핵심 개념

신경전달 과정에서 역치 이상의 자극이 가해진 후 신경세포의 탈분극 상태가 해소되지 않고 지속되거나, 나트륨 통로(Sodium channel)가 비정상적으로 열려 있어 반복적인 흥분이 일어날 때 긴장성 반응(Tonic response)이 나타납니다. 수목해충학 및 농약학 관점에서는 주로 특정 살충제 성분이 신경계의 복구 메커니즘을 차단할 때 발생합니다.

상세 설명

  1. 나트륨 통로의 지속적 개방: 피레스로이드(Pyrethroids)계 살충제나 DDT와 같은 약제는 신경세포막의 나트륨 통로에 결합하여 통로가 닫히는 속도를 지연시킵니다. 이로 인해 $Na^+$ 이온이 세포 내로 계속 유입되어 연쇄 방전(Repetitive discharge)이 일어나고 근육의 긴장성 경련이 유발됩니다.
  2. 아세틸콜린의 분해 저해: 유기인계 및 카바메이트계 농약은 시냅스에서 흥분 전달 물질인 아세틸콜린(ACh)을 분해하는 아세틸콜린에스테라아제(AChE)의 활성을 억제합니다. 분해되지 못한 아세틸콜린이 수용체에 계속 결합하여 지속적인 탈분극을 일으키며, 이는 신경과 근육의 긴장성 마비로 이어집니다.
  3. 수용체 직접 자극: 네오니코티노이드(Neonicotinoids)계 살충제는 아세틸콜린 수용체에 아세틸콜린 대신 결합하여 신경을 직접 자극합니다. 이 성분은 분해 효소에 의해 파괴되지 않으므로 시냅스 후막에 긴장성 자극을 지속적으로 전달하여 곤충을 이상 흥분 상태로 만듭니다.

시험 포인트

  1. 농약의 작용 기작(Mode of Action) 분류(IRAC 분류)와 신경계 자극 양상을 연결하여 암기해야 합니다.
  2. 나트륨 통로 조절제는 반복 방전을, AChE 저해제는 지속적 탈분극을 유발한다는 차이점을 명확히 구분하십시오.
  3. 곤충의 신경계 자극 시 나타나는 긴장성 반응은 최종적으로 에너지 고갈과 마비를 일으켜 치사에 이르게 한다는 점이 중요합니다.

관련 용어

  1. 탈분극(Depolarization): 세포막 전위가 양(+)의 방향으로 변화하여 신경이 흥분되는 상태
  2. 역치(Threshold): 활동 전위를 일으키기 위해 필요한 최소한의 자극 세기
  3. 활동전위(Action potential): 세포막의 투과성 변화로 인해 발생하는 전기적 신호
  4. 연쇄 방전(Repetitive discharge): 한 번의 자극으로 여러 번의 활동전위가 연달아 발생하는 현상
  5. 시냅스(Synapse): 신경세포 간 또는 신경과 근육 간의 접합 부위| 구분 | 주요 자극 요인(약제) | 주요 기작 | 반응 양상 | |-----|-----|-----|-----| | 나트륨 통로 차단 | 피레스로이드, DDT | 통로 폐쇄 지연 | 연쇄 방전, 긴장성 경련 | | AChE 저해 | 유기인계, 카바메이트계 | ACh 분해 억제 | 지속 탈분극, 긴장성 마비 | | 수용체 효능제 | 네오니코티노이드 | 수용체 직접 결합 | 지속 흥분, 신경 독성 |