기초간호자연과학회지 : 제 10 권제 2 호 2008 J Korean Biol Nurs Sci 2008; 10(2): 176-83 풍요로운환경 (Environmental Enrichment) 이파킨슨병동물모델의운동기능향상에미치는효과 강경아 1 한상숙 2 김경희 3 김연정 4 경희대학교간호과학대학연구조교 1, 교수 2, 조교수 4 경희대학교동서간호학연구소, 3 중앙대학교의과대학간호학과교수 The Effects of Environmental Enrichment on Improvement of Motor Function in Parkinson s Disease Animal Model Kyoung Ah Kang 1, Sang-sook Han 2, Kyung-hee Kim 3, Youn Jung Kim 4 1 Research Assistant, 2 Professor, 4 Assistant Professor, College of Nursing Science, East-west Nursing Research Institute, Kyung Hee University, Seoul; 3 Professor, Department of Nursing, College of Medicien, Chung-Ang University, Seoul, Korea Purpose: The purpose of this study was to identify the effect of Environmental Enrichment (EE) on improvement of motor function in animal models of Parkinson s Disease. Methods: Male C57BL6 mice weighing 25-30 g, at the age of 12 wks were used in this study. The animals were injected MPTP (1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin, 20 mg/kg in saline, i.p.) 4 times a day at every 2 hr, and raised in EE cage for 14 days. On day 14, after behavior test, all mice were sacrificed for immunohistochemistry. All values were expressed as means±s.e.m. Statistical significance was evaluated using a one way ANOVA followed by Sheffe test. Results: There was a significant difference between the experimental group and the control group in the behavior test. Also EE significantly reduced of TH positive cell loss in Substantia nigra pars compacta as compared to the result of MPTP treatment. Conclusion: Based on these findings, it is reasonable to assume that the environmental enrichment prevents dopaminergic neuronal loss and improves disarrangement of motor function and behavioral disability induced by MPTP. Key Words : Parkinson s disease; MPTP; Environmental enrichment; Motor function 국문주요어 : 파킨슨씨병, MPTP, 풍요로운환경, 운동기능 서 파킨슨병 (Parkinson s Disease, PD) 은강직 (rigidity), 운동완서 (bradykinesia), 진전 (tremor) 등의임상적증상을특 Corresponding author : Youn Jung Kim, Assistant Professor, College of Nursing Science, East-west Nursing Research Institute, Kyung Hee University, 1 Hoegi-dong, Dongdaemun-gu, Seoul 130-701, Korea Tel: 82-2-961-0311 Fax: 82-2-961-9398 E-mail: yj129@khu.ac.kr This research was supported by the Kyung Hee University Research Fund in 2005 (KHU 20051044). 투고일 : 2008년 11 월 14일게재확정일 : 2008년 12 월 6일 론 심사의뢰일 : 2008 년 11 월 15 일 징으로하는진행성, 신경퇴행성질환으로 50대이후에주로발병하여 60대이후에서는최고의발병률을보이고있다. 미국의경우연간인구 100,000명당 256명의비율로발병하며거의 150만명이파킨슨병으로진단을받았고매년 60,000명이새로진단을받고있다. 국내의경우 18세이상의인구에서파킨슨병유병률이인구 100,000명당 374명으로남자의유병률이 1.7배높았으며 70 세이상의경우자세불안정및보행장애를주호소로하는파킨슨병환자가많았다고보고하였다 (Koh, Kwon, Lee, Han, & Kim, 2003). 파킨슨병의발병원인은명확하게밝혀지지않았으나유전적요인과 Mn 2+, Fe 3+ 과같은환경적요인및세포의산화반응으로인한내독소 (endogenous toxins) 등이발병 176
풍요로운환경 (Environmental Enrichment) 이파킨슨병동물모델의운동기능향상에미치는효과 177 의주원인으로여겨지고있다 (Lee, Do, Kwak, & Oh, 1996). 파킨슨병은흑질치밀부 (Substantia nigra pars compacta, SNpc) 의주된신경전달물질인도파민의심한결핍으로인해흑질-선조체경로 (Nigro-striatal pathway) 의도파민결핍을초래하여보행, 움직임, 균형에문제가발생하는것이특징이며부검으로확진된경우흑질도파민성신경세포의 50-70% 가사멸되었으며선조체도파민의 80% 이상이고갈된상태에서임상증상이발현된다고하였다 (Koh et al., 2003). Fratiglioni, Paillard와 Winblad (2004) 는 life style의세가지요소를사회적, 정신적, 육체적요소로보고노년기에서의적극적인여가활동이나사회적교류는치매나알츠하이머병을예방하는데도움이된다고하였다. 국내의연구결과에서도여가활동의참여로인해노인의심리적고독감이감소하였다고하였으며이러한결과는생리적효과에서기인하기보다는실제현장에서이루어지는타인과의관계나활동, 태도, 행동등의사회적요인들이대상자의정서에영향을미치기때문이라고하였다 (Won & Kim, 1995). 따라서파킨슨병환자에게치료적인간호중재를제공하기위해서는교육, 정신적지지, 운동요법등의복합적인간호중재가포함되어야한다 (Judith, 2002). 국내의파킨슨병에대한간호연구로는환자의낙상의요인및체력향상과낙상과의관계에관한연구 (Sung, Yang, & Choi, 2006), 사회적지지와일상생활의존도가우울에미치는영향에관한연구 (Lim, Park, & Kim, 1997) 등이이루어졌으나환자의생리적적및사회 심리적등복합적인요구에대한접근은미흡한실정이다. 이에본연구자는파킨슨병의신체적인증상에대한접근뿐만아니라일생을통하여요구되는기본적인요구를만족시킬수있는환경을제공함으로써운동기능과같은신체적인증상의호전뿐만아니라도파민신경세포사멸의억제와같은생리적인증상의호전을도모하여일상의의존도를낮추어전반적인삶의질을높일수있는연구가필요하다고생각하였다. 본연구에서는사람이나원숭이의흑질내도파민세포를선택적으로파괴하여진전, 운동완서, 불안정한자세등이특징인파킨슨병과유사한증상을유발시킨다고널리알려진 (Ovadia, Zhang, & Gash, 1995) 1-methyl-4-phenyl- 1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP) 를생쥐에게주사하여파킨슨병동물모델을유발한후, 생쥐의기본적인요구를충족시키고활발한신체적활동을자극할수있는풍요로운환경 (Environmental Enrichment, EE) 을적용하여보았다. EE라는용어는감각, 지각및운동에대한자극을강화시킬수있는환경을말하는것으로 EE는크기가큰 cage이며일반적으로 EE cage 안에는사회적인상호작용을도모하기위해 6-12마리정도의 rat이 standard laboratory cage보다는더넓은공간에살도록하며지속적인자극을줄수있는사다리, running wheel, 밧줄, 미끄럼틀, 터널, 공, 나무블록등의물건들을함께넣어준다. 이러한물건들은감각이나신체적조작뿐만아니라다양한학습의기회를제공하는역할을한다 (Pham, Winblad, Granholm, & Mohammed, 2002). EE는물리적, 사회적그리고영양적등세가지영역으로크게나눌수있는데첫번째, 물리적으로풍요롭다는의미는 cage에넣어주는여러가지구조물들이 ( 예 : 은신처, 둥우리상자, 각종 tube, 계단등 ) 생쥐가쉬거나숨을수있는공간을제공하게되는데이는자신들의공간을먹는곳, 쉬는곳그리고배설하는곳으로나누어생활하는생쥐의기본적욕구를충족시켜준다 (Baumans, 2005). 장난감은탐색하는활동이나, 놀이등의행동을증진시켜주며, 다양한색깔의장난감을제공함으로써시각적인자극을줄뿐만아니라나무블럭이나씹을수있는플라스틱장난감등을조작함으로써섬세한운동동작을촉진시킨다 (Hutchinson, Avery, & Vande- Woude, 2005). 두번째, 사회적풍요로운환경은생쥐로하여금다른살아있는생명체에대한감정적인관심을일으켜사회적상호작용을유도하는것으로이는 cage 내에일반 cage 보다더많은수의같은종의생쥐들이살게함으로써서로를듣고보고냄새를통해서로접촉함으로써상호작용촉진시키는것이다. 또한사람과자주접촉함으로써지각력을상승시키는긍정적인효과를얻어낼수있는것을의미한다 (Baumans, 2005). 마지막으로과일, 야채, 스낵그리고곡물과같은다양한맛과모양을가진음식을제공하여영양공급뿐만아니라새로운음식에대한호기심을자극하게한다 (Hutchinson et al., 2005). 최근의연구결과에의하면파킨슨병동물모델에서 EE 환경이신체활동및사회적상호작용등의자극을증가시켜인지능력향상및행동장애의개선, 새로운신경세포생성 (neurogenesis) 및신경연접생성 (synaptogenesis) 이증가하였다고하며 (Faherty, Raviie Shepherd, Herasimtschuk, & Smeyne, 2005; Jadavji, Kolb, & Metz, 2006), 활발한신체적활동이뇌질환의회복, 행동장애개선및도파민성신경세포 (dopaminergic neuronal cell) 의사멸억제에도효과가있는것으로보고되고있다 (Faherty et al, 2005; Fisher et
178 강경아 한상숙 김경희외 1 인 al., 2004; Tillerson, Caudle, Reveron, & Miller, 2003). 따라서본연구에서는생쥐에게파킨슨병동물모델을유발한후활동과운동에대한요구, 사회적 심리적요구등의기본적인요구를충족시켜줄수있는 EE와같은복합적인환경을제공함으로써그결과이러한환경이파킨슨병동물모델의운동기능향상및도파민신경세포사멸억제에미치는효과를규명해보고자한다. 연구방법 1. 실험동물본연구에사용되는실험동물은평균체중 25 g 되는 C57- BL/6 ( 중앙동물센타, Korea) 계열의수컷생쥐로실험동물은전실험기간을통하여고형사료와물을자유스럽게섭취하도록하고온도는 22-24, 습도는 60% 가유지되며밤낮주기 (12시간 light/ 12시간 dark) 가조절되는실험실환경에서사육하였다. 실험동물은무작위로정상군 (vehicle+standard cage), 대조군 (MPTP+standard cage), 그리고실험군 (MPTP+Environmental Enrichment cage) 으로나누었다. 2. PD 동물모델 PD animal model을유발하기위해 MPTP (20 mg/kg) 를 2시간간격으로하루총 4회, 복강내투여하였으며정상군은 MPTP 대신에동량의 vehicle (0.9% NaCl solution) 을투여하였다 (Jackson-Lewis & Przedborski, 2007). 본연구에서는 MPTP 독성에의한생쥐의순수한 PD 모델의유발효과를확인하기위하여정상군을설정하였으며 model이유발되었는지에대한확인은정상군과대조군두그룹간의차이검정을통하여확인하였다. 3. 실험설계 Behavior test D-1 D0 D7 D14 MPTP (20 mg/kg, ip) inj. 4 times a day Conditioning of EE sacrifice Experimental group: MPTP+Environmental Enrichment (n=25) Control group: MPTP+Standard cage (n=25) Normal group: Vehicle+Standard cage (n=25) 정상군은 1주일간 EE 환경에서적응기간을지내고, vehicle을주사한후, 1주일간 standard cage에서사육하였고 (n=25), 대조군은 1주일간 EE 환경에서적응기간을지내고, MPTP을주사하여파킨슨병을유발한후, 1주일간 standard cage에서사육하였고 (n=25), 실험군인 EE군은 1주일간 EE 환경에서적응기간을지내고, MPTP을주사하여파킨슨병을유발한후, 1주일간 EE cage에서사육하였다 (n=25). 4. 풍요로운환경 (EE) 풍요로운환경 (EE) cage는 standard cage보다더큰공간으로 (75 45 25 cm), EE cage 내에는사회심리적요구충족을위해나무블럭, 공, 터널및장난감등을제공하고활동과운동요구충족을위해 running wheel, 미끄럼틀, 안위요구충족을위해휴식을취할수있는작은집 (small house) 이제공되고스낵, 과일그리고야채등을제공하였으며지속적으로새로운환경에대한자극을주기위해장난감은일주일에한번씩교체하였고, 한편 standard cage 내에는 (30 15 15 cm) 물과사료이외에는아무것도제공하지않았다 (Pham et al., 2002). 5. 운동기능검사 1) 평행봉검사 (Parallel bar test) 1 m 길이의평행봉한쪽끝에는 cage를두고동물을평행봉의다른쪽끝에올려놓고걷게하였으며이를총 5회시도하게하였다. 모든동물의검사는 foot fault 수, 총걸음수그리고평행봉을건너가는데걸리는시간을측정하였다. 2) 막대검사 (Pole test) 생쥐의머리를위로향하게한후표면이거칠거칠한수직의막대 ( 직경 : 8 mm, 높이 : 55 cm) 끝에두고생쥐가바닥으로내려오는시간을측정하였다. 만약생쥐가머리방향을아래로향해돌리지못하거나막대에서떨어질경우시간을 60 초 (default value) 로인정하였으며총 3회측정하여평균값을측정하였다 (Matsuura, Kabuto, Makino, & Ogawa, 1997).
풍요로운환경 (Environmental Enrichment) 이파킨슨병동물모델의운동기능향상에미치는효과 179 6. 면역조직화학염색 (Immunohistochemistry) 1) 뇌적출및조직처리 모든실험동물은 MPTP와 vehicle을투여한후, 각각의다른환경에서사육한후, 7일에희생시켰으며면역조직화학염색을위한조직은생쥐를 ether로마취시킨후생쥐의흉강을열어심장을노출시킨후좌심실을통하여 50 mm 인산염완충식염수 (phosphate bufferedsaline, PBS) 를관류시켜혈관내혈액성분을제거한후 4% paraformaldehyde (PFA) in 20 mm phosphate buffer (PB) 로뇌를고정시켜주었다. 그후뇌를적출한다음 4% PFA in 20 mm PB 고정액에담아서4 에서 24-48시간침전시킨후고정을하였다. 고정된뇌조직은 30% sucrose 용액으로옮겨 2-5일간침전시킨후 Cryotome을이용하여선조체와흑질부위를포함하는중뇌부분을 40 μm 두께로연속관상절편을시행하였다. 2) 면역조직화학염색방법흑질과선조체의도파민성신경세포의소실정도를확인하기위해절편조직을꺼내서 PBS 용액에서 15분간세척후 1% H 2 O 2 in PBS에서 15분간반응시켰다. 1차항체로는 Tyrosine Hydroxylase (TH, 1:10,000, Santa-cruz, USA) 를 3% Triton X-100/50 mm PBS 용액에희석하여조직절편과함께넣어상온에서 12시간이상반응시켰다. 다음날 50 mm PBS 용액으로 5분간세차례세척한후이차항체는 biotinylated anti-mouse immunoglobulin (Vector ABC, USA) 을 1:200으로희석하여실온에서 1시간동안흔들어반응시켰다. 다시 50 mm PBS로세척한후사용하기 30분전에미리 1:200으로혼합하여둔 avidine-biotin complex (Vector ABC, USA) 에서 1시간동안반응시켰다. 발색반응은 0.01% 과산화수소수와발색제인 DAB (diaminobenzidine) 을희석한용액에넣어발색시킨후다시완충액으로세척하여 slide glass에조직을붙여물기가마를때까지건조시켰다. 그후탈수를위해 70-100% 까지의 ethanol 과정을각단계별로 5-10분씩실시하였으며마지막으로 xylene을각각 Table 1. Mean time of pole test (sec) p<.05. Normal (n=13) 11±1.0 AMPTP (n=13) 23±5.0 9.547.000 B MPTP+EE (n=14) 17±1.4 AB 10분간두단계에거쳐처리하여조직을투명화한후 permount (Fisher SP15-500, USA) 로봉입하여광학현미경 100배하에서염색된흑질도파민신경세포의수를세었다. 7. 자료분석모든결과는평균과표준오차를산출하고 SPSS 14.0 통계프로그램을이용하여실험군과대조군그리고정상군의차이검정을 one-way ANOVA로분석한후 sheffe로사후검증하였다. 연구결과 1. EE가운동기능향상에미치는효과 1) 막대검사정상군, 대조군 (MPTP), 실험군 (MPTP+EE) 의 pole test 결과생쥐가 55 cm의 Pole을잡고바닥까지내려오는데걸린시간은각각정상군은 11±1.0초, 대조군은 23±5.0초그리고실험군은 17±1.4초로측정되었다. 대조군은정상군에비해두배정도의시간이더소요되어통계적으로도유의한차이가있었으며 (p=.00) 이는 PD animal model의유발이적합하게이루어졌음을의미한다. 한편, 실험군은대조군에비해 pole을내려오는데걸리는시간이평균 6초정도더짧아져약 26% 감소하는경향을보였으나통계적으로는유의한차이가없었다 (p=.051). 또한실험군과정상군의경우에서도유의한차이가 (p=.180) 나타나지않았는데이는실험군이정상군과비슷한수준으로회복되었음을의미한다 (Table 1, Fig. 1). 2) 평행봉검사 (1) 평행봉통과시간 (pass time) 각그룹이평행봉을통과하는데걸리는시간, 즉생쥐를 1 m 길이의평행봉한쪽끝에올려놓은후평행봉의맞은편끝까지 Pole test (sec) 30 25 20 15 10 5 0 Fig. 1. Results of pole test.
180 강경아 한상숙 김경희외 1 인 도착하는데소요되는시간을측정한결과정상군은 10±1.1초, 대조군은 17±2.0초, 실험군은 13±0.5초로나타났다. 대조군은정상군에비해평균 7초정도평행봉위에서지체하는시간이늘어났으며통계적으로도유의한차이를 (p=.00) 보였다. 한편실험군은평행봉을건너는시간이대조군에비해약 4초정도단축되어유의한감소를 (p=.004) 나타냈고실험군과정상군의경우에는유의한차이가없었다 (p=.426). 즉실험군이정상군의수준으로회복되었다고할수있다 (Table 2, Fig. 2). 수를측정하여백분율로환산한결과로각군의성공률은정상군이 96±0.5%, 대조군이 89±1.4%, 실험군이 93±0.5% 로나타났으며대조군이정상군에비해 7% 더낮은성공률을보였고통계적으로도유의한차이가있었다 (p=.00). 한편, 실험군은대조군에비해 4% 더높은성공률을나타내어유의한차이가있었으나 (p=.00) 실험군과정상군의경우에서유의한차이가나타나 (p=.002), 실험군이정상군의수준으로완벽히회복되지못하였다고볼수있다 (Table 4, Fig. 4). (2) 총걸음수 (Total footsteps) 각그룹이 1분동안평행봉위에서걸은총걸음수에대한결과로생쥐가성공적으로걷는걸음뿐만아니라걷는도중미끄러지는걸음수또한포함된점수를나타내며정상군은 37±1.6회, 대조군은 26±1.8회, 실험군은 30±1.6로측정되었다. 대조군은정상군에비해총걸음수가약 29.7% 감소하여유의한차이를보였다 (p=.00). 실험군과대조군의경우실험군이평균 4회더많은걸음을평행봉위에서걸었으며통계적으로도유의한차이가있었다 (p=.03) (Table 3, Fig. 3). (3) 성공률 (Success rate) 각그룹의생쥐가평행봉위에서걸은총걸음수에서발을헛디뎌미끄러진걸음수를제외하고성공적으로걸은걸음 Table 2. Parallel bar pass time (sec) p<.05. Normal (n=13) 10±1.1 A MPTP (n=13) 17±2.0 12.549.000 B MPTP+EE (n=14) 13±0.5 A Table 3. Number of total footsteps p<.05. Normal (n=13) 37±1.6 C MPTP (n=13) 26±1.8 21.599.000 A MPTP+EE (n=14) 30±1.6 B Table 4. Rate of success in step p<.05. Normal (n=13) 96±0.5 C MPTP (n=13) 89±1.4 31.795.000 A MPTP+EE (n=14) 93±0.5 B 2. 풍요로운환경 (EE) 이도파민신경세포보호에미치는효과 MPTP 처치에의해흑질및선조체에서의도파민신경세포의소실정도와 EE가이에미치는효과를측정하기위해생쥐의뇌조직에 TH antibody를면역염색한결과는다음과같다. Pass time (sec) 20 15 10 5 0 Fig. 2. Results of Pass time in parallel bar. No. of total step 50 40 30 20 10 0 Fig. 3. Number of total foot steps. % of success 100 95 90 85 80 75 70 Fig. 4. Rate of success in total step.
풍요로운환경 (Environmental Enrichment) 이파킨슨병동물모델의운동기능향상에미치는효과 181 A B C Fig. 5. MPTP-induced loss of dopamine in the striatum. A: Normal group; B: MPTP treated group; C: MPTP+EE treated group. A B C Fig. 6. MPTP-induced loss of dopaminergic neuronal cell in SNpc. A: Normal group; B: MPTP treated group; C: MPTP+EE treated group. Table 5. Number of TH- immunoreactive neuronal cell in SN p<.05. Normal (n=13) 100±6.4 B MPTP (n=13) 59.5±5.8 15.285.000 A MPTP+EE (n=14) 89.6±4.5 B 선조체 (Striatum) 부위조직염색결과정상군의경우 TH 로염색된많은양의도파민이보였으며대조군의경우정상군에비해많은양이소실되었음을알수있다. 한편, 실험군의경우도파민소실의양이대조군에비해비교적적게나타났다 (Fig. 5). 한편, 흑질을 TH-antibody로면역염색하여 TH- 반응신경세포의수를세어정상군의세포수를 100% 로환산한다음각군에대한각각의비율을산출한결과대조군의경우도파민성신경세포의수가 59.5±5.8% 로정상군에비해 41% 더많은양의도파민성신경세포소실이나타났으며통계적으로도유의한차이가있었다 (p=.00). 한편, 실험군은 89.6±4.5% 로대조군에비해도파민성신경세포소실이유의하게 (p=.002) 적었고실험군과정상군의경우 11% 정도의차이가나타났으나통계적으로유의하지않기때문에 (p=.400) 실험군이정상군의수준으로회복되었다고할수 No. of TH-IR cell (% of control) 120 100 80 60 40 20 0 있다 (Table 5, Fig. 6, 7). Fig. 7. Number of TH-IR neuronal cell in SNpc. 논 본연구에서는 MPTP (20 mg/kg) 를생쥐에게 2시간간격으로하루총 4회, 복강내투여하여도파민성신경세포사멸을유도하는급성 PD animal model을유발하였다. 그결과 MPTP를주사한그룹이 vehicle만을투여한정상군에비해 41% 의도파민성신경세포의사멸이나타났으며풍요로운환경에서사육한그룹의경우정상군에비해 11% 감소가나타났고 MPTP를투여한그룹에비해도파민성신경세포의사 의
182 강경아 한상숙 김경희외 1 인 멸이 31% 정도감소하였다이와같은결과로 EE가 MPTP 독성에의한도파민성신경세포의사멸을억제함으로써신경보호 (neuroprotection) 의효과가있음을확인하였다. 이는 Bezard 등 (2003) 이 C57BL/6 생쥐를 2개월동안 EE 환경에노출시킨후 MPTP (4 20 mg/kg/day/2-h intervals, i.p. inj. 후 7일뒤추가 inj.) 를주사한다음 7일후에희생시켜흑질에서의도파민성신경세포의사멸을분석한실험결과 standard cage 그룹 (26.6%) 에비해 EE 그룹 (58.5%) 의경우더많은도파민성신경세포가살아있다는연구의결과와도일치한다. EE는사회 심리적, 활동과운동그리고안위의요구에대한충족을위해 running wheel, 장난감, 미끄럼틀, 나무블록, 공등의여러가지물건들을넣어줌으로써뇌의각부분에다양한자극을주게되는데본연구에서 MPTP 투여로인한생쥐의행동장애를평행봉검사와 pole test를통하여측정한결과 EE 환경이도파민성신경세포의사멸로인한생쥐의운동기능장애를호전시켜주는것으로나타났다. 이러한결과는 EE 의넓은공간은공간으로서의의미뿐만아니라그곳에놓인새롭고다양한색깔과모양의물건들에대한호기심으로넓은공간에서생쥐의탐색활동이증가하였고또한 running wheel을이용한자발적인운동이촉진되어신체활동이증가된결과라고생각된다. 이는육체적활동의자극 (stimulation) 과강화 (enforcement) 는 EE 의가장강력한요소 (Rosenzweig, 2003) 라고하는주장과도일치하며본연구결과에서도대조군에비해다양한자극을받은 EE 그룹에서운동기능장애가호전되었음을알수있었다. 이와같은결과는 6-OHDA에의해유도된 PD rat model에서도 EE 에서사육된 rat의손상된운동기능이회복되어사지를사용하는정확도가증가하였다는연구결과와도일치한다 (Jadavji et al., 2006). 현재 PD의증상완화및치료적접근성은약물및수술적인방법등이있으나성공적인치료전략이확립되어지지않은실정에서 EE는직접적인치료방법은아닐지라도대상자의기본적인요구에대한충족과보다더적극적인사회생활및대인관계활동을자극함으로써파킨슨병과같은진행성, 신경퇴행성질환의예방및질병의진행과정을늦추어높은삶의질을영위할수있도록도움을주는하나의간호중재방법으로서중요한영역이될수있을것으로생각된다. 복잡하고, 노령화되어지는현대사회의변화는새로운간호영역의확장을가져오고있다. 임상및지역사회간호영역뿐아니라, 건 강증진프로그램개발및치료적환경구축또한새로운간호의영역으로대두되고있다고본다. 이에본연구는간호의환경적측면을개발함에있어, 객관적이고증거중심적 (evidence based) 자료로크게제시될수있다고사료된다. 결론및제언본연구는 PD animal model을유발한후 EE 와같은복합적인환경을제공하여생쥐의기본적인요구를충족시켜줌으로써그결과신체 생리적증상에미치는효과를규명하기위한연구이다. 본연구에서는평균체중 25 g 되는 C57BL/6 수컷생쥐를무작위로정상군 (vehicle), 대조군 (MPTP), 실험군 (MPTP+ EE) 으로나누었으며모델유발을위해대조군과실험군에각각 MPTP를투여하였고실험군은 MPTP를투여하기 7일전과7일후총14일동안 EE에서사육하였다. EE 환경이운동기능호전과도파민성신경세포의사멸억제에대한효과를분석한결과는다음과같다. 1) 막대검사 (pole test) 결과대조군은정상군에비해두배정도의시간이더소요되어통계적으로도유의한차이가있었으며실험군은대조군에비해 pole을내려오는데소요되는시간이감소되는경향을나타냈으나유의한차이는나타나지않았다. 2) 각그룹이평행봉을통과하는데걸리는시간은대조군이정상군에비해평행봉위에서지체하는시간이유의하게증가하였으며실험군은대조군에비해평행봉을통과하는시간이유의하게단축되었다. 3) 평행봉위에서생쥐가걸은총걸음수는정상군에비해대조군의총걸음수가유의하게감소하였으며실험군은대조군에비해유의하게증가하였다. 4) 평행봉위에서의성공률은대조군이정상군에비해성공률이유의하게낮았으며실험군은대조군에비해성공률이유의하게증가하였다. 5) 흑질에서의도파민성신경세포소실은대조군이정상군에비해유의하게많은양의소실이있었으며실험군은대조군에비해도파민성신경세포의소실이유의하게감소되었다. 이상과같은결론을토대로중뇌흑질에서의세포사멸및세포신호전달과관련된단백질변화와신경연접생성 (synaptogenesis) 과관련된단백질과 RNA의변화를규명하는연구가필요하다고생각한다.
풍요로운환경 (Environmental Enrichment) 이파킨슨병동물모델의운동기능향상에미치는효과 183 참고문헌 Baumans, V. (2005). The welfare of laboratory mice. ILAR J, 46, 119-152. Bezard, E., Dovero, S., Belin, D., Duconger, S., Jackson-Lewis, V., Przedborski, S., Piazza, P. V., Gross, C. E., & Jaber, M. (2003). Enriched environment confers resistance to 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine and cocaine: Involvement of dopamine transporter and trophic factors. J Neurosci, 23, 10999-11007. Faherty, C. J., Raviie Shepherd, K., Herasimtschuk, A., & Smeyne, R. J. (2005). Environmental enrichment in adulthood eliminates neuronal death in experimental Parkinsonism. Brain Res Mol Brain Res, 134, 170-179. Fisher, B. E., Petzinger, G. M., Nixon, K., Hogg, E., Bremmer, S., Meshul, C. K., & Jakowec, M. W. (2004). Exercise-Induced behavioral recovery and neuroplasticity in the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6- tetrahydropyridine-lesioned mouse basal ganglia. J Neurosci Res, 77, 378-390. Fratiglioni, L., Paillard-Borg, S., & Winblad, B. (2004). An active and socially integrated lifestyle in late life might protect against dementia. Lancet Neurol, 3, 343-353. Hutchinson, E., Avery, A., & Vandewoude, S. (2005). Environmental enrichment for laboratory rodents. ILAR J, 46, 148-161. Jackson-Lewis, V., & Przedborski, S. (2007). Protocol for the MPTP mouse model of parkinson s disease. Nat Protoc, 2, 141-151. Jadavji, N. M., Kolb, B., & Metz, G. A. (2006). Enriched environment improves motor function in intact and unilateral dopamine-depleted rats. Neuroscience, 140, 1127-1138. Judith, L. M. (2002). Parkinson s disease primer. Geriatr Nurs, 23, 69-75. Koh, S. B., Kwon, D. Y., Lee, J. M., Han, J. K., Kim, B. J., Park, M. K., Park, K. W., & Lee, D. H. (2003). Prevalence of parkinsonism in Ansan-city. J Korean Neurol Assoc, 21, 498-501. Lee, D. K., Do, J. K., Kwak, K.H., & Oh, H. J. (1996). Parkinson s disease occurring in a married couple. Keimyung Med J, 15, 280-284. Lim, K. C., Park, K. O., & Kim, B. J. (1997). A study on the correlations between social support, dependence of activities of daily living and depression in patients with parkinson s disease. J Korean Acad Adult Nurs, 9, 366-377. Matsuura, K., Kabuto, H., Makino, H., & Ogawa, N. (1997). Pole test is a useful method for evaluating the mouse movement disorder caused by striatal dopamine depletion. J Neurosci Methods, 73, 45-48. Ovadia, A., Zhang, Z., & Gash, D. M. (1995). Increased susceptibility to MPTP toxicity in middle-aged rhesus monkeys. Neurobiol Aging, 16, 931-937. Pham, T. M., Winblad, B., Granholm, A. C., & Mohammed, A. H. (2002). Environmental influences on brain neurotrophins in rats. Pharmacol Biochem Behav, 73, 167-175. Rosenzweig, M. R. (2003). Effects of differential experience on the brain and behavior. Dev Neuropsychol, 24, 523-540. Sung, H. R., Yang, J. H., & Choi, J. H. (2006). The relationships between functional fitness, UPDRS, and QOL in patients with parkinson s disease. KJPE, 45, 583-590. Tillerson, J. L., Caudle, W. M., Reveron, M. E., & Miller, G. W. (2003). Exercise induces behavioral recovery and attenuates neurochemical deficits in rodent models of parkinson s disease. Neuroscience, 119, 899-911. Won, Y. S., & Kim, J. Y. (1995). The ways of utilizing leisure sports as a welfare service program in social welfare institutes. J Korean Sociology of Sport, 4, 73-94.