Complete Freund's Adjuvant 투여로 골다공증이 유발된 흰쥐에서 $1{\\alpha}$,25 Dihydroxy-vitamin $D_3$가 골흡수에 미치는 영향 Effect of $1{\\alpha}$, 25 Dihydroxy-vitamin $D_3$ on Bone Resolution in Complete Freund's Adjuvant-induced Osteoporotic Rats원문보기
Vitamin D is one of important factors involved in the regulation of bone metabolism. In osteoporosis, the therapeutic effect of vitamin D on the healing process has still been controversial. To conform the effect of $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ on osteoporosis, the c...
Vitamin D is one of important factors involved in the regulation of bone metabolism. In osteoporosis, the therapeutic effect of vitamin D on the healing process has still been controversial. To conform the effect of $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ on osteoporosis, the change of serum calcium, serum phosphorus, serum alkaline phosphatase, bone mineral density and bone mineral content of osteoporotic tibia were examined comparatively in normal control group(positive control), CFA control(negative control), CFA+$1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.01 ug/kg group and CFA+$1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.1 ug/kg group after osteoporosis was induced by single injection of complete Freund's adjuvant(CFA) in rats. In change of serum calcium. the significantly increased value was shown on 2nd and 5th week(P< 0.05) after treatment in $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin D$_3$ 0.01 ug/kg group and on 3rd week(P<0.05) after treatment in $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.1 ug/kg group than CFA control. In change of serum phosphorus, the significantly increased value was shown on 2nd week(P<0.05) after treatment in $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.01 ug/kg group and on 3rd and 4th week(P<0.05) after treatment in $1{\alpha}$, ,25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.1 ug/kg group than CFA control. The value of bone mineral density and bone mineral content of tibia was increased in both $1{\alpha}$,25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.01 ug/kg group and $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.1 ug/kg group than CFA control, and the increase rate of that was higher in $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.1 ug/kg group than $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.01 ug/kg group. Considering above findings collectively, it was considered that $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ was effective in preventing the complete Freund's adjuvant-induced osteoporotic decrease of bone mass.
Vitamin D is one of important factors involved in the regulation of bone metabolism. In osteoporosis, the therapeutic effect of vitamin D on the healing process has still been controversial. To conform the effect of $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ on osteoporosis, the change of serum calcium, serum phosphorus, serum alkaline phosphatase, bone mineral density and bone mineral content of osteoporotic tibia were examined comparatively in normal control group(positive control), CFA control(negative control), CFA+$1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.01 ug/kg group and CFA+$1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.1 ug/kg group after osteoporosis was induced by single injection of complete Freund's adjuvant(CFA) in rats. In change of serum calcium. the significantly increased value was shown on 2nd and 5th week(P< 0.05) after treatment in $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin D$_3$ 0.01 ug/kg group and on 3rd week(P<0.05) after treatment in $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.1 ug/kg group than CFA control. In change of serum phosphorus, the significantly increased value was shown on 2nd week(P<0.05) after treatment in $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.01 ug/kg group and on 3rd and 4th week(P<0.05) after treatment in $1{\alpha}$, ,25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.1 ug/kg group than CFA control. The value of bone mineral density and bone mineral content of tibia was increased in both $1{\alpha}$,25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.01 ug/kg group and $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.1 ug/kg group than CFA control, and the increase rate of that was higher in $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.1 ug/kg group than $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ 0.01 ug/kg group. Considering above findings collectively, it was considered that $1{\alpha}$, 25 dihydroxy-vitamin $D_3$ was effective in preventing the complete Freund's adjuvant-induced osteoporotic decrease of bone mass.
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문제 정의
이에 저자들은 CFA 투여에 의해 유발된 흰 쥐의 골다공증에 미치는 la, 25 dihydroxy-vitamin D3의 유용성을 확인하여 수의 임상에서 응용하고 자 본실험을 실시하였다.
제안 방법
7 주령의 SD 흰쥐에 complete Freund's adjuvant(CFA)를 투여하여 유발한 골다공증에 la, 25 dihydroxy-vitamin D3를 0.01 ug/kg 투여군과 0.1 ug/kg 투여군으로 분류하여 경구로 3주간 투여하였다. 골다공증의 억제 효과를 알아보기 위하여 calcium, phosphorus, alkaline phosphatase, 골밀도와 골 함유량의 변화를 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
Bone mineral density(BMD)와 bone mineral content (BMC)는 골농도계(bone densitometer)를 이용하여 dual energy X-ray apparatus(Norland Medical System Inc., USA)로 측정하였다. 흰쥐를 xylazine HCl(0.
경골근위부의 골 함유량은 정상 대조군은 시간이 경과함에 따라 골 함유량이 증가하였지만, CFA 투여 대 조군은 CFA투여 후 1주부터 골다공증이 유발되면서 골 함유량은 감소하였다. la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.1 |ig/kg투여군은 CEA 투여 후 2주(p< 0.05), 3주(p< 0.01) 및 S주(p<0.01)에CFA 투여 대 조군과 비교하여 유의성 있는 변화를 나타내었으며, la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.01 )lg/kg 투여군eCFA 투여 후 3주에만 유의성 있는 (p<0.01) 변화를 나타내었다(Fig 4).
la, 25 dihydroxy-vitamin D3(Peptide Institute Inc., Osaka, Japan)는 0.2% ethanol과 0.01% Tween 20을 포함하는 phosphate buffer saline에 용해시켰으며13, 투여용량에 따라 하루에 한 번씩 3주간 경구 투여 하였다.
1 ug/kg 투여군으로 분류하여 경구로 3주간 투여하였다. 골다공증의 억제 효과를 알아보기 위하여 calcium, phosphorus, alkaline phosphatase, 골밀도와 골 함유량의 변화를 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
이)에 유의성 있는 변화를 나타내었다. 또한, la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.1 gg/kg 투여군은 CFA 투여 후 4주에 la, 25 dihydroxy- vitamin D3 0.01 gg/kg 투여군과 비교하여유의성 있는(p< 0.01) 변화를 나타내었다(Fig 6).
실험동물은 정상 대조군, CFA를 투여하여 골다공증을 유발한 CFA 투여 대 조군, CFA 투여 후 la, 25 dihydroxy- vitamin D3 0.01 ug/kg 투여군 및 lot, 25 dihydroxy-vitaminD3 0.1 ug/kg 투여군의 4개군으로 나누고 각각 25마리씩 배치를 하였으며 각 군은 매주 5마리씩 배정하여 5주까지 골다공증에 미치는 영향을 관찰하였다.
정상 대조군과 CFA 투여 대 조군은 생리식염수를 0.1 ml씩 경구투여 하였다.
횐쥐를 에테르로 흡입 마취시켜 복강동맥에서 각각 10 ml 씩 채혈하였다. 채혈한 혈액은 원심분리기(2,000 rpm, 15분)로 혈청을 분리한 후 자동혈청 화학 분석기(IDEXX,USA)로 calcium과 phosphorus, alkaline phosphatase 치를 분석하였다.
, USA)로 측정하였다. 흰쥐를 xylazine HCl(0.1 ㎎/㎏, 한국바이 엘)과 ketamine HCl(0.2 ㎎/㎏, 유한양행)을 근육 주사하여 마취시킨 후 photone beam에 수평으로 옆으로 보정한 후, 경골의 근위부, 골 간부 및 원위부를 20mm/sec 속도와 1 mm 길이로 스캔을 실시하였다.
대상 데이터
한국화학연구소 실험동물안전성 연구센터에서 분양받은 체중 180 g 내외의 건강한 암컷 Sprague-Dawley 흰쥐 100마리를 2주간 실험환경(실내 온도 24± FC, 상대 습도 50±5%)에 적응시켜 사육한 후 실험에 사용하였다.
데이터처리
본 실험에서 얻어진 자료에 대한 실험군 간의 통계학적 유의성을 검정하기 위하여 one wayANOVA/SPSS을 이용하였다.
성능/효과
33 mg/dl를 나타내었다. la, 25 dihydroxy- vitamin D3 0.01 M, g/kg 투여군은 CFA 투여 후 2주에, la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.1 gg/kg 투여군은 CFA 투여 후 3주와 4주에 CFA 투여 대조군 에 비해 유의성 있는 증가를 보였으나 (p<0.05) CFA 투여 후 5주에는 CFA 투여 대 조군과 la, 25 dihydroxy-vitamin D3 투여군은 유사한 변화를 나타내었다(Table 2).
95 mg/dl 로 점차 감소하였다. la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.01 |lg/kg투여군은 CFA 투여 전에는 10.31 ±0.93 mg/dl이었고, CFA 투여 후 2주와 5주에 10.80±0.63 mg/dl와 10.88±0.93 mg/dl로 변하여 아A 투여 태 조군에 비해 유의성 있게 증가하였으며(p<0.05), la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.1 eg/kg 투여 군에서는 CFA 투여 전에는 10.12±1.21 mg/dl이었으나 CFA 투여 후 5주에는 10.90±1.64mg/dl로 약간 증가하였다. la, 25 dihydroxy-vitamin D3 투여군 모두 CFA 투여 대 조군에 비해 증가된 것을 볼 수 있었으나 정상 대조군에 비해서는 낮은 수치임을 볼 수 있었다(Table 1).
경골근위부의 골밀도는 정상 대조군은 골밀도가 계속 증가하였지만, CFA 투여대 조군은 CFA 투여 후 1주부터 골밀도가 계속 감소되었다. la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.1 fig/kg투여군은 CFA 투여 후 2주부터 CFA 투여 대 조군에 비해 골밀도가 유의성 있게 증가하였으나 (p<0.05), la, 25dihydroxy-vitamin D3 0.01 |ig/kg투여군은 CFA 투여 후 3주에서1* 유의성 있는 변화를 나타내었다 (p<0.05) (Fig 1).
경골원위부의 골 함유량은 정상 대조군에서는 경시적으로 골함유량이 계속 증가하였지만, CFA 투여 대 조군은 CFA 투여 후 1주부터 골다공증이 유발되면서 골 함유량이 계속 감소되었다. la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.1 gg/kg 투여군은 CFA 투여 후 2주에 유의성 있는 (p<0.05) 변화를 나타내기 시작하여 3주, 4주 및 5주에도 유의성 있는 (p<0.01) 증가를 나타내었다. la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.
64mg/dl로 약간 증가하였다. la, 25 dihydroxy-vitamin D3 투여군 모두 CFA 투여 대 조군에 비해 증가된 것을 볼 수 있었으나 정상 대조군에 비해서는 낮은 수치임을 볼 수 있었다(Table 1).
경골 골 간부의 골 함유량은 정상 대조군에서는 경시적으로 골 함유량이 계속 증가하였지만, CFA 투여 대 조군은 CFA 투여 후 1주부터 골다공증이 유발되면서 골 함유량이 계속 감소되었다. la, 25 dihydroxy-vitamin D3 투여군 모두 CFA투여 후 5주에서만 CFA 투여 대 조군에 비해 유의성 있는(p <0.01) 증가를 나타내었다(Fig 5).
경골근위부의 골 함유량은 정상 대조군은 시간이 경과함에 따라 골 함유량이 증가하였지만, CFA 투여 대 조군은 CFA투여 후 1주부터 골다공증이 유발되면서 골 함유량은 감소하였다. la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.
경골원위부의 골밀도는 정상 대조군은 골밀도가 계속 증가하였지만, CFA 투여 대 조군은 CFA 투여 후 2주째부터 골다공증이 유발되면서 골밀도가 현저히 감소되었다. la, 25dihydroxy-vitamin D3 투여군 모두 CFA 투여 후 3주부터CFA 투여 대 조군에 비하여 골밀도가 유의성 있게 증가하였
골밀도와 골 함유량에서도 용량과 부위에 따라 차이가 있었는데 la, 25 dihydroxy-vitamin D3 투여군이 CFA 투여대 조군에 비하여 골밀도와 골함유량이 증가하였으며(p< 0.01),la, 25 dihydroxy-vitamin D3 0.1(ig/kg투여군이 0.01 |J, g/kg투여군 보다 효과적이었다.
본 실험에서 P치는 정상 대조군과 CFA 투여 대조군,la, 25 dihydroxy-vitamin D, 투여군에서 큰 차이는 없었으나 Bae3에 의하면 정상 대조군의 P치는 시간이 지남에 따라 큰 변화는 없었으나 la, 25 dihydroxy-vitamin D, 투여군과CFA 투여 대 조군의 P치가 정상군보다 다소 증가되었고 la.25 dihydroxy-vitamin D, 투여군의 P치가 CFA 투여 대 조군보다 좀 더 높게 나왔다. Binderup5의 보고에서 정상 대조군의 p치에 비해 CFA 투여 대 조군과 la, 25 dihydroxyvitamin D3 투여군의 P치가 낮아졌음을 볼 수 있었으며 CFA 투여 대 조군의 P치가 1a, 25 dihydroxy-vitamin D3 투여군보다 낮다고 보고하여 서로 상반된 결과를 나타내었다.
고칼슘노증, 골밀도 소실 등의 부작용이 있다14. 본 실험에서 la, 25 dihydroxy-vitamin D3의 용량은 뼈의 무기질 강화에 효과가 있었으며 고칼슘혈증 등의 부작용은 나타나지 않아서 Erben 등 14과 서로 일치되는 소견이었다 .
본 실험에서의 ALP치는 정상 대조군에서 큰 변화가 없었으나 CFA 투여 대 조군과 la, 25 dihydroxy-vitamin D; 투여군의 ALP치가 증가되었음을 볼 수 있었으며 1%25 dihydroxy-vitamin D3 투여군이 CFA 투여 대 조군에 비해좀 더 높은 ALP치를 나타내었다. 이는 Bae3의 보고와 유사한 경향을 나타내었다.
본 실험의 혈액학치에서는 Ca치는 정상 대조군에서는 큰 변화가 없었으나 CFA 투여 대 조군에서 Ca치는 감소하였고,la, 25 dihydroxy-vitamin D3 투여군은 CFA 투여 대조군에비해 감소치가 억제된 것을 볼 수 있었다. 이러한 경향eCFA 투여 대 조군과 la, 25 dihydroxy-vitamin D3 투여군에서 cm] 뇨 배출량도 커지기 때문에 이러한 결과를 나타낸 것으로 사료되며 Bae3는 정상군의 Ca치는 큰 변화가 없었으나 la, 25 dihydroxy-vitamin D3 투여군과 CFA 투여 대 조군에서는 Ca치가 증가하였고, Binderup5는 정상 대조군의 Ca치와 CFA 투여 대 조군의 Ca치가 비슷하였으나 la, 25 dihydroxy-vitamin D, 투여군에서의 Ca치가 좀 더 높다고 하여 서로 상반된 결과를 보였다.
이상의 결과를 종합해보면 la, 25 dihydroxy-vitamin D3의 투여는 CFA 투여에 의해 유발된 흰 쥐의 골다공증 진행을 억제하는 효과가 있는 것으로 사료된다.
Phosphorus(P). 정상 대조군의 혈청 P치는 주령이 증가함에 따라 증가하는 경향이었다. CFA 투여 대 조군에서는 CFA 투여 전에는 6.
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