성 호르몬이 가토의 음핵 해면체와 질에서 Nitric oxide 활성도 및 발현과 조직에 미치는 영향

Abstract

Female sexual hormones often fulfill their diverse functions in a complicated way. However, few are known about the roles of these hormones in physiologic response to sexual stimuli at clitoris and vagina, the major organs concerned with female sexual excitement and orgasm. A majority of female sexual dysfunctions appears in postmenopausal women who show dysfunction during arousal phase. This suggests that changes in hormonal environment functionally or histologically affect the two major external genital organs in women, clitoris and vagina. The present study was conducted to investigate the mechanism of female sexual arousal disorders, occurring when postmenopausal women suffer from the reduced hormone production, and to establish an experimental base for the hormone supplementation treatment in postmenopausal women to correct female sexual dysfunctions. For the study, we used four groups of mature female New Zealand white rabbits(weight 2.5-3.0㎏): sham-operated control group, an oophorectomized group, an estrogen replacement group after oophorectomy, and an estrogen plus testosterone replacement group after oophorectomy. With regard to hormone replacement group, hormonal replacement was proceeded 2 weeks after oophorectomy via intramuscular injection. The weight of tissues and serum estrogen and testosterone level were measured. Nitric oxide synthase(NOS) activity was quantified by measuring the concentration of nitrite, and the degrees of expression of neuronal NOS(nNOS) and endothelial NOS(eNOS) were determined by Western blot analysis. Collagen contents in clitoral and vaginal tissue were analysed with Masson s trichrome stain. The Western blot analysis showed that nNOS and eNOS were significantly increased in the oohporectomized group while decreased in the hormone replacement group(p<0.01). NOS activity showed a similar pattern of change: it increased in oophorectomized group and decreased in hormone replacement group(p<0.05 in the clitoris, p<0.01 in the vagina). Oophorectomy induced a significant increase in collagen content in both clitoris and vagina, while the ratio of smooth muscle was increased significantly after the hormone replacement(p<0.01). These results suggest that in female rabbits, estrogen deficiency induces collagen synthesis and decreases smooth muscle in clitoris and vagina, resulting in structural relaxation difficulty. Judging from these results, we believe that NOS becomes more active to improve relaxation difficulty and that hormone replacement helps to restore the normal state of smooth muscle relaxation. Considering that the NOS activity decreases in the process of smooth muscle relaxation recovery, we also believe that estrogen downregulates NOS and its activity. ; 여성에 있어서 성 호르몬은 매우 복잡한 기능을 수행하고 있다. 그러나 여성의 성적 흥분 및 극치감 형성에 중추적 기관인 음핵과 질에서 성적 자극에 대한 생리적 반응과 관계된 호르몬의 직접적인 역할에 대해서는 자세하게 알려진 바가 없다. 여성의 흥분기에 일어나는 생리적 반응은 남성의 음경발기에서 알려진 바와 같이 평활근의 이완작용이 근간이 되며, 이 때 필수적인 매개체로 알려진 nitric oxide(NO)가 성적 흥분의 과정에 중요한 작용을 할 것으로 추측된다. 남성의 경우 남성호르몬이 음경조직에서 NO의 활동에 중요한 영향을 미치는 조절인자인 것으로 다양한 동물실험에서 밝혀지고 있는 반면, 여성의 음핵이나 질에서 성적 자극에 대한 반응과 관련지어 NO의 역할이나 이에 대한 호르몬의 영향이 아직 뚜렷하게 밝혀진 바는 없다. 그러나 임상적으로 관찰되는 여성 성 기능 장애 중 특히 폐경과 관련되어 증가되는 양상을 보이는 성 흥분 장애는 성적 흥분 시 음핵과 질 평활근에 충분한 혈류가 증가하지 않는 것으로 나타난다. 따라서, 여성의 체내 호르몬 환경의 변화가 성적 흥분의 주기관인 음핵과 질에 기능적 혹은 조직학적으로 영향을 미칠 것으로 보인다. 본 연구는 성숙한 가토를 이용하여 난소제거로 에스트로겐 결핍을 유도한 후 성 호르몬을 보충하여, 음핵과 질 조직에서 NO 합성에 근간이 되는 nitric oxide synthase(NOS)의 활성도 및 발현도의 변화와 조직의 변화를 관찰함으로써, 여성에서 에스트로겐 감소가 성 흥분장애에 기여하는 기전과 호르몬 보충요법의 실험적 근거를 마련하고자 하였다. 연구대상은 생후 4-6개월 된 2.5-3.0㎏의 성숙한 암컷 가토(New Zealand white rabbit)로 대조군(N군)과 세 군의 실험군(O: 난소 제거군, E: 난소 제거 후 에스트로겐 보충군, ET: 난소 제거 후 에스트로겐과 테스토스테론 복합 보충군)으로 나누었다. 세 군의 실험군은 난소를 제거하고 난 후 O군은 호르몬 보충을 시행하지 않았고, 난소 제거 2주 후부터 E군에게는 에스트로겐을, ET군에게는 에스트로겐과 테스토스테론을 2주간 보충하였다. 대조군은 가장수술 만 시행하고 호르몬은 보충하지 않았다. 실험이 완료된 후 모든 군을 대상으로 nitrite 생성농도를 측정함으로써 간접적으로 NOS의 활성도를 분석하였고, 음핵과 질 조직의 neuronal NOS(nNOS)와 endothelial NOS(eNOS)에 대한 면역 조직화학염색과 함께, 조직 내 평활근 성분과 콜라겐 성분의 상대적인 구성비를 보기 위해 Masson s trichrome 염색을 하여 관찰하였다. nNOS와 eNOS의 정량적 변화는 Western blot 분석을 이용하여 측정하였다. NOS의 활성도 측정결과, 음핵에서는 O군에서 NOS의 활성도가 N군과 비교하여 유의하게 증가하였으며(p<0.05), E, ET군은 O군에 비해 유의하게 활성도가 감소되었다(p<0.05). 질에서도 같은 결과를 보여, O군에서 N군에 비해 NOS활성도가 의의 있게 증가하였고(p<0.01), E군과 ET군에서는 O군 보다 유의하게 활성도가 감소하였다(p<0.01). NOS의 변화를 아형별로 관찰하기 위해 조직에서 NOS의 발현도와 이를 정량적으로 분석한 Western blot을 시행한 결과, 음핵과 질 모두에서 nNOS와 eNOS가 N군에 비해 O군에서 유의하게 증가하였으며(p<0.01), E군과 ET군은 eNOS, nNOS 모두 O군에 비해 발현도가 유의하게 감소하였다(p<0.01). 평활근과 콜라겐 성분의 구성비를 관찰한 소견에서는 난소 제거군인 O군은 정상 대조군인 N군에 비해 음핵과 질 조직에서 모두 평활근 성분이 감소하고 콜라겐 성분이 증가하였으며(p<0.01), 성 호르몬 보충군인 E군과 ET군에서 O군에 비해 평활근 성분이 다시 증가하고 콜라겐 성분은 감소하였다(p<0.01). 이상의 결과를 종합하여볼 때, 성숙 가토에서 에스트로겐의 결핍은 음핵과 질 조직 내의 콜라겐 생성의 증가와 평활근의 감소로 인하여 구조적 이완 장애를 야기하며 이를 보상하기 위해 NOS의 활성도는 오히려 증가되는 것으로 여겨진다. 이러한 조직학적 변화는 에스트로겐 단독 혹은 테스토스테론과의 복합적인 보충으로 다시 환원되고 이 때 NOS의 활성도는 감소하는 것으로 보아 에스트로겐은 NOS의 활성도를 저하조절(down regulation)하는 것으로 판단된다.