본 연구의 목적은 protein kinase C의 활성물질인 phorbol ester의 수축에 대한 cGMP 및 cAMP의 조절기전을 명확히 하기 위하여 흰쥐의 대동맥을 재료로 실험을 수행하였다. Sodium nitroprusside는 guanylyl cyclase를 활성화시켜 cGMP를, forskolin은 adenylyl cyclase를 활성화시켜서 cAMP를 증가시키는 것으로 보고되어 있으므로 위의 두 약물을 선택하였다. Phorbol ester는 시간경과와 함께 지속적인 수축을 발생하였으며 30분경 안정상태에 도달하였다. 동시에 20-kDa myosin light chain (MLC)의 인산화도 증가하였으며 30분경 최대치를 나타내었다. Sodium nitroprusside와 forskolin은 phorbol ester에 의한 수축을 농도의존적으로 억제하였으나 sodium nitroprusside가 forskolin보다 더욱 민감하게 억제하였다. Phorbol ester는 $^{45}Ca^{2+}$의 유입을 증가시켰고 sodium nitroprusside와 forskolin은 이 증가된 $^{45}Ca^{2+}$을 유의하게 억제하였다. Phorbol ester에 의하여 증가된 MLC의 인산화는 sodium nitroprusside 및 forskolin 각각의 최대농도로 억제되었다. 이상과 같은 결과로 볼때 아마도 cGMP와 cAMP는 phorbol ester에 의한 수축을 $^{45}Ca^{2+}$ 유입억제에 이은 MLC 인산화 억제에 의하여 이완작용을 나타내는 것으로 추측되며 cGMP가 cAMP보다 protein kinase C 매개의 수축조절에 더 중요하게 작용하리라 추측된다.
Higenamine(dl-demethylcoclaurine, dl-1-(4-hydroxybenzyl)-6,7-dihydroxy-1,2,3,4-tetrah-ydroisoquinoline hydrochloride), which has recently been isolated from Aconite root by Drs. Kosuge and Yokota, has known to be the main cardiotonic component of the Aconite root. The present study was undertaken to investigate the effects of Higenamine on the calcium binding and release and ATPase activity of fragmented cardiac sarcoplasmic reticulum under in vitro condition. The calcium binding and release of sarcoplasmic reticulum were measured by using the double-beam spectrophotometer and the calcium sensitive dye, murexide. In the presence of $10^{-4}{\sim}5{\times}10^{-3}M$ of Higenamine, the maximal calcium binding and the initial binding rate of porcine cardiac sarcoplasmic reticulum were inhibited dose dependently by up to 43%. However, the calcium release from cardiac sarcoplasmic reticulum, which was loaded with $Ca^{++}(50{\mu}M)$, was stimulated in dose dependent manner. When incubated in the medium of 20 mM Tris-maleate(pH 7.0), 100 mM KCl, 10 mM $MgCl_2,\;0.05mM\;CaCl_2\;and\;0.014{\sim}1\;mM\;Tris-ATP\;at\;30^{\circ}C$ in the presence of Higenamine $(10^{-4}{\sim}5{\times}10^{-3}M)$, both $Ca^{++}-and\;Mg^{++}-ATPase$ of sarcoplasmic reticulum were inhibited non-competitively by Higenamine and values of $K_i$ were 4.896 mM and 6.875 mM respectively. It is suggested from the above findings that the cardiotonic effects of Higenamine might be partially explained by the inhibition of calcium binding and the stimulation of calcium release from the sarcoplasimic reticulum which may increase the free intracellular calcium that is available in the contraction of the cardiac muscle fiber.
환자감시장치는 중환자실, 수술실, 응급실 및 병실에서 환자의 상태인 심전도 파형, 맥박수 , 혈압등을 측정하고 감시하는 기본적인 의료장비이다. 본 논문에서 설계한 환자감시장치는 심전도-비관혈식 혈압 감지장치이다. 심전도는 심장 근육의 이완과 수축에 따라 발생하는 전기 현상으로 대부분의 의사들은 환자의 심장 상태를 심전도 신호 패턴으로 진단을 하고 있다. 심전도 감시장치는 장시간동안 환자의 심장상태를 감시하는데 사용된다. 환자의 혈압을 재는 일은 일반화된 임상 측정의 하나로, 진찰실에서나 또는 특별한 수술중에도 시행되고 있다. 본 논문에서는 동맥 내의 혈압을 비관혈적으로 측정하는 오실로메트릭 방식의 간접 측정 방법을 사용하였다. 개발한 환자감시장치를 수술실 장비와 비교, 검토하였다. 매회 심박수의 최대 차이는 1bpm이며,수축기 혈압 최대 차이는 15mmHg, 이완기 혈압 최대차이는 16mmHg, 평균 혈압 최대 차이는 25mmHg를 보였다. 그러나 결과적으로 나타나는 심박수의 평균 오차는 0.15bpm이며, 수축기 혈압의 평균 오차는 5mmHg, 이완기 혈압의 평균 오차는 10mmHg, 그리고 평균 혈압의 평균 오차는 9mmHg로 나타났다. 본 논문의 심전도-비관혈식 혈압 환자감시장치는 심전도 파형, 맥박수, 그리고 혈압을 측정하고 감시하는 의료 장비로서, 설계된 환자감시장치에 산소포화도.호흡.관혈식 혈압감시장치(IPB) 등의 다기능을 모듈로 구성하여 부착 및 제거가 용이하도록 확장 할 수 있다.
The role of nitric oxide(NO) as neurotransmitter in non-adrenergic non-cholinergic (NANC) relaxation induced by electrical stimulation has been studied in circular muscle strips of the rabbit gastric fundus. In the presence of atropine and guanethidine, low frequency$(1{\sim}20\;Hz)$ and short trains (5s) of electrical stimulation induced the frequency-dependent relaxations which were not affected by adrenergic and cholinergic blockage, but abolished by tetrodotoxin, a nerve conductance blocker. L-NNA, a stereospecific inhibitor of NO biosynthesis, inhibited the relaxations induced by electrical stimulation but not affected the relaxation to exogenous NO. The effect of L-NNA was prevented by L-arginine, the precursor of the NO biosynthesis, but not by its enantiomer, D-arginine. Exogenous administration of NO$(10{\sim}100\;{\mu}M)$ caused the concentration-dependent relaxation which showed a similarity to those obtained with electrical stimulation. Hemoglobin, a NO scavenger, abolished the NO-induced relaxations and also markedly inhibited those evoked by electrical stimulation. Application of adenosine triphosphate$(1{\sim}10\;{\mu}M)$ induced concentration-independent contractions, but in high dose caused temporary contraction followed by relaxation which was not affected by L-NNA. Exogenous vasoactive intestinal polypeptide$(10{\sim}100\;nM)$ induced the concentration-dependent relaxation, while its effects were slower in onset and more persistent than those induced by short trains and low frequencies of electrical stimulation. Based on above results, it is suggested that NO is the principal neurotransmitter of NANC nerve at relaxation induced by short trains and low frequencies of electrical stimulation in the rabbit gastric fundus.
Electrocardiogram (ECG) is a widely used method to diagnose electrical activity of heart. Although it is a reliable and easy method, ECG could be interfered by electrical signals. One of the interfering signals is electromyogram (EMG) that is caused by muscle contraction in any parts of the body except heart. To avoid the EMG noise, an examinee is advised to be relaxed on supine position while measuring ECG. Sometimes, patients who can't put their arms and legs down on bed due to some reasons such as cast on arms or legs necessarily have the EMG noise. But detailed information about how much of the noise could be induced by positional change of arms and legs has not been reported. Here we examined the noise by analyzing ECG data from 14 candidates, 7 males and 7 females. The ECG data was obtained using the standard 12 lead ECG. EMG noise was induced by raising arms and legs at $90^{\circ}$, $60^{\circ}$ or $30^{\circ}$. Because arms are located close to the heart, noise by the raised arms was analyzed toward left or right arm separately. All of the examinees showed similar pattern of the EMG noise. EMG noise by positional change of left or right arm was clearly monitored in different limb leads. Change of leg positions induced the noise that was monitored in aVF of augmented leads and II and III of limb leads. There was a difference in degree of the noise between male and female examinees. In addition to the EMG noise, decrease of PR interval was monitored in particular positional changes, which was prominent in male examinees. These results will enlarge fundamental understanding about EMG noise in ECG.
심전도(electrocardiogram, ECG)는 심장의 수축과 이완에 따라 체표면에서 측정 가능한 생체전기신호이며, 환자의 심장 상태와 일반적인 건강 정보를 제공하므로 건강모니터링을 위한 중요한 지표로서 인식된다. 심전도신호에는 전원잡음, 근잡음 등과 같은 고주파잡음과 동잡음과 같은 저주파 잡음이 포함되는 경우가 많다. 하지만 심전도로부터 잡음을 제거하는 것은 쉽지 않으며, 필터링 결과는 심전도신호의 외곡을 초래할 수도 있다. 본 연구에서는 일상생활 중 건강모니터링용으로 사용하기 위해 동잡음에 강인한 소형의 저전력 심전도측정 시스템을 구현하였다. 심전도 모니터링 시스템은 심전도 증폭기, 마이크로프로세서, 블루투스모듈, 모니터링 프로그램등으로 구성하였다. 심전도증폭기는 저전력 계측용 증폭기를 이용하여 설계 및 구현하였으며, 증폭기로부터 데이터를 수집하여 신호처리하고 무선전송하기 위해 마이크로프로세서를 사용하였다. 그리고 마이크로프로세서로부터 PC로 데이터를 전송하기 위해 블루투스 모듈을 사용하였다. 구현된 시스템의 성능 평가를 위하여 적응필터 성능평가 시뮬레이션을 수행하였으며, 실제 동잡음 환경에서 신호측정 및 잡음제거 실험을 수행하여 잡음제거 특성을 평가하였다.
마그네슘($Mg^{2+}$)은 325 개 이상의 생리적 및 생화학적 과정에 필수적인 조효소이며 신경활성, 심장근 감수성, 신경근 전달, 근수축, 혈관운동 긴장과 혈압 등의 신체활동과 관련된 일련의 과정에서 중요한 역할은 한다. 하지만 신체활동과 관련된 혈액 이온화 $Mg^{2+}$ ($iMg^{2+}$)에 관한 보고는 거의 없을 뿐만 아니라 혈액 총 $Mg^{2+}$을 측정한 연구결과들은 논란의 여지가 있다. 대사적 요구가 증가하는 단기간의 고강도 운동에서 혈액 $iMg^{2+}$의 변화를 측정하였다. 고강도의 수영운동 후에 혈액 산도, 혈당, 중탄산염, 산소 및 칼슘은 감소한 반면, 젖산, 이산화탄소, $iMg^{2+}$, 나트륨, 칼륨은 유효한 증가를 보였다. 고강도 수영에서 혈액 $iMg^{2+}$의 변화는 혈액 산도, 혈당, 중탄산염과 칼슘의 변화와는 역관계의 상관을 보인 반면, 젖산과 음이온차와는 정관계의 유의한 상관을 보였다. 이 결과는 단기간 고강도의 수영운동이 고마그네슘혈증을 야기할 수 있고 이는 대사성 및 호흡성 산증에 의한 근육내 $iMg^{2+}$의 증가에 수반하는 근육에서의 $iMg^{2+}$ 유출의 증가에 의한 것으로 판단된다.
수온조절 (6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, $27{\circ}^C$)에 의해 유도된 멍게의 물렁증 진행에 따른 생리학적 특성을 연구하였다. 수온조절에 의한 물렁증 유도율은 수온 $15^{\circ}C$에서 가장 높았으며, $24^{\circ}C$에서 가장 낮았다. 물렁증은 피낭 색깔 및 탄성을 기준으로 S0, S1, S2, S3의 4단계로 구분하였다. 정상개체와 물렁증을 가진 개체들 사이에서 산소소비율과 여수율은 유의한 차이를 보였다. S0에 비해 S3단계에서 혈구 구성비의 가장 뚜렷한 변화는 multi-vacuole cell은 약 1/2 감소하였으며, morula cell은 약 10배 증가하였다. 기관계 구조의 변화는 피낭, 수관, 새낭, 육질부, 소화선에서 상피세포의 변성, 미세섬유의 변성, 혈구의 증가 및 근섬유의 변형이 확인 되었다. 이러한 모든 특징들은 멍게의 정상적인 생리학적 기능에 영향을 미칠 수 있다.
몸통안정성에 문제가 발생하면 허리에 통증이 발생된다. 허리 불안정성을 해소하기 위한 몸통안정화운동 방법 중 하나인 복부드로우인기법(ADIM)은 복부안정화근육 중 선행적자세조절과 관련된 배가로근에 대한 선택적인 수축을 유도하는 운동법이다. ADIM은 일반적으로 바로누운자세에서 허리 밑에 압력생체되먹임장치(PBU)을 적용하여 시각적되먹임을 한 상태에서 실시하는데 이러한 자세는 앉은자세에 비해 기능적이지 못하다. 본 연구에서는 바로누운자세와 앉은자세에서 실시하는 ADIM의 효과를 알아보기 위해 31명의 건강한 남녀를 대상으로 무선 근전도를 이용해 배곧은근(RA), 배바깥빗근(EO), 배가로근/배속빗근(TrA/IO), 그리고 척추세움근(ES)에 대한 근활성도를 비교하였다. 본 연구 결과 RA와 EO에서는 두 자세 간에 유의한 차이가 없었으며 TrA/IO와 ES에서는 두 자세 간에 유의한 차이가 나타났다. 또 RA에 비해 TrA/IO의 활성도가 높게 나타나 ADIM로 인한 몸통안정화는 두 자세 모두에서 효과적으로 나타났으며 반면 TrA/IO와 ES는 앉은 자세에서 더 높은 활성도를 보여 자세 안정화 근육의 활성도가 앉은 자세에서 더 증가한 것으로 사료된다. 따라서 일상생활에서 보다 쉽게 적용할 수 있는 앉은 자세의 ADIM은 허리안정성 향상에 유용할 것이다.
문둥이박쥐(Eptesicus serotinus)의 생후 발성발달 특징을 파악하기 위하여 임신한 암컷 3개체로부터 총 4개체의 새끼 박쥐를 확보하여 발성변화를 분석하였다. 녹음 및 분석은 생후 1일부터 40일까지 수행하였으며, 펄스 지속시간(PD), 펄스 간격(PI), 최고 주파수(PF), 시작 주파수($F_{MAX}$), 종료 주파수($F_{MIN}$), 대역폭(BW)에 대하여 측정하였다. 새끼 박쥐는 생후 초기에 가장 다양한 패턴의 음성을 발산하였으며, 연령이 증가함에 따라서 점차 어미와 유사해졌다. PD와 PI는 연령이 증가할수록 감소하였으며, 반면 PF, $F_{MAX}$, $F_{MIN}$, BW는 증가하였다. PF, $F_{MAX}$, $F_{MIN}$, BW는 생후 10일에서 20일 사이에 가장 큰 변화가 확인되었으며, PD는 생후 30일에서 40일 사이에 가장 큰 변화가 확인되었다. 따라서 진동수의 발성과 관련이 있는 발성근육의 수축 능력은 생후 20일경 가장 발달하게 되며, 발성시간과 관련된 발성근육의 이완 능력은 생후 30일에서 40일 사이에 가장 발달하는 것으로 판단된다. 본 연구에 이용된 새끼 개체들은 생후 40일차에도 비행이 확인되지 않았으나 발성음은 어미와 유사하게 나타났다. 따라서 이러한 결과는 새끼 박쥐의 발성 발달은 비행행동 또는 비행과 관련된 근육의 발달을 필수적으로 동반하는 것은 아니라는 것을 보여주는 결과라 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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