A Study on Correlation of Entry into Hibernation and Epileptic Fit in Hibernators

동면돌입과 전간발작의 상호관련성에 관한 연구

There are considerable interests in bat biology for investigating hibernation mechanism, in special regard to a hypothesis that the entry into hibernation is closely related with epileptic fit (petit mal) accompanying falling of body temperature, which is characterized by 3 spikes and wave/sec formation in electroencephalograph (EEG). This study was designed in order to examine physiological parameters (body temperature, heart rate, electroencephalograph and brain mapping) during normal patterns of the entry into hibernation and the hibernation period, and to observe effects of epileptogenic agents such as THC, Metrazol, and ILS on the physiological parameters. Based on the experimental results the entry into some hibernation seems to be related with epileptic fit, and therefore it is deduced that north temperate bats and the hamsters might be induced into hibernation by epileptogenic factors (pentylenetetrazol, THC and ILS etc) accompanying falling of body temperature and unique EEG and brain mapping.

냉동생물학 연구분야 중 동면의 기전은 미래의 우주과학과 저온생물학이 풀어야 될 중요한 과제로서, 박쥐를 비롯한 동면동물을 사용하는 응용과학에서 가장 주목을 받아 오고 있다. 동면동물의 동면돌입 현상이 체온하강과 함께 뇌 전도상 전간발작 (epileptic seizure)을 유도시킨다는 가설을 검증하기 위하여 여러 가지 박쥐를 포함하는 동면동물을 대상으로 박쥐의 정상 동면돌입과정과 전간발작유발인자인 tetrahydrocannabinol (THC), pentylenetetrazol (metrazol), intermittent light stimulation (ILS)이 박쥐의 체온 (Tb), 심박률 (HR), 뇌전도 (EEG), 뇌영상 (brain mapping) 등에 미치는 영향을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 정상 동면돌입과정에 있어서는 안주애기박쥐는 1∼2개의 고평부를 형성하지만 대체로 2시 간 후에 동면에 안정 (심박률 15회/분)되었고 작은갈색박쥐는 2시간 30분에 동면온도에서 안정되었다. THC는 햄스터의 체온을 감소시켰고, pentylenetetrazol (metrazol)의 유의한 체온하강효과는 볼 수 없었으나, ILS는 긴가락박쥐, 쇠박쥐의 체온과 심박률을 하강시켰으며, 문둥이박쥐는 정상적으로 동면돌입시 뇌전도상 epileptic seizure시 나타나는 뇌파 (3 spikes and wave/sec)를 나타내었으며, 사람의 경우 ILS 자극 (Intensity 4∼8, 20 flashes/sec)을 받은 9명 중 1명에서 epileptic seizure시의 EEG상의 뇌영상 (brain map) (우측 후두엽의 일부만이 활성)으로 추측되는 소견을 볼 수 있었다. 이상의 실험결과는, 북부 온대지방의 동면동물인 박쥐와 햄스터의 경우 동면돌입과 체온하강 및 전간발작과 상당한 관련성이 있음을 암시한다고 사료된다.