본 연구는 잘 알려진 통증모델을 대상으로 척수 회색질내 zinc 이온(Zn2±)의 변화량을 조직화학법(autometallography, AMG)으로 정량화함으로써 통증의 발달, 유지 및 회복과정에서 Zn2±와의 연관성이 있는지를 규명하고자 하였다. 10 주령된 Sprague-Dawley 계통의 랫드를 실험동물로 사용하였고, pentobarbital (50 mg/kg)로 마취상태에서 다섯 번째 허리쪽 척수신경(L5)을 결찰한 후 5일 및 10일 실험군으로 나누었다. 각 실험군의 동물은 통증모델 시술후 해당 시간에 이르러 selenium (20 mg/kg)을 복강내 주사하고 1시간 후에 관류고정시킴으로써 동물을 희생시켰다. 척수의 L4, 5, 6 분절을 구분하여 절취한 후, freezing microtome위에서 30 μm 두께의 횡단 척수절편을 작성하였다. 척수절편내 Zn2±을 동정하기 위해 Danscher(1981)의 AMG로 염색을 시행하였고, 광학현미경하에서 그 변화량을 측정하였다. 대조군에서 랫드 척수 회색질내 Zn2±의 분포는 등쪽 회색질내에 높은 농도로 분포하였으며, 이곳에서 층판구조를 보였다. 실험군에서는 척수신경을 결찰한 쪽에서 Zn2±가 유의한 수준으로 감소되었으며, 특히 통증전달과 관계가 깊은 등쪽 회색질의 표층 (Rexed’s laminae III, IV)에서의 감소가 뚜렸하였다. 본 연구의 결과는 통증과 척수 회색질내 Zn2±의 변화와 밀접한 관련이 있음을 시사하며, 향후 통증의 복잡한 병리기전을 이해하는데 중요한 단서를 제공하는 계기가 되었다.
This study was designed to investigate any correlation between the mechanism of pain development and changes of histochemically-reactive zinc contents in the rat spinal cords following peripheal nerve ligation. Male Sprague-Dawley rats (270~290 g) were used for this study. We ligated a left-sided lumbar spinal nerve with silk under anesthesia using pentobarbital (50 mg/kg). Semmes-Weinstein monofilaments (Stoelting Company, Wood Dale, IL) was used to test for mechanical hyperalgesia. 30 μm-thick spinal cord cryosections were stained by autometallography (Danscher, 1981). The density of zinc was significantly decreased in zinc concentration in the dorsal horn of 4th, 5th and 6th lumbar segments at 5 and 10 days after the spinal nerve ligation. Here, zinc depletion was apparent in superficial gray matter, especially layer III-IV. In addition the nerve ligated rats showed lower pain threshold. This increased pain sensation might be related with lowered vesicular zinc level in the superficial gray matter in the spinal cord. The present findings offer a proposed link between zinc and pain. Our interpretation is that there may be an extension of fine primary afferent fibers into lamina III and possibly lamina IV following peripheral nerve ligation. If further work bears out this conclusion, this would provide a possible explanation for the chronic pain states that sometimes follow peripheral nerve damage.
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