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문제 정의
- 이 연구는 굴에서 생성된다고 알려진 신경내분비계물질 또는 그 물질들의 기능을 변화시킬 것으로 추정되는 물질들이 심장의 기능에 미치는 영향을 굴이 살아 있는 상태에서 측정한결과를 제시하고 있디" 여러 부류의 물질들을 사용하여 평가한바, 그 효과가 다양할 뿐 아니라 지금까지 포유류나 어류에서발견된 결과들과는 상당히 다른 반응성이 있음을 관찰하였다.
- 본 연구는 굴을 심장에서 여러 종류의 신경내분비계에 작용하는 약물들의 효과를 측정하고 그 의미를 평가하고자 하였다. 종합적으로 굴에서의 choline성 신경계, adrenaline성 신경계, autacoid들 및 마취제들의 약리작용은 포유동물계에서 보고된 결과와는 상당히 다름을 관찰하였다.
제안 방법
- , 2004)을 사용하였다. 즉, 상부 패각의 중앙부위에 공업용 드릴로 직경 1 cm 정도의 구멍을 뚫은 후 심막을 일직선으로 절개하여 심장을 노출시켰다. 구리선으로 제작한 작은 S-형 갈고리를 심장의 중앙부 잘록한 곳에 걸고 수술용 명주실로 isotonic transducer(Ugo Basile, Comerio-Varese, Italy)에 연결하였다.
- 즉, 상부 패각의 중앙부위에 공업용 드릴로 직경 1 cm 정도의 구멍을 뚫은 후 심막을 일직선으로 절개하여 심장을 노출시켰다. 구리선으로 제작한 작은 S-형 갈고리를 심장의 중앙부 잘록한 곳에 걸고 수술용 명주실로 isotonic transducer(Ugo Basile, Comerio-Varese, Italy)에 연결하였다. 심징-에 걸리는 기본장력으로 0.
- 구리선으로 제작한 작은 S-형 갈고리를 심장의 중앙부 잘록한 곳에 걸고 수술용 명주실로 isotonic transducer(Ugo Basile, Comerio-Varese, Italy)에 연결하였다. 심징-에 걸리는 기본장력으로 0.3 g을 지속적으로 유지하면서 수축력 및 심박 수의 변화를 측정하였다.
- 시험용 약물은 Pipetman을 사용하여 직접적으로 수조에 가하였으며 최대한 기폭기 air-stone이 위치한 부분에 떨어뜨림으로 해수와 신속히 혼합함으로써 심장에 도달하였을 때는 약물의 농도가 안정화하도록 하였다. 약물은 누적적으로 가하였고 한 개체의 굴에서는 한번만의 시험을 행하였다.
- 농도가 안정화하도록 하였다. 약물은 누적적으로 가하였고 한 개체의 굴에서는 한번만의 시험을 행하였다. 새로운 농도는 이전의 약물에 의한 효과가 안정화 된 후(보통 5 분 정도가 소요) 가하였다.
- 신선한 해수로 씻을 때는 굴과 측정장치가 움직이지 않도록 진공펌프를 사용하여 조용하게 약물을 제거하였다. 길항제를 사용하여 효과를 측정하는 실험을 수행하는 경우에는 Epi의 효과를 먼저 측정한 다음 Epi를 씻어내어 회복이 이루어진 후, 길항제를 가하고 20 분 후 Epi의 효과를 다시 측정하였다.
- Patocaine hydrochloride는 대한약품공업(주)에서, pento barbital sodium은 한림제약(주)에서 각각 구입하여 사용하였다. 약물은 먼저 해수에 최고 적용농도의 1, 000배 수준이되도록 용해한 후 필요한 용적을 수조에 가하였다.
- 굴에서 존재가 가장 명확하게 규명된 것은 choline 성신 경계이며 이 시험에서는 acetylcholine과 carbachol의 효과를 시험하였다. ACh는 수축력을 강력하게 억제하였으며 박동수는 미약하게 증가시켰다(Fig.
- 이 심장에 작용하는 NE 또는 Epi의 심장에 대한 효과가 어떤 종류의 adrenaline 수용체인가를 확인하기 위해 adrena line 성 β수용체길힝제(β-receptor antagonist)인 propranol 과 atenolol< 사용하여 Epi 에 의해 유발된 심박수 및 수축력변화에 미치는 영향을 검토하였다<Fig. 3).
- 전 세계적으로 어류에 가장 많이 사용되는 마취제인 MS-222를 포함 총 5종의 어류 마취효과가 알려진 약제를 사용하여 시험하였으며 그 결과 어떤 마취제도 수축력과 심박동수에 변화를 초래하지 않았다. Fig.
대상 데이터
- 전라남도 여수지역의 굴양식장에서 5.4-6.8 cm 범위의 각 장을 가진 참굴(Crassostrea gigas)을 입수하여 실험실로 옮겨 1주일 이상 실험실 조건(25±2°C, 기폭기를 이용한 공기공급)에서 순치 시킨 뒤 실험에 사용하였다. 실험시에는 굴을 25L X 20W X 15H cm의 직사각형 수조에 3 liter의 해수를 넣고 25±1°C로 유지하였다.
- Acetylcholine chloride (ACh), epinephrine hydro chloride (Epi), norepinephrine bitartrate (NE), phe nylephrine hydrochloride, propranolol hydrochloride, atenolol, carbachol chloride, serotonin hydrochloride, 7 -amino-butyric acid (GABA), histamine hydro chloride, MS-222, quinaldine sulfate, urethane은 Sigma (St. Louis, MO, USA) 에서 구입하여 사용하였다. Patocaine hydrochloride는 대한약품공업(주)에서, pento barbital sodium은 한림제약(주)에서 각각 구입하여 사용하였다.
- Louis, MO, USA) 에서 구입하여 사용하였다. Patocaine hydrochloride는 대한약품공업(주)에서, pento barbital sodium은 한림제약(주)에서 각각 구입하여 사용하였다. 약물은 먼저 해수에 최고 적용농도의 1, 000배 수준이되도록 용해한 후 필요한 용적을 수조에 가하였다.
데이터처리
- 모든 data는 평균 土 표준오차(mean + S.E.M.)로 표현하였으며 약물에 의한 변화의 유의성을 검정하기 위해 one-way analysis of variance(ANOVA)로 검정하여 차이가 있는 군이 존재한다고 판단되면 post-hoc 검정으로 Duncan's multiple comparison을 시용하여 개별적인 군간의 유의성을 검정하였다. 검정시 p < 0.
이론/모형
- 굴은 organ bath holder-f- 사용하여 수조에 견고하게 고정하였다. 심장기능의 측정은 저자의 연구실에서 확립한 빙법(Park et al., 2004)을 사용하였다. 즉, 상부 패각의 중앙부위에 공업용 드릴로 직경 1 cm 정도의 구멍을 뚫은 후 심막을 일직선으로 절개하여 심장을 노출시켰다.
성능/효과
- 새로운 농도는 이전의 약물에 의한 효과가 안정화 된 후(보통 5 분 정도가 소요) 가하였다. 불가피하게 효과를 반복하여 측정하는 경우에는 최고농도를 가한 후 신선한 해수로 약 10 분 간격으로 3-4 회 반복하여 가한 약물을 제거하고 심장기능이 회복되는 것을 확인함으로써 일어난 반응이 가역적임을 확인하였다. 신선한 해수로 씻을 때는 굴과 측정장치가 움직이지 않도록 진공펌프를 사용하여 조용하게 약물을 제거하였다.
- la). 또한 ACh와 동일한 choline 성 작용이 있으면서 분해효소인 acetylcholinester- ase(AChE)에 의해 분해되지 않아 약리작용이 장시간 발휘되는 것으로 보고된 carbachol도 ACh와 질적으로 동일한 효과, 즉 수축력의 감소와 박동수의 증가를 초래하였다(Fig. lb).
- 3). 비특이적 8수용체길항제(61+82 수용체 복합 길항제) 인 propranolol (PPN) 과 β1수용체 길항제인 atenolol(ATN)은 모두 Epi가 유발하는 심박수의 증가효과를 유의성 있게 차단하였다. 그러나 Epi 에 의한 수축력의 감소 작용에 대해서 propranolol은 미약하기는 하지만 유의성 있는 차단 효과를 보여주었으나 atenolol 은 영향을 미치지 못하였다.
- 1 “M) 에서부터 수축력을 저하시키고 박동수를 증가시키는 작용을 발휘하였다. 시험한 histamine 최고농도인 30 에서 31% 정도의 수축력 감소와 13% 정도의 박동수 증가를 유발하였다 (Fig. 4b). 한편 포유동물의 중추신경계에서 신경억제성 물질로 알려진 GABA의 효과를 측정한 결과는 Fig.
- 4b). 한편 포유동물의 중추신경계에서 신경억제성 물질로 알려진 GABA의 효과를 측정한 결과는 Fig. 3c에서 보여주고 있는데, GABA는 이 연구에서 시험한 수종의 물질 중 유일하게 수축력과 박동수 모두 증가시키는 작용을 발휘하였다.
- , 1998). 본 연구에서는 ACh이나 ACh 과 기능적으로는 유사하면서도 잘 분해되지 않는 약물인 car- bachol이 심박수는 증가시키고 수축력은 억제하는 특이한 현상을 보여주었다. 이는 같은 패류이 지만 백합과 굴은 동일하지않음을 시사한다.
- 이 연구에서 세 종류의 대표적인 국소호르몬(autacoid)을시험하였으며 그 결과는 세 가지가 서로 다르게 나타났다. 버지니아굴(C.
- t 1992) 되어 있어서, 어류나 포유동물에는 국소호르몬으로 분류되는 serotonin은 참굴에서도 신경전달물질로 간주할 수 있을것이다. 그러나 본 연구의 결과에서 관찰한 바와 같이 sero-tonin은 굴의 심장기능에 영향을 미치지 않기 때문에 적어도 참굴에서 serotonin의 심장기능조절 작용이 없다고 판단된다. 이는 아주 낮은 농도(10 pM)의 serotonin이 백합 적출 심장에서 수축력과 심장박동수를 모두 증가시키는 현상(Lee et al.
- 이다(박, 2008). 이 연구에서 histamine은 굴의 심박수를증가시킴과 동시에 수축력은 저하시켰으나, 흥미롭게도 GABA는 심박수와 수축력을 모두 증가시키는 것이 관찰되었다. 적출된 백합의 심장에서 histamine과 GABA가 아무런기능적 영향을 미치지 않는 사실(Lee et al.
- , 1993)과는 대조적이다. 이들의 효과를 종합하면, autacoid에 의한 생리적 조절기능이 패류인 굴과 백합사이에도 큰 차이가 있음을 의미한다.
- 하였다. 종합적으로 굴에서의 choline성 신경계, adrenaline성 신경계, autacoid들 및 마취제들의 약리작용은 포유동물계에서 보고된 결과와는 상당히 다름을 관찰하였다. 또한 아주 제한적이기는 하나 다른 패류에서 타 연구자가 보고된 효과와도 동일하지 않아서 굴의 심장기능의 조절작용도 독특한 생리조절 mechanism을 이용함을 엿볼 수 있다.
- 2a). Epi도 심박동수와 수축력에 있어서 NE과 동일한 방향의 변화, 즉 심박수의 증가와 수축력의 감소를 유발하였으나 심박수증가의 최대치(30 μM에서의 반응)가 NE에서 보다 더 현저하였다(Fig. 2b). 한편 a-1 수용체에만 선택적인 효현제 작용이 있는 phenylephrine(PE)의 경우에는 심박수 및 수축력모두에 아무런 영향을 미치지 않았다<Fig.
후속연구
- 그러나 본 연구는 심장을 적출하지 않고 굴이 살아있는 상태에서 여러 종류의 신경계및 내분비계에 작용하는 물질들의 효과를 in situ 조건에서 측정한 최초의 논문으로서의 중요한 의의도 갖는다. 또한 이와같이 굴의 기능의 변화를 측정하는 방법은 자연계에서 다양한환경오염물질들이 굴의 행동에 미치는 영향을 평가하는 데에도 적용이 가능할 것으로 생각된다.
- 또한 아주 제한적이기는 하나 다른 패류에서 타 연구자가 보고된 효과와도 동일하지 않아서 굴의 심장기능의 조절작용도 독특한 생리조절 mechanism을 이용함을 엿볼 수 있다. 이 결과들은 굴의 심장조절 mechanism을 이해하는 기초적 자료가 될 뿐 아니라, 본 연구에서 사용한 심장기능 측정법은 해양에 유입하는 각종화학물질의 영향을 기능적으로 평가하는 새로운 방법으로 발전시킬 수도 있을 것이다.
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