실험적 뇌실염에 의한 제4뇌실 출구부 변화에 관한 형태학적 연구

Abstract

[영문]

[한글]

뇌에는 blood-brain barrier, blood-CSF barrier 및 brain-CSF가 있어 외부의 독성물질

이나 균으로부터 뇌를 보호하기 때문에 뇌가 균에 직접 노출되었다고 하여 항상 치명적인

염증반응을 일으키는 것은 아니다. 뇌실벽은 단층의 상의세포에 의하여 신경조직과 뇌척

수액간의 brain-CSF barrier로서의 역할을 할 뿐만아니라 뇌척수액의 생성 및 이동과 뇌

척수액내의 여러 전해질, 비전해질 및 수분의 이동작용에 관여하고 있다(Dobbing, 1963;

Brightman 및 Reese, 1969; Lee, 1971).

이들 상의세포는 뇌실내에서 일어나는 감염과 물리 및 화학적 변화에 민감하게 반응하

여 상의세포 표면에 형태학적 변화와 기능적 장애를 일으켜서 뇌척수액 순환장애를 유발

시킬 수 있다(Hirano 등, 1966; Milhorat 등, 1970; Chamberlain, 1973).

Johnosn 및 Johnson(1972)과 Nielson 및 Baringer(1972)등의 보고에 의하면 바이러스에

의한 뇌실 감염시 바이러스는 특히 상의세포에 침투를 잘하여 상의세포의 변형을 유발시

키며 주로 Sylvius도수관 상방부에 형태학적 변화를 유발시킨다고 하였다. 이 연구의 목

적은 화농성구균을 뇌실내에 주입하였을 때 Sylvius 도수관 하방부에 위치한 뇌척수액 유

통과정중 뇌실계의 마지막 통로인 foramen Magendie 와 foramina Luschka에 어떠한 형태

학적 변화가 일어나는지에 관하여 광학현미경과 투시 및 주사전자현미경으로 관찰하여 규

명코자 하였다.

실험동물은 체중 2.5∼3.5kg의 한국산 고양이 45마리를 대상으로 다음과 같은 2군으로

나누어 실험하였다.

제1군 : 정상대조군:생리식염수 1ml를 측뇌실에 주입………………………… 6마리

제2군 : 감염군:Coagulase 양성 포도상구균 ATCC 6538 P 표준균주를

nutrient broth(pH 7.4)에 18시간 배양한 균액을 0.9% 생리식염수에

10**-4배 희석한 용액 1ml를 측뇌실에 접종………………………… 39마리

정상대조군은 생리식염수를 주입한 후 3시간, 24시간 및 5일후에, 감염군은 균을 접종

한 후 3시간, 6시간, 24시간, 3일, 5일, 1주, 2주, 4주 및 8주후 각각 시기별로 도살하여

제4뇌실 출구부인 foramen Magendie 와 foramina Luschka의 상의세포의 형태학적 변화를

광학현미경과 투시 및 주사전자현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 광학현미경적 소견으로는 균 주입 후 3시간 내지 6시간부터 상의세포의 염증성 반응

및 탈락현상이 나타났으며 1일 내지 3일째 가장 심하였으며 그후 차차 소실되었다. 균주

입후 7일째부터는 상의세포의 편평화와 공포현상이 심해지는 소견을 보였으며 8주째는 거

의 정상소견을 나타냈다.

2. 주사전자현미경적 소견으로는 균 주입 후 3시간 내지 6시간부터 섬모 및 미세융모수

의 감소현상과 유착현상을 보였으며 염증세포의 출현도 나타났으며 1일 내지 3일째 가장

현저하였으며 그후 차차 소실되었다. 균 주입 후 5일 부터는 미세융모의 증가와 이어 7일

후 부터는 섬모총간 거리의 심한 증가소견을 나타내었으며 4주째까지 지속되다가 8주째는

거의 정상으로 돌아왔다.

3. 투시전자현미경적 소견으로는 균 주입 후 3시간 내지 6시간부터 섬모 및 미세융모수

의 감소현상을 보였으며 1일 내지 3일째 가장 현저하였으며 그후 점차 소실되었다. 균주

입후 5일 내지 7일째부터 미세융모수의 증가와 심한 세포간의 간격 증가현상이 나타났으

며 세포표면돌출(apical protrusion)의 소견이 4주째까지 나타났으며 8주째는 거의 정상

으로 돌아왔다.

상기의 소견들 중 상의세포의 편평화, 세포간 및 섬모총간 거리의 증가, 세포표면돌출

등의 소견이 foramen Magendie에서 다소 심한 것 이외에는 foramina Luschka와의 부위별

차이점은 거의 없었다.

이상의 소견을 종합하여 보면 고양이의 뇌실내에 포도상구균을 접종하면 뇌실계의 뇌척

수액 유통과정의 마지막 통로인 foramen Magendie 와 foramina Luschka의 상의세포에 심

한 변화를 일으켜서 뇌척수액 순환에 장애를 초래할 가능성이 있는 것으로 사료된다.

A Morphological Study of the Outlet of The Fourth Ventricle Fellowing

Intraventricular Infection

Kyung Ki Cho, M.D.

Department of Medical Science The Graduate School, Yensei University

(Directed by Prof. Kyu Chang Lee, M.D. and Chung Soek Kim, M.D.)

The brain huts specific structures known as blood-brain-tarrier,

blood-CSF-barrier and brain-CSF-barrier, which were not aeon in other organs of the

human body. The harriers prevent the development of fatal infection in spite of

direct invasion of the microorganism and its toxin into the brain. The ependyma is

a layer of epithelial cells lining the ventricular walls of the brain. The

ependymal cells constitute not only part of the barrier between CSF and the nervous

tissue but are also responsible for the exchange of fluid substances and

information from the CSF to the brain (Dobbing, 1963; Brightman and Reese, 1969:

Lee, 1971). The morphology of the ependymal tells is easily changed by physical,

chemical, and infectious agent and the subsequent structural changes may lead to

impairment of the CSF circulation(Hirano et al, 1966; Milhorat et al, 1977,

Chamberlain, 1973). When animals were inoculated intracerebrally with virus, the

infection was limited to the ependyma, especially in the area above the aqueduct of

Sylvius which is obviously the site moat heavily exposed to virusesoirculating in

the CSF. The fourth ventricle and its foramina are not changed morphologicallyin

roost animals exposed with virus. The purpose of the present study is to define

theultrastructural changes on the wall of the foramina of the fourth ventricle

following intraventricular infection with Staphylococcus aureus.

The experimental animals used in the study were 45 mature Korean cats which

weighed between 2.5 kg and 3.5 kg. The control series consisted of 6 cats which

were examined after intraventricular infusion of 1 ml of normal saline solution.

The infected series consisted of 39 cats which were examined after intraventrioular

inoculation of 1 ml of fresh diluted broth culture solution of Staphylococcus

aureus. The inoculated cots were sacrificed at 3, 6, 24, hoers, and on the 3, 5, 7,

14, 28, 56 days following the inoculation of microorganism.

The morphologic examination of the epidermal surface was done under the light

microscope, the scanning electron microscope, and the transmission electron

microscope.

The results of the experiment are summarized as fellows; in the early phase (from

inoculation to the 5th day), inflammation and denudation of the ependymal cells

with decreasednumber of cilia and microvilli were observed. In the late phase (from

the 7th day to the 28th day), sutrctural changes of the ependymal cells were noted

such as increased distancebetween the tufts of the cilia, separation of the

intercellular space, increased number of microvilli and apical protrusion. The

majority of these findings returned to normal by the 8 weeks following the

inoculation of microorganisms. In conclusion, the ultrastructural changes in the

ependymal cells of the outlet of the fourth ventricle may produce functional

impairment which in turn may result in the impairment of cerebrational fluid

circulation.