손상된 흰쥐의 반회후두신경에서 재문합에 따른 의핵내 운동신경원의 재분포와 기능회복

Abstract

반회후두신경의 손상에 의한 성대마비의 가장 이상적인 치료는 어떤 형태로든지 후두의 신경재지배를 유도하여 성대의 정상적인 움직임을 회복시켜 정상적인 목소리를 찾도록 하는 데 있다. 그 동안 이를 위해 여러 가지 방법으로 반회후두신경을 신경문합하여 마비된 성대의 신경재지배(reinnervation)를 시도해 왔으나, 대부분 잘못된 방향으로 축삭이 재생되어 후두근육들의 공동운동(synkinesis)을 일으킴으로써 만족할 만한 결과를 얻지 못하였다. 공동운동이 일어나는 원인은 잘못 방향된 신경재지배에 의한 것으로 생각되고 있다. 이전의 연구에서 간헐적 전자기장 자극(pulsed electromagnetic stimulation, PEMS)이 절단후 재문합한 반회후두신경의 기능이 조기에 회복되는데 도움을 준다는 것이 보고되었다. 따라서 본 연구의 목적은 이러한 PEMS를 이용하여 기능이 회복된 반회후두신경의 모델을 만들어 성대 기능이 회복된 경우와 회복되지 않은 경우에 의핵내에서의 후두운동신경원의 분포를 역행성 이중추적방법으로 알아보고 반회후두신경의 조직학적 변화를 전자현미경으로 확인하여 그 차이를 비교해보고자 하였다. 실험동물은 체중 250 - 300 g의 성대 기능이 정상인 건강한 86마리의 수컷 Sprague-Dawley계 흰쥐를 사용하였다. 그 중 2마리는 정상쥐의 역행성 이중 추적방법을 위해 사용하였고 나머지 84마리는 좌측 반회후두신경을 절단하고 재문합한 후 무작위적으로 두 군으로 나누어 A군(PEMS를 주고 후두기능회복을 유도한 군)과 B군(자연적 기능회복을 유도한 군)으로 구분하였다. 기능회복의 유무를 확인하기위해 비디오후두내시경과 후두 근전도를 시행하였다. 의핵내 후두신경원의 기능적 재분포는 역행성 이중 추적방법을 이용하여 확인하였고 반회후두신경의 손상 후 일어나는 조직학적 변화는 전자현미경으로 확인하였다. A군에서는 42마리 중 32마리가, B군에서는 42마리 중 27마리가 실험 종료시까지 살아남았다. A군에서는 20마리(63%)가, B군에서는 5마리(17%)가 성대의 움직임이 회복되어 A군에서 통계학적으로 유의한 높은 회복율이 관찰되었다(p<0.05). 역행성 이중 추적 검사상 기능이 회복된 쥐에서는 의핵내 후두운동신경원의 기능적 재분포를 확인할 수 있었으나 기능이 회복되지 않은 쥐에서는 발색된 세포가 없거나 극소수에서만 관찰되었다. 전자현미경 검사소견은 기능이 회복된 쥐에서는 비교적 정상에 가까운 소견을 보이고 있었으나 기능이 회복되지 않은 쥐에서는 대부분에서 신경재생이 제대로 이루어지지 않았음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 실험의 결과에서는 반회후두신경의 재문합 후 후두의 기능회복이 제대로 이루어지지 않는 것이 기존의 잘못 방향된 신경재지배 뿐만 아니라 문합부에서의 불완전한 축삭의 재생이 또한 중요한 원인으로 작용할 것으로 생각된다. ; Successful recovery from vocal cord paralysis requires normal physiologic and dynamic movement of the vocal fold. A number of studies have been performed to restore the function of larynx from paralysis. However, none of the studies were successful, probably due to insufficient regeneration of nerves and synkinesis. Previously, pulsed electromagnetic stimulation (PEMS) was reported to enhance the early functional recovery of the paralyzed larynx. The present study investigated whether PEMS-induced functional recovery of paralyzed larynx involved laryngeal reinnervation into intact neural networks. For this purpose, transection and primary anastomosis were done on left recurrent laryngeal nerves of 86 healthy male Sprague-Dawley rats. Rats were then randomly assigned into two groups and one of the two groups was treated wit PEMS. Functional recovery was confirmed with laryngo-videostroboscopy and larygeal EMG. Reinnervation of laryngeal motoneurons in nucleus ambiguus was evaluated with retrograde double tracing. Morphological changes of the axonal degeneration and regeneration following injury was observed electron-microscopically. 20 rats (63 %) in group A and 5 rats (17%) in the group B showed recovery of vocal fold motion. The functional reorganization of laryngeal motor neurons in the NA was observed in the rats with functional recovery (n=8), but not in the rats without functional recovery (n=8). In the electron microscopic finding, the nerve fibers of functional recovered rats were relatively well regenerated. But the configuration of the nerve fibers of non-functional recovered rats was markedly irregular and the total axon population was smaller than that of recovered rats except some cases. This study shows that failure of functional recovery of vocal fold movement following laryngeal reinnervation is probably due to not only the misdirected reinnervation, but also the incomplete axonal regeneration.