흰쥐 작은창자 근육층신경얼기에서 미주신경의 전기적 자극에 따른 c-fos의 발현

• 영문명: Expression of c-fos in the Myenteric Plexus of Rat Small Intestine Following Electrical Vagal Stimulation : Quantitative Analysis on the Vagally Activated Enteric Neurons
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 조병필(Byung Pil Cho) 박중철(Jung Cheol Park) 양영철(Young Chul Yang) Wang Zhao-Jin, 강호석(Ho Suck Kang)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제34권 제4호, 405~414쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2001.08.30

국문 초록

장신경계통은 기능적으로 중추신경계통으로부터 상당히 독립된 구조라고 간주되고 있지만 정상적인 생리 상태 하에서 는 장신경계통의 활성이 자율신경에 의해 조절된다. 장신경계통에는 운동신경세포, 중간신경세포, 감각신경세포 등 다양한 종류의 신경세포가 혼재하는데 이들 세포들과 미주신경과의 관계는 명확히 밝혀져 있지 않다. 근육층신경얼기와 미주신경 사이의 국소해부학적, 기능적 연관관계를 밝히고자 하는 연구의 하나로서 이 연구는 정량적으로 어느 정도의 장신경세포가 미주신경 자극에 의해 활성화되는 가를 밝히기 위하여 시행되었다. 양쪽 미주신경을 목부분에서 30분간 전기자극 (10 V, 5 msec, 40 Hz) 한 다음, 신경세포 활성화의 지표로 인정되고 있는 c-fos의 발현을 면역조직화학법으로 추적하여 흰쥐 작은창자 근육층신경얼기에서 미주신경의 전기적 자극에 의해 활성화 되는 장신경세포를 확인하였다. 작은창자의 근육층신경얼기에 분포하는 신경세포의 총 수는 cuprolinic blue 염색을 이용하여 확인하였다. 흰쥐 작은창자 근육층신경얼기 내 신경세포의 총 수 (mean±S.D.)는 단위면적 (1 cm2) 당 샘창자, 빈창자, 그리고 돌창자에서 각각 평균 12,819±1,514, 14,261±1,452 및 15,411±2,380개로 산정되었다. 정상대조군에서는 작은창자 근육층신경얼기에 Fos 양성반응을 보이는 장신경세포가 거의 존재하지 않았으나, 미주신경을 전기적으로 자극한 다음에는 Fos 양성반응을 보이는 신경세포의 비율 (mean±S.D.)이 샘창자, 빈창자 그리고 돌창자에서 각각 31±17%, 17±9%, 16±10%에 달하는 것으로 나타났다. 이 결과는 작은창자 근육층신경얼기를 구성하는 신경세포 중 일부 (16~31%)가 미주신경 날신경섬유에 의해 그 활성이 직접 조절되며, 특히 샘창자는 다른 부위에 비해 기능적으로 미주신경의 영향을 보다 많이 받고 있다는 것을 증명하는 것이다. c-fos의 발현에 대한 면역조직화학염색은 기능적으로 미주신경에 의해 활성화되는 신경세포를 구분할 수 있도록 해줄 뿐 아니라 세포핵에서 표지되는 Fos 단백질은 여러 신경전달물질들과 용이하게 이중표지될 수 있기 때문에, 본 연구의 결과는 향후 미주신경과 관련된 장신경계의 기능적 회로를 파악하는데 유용한 자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

영문 초록

Activity of the enteric nervous system (ENS) is controlled by the autonomic nerves under the normal physiological condition, even though ENS has been regarded to be independent from the central nervous system. However, the relation between myenteric neurons and vagus nerves has not been fully clarified. For the defining of topographical and functional relationship between these two nervous systems, we analyzed how many myenteric neurons are activated after electrical vagal stimulation in the rat. Bilateral cervical vagi were electrically stimulated (10 V, 5msec, 40 Hz) for a duration of 30 minutes, and then each part of the small intestine was obtained. Fos, as a functional marker for neuronal activation, immunohistochemistry was used for the detection of vagally activated myenteric neurons. Total number of myenteric neurons was obtained using cuprolinic blue stained samples, and was calculated as 12,819±1,514, 14,261±1,452, 15,411±2,380 per unit area (1cm2) in duodenum, jejunum and ileum, respectively. Fos-positive myenteric neurons were scarcely observed in the normal control group. After the electrical vagal stimulation, Fos-immunoreactive (IR) neurons were detected as 31±17%, 17±9%, 16±10% of total number of myenteric neurons in duodenum, jejunum and ileum, respectively. These data demonstrate that only some (16~31%) of myenteric neurons are regulated by vagal efferent input, and the duodenum receives much more vagal input functionally than other distal regions. Furthermore, these findings can be applied to trials defining the functional circuit of the myenteric nervous system linked to the vagus nerves, since Fos-positive nuclei can be easily double-labeled with various neurotransmitters existing in the myenteric neurons.

키워드

근육층신경얼기 미주신경 날신경섬유 c-fos Cuprolinic blue Myenteric plexus Vagus nerve Efferent fiber