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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1998;41(10): 1241-1247. |
| Studies on the Vestibular Compensation after Contralateral Labyrinthectomy in Unilateral Labyrinthectomized Rats. |
| Jin Yong Kim, Joon Ki Kim, Kwang Tae Kim, Sang Young Park, Kyung Doo Chun, Moon Young Lee, Byung Rim Park |
1Department of Otolaryngology, Presbyterian Medical Center, Chonju, Korea. byungp@wonnms.wonkwang.ac.kr
2Department of Physiology, Wonkwang University School of Medicine, Iksan, Korea. |
| 일측 전정기능 소실 흰쥐에서 반대측 전정기관 절제술 후 전정기능의 보상작용에 대한 연구 |
| 김진용1 · 김준기1 · 김광태1 · 박상영1 · 천경두1 · 이문영2 · 박병림2 |
| 전주예수병원 이비인후과1;원광대학교 의과대학 생리학교실2; |
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| 주제어:
전정기관절제술ㆍ자발안진ㆍ두부편위ㆍc-Fosㆍ내측 전정신경핵ㆍPrH. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Vestibular compensation is a process of behavioral recovery following unilateral labyrinthectomy (ULX). The neural plasticity in vestibular compensation was assessed by observing changes of behavioral response and c-Fos expression following contralateral labyrinthectomy (second labyrinthectomy) in ULX rats.
MATERIAL AND METHODS: Contrala-teral labyrinthectomy was performed 2 weeks after ULX in Sprague-Dawley rats, each weighing 250-300 gm. Changes of spontaneous nystagmus, head tilt, and c-Fos expression in the medial vestibular nucleus (MVN) and nucleus prepositus hypoglossi (PrH) were measured.
RESULT: In ULX, spontaneous nystagmus with the slow phase directed to the lesion side was 3.5+/-0.5 beats/sec and head tilt deviated to the lesion side was 71+/-16 degrees just after ULX. Spontaneous nystagmus disappeared within 72 hours, but head tilt was maintained at 28+/-8 degrees until 2 weeks after ULX. The number of c-Fos proteins 2 hours after ULX was 81+/-25 and 212+/-63 in MVN of the lesion side and the intact side, respectively. And PrH showed 136+/-37 in the lesion side and 94+/-19 in the intact side, which was opposite of MVN in spatial expression of c-Fos. In second labyrinthectomy, direction of spontaneous nystagmus and head tilt was opposite to the first ULX and their decrement was faster. c-Fos was expressed more in the MVN of the first labyrinthectomized side than in the second one and PrH showed the opposite pattern to MVN, which was opposite to the first ULX in spatial expression.
CONCLUSION:
These results suggest that recovery of vestibuloocular reflex in vestibular compensation is accomplished by restoration of neuronal activity in the central nervous system including MVN and PrH. |
| Keywords:
LabyrinthectomyㆍSpontaneous nystagmusㆍHead tiltㆍc-FosㆍMVNㆍPrH |
서론
전정기관은 개체의 회전자극에 반응하여 안구운동을 조절하는 전정안구반사와 골격근의 수축운동을 조절하는 전정척수반사를 초래하여 반사적인 자세의 조절에 관여한다.1)6) 그러나 일측 전정기관의 손상은 말초 전정수용체로부터 구심성신호의 차단에 의하여 동측 전정신경핵에서 긴장성 전기활동성의 감소를 초래하고, 이로 인하여 양측 전정신경핵에서 전기활동성의 비대칭성을 초래하여 오심, 구토, 현기증, 자발안진, 자세부조화 등의 전정증상을 유발하는 것으로 알려져 왔으며, 일측 전정기관의 손상에 의한 전정증상은 동물의 종에 따라 차이가 있으나 1∼2주 이내에 점차 감소하는데 이를 전정기능의 보상작용이라 한다.7-10)
전정기능의 보상작용에 관한 현재까지의 연구는 전정신경핵이 가장 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.11) 전정수용체로부터 구심성신호의 차단에 의한 동측 전정신경핵의 감소된 전기활동성은 교차신경로를 통한 반대측 전정신경핵의 억제에 의하여 점차 회복되어 양측 전정신경핵에서 전기활동성의 대칭성이 회복되어 보상작용이 이루어진다.7-10) 또한 Darlington과 Smith12)는 전정신경핵 자체의 내적 특성이 보상작용에 중요한 역할을 한다고 보고하였다. 그러나 최근 Kitahara 등13)은 전정신경계의 N-methyl-D-asparate(NMDA) 수용체가 보상작용에 관여하며, Kim 등2)은 소뇌의 uvulonodular lobe로부터 Purkinje system이 정상측 전정신경핵의 활동성을 억제하므로 보상작용의 초기에 소뇌가 관여함을 보고하여 전정기능의 보상작용에 고위중추가 작용함을 확인하였다. 이러한 연구결과는 전정신경핵, 교차신경로 및 고위중추에서 기능적 변화가 이루어짐을 시사하는 것으로 전정기능의 보상작용은 신경가소성의 모델로 활용할 수 있음을 의미한다.
그러나 신경가소성의 측면에서 전정기능의 보상작용을이해하기 위해서는 Bechterew의 탈보상작용에 대한 연구가 요구된다.14) Bechterew의 탈보상작용은 일측 전정기관 손상 후 전정증상이 소실된 이후에 반대측 전정기관을 손상하면 마치 처음 손상된 전정기능은 정상이며 이차적으로 손상된 전정기관의 기능 상실에 의한 것처럼 증상이 나타난다. 즉 일차적으로 일측 전정기관이 손상되면 속상이 반대측을 향한 자발안진과 손상측을 향한 두위편위와 회전운동이 동반된다. 이러한 증상이 소실된 후 반대측의 정상 전정기관을 손상하면 자발안진, 두위편위, 회전운동 등의 방향이 일차 전정기관 손상과는 반대방향으로 출현하며 이를 Bechterew의 현상 중 탈보상작용이라 하고, 이는 일차 손상에 의한 보상작용보다는 빠른 시일내에 회복이 이루어진다. 이러한 과정을 고려할 때 Bechterew의 탈보상작용은 일차 손상측의 전정신경핵에서 뉴론활동성은 회복되고 이차 손상측 전정신경핵 활동성은 억제되어 나타난 현상이라고 할 수 있지만, Bechterew의 보상작용은 양측 전정수용체로부터 구심성신호가 차단됨을 고려할 때 Schwarz와 Hu14)가 보고한 전정신경핵과 교차신경로에 의하여 단순하게 이루어진다고 설명하기는 곤란하다.
따라서 본 연구에서는 전정기관 손상 후 전정기능의 보상작용에 대한 신경가소성의 특성을 규명하기 위하여 흰쥐에서 일측 전정기관 손상 2주 후에 반대측 전정기관을 손상하였을 때 자발안진과 두부편위 등의 행동학적 변화를 관찰하였으며, 또한 초기유전자(immediate early gene)로써 신경활동성의 표지자로 널리 이용되는 c-Fos 면역반응세포의 발현15)16)을 뇌간에서 관찰하였다.
실험 재료 및 방법
실험재료
건강하고 성숙한 체중 250∼300 g의 Sprague-Dawley계 흰쥐 50두를 암수 구별 없이 사용하였으며, 특히 전정기능이 정상인 동물을 사용하기 위하여 정현파 회전자극기를 이용하여 전정안구반사를 측정한 후 정상 동물을 선택하였다. 실험동물은 전정기능이 정상인 대조군(CON, n＝7), 일측 전정기관 파괴군(ULX, n＝28), 일측 전정기관 파괴 2주 후 반대측 전정기관 파괴군(BLX, n＝15)으로 분류하였다.
전정기관의 파괴
일측 전정기관에 손상을 가하기 위하여 체중 kg당 200 mg의 chloral hydrate(Merck, U.S.A.)을 복강 내 주입하여 마취한 후 복와위의 체위에서 후이개 접근(retroauricular approach)으로 좌측 고막, 고막장근, 이소골을 제거한 다음 난원창을 노출시키고, 하방에 위치한 정원창을 중심으로 주위를 파괴하여 전정기관의 팽대부신경을 노출시켰다. 그후 진공펌프를 이용하여 팽대부신경을 흡인하여 전정기관을 파괴하였으며, 이때 안구위치의 변화로써 전정기관의 파괴 여부를 확인하였다. 일측 전정기관 손상 후 반대측을 파괴할 때도 일차와 동일한 방법을 이용하였다. 전정기관 파괴 후 피부를 원상태로 봉합하고, 수술 후 감염을 방지할 목적으로 항생제(크라벤틴, 일성신약)를 2일간 근육주사하였으며, 정상동물과 동일하게 사육하였으며, 2주후 우측 전정기관 파괴도 같은 방법으로 시행하였다.
안구운동의 측정
전정기관 손상 후 자발안진을 측정할 목적으로 마취에서 깨어난 다음 안정된 상태에서 표준안진기록법에 의하여 탐색전극은 우측 안외각췌피 부위에, 무관전극은 좌측 안외각췌피 부위에, 그리고 접지전극은 탐색전극과 무관전극의 중앙부위에 삽입하여 고정하였다. 수평안구운동을 오랫동안 정확하게 기록할 목적으로 전극은 teflon으로 피복된 직경 0.1 mm의 강철선(A & M Co., USA)을 사용하였으며, 끝부위 1 mm를 노출시켜서 안외각췌피에 삽입하여 봉합실로 주위조직에 고정시켜 전극의 이동을 최소화하였다. 안구운동은 전극을 통하여 예비증폭기에서 증폭시킨 후 polygraph(Sensormedics R511, USA)상에 기록하였으며, 모든 안구운동의 기록은 암실에서 시행하였다. 또한 안구운동의 육안적 관찰을 위하여 비디오 촬영을 시행하였다.
두부편위의 측정
전정기관 손상 후 전정척수반사의 회복과정을 관찰할 목적으로 roll head tilt를 측정하였다. 관상봉합면(coronal plane)에서 두개골의 중심선과 중력의 방향에 의한 수직선과 이루는 각도로 동물이 안정상태일 때 전면에서 video 촬영을 실시하여 측정하였다.
c-Fos 면역조직 화학법
일측 전정기관 손상 후 2, 6, 12, 24, 48시간에서 urethan 1 g/kg로 마취한 후 pH 7.4의 PBS용액과 4% paraformaldehyde로 심장을 관류시켜 조직을 고정한 다음 두개골을 제거하여 뇌조직을 박리하였다. 박리된 뇌조직은 4% paraformaldehyde에 고정하여 4℃에서 24시간 동안 보관하였다. 미세절단기를 이용하여 50 μm의 두께로 조직절편을 만들어서 PBS로 세척하고, 다시 PBS와 6% H2O2 용액에서 15분 동안 진탕 후 PBS로 세척하였다. 그후 PBS와 Triton-X 100에서 30분간 진탕한 후 PBS로 세척하였으며, blocking reagent에서 30분간 진탕한 후 일차 c-fos 단백항체(1：200-150)내에서 24시간 동안 4℃에 보관한 후 실온에서 2시간 동안 진탕시키고 PBS로 세척하였다. 그후 이차항체(biotinylated anti-rabbit & anti-mouse immunoglobulin)에서 30분 동안 진탕 후 PBS로 세척하고, streptavidin peroxidase에서 30분 동안 진탕 후 PBS로 세척하고, chromogen(aminoethyl-carbazol：AEC) 염색을 하였으며, 증류수로 1시간 동안 세척한 후 DAKO pen을 이용하여 슬라이드에 고정하여 50℃에서 20분간 고정한 다음 현미경으로 관찰하였다. c-Fos 단백발현세포의 분석은 내측 전정신경핵과 prepositus hypoglossal nuclei에서 digital image analysis system을 이용하여 c-Fos 면역반응세포의 숫자를 측정하였다.
통계 분석
Student t-test를 이용하였으며, p( 0.05 인 경우에 유의성이 있는 것으로 판정하였다.
실험결과
전정기관 손상 후 행동반응
전정기능이 정상인 동물은 안정상태에서 자발안진이나 두부편위가 발생하지 않았으나, 일측 전정기관이 손상되면 자발안진과 두부편위가 초래되었다. 즉, 좌측 전정기관 손상한 28마리의 경우는 급속상이 우측을 향하는 빠른 자발안진이 지속적으로 출현하였고 좌측 방향으로의 몸통 회전운동과 두부편위가 발생하였다. 자발안진은 손상 직후 3.5±0.5 beats/sec(Mean±SD)의 출현빈도를 보였으며, 시간이 경과함에 따라 점차 감소하였다. 자발안진은 손상 초기에 급격한 감소를 보인 후 시간의 경과에 따라 감소율이 완화되어 평균 66±10시간에서 소실되었다. 그리고 좌측을 향한 몸통의 회전운동은 1.5±0.5시간에서 소실되었으며, 두부편위는 손상 직후 71±16도에서 점차 감소하였으나 2주일 후까지도 원상을 회복하지 못하고 좌측으로 28 ±8도 편위된 상태를 유지하였다.
좌측 전정기관 손상 2주 후 반대측 전정기관을 손상한 15마리의 경우는 급속상이 좌측을 향하는 자발안진이 출현하였으며, 이는 첫 번째 손상과는 반대방향의 안진으로 손상 직후 2.6±1.4 beats/sec의 출현빈도를 보였으며 점차 감소하여 24시간에서 0.9±0.2 beats/sec를 보인 후 40±8시간에서 완전히 소실되었다. 그리고 전정기관 손상 후 몸통의 회전운동은 우측으로 1시간 동안 출현하였고, 두부편위는 손상 직후 정상체위로부터 우측으로 73±16도이었으며, 편위의 정도는 시간이 경과함에 따라 점차 감소하여 12시간 후에는 거의 정상의 위치를 회복하였으나 그후 점차 다시 좌측으로 편위되어 48시간에 22±5도의 자세를 유지하여 지속되었다. 두부의 좌측 편위는 안정상태에서 유지되었으나 움직일 때는 우측 편위가 순간적으로 출현하였다(Figs. 1-3).
전정기관 손상 후 c-Fos 면역반응의 변화
전정기능이 정상인 동물의 내측 전정신경핵은 c-Fos 면역반응세포의 발현을 보이지 않았으나 좌측 전정기관을 손상시킨 13마리에서는 2시간 후 동측에서 81±25개(M±SD), 반대측에서 212±63개의 면역반응세포를 보임으로써 양측 전정신경핵에서 심한 비대칭성을 보였다(p( 0.01). 전정기관 손상 6시간 후 좌측은 78±22개, 우측은 41±9개로써 손상 2시간에 비교하여 감소하였으며, 정상측의 감소율이 더 높았다(p( 0.01). 그후 시간이 경과함에 따라 c-Fos 면역반응세포의 발현은 점차 감소함과 동시에 정상측이 더욱 감소된 비대칭성을 지속하였으며, 손상 48시간에 손상측은 41±18개, 정상측은 30±14개로써 양측이 대칭성에 접근하였다. 그리고 손상 72시간에는 양측에서 모두 10개 내외로 감소하여 양측 전정신경핵에서의 비대칭성은 소실되었다. 이와같은 c-Fos 면역반응세포는 내측 전정신경핵의 두측(rostral portion)보다는 미측(caudal portion)에서 주로 출현하였다. Nucleus prepositus hypoglossi(PrH)는 내측 전정신경핵과 마찬가지로 정상동물에서는 c-Fos 면역반응세포가 발현되지 않았으나 좌측 전정기관 손상 2시간 후 손상측에서 136±37개, 정상측에서 94±19개로 손상측에서 많은 발현을 보였으며(p( 0.05), 6시간에서 손상측은 50±18개, 정상측은 3±3개로 양측에서 심한 비대칭을 보였고(p( 0.01), 48시간에서는 양측 PrH에서 10개 미만으로 감소하였다. 이와 같이 PrH에서 c-Fos 면역반응세포는 발현양상에서 내측 전정신경핵과는 반대를 보였다. 좌측 전정기관 손상 2주 후에는 양측의 내측 전정신경핵이나 PrH에서 c-Fos 면역반응세포가 발현되지 않았으나, 다시 우측 전정기관을 손상시킨 5마리의 경우 내측 전정신경핵에서 c-Fos 면역반응세포의 발현은 2시간 후 우 내측 전정신경핵에서 5±3개, 좌 내측 전정신경핵에서 70±27개로 양측 전정신경핵에서 비대칭성을 보였으며(p( 0.01), 시간이 경과함에 따라 좌 내측 전정신경핵에서 점차 감소하였으나 우 내측 전정신경핵 보다는 48시간까지 유의한 증가를 유지하였다(p( 0.01). 또한 PrH는 우측 전정기관 손상 후 48시간까지 지속적으로 우측에서 c-Fos 발현의 유의한 증가를 보였으며(우측 15.9±7.6；좌측 2.5±2.1；p( 0.01), 6시간에서 우측은 56±9개, 좌측은 5±5개로 양측에서 가장 심한 차이를 보였고(p( 0.01), 그후 우측에서 점차 감소하는 양상을 보였다. 이와 같이 PrH에서 c-Fos 발현양상은 일측 전정기관 손상과 양측 전정기관 손상에서 반대를 보였으며, 또한 내측 전정신경핵에서의 발현양상과도 반대를 보였다(Figs. 4-6).
고안
일측 전정기관의 손상에 의한 전정증상은 양측 전정신경핵에서 전기활동성의 비대칭성에 의하여 초래되는 것으로 알려져 왔다. 전정기능이 정상인 동물에서 한 개의 구심성 섬유는 안정시에 100 spikes/sec의 구심성 신호를 전정신경핵에 전달하므로 일측 전정기관에서 1,000,000 spikes/sec의 구심성 신호가 발생한다.17) 그러나 일측 전정기관의 손상은 구심성 신호의 차단에 의하여 손상측 전정신경핵은 활동성이 감소되고 반대측은 정상적인 활동성을 유지하지만 상대적으로 손상측에 비하여 증가된 양상을 보이므로 양측 전정신경핵에서 활동성의 비대칭성이 초래된다.3)7-10). 이와 같이 양측 전정신경핵에서의 활동성의 비대칭은 손상측은 억제되고 정상측은 흥분되는 효과를 초래하여 급속상이 정상측을 향하는 자발안진과 손상측으로의 두부편위, 손상측으로 몸통의 회전운동 등의 전정증상을 유발하며, 전정증상 중 정적 증상은 동물에서 1∼2주 이내에 회복된다.4)11)
전정증상의 보상작용은 양측 전정신경핵에서 비대칭인 활동성이 대칭성을 회복하여 이루어지는 것으로 정상측 전정신경핵의 제I형 뉴론이 억제되는 경우 교차신경로(commissural connection)를 경유하여 손상측의 제II형 뉴론을 억제함으로써 손상측 제I형 뉴론은 탈억제(disinhibiton) 효과를 초래하여 활동성이 점차 회복되며, 또한 경부의 구심성 신호를 포함한 말초의 체성감각,4) 시각이 관여하고,18) 전정신경핵 자체의 내적 특성에 의하거나12) 소뇌가 관여한다.2)13) 최근 Kim 등2)은 일측 전정기관 손상 흰쥐에서 N-methyl-D-asparate(NMDA) 수용체의 길항제인 MK-801을 투여하면 자발안진이 증가되고, 소뇌를 절제한 상태에서도 자발안진이 증가됨을 보고하여 소뇌의 Purkinje 세포에 의한 억제시스템이 전정기능의 보상작용에 중요한 역할을 가지고 있음을 보고하였다. 그러나 일측 전정기관 손상 후 양측의 내측 전정신경핵에서 제I형 뉴론 활동성의 비대칭성이 소실되어 대칭성을 회복하는 시기와 전정안구반사가 회복되는 시기가 관련성이 있음을 고려할 때,7)9)10) 고위중추나 말초의 구심성 신호는 모두 전정신경핵에 작용하기 때문에 전정기능의 보상작용에 관여하는 핵심부위는 전정신경핵이라 할 수 있다.
본 실험에서 일측 전정기관 손상 2주 후 반대측 전정기관을 손상하였을 때 출현한 자발안진과 두부편위 및 몸통의 회전방향은 모두 일차 손상 때와는 반대방향인 Bechterew phenomenon이 출현하였으며, 이는 일차 손상보다 빠르게 회복되었다. 이러한 현상은 일차 전정기관 손상 후 전정기능의 보상작용이 이루어진 시기에는 전정신경핵을 포함한 중추신경계내에서 새로운 신경회로망이 완성되었음을 시사한다. 즉 일차 전정기관 손상 후 전정기능의 보상작용에 의하여 양측 전정신경핵에서 뉴론활동성이 대칭을 이룬 상태에서 이차로 정상측의 전정기관을 파괴하면 일차 손상된 측의 전정신경핵은 마치 정상활동성을 회복하고 이차 손상측은 구심성 신호의 상실로 인한 양측 신경핵에서 활동성의 비대칭에 의하여 Bechterew 현상이 출현하는 것으로 볼 수 있다.
c-Fos는 다양한 자극 후 15∼90분 이내에 뉴론에서 발현하며 24시간 이내에 소실되는 초기 유전자이며, 많은 신경조직에서 높은 선명도를 갖는 신경표지자로 널리 이용되기 때문에15)16) 전정기능의 보상과정에서 c-Fos 발현의 변화는 중요한 의의를 갖는 것으로 여겨진다.5) 본 실험에서 일측 전정기관 손상 후 양측의 전정신경핵에서 c-Fos 발현이 증가함은 손상에 의한 물리적 자극으로 뉴론의 활성화에 기인하며, 손상 2시간 후 반대측의 내측 전정신경핵에서 c-Fos 면역반응세포의 발현이 현저하게 증가함은 손상측으로부터 구심성 신호의 차단에 의한 뉴론 활동성의 증가라고 볼 수 있다. 그러나 48시간 이후 c-Fos 발현이 감소되어 소실됨은 새로운 신경회로망이 형성되었음을 가정할 수 있으며, 이차 손상 후에는 c-Fos 발현이 일차 손상과는 반대양상으로 나타난 것은 신경가소성을 입증하는 것이라 할 수 있다. 이러한 결과는 소뇌를 제거하거나 MK-801을 투여하였을 때 내측 전정신경핵에서 c-Fos 면역반응세포 발현의 시간적 및 공간적 변화를 초래함10)과 유사하다고 할 수 있다.
PrH는 시신경로의 accessory nuclei와 paramedian po-ntine reticular formation에서 직접적인 구심성 신호를 받아서 외선신경핵, 동안신경핵, 전정소뇌로 원심성 신호를 투사하여 안구운동의 조절에 관여하며,19) PrH가 전정신경핵으로 투사함을 고려할 때20) 일측 전정기관 손상 후 전정기능의 보상작용에서 전정안구반사의 회복에 관여함을 예측할 수 있으며, 이러한 가설은 일측 전정기관 손상 후 PrH에서 c-Fos 면역반응세포의 발현이 변화하는 현상으로 입증할 수 있었다. 일측 전정기관의 손상이나 이차로 반대측의 손상 후 내측 전정신경핵과 PrH에서 c-Fos 면역반응세포의 발현이 반대양상을 보임은 신경로의 차이에 기인하여 활성화된 뉴론의 위치가 다르기 때문으로 특히 일차나 이차 손상 2시간 후 일관성 있는 반응은 c-Fos 면역반응세포가 뉴론의 활성화 정도를 의미 있게 표현하는 지표라고 볼 수 있다. 내측 전정신경핵과 PrH에서 c-Fos 면역반응세포의 발현양상이 일차와 이차 손상 시 상호 반대양상을 보이는 것은 일차 손상 후 전정기능의 보상작용이 이루어진 시기에는 전정신경핵을 포함한 중추신경계 내에서 새로운 신경회로망이 완성되었음을 시사한다.
전정기능의 보상과정에서 자발안진은 비교적 빠른 시일내에 회복되지만 일측 손상 후 두부편위는 2주일까지 회복되지 않고, 또한 이차 손상 48시간 후에는 일차 손상측으로 두위가 복원됨은 전정안구반사와 전정척수반사의 보상기전에서 차이가 있으며, 전정척수반사에 대한 신경가소성이 보다 느리게 출현함을 시사한다. 종합하면 전정기관 손상 후 전정안구반사의 보상작용은 내측 전정신경핵 뿐만 아니라 뇌간과 PrH에서 뉴론 활동성의 조정에 의하여 이루어지며, 전정척수반사는 전정신경핵을 포함한 다양한 신경계가 관여할 것으로 사료된다.
결론
전정기관 손상 후 전정기능의 보상작용에 관여하는 신경가소성을 규명하기 위하여 흰쥐에서 일측 전정기관 손상 2주 후 반대측 전정기관을 절제하였을 때 자발안진과 두부편위를 측정하여 행동변화를 관찰하고, 내측 전정신경핵과 PrH에서 c-Fos 면역반응세포의 발현을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
일측 전정기관 손상은 급속상이 반대측을 향하는 자발안진과 손상측을 향하는 두부편위가 출현하였으며, 자발안진은 72시간 이내에 완전히 소실되었으나 두부편위는 손상 후까지 지속되었다. c-Fos 면역반응세포의 발현은 손상 2 시간에서 반대측의 내측 전정신경핵은 동측보다 증가되어 양측 전정신경핵에서 비대칭성을 보였으나(p( 0.01), 48시간에는 대칭성에 접근하였다. PrH에서 c-Fos의 발현양상은 공간적으로 내측 전정신경핵과 반대를 보였다. 일측 전정기관 손상 후 반대측 전정기관의 절제는 일차 손상과는 반대방향의 자발안진과 두부편위가 출현하였으며, 안진은 48시간 이내에 완전히 소실되었으나 두부편위는 지속되었다. 또한 c-Fos 면역반응세포의 발현은 내측 전정신경핵과 PrH에서 공간적으로 일차 손상과는 반대양상을 보였다.
이상의 결과는 전정기관 손상 후 전정안구반사의 보상작용은 내측 전정신경핵 뿐만 아니라 PrH에서 활동성의 조정에 의하여 이루어지며, 전정척수반사는 전정신경핵을 포함한 고위 중추신경계 및 말초 구심성 신호의 작용에 의하여 이루어질 것으로 사료된다.
REFERENCES
1) Kim JH, Park BR, Park CS. Studies on the interrelationship between the vestibular semicircular canals and the extraocular muscle in rabbits and cats. Korean J Physiol 1987;21:91-101.
2) Kim MS, Jin BK, Chun SW, Lee MY, Lee SH, Kim JH, et al. Effect of MK801 on cFos-like protein expression in the medial vestibular nucleus at early stage of vestibular compensation in uvulonodullectomized rats. Neurosci Lett 1997;231:147-50.
3) Park BR, Doh NY, Kim MS, Chun SW, Lee MY, Lee SH. Correlation between electrical activity of type I neuron and c-Fos expression in the medial vestibular nuclei following unilateral labyrinthectomy in rats. Korean J Physiol Pharmacol 1997;1:505-13.
4) Park BR, Suh JS, Kim MS, Jeong JY, Chum SW, Lee JH. Effect of sensory deprivation or electrical stimulation on acute vestibular symptoms following unilateral labyrinthectomy in rabbits. Acta Otolaryngol Suppl 1995;519:162-7.
5) Park BR, Kim MS, Lee MY, Kim OJ. Significance of c-Fos immunoreac-tive cells in the medial vestibular nuclei during vestibular compensation. J Vest Res 1996;6:S11.
6) Wilson VJ, Schor RH, Suzuki I, Park BR. Spatial organization of neck and vestibular reflexes acting on the forelimbs of the decerebrate cat. J Neurophysiol 1986;55:514-26.
7) Newlands SD, Perachio AA. Compensation of horizontal canal related activity in the medial vestibular nucleus following unilateral labyrinth ablation in decerebrated gerbil： Type I neurons. Exp Brain Res 1990;82:359-72.
8) Newlands SD, Perachio AA. Compensation of horizontal canal related activity in the medial vestibular nucleus following unilateral labyrinth ablation in decerebrated gerbil: Type II neurons. Exp Brain Res 1990;82:373-83.
9) Smith PF, Curthoys IS. Neuronal activity in the contralateral medial vestibular nucleus of the guinea pig following unilateral labyrinthectomy. Brain Res 1988;444:308-19.
10) Smith PF, Curthoys IS. Neuronal activity in the ipsilateral medial vestibular nucleus of the guinea pig following unilateral labyrinthectomy. Brain Res 1988;444:308-19.
11) Smith PF, Curthoys IS. Mechanisms of recovery following unilateral labyrinthectomy: A review. Brain Res Rev 1989;14:155-80.
12) Darlington CL, Smith PF. The recovery of static vestibular function following peripheral vestibular lesions in mammals: The intrinsic mechanism hypothesis. J Vest Res 1996;6:185-201.
13) Kitahara T, Takeda N, Saika T, Kubo T, Kiyama H. Role of the flocculus in the development of the vestibular compensation: Immunohisto-chemical studies with retrograde tracing and flocculectomy using c-Fos expression as a marker in the rat brainstem. Neurosci 1997;76:571-80.
14) Schwarz DWF, Hu K. Bechterew decompensation. Acta Otolaryngol 1986;101:389-94.
15) Bao J, Reier PJ, Munson JB. Enhancement of c-fos expression in neurons of the rat spinal cord after partial denervation: Evidence for functional plasticity. Exp Neurol 1993;122:189-95.
16) Dragunow M, Faull R. The use of c-fos as a metabolic marker neuronal pathway tracing. J Neurosci Methods 1989;26:261-5.
17) Goldberg JM, Fernandez C. Physiology of peripheral neurons innervat-ing semicircular canals of the squirrel monkey. I. Resting discharge and re-sponse to constant angular accelerations. J Neurophysiol 1991;34:635-60.
18) Putkonen PTS, Courjon JH, Jeannerod M. Compensation of postural effects of hemilabyrinthectomy in the cat: A sensory substitution process? Exp Brain Res 1997;28:249-57.
19) Gerrits NM. Vestibular nuclear complex. In: The human nervous system, edited by G Paxinos, New York: Academic Press;1990. p.863-88.
20) Epema AH, Gerrits NM, Voogd J. Commissural and intrinsic connections of the vestibular nuclei in the rabbit: A retrograde labeling study. Exp Brain Res 1988;71:129-46.
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