성숙 Gerbil에서 전뇌허혈후 재관류에서 발생한 해마 신경세포 손상과 일측 대뇌반구 경색에 미치는말초혈액내 백혈구의 영향

Abstract

뇌허혈 및 저산소성 병변에서 활성화된 백혈구와 뇌혈관이 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 이래 실험동물에서 이들의 작용을 규명하여 병변의 발생을 감소시키고 치료에 이용하기 위한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 그러나 뇌의 허혈성병변이나 국소경색은 원인에 따라 병변이 발생하는 기전이 매우 다양하여 색전에 의한 국소경색에서 백혈구의 역할이 비교적 잘 확립되어 있는 반면 재관류가 되지 않는 국소경색이나 전뇌허혈에서의 백혈구의 역할은 아직도 분명히 밝혀져 있지 않다. 또한 혈관의 분포가 적고 신경흥분성 아미노산과 Ca^(++)의 증가와 그에 따라 생성되는 여러 물질들이 주로 작용하여 지연성 세포손상을 일으키는 해마의 신경세포의 변성에 대한 백혈구의 역할에 대해서는 아직도 잘 알려져 있지 않다. 본 연구는 4일간 cyclophosphamide를 복강내로 투여하여 백혈구의 수를 감소시킨 gerbil에서 10분간 양측 경동맥을 차단하여 전뇌허혈을 일으킨 후 6시간, 24시간, 3일, 5일, 7일동안 재관류시켰을 때와 좌측 경동맥을 재관류 없이 24시간 결찰하였을 때에 각각 발생하는 해마의 신경세포의 변성과 대뇌반구의 경색의 정도를 비교하여 이러한 병변에 미치는 백혈구의 영향을 보기 위하여 시행되었다. 전뇌허혈후 6시간 재관류 실험군은 대조군에 비해 더 심한 신경세포의 손상을 보였고, 24시간과 3일 재관류군에서는 변성된 신경세포의 수가 적었으며 변성의 정도도 적었다. 반면에 5일 재관류 실험군에서는 일부는 손상된 신경세포의 수와 변성정도가 적었지만 일부에서는 대조군과 비슷한 전형적인 지연성 신경세포변성을 보이는 다양한 소견으로 뚜렷한 결론을 얻을 수가 없었다. 재관류 없는 좌측 경동맥 24시간 결찰 실험군에서는 25%에서 대뇌 피질, 해마, 시상 등에 광범위한 괴사가 발생한 반면 대조군에서는 83.3%가 괴사를 보여서 통계학적으로 의미있는 차이를 보였다. 이상과 같은 결과로 말초혈액내 백혈구의 수는 전뇌허혈후 재관류의 시간에 따라서 해마의 신경세포 변성에 다른 영향을 주는 것을 알 수 있었고 재관류 없는 일측 경동맥 실험군에서는 24시간후에 발생하는 괴사를 현저히 감소시키는 것을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 실험으로 해마의 지연성 신경세포 변성과 재관류 없는 전뇌허혈에서 뇌조직의 괴사에 백혈구가 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며 향후 백혈구와 뇌혈관에 관련된 다른 요소들이 병변의 진행에 미치는 영향을 보는 실험을 더 시행하면 많은 도움이 되리라고 생각된다.;The participation of activated leukocytes in association with blood vessels and subsequent production of chemical mediators have been well accepted in pathophysiology of hypoxic-ischemic lesions ef central nervous system. Many experimental studies have been performed to establish these relationships, which is the necessary step in therapeutic application of anti-leukocytic methods. Since the hypoxic-ischemic damage of brain has variable pathophysiologic mechanisms according to the injury and the location of the brain, the results of the experiments as well as clinical data were inconsistent. Compared to the relatively well documented roles of activated leukocytes and microcirculation in local infaction induced by emboli, the results were controversial in local infarction induced by vascular occlusion as well as in incomplete global ischemia with reperfusion. In addition, their roles in delayed neuronal damage of hippocampal neurons were not known. This study was performed to see the effects of leukocytes on hippocampal neuronal damages in global ischemia induced by 10 minutes occlusion of bilateral common carotid arteries with reperfuion for various times, 6 and 24 hours and 3 and 5 days. In addition, the effects of leukocytes on complete global ischemia induced by 24 hours ligation of left carotid artery were also observed. Leukopenia was induced by intraperitoneal injection of cyclophosphamide for 4 days. The results showed that hippocampal neuronal damages were worse at 6 hours reperfusion in leukopenic experimental group compared to control. In comparison, 24 hours and 3 days reperfusion groups showed less numbers of damaged neurons and milder changes, The 5 days reperfusion showed inconsistent changes. Complete global ischemia induced by ligation of the left common carotid artery for 24 hours showed extensive infarction involving cerebral cortex, hippocampus, and thalamus in 83.3% of gerbils in control group, compared to 25% of gerbils in experimental group, which was statistically significant. These results strongly suggest that the number of peripheral leukocytes were closely related to the development of delayed neuronal damage of hippocampal neurons in global ischemia with reperfusion as well as the incidence of infarction in 24 hours unilateral CCA ligation without reperfusion, Further studies with individual factors will be helpful for the establishment of pathophysiolosic mechanism in this types of ischemic injury of the brain.