• 제목/요약/키워드: Global Ischemia

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재관류시 외인성 칼슘 자극이 허혈 심근에 미치는 영향에 대한 전자현미경적 연구 (An Ultrastructural Study on the Effect of Exogenous $Ca^{2+}$ Stimulation to Ischemic Myocardium during Post-ischemic Reperfusion)

  • 김호덕;전상배;라봉진
    • Applied Microscopy
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    • 제21권1호
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    • pp.1-20
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    • 1991
  • The effects of exogenous $Ca^{2+}$ stimulation on the post-ischemic myocardial cells were studied using isolated Langendorff-perfused guinea pig hearts. At the starting point of reperfusion, Tyrode solutions, each containing 2.0mM, 4.0mM and 8.0mM $CaCl_2$ respectively, were administered for 2 minutes apart by descending, ascending, or by combined sequences followed by standard Tyrode solution containing 1.0mM $CaCl_2$. The minutes of global ischemia produced reversible but moderate to severe degree of myocardial ultrastructrual changes including focal destruction of sarcolemma, loss of nuclear matrix, clumping and margination of chromatins, mitochondrial swelling, destruction of mitochondrial cristae, shortening of sarcomeres, focal loss of myofibrils, and separation of cell junctions. In spite of reperfusion, the ultrastructure was more severely damaged and irreversible changes such as intracellular fluid accumulation, contracted sarcomeres, mitochondrial destruction, disruption of sarcolemma, loss of nuclear matrix, and separation of cell junction were observed in a large number of cells. In contrast, Tyrode-perfused $Ca^{2+}$-stimulated myocardial cells showed relatively well preserved ultrastucture, except slight changes including focal mitochondrial swelling, widening of T-tubule, and widening of cell junctions, especially at fasciae adherentes. The post-ischemic $Ca^{2+}$-stimulated reperfused myocardial cells produced focal changes such as mitochondrial destruction, disintegration of sarcolemma, widening of T-tubule, and intracellular fluid accumulation with slight variation in degree of changes by the method of $Ca^{2+}$ administration sequence. However, in a large number of the myocardial cells, chromatins were redistributed relatively evenly in the nuclear matrix, mitochondrial cristae were tightly packed, and a considerable number of intramitochondrial granules and glycogen granules reap-pealed. These results indicate that exogenous $Ca^{2+}$ stimulation in the initial period of reperfusion may be beneficial to salvage or to reduce the post-ischemic myocardium from further deleterious changes, and that the beneficial effects may be derived from the reserves of the function of the intracellular $Ca^{2+}$ regulating organelles and/or from the responsiveness of contractile apparatus to $Ca^{2+}$ stimulation.

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중추신경계통내 분포하는 Zinc의 조직화학적 동정 (Autometallography for Zinc Detection in the Central Nervous System)

  • 조승묵;;김성준;박승국;강태천;원무호
    • Applied Microscopy
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    • 제30권4호
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    • pp.347-355
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    • 2000
  • Zinc는 인체 내에 철$(Fe^{2+})$다음으로 많은 trace element로서 200여개 효소의 기능에 필수적일 뿐만 아니라 신경계통내에서는 신경조절물질로 작용한다. 뿐만 아니라 허혈, 간질 및 퇴행성 뇌질환의 주요 병리기전에도 관여되어 있다. 그러나 대부분의 Zinc는 단백질에 결합되어 (bound form)신경세포의 세포질 및 핵질내에 존재하고, 10% 이하의 Zinc는 이온상태(free form, $Zn^{2+}$)로 신경종말 (Zinc enriched terminal)에 있는데 , 후자만이 조직화학법으로 가시화된다. 최근까지 새로 개발된 조직화학법으로 Zinc enriched(ZEN)neurons의 분포에 관한 연구가 각광받고 있으나, 국내에서는 이에 대한 연구가 전무한 실정이다. 이에 본 연구자는 고전적인 조직화학법의 기본 원리를 소개하고, 렛드 중추신경계통내 Zinc의 분포를 광학 및 전자현미경으로 관찰하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 실험동물은 Wistar 계통의 랫드(10주령)와 BALB/c 마우스이며, 마취제로는 Pentobarbital(50mg/kg)을 이용하였다. 생체 뇌조직내 이온상태의 $Zinc(Zn^{2+})$를 침전시키기 위하여 selenium(10mg/kg, i.p.)을 처리하였고, 1시간 후 3% Glutaraldehyde액으로 관류고정하여 동물을 희생시켰다. 뇌와 척수를 꺼내어 sucrose에 가라앉을때 까지 담가두었다가 Dry Ice를 이용하여 얼리고, Freezing microtome위에서 $30{\mu}m$두께의 절편을 작성하였다. 조직절편내 $Zn^{2+}$을 동정하기 위한 조직화학법으로는 autometallography (AMG) (Danscher, 1985)를 이용하였다. 광학현미경하에서 밝혀진 Zinc의 분포는 해마복합체를 비롯한 종뇌의 여러부위에 고농도로 분포하였고, 척수에는 중간정도, 그리고 소뇌 및 뇌간에는 매우 낮은 농도로 분포하였다. 전자현미경에서 관찰된 AMG염색과립(silver grains)은 신경종말에 있는 연접소포에 국한되었으며, 이러한 ZEN terminals은 주위 여러 신경세포의 돌기(dendrites)및 세포체 (soma)에 특이한 연접을 이루고 있었다. 즉 후각망울을 포함한 종뇌에서는 주로 비대칭연접 (asymmetrical synapses)이 관찰되었던 반면에, 척수에서는 대칭연접(symmetrical synapses)을 이루고 있었다. 이상의 결과를 종합하면, 신경종말내 연접소포에 Zinc를 함유하고 있는 소위 ZEN terminals은 중추신경계통에 광범위하게 분포하고 있으며 또한 신경부위에 따라 다양한 분포와 미세구조의 차이를 보였다. 이러한 사실은 중추신경계통내에서 Zinc가 영위하는 신경생물학적 기능이 신경부위에 따라 다양할 것임을 시사한다.

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