Objectives : Hypothyroidism is a relatively common endocrinologic disease, especially among older women. Western medical doctors treat hypothyroidism with levothyroxine, however there are several side effects, including thyrotoxicosis, atrial fibrillation, osteoporosis, etc. Therefore, traditional K...
Objectives : Hypothyroidism is a relatively common endocrinologic disease, especially among older women. Western medical doctors treat hypothyroidism with levothyroxine, however there are several side effects, including thyrotoxicosis, atrial fibrillation, osteoporosis, etc. Therefore, traditional Korean medicine(TKM) offers an appealing alternative therapy for hypothyroidism. In this study, Cuscuta Semen was used to analyze its possible effect on a hypothyroidism rat model induced by propylthiouracil(PTU). Methods : 24 two-month-old Sprague-Dawley(SD) rats were divided into 4 groups: normal (n=6), PTU-induced hypothyroidism control(n=6), hypothyroidism rat treated with Cuscuta Semen (n=6), and hypothyroidism rat treated with levothyroxine(n=6). PTU was administered for 4 weeks, Cuscuta Semen and levothyroxine was administered 2 weeks after PTU was initiated for a total duration of 2 weeks. Blood samples from all the rats were taken from their hearts and analyzed. Results : When compared to the normal group, the PTU-induced control group showed significantly lower $T_4$, $T_3$ levels and significantly higher TSH level, which is indicative of hypothyroidism. The Cuscuta Semen group had significantly higher $T_4$ and significantly lower TSH than the control group(p<0.05). There was no significant difference in biochemical labs and weight between the Cuscuta Semen and control groups. Conclusions : These results suggest that Cuscuta Semen could be effective in increasing thyroid hormone production, and be powerful enough to affect the hypothalamus-pituitary-thyroid axis. Also, no adverse effects related with Cuscuta Semen were found, suggesting that it is relatively safe to administer. In conclusion, it seems that Cuscuta Semen is a safe alternative medicine for hypothyroidism.
Objectives : Hypothyroidism is a relatively common endocrinologic disease, especially among older women. Western medical doctors treat hypothyroidism with levothyroxine, however there are several side effects, including thyrotoxicosis, atrial fibrillation, osteoporosis, etc. Therefore, traditional Korean medicine(TKM) offers an appealing alternative therapy for hypothyroidism. In this study, Cuscuta Semen was used to analyze its possible effect on a hypothyroidism rat model induced by propylthiouracil(PTU). Methods : 24 two-month-old Sprague-Dawley(SD) rats were divided into 4 groups: normal (n=6), PTU-induced hypothyroidism control(n=6), hypothyroidism rat treated with Cuscuta Semen (n=6), and hypothyroidism rat treated with levothyroxine(n=6). PTU was administered for 4 weeks, Cuscuta Semen and levothyroxine was administered 2 weeks after PTU was initiated for a total duration of 2 weeks. Blood samples from all the rats were taken from their hearts and analyzed. Results : When compared to the normal group, the PTU-induced control group showed significantly lower $T_4$, $T_3$ levels and significantly higher TSH level, which is indicative of hypothyroidism. The Cuscuta Semen group had significantly higher $T_4$ and significantly lower TSH than the control group(p<0.05). There was no significant difference in biochemical labs and weight between the Cuscuta Semen and control groups. Conclusions : These results suggest that Cuscuta Semen could be effective in increasing thyroid hormone production, and be powerful enough to affect the hypothalamus-pituitary-thyroid axis. Also, no adverse effects related with Cuscuta Semen were found, suggesting that it is relatively safe to administer. In conclusion, it seems that Cuscuta Semen is a safe alternative medicine for hypothyroidism.
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문제 정의
菟絲子가 갑상선기능저하증 동물 모델의 혈당에 미치는 영향을 알아보았다. 대조군에서는 103.
본 실험은 PTU로 갑상선기능저하증을 유발시킨 동물모델을 통하여 菟絲子의 갑상선기능저하증에 대한 효과를 밝히기 위해 계획되었고, 그 결과는 다음과 같다.
또 기존 의서에 菟絲子의 主治症으로 기재된 男女虛冷, 五勞七傷, 腰膝冷痛 등9,10과 菟絲子의 약리학적 효능들이 갑상선기능저하증의 주소증인 한불내성, 피로 등을 포괄하기 때문에 갑상선기능저하증에 유효할 것으로 생각한다. 이에 저자는 6-propyl, 2-thiouracil(이하 PTU)로 유발된 갑상선 기능저하증 rat에 菟絲子를 투여하여 갑상선 관련 호르몬, 생화학 및 혈액학적 지표를 살펴봄으로써 菟絲子의 효능 및 안전성을 조사하였다.
제안 방법
SD male rat 6마리씩 정상군(Normal group), 대조군(Control group), 菟絲子 투여군(Cuscuta group) 및 양성대조군(Levothyroxine(LT4) 투여군)으로 나누어 진행하였다. 정상군(Normal group)을 제외한 나머지 군들은 PTU를 총 4주간 경피주사하여 갑상선기능저하증을 유발시켰다.
를 측정하였다. T4와 TSH 측정 역시 유사한 방법으로 T4-antibody와 TSH-antibody로 코팅된 microtiter wells에 준비된 샘플 100㎕씩과 standard T4 및 TSH solution을 분주한 다음 100㎕ T4 및 TSH enzyme conjugate, 100㎕ TBM color solution, 50㎕ 2N HCl stop solution을 각각 분주한 후 ELISA reader을 사용하여 450nm에서 각각의 흡광도를 측정하여 T4와 TSH 를 측정하였다.
정상군(Normal group)을 제외한 나머지 군들은 PTU를 총 4주간 경피주사하여 갑상선기능저하증을 유발시켰다. 菟絲子 투여군은 PTU 경피주사 개시 2주 후부터 菟絲子를 생리식염수에 현탁하여 500㎎/㎏의 용량으로 Zonde를 이용하여 1日 1回 2주간 경구로 투여하였다. 대조군(Control group)은 PTU 경피주사 개시 2주 후부터 실험군과 동량의 생리식염수를 경구로 투여하였다.
菟絲子가 갑상선기능저하증 rat의 간기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 혈중 AST, ALT, ALP를 측정하였다.
菟絲子가 갑상선기능저하증 rat의 갑상선 기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 T3, T4, TSH를 측정하였다.
菟絲子가 갑상선기능저하증 rat의 단백 대사에 미치는 영향을 알아보기 위해 혈중 단백질과 알부민을 측정하였다.
菟絲子가 갑상선기능저하증 rat의 체중에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험 시작일부터 매주 1회씩 4주간에 걸쳐 총 5회 체중 측정을 시행하였다. 실험 시작 시점에 시행한 정상군, 대조군, 실험군 간의 체중 측정 결과 각 군들에서 통계학적으로 유의한 차이는 없었다.
菟絲子가 갑상선기능저하증 동물 모델의 지질 대사에 미치는 영향을 알아보기 위해 Total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol, Triglyceride을 생화학 분석하였다.
갑상선기능저하증 동물 모델에 투여한 菟絲子가 신기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 BUN과 Creatinine을 생화학 분석하였다. 정상군, 대조군, 菟絲子 투여군, LT4 투여군 간의 BUN과 Creatinine은 통계학적으로 유의한 차이는 없었다(Table 5).
)를 1,500㎖의 80% 에탄올에 넣고 heating mantle을 이용하여 2시간 동안 가열 추출하고 여과한 여액을 500㎖ 플라스크에 applicator를 이용하여 넣은 후 filter로 걸러냈다. 걸러진 여과액을 Rotary evaporator(Model NE-1, 東京理化學株式會社, Japan)로 건조시키고, 동결 건조된 약제 1차 추출물 1g씩을 10㎖의 증류수로 용해시킨 후 95℃ 수조에서 2시간 동안 재차 가열 추출하였고, 이들 추출물을 원심분리용 시험관에 담아 14,000rpm에서 20분간 원심 분리하여 上淸液을 수거하였다. 이 上淸液을 직경 0.
그 후 정상군을 제외한 모든 동물군에 6-Propyl, 2-thiouracil(water supplement(Ca# P3755, 10g, sigma)) 400㎎을 증류수 40㎖에 녹여 rat 체중 100g 당 0.2㎖/day씩 4주간 경피주사하여 갑상선기능저하증을 유발시켰다.
菟絲子 투여군은 PTU 경피주사 개시 2주 후부터 菟絲子를 생리식염수에 현탁하여 500㎎/㎏의 용량으로 Zonde를 이용하여 1日 1回 2주간 경구로 투여하였다. 대조군(Control group)은 PTU 경피주사 개시 2주 후부터 실험군과 동량의 생리식염수를 경구로 투여하였다. 양성 대조군(LT4 투여군)은 PTU 경피주사 개시 2주후부터 Levothyroxine(CA# T2376, 1g, sigma)을 0.
본 실험 설계대로 정상군을 제외한 모든 군에 PTU를 rat의 체중 100g 당 0.2㎖/day씩 4주간 경피 주사하여 갑상선기능저하증을 유발시켰다. 4주 후 ether로 마취한 rat의 심장에서 10cc씩 채혈한 후 T3, T4, TSH를 분석한 결과 모든 수치에서 정상군과 대조군간에 통계학적으로 유의한 차이가 있었다.
작용 지속 시간은 약 12-24시간으로 혈장반감기보다 상당히 길어 1일 1회 투여로도 충분한 효과를 낼 수 있지만 갑상선 기능항진증 치료 초기에는 일반적으로 6-8시간 간격으로 투여한다1,6. 본 실험에서는 PTU를 매일 2㎎/㎏로 경피 주사하는 방법을 사용하였는데, 이는 과도한 독성의 유발 없이 효과적으로 갑상선기능저하증을 유발시키는 농도로 알려져 있다19.
실험 시작 4주째 rat의 심장에서 10cc씩 채혈을 시행하여 3,000rpm에서 20분간 원심분리한 다음 上淸液을 얻어 -40℃에 보관한 후 AST(Aspartate Transaminase), ALT(Alanine Transaminase), ALP (Alkaline Phosphatase), BUN(Blood Urea Nitrogen), Creatinine, Glucose, Albumin, Protein, Total Cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol, Triglyceride 등의 생화학 분석을 시행하였다.
대조군(Control group)은 PTU 경피주사 개시 2주 후부터 실험군과 동량의 생리식염수를 경구로 투여하였다. 양성 대조군(LT4 투여군)은 PTU 경피주사 개시 2주후부터 Levothyroxine(CA# T2376, 1g, sigma)을 0.5N NaOH isotonic saline에 250㎎/500㎖의 농도로 희석하여 rat 체중 100g당 0.1㎖/day의 용량으로 2주간 복강내 주사하였다.
체중 측정은 실험 개시일부터 실험 종료일까지 매주 1회씩 4주간을 걸쳐 총 5회 시행하였다. 체중 측정은 아침 사료 공급 전에 일괄적으로 전자저울(CAS 2.
체중 측정은 실험 개시일부터 실험 종료일까지 매주 1회씩 4주간을 걸쳐 총 5회 시행하였다. 체중 측정은 아침 사료 공급 전에 일괄적으로 전자저울(CAS 2.5D, Korea)을 이용하여 시행하였으며, 측정시 rat의 움직임에 따른 오차를 최소화하기 위해 플라스틱 bowl에 rat을 올려놓고, rat가 안정 상태에 이르렀을 때 나타나는 체중을 기록하였다.
혈청 중 T3, T4와 TSH 측정은 각각 Rodent T3, T4, TSH ELISA(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) test kit(모두 Endocrine technologies Inc., USA)를 사용하였다. 실험 마지막 날 채혈하여 3,000 rpm에서 20분간 원심분리한 후 上淸液을 얻어 -40℃에 보관하였다.
대상 데이터
생후 2개월 된 200±20g의 Sprague-Dawley(SD) 系 male rat(중앙실험동물, Korea)를 구입하여 12시간씩 낮과 밤이 교대되며 40∼70%의 습도를 유지하는 cage에서 1주일간 사육하여 적응기를 거쳤으며, 먹이와 물은 자유롭게 먹도록 하였다.
데이터처리
각각의 수치는 평균 ± 표준편차(mean ± S.D.)로 표시했으며, 양방 검정 유의도(Two-tailed p value)는 p값이 <0.05 수준일 때를 기준으로 하였다.
통계학적 비교분석은 GraphPad PRISM statistical package(ver 4.03, Graphpad software inc., San Diego, USA)를 이용하여 각군간의 비교는 one-way analysis of variance(ANOVA)에 이어 Tuckey's post-hoc test로 사후 검증하였다.
성능/효과
2㎖/day씩 4주간 경피 주사하여 갑상선기능저하증을 유발시켰다. 4주 후 ether로 마취한 rat의 심장에서 10cc씩 채혈한 후 T3, T4, TSH를 분석한 결과 모든 수치에서 정상군과 대조군간에 통계학적으로 유의한 차이가 있었다. T4는 정상군에서 4.
이는 갑상선기능저하증에서 지질 항목들이 상승하는 사실과는 반대되는 결과이다. LT4 투여군은 대조군에 비해 Total cholesterol이 통계학적으로 유의하게 감소하였고, LDL-cholesterol은 통계학적인 유의성은 없으나 감소하는 경향성은 있었다. 이는 갑상선 호르몬 보충요법으로 Total cholesterol과 LDL-cholesterol이 감소한다는 기존의 보고와 일치한다27.
TSH는 갑상선 기능 변화를 반영하는 가장 예민한 지표이므로 갑상선 호르몬 보충요법을 시행하는 경우에는 TSH을 측정하면서 적정 투여량을 산정하는 것이 좋다1. 결론적으로 일차성 갑상선기능저하증은 TSH 증가, T4 감소, T3 정상 내지 감소하는 검사 소견을 통해 진단한다. 본 실험에서도 대조군이 정상군에 비해 TSH가 증가하고, T4와 T3가 감소하는 검사결과가 나왔으므로 실험 모델이 성공적으로 설정되었음을 알 수 있다.
이는 T4ㆍT3 감소, TSH 상승이라는 갑상선기능저하증의 전형적인 검사소견이다. 따라서 본 실험에 사용된 동물 모델에서 PTU로 갑상선기능저하증이 효과적으로 유발되었음을 확인할 수 있었다.
. 본 동물실험에서는 정상군과 대조군의 AST, ALT, ALP 항목 간에 통계학적으로 유의한 차이는 없었다. 다만 통계학적인 유의성은 없으나, LT4 투여군의 AST가 대조군에 비해 감소하는 경향성이 있었다.
갑상선기능저하증에서 실질적으로 체중 증가가 나타나는 빈도는 54%뿐이라고 보고한 논문20이 있고, 갑상선기능 저하증 환자들의 28%는 체중 변화가 없고 오히려 13%는 식욕부진으로 심지어 체중이 감소한다고 보고한 연구자21가 있는 만큼 체증 증가를 갑상선기능저하증의 필수적인 증상으로 보긴 어렵다. 본 실험에서 체중 변화를 관찰한 결과, 통계학적인 유의성은 없었으나 정상군에 비해 대조군의 체중 증가가 적었다. 본 실험에서 이처럼 대조군의 체중 증가가 적은 이유로는 갑상선기능저하증 상태에서 증가한 leptin이 식욕을 억제시키고, 에너지대사율을 증가시킴으로써 체중 증가에 대한 보상 작용을 했을 가능성이 있으며22, 또 정상군에 비해 대조군은 PTU 경피주사를 통해 추가적인 스트레스를 받아서 체중 증가가 적었을 가능성도 있다.
결론적으로 일차성 갑상선기능저하증은 TSH 증가, T4 감소, T3 정상 내지 감소하는 검사 소견을 통해 진단한다. 본 실험에서도 대조군이 정상군에 비해 TSH가 증가하고, T4와 T3가 감소하는 검사결과가 나왔으므로 실험 모델이 성공적으로 설정되었음을 알 수 있다.
菟絲子가 갑상선기능저하증 rat의 체중에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험 시작일부터 매주 1회씩 4주간에 걸쳐 총 5회 체중 측정을 시행하였다. 실험 시작 시점에 시행한 정상군, 대조군, 실험군 간의 체중 측정 결과 각 군들에서 통계학적으로 유의한 차이는 없었다.
실험 종료 시점에서 대조군은 정상군에 비해 체중 증가가 적어 양 집단 간의 체중 증가가 40.77±18.63g 차이 났지만 통계학적으로 유의한 차이는 없었다.
이상의 실험 결과를 종합해 볼 때, 菟絲子는 PTU로 유발된 갑상선기능저하증 rat에 대해 갑상선 호르몬 합성을 촉진하고, 간독성·신독성을 유발하지 않으며, 혈당·지질·단백 대사에 큰 영향을 미치지 않으므로 갑상선기능저하증의 치료에 있어 안전하게 사용할 수 있을 것으로 생각된다.
갑상선기능저하증 동물 모델에 투여한 菟絲子가 신기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 BUN과 Creatinine을 생화학 분석하였다. 정상군, 대조군, 菟絲子 투여군, LT4 투여군 간의 BUN과 Creatinine은 통계학적으로 유의한 차이는 없었다(Table 5).
실제로 TSH가 상승할수록 Total cholesterol이 증가한다는 보고가 있다4. 하지만 본 동물 실험에서는 정상군과 대조군의 Total cholesterol, LDL-cholesterol, HDLcholesterol 항목에서 통계학적으로 유의한 차이는 없었다. 오히려 Triglyceride 항목에서 대조군이 정상군에 비해 통계학적으로 유의하게 감소하였다.
혈중 T3을 측정한 결과, LT4 투여군과 菟絲子 투여군 모두 대조군과 비교했을 때 통계학적으로 유의한 차이는 없었다(Table 2).
혈중 T4를 측정한 결과, LT4 투여군은 6.12±1.53㎍/㎖, 대조군은 0.96±0.09㎍/㎖로 LT4 투여군이 대조군에 비해 통계학적으로 유의하게 증가하였다(p<0.001).
단일 藥材 연구로 T4뿐만 아니라 TSH까지 통계학적으로 유의한 결과가 나온 논문은 본 연구가 처음이다. 菟絲子가 어떠한 기전으로 갑상선기능저하증에 대한 긍정적인 효과를 가지는지는 향후 더 많은 연구를 통해서 규명할 필요가 있다.
이는 菟絲子가 PTU에 의해 억제된 갑상선호르몬 합성을 촉진하는데 유의한 효과가 있다는 증거이다. 과거 단일 藥材를 갑상선기능저하증에 적용시킨 연구29에서 농도 별로 실험한 결과, 농도가 증가할수록 T4 합성을 촉진하는 효과가 커진다고 보고 하였는데, 菟絲子도 마찬가지로 향후에 농도에 따른 갑상선 호르몬 합성 작용을 추가로 확인할 필요가 있다. TSH 항목의 경우, 본 동물 실험에서 菟絲子 투여군은 대조군에 비해 TSH가 통계학적으로 유의하게 감소하였다.
본 실험에서 이처럼 대조군의 체중 증가가 적은 이유로는 갑상선기능저하증 상태에서 증가한 leptin이 식욕을 억제시키고, 에너지대사율을 증가시킴으로써 체중 증가에 대한 보상 작용을 했을 가능성이 있으며22, 또 정상군에 비해 대조군은 PTU 경피주사를 통해 추가적인 스트레스를 받아서 체중 증가가 적었을 가능성도 있다. 그리하여 향후 실험에서는 사료 섭취량을 측정하여 각 군간의 차이가 있는지 확인하고, 정상군에게 증류수를 경피주사하여 대조군과 동일한 스트레스를 줄 필요가 있다. 그 외에 대조군과 菟絲子 투여군, LT4 투여군의 체중 변화 간에는 통계학적으로 유의한 차이는 없었다.
菟絲子는 이러한 성기능 장애에 대해 유효한 효과를 가진다고 보고되었다18. 이상을 살펴본 결과, 菟絲子는 갑상선기능저하증 환자들이 호소하는 여러 증상들을 개선할 수 있을 것으로 생각되어 본 연구에 선택되었다. 다만, 菟絲子는 기존 의서에서 脾腎陽虛로 인한 설사를 주치하여 大便燥結에는 禁한다9고 기술되어 있어 갑상선기능저하증 환자들의 변비 성향과 상반되는 것처럼 보일 수 있다.
이상의 실험 결과를 종합해 볼 때, 菟絲子는 PTU로 유발된 갑상선기능저하증 rat에 대해 갑상선 호르몬 합성을 촉진하고, 간독성·신독성을 유발하지 않으며, 혈당·지질·단백 대사에 큰 영향을 미치지 않으므로 갑상선기능저하증의 치료에 있어 안전하게 사용할 수 있을 것으로 생각된다. 향후 농도별 실험을 통해 최적의 약물 농도를 조사하고, 추가적인 세포·분자생물학적 연구들을 통해 菟絲子가 갑상선 호르몬 합성을 촉진시키는 기전을 규명할 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
갑상선기능저하증은 어떻게 분류하는가?
갑상선기능저하증은 다양한 질환 및 약물 등으로 인해 갑상선 호르몬의 생성이 감소되어 나타나는 일련의 증상을 총칭하는 증후군이다. 갑상선기능저하증은 병변 부위에 따라 갑상선 자체의 호르몬 생성 분비에 이상이 있는 경우(일차성), 뇌하수체의 이상이 있는 경우(이차성), 혹은 시상하부에 문제가 있는 경우(삼차성)로 분류하고, 이차성과 삼차성 갑상선기능저하증을 함께 중추성 갑상선기능저하증이라고 한다1. 일차성 갑상선기능저하증은 전체 유병률의 95% 이상을 차지하며, 일차성 갑상선기능저하증의 가장 흔한 원인은 요오드 섭취가 풍부한 지역에서는 하시모토 갑상선염이고 전세계적으로는 요오드 결핍이다1.
갑상선기능저하증이란 무엇인가?
갑상선기능저하증은 다양한 질환 및 약물 등으로 인해 갑상선 호르몬의 생성이 감소되어 나타나는 일련의 증상을 총칭하는 증후군이다. 갑상선기능저하증은 병변 부위에 따라 갑상선 자체의 호르몬 생성 분비에 이상이 있는 경우(일차성), 뇌하수체의 이상이 있는 경우(이차성), 혹은 시상하부에 문제가 있는 경우(삼차성)로 분류하고, 이차성과 삼차성 갑상선기능저하증을 함께 중추성 갑상선기능저하증이라고 한다1.
최근 갑상선기능저하증에 대한 한의학적 치료가 주목받는 이유는 무엇인가?
갑상선기능저하증에 대해 서양의학에서는 결국 부족한 갑상선 호르몬을 외부에서 공급하는 갑상선 호르몬 보충요법을 활용한다. 하지만 서양의학적 치료는 평생 동안 약물을 복용해야 한다는 부담감을 줄뿐만 아니라, 심방세동, 골다공증, 의인성 갑상선기능항진증 등 여러 부작용들을 유발할 수 있고 갑상선 호르몬 균형이 회복되어도 증상이 사라지지 않을 수 있다는 문제점을 가진다2,6,7. 이 때문에 최근에 갑상선기능저하증에 대한 한의학적 치료가 주목받고 있다.
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