【뉴욕】 워싱턴대학(미주리주 세인트루이스) 신경생물학 Jeff Lichtman교수팀은 Science(286:503-507, 1999)誌에 『근육은 그 수용체 부위를 유지하기위해 신경전달물질로부터 계속적인 정보 입력을 필요로 한다. 근육이 신경으로부터 신호를 받지 못하면 근육표면의 수용체가 없어진다』는 소견을 발표했다.
마우스 頸部筋에서 검토
Lichtman교수팀은 『신경전달물질수용체는 일반적 자극상태에서도 끊임없이 교체한다』고 말하고 『피부세포가 항상 교체되고 골세포나 간세포가 치환되는 것과 마찬가지로 수용체 분자도 일정한 수명을 가지는 것으로 나타났다』고 설명했다.
지금까지 연구결과에서 동교수팀은 수용체 소실은 9~10일간 지수함수적 비율로 일어난다고 생각했다. 이를 검토하기위해 교수팀은 마우스 70마리의 경부근(頸部筋)에서 수용체의 밀도와 양을 관찰했다.
우선 사독(蛇毒)인 분카로독신을 형광표식한 후 이를 이용하여 아세틸콜린에 대한 근수용체의 응답을 차단했다. 형광표식 분카로독신은 수용체 표식에도 효과적이었다. 이어 아세틸콜린으로부터 받는 정보의 입력을 차단시키고 남은 수용체의 수를 측정했다.
신경전달물질에 의한 정보가 차단되자 근육표면의 수용체는 확산하기 시작했다. 대개 수용체는 아세틸콜린이 근세포와 접촉하는 부위 근처에 집약하고 있다. 수용체 소실률은 처음 몇시간내가 가장 높았다. 그러나 약 15%의 수용체가 아세틸콜린에 응답할 수 없게 되자 소실률은 확실했지만 완만해졌다. 1일 이내에 그 속도가 줄어들었고 소실은 약 2주간 지속했다.
수용체는 여전히 주변신경과 정보를 전달하고 있었기때문에 좀더 장기간 잔존했다. 수용체는 입력 근처 영역에서 멀어지기 시작하여 그 후 시냅스후세포 막을 따라 확산했다. 약 8시간이 지나자 수용체는 세포안으로 들어가 분해, 폐기됐다.
筋자극에 의해 수용체 잔존
그러나 신경근 접합부의 정보전달을 차단하더라도 근육이 전기적 자극을 받는 경우에는 수용체가 잔존했다.
Lichtman교수는 『수용체는 근육이 활동하고 있는지를 주의깊게 탐색하는 것같다』고 말했다. 근육이 활동중인 경우 수용체는 잔류하지만 근육이 침묵하면 수용체는 폐기된다.
동교수는 이러한 사실이 신경근 차단제를 투여받는 인공호흡기장착 환자의 약 5%에서 발생하는 문제를 설명해 줄 것으로 보고있다.
이러한 환자는 인공호흡기의 호흡속도와 환자자신의 호흡 간에 알력이 발생하는 것을 막기위해 이러한 약제를 투여받는 경우가 많다.
환자가 1~2일 이상 신경차단제를 투여받은 다음 인공호흡기를 떼어내면 투약을 중지했는데도 환자에 마비가 남는 경우가 있다.
동교수는 『근육표면의 수용체가 신경으로부터의 자극에 응답하지 않게 되는 것같다』고 설명하고 『이런 환자의 일부에서는 신경근을 차단하는 사이 시냅스를 정상으로 보존시키기위해 특정 수단을 실시하는 것이 유용하다』고 말했다.
코넬대학 (뉴욕) 소아신경학자이자 美근디스트로피협회 과학자문위원회 Leon Charash위원장은 이번 소견에 대해 『상당히 흥미로운 소견으로 신경근접합부에 대한 우리의 이해를 돕고 있다』며 『이 소견은 중증근무력증 또는 신경가스노출 등 신경근 접합부의 정보전달 저해를 일으키는 다양한 신경근증상과 밀접한 관련이 있다고 생각된다』고 말했다.