The uptake of cadmium in animals is mainly accumulated in and affected to the liver and kidney by binding with red blood cells and serum albumin. The process accounts for more than 50% of the total accumulated cadmium in the body. The kidneys may be damaged without regarding the pathway uptake of ca...
The uptake of cadmium in animals is mainly accumulated in and affected to the liver and kidney by binding with red blood cells and serum albumin. The process accounts for more than 50% of the total accumulated cadmium in the body. The kidneys may be damaged without regarding the pathway uptake of cadmium. In a group of rats on supplements of 1% chlorella and 40 ppm cadmium, the concentration of cadmium in urine greatly decreased by 66% compared to control group, and the total synthesis of metallothionein decreased by 48.6% compared to control group. However, no previous study has assessed the protective effect on kidney damage induced by cadmium uptake through supplementation with chlorella. This study analyzed the biochemical marker for kidney damage in the rats after uptake of 40 ppm $CdCl_2$ and supplementation of the diet of Sprague Dawley (SD) rats with 1%, 5%, and 10% chlorella during 4 weeks. In a group of SD rats on supplementation with 1% chlorella and uptake of 40 ppm $CdCl_2,\;\beta_2$ microglobulin in the urine was found to be $3.1\pm0.6\;{\mu}g/L$, a decrease of 58% compared to a group of Sp rats on uptake of $CdCl_2$ only, in which the $\beta_2$ microglobulin was found to be $4.9\pm0.7\;{\mu}g/L$. According to the results of histopathological observation, the accumulation of mild and localized chronic inflammatory cells in kidney tissues was observed in 50% of the SD rats on uptake of cadmium only. In contrast, only 30% of the SD rats on supplementation with 1% chlorella and uptake of 40ppm $CdCl_2$, representing a histopathological abnormality, and there were no histopathological abnormalities at all in groups of SD rats on supplementation with 5% or 10% chlorella and uptake of 40 ppm $CdCl_2$. In conclusion, protein, calcium, and iron, which account for more than 50% of the total dried chlorella composition, may contribute to the reduction nephrotoxicity by stimulating both inhibited absorption of cadium and increased excretion of accumulated cadmium in kidneys.
The uptake of cadmium in animals is mainly accumulated in and affected to the liver and kidney by binding with red blood cells and serum albumin. The process accounts for more than 50% of the total accumulated cadmium in the body. The kidneys may be damaged without regarding the pathway uptake of cadmium. In a group of rats on supplements of 1% chlorella and 40 ppm cadmium, the concentration of cadmium in urine greatly decreased by 66% compared to control group, and the total synthesis of metallothionein decreased by 48.6% compared to control group. However, no previous study has assessed the protective effect on kidney damage induced by cadmium uptake through supplementation with chlorella. This study analyzed the biochemical marker for kidney damage in the rats after uptake of 40 ppm $CdCl_2$ and supplementation of the diet of Sprague Dawley (SD) rats with 1%, 5%, and 10% chlorella during 4 weeks. In a group of SD rats on supplementation with 1% chlorella and uptake of 40 ppm $CdCl_2,\;\beta_2$ microglobulin in the urine was found to be $3.1\pm0.6\;{\mu}g/L$, a decrease of 58% compared to a group of Sp rats on uptake of $CdCl_2$ only, in which the $\beta_2$ microglobulin was found to be $4.9\pm0.7\;{\mu}g/L$. According to the results of histopathological observation, the accumulation of mild and localized chronic inflammatory cells in kidney tissues was observed in 50% of the SD rats on uptake of cadmium only. In contrast, only 30% of the SD rats on supplementation with 1% chlorella and uptake of 40ppm $CdCl_2$, representing a histopathological abnormality, and there were no histopathological abnormalities at all in groups of SD rats on supplementation with 5% or 10% chlorella and uptake of 40 ppm $CdCl_2$. In conclusion, protein, calcium, and iron, which account for more than 50% of the total dried chlorella composition, may contribute to the reduction nephrotoxicity by stimulating both inhibited absorption of cadium and increased excretion of accumulated cadmium in kidneys.
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문제 정의
본 연구는 40 ppm의 카드뮴과 1%, 5% 및 10%의 클로렐라를 일정기간 동안 동시 투여하면서 흰쥐 신장 손상의 지표가 되는 혈청학적 마커 및 병리조직학적인 변화를 관찰하고자 실시하였다.
제안 방법
NBF 고정액에 고정시켰던 신장 조직을 자동 파라핀 침투기 (Sakura, Japan)를 사용하여 저농도에서 고농도로의 알코올 탈수과정을 거쳐 파라핀 침투하였고, 이어 포매과정을거쳐 회전형 박절기로 4 nm 두께의 절편을 얻어 45℃ 부유 온수 조에서 주름을 편 후 60℃ 신전기에서 탈 파라핀 후 핵 염색을 위해 퇴행성 염색법으로 Gill's V hematoxylin & eosin 염색 (H&E 염색)을 하여 현미경으로 관찰하였다.
기본 실험 식이는 단백질 21.1% 이상, 지방질 3.5% 이상, 섬유질 5.0% 이하, 회분 8.0% 이하, 칼슘 0.6% 이상, 인 0.4% 이상의 조성비율로 제조된 표준 고형사료 (삼양사)와 클로렐라 동시 투여군은 표준 고형사료의 1%, 5% 및 10%가 되도록 클로렐라 분말을 파쇄시킨 고형사료에 각각 혼합 후 다시 성형하여 식이시켰다.
냉동시켰던 시료를 실온에서 완전히 용해시킨 후 microparticle enzymeimmunoassay#2 (MEIA#2) 희석완충액으로희석시킨 다음 반반씩 나누어 한 측은 MEIA#2 완충액을 다른 한 즉에는 anti-02-MG가 코팅된 microparticles을 첨가한 후 incubation시켜 형성된 항원-항체 복합체를 MEIA optical assembly를 이용한 IMX system (Abbott Diagnostics)으로 2회 반복 측정하여 평균값을 취하였다.
동결보존한 혈청을 사용전 실온으로 녹인 후 Olympus AU5200 자동 생화학 분석기를 이용하여 분석하였다. 반응은알카리성 용액 중에서 크레아티닌이 picric acid와 반응하여 등적색의 creatine picrate를 형성하는 Jafie 반응을 이용한 비색법 (Heinegard and Tiderstrom, 1973)을 이용하였다.
실험조건은 온도 24±3℃, 습도 55~60%를 유지하고 모든 사료와 물은 자유급식 시켰다. 무기물질 오염방지를 위하여 사육 cage, 사료통, 물통을 0.4% ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) 용액에 24시간 동안 담근 후 증류수로 세척한 다음 건조시켜 사용하였다.
반응은알카리성 용액 중에서 크레아티닌이 picric acid와 반응하여 등적색의 creatine picrate를 형성하는 Jafie 반응을 이용한 비색법 (Heinegard and Tiderstrom, 1973)을 이용하였다. 분석은 혈청 중의 크레아티닌을 2회 분석하고 그 평균값을 취하였다.
에 칼륨 함량이 5 mEq/L를 부하 실험용으로 첨가시켜 6시간 동안 투여하였다. 식염 투여 2시간 후부터 2일에 걸쳐 뇨를채취하였으며, 채취된 뇨는 뇨량을 측정하고 즉시 2,000 Xg 에서 5분 간 원심분리 하여 상층액을 -20℃에 동결보존 하였다.
신장의 사구체 여과 기능에 대한 정보를 얻을 목적으로 혈청 중의 크레아티닌 농도를 분석하였다. 대조군, 카드뮴 단독 투여군 및 클로렐라와 카드뮴 동시 투여군은 모두 유사한 혈청 중 크레아티닌 분석값을 보여 통계적 의의가 없었다.
같이 뇨를 채취하였다. 실험동물은 희생시키기 2일 전에 한 마리씩 metabolic cage에 넣어 0.85% NaCl 용액 1 1.에 칼륨 함량이 5 mEq/L를 부하 실험용으로 첨가시켜 6시간 동안 투여하였다. 식염 투여 2시간 후부터 2일에 걸쳐 뇨를채취하였으며, 채취된 뇨는 뇨량을 측정하고 즉시 2,000 Xg 에서 5분 간 원심분리 하여 상층액을 -20℃에 동결보존 하였다.
원심분리한 뇨 검체에 tetrabromophenol blue가 포함된 뇨단백 정성시험지를 이용하여 뇨 중 알부민을 정성분석 하였다.
대상 데이터
실험적으로 카드뮴 식이와 함께 클로렐라를 동시에 일정 기간 동안 투여시킨 흰쥐의 간장 및 신장 조직 중의 MT 형성률에 대한 실험을 하고자 체중 150±20 g의 Sprague- Dawley 종 숫쥐 46마리를 5군으로 나누어 Table 1과 같이 실험하였다. 실험조건은 온도 24±3℃, 습도 55~60%를 유지하고 모든 사료와 물은 자유급식 시켰다.
데이터처리
본 실험에서 얻어지는 모든 자료는 mean 土 S.D를 구하였고 one-way ANOVA 분석과 SAS program을 이용하여 각 군 간의 평균값 분석, 유의성 검정을 하였다.
이론/모형
반응은알카리성 용액 중에서 크레아티닌이 picric acid와 반응하여 등적색의 creatine picrate를 형성하는 Jafie 반응을 이용한 비색법 (Heinegard and Tiderstrom, 1973)을 이용하였다. 분석은 혈청 중의 크레아티닌을 2회 분석하고 그 평균값을 취하였다.
성능/효과
뇨 중 알부민에 대한 정성분석 결과 클로렐라 단독 투여군에서는 60%가 양성반응을 보인 반면 1% 클로렐라, 카드뮴 동시 투여군에서는 24%에서 뇨 중 알부민 양성반응을 보였다. 5% 및 10% 클로렐라 카드뮴 동시 투여군에서는 모두 음성 결과를 보였다.
중의 크레아티닌 농도를 분석하였다. 대조군, 카드뮴 단독 투여군 및 클로렐라와 카드뮴 동시 투여군은 모두 유사한 혈청 중 크레아티닌 분석값을 보여 통계적 의의가 없었다.
본 연구 결과에서도 대조 및 실험군의 혈청 내 측정값은 유사한 값을 보임에도 불구하고 카드뮴 단독 투여군에 대한 뇨 중 MG 값은 1% 클로렐라와 카드뮴 동시 투여군에 비하여 58%가 증가 되었다. 따라서 카드뮴 단독 투여군 사구체 여과 기능은 정상일지라도 신장 재흡수 기능이 저하되어 뇨 중 p2MG 배설량이 크게 증가 되었으나 1% 이상의 클로렐라를 동시에 투여한 경우에는 카드뮴 독성에 의한 신장 재흡수 기능 손상이 저하된 것으로 생각된다. (Koong et al, 1985).
(Koong et al, 1985). 또한 뇨 중 알부민 분석 결과 카드뮴 단독 투여군은 60%에서 양성을 보인 반면 1% 클로렐라와 카드뮴 동시 투여군에서는 24%가 양성을 보여 1% 이상의 클로렐라를 카드뮴과 동시에 투여한 경우는 뇨중 카드뮴 배설 감소, 유리 카드뮴을 감소시킬 뿐만 아니라 신장의 재흡수 기능 손상을 방지한다고 생각된다. (Bernard, 1981).
(Aughey, 1984). 본 연구 결과에서도 대조 및 실험군의 혈청 내 측정값은 유사한 값을 보임에도 불구하고 카드뮴 단독 투여군에 대한 뇨 중 MG 값은 1% 클로렐라와 카드뮴 동시 투여군에 비하여 58%가 증가 되었다. 따라서 카드뮴 단독 투여군 사구체 여과 기능은 정상일지라도 신장 재흡수 기능이 저하되어 뇨 중 p2MG 배설량이 크게 증가 되었으나 1% 이상의 클로렐라를 동시에 투여한 경우에는 카드뮴 독성에 의한 신장 재흡수 기능 손상이 저하된 것으로 생각된다.
카드뮴 단독 투여군의 분석값 0.56±0.08 mg/dl에 비교하여 1% 클로렐라와 카드뮴 동시 투여군은 0.56±0.07 mg/dl 이므로 거의 동일한 결과를 보였다 (Table 3).
혈청 중의 P2MG 분석은 모든 실험군 및 대조군에서 근소한 값을 나타내어 통계적 의의가 없었으나 뇨 중 p2MG 분석은 카드뮴 단독 투여군에서 4.9±0.7 μ의 값을 나타낸데비하여 1% 클로렐라 카드뮴 동시 투여군은 58%가 저하된 3.1±0.6 pig/L의 값을 보였으며 1%, 5% 및 10% 클로렐라 투여군 사이의 유의할만한 차이는 없었다 (Table 2).
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