• 제목/요약/키워드: Electrical Field Stimulation

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흰쥐 안면신경핵 세포의 전기생리학적 및 형태학적 특성 (ELECTROPHYSIOLOGICAL AND MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF FACIAL NUCLEUS IN RAT)

  • 최병주;조진화;배용철;김영진
    • 대한소아치과학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.400-409
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    • 2000
  • 흰쥐의 안면신경핵을 구성하는 신경세포들의 시냅스 연결 양태 및 세포막 특성을 규명하기 위해 in vivo 필드전위 및 세포 내 전위 측정법을 이용하여 전기생리적 반응을 관찰하였다. 말초 안면신경 분지를 역행성으로 전기자극시 자극세기에 비례하여 전위의 크기가 증가되었고 필드 전위의 양태는 두 가지 반응으로 나타났는데 전기자극 직후 1ms 부근에서 정점을 나타내는 양태와 이와 더불어 $7\sim8ms$ 부근에서 후기 정점을 동반하는 양태가 있었다. 안면신경핵은 염색시 내측, 배외측, 중간측 및 외측등 4부분의 소핵으로 구분되었다. Neurobiotin으로 채워진 단일 신경세포를 형태학적으로 재구축하였는데 세포체는 추체형태를 나타내었고 주 수상돌기는 모든 방향으로 뻗어져 있었고 각 수상돌기의 영역은 해당 소핵 내에 한정되어 있었다. 일련의 과분극 전류 $(-1.2\sim+1.2nA)$를 세포내에 가하였을 때 동반되는 세포내 전위변화를 입력저항 값으로 계산하였을 때 그 기울기가 직선형으로 나타났다. 탈분극 전류를 세포내 주입시 지속적인 활동성 전위가 나타났으며 전류의 크기에 비례하여 각 전위의 개수가 증가하였고 spike-빈도 적응 현상이 나타났다. 그러나 시간 의존성 내향성 정류현상은 관찰되지 않았고 anodal break excitation이 나타났다. 이상의 실험결과로 보아 안면신경핵을 구성하고 있는 세포들 사이의 시냅스는 다양한 형태로 존재할 가능성이 있다고 사료되며 이들 시냅스간의 변화를 통하여 안면 신경마비, 반쪽 안면 경련, hypoglossal-facial anastomosis등에서 나타날 수 있는 임상적 신경성 증상 기전을 설명할 수 있을 것으로 여겨진다.

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골격근 세포에서 ATP-의존성 $K^+$통로의 활성화가 근피로에 미치는 영향 (The Effects of ATP - sensitive $K^+$ Channel on the Muscle Fatigue in Mouse Skeletal Muscle Cell)

  • 구현모;남기원;김석범;이선민;김진상
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제14권2호
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    • pp.1-15
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    • 2002
  • Excitation-contraction coupling in skeletal muscle is process by which depolarization of the muscle fiber membrane, elicited by a nerve action potential, triggers the release of $Ca^{2+}$ from the sarcoplasmic reticulum(SR). The resulting rise in intracellular $Ca^{2+}$ concentration$([Ca^{2+}]_i)$ activates the troponin complex, thereby initiating the contraction of the muscle. The question remains as to what factors are involved in the inhibition of SR $Ca^{2+}$ release in fatigued muscle. The purpose of this study was determine whether ATP-sensitive $K^+(K_{ATP})$ channels are activated and contribute to decrease in $[Ca^{2+}]_i$ during fatigue development in the mouse skeletal muscle. To elucidate a role of $K_{ATP})$ in relation to ECC, I measured the modulation effects of $K_{ATP})$ channel blocker(glibenclamide) and opener(pinacidil) on $[Ca^{2+}]_i$ after fatiguing electrical field stimulation(FEFS). Intracellular $Ca^{2+}$ signals were recorded by conforcal laser microscopy(LSM 410) and monitored using the fluorescent $Ca^{2+}$-Sensitive indicator Fluo-3 AM. The results of this study were as followed: 1. The relative [Ca2'li after FEFS in the pre-glibenclamide-treated group was higher than the control. And relative $[Ca^{2+}]_i$ after FEFS in the pre-glibenclamide-treated group was lower than the control. 2. The relative $[Ca^{2+}]_i$ after FEFS for 3 min in the control, pre-glibenclamide-treated group and pre-pinacidil-treated group showed a similar pattern; the gradually significant decrease in $[Ca^{2+}]_i$. But, these decreasing pattern was most significant in the control. These findings suggest a tight relationship between $K_{ATP})$ and $Ca^{2+}$ in ECC during fatigue. Therefore, 1 thought that activation of $K_{ATP})$ channels may be one of mechanisms of the fatigue in skeletal muscle.

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Nitric oxide에 의한 수퇘지 음경후인근의 비아드레날린 비콜린 동작성 이완 I. 돼지 음경후인근의 비아드레날린 비콜린성 이완을 매개하는 신경전달물질 : nitric oxide와 vasoactive intestinal polypeptide (Nitric oxide(NO) mediating non-adrenergic non-cholinergic(NANC) relaxation in the boar retractor penis muscle I. Mediators of nonadrenergic, noncholinergic relaxation of porcine retractor penis muscle : nitric oxide and vasoactive intestinal polypeptide)

  • 문규환;김점용;김태완;강동묵;양일석
    • 대한수의학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.447-458
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    • 1995
  • This study was carried out to characterize nonadrenergic, noncholinergic(NANC) relaxation of porcine retractor penis(PRP) muscle induced by electrical field stimulation(EFS) and to investigate the actions of niric oxide(NO) and vasoactive intestinal polypeptide(VIP) as candidates for NANC neurotransmitters. Biphasic relaxations of PRP muscle were induced by EFS to NANC nerve. Rapid-phase relaxation was observed at low frequency(0.5-16Hz) and slow-phase relaxation followed during high frequency(8-60Hz). Both relaxations were frequency-dependent and TTX($1{\times}10^{-6}M$)-sensitive. L-NAME($2{\times}10^{-5}M$) inhibited the rapid-phase relaxation, but not the slow-phase relaxation. The inhibition of the rapid-phase relaxation with L-NAME was reversed by L-arginine ($1{\times}10^{-3}M$) but not by D-arginine($1{\times}10^{-3}M$). Methylene blue($4{\times}10^{-5}M$) reduced the rapid-phase relaxation. Exogenous No(ExoNO, $1{\times}10^{-5}-1{\times}10^{-4}M$) induced dose-dependent relaxations of PRP muscle. Oxyhemoglobin($5{\times}1^{-5}M$) blocked the relaxation induced by ExoNO and inhibited EFS-induced relaxation. Hydroquinone($1{\times}10^{-4}M$) also abolished the relaxation induced by ExoNO, but did not affect EFS-induced relaxation. L-NAME resistant slow-phase relaxation to EFS was inhibited by ${\alpha}$-chymotrypsin(2.5 U/ml). Both methylene blue($4{\times}10^{-5}M$) and Nethylmaleimide($1{\times}10^{-4}M$) reduced the slow-phase relaxation by EFS. [4-Cl-D-$Phe^6$, $Leu^{17}$]-VIP($3{\times}10^{-6}M$) inhibited the slow-phase relaxation by EFS. External applications of VIP ($1{\times}10^{-7}M$) caused relaxations that were simillar to the L-NAME resistant slow-phase relaxations induced by EFS, and relaxant effects of exogenous VIP were blocked by ${\alpha}$-chymotrypsin(2.5 U/ml).

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Guinea pig 요관(尿管) 평골근(平滑筋) 수축(收縮) 및 이완(弛緩)의 연령(年齡)에 따른 변동(變動) (Age-dependent Changes in Contraction and Relaxation of Ureteral Smooth Muscle in Guinea pig)

  • 임병용;홍기환
    • 대한약리학회지
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    • 제14권1_2호
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    • pp.33-40
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    • 1978
  • 1. guinea-pig 요관(尿管) 평골근(平滑筋)의 수축(收縮) 및 이완반응(弛緩反應) 연령이 증가(增加)에 의(依)하여 크게 영향(影響)을 받는다는 사실(事實)을 관찰(觀察)하였다. 2. 2-3주, 3개월 및 2-3년 guinea-pig 요관(尿管)을 적출하고 Tyrode 액내(液內)에서 train stimulation법(法)으로 일정(一定)하게 수축반응(收縮反應)을 일으킨다. 3. $Ca^{++}$-free Tyrode 액(液)에서 전기자극(電氣刺戟) 반응(反應)이 소실(消失)된 후(後) $Ca^{++}$ 함유(含有) Tyrode 액(液)을 가(加)하여 야기(惹起)되는 수축반응(收縮反應)의 회복(恢復)에는 3개월(個月) 및 2-3년(年) 요관(尿管)에 비(比)하여 2-3주(週) 요관(尿管)은 훨씬 낮은 농도(濃度)의 $Ca^{++}$을 필요(必要)로 하였으며 비록 2.7mM $Ca^{++}$을 가(加)하여도 2-3주(週) 및 3개월(個月) 요관에 있어서는 처음 수축고의 90% 이상을 회복하였으나 2-3년(年) 요관(尿管)에서는 77.2%만 회복하였다. 4. ISP는 2-3년 요관(尿管)에 비(比)하여 2-3주(適) 요관(尿管)에 있어서 수축고의 억제(抑制) 효과(效果)가 유의(有意)하게 강(强)하였고 theophylline은 연령(年齡)에 관계없이 양군(兩群)모두 강력(强力)히 억제작용(抑制作用)을 나타내었다. 5. 2-3주 뇨관의 수축에 대하여 dibutyryl cyclic AMP는 dose-dependent하게 억제를 나타내었으나 2-3년 노요관(老尿管)에 있어서는 이와같은 현상은 없었다. 그리고 요관(尿管)조직내 cyclic AMP 함량(含量)은 2주기니픽 뇨관에서는 17개월 뇨관에 비(比)하여 73%의 높은 농도를 나타내었고 cyclic GMP의 함량(含量)은 큰 차이를 볼 수 없었다. 6. 유년(幼年) 요관평골근(尿管平滑筋)은 노요관(老尿管)에 비(比)하여 근수축(筋收縮) 및 이완(弛緩)에 관여(關與)하는 $Ca^{++}$의 동원(動員) 및 저장(貯藏)에 있어서 높은 효율성(效率性)을 가지고 있다고 사료(思料)되는 바이다.

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태아 섬유아세포로 재구성된 핵치환 소 수정란의 체외발달 (In Vitro Development of Bovine Nuclear Transfer Embryos Reconstructed with Fetal Fibroblasts)

  • 구덕본;최영희;박정선;김하나;강용국;이철상;한용만;박흠대;이경광
    • 한국가축번식학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.407-417
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    • 2000
  • 본 연구는 태아 섬유아세포를 이용한 소 핵치환 난자의 융합에 있어서 여러 조건의 전기자극 처리 후 그에 따른 발달율을 조사하였다. 임선 45 일령 태아로부터 섬유아세포를 분리하여 3~4 차례 계대배양후, 이들 단일 섬유아 세포들을 미세조작기를 이용하여 제핵된 난자의 위란강 내에 주입하였다. 본 실험에서는 첫째로, 다른 전기자극 조건의 적용에 따른 융합율 및 발달율을 비교 조사하였다. 180 V/mm 의 조건하에서 다른 조건의 전기자극 시간 (15, 30, 45 $\mu$see)을 처리하였을 때, 15 (45.5%, 120/264)나 30 $\mu$see (43.9%, 106/241) 처리구가 45$\mu$see (23.2%, 58/250) 처리구 보다 높은 융합율을 나타내었다 (P>0.05). 그러나, 융합된 난자의 발달율에 있어서는 처리구 간에 차이가 나타나지 않았다. 다음 실험으로, 핵치환 난자의 체외발달에 있어서 15 $\mu$see 의 전기자극 시간의 조건하에서 다른 전장 (1.5, 1.8, 2.1 kV/cm)에 따른 효과를 조사하였다. 핵치환 난자의 융합이나 발달율에 전장에 따른 차이는 나타나지 않았다 (P>0.05). 마지막으로, 체세포 핵치환과 체외수정에 의한 수정란의 체외 발달율을 비교 조사하였다. 태아 섬유아세포로 재구성된 수정란의 배반포로의 발달율은 27.4% (75/274) 로 나타났으며, 이는 체외수정에 의해 발달한 배반포의 비율(24.5%, 58/237)과 유사하다는 것을 알 수 있었다. 그러나, 핵치환에 의해 유도된 배반포의 평균 세포 수는 체외수정에 의해 유도된 배반포 보다 낮게 나타났다. 결론적으로, 본 실험에서는 체세포로 핵치환된 소 난자의 전기적 융합에 대한 조건 (1.8 kV/cm, 15 $\mu$see)을 확립하였다. 또한, 본 실험에서 나타난 결과들은 체세포로 재구성된 소 난자들이 비록 체외수정에 의해 생산된 배반포보다는 적은 세포수를 보여주었지만, 체외에서 정상적으로 배반포 단계까지 발달할 수 있다는 것을 제시하고 있다.

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마그네슘이온이 적출한 기니피그 대동맥평활근과 흰쥐 자궁평활근의 수축성에 미치는 효과에 관한 연구 (Effect of Magnesium on the Contractility of the Isolated Guinea-Pig Aortic and Rat Smooth Muscles)

  • 안혁;황상익
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제23권3호
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    • pp.452-464
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    • 1990
  • It is well known that extracellular Calcium plays a very important role in several steps of smooth muscle excitability and contractility, and there have been many concerns about factors influencing the distribution of extracellular Ca++ and the Ca++ flux through the cell membrane of the smooth muscle. Based on the assumption that Mg++ may also play an important role in the excitation and contraction processes of the smooth muscle by taking part in affecting Ca++ distribution and flux, many researches are being performed about the exact role of Mg++, especially in the vascular smooth muscle. But yet the effect of Mg++ in the smooth muscle activity is not clarified, and moreover the mechanism of Mg++ action is almost completely unknown. Present study attempted to clarify the effect of Mg++ on the excitability and contractility in the multiunit and unitary smooth muscle, and the mechanism concerned in it. The preparations used were the guinea-pig aortic strip as the experimental material of the multiunit smooth muscle and the rat uterine strip as the one of the unitary smooth muscle. The tissues were isolated from the sacrificed animal and were prepared for recording the isometric contraction. The effects of Mg++ and Ca++ were examined on the electrically driven or spontaneous contraction of the preparations. And the effects of these ions were also studied on the K+ or norepinephrine contracture. All experiments were performed in tris-buffered Tyrode solution which was aerated with 100% 02 and kept at 35oC. The results obtained were as follows: 1] Mg++ suppressed the phasic contraction induced by electrical field stimulation dose-dependently in the guinea-pig aortic strip, while the high concentration of Ca++ never recovered the decreased tension. These phenomena were not changed by the a - or b - adrenergic blocker. 2]Mg++ played the suppressing effect on the low concentration [20 and 40 mM] of K+-contracture in the aortic muscle, but the effect was not shown in the case of 100mM K+-contracture. 3] Mg++ also suppressed the contracture induced by norepinephrine in the aortic preparation. And the effect of Mg++ was most prominent in the contracture by the lowest [10 mM] concentration of norepinephrine. 4] In both the spontaneous and electrically driven contractions of the uterine strip, Mg++ decreased the amplitude of peak tension, and by the high concentration of Ca++ the amplitude of tension was recovered unlike the aortic muscle. 5] The frequency of the uterine spontaneous contraction increased as the [Ca++] / [Mg++] ratio increased up to 2, but the frequency decreased above this level. 6] Mg++ decreased the tension of the low[20 and 40mM] K+-contracture in the uterine smooth muscle, but the effect did not appear in the 100mM K+-contracture. From the above results, the following conclusion could be made. 1] Mg++ seems to suppress the contractility directly by acting on the smooth muscle itself, besides through the indirect action on the nerve terminal, in both the aortic and uterine smooth muscles. 2] The fact that the depressant effect of Mg++ on the K+-contracture is in inverse proportion to an increase of K+ concentration appears resulted from the extent of the opening state of the Ca++ channel. 3] Mg++ may play a depressant role on both the potential dependent and the receptor-operated Ca++ channels. 4] The relationship between the actions of Mg++ and Ca++ seems to be competitive in uterine muscle and non-competitive in aortic strip.

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