목적: 본 연구는 방사선에 의한 간 손상에 대한 비타민 C의 보호 효과를 알아보기 위해서 시행되었다. 대상 및 방법: Sprague Dawley 실험 쥐를 대조군, 방사선 조사군, 방사선 조사 후 비타민 C 투여군, 3그룹으로 나누어 각 그룹에 무작위로 6마리를 분배하여 실험을 진행하였다. 비타민 C의 항산화 효과를 알아보기 위해서 Superoxide dismutase (SOD), 카탈라제, Malondialdehyde (MDA), 간 효소를 측정하고 그 값을 비교하였다. 결과: 방사선에 의해서 증가된 MDA수치와 감소된 SOD활성도 및 카탈라제의 활성도는 비타민 C투여로 개선되었으나 통계적 유의성은 없었다. GOT, GPT, LDH, ALP 수치들은 방사선 조사로 증가되었으나 비타민 C 투여로 감소하는 것을 관찰할 수 있었으며, GPT의 경우에는 통계적으로 유의하게 감소하였다. 전자 현미경 소견에서도 간세포 구조의 손상 정도가 비타민 C 투여군에서 뚜렷하게 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 결론: 비타민 C는 방사선에 의한 간세포 손상에 대해서 비록 통계적 유의성은 없었으나 항산화 효과를 보였다.
목적: 본 연구는 방사선에 의한 간 손상에 대한 비타민 C의 보호 효과를 알아보기 위해서 시행되었다. 대상 및 방법: Sprague Dawley 실험 쥐를 대조군, 방사선 조사군, 방사선 조사 후 비타민 C 투여군, 3그룹으로 나누어 각 그룹에 무작위로 6마리를 분배하여 실험을 진행하였다. 비타민 C의 항산화 효과를 알아보기 위해서 Superoxide dismutase (SOD), 카탈라제, Malondialdehyde (MDA), 간 효소를 측정하고 그 값을 비교하였다. 결과: 방사선에 의해서 증가된 MDA수치와 감소된 SOD활성도 및 카탈라제의 활성도는 비타민 C투여로 개선되었으나 통계적 유의성은 없었다. GOT, GPT, LDH, ALP 수치들은 방사선 조사로 증가되었으나 비타민 C 투여로 감소하는 것을 관찰할 수 있었으며, GPT의 경우에는 통계적으로 유의하게 감소하였다. 전자 현미경 소견에서도 간세포 구조의 손상 정도가 비타민 C 투여군에서 뚜렷하게 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 결론: 비타민 C는 방사선에 의한 간세포 손상에 대해서 비록 통계적 유의성은 없었으나 항산화 효과를 보였다.
Purpose: This study was carried out to determine the protective effects of vitamin C on the hepatotoxicily induced by radiation. Materials and Methods : The Spraque Dawley rats were randomly divided into 3 groups; the control group, the radiation exposed group, aud the radiation and vitamin C-treate...
Purpose: This study was carried out to determine the protective effects of vitamin C on the hepatotoxicily induced by radiation. Materials and Methods : The Spraque Dawley rats were randomly divided into 3 groups; the control group, the radiation exposed group, aud the radiation and vitamin C-treated group. SOD activity, ca-talase, malondialdehyde and liver enzymes were analyzed to assess the antioxidant effects of vitamin C. Results: The increased level of malondialdehyde and the decreased catalase activity that were induced by radiation were improved after vitamin C but there was no statistical significance among three groups. The superoxide dismutase activity of the liver was increased by vitamin C, but there were no statistically significant differences between the vitamin C-treated group and the non vitamin C-treated group. The level of liver enzymes in sera such as glutamic oxaloacetic transaminase, glutamic pyruvic transaminase, lactate dehyrogenase and alkaline phosphatase were remarkably elevated by radiation. The levels of those enzymes were decreased in the vitamin C-treated group and statistical significance was noted for the GPT level ($p<0.01$). On the electromicrographic findings, the hepatic cell destruction was considerably decreased in the vitamin C-treated group. Conclusion: Vitamin C is thought to be an effective antioxidant against the hepatotoxicity induced by radiation.
Purpose: This study was carried out to determine the protective effects of vitamin C on the hepatotoxicily induced by radiation. Materials and Methods : The Spraque Dawley rats were randomly divided into 3 groups; the control group, the radiation exposed group, aud the radiation and vitamin C-treated group. SOD activity, ca-talase, malondialdehyde and liver enzymes were analyzed to assess the antioxidant effects of vitamin C. Results: The increased level of malondialdehyde and the decreased catalase activity that were induced by radiation were improved after vitamin C but there was no statistical significance among three groups. The superoxide dismutase activity of the liver was increased by vitamin C, but there were no statistically significant differences between the vitamin C-treated group and the non vitamin C-treated group. The level of liver enzymes in sera such as glutamic oxaloacetic transaminase, glutamic pyruvic transaminase, lactate dehyrogenase and alkaline phosphatase were remarkably elevated by radiation. The levels of those enzymes were decreased in the vitamin C-treated group and statistical significance was noted for the GPT level ($p<0.01$). On the electromicrographic findings, the hepatic cell destruction was considerably decreased in the vitamin C-treated group. Conclusion: Vitamin C is thought to be an effective antioxidant against the hepatotoxicity induced by radiation.
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문제 정의
본 연구는 방사선 조사에 의한 간세포 손상 정도를 알아보고 비타민 C에 의한 세포손상의 완화 기전을 규명하고자 시행하였다.
본 연구는 방사선에 의한 간독성의 정도를 평가하고 비타민 C의 항산화 효과를 평가하고자 하였기 때문에 마취제로 인하여 생길 수 있는 간 독성을 배제하는 것이 필요하였다. 이에 실험쥐를 마취시키지 않은 상태에서 고정시키고 방사선 조사를 시행하였다.
제안 방법
투시검사기로 실험쥐의 간 부위를 확인한 뒤 위치를 표시하고 실험쥐를 스타킹 안에 넣은 뒤 아크릴 판 위에 놓고 테이프로 고정하였다. 6 MV 방사선을 1.5 cm 깊이에 1, 500 cGy 1회 조사하였다.
MDA 함량과 SOD와 카탈라아제 활성도의 분석은 mg으로 단백질에 대한 함량과 활성도로 표시하였으며, 각 시료의 단백질 정량은 Bio-Rad 사의 protein assay dye reagent (USA)를 이용하여 측정하였다.
대조군인 제 1군은 용매인 DMSO 0.1 ml, 0.1M NaHCO3 0.1 ml를 투여하였다. 제 2군은 방사선 조사 후 대조군과 같은 용매제를 투여하였으며 제 3군은 방사선 조사 후 비타민 C를 0.
마취제에 의해서 생길 수 있는 실험쥐의 간 독성을 배제하기 위해 마취를 시키지 않은 상태로 실험을 하였다. 투시검사기로 실험쥐의 간 부위를 확인한 뒤 위치를 표시하고 실험쥐를 스타킹 안에 넣은 뒤 아크릴 판 위에 놓고 테이프로 고정하였다.
방사선 조사는 실험 기간 내 단 1회로 실험 첫날에 조사하였고 비타민 C는 kg당 10 mg 투여하였다. 비타민 C 는 복강 주사로 실험 첫날 1회 투여 후 3일에 한 번씩, 5회 반복 투여하였으며 총 15일 간 실험을 시행하였다.
본 연구에서는 방사선에 대한 비타민 c의 항산화 효과를 알아보기 위해 MDA 수치 비교, SOD, 카탈라제 활성도 비교, 간 효소 측정 비교, 등의 방법을 사용하였다. 이러한 분석 방법은 간접적인 분석 방법이므로 ROS 양을 직접 측정하거나DNA 파괴 정도를 비교한다면 더욱 정확하게 비타민 C의 항산화 효과를 평가할 수 있을 것으로 생각된다.
방사선 조사는 실험 기간 내 단 1회로 실험 첫날에 조사하였고 비타민 C는 kg당 10 mg 투여하였다. 비타민 C 는 복강 주사로 실험 첫날 1회 투여 후 3일에 한 번씩, 5회 반복 투여하였으며 총 15일 간 실험을 시행하였다.
산화적 대사에 의해 생성되는 과산화수소의 제거를 위해 체내 생성되는 항산화효소인 카탈라아제활성에 미치는 방사선과 비타민 C의 효과를 조사하였다. SOD 활성도에서와 같이 방사선에 의해 카탈라제의 활성도가 감소하였으며 비타민 C를 투여할 경우 카탈라제의 활성도가 회복되는 양상을 보였으며 통계적 유의성은 없었다(Table 4).
그 후 3, 000 rpm에서 10분간 원심 분리시킨 뒤 상층액 속의 MDA-TBA결합체를 532 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 MDA 함량은 회귀방정식으로 산출한 표준 1, 1, 3, 3-teramethoxypropane (MDA, Sigma)의 직선방정식에 대입하여 구하였다.
실험군은 7군으로 나누었으며 각 군당 6마리를 배정하였다. 방사선 조사는 실험 기간 내 단 1회로 실험 첫날에 조사하였고 비타민 C는 kg당 10 mg 투여하였다.
십오일 째에 에테르로 마취시켜 실험을 시행하였다. 혈액은 심장에서 채혈하였으며 50 ml 주사기를 사용하여 차가운 phosphate buffer (0.
이에 실험쥐를 마취시키지 않은 상태에서 고정시키고 방사선 조사를 시행하였다. 방사선 조사는 1500 cGy를 1회 조사하였으며 실험 쥐 모두 이것을 잘 견딘 것으로 보아 1500 cGy의 선량은 실험 쥐의 간이 견딜 수 있는 선량으로 생각된다.
1 ml를 투여하였다. 제 2군은 방사선 조사 후 대조군과 같은 용매제를 투여하였으며 제 3군은 방사선 조사 후 비타민 C를 0.1 ml와 용매 DMSO 0.1 ml를 투여하였다.
투시검사기로 실험쥐의 간 부위를 확인한 뒤 위치를 표시하고 실험쥐를 스타킹 안에 넣은 뒤 아크릴 판 위에 놓고 테이프로 고정하였다. 6 MV 방사선을 1.
알콜 농도를 높여가면서 시료를 탈수하고 propylene oxide로 조직을 치환시킨 다음 epon 812에 포매하였다. 포매된 조직을 60℃ 오븐에서 24시간 중합시킨 후 초박절기를 이용하여 초박절편을 만들어 uranyl acetate와 lead citrate로 염색한 뒤 투과 전자현미경 (Hitachi H-600)으로 75 KV에서 관찰하고 사진 촬영하였다.
4)를 복부 대정맥을 통해 주입하여 혈액을 제거한 다음, 간을 적출하여 차가운 PBS 에 넣어 잔여혈액을 다시 제거하였으며 간 무게를 잰 후 실험에 사용하였다. 혈청 및 간 조직은 적출 즉시 실험을 실시하였으며 ELISA, high-power liquid chromatography (HPLC) 측정을 위한 혈청 및 조직은 -70℃에 보관한 후 실험을 실행하였다.
혈청 및 간 중의 과산화지 질 정 량은 thiobarbituric acid (TBA)와 반응하여 MDA량을 측정하여 지질의 과산화정도를 산출하였다.s시료 0.
혈청에서의 간 효소인 GOT (glutamic oxaloacetic transa minase), GPT (glutamic pyruvic transaminase) 측정은 GOT/GPT kit를 사용하였으며 Karmen unit로 나타내었다. LDH (lactate dehyrogenase)는 LDH-LQ (Asan, co)를 사용하여 Wroblewski unit로 나타내었으며, ALP (alkaine phosphatase)는 kind-king 측정법으로 만들어진 New-K-PHOS kit를 사용하여 King- Armstrong (K-A)단위로 나타내었다.
대상 데이터
효소에는 과산화 디스뮤타제 (superoxide dismutase, SOD), GSH (glutathione peroxidase)이 있고, 지용성 화합물에는 비타민 E, 베타 카로텐이 있다. 수용성 화합물에는 비타민 C 가 있고 고분자 항산화물은 알부민이 있다이들 중에서 비타민 c는 많은 용량을 섭취하여도 부작용이 적고 많은 양을 손쉽게 구입할 수 있는 물질이므로 비타민 C를 선택하여 본 실험을 하게 되었다. 비타민 C는 수용성 항산화제로서 과산화물이나 라디칼과 빠르게 반응하여 라디칼을 제거하고,항산화 효소의 활성도를 높여서 항산화 효과를 발휘한다.
1. 실험재료
실험쥐는 Sprague-Dawley 계통의 생후 6주, 평균무게 150 ±20 gm의 수컷 실험쥐를 대한실험동물센터에서 구입하여동물 사육장에서 1주일 간 적응시킨 후 실험 에 사용하였다.
데이터처리
분석 결과의 통계처리는 실험군당 평균±표준편차로 표시하였다. 통계검증은 SAS를 이용하여 one- way ANOVA 분석을 실시한 후 유의성이 있는 경우 사후 분석으로 다중비교의 하나인 Duncans의 다중 범위 검증을 실시하여 통계적 차이를 확인하였다.
통계검증은 SAS를 이용하여 one- way ANOVA 분석을 실시한 후 유의성이 있는 경우 사후 분석으로 다중비교의 하나인 Duncans의 다중 범위 검증을 실시하여 통계적 차이를 확인하였다. 모든 통계는 P 값이 0.
이론/모형
사용하였으며 Karmen unit로 나타내었다. LDH (lactate dehyrogenase)는 LDH-LQ (Asan, co)를 사용하여 Wroblewski unit로 나타내었으며, ALP (alkaine phosphatase)는 kind-king 측정법으로 만들어진 New-K-PHOS kit를 사용하여 King- Armstrong (K-A)단위로 나타내었다.
Rigo 등23)이 제안한 polaro- graphy에 의해서 혈청 및 간 중의 카탈라아제 양을 산출하였고, 미토콘드리아에서 카탈라아제 활성의 측정은 먼저 미토콘드리아 획분을 인산완충용액(130 mM, pH 7.0)으로 10배 희석하여 사용하며 혈청은 원액을 그대로 사용하였다. 시험관에 인산완충용액(130 mM, pH 7.
성능/효과
15일 동안 사육한 쥐의 간의 무게를 측정한 결과 대조군에 비해서 방사선 조사군과 방사선 조사 후 비타민 C 투여군 간의 유의한 차이는 없었으나 대조군에 비해 방사선 조사 군에서 간의 무게가 증가하였다(Table 1). 비타민 C의 투여 후 간의 무게가 감소하는 경향을 보였으나 통계적 의의는 없었다.
생성한다. 3, 4)과산화물은 반응성이 아주 강한 파괴적인 물질로 DNA, 단백질, 지질과 같은 많은 거대 분자들과 반응한다. 특히 생체 구성 단백질들과 세포막을 구성하는 지질을 변성시키고 미토콘드리아와 미세소체의 구조의 변화가 유발되어 세포가 파괴되며, 효소의 기능도 파괴된다.
GOT, GPT, ALP, LDH 모두에서 방사선 조사 후 수치가증가되는 것을 관찰할 수 있었다. 비타민 C 투여 후 전체적으로 수치들이 감소하였고, 특히 GOT, ALP, LDH에 비해 GPT에서는 유의한 차이를 볼 수 있었다(Table 5).
비타민 C의 효과를 조사하였다. SOD 활성도에서와 같이 방사선에 의해 카탈라제의 활성도가 감소하였으며 비타민 C를 투여할 경우 카탈라제의 활성도가 회복되는 양상을 보였으며 통계적 유의성은 없었다(Table 4).
항산화 효소로 작용하는 카탈라제와 SOD의 활성도는 비타민 C의 투여로 인해 증가하는 경향을 보였다. 간세포 파괴 정도를 간접적으로 나타내는 지표인 GOT, GPT 및 LDH가비타민 C의 투여로 감소하는 경향을 보였고 GPT는 통계적으로 유의하게 감소하였다. 전자 현미경 사진을 통해서 세포의 모양이 비타민 C의 투여군에서 잘 유지되는 것을 관찰할 수 있었다.
a 그리고 간세포 내에 존재하는 GOT와 GPT의 증가는 간세포의 파괴 정도를 반영하는 지표로 사용되어 왔다. 간세포 파괴에 대한 비타민 C의 보호 효과는 GPT에 대해서만 유의하게 관찰되었지만 GOT, GPT, LDH의 수치가 비타민 C의 투여로 인해 모두 감소되는 경향을 보이는 것으로 보아 비타민 C가 방사선과 아플라톡신의 산화성 공격으로부터 세포를 보호하는 효과가 있는 것으로 생각된다.
결론적으로 비타민 C의 항산화 효과를 분석하기 위해 시행한 이상의 연구에서 지질 산화 정도를 나타내는 MDA 의 수치가 비타민 C의 투여로 감소하는 경향을 보였다. 항산화 효소로 작용하는 카탈라제와 SOD의 활성도는 비타민 C의 투여로 인해 증가하는 경향을 보였다.
본 연구에서도 대조군에 비하여 방사선 조사군에서 SOD의 수치가 감소되었다. 그러나 비타민 C를 투여할 경우 통계적 유의성은 없었지만 SOD의 수치가 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 비타민 C가 SOD의 활성도를 높여서 항산화 효과를 나타내는 것으로 생각되며 Michael 등도 동일한 결과를 보고하였다.
대조군(G1)에서는 핵, 핵막이 모두 정상 모양을 하고 있으며, 미토콘드리아에서도 규칙적인 크리스테(cristae)가 관찰되었다. 또한 미토콘드리아 주변의 소포체도 전형적인 평형 구조를 나타내고 있다.
또한 방사선에 의한 세포 손상은 극히 짧은 시간 동안 존재하는 라디칼들에 기인할 뿐 아니라 라디칼이 사라진 뒤에 일어나는 과산화물들에 의한 세포 손상도 큰 비중을 차지한다는 사실을 알 수 있다. 실제 임상에서 방사선 치료 후 발생한 직장염증에 대해 비타민 C 투여 시 환자의 증상 및 출혈이 호전된다고 보고한 논문에서도 방사선 조사 후 일어난 조직 손상에 대해 비타민 C가 효과를 나타내었다고 발표하였다.
방사선을 조사한 군(G2)에서는 핵과 핵막이 팽창되어 있으며 소포체가 변형되어 나타나고 미토콘드리아의 감소와 파괴가 관찰되었다. 방사선 조사 후 비타민 C의 효과를 관찰한 군(G3)에서는 정상 모양은 아니지만 파괴정도가 방사선 조사군보다 훨씬 덜 한 것을 관찰할 수 있었다(Fig. 1).
방사선에 의한 손상은 라디칼에 의한 세포 손상으로 일어나며 라디칼들은 극히 짧은 시간동안 존재하다 세포 손상을 일으키고 사라지기 때문에 비타민 C가 라디칼을 제거하여 라디칼의 공격으로부터 세포를 보호하는 라디칼 제거 효과(scavenger)를 발휘하기 위해서는 방사선 조사 전에 세포 내에 비타민 C가 존재하는 것이 유리하다끼 이에 비해 본 연구에서는 비타민 C가 방사선 조사 직후에 투여되 었으며 본 연구 결과에 의하면 방사선 조사 후 비타민 C 를 투여하였음에도 불구하고 방사선 조사군에 비해 비타민 C 투여군에서 간 효소 수치와 전자현미경 소견을 통해서 간세포의 손상이 작음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 비타민 c가 파괴되었던 세포를 어느 정도 회복시키고 더 이상의 세포 손상이 진행되는 것을 막는 능력을 가지고 있기 때문일 것이라고 추측할 수 있다.
방사선에 의해서 혈청과 간 미토콘드리아에서 SOD의 수치가 뚜렷하게 감소하는 경향을 보였으며 비타민 C를 투여할 경우 SOD의 활성이 증가되었으나 통계적 유의성은 볼 수 없었다(Table 3).
본 연구결과와 Konopacka의 연구 결과를 종합해 볼 때, 비타민 C의 항산화 효과 기전 중에서 라디칼을 직접 제거하는 역할보다 SOD, 카탈라제 등에 의한 지질 과산화 억제와 DNA 손상 회복이 더 큰 비중을 차지하는 것으로 생각된다. 또한 방사선에 의한 세포 손상은 극히 짧은 시간 동안 존재하는 라디칼들에 기인할 뿐 아니라 라디칼이 사라진 뒤에 일어나는 과산화물들에 의한 세포 손상도 큰 비중을 차지한다는 사실을 알 수 있다.
따라서 SOD는 방사선에 의해서 생기는 산화성 손상으로부터 세포를 보호하는 역할을 감당하는 효소인 것을 알 수 있다. 본 연구에서도 대조군에 비하여 방사선 조사군에서 SOD의 수치가 감소되었다. 그러나 비타민 C를 투여할 경우 통계적 유의성은 없었지만 SOD의 수치가 증가하는 경향을 보였다.
것을 관찰할 수 있었다. 비타민 C 투여 후 전체적으로 수치들이 감소하였고, 특히 GOT, ALP, LDH에 비해 GPT에서는 유의한 차이를 볼 수 있었다(Table 5).
전자 현미경 사진을 통해서 세포의 모양이 비타민 C의 투여군에서 잘 유지되는 것을 관찰할 수 있었다. 이상의 결과를 통해 비타민 C는 방사선에 의한 산화성 간세포 손상에 대해 보호 효과가 있음을 확인하였다.
간세포 파괴 정도를 간접적으로 나타내는 지표인 GOT, GPT 및 LDH가비타민 C의 투여로 감소하는 경향을 보였고 GPT는 통계적으로 유의하게 감소하였다. 전자 현미경 사진을 통해서 세포의 모양이 비타민 C의 투여군에서 잘 유지되는 것을 관찰할 수 있었다. 이상의 결과를 통해 비타민 C는 방사선에 의한 산화성 간세포 손상에 대해 보호 효과가 있음을 확인하였다.
또한 방사선이 지질 과산화를 일으켜서 간세포 손상을 일으킨다는 사실을 알 수 있다. 지질 과산화에 대한 비타민 C의 효과는 간 조직의 미토콘드리아에서 방사선 조사 후 비타민 C를 투여할 경우 MDA의 수치가 감소하는 것으로 나타났다. Helen과 Vijayammal은 담배연기에 노출된 쥐에게 비타민 C를 투여할 경우 지질 과산화를 억제하고 라디칼을 제거하는 효소를 활성화시킴을 보고하고 있다.
통계적 유의성은 없었으나 방사선 조사에 의해서 MDA 의 수치가 대조군에 비해 증가되었으며, 비타민 C를 투여할 경우 미세소체와 미토콘드리아에서 MDA의 수치가 감소 경향을 보였으나 통계적 유의성은 없었다. 혈청에서는 약간 증가하는 것으로 나타났다(Table 2).
항산화 효소로 작용하는 카탈라제와 SOD의 활성도는 비타민 C의 투여로 인해 증가하는 경향을 보였다. 간세포 파괴 정도를 간접적으로 나타내는 지표인 GOT, GPT 및 LDH가비타민 C의 투여로 감소하는 경향을 보였고 GPT는 통계적으로 유의하게 감소하였다.
후속연구
필요할 것으로 생각된다. 또한 방사선 조사 방법에 있어서 본 연구에서는 1회의 고용량의 방사선을 조사하였으나 실제 임상에서는 분할 조사를 시행하게 되므로 분할 방사선 조사 시에 비타민 C의 항산화 효과가 어떻게 나타나는지에 대한 비교 연구도 필요하리라 생각된다.
비타민 C의 용량에 따른 항산화 효과의 증가에 대한 논란이 있으므로 비타민 C의 용량별 항산화 효과에 대한 연구도 필요할 것으로 생각된다. 또한 방사선 조사 방법에 있어서 본 연구에서는 1회의 고용량의 방사선을 조사하였으나 실제 임상에서는 분할 조사를 시행하게 되므로 분할 방사선 조사 시에 비타민 C의 항산화 효과가 어떻게 나타나는지에 대한 비교 연구도 필요하리라 생각된다.
간 효소 측정 비교, 등의 방법을 사용하였다. 이러한 분석 방법은 간접적인 분석 방법이므로 ROS 양을 직접 측정하거나DNA 파괴 정도를 비교한다면 더욱 정확하게 비타민 C의 항산화 효과를 평가할 수 있을 것으로 생각된다.
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