신경손상이 흰쥐 골격근섬유의 미세구조와 근세사성분에 미치는 영향

Abstract

[영문]

[한글]

신경손상에 의해 골격근섬유에서 손상초기에 일어나는 미세구조의 변화와 신경재분포

후 나타나는 각 근섬유형이 손상 이전의 근섬유형과 미세구조 및 근수축단백질의 구성에

서 차이가 있는지를 구명하기 위하여 흰쥐 좌골신경에 충격손상을 준 후 5, 10, 30, 60,

90및 180일에 장딴지근과 가자미근에서 A형, B형 및 C형근섬유를 분리한 다음 전자현미경

관찰과 전기영동법을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 모든 근섬유형에서는 신경손상에 의해 공통적으로 근세사의 소실이 일어났으며, A형

에서는 근형질세망의 변화, B형 및 C형에서는 Z-선의 분절 현상 및 미토콘드리아의 재배

열 등이 특징적으로 관찰되었다.

2. 같은 C형근섬유라도 신경손상에 의한 미세구조의 변화는 가자미근이 장딴지근보다

심하게 일어났다.

3. 신경손상 후 70일이 지나면서 모든 근섬유형에서 근원섬유의 가로무늬는 거의 정상

으로 나타났지만 근원섬유의 배열양상은 정상과 차이를 보였고 이는 180일까지 지속되었

다.

4. 신경손상 180일 후 A띠의 길이는 장딴지근의 A형과 C형근섬유에서는 감소하였으나

가자미근의 B형과 C형에서는 증가하였고 Z선의 두께는 A형을 제외한 다른 형에서는 모두

정상보다 증가하였다.

5. 신경손상 후 180일군에서 myosin light chain의 isoform간의 상대적 비율은 장딴지

근에서는정상적으로 회복되었으나 가자미근에서는 정상과 큰 차이를 나타내없다.

이상의 결과를 종합하면 신경의 손상에 의한 근섬유의 미세구조 변화는 근섬유형과 근

육의 종류에 따라 다르게 일어나며 신경재분포 후 형성된 각 근섬유형의 미세구조와 근세

사단백질의 구성은 신경손상 이전의 각 근섬유형과 서로 차이가 있는 것으로 생각된다.

Studies on the Changes of Ultrastructure and Myofibrillar Proteins of Muscle Fiber

Types After Nerve Injury

Kang Hyun Lee

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor In Hyuk Chung, M.D.)

This experiment was attempted to observe the morphological changes in skeletal

muscle fibers during the early stage of the nerve injury and also to detennine the

differences in ultrastructure and myofibrillar proteins between the muscle fiber

types from the normal and those from the one fellowing reinnevation.

The sciatic nerve of rats was surgically crushed and A, B and C type muscle

fibers were isolated from the m. soleus and the m. gastrocnemius at 5, 10, 30, 60,

90 and 180 days. The isolated muscle fibers were processed for electron microscopic

observation and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis.

The results were as follows.

1. Loss of myofilaments were common in all fiber types after the nerve injury.

Sarcoplasmic reticulum changes in A fiber, and segmentation of Z-line and

rearrangement of mitochondria in B and C fibers were observed specifically.

2. Despite the same fiber type, the early ultrastructural changes of the C fiber

in the m. soleus were more profound than that in the m. gastrocnemius.

3. Following nerve injury all muscle fiber types showed normal striations after

30 days. However, the arrangements of myofibrils were different from that of the

control, which persisted until 180 days.

4. At the end of 180 days after the nerve injury, the length of A band decreased

in A and C fibers from the m. gastrocnemius, but that in B and C fibers from the m.

soleus was increased. The thickness of Z-line of all muscle fiber types except A

fiber was increased.

5. Relative proportions of isotypes of myosin light chains in m. gastrocnemius

were recovered to normal, but that in m. soleus showed great differences compared

to the control at 180 days after the nerve injury.

In conclusion, ultrastructural changes of muscle fiber following nerve injury

were specific accordingly to muscles and the muscle fiber types. In addition the

ultrastructure and the composition of the myofibrillar proteins following

reinnervation were different from those of normal, which suggests that muslce fiber

types following reinnervation are not normal units 180 days after nerve injury.