신경의 교차연결시 흰쥐 골격근 섬유의 미세구조 및 근세사 단백질에 대한 연구

Abstract

[한글]

골격근을 지배하는 신경을 교차연결시켰을 경우, 근섬유에 나타나는 변화를 구명하기

위하여, 흰쥐 좌골신경을 경골신경과 총비골신경이 나뉘는 부분에서 두 신경을 분리 절단

하고 이를 서로 교차시킨 후, 이들 신경이 지배하는 빠른수축근인 긴발가락펴짐근과 느린

수숙근인 가자미근에서 미토콘드리아내의 효소 활성을 이용한 조직화학염색과 미오글로빈

항혈청을 이용한 면역조직화학염색을 통하여 형태학적으로 관찰하였고, 전자현미경을 이

용하여 근섬유의 미세구조의 변화를 관찰, 계측하였으며, 근세사 단백질의 분자적 변화를

폴리아크릴아마이드 겔 전기영동법을 이용하여 분석하므로써, 신경교차연결 후 신경이

재분포됨에 따라 나타나는 변화를 시기별로 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 신경교차연결군에서 각 근섬유형의 변화를 조직화학적으로 관찰한 결과, 긴발가락펴

짐근의 경우 정상대조군에 비해 ‘B’형 근섬유가 증가하였고, 가자미근의 경우에는 교차

연결 후 3개월군 이후에서 ‘A’형 근섬유를 관찰할 수 있었다.

2. 미오글로빈에 대한 면역 반응성은 교차연결군과 절단연결군 모두에서 신경연결 3개

월군에서 다양한 면역반응성을 보였고, 절단연결군의 경우에는 5개월 이후 정상과 유사한

면역 반응성을 보인 반면, 교차연결군의 경우에는 가자미근에서 긴발가락펴짐근과 유사

한 면역 반응성을 나타냈다.

3. 미세구조의 변화에 있어서는 교차연결군과 절단연결군에서 유사하게 나타났으며, 신

경교차연결 후 삼조체의 변화는 느린수축근인 가자미근보다 빠른수축근인 긴발가락펴짐근

에서 빨리 나타났고, Z선 두께의 변화도 두 근육에서 차이가 있었다.

4. 근세사 단백질의 변화를 관찰한 결과, 신경을 교차연결한 경우 느린수축근에서는 빠

른수축근의 근세사단백질 동질형 띠를, 빠른수축근에서는 느린수축근의 근세사단백질 동

질형 띠를 확인할 수 있었다.

5. 신경교차연결 후 새롭게 생성되는 근섬유는 같은 유형의 정상대조군과는 다른 근세

사 단백질 동질형을 가짐을 알 수 있었다.

이상과 같이 신경교차연결시 근육에 나타나는 변화는, 조직화학 염색 결과 형태학적으

로 정상소견을 보인 후에도 미세구조의 변화는 정상으로 회복되지 않았고, 근섬유의 조성

이나 근세사단백질 수준에서 모두 느린수축근의 경우 빠른수축근의 양상을, 빠른수축근의

경우 느린수축근의 양상을 나타내었다. 이같은 형태학적인 변화는 근육을 구성하는 단백

질 수준에서의 변화에 기인하며, 단백질의 변화는 미세구조에 영향을 미쳤을 것으로 생각

되고, 신경교차연결시 이와 같이 근육의 기능적 특성이 변하는 것으로 보아, 각 근육의

다양한 성질은 근육을 지배하는 신경에 의해 결정되는 것으로 생각된다.

[영문]

Histological, histochemical, immunocytochemical and biochemical studies on the

myofibrillar protein changes of the muscle due to the cross innervation of the

functionally different nerve fibers have been done and the results are summarized

as follows:

1. Histochemical study of each muscle fiber types showed an increasing amounts of

‘B’type muscle fiber in extensor digitorum longus muscle and ‘A’type muscle

fibers were observed in soleus muscle after cross innervation.

2. Immunoreactivity upon myoglobin was variable both in cross innervation group

and experimental control group after 3 months. In experimental control group, they

showed normal appearance after 5 months but in cross innervation group, extensor

digitorum longus type immunoreactivity was shown in soleus muscle.

3. There was no differences in ultrastructure between cross innervation group and

experimental control group. The changes in triad appeared earlier in extensor

digitorum longus, and Z band thickness was different in each muscle fiber type.

4. In cross innervation group, rapid contraction muscle type of myofibrillar

protein isoform was identified in slow contraction muscle, while slow contraction

muscle type of myofibrillar protein isoform was identified in rapid contraction

muscle.

5. The newly formed muscle fiber after the cross innervation contains different

myofibrillar protein isoform from the same type muscle fiber in normal control

group.

From the above results, it was identified that muscle changes after the cross

innervation occurred at the molecular level of myofibrillar protein isoform. And

the changes of muscle fiber types in slow contraction muscle to that in rapid

contraction muscle fiber types were evident, and the latter was vice versa in

morphologically and at myofibrillar protein level.