신경전달물질(Neurotransmitter)은 어떤 과정을 통해서 전달이 되고, 각각의 신경전달물질은 주로 뇌의 어느 부위에서 생성이 되며, 어느 부위로 주로 분포되는지 등등 각각의 신경전달물질(Neurotransmitter)의 특성에 대해 알아보기로 한다.
신경세포 내에 활동 전압이 만들어지면 탈분극파가 축색 신경섬유 말단 끝까지 도달한다. 시냅스 전신경세포에서 후신경세포로 시냅스를 가로질러 정보가 전달되기 위해서는 전기적 신호가 화학적 신호로 바뀌어야 한다. 처음 시냅스 전신경세포의 말단에 도착한 활동전압이 칼슘이온이 통과하는 채널을 열게 한다. 칼슘(Ca2+)이온이 축색 내부로 밀려들어오면 이 이온에 의해 신경전달물질(Neurotransmitter)을 포함하고 있는 작은 주머니가 시냅스 전세포막의 안쪽에 붙는 것이 촉진된다. 신경전달물질(Neurotransmitter)을 포함하고 있는 작은 주머니가 칼슘의 영양 하에서 신경세포막의 안쪽으로 밀려들어 막에 붙은 다음 막의 유리부위를 통해서 신경전달물질(Neurotransmitter)을 시냅스로 방출하게 된다 신경전달물질(Neurotransmitter)을 크게는 흥분성과 억제성 신경전달물질(Neuro- transmitter)로 구별된다. 흥분성 신경전달물질(Neurotransmitter)은 신경세포내외의 전압차이를 감소시켜 신경세포를 흥분시키며, 억제성 신경전달물질(Neurotrans- mitter)은 전압차이를 오히려 더 증가시킨다. 즉 세포내의 음전하를 더욱 증가시켜 세포의 흥분을 억제하는 것이다. 그러나 흥분과 억제의 성질은 신경전달물질(Neurotransmitter) 자체의 성질만으로 결정되는 것이 아니라, 동일한 신경전달물질(Neurotransmitter)이라 하더라도 시냅스 후막에 있는 수용체(Receptor) 단백질의 상황에 따라 흥분성 혹은 억제성으로 작용을 한다. 또 작용하는 강약도 작용하는 부위와 시냅스의 상황에 따라 다르게 나타난다. 다행히도 우리의 뇌는 흥분성이라기 보다는 억제성이 강하다. 어떤 순간에도 우리는 주의집중을 할 수 있고, 활동을 제한 할 수 있다. 또한 대부분의 기억을 무시한다. 모든 사물에 주의집중을 하고, 모든 가능한 활동을 하고, 모든 기억들을 들추어내는 흥분성의 뇌신경의 활동을 생각해보라.
각각의 신경전달물질(Neurotransmitter)은 자기 자신의 수용체(Receptor)를 가지고 있다. 수용체는 크게 두 종류로 나눌 수 있는데 이온채널의 활성에 직접 영향을 미치는 수용체와 생화학적인 G단백질을 통해서 간접적으로 영향을 미치는 수용체가 그 둘이다. 직접 이온채널에 영향을 미치는 수용체를 <이온 채널 수용체>라 한다. 두 번째의 수용체는 수용체에 신경전달물질이 붙으면 중간 매개인 G 단백질이 자극을 받아 대신 세포 내로 자극을 전달한다. 이런 수용체를 <G 단백질 접합 수용체>라 한다.
한 신경전달물질이 결합할 수 있는 수용체는 여러 가지가 있다. 한 수용체는 여러 개의 아형(형제 수용체)을 가지고 있다. 세로토닌이 결합하는 수용체는 적어도 14개의 아형을 가지고 있다. 어떤 세로토닌 수용체에 잘 결합하는 <이미트릭스>라는 약물은 편두통에 사용하고, <프로작>이라는 약물은 우울증 치료에 사용한다. 다른 수용체에 잘 결합하는 약물을 결합하는 약물은 개발하면 정서나, 사고, 행동장애 치료에 쓸 수 있을 것이다. 이렇게 신경전달물질과 수용체가 다양하게 존재한다는 사실은 인간의 뇌가 아주 다양한 기능과 아주 미세한 차이가 있는 세밀한 기능을 한다는 것을 의미한다.
신경전달물질(Neurotransmitter)과 수용체(Receptor)의 결합은 가역성이다. 따라서 신경전달물질(Neurotransmitter)은 수용체(Receptor)에서 쉽게 분리되어 시냅스의 액체 속에 분산된다. 이 분산된 신경전달물질(Neurotransmitter)의 어떤 것은 시냅스 후세포에서 방출되는 효소에 의해 분해되어 다시는 신경전달물질(Neuro- transmitter)의 역할을 할 수 없게 되고, 또 어떤 신경전달물질(Neurotransmitter)은 시냅스 전세포막에 있는 수용체(Receptor)에 의하여 회수되어 세포 안으로 들어온다. 이 과정을 재흡수라고 한다. 세포 안으로 들어온 신경전달물질(Neurotrans- mitter)은 효소에 의해 파괴되거나 시냅스 주머니로 다시 들어가 재차 사용되게 된다. 이렇게 해서 시냅스 간격에는 한번 신호를 전한 신경전달물질(Neurotransmitter)은 완전히 제거되고 그 다음 신경전달물질(Neurotransmitter) 분자의 활동을 자유롭게 한다.
정신치료에 쓰이는 약물은 신경전달물질(Neurotransmitter)의 생성을 방해하기도 하고, 신경전달물질(Neurotransmitter)의 방출량을 증가 또는 감소시키기도 하며, 시냅스 후세포막에 있는 수용체와 미리 결합하므로써 신경전달물질(Neurotrans- mitter)과 수용체(Receptor)와의 결합을 감소시켜 자극전달을 약화시킨다. 또 어떤 약은 수용체(Receptor)의 구조를 변경시키거나 수용체(Receptor)의 수를 증가 또는 감소시킨다.
대뇌 피질 안에 있는 하나의 신경세포는 수백, 수천 되는 시냅스를 통하여 다른 많은 신경세포에서 들어오는 각양 각색의 정보를 받아들이고, 있으며, 또 이들 시냅스들은 대개 화학적 성질이 다른 여러 종류의 신경전달물질(Neurotransmitter)을 쓰고 있다. 이러한 사실을 미루어 본다면 하나의 신경세포는 실로 많은 정보의 집합체라 할 수 있다. 이렇게 신경전달물질과 수용체가 다양하게 존재한다는 사실은 인간의 두뇌가 다양한 기능과 아주 미세한 차이가 있는 세밀한 기능을 한다는 것을 의미한다. 이러한 복잡성이 뇌를 충분히 설명할 수 없는 이유 중의 하나가 된다.