태생 및 수유기에 알코올에 노출된 신생 흰쥐의 대뇌피질 신경연접에 관한 전자현미경적 연구

Abstract

임신부의 음주는 자신의 건강뿐 아니라 다음 세대의 건강에도 심각한 영향을 준다. 알코올은 태반을 쉽게 통과하여 전반적인 태아의 성장과 발육을 방해하고 기형을 일으키는 주된 원인중의 하나로 특히 중추신경계에서 심각한 장애를 초래한다. 알코올이 기형을 일으키는 기전으로는 i)태반을 통한 영양소이동의 저해, ii)비정상적인 근육의 형성(abnormal muscle organogenesis), iii)태아의 저산소증(fetal hypoxia), iv)프로스타글란딘대사의 변화, v)호르몬대사의 변화 등이 제시되고 있다. 이에 본 연구는 알코올이 태생기 중추신경계의 발생에 미치는 영향을 연구하는 실험의 일환으로 수유기에 어미 흰쥐에게 알코올을 먹이고 이들로부터 출생한 신생 흰쥐(neonatal rat)를 실험대상으로 하여 대뇌피질의 운동, 체지각 및 시각영역(motor, somatosonsory and visual area)에서 축삭종말(axon terminal)과 축삭수상돌기연접(axo-dendritic synapse)의 미세구조적 변화를 전자현미경으로 관찰하고 영상분석기(Image anlysis system)를 이용하여 계측분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 실험동물의 대뇌피질의 운동, 체지각 및 시각영역 모두에서 축삭종말의 크기 및 후연접치밀질(postsynaptic thickening)의 길이가 감소하는 경향이었다. 이러한 감소현상은 시각영역에 비하여 운동 및 체지각영역에서 더욱 현저하였다. 임신기에만 알코올에 노출된 신생 흰쥐군과 임신기 및 수유기에 알코올에 노출된 신생 흰쥐군간에서는 유의한 차이가 없었다. 위의 여러 사실들에 의하여 알코올은 태아의 중추신경계에서 축삭수상돌기연접의 형성과정을 저해하며 이러한 저해영향은 대뇌피질의 운동 및 체지각영역에서 더욱 뚜렷하였으며 태생기에 더욱 예민한 것으로 생각된다. 특히 축삭수상돌기연접의 형성과정에서 수상돌기의 구조적 변화는 구심성 축삭종말의 형태에 의존하는 것으로 추측된다. ; Maternal ingestion of alcohol produce many developmental defects of the central nervous system, such as microcephaly, mental retardation, motor dysfunction, and cognitive deficiencies in offsprings. The present investigation examined the effects of maternal consumption of alcohol during pregnancy and/or lactation on ultrastructures of synapses in the cerebral cortex of neonatal rats. Quantitative analysis of electron-microscopic photographs was carried out using Image analysis system. Normal group consisted of neonatal rats whose mothers received standard chow and water. The subjects of experimental group 1 were neonatal rats whose mothers were exposed to alcohol during pregnancy. The subjects of experimental group 2 were neonatal rats whose mothers were exposed to alcohol during pregnancy and lactation (3weeks). The results could be summarized as follows: Length of postsynaptic thickening and size of axon terminal axodendritic synapses were decreased in three cortical areas(area 4,3,17) of all experimantal groups. These decreases were more evident in motor and somatosensory cortices(area 4 and 3) than the visual cortex(area 17). There was no significant differences between experimental group 1 and 2. These findings suggest that prenatal exposure to alcohol disturbs the differentiation of axodendritic synapses in cerebral cortex, particularly motor and somatosensory area, and the dendritic branching in influenced by the facing axon terminal in the process of synaptogenesis, especially during the fetal period.