정상인과 사시 환자의 외안근에서 신경근건원주의 변화

Abstract

To analyze innervated myotendinous cylinders (IMCs) in the extraocular muscles (EOMs) of normal subjects and strabismic patients. The rectus muscles of 40 subjects were analyzed. Distal myotendinous specimens were obtained from 3 normal subjects, 20 patients with acquired strabismus, 11 with congenital strabismus, and from 3 with congenital nystagmus, and were studied by using light microscopy. Some specimens (10 rectus muscles) were also examined by transmission electron microscopy. IMCs were found in the distal myotendinous regions of EOMs. The IMCs of patients with acquired strabismus showed no significant morphological alterations, and were almost the same as the controls in terms of IMC counts. However, significant IMCs alterations were observed at the distal myotendinous junction of patients with congenital strabismus and congenital nystagmus, and the numbers of IMCs found were smaller than those in normal subjects and patients with acquired strabismus. This study supports the notion that IMCs in human EOMs function mainly as proprioceptors and a disturbance of ocular proprioceptors plays an important role in the pathogenesis of oculomotor disorder.;사시의 병인으로 제시된 가설로는 첫째, 외안근 자체의 해부학적 이상이나 외안근의 건부착부에서 안구와 비정상적인 부착 등과 같은 해부학적 인자와 둘째, 안운동에 관여하는 신경계의 이상과 같은 신경학적인 인자 등이 있다. 신경학적 가설 중, 일부에서는 외안근에서 고유감각기 자극의 변화가 사시의 원인이라고 주장하였다. 고유감각은 눈의 위치를 조절하고 양안시를 발달시키는데 중요하다고 생각하고 있으나 사람에서 고유감각기의 역할에 대해서는 명확하게 밝혀져 있지 않고 단지 몇몇의 안운동 질환에서 고유수용체의 변화가 있다고 보고되었다. 사람의 외안근에서 주된 고유수용체는 신경근건원주(innervated myo-tendinous cylinder, IMC)이고 이것은 외안근 말단부의 신경종말과 안구층의 다신경지배근육섬유 1개와 이 근육섬유와 연결된 건을 포함한 결합조직의 성긴 막으로 둘러싸인 구조이다. 최근에 선천 눈떨림안과 선천 사시안의 외안근에서 원위부 근건접합부의 미세구조 중 고유수용체의 변화를 보고하고 있어 눈의 고유감각의 변화가 안운동 질환의 병인에서 중요한 역할을 담당한다고 가정할 수 있으나 다양한 사시환자에서 고유수용체의 변화를 조사한 보고가 없었다. 본 연구는 정상 성인안, 정상 영아안, 후천 사시안, 선천 사시안, 선천 눈떨림안 등의 외안근의 원위부 근건접합부에서 고유수용체를 살펴보고 신경근건원주의 형태와 수, 미세구조의 변화를 살펴보고자 하였다. 20명의 후천 사시 환자(20안), 11명의 선천 사시 환자(11안), 3명의 선천 눈떨림 환자(3안)와 3명의 정상안(6안)을 대상으로 하였다. 34안의 사시 수술 중 절제된 수평직근 34개와 3명의 사후 기증안인 정상안의 좌안에서 적출한 각각의 내직근 및 외직근 6개를 hematoxyn과 eosin 염색 및 silver 염색 후 광학현미경으로 신경근건원주를 조사하였다. 8개월, 52세, 61세의 정상안 3명의 우안의 내직근과 외직근, 10세 간헐 외사시, 3세 영아 외사시, 49세 마비사시, 4세 선천 눈떨림안의 수술 중 절제한 수평직근에서 전자현미경적 미세구조를 살펴보았다. 정상안의 외안근에서 신경근건원주는 원위부 근건접합부에서 관찰되었고 근육방추나 골지기관은 관찰되지 않았다. 신경근건원주의 구조는 작은 신경섬유들과 안구층의 근육섬유들이 성긴 결합조직 낭으로 둘러싸여 있었으며 크기는 50µm 내외였다. 신경근건원주의 신경은 한두 개의 근육섬유와 접하고 있었고 결합조직막 낭내에는 한두 개의 신경과 다수의 근육섬유가 포함되어 있었다. 신경과 접하는 근육섬유들은 다수의 손가락 모양으로 갈라져서 신경의 말단을 포함하고 있었다. 후천 사시안에서 신경근건원주의 형태는 정상안과 비슷한 반면 선천 사시안과 선천 눈떨림안에서는 크기가 작고 내부 섬유결합조직이 다양한 크기와 모양으로 분획되어 있었으며 일부는 내부가 비어있었다. 수평직근의 원위부 근건접합부에서 신경근건원주의 개수는 정상 영아의 내직근은 4개, 외직근은 3개였고, 정상 성인에서는 평균 5.5개로 내직근(6개)과 외직근(5개)간의 차이는 없었다(P = 0.44). 후천 사시안에서 신경근건원주의 평균개수는 5.3개로 정상 성인과 차이가 없었고(P = 0.88) 선천 사시안과 선천 눈떨림안은 각각 0.5개와 0.3개로 정상안보다 더 적었다(P < 0.05). 정상안에서 신경근건원주의 미세구조는 둥근 원주 모양으로, 둘러싼 낭은 1-3겹 정도였으며 신경근건원주를 형성하는 유수신경섬유는 근육과 약 10-20㎛정도 떨어져 있었다. 유수신경의 직경은 5㎛ 정도이며 낭내로 들어가면서 탈수초화되고 분지되어 1-2㎛로 신경종말을 형성하였다. 신경종말은 슈반세포에 둘러싸여 있고 미토콘드리아, 라이소좀, 내형질세망, 신경세사, 신경세관, 소낭 등이 풍부하게 포함되어 있었다. 인접한 교원질섬유와 분리된 신경의 슈반세포 기저막은 근육에 접하여서 소실되었다. 때때로 신경의 말단부가 슈반세포에 의해 일부만 둘러싸여 있거나 없는 경우도 있었다. 일부의 근육섬유나 교원질 섬유신경과 접하는 곳에는 축삭초의 기저막이 존재하였다. 후천 사시환자의 원위부 근건접합부에서 신경근건원주의 미세구조는 정상안과 별다른 차이점이 없었고 신경의 슈반세포 변성이 관찰되었다. 선천 사시안의 신경근건원주의 신경구조는 변성되어 있었다. 슈반세포의 세포막이 편평해지고 여러 겹으로 둘러싸여져 있었고 일부는 끊어져 있었으며 신경의 수초화도 균등하지 않았고 다수의 신경세사가 포함되어 있는 팽대된 축삭다발이 관찰되었고 수초화가 밀집되어 응집되었거나 신경의 구조가 소실되어 비어있기도 하였다. 선천 눈떨림안에서는 신경근건원주의 형태는 유지하고 있었으나 신경의 수초가 끊어지고 불균등하게 분포하였고 섬유아세포도 변성되었다. 이러한 선천 사시안과 선천 눈떨림안에서의 신경근건원주의 변화는 외안근의 고유수용체의 변화가 안운동 질환의 병인에서 중요한 원인이라고 생각한다.