Nitric Oxide에 의한 기니픽 결장에서의 연동운동의 조절

Abstract

[한글]

소화관에 기계적, 화학적 자극이 가해지면 자극이 발생한 부위의 근위쪽으로는 흥분성 운동신경으로부터 acetylcholine과 substance P 등의 흥분성 신경전달 물질이 분비되어 소화관의 횡문근을 수축시키고, 원위쪽으로는 억제성 운동신경으로부터 nonadrenergic no

ncholinergic(NANC) 억제성 신경 전달 물질인 vasoactive intestinal peptide(VIP), nitric oxide(NO) 등이 분비되어 소화관의 횡문근을 이완시켜 연동운동이 발생하게 되는데 이를 연동반사회로(peristaltic reflex circuit)라고 부른다. NO는 최근에 제시된 신경전달물질로, 본 연구의 목적은 연동반사회로의 억제성 신경전달물질로서의 NO의 작용을 알아보고자 하였다.

400-500g 무게의 기니픽의 원위 결장을 분리하여 10cm 길이의 절편으로 나누었으며. 각 절편은 실험욕조에 고정한 다음 37C。의 Tyroid 용액(NaCl 118mM, KCI 4.BmM, KH2P04 1.2mM, MgS04 1.2mM, Cac12 2.5mM, NaHC03 25mM, glucose llmM)에 배양하였고, 5% CO2와 95

% 02를 공급하였다. 인공 배설물은 진흙을 재료로 길이 12mm, 폭 4mm로 만들었다. 연동운동은 인공배설물을 유리결장의 근위쪽 입구에 넣어 유발시켰으며, 전체길이가 10cm인 유리결장의 매2cm를 가는데 걸리는 시간을 측정하여, 연동운동의 평균속도를 계산하였다.

각 실험약물 첨가시 기저 연동운동속도는 위의 과정을 4분 간격으로 3번 반복하여 평균속도를 계산하였다. 약물은 Tyroid 용액에 첨가하여 절편으로 공급하였고, 약물첨가후 연동운동속도를 검사하기 전에 15분간 안정화하였다. NO synthase 길항제로는 L-NNA(N-nitro-L-arginine)를 사용하였고, L-NNA 10μM, 50μM에서 인공대변의 연동운동속도를 관찰하였다. L-NNA 투여(50μM)로 더이상 연동운동이 일어나지 않을 때 L-arginine를 과량(2mM) 투여한 다음 연동운동속도를 관찰하였으며, NO 공여자인 SNAP(5-nitroso-N-acetylpenicillamine, 10μM)을 절편에 투여한 후 연동운동속도의 변화를 관찰하였다. 약물첨가시 연동운동속도는 적어도 3번 이상의 실험결과를 평균하여 계산하였고, 측정값은 기저 연동운동속도의 백분율로 기록하였다. 조직에 L-NNA 10μM 첨가시 총 18마리중 9마리에서 인공대변의 연동운동속도의 감소가 관찰되었으며, 6마리에서는 인공대변이 정지하여 더 이상 움직이지 않았고, 3마리에서는 오히려 속도가 빠르게 나타났다. L-NNA 10μM 첨가시 연동운동의 평균속도는 대조군의 57.7±10.7%(P<0.05, n=18)였다. L-NNA 50μM 투여로 장관의 연동운동이 마비되어 인공대변을 삽입하여도 진행하지 않음을 확인한 후에 L-arginine 2mM을 조직 절편에 첨가하고 인공대변의 평균속도를 측정하였다. 총 6마리에서 기저속도에 근접하게 회복되었으며, 평균속도는 기저군의 87.0%±11.2%(n=6)였다. SNAP을 투여하고 6분, 12분째의 연동운동속도의 변화를 관찰하였다. 총 6마리에서 6분째에 속도가 늦어지기 시작하였으며, 12분째의 기저속도에 근접하게 회복되었다. 6분째의 연동운동 평균속도는 대조군의 40.83±2.5%(p<0.05, n=6)였다. 결론적으로 기니픽의 결장에 NO synthase 길항제인 L-NNA를 첨가하였을 때 농도에 비례하여 연동운동속도가 감소하였으며, L-NNA로 연동운동을 억제한 후 NO의 전구물질인L-arginine을 투여하였을 때 연동운동이 회복되는 것을 관찰할 수 있었고, NO의 공여자인 SNAP을 투여했을 때 연동운동이 억제되어 나타남을 알 수 있었다.

[영문]

According to the current view of the peristaltic reflex circuit, the afferent nerves carry the impulses generated by stretching of the wall or chemicals in the gut to activate interneurons utilizing Ach or substance P(SP). These, in turn, transmit the signal to orally directed motor excitatory neurons utilizing Ach and SP and to anally directed nonadrenergic, noncholinergic(NANC) inhibitory neurons utilizing ATP, vasoactive intestinal peptide(VIP) and NO acting directed on the smooth muscle. Recently, some very exciting progress has been made in identifying one of the NANC neurotransmitters that is responsible for inhibitory neural regulation in the Gl tract. It appears that nitric oxide (NO) is the primary neurotransmitter in many tissues. The purpose of the present study was to investigate the implication of the enteric inhibitory neurotransmitter NO in

intestinal peristalsis. Guinea pigs were killed by stunning and bleeding, A 10cm segment of colon was excised and incubated at 37。C in a 200m1 bath containing Krebs bicarbonate medium and oxygenated with a mixture of 95% 02 and 5% CO2. the composition of the Tyroid solution was NaCl 118mM, KCI 4.BmM, KH2P04 1.2mM, MgS04 1.2mM7, Cac12 2.5mM, NaHC03 25mM, glucose llmM. The segment was secured with pins that were placed at intervals through the attached mesentery. Artificial fecal pellets that mimicked colonic fecal pellets in shape and size (10 mm long x 4 mm wide) were prepared from modeling clay. The pellets were inserted into the oral end of the segment and allowed to pass spontaneously until evacuated. The velocity of propulsion was calculated from the time it took a pellet to traverse the marked 2cm segments. The control rate or intrinsic velocity of propulsion was first determined with the use of three measurements. The segments were then allowed to equilibrate in fresh tyrold solution for 30 min. And the velocity of propulsion was measured again after a 15 min incubation with various drugs using three successive pellets.

Results were expressed as percent of control velocity. NOS inhibitor L-NNA inhibited the velocity of propulsion in a concentration dependent fashion. L-NNA 10μ M Inhibited the velocity of propulsion by 57.7± 10.7% (P<0.05,n=18), and

L-NNA 50μM abolished propulsion (n=17). After the abolition of propulsion by L-NNA 50μM, 2mM L-arginine completely reversed the inhibitory effect of L-NNA by 87.0% ± 11.2%(n=6). And administration of SNAP 10μM inhibited the velocity of propulsion by 40.8±2.5% (p<0.05, n=6).In conclusion, the effects of L-NNA

reflected blockade of descending circular muscle relaxation. This implies that optimal operation of both the ascending and descending phases of the reflex is necessary for optimal propulsion. And this reversal supports the hypothesis that L-NNA exerts a specific action on a NO synthetic pathway. The action of SNAP on intestinal motility would expectedly be attributed to a transmitter of inhibitory enteric motor neurons and direct relaxation of the muscle. Complementary studies at the organ level are required to differentiate it.