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포르말린에 의한 동통자극이 흰쥐 뇌 신경세포의 c-Fos 단백질 발현에 미치는 영향
황규근(Kyu Geun Hwang),신명동(Myeong Dong Shin),유기수(Ki Soo Yoo) 대한소아신경학회 1999 대한소아신경학회지 Vol.7 No.1
목 적 : 동통이 뇌신경세포에 미치는 영향은 아직 완전히 밝혀져 있지 않고 체성 및 내장성 동통에 대한 연구는 부진한 상태이다. 서로 다른 두 종류의 동통자극을 준 후 흰쥐 뇌의 신경세포에서 발현하는 조기발현유전자 c-Fos 단백질의 발현 변화를 이용하여 동통이 뇌에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 방 법 : 포르말린을 이용해 체성 및 내장성 동통을 유발시킨 다음 일정한 기간(30분, 1시간, 2시간, 6시간, 1일, 3일, 7일)이 경과한 후 뇌를 적출하여 뇌절편을 만들었다. 뇌절편으로 냉동 연속조직절편을 제작하여 효소조직화학적 방법으로 c-Fos 단백질의 출현여부를 확인하였다. Interaural 5.70-6.70 ㎜를 통과하는 관상 뇌절편의 연속조직표본에서 나타난 염색반응성을 토대로 특정부위(대상피질, 일차체성감각영역, 해마)를 관찰하였고, 단위면적 (0.2㎜²)당 면역양성반응을 보인 신경세포를 계수하고 통계 처리하였다. 결 과 : 1) 체성 동통자극을 준 흰쥐 뇌의 대상피질, 일차체성감각영역 및 해마 부위 모두에서 c-Fos 면역양성반응을 일으킨 신경세포의 수가 동통유발 2시간이 경과 후 최고치에 도달하였으며 대부분 동통유발 후 7일에는 정상과 가깝게 회복되었다. 2) 내장성 동통자극을 준 경우도 세 부위 모두에서 면역양성반응 신경세포의 수가 동통유발 1일 후 최고치에 도달하였고 대부분 동통유발 후 7일에는 정상치과 가깝게 회복되었다. 3) 전 시기에 걸쳐 체성 동통군에서 내장성 동통군에서 보다 면역양성반응 신경세포의 수가 더 증가되었고 동통유발 2시간 후가 가장 심한 차이를 보였다. 결 론 : 위의 실험결과를 토대로 체성 동통이 내장성 동통보다 뇌신경세포들에게 더 많은 영향을 준다는 것을 알 수 있었으며 또한 체성 동통이 내장성 동통보다 더 신속히 자극을 준다는 것을 파악할 수 있었으며, c-Fos 단백질이 동통자극을 준 후 뇌의 특정부위에서 특이하게 발현된다는 사실을 확인 할 수 있었다. 그러므로 이 연구 결과는 동통의 기전을 연구하는 분야와 동통치료의 기초자료로 응용될 수 있을 것으로 사료된다. Purpose : The effects of pain on brain is not well known. Also, differences between somatic and visceral pains have not been fully elucidated. This study was conducted to investigate changes in the expression of c-Fos protein after somatic and visceral pains were induced by formalin. Methods : Male rats(n=65) were underwent one of three procedures : (ⅰ) Control group, rats were left undisturbed in their cages; (ⅱ) Somatic pain group, rats were injected subcutaneously with 0.1 ㎖ of 10% formalin in the plantar surface of right hindpaw; (ⅲ) Visceral pain group, rats were administered with same amount of formalin, as described above, in the rectum. Rats were sacrificed at increasing times(30 minutes, 1 hour, 2 hours, 6 hours, 1 day, 3 days and 7 days) after noxious formalin stimuli to hindpaws and rectums. Rat brains were removed and sliced in rat brain matrix. Brain slices were coronal sectioned at interaural 5.70-6.70㎜. Serial sections were immunohistochemically reacted with polyclonal c-Fos antibody. The numbers of c-Fos protein immunoreactive neurons in cingulate cortex, primary somatosensory area, and hippocampus were examined and analyzed statistically with Mann-Whitney U test. Results : 1) The numbers of c-For protein immunoreactive neurons in cingulate cortex, primary somatosensory area and hippocampus peaked at 2 hours after somatic pain stimuli and reached almost normal conditions at 7 days. 2) The numbers of c-Fos protein immunoreactive neurons in cingulate cortex, primary somatosensory area and hippocampus peaked at 1 day after visceral pain stimuli and reached almost normal conditions at 7 days. 3) The numbers of c-Fos protein immunoreactive neurons of somatic pain groups were higher than that of visceral groups at all times and the difference of numbers peaked at 2 hours after pain stimuli. Conclusion : Reactions of somatic pain stimuli influenced more changable than visceral pain stimuli to brain. Conduction velocities of somatic pain were more faster than those of visceral pain. Higher numbers of c-Fos protein immunoreactive neurons were found in specific regions. These results provide some basic knowledge in understanding the mechanism and control of pain.
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