신생초기에 Phenobarbital을 투여한 마우스의 소뇌피질의 변화에 대한 전자현미경적 연구

Abstract

Phenobarbital은 임신성 고혈압 환자나 조산 분만시의 조산아의 두개내 출혈을 방지하기 위하여 임신중 사용되며 임신기간에는 경련성 발작을 예방하고 치료하기 위하여 분만 유도중에는 스트레스를 막기 위하여 산모에게 종종 처방되며, 신생아기에는 신생아 경련성 질환 치료에 가장 흔히 사용되는 약물이다. 태생전기(prenatal)와 신생초기(early neonatal)에 phenobarbital에 노출되면 장기간 지속되는 신경형태학적, 신경화학적 및 행동 변화를 초래하게 된다. 형태학적으로는 해마(Hippocampus)와 소뇌(Cerebellum)에서 가장 뚜렷한 손상이 관찰되는데 두 부위 모두 출생전에 형성되는 거대신경세포(macroneuron)와 출생이후에 증식 분화하는 과립세포(granule cell)로 이루어진 분명한 층판 구조(laminated structure)이다. 이에 본 연구는 신생초기에 phenobarbital를 투여한 마우스 소뇌의 신경형태학적 변화를 미세구조적으로 관찰하기 위하여 신생 마우스에 phenobarbital을 생후 2일부터 2주간 또는 3주간 매일 피하주사한 다음 생후 22일에 희생시켰다. 소뇌 충양부(vermis)에서 신경세포와 신경섬유 및 신경연접의 형성상태를 전자현미경으로 관찰하고 영상분석기를 이용하여 계측 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 실험동물의 소뇌 피질 분자층 및 과립층 모두에서 연접치밀질의 수와 질의 축삭종말의 수와 면적이 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 경향은 분자층이 과립층에 비해 현저하였으며, 소뇌 피질전반에 걸쳐 변성된 사립체(Mitochondria), 용해소체류(Lysosomal structure)와 손상된 수초(Myelin sheath)가 증가하는 경향을 보였다. 위의 여러가지 사실들에 의해서 신생초기에 phenobarbital의 투여는 출생전에 형성되어진 거대 신경세포 뿐만아니라 출생후에 형성되는 과립세포에도 지속적 손상을 일으킬 수 있음을 보여주고 있다. 그러므로 phenobarbital은 성장 분화과정에 있는 신경세포 뿐만아니라 출생전에 이미 형성된 신경세포에도 영향을 미치므로 phenobarbital을 치료제로 사용하고자 할 때는 이런 점을 고려하여, 양과 회수를 결정할 필요가 있다고 생각한다. ; It has been reported that barbiturate, frequently given to pregnant women and infants for various purposes, if given in fetal and neonatal period, can cause morophological, neurochemical and behavioral changes in animals. The most prominent changes observed after phenobarbital administration are in hippocampus and cerebellum. This work was undertaken to find out microscopic change in central nervous system of newborn mouse caused by administration of phenobarbital. Study group consists of newborn mouses given daily phenobarbital subcutaneously for two or three weeks (each 10 mouses) and sacrificed at 22 postnatal day. The controls were given saline subcutaneously for the same period(each 10 mouses). The number and length of synaptic thickening, number and size of axon terminal, damage in various neuron were investigated by electron microscope and the results were analysed by image analysis system. The number and length of synaptic thickening, and number and size of axon terminal in granular and molecular layers of cerebellar cortex of study animals, decreased compared to the control. These changes were more prominent in molecular layers than granular layers. There were increase of irregular mitochondria, damaged myelin sheath and lysosomal structure in cerebellar cortex. In synapses, frowning synapse, which is observed in experienced cases, decreased and, in constrast, straight synapse increased in number. These results indicate phenobarbital, given in neonatal period, have effect not only on growth and differentiation of neuron of cerebellar cortex but also on differentiation of synapses and these damages can happen not only on tissues differentiated postnatally but also on tissues developed in gestational period. It can be assumed that these microscopic morphological changes can cause cerebellar dysfunction in the young mouse.