르몬의 방출을 억제한다.[6][7][8][9]3. 2. 글루탐산
글루탐산은 뇌에서 가장 풍부한 흥분성 신경전달물질이다. 글루탐산이 시냅스 틈새에서 방출되면 활동 전위를 유발한다.[10]3. 3. GABA (감마-아미노부티르산)
글루탐산은 가장 풍부한 신경전달물질이며 흥분성 신경 화학 물질이다. 반면 GABA(감마-아미노부티르산)는 억제성 신경전달물질이다. GABA는 뉴런의 시냅스에서 원형질막에 결합하여 음전하를 띤 염화 이온의 유입과 양전하를 띤 칼륨 이온의 유출을 유발한다. 이러한 이온 교환은 뉴런의 막 전위 과분극을 일으킨다.[10][11]3. 4. 도파민
도파민은 변연계에서 매우 중요한 신경전달물질로, 감정 기능 조절을 담당한다.[12] 도파민은 인지, 수면, 기분, 우유 생산, 운동, 동기 부여 및 보상 등 뇌에서 많은 역할을 한다.[12]3. 5. 세로토닌
세로토닌은 기분, 수면 및 뇌의 다른 역할을 조절하는 신경전달물질이다. 이는 말초 신호 매개체이며 위장관뿐만 아니라 혈액에서도 발견된다. 또한 연구에 따르면 세로토닌은 간 재생에 중요한 역할을 할 수 있다.[13]4. 정상 신경화학
정상 신경화학은 뉴런의 유형, 구조, 기능 및 이들 간의 화학적 신호 전달 과정을 연구한다.
4. 1. 연구 분야
신경화학은 뉴런과 그 화학적 구성 요소의 다양한 유형, 구조 및 기능을 연구하는 학문이다. 뉴런 간의 화학적 신호 전달은 신경전달물질, 신경펩타이드, 호르몬, 신경조절물질 및 기타 여러 유형의 신호 분자에 의해 매개된다.[14][15] 많은 신경 질환은 뇌의 신경화학 불균형으로 인해 발생한다. 예를 들어, 파킨슨병의 경우 뇌의 도파민 수준에 불균형이 있다. 약물에는 뇌 기능을 변경하고 뇌 질환을 치료하는 데 사용되는 신경 화학 물질이 포함된다. 전형적인 신경 화학자는 뇌의 화학적 구성 요소가 어떻게 상호 작용하는지, 신경 가소성, 신경 발달, 질병 중 뇌의 물리적 변화, 노화 중 뇌의 변화 등을 연구할 수 있다.[14][15]5. 외상 후 스트레스 장애(PTSD)의 신경화학
외상 후 스트레스 장애(PTSD)는 뇌의 신경화학적 변화를 유발하는 정신 질환 중 하나이다. 신경전달물질 수치의 변동은 PTSD 에피소드의 발생 여부와 지속 시간에 영향을 줄 수 있다. 도파민은 노르에피네프린보다 영향이 적으며, 서로 다른 신경 화학 물질은 뇌의 다른 부분에 영향을 미친다.[16]
5. 1. 신경전달물질의 변화
신경화학 연구의 주요 분야 중 하나는 외상 후 스트레스 장애(PTSD)가 뇌를 어떻게 변화시키는지 살펴보는 것이다. 신경전달물질 수치의 변동은 PTSD 에피소드가 발생하는지 여부와 에피소드의 지속 시간을 결정할 수 있다. 도파민은 노르에피네프린보다 영향이 적다. 서로 다른 신경 화학 물질은 뇌의 다른 부분에 영향을 미칠 수 있다. 이를 통해 PTSD 치료에 사용되는 약물이 다른 뇌 과정에 원치 않는 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. PTSD와 관련된 악몽을 완화하는 데 도움이 되는 효과적인 약물은 프라조신이다.[16]5. 2. 치료제 개발
프라조신은 PTSD와 관련된 악몽을 완화하는 데 효과적인 약물이다.[16] 뇌의 특정 부위에 작용하는 약물을 개발하여 PTSD 치료제가 다른 뇌 과정에 원치 않는 영향을 미치지 않도록 하는 연구가 진행 중이다.참조
[1]
서적
Neuropsychiatric Disorders an Integrative Approach
Springer Vienna
[2]
서적
A treatise on the chemical constitution of the brain.
Archon Books
1962
[3]
간행물
The origins and early history of neurochemistry and its societies
2020-01
[4]
서적
eLS
2003-07-22
[5]
서적
Basic Neurochemistry, 7th Ed.
Academic Press
[6]
간행물
Oxytocin: The Great Facilitator of Life
2009-04-10
[7]
간행물
Human Milk and Lactation
https://emedicine.me[...]
2022-03-15
[8]
간행물
Pervasive social deficits, but normal parturition, in oxytocin receptor-deficient mice
2005-10-25
[9]
간행물
The content of lead and cadmium in selected vegetables in the Lublin region
2018-06-30
[10]
간행물
Biology and Human Behavior: The Neurological Origins of Individuality, 2nd Edition
http://dx.doi.org/10[...]
2022-04-29
[11]
간행물
Conformation, electrostatic potential and pharmacophoric pattern of GABA (gamma-aminobutyric acid) and several GABA inhibitors
1988-11
[12]
간행물
Carlsson and the discovery of dopamine
2001-01
[13]
서적
Basic neurochemistry: molecular, cellular and medical aspects
2006
[14]
서적
Introductory Chapter: The Chemical Basis of Neural Function and Dysfunction
https://www.intechop[...]
IntechOpen
2019-10-23
[15]
간행물
Review Article: Tools and trends for probing brain neurochemistry
2019-07-01
[16]
간행물
The effects of stress exposure on prefrontal cortex: Translating basic research into successful treatments for post-traumatic stress disorder
2015-01
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com