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문제 정의
- STZ(StrefrtozotocMn)를 이용하여 제 1형 당뇨를 유발시킨 생쥐에게 해양심층수를 음용시켜, 혈당치의 변화 및 파괴된 췌도에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 그 결과 수돗물을 음용시킨 생쥐에 비해서 해양심층수를 음용시킨 생쥐의 혈당이 낮아지고, 파괴되었던 췌도의 면적이 넓어졌으며, 췌도 내에 정상적인 p세포의 수도 많아진 점으로부터, 해양심층수의 음용이 당뇨병의 증상완화에 효과가 있음이 밝혀졌다.
- 본 연구에서는 streptozotocin (STZ)으로 췌장의 P-세포를파괴하여 제 1형 당뇨 증상을 유발한 생쥐에게 해양 심증 수를 음용 시켜 해양심증수가 당뇨 증상 완화에 효과를 나타내는지를 알아보고, STZ에 의하여 파괴 된 췌장조직 에 해 양심 층수가 미치는 효과에 대하여 조직학적으로 검토하였다.
제안 방법
- 01 M citrate buffer 2 ml/kg (체중)을 꼬리 정맥에 주사하였으며, 수돗물을 공급하였다. STZ 투여 일주일 후부터 32일째 까지 5일 간격으로 6회에 걸쳐 각 개체에 대한 공복 시의 혈당을 측정하였고, 혈당을 측정하기 직전에 각 개체의 체중을 측정하였다. 또한 음용수 섭취량의 측정을 위하여 매 회 마신 물의 양을 기록한 후 다시 500 ml씩 공급하였다.
- 01 M citrate buffer에 용해하여 2 ml/kg (체중)의 농도 별로 3마리씩의 꼬리 정맥에 주사하여, 일주일 경과 후 6시간 절식시킨 후 공복 시의 혈당을 측정하였다. 그 결과 STZ 25 mg/kg (체중) 및 50 mg/kg (체중)을 투여한 생쥐의 혈당치가 각각 100-150 mg/dl 및 150-200 mg/dl으로 측정되어 위의 STZ농도들을 각각 본 실험의 경당뇨유발군 및 중당뇨유발군에 대한 투여농도로 설정하였다.
- 그 후 경당뇨유발-수돗물음용군(25TW)과 경당뇨유발- 해양심층수음용군 (25DW)에게는 25 mg/kg의 STZ를, 중 당뇨 유발-수돗물음용군(50TW)과 중당뇨유발-해양심층수음용군 (50DW)에게는 50 mg/kg (체중)의 STZ를 각 생쥐의 꼬리 정맥에 주사하고, 500 ml의 수돗물 또는 해양심층수를 공급하였다. 대조군에 게 는 0.
- 당뇨유발 약품으로서 췌장의 p-세포에만 선택적으로 작용하여 다른 기관에는 영향을 주지 않으며, 인슐린 결핍으로 영구적 인 당뇨를 유발시 킨다고 알려져 있는 streptozotodn(STZ, Sigma Chemical Co.)을 이용하였으몌 16], 당뇨유발을 위한 STZ 투여농도를 설정하기 위하여 예비실험을 실시하였다. STZ를 주사하기 전 6시간 동안 절식시킨 9마리의 생쥐의 꼬리 정맥에서 혈액을 채취하여 혈당측정기(Precision Q.
- 당뇨유발실험군으로서 각 실험군당 15개체씩 4그룹으로 나누어 모든 생쥐들을 6시간 절식시킨 후 공복 시의 혈당을 측정했다. 그 후 경당뇨유발-수돗물음용군(25TW)과 경당뇨유발- 해양심층수음용군 (25DW)에게는 25 mg/kg의 STZ를, 중 당뇨 유발-수돗물음용군(50TW)과 중당뇨유발-해양심층수음용군 (50DW)에게는 50 mg/kg (체중)의 STZ를 각 생쥐의 꼬리 정맥에 주사하고, 500 ml의 수돗물 또는 해양심층수를 공급하였다.
- 그 후 경당뇨유발-수돗물음용군(25TW)과 경당뇨유발- 해양심층수음용군 (25DW)에게는 25 mg/kg의 STZ를, 중 당뇨 유발-수돗물음용군(50TW)과 중당뇨유발-해양심층수음용군 (50DW)에게는 50 mg/kg (체중)의 STZ를 각 생쥐의 꼬리 정맥에 주사하고, 500 ml의 수돗물 또는 해양심층수를 공급하였다. 대조군에 게 는 0.01 M citrate buffer 2 ml/kg (체중)을 꼬리 정맥에 주사하였으며, 수돗물을 공급하였다. STZ 투여 일주일 후부터 32일째 까지 5일 간격으로 6회에 걸쳐 각 개체에 대한 공복 시의 혈당을 측정하였고, 혈당을 측정하기 직전에 각 개체의 체중을 측정하였다.
- 한편, STZ주사에 의한 혈당 변화가 거의 없거나 혈당 측정 초기부터 고혈당을 나타내는 개체들의 데이터는 통계처리 시제외하였다. 따라서 25TW군에서는 11개체, 50TW군에서는 9 개체, 25DW군에서는 8개체, 50DW군에서는 8개체 만을 당뇨 유발 개체로 간주하여 통계처리에 이용하였다.
- 06 mg/dl)의 혈당치를 나타내었다. 따라서 생쥐 공복 시의 혈당이 100-150 mg/dl 및 150-200 mg/dl을 나타내기 위한 STZ의 투여농도를 설정하기 위하여, 12.5, 25, 50 mg/kg (체중)의 STZ를 pH 4.5의 신선한 0.01 M citrate buffer에 용해하여 2 ml/kg (체중)의 농도 별로 3마리씩의 꼬리 정맥에 주사하여, 일주일 경과 후 6시간 절식시킨 후 공복 시의 혈당을 측정하였다. 그 결과 STZ 25 mg/kg (체중) 및 50 mg/kg (체중)을 투여한 생쥐의 혈당치가 각각 100-150 mg/dl 및 150-200 mg/dl으로 측정되어 위의 STZ농도들을 각각 본 실험의 경당뇨유발군 및 중당뇨유발군에 대한 투여농도로 설정하였다.
- 체중, 음용수의 섭취량 및 혈당치의 측정이 종료된 후 실험동물을 ether로 마취하여 췌장 조직을 적출하였다. 적출한 췌장은 예리한 면도칼로 lxlxl mn? 크기로 세절한 후,MiHonigzs phosphate buffer로 만든 2% paraformaldehyde와 2.
- 중합하였다. 포매된 조직을 초박절기(LKB2088)를 이용하여 0.5-1 μm의 두께로 자른 후 0.5% tolui dine blue로 염색하여 광학현미경으로 관찰하였다. 또한, 췌도(Langerhans' islet)의 면적 및 8세포의 수를 IMT I-solution Inc.
대상 데이터
- 실험에 사용한 음용수는 부산시 화명정수장에서 공급하는 수돗물 및 주식회사 Enzamin Japaim에서 판매하는 '하와이 해양심층수 MANA' (채수지, 하와이 연안 수심 915 m; Na+ 17 mg/1, Ca저 26 mg/1, Mg저 45 mg/1, K" 2 mg/1, 단백질, 지방,탄수화물 불검출; 경도, 250)를 이용하였다. 한편, 부산광역 시 상수도 사업본부의 수질검사기준에는 Na+, Mg좌, Ca2+, 둥의 중금속이 포함되어 있지 않으므로, Ca2+은 ICP 발광 분석법으로, Na+, Mg2+ 및 K* 은 원자흡광광도법으로 분석하였다.
- 실험동물은 생후 7주령 ICR계 수컷 생쥐를 (주) 셈타코 코리아로부터 구입하여 온도 22±1°C, 습도 50+5%, 명암주기 12L:12D의 환경에서 사육하여, 일주일간 적응시켰으며, 이 기간 동안 수돗물과 시판되는 생쥐용 고체사료를 자유롭게 섭취 (adlibitum 할 수 있게 하였다.
데이터처리
- 실험결과의 통계처리는 SPSS package를 이용하였으며, 모든 측정값은 Mean±SE로 표시하였고, ANOVA-test (Scheffe test)를 이용하여 p<0.05의 수준에서 통계적 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- Ca저 26 mg/1, Mg저 45 mg/1, K" 2 mg/1, 단백질, 지방,탄수화물 불검출; 경도, 250)를 이용하였다. 한편, 부산광역 시 상수도 사업본부의 수질검사기준에는 Na+, Mg좌, Ca2+, 둥의 중금속이 포함되어 있지 않으므로, Ca2+은 ICP 발광 분석법으로, Na+, Mg2+ 및 K* 은 원자흡광광도법으로 분석하였다.
성능/효과
- 수돗물에 대한 중금속 분석결과 수돗물로부터 A* 1 0.08mg/1, Ni2+ 110 mg/1, Na+ 11 mg/1, C* a 7.2 mg/1, Mg거, 7.7 mg/1 , K+ 0.08 mg/1, Hg좌 0.009 mg/1 둥이 검출되었으며 Pb, Cr", cd, Cu, Fe, Mn, Se, Ni 및 As 는 검출되지 않았다. 각실험군에 대하여, 증가된 평균체중, 하루에 음용한 음용수 양의 평균치 및 평균 혈당치의 변화를 Fig.
- )을 이용하였으몌 16], 당뇨유발을 위한 STZ 투여농도를 설정하기 위하여 예비실험을 실시하였다. STZ를 주사하기 전 6시간 동안 절식시킨 9마리의 생쥐의 꼬리 정맥에서 혈액을 채취하여 혈당측정기(Precision Q.I.D Blood Glucose Sensor)로 공복 시의 혈당을 측정한 결과 73-104 mg/dl (92.0+12.06 mg/dl)의 혈당치를 나타내었다. 따라서 생쥐 공복 시의 혈당이 100-150 mg/dl 및 150-200 mg/dl을 나타내기 위한 STZ의 투여농도를 설정하기 위하여, 12.
- 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 그 결과 수돗물을 음용시킨 생쥐에 비해서 해양심층수를 음용시킨 생쥐의 혈당이 낮아지고, 파괴되었던 췌도의 면적이 넓어졌으며, 췌도 내에 정상적인 p세포의 수도 많아진 점으로부터, 해양심층수의 음용이 당뇨병의 증상완화에 효과가 있음이 밝혀졌다. 이러한 효과는 해양심층수에 포함된 Mg저의 효과인 것으로 생각되었다.
- 본 연구결과, STZ로 제1형 당뇨를 유발시킨 모든 생쥐에서 대조군보다 체중과 음용량이 증가하여 당뇨 발병이 확인되 었다. 한편, 해양심층수를 음용시킨 중당뇨유발군(50DW)의 경우, 수돗물을 음용시킨 생쥐 (50TWQ보다 혈당치가 감소하는 점으로부터(Fig.
- 이상으로부터, STZ로 제 1형 당뇨를 유발한 생쥐에게 해양심층수를 음용시켰을 경우의 혈당감소 효과 및 췌도 조직의 회복은 해양심층수에 포함된 Mg좌의 효과인 것으로 생각되었으며, 따라서 Mg좌이 다량 함유된 해양심층수를 섭취하는 것은 당뇨병 예방과 증상완화에 효과적일 것으로 생각되었다. 한편, 대조군 및 수돗물음용군 모두 실험 개시 후 32일째에는 7일째보다 혈당치가 감소하는 경향을 보이는데, 이는 수돗물 또는 먹이에 포함된 소량의 Mg좌성분이 혈당 조절에 적게나마 도움을 준 것으로 생각되었다.
- 더욱이 경 . 중 당뇨유발군 모두, 해양심층수를 섭취한 생쥐(25DW, 50DW)의 췌도 면적은 수돗물음용군(25TW, 50TW)에 비해 증가하였고(Fig. 4, 5), 췌도 내 정상 p세포의 수도 수돗물 음용 군에 비해 증가한 점으로부터(Fig. 6), 해양심층수가 p세포의 회복에도 크게 영향을 주는 것이 밝혀졌다. 한편, 수돗물 음용 군 및 해양심층수음용군 모두, 정상 p세포의 수가 25 및 50 mg/kg STZ의 농도에서 매우 유사한 현상으로부터, 25 또는 50 mg/kg STZ의 농도가 p세포에 미치는 영향은 매우 유사한 것으로 생각되었다.
- 46 mg/dl). 특히 중당뇨유발군인 50TW와 50DW실험군에서는 12일째에 더욱 상승하였고(50TW, 185.11 ±22.02 mg/dl; 50DW, 159.22±24.30 mg/dl), 이후에도 경당뇨유발군보다 일반적으로 높은 혈당치를 나타내었다(Fig. 3). 한편 중 당뇨 유발-해 양심층수음용군(50DW)은 수돗물음용군(50TW) 보다 혈당치가 낮은 경향을 보였고(p<0.
- 3). 한편 중 당뇨 유발-해 양심층수음용군(50DW)은 수돗물음용군(50TW) 보다 혈당치가 낮은 경향을 보였고(p<0.05), 해양심층수 음용 군 중 25DW 실험군과 50DW 실험군과의 혈당치의 차이는 크지 않았다.
- 생각되었다. 한편, 대조군 및 수돗물음용군 모두 실험 개시 후 32일째에는 7일째보다 혈당치가 감소하는 경향을 보이는데, 이는 수돗물 또는 먹이에 포함된 소량의 Mg좌성분이 혈당 조절에 적게나마 도움을 준 것으로 생각되었다. 그러나 앞으로 해양심층 수의 혈당 저하 및 췌도 조직의 회복효과가 실제로 Mg저에 의해서 유도되었는지를 확인하기 위한 연구가 수행되어야 할 것이며, 현재 본 연구자들은 Mg2+ 및 해양심층수에 포함된 무기 이온들의 췌도 조직에 미치는 영향에 대하여 연구 중에 있다.
- 6), 해양심층수가 p세포의 회복에도 크게 영향을 주는 것이 밝혀졌다. 한편, 수돗물 음용 군 및 해양심층수음용군 모두, 정상 p세포의 수가 25 및 50 mg/kg STZ의 농도에서 매우 유사한 현상으로부터, 25 또는 50 mg/kg STZ의 농도가 p세포에 미치는 영향은 매우 유사한 것으로 생각되었다.
- 혈당 측정에 대한 실험 종료 후, 각 실험군의 췌장 내 췌도의면적을 비교한 결과, 경 - 중당뇨유발군 모두, 해양심층수 음용 군이 수돗물음용군에 비해서 췌도의 면적이 넓었으며, 중당뇨유발군 중 해양심층수음용군의 췌도의 면적은 대조군보다도 약간 넓었다(대조군, 12, 411.90±l, 747.07 ^m; 25TW, 6, 782.97± 1, 231.40 μ50TW 8, 430.21±l, 459.40 pn2; 25DW, 10, 003.94± 1, 245.72 μ50DW, 15, 106.98±4, 822.83 ^m2; Fig. 4, 5). 또한 각 췌도 당 정상적인 6세포수의 평균치를 비교한 결과 6 세포의 수는 경 .
후속연구
- 한편, 대조군 및 수돗물음용군 모두 실험 개시 후 32일째에는 7일째보다 혈당치가 감소하는 경향을 보이는데, 이는 수돗물 또는 먹이에 포함된 소량의 Mg좌성분이 혈당 조절에 적게나마 도움을 준 것으로 생각되었다. 그러나 앞으로 해양심층 수의 혈당 저하 및 췌도 조직의 회복효과가 실제로 Mg저에 의해서 유도되었는지를 확인하기 위한 연구가 수행되어야 할 것이며, 현재 본 연구자들은 Mg2+ 및 해양심층수에 포함된 무기 이온들의 췌도 조직에 미치는 영향에 대하여 연구 중에 있다.
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