생명과학실험 | 뼈 조직의 해부학적 관찰

 

 

 

TIP

 

 

1. 뼈 조직을 해부학적으로 관찰하기 위해서 histology 과정을 수행함으로써 쥐에서 얻은 다리 조직을 현미경을 통해 관찰할 수 있도록 제작하도록 한다.
2. 또한 이를 통해 histology 방법을 익히도록 한다.

 

 

 

인간의 신체 구조 중에 약 15%에 달하는 부분을 뼈가 차지하고 있다. 이렇듯 뼈는 신체의 많은 부분을 차지 하고 있는데, 뼈의 기능으로 인하여 인간은 살아가는 데에 많은 도움을 받고 있다. 뼈의 기능은 크게 5가지로 나눌 수 있다. 첫 번째는 신체 지지 기능이다. 예를 들어 목 바로 뒷부분에서 시작되어 엉덩이 부근까지 연결된 척추 뼈는 인간이 직립할 수 있도록 우리 몸 전체를 지지해 주는 역할을 하고 있다.

 

이렇게 뼈가 인간의 몸을 지지해 줌으로써 두 번째 기능인 운동 기능을 수행 할 수 있게 해 준다. 두 번째는 운동 기능이다. 뼈는 근육과 근육 사이에 위치하면서 근육 작용의 지렛대 역할을 한다. 이 작용으로 인해 우리는 근육의 수축을 우리 몸의 움직임으로 이끌어 낼 수 있게 된다. 세 번째는 내장 기관의 보호 기능이다. 사람의 골격을 이루는 가장 단단한 조직이다. 이러한 단단한 조직으로 인체의 내장기관을 둘러싸 외부의 충격으로부터 보호하는 기능을 수행한다.

 

예를 들어 인간의 뇌는 생명과 직결되는 많은 기능을 수행하고 있지만 외부의 충격에는 매우 취약하다. 그래서 두개골이라는 아주 단단한 뼈로 뇌를 둘러싸 외부의 충격으로부터 뇌를 보호한다. 네 번째 기능은 조혈 기능이다. 뼈의 중심인 골수에 조형 모세포가 있다. 그 세포로부터 분화하여 혈액의 세포성분을 형성하는 기능을 수행한다. 건강한 성인의 경우 매일 약 10¹¹ ~ 10¹²개의 새로운 혈 세포들이 새롭게 생산 된다.

 

다섯 번째 기능은 저장 기능이다. 혈액에는 많은 종류의 성분들이 녹아 있다. 뼈는 그 성분들을 받아들여 저장하는 기능이 있는데 대표적으로 체내 90%의 칼슘과 인을 뼈에 저장한다. 이렇게 저장된 성분들은 필요할 때 이온형태로 변환되어 혈류로 방출되어 신체의 각 부분에 공급된다. 또한 뼈의 골강 안에는 지방이 저장되어 있어 필요할 때 혈액 중으로 지방 분자가 방출되어 다른 조직에서 에너지원으로 사용 된다.

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실험 방법

1) Harvest

우리는 실험에서 인간의 다리뼈를 관찰하기로 하였으므로 다리에서 종아리 부분의 다리뼈를 채취한다

 

2) Fixing

뼈가 아무리 단단해도 기본적으로 살아있는 세포들로 채워져 있기 때문에 신체에서 뼈를 꺼내게 되면 변형이 일어날 수 있다. 그러므로 세포의 변형을 막기 위하여 24시간동안 포름알데히드 처리를 해준다.

 

3) Decalcification

뼈는 기본적으로 인간의 신체에서 가장 단단한 부위이기 때문에 EDTA를 이용하여 를 제거해 주는 과정을 거친다. 이 과정에는 2～3주 정도의 시간이 소요되며 처리가 끝난 후 뼈는 Ca²⁺가 제거되어 말랑말랑 해진 상태가 된다.

 

4) Tissue process

뼈는 20%정도의 물을 함유하고 있다. 그러나 이 물은 지용성인 파라핀과 섞이지 않기 때문에 물을 제거해 주는 tissue process가 필요하다. Tissue process는 수용성이거나 물과 섞일 수 있는 용액을 샘플에 통과시키는 방법이다. 이 과정 동안 다양한 세포 내 수용성 물질들은 용액에 의해 용해 되게 된다. 예를 들어 수용성 단백질의 경우 aqueous alcohol에 의해 용해된다.

 

5) Embedding

샘플을 틀에 넣고 비어있는 공간을 파라핀으로 채워준다. 이때 만약 파라핀이 충분히 채워지지 않아 샘플 안에 빈 공간이 생기게 된다면 파라핀을 녹여내고 다시 부어준다.

 

6) Sectioning

Embedding까지 마친 샘플을 4㎛의 두께로 잘라준다.

 

7) Staining

대다수의 신체 조직은 무색이기 때문에 육안으로 확인하는 것이 어렵다. 그러므로 육안으로 볼 수 있게 염색하는 방법인 H&E staining과 TRAP staining 을 해준다.

① H&E staining : Hematoxylin과 eosin을 이용한 염색법이다. Hematoxylin은 세포의 nucleus를 푸른색으로 염색해 준다. 또한 eosin은 세포의 cytosol을 붉은 색으로 염색해 준다.

② TRAP staining : 파골 세포(osteoclast)의 cytosol 또는 membrane을 염색하는 방법이다. 그러나 H&E staining과는 달리 nucleus는 염색되지 않는다.

 

 

 

[생명과학실험] 뼈 조직의 해부학적 관찰 레포트