[생리학] 소장 평활근의 수축
![[생리학] 소장 평활근의 수축-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/375/374813-0001.gif)
![[생리학] 소장 평활근의 수축-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/375/374813-0002.gif)
![[생리학] 소장 평활근의 수축-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/375/374813-0003.gif)
![[생리학] 소장 평활근의 수축-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/375/374813-0004.gif)
분야
doc2. 기계적 늘임(stretching)
3. High K
4. Acetylcholine
5. Calcium-free NT에서의 Ach 투여
6. Atropin 주입
출석번호 11번 김광, 12번 김남우, 13번 김남희, 14번 김도연
(실험은 1~10번과 11~20번으로 나누어 2팀으로 진행되었는데 앞 번호 실험팀만이 성공하여 앞 팀의 데이터를 이용하였습니다.)
1. 정상 수축 관찰
소장의 양 끝을 낚시 바늘로 걸어 Magnus chamber 안에 걸어 준다. Physiograph로 수축을 관찰하면서, 수축이 비교적 규칙적으로 될 때까지 기다렸다가 정상 수축 반응을 관찰한다.
소장의 수축은 위와 같이 이완 시간이 길고 간헐적으로 수축 했다가 이완하는 모습을 보인다. 이 수축은 longitudinal 근육에 의한 것으로 propulsive movement를 일으키는 원동력이다.
고찰이 부족하여 수축의 주기가 얼마나 되는가는 측정하지 못하였다. 주기는 곧 interstitial cells of Cajal 의 pacemaking period이기 때문이다.
2. 기계적 늘임(stretching)
수축의 빈도와 수축의 진폭 등이 변하는 양상을 관찰한다.
그림 2. 기계적 늘임
화살표로 표시한 부분이 기계적 stretch에 의한 소장근의 수축력 증가가 시작된 부분이라고 생각된다. 그러나 결과는 오히려 이완 쪽으로 치우쳐있다. 기계적 수축을 하려면 소장의 양 끝을 묶고 있는 간격을 늘려야 하는데 그 과정에서 tension transducer라든지 실험의 setting condition이 변하기 쉬웠다. 이에 따라 사실상 physiograph에 의해 측정된 결과는 애매하다고 생각된다.
3. High K : 1M KCl 용액을 이용하여 Magnus chamber 안 용액이 50mM KCl이 되도록 만들어 주자. (Magnus chamber volume은 약 40mL) 변화 양상을 관찰 한 후, 다시 NT 용액으로 Wash-out해준다. High K 용액에 너무 오래 노출 시키지 않도록 한다.
그림 3. KCl 투여
칼륨을 넣어주면 extracellular potassium 농도가 증가한 것과 같고 이는 칼륨의 equilibrium potential을 높여주는 것과 같은 효과이다. 이렇게 되면 근육의 voltage-gated Ca channel은 쉽게 threshold에 도달하기 때문에 무작위적인 수축이 일어날 것을 생각할 수 있다. 실험 결과에 따르면 칼륨 이온의 투여는 세포의 physiological condition을 너무 많이 변화시켜 더 이상 수축을 보이지 않는 상황에 이른 것으로 생각된다. 이에 따라 소장 세포를 교환하였다.
4. Acetylcholine : NT 용액에서 정상 수축을 관찰하다가, 10mM Ach 용액을 이용하여 Magnus chamber 안 용액이 10uM Ach이 되도록 만들어 주자. 반응을 관찰한 후 NT용액으로 Wash-out 해준다.
그림 4. Ach 투여
아세틸콜린은 부교감 신경 말단에서 분비되는 neurotransmitter로 근수축을 유도한다. 투여 즉시 많은 수축이 이루어졌음을 볼 수 있는데 tatenus한 수축이 아닌 강축의 모습을 보인다. 그러다 얼마 후 연축의 모습을 보이며 결국에는 매우 큰 수축의 반복 패턴으로 변화되는 결과를 보여주었다. 특히 큰 수축 후 마지막엔 규칙적인 반복의, 보통 때보단 큰 수축의 모습이 인상적이다. 이는 아마도 아세틸콜린은 아직 수용액 속에 남아 있어서 receptor를 지속적으로 자극하지만 세포 내의 근수축에 refractory period와 같은 것이 생겨서 연축이 아닌 간헐적인 큰 수축을 발생시키는 것이 아닌가 싶다.
5. Calcium-free NT에서의 Ach 투여
그림 5. calcium-free solution with Ach addition
외부에 칼슘이 존재하지 않으면 평활근은 수축하지 않는다. 그 이유는 평활근은 골격근과는 다르게 칼슘의 원천을 세포 내부의 SER이 아닌 세포 밖에서 공급 받기 때문이다. 칼슘이 없는 경우는 수축을 전혀 보이지 않았다. 왼쪽의 화살표 시간에 아세틸콜린을 넣어주었다. 수축이 없다가 그래프의 가운데서 보이는 큰 수축이 한 번 있었다. 이론적으론 아세틸콜린에 의한 pathway는 세포 밖의 칼슘에 의존하지 않기 때문에 수축을 일으켜야 한다. 오른쪽 화살표 뒤로는 다시 칼슘이 있는 정상 NT를 넣어준 것이다. 다시금 수축이 반복됨을 보여준다.
6. Atropin 주입
그림 6. atropin 투여 후 Ach, KCl 투여
Atropin은 Ach의 antagonist로서 둘이 함께 첨가되면 수축 반응이 나타나지 않는다. 하지만 칼륨의 투여는 Ach receptor와 상관없이 근육의 막전위를 depolarize시키므로 Ca 채널이 열려서 다시금 근육은 수축하게 되고 이를 실험 결과에서 관찰할 수 있었다.
