본 연구는 여윔증상을 보이는 넙치의 병태생리학적 변화를 관찰하는 것으로 목적으로 하였다. 여윔넙치가 발생한 수조 내의 정상넙치와 여윔넙치의 혈장 삼투압을 측정한 결과, 정상적인 해산어의 삼투압(280~330 mOsm/L)보다 훨씬 높은 약 361과 405 mOsm/L로 각각 나타났다. 이러한 사실은 여윔넙치와 동일한 수조 내의 정상넙치의 삼투압 조절기능에 이상이 있음을 시사하고 있다. 또한, 외관상 증상을 나타내고 있지 않으나, 여윔넙치가 발생한 수조의 정상적인 넙치는 여윔증상이 나타나기 이전의 초기단계로 정의할 수 있다. H&E염색을 통하여 여윔넙치의 장을 관찰한 결과, 여윔넙치의 전장에서는 상피세포가 남아 있기는 하나, 점막하 조직에서는 염증반응이 확인되었으며, 전장의 영양물질 흡수 기능에 손상이 야기되어 있을 가능성이 시사되었다. 그리고 후장의 경우 점막상피는 거의 손실되었으며, 직장에서는 점막상피의 소실과 아울러 소화관 고유의 folding 구조가 거의 확인되지 않았다. 면역염색의 결과에서도 장의 상피조직이 손실됨으로써 점막상피에 존재하는 $Na^+/K^+/2Cl^-$ (NKCC) cotransporter 에 대한 면역반응이 확인되지 않았다. 따라서, 해산어의 수분흡수의 중요한 장소인 후장과 직장의 상피조직이 심하게 손실됨으로써 넙치의 삼투조절기능의 균형이 깨지고 탈수현상이 보이고 따라서 여윔증상이 나타난 것으로 여겨진다. 뿐만 아니라 전장의 조직학적 변화를 통한 여윔증상에 대한 영양학적 관점에서의 고찰이 이루어져야 한다. 양식넙치의 여윔증 원인분석을 위해서 여윔증상 개체뿐만 아니라 여윔증상을 보이다가 회복된 개체에 대한 검토도 필요하다.
본 연구는 여윔증상을 보이는 넙치의 병태생리학적 변화를 관찰하는 것으로 목적으로 하였다. 여윔넙치가 발생한 수조 내의 정상넙치와 여윔넙치의 혈장 삼투압을 측정한 결과, 정상적인 해산어의 삼투압(280~330 mOsm/L)보다 훨씬 높은 약 361과 405 mOsm/L로 각각 나타났다. 이러한 사실은 여윔넙치와 동일한 수조 내의 정상넙치의 삼투압 조절기능에 이상이 있음을 시사하고 있다. 또한, 외관상 증상을 나타내고 있지 않으나, 여윔넙치가 발생한 수조의 정상적인 넙치는 여윔증상이 나타나기 이전의 초기단계로 정의할 수 있다. H&E염색을 통하여 여윔넙치의 장을 관찰한 결과, 여윔넙치의 전장에서는 상피세포가 남아 있기는 하나, 점막하 조직에서는 염증반응이 확인되었으며, 전장의 영양물질 흡수 기능에 손상이 야기되어 있을 가능성이 시사되었다. 그리고 후장의 경우 점막상피는 거의 손실되었으며, 직장에서는 점막상피의 소실과 아울러 소화관 고유의 folding 구조가 거의 확인되지 않았다. 면역염색의 결과에서도 장의 상피조직이 손실됨으로써 점막상피에 존재하는 $Na^+/K^+/2Cl^-$ (NKCC) cotransporter 에 대한 면역반응이 확인되지 않았다. 따라서, 해산어의 수분흡수의 중요한 장소인 후장과 직장의 상피조직이 심하게 손실됨으로써 넙치의 삼투조절기능의 균형이 깨지고 탈수현상이 보이고 따라서 여윔증상이 나타난 것으로 여겨진다. 뿐만 아니라 전장의 조직학적 변화를 통한 여윔증상에 대한 영양학적 관점에서의 고찰이 이루어져야 한다. 양식넙치의 여윔증 원인분석을 위해서 여윔증상 개체뿐만 아니라 여윔증상을 보이다가 회복된 개체에 대한 검토도 필요하다.
This study was aimed to investigate the pathophysiological changes of olive flounder, Paralichthys olivaceus suffering from emaciation. A plasma osmolality was higher in the emaciated and control flounders than that of normal teleost, suggesting osmoregulatory failure in both of them. Also, the cont...
This study was aimed to investigate the pathophysiological changes of olive flounder, Paralichthys olivaceus suffering from emaciation. A plasma osmolality was higher in the emaciated and control flounders than that of normal teleost, suggesting osmoregulatory failure in both of them. Also, the control in the same stock with emaciated flounder seem to be classified into a primary degree of emaciation. According to microscopic observations, the inflammatory responses were observed in the submucosal layer of anterior intestine, although the some of mucosal intestinal epithelium still remained. It was suggested that the pathological changes of the anterior part give rise to malabsorption of nutrients through the mucosa. In the posterior intestine and rectum, the mucosal epithelium were almostly sloughed off and severe inflammatory responses were observed in the submucosa. Immunoreaction for NKCC was not detected in the mucosal epithelial cells in intestine because of sloughing of epithelium. These changes would lead to functional disorder in the intestine, such as malabsorption of nutrients and osmoregulatory failure. Also important is to investigate the recovery phase.
This study was aimed to investigate the pathophysiological changes of olive flounder, Paralichthys olivaceus suffering from emaciation. A plasma osmolality was higher in the emaciated and control flounders than that of normal teleost, suggesting osmoregulatory failure in both of them. Also, the control in the same stock with emaciated flounder seem to be classified into a primary degree of emaciation. According to microscopic observations, the inflammatory responses were observed in the submucosal layer of anterior intestine, although the some of mucosal intestinal epithelium still remained. It was suggested that the pathological changes of the anterior part give rise to malabsorption of nutrients through the mucosa. In the posterior intestine and rectum, the mucosal epithelium were almostly sloughed off and severe inflammatory responses were observed in the submucosa. Immunoreaction for NKCC was not detected in the mucosal epithelial cells in intestine because of sloughing of epithelium. These changes would lead to functional disorder in the intestine, such as malabsorption of nutrients and osmoregulatory failure. Also important is to investigate the recovery phase.
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문제 정의
본 연구는 여윔증상을 보이는 넙치의 병태생리학적 변화를 관찰하는 것으로 목적으로 하였다. 여윔넙치가 발생한 수조 내의 정상 넙치와 여윔넙치의 혈장 삼투압을 측정한 결과, 정상적인 해산어의 삼투압 (280~330 mOsm/L)보다 훨씬 높은 약 361과 405 mOsm/L로 각각 나타났다.
본 연구는 일본 자주복의 여윔증에 대한 연구결과를 근거로 하여 여윔 넙치의 장에 집중하여 우리나라 넙치 양식장에서 문제로 대두되고 있는 여윔증상의 원인을 분석하기로 하였다. 혈장 삼투압을 측정해본 결과 여윔넙치와 동일한 수조 내의 정상넙치의 평균 삼투압은 361.
빠져나가는 물을 체내에서 보충하기 위해서 장내에서의 물흡수와 이온흡수기능이 상호보완적으로 이루어져야 한다. 자주복의 장의 삼투압 기능이 상실됨으로써 여윔병이 발생하였다는 결론을 근거로 하여 본 연구에서는 양식넙치의 여윔증상에 대해서 생리학적 관점에서의 원인분석과 해결책을 모색하는 것을 목적으로 하였다.
가설 설정
NKCC immunohistochemical features of intestine from emaciated flounders. A: The intense immunoreactions for NKCC are observed in the apical surface of posterior intestine (arrows). B: No NKCC immunoreactions was detected in epithelial apical membrane of posterior intestine in emaciated flounders (arrows).
제안 방법
고정 후, 장을 전장, 후장 그리고 직장으로 나누어 각각 5 μm정도의 두께로 절단하였다. 70, 90, 95, 99, 100%의 에탄올 중에 차례로 이동시켜, 조직 내 수분을 에탄올로 치환하였다. 이어서, xylene으로 치환하여, 파라핀 포매을 한 후 microtome을 사용하여 약 4 μm 두께의 절편을 제작하였다.
고정 후, 장을 전장, 후장 그리고 직장으로 나누어 각각 5 μm정도의 두께로 절단하였다.
동일한 수조의 정상 넙치와 여윔넙치로부터 장을 적출하여, 부황액에 침투시켜, 16시간 고정하였다. 고정 후, 장을 전장, 후장 그리고 직장으로 나누어 각각 5 μm정도의 두께로 절단하였다.
01% PBS로 다시 세척하였다. 마지막으로 dianimobenzidine (DAB)반응액 (0.02% DAB, 0.005% H2O2, 50 mM Tris-HCl Buffer, pH 7.6)으로 4분간 발색반응을 시켜, Parmount (Thermo Fisher Scientific)를 이용하여 봉입하여, 광학현미경 하에서 관찰하였다.
이를 H&E염색하여 광학현미경으로 관찰하여 정상 넙치와 여윔 넙치의장를 형태학적으로 비교ㆍ관찰하였다.
이어서, xylene으로 치환하여, 파라핀 포매을 한 후 microtome을 사용하여 약4 μm 두께의 절편을 제작하였다.
삼투압 측정
정상 및 여윔증 넙치의 혈장 삼투압을 측정하기 위하여 0.2% 2-phenoxyethanol에 마취를 시킨 후, 헤파린 처리한 1 ml 주사기를 이용하여 미부정맥에서 혈액을 채취하였다. 혈액 혈장은 2000 g, 5분 동안 원심분리를 하여 얻었고, 삼투압 측정을 할 때까지-20 ℃에 보관하였다.
면역조직화학법은 avidin-biotin-peroxidase complex (ABC)법을 이용하였다. 제작한 절편을 매뉴얼대로 탈파라핀을 행하여, 0.6% H2O2에 30분간 침투시키고, 조직 내의 peroxydase활성을 잃게 한 후 2% Normal Goat Serum (NGS)으로 30분간 blocking한 후 효소항체법으로 면역염색을 행하였다. 1차 항체로는 T4 항체 (2000, 4000배 희석)를 이용하였다.
대상 데이터
6% H2O2에 30분간 침투시키고, 조직 내의 peroxydase활성을 잃게 한 후 2% Normal Goat Serum (NGS)으로 30분간 blocking한 후 효소항체법으로 면역염색을 행하였다. 1차 항체로는 T4 항체 (2000, 4000배 희석)를 이용하였다. T4는 사람의 NKCC1의 C말단 310 아미노산 잔기를 인식하는 monoclonal antibody로, 틸라피아의 아가미에 있어서 NKCC와 NCC와 반응하는 것이 밝혀져 있다 (Hiroi et al.
2010년 6월과 8월에 제주도 남제주군에 위치한 2개소의 넙치 양식장으로부터 전형적인 여윔증상을 보이는 넙치, Paralichthys olivaceus를 수집하여 삼투압 측정 및 면역조직화학법을 실시하기 위한 분석시료로 사용하였다. 평균 체중은 46.
이론/모형
면역조직화학법은 avidin-biotin-peroxidase complex (ABC)법을 이용하였다. 제작한 절편을 매뉴얼대로 탈파라핀을 행하여, 0.
성능/효과
H&E염색을 통하여 여윔넙치의 장을 관찰한 결과, 여윔넙치의 전장에서는 상피세포가 남아 있기는 하나, 점막하 조직에서는 염증반응이 확인되었으며, 전장의 영양물질 흡수 기능에 손상이 야기되어 있을 가능성이 시사되었다.
H&E염색을 통하여 여윔넙치의 장을 관찰한 결과, 여윔넙치의 전장에서는 상피세포가 남아 있기는 하나, 점막하 조직에서는 염증반응이 확인되었으며, 전장의 영양물질 흡수 기능에 손상이 야기되어 있을 가능성이 시사되었다. 그리고 후장의 경우 점막상피는 거의 손실되었으며, 직장에서는 점막상피의 소실과 아울러 소화관 고유의 folding 구조가 거의 확인되지 않았다. 면역염색의 결과에서도 장의 상피조직이 손실됨으로써 점막상피에 존재하는 Na+/K+/2Cl- (NKCC) cotransporter 에 대한 면역반응이 확인되지 않았다.
그리고 후장의 경우 점막상피는 거의 손실되었으며, 직장에서는 점막상피의 소실과 아울러 소화관 고유의 folding 구조가 거의 확인되지 않았다. 면역염색의 결과에서도 장의 상피조직이 손실됨으로써 점막상피에 존재하는 Na+/K+/2Cl- (NKCC) cotransporter 에 대한 면역반응이 확인되지 않았다. 따라서, 해산어의 수분흡수의 중요한 장소인 후장과 직장의 상피조직이 심하게 손실됨으로써 넙치의 삼투조절기능의 균형이 깨지고 탈수현상이 보이고 따라서 여윔증상이 나타난 것으로 여겨진다.
본 연구는 여윔증상을 보이는 넙치의 병태생리학적 변화를 관찰하는 것으로 목적으로 하였다. 여윔넙치가 발생한 수조 내의 정상 넙치와 여윔넙치의 혈장 삼투압을 측정한 결과, 정상적인 해산어의 삼투압 (280~330 mOsm/L)보다 훨씬 높은 약 361과 405 mOsm/L로 각각 나타났다. 이러한 사실은 여윔넙치와 동일한 수조 내의 정상넙치의 삼투압 조절기능에 이상이 있음을 시사하고 있다.
여윔넙치의 장을 이용하여 면역조직화학법을 실시한 결과, 장상피점막층의 탈락으로 인하여 NKCC에 대한 면역염색반응은 확인되지 않았다 (Fig. 2-B). 정상적인 넙치의 경우에는 장 내 장상피세포의 정단부에 존재하는 NKCC에 대한 면역양성반응이 관찰되었다 (Fig.
, 2003). 여윔증상을 보이는 넙치 장의 조직 절편을 광학현미경적으로 분석한 결과, 전장부에 있어서는 변성변화를 보이는 점막상피가 남아 있으나 점막하직 내 다양한 염증성 세포의 광범한 침윤 및 모세혈관확장, 염증성 부종이 확인되었다 (Fig. 1-A). 후장부의 경우 점막상피는 거의 소실되었으며 전장부와 흡사하게 점막하직 내 심도의 염증반응이 관찰되었으며 (Fig.
여윔증상을 보이는 넙치에 대한 조직학적 분석결과, 전장부를 제외한 후장부 및 직장부의 점막상피가 모두 소실되고 장 전역의 점막하직에서 모세혈관확장, 염증성 부종 및 염증성 세포의 광범한 침윤이 확인되어 일종의 궤양성 장염(ulcerative enteritis)의 소견을 보이는 것으로 확인되었다 (Fig. 1). 특히, 전장부에서 관찰되는 심한 염증성 반응은 전장부의 고유한 영양물질 흡수 기능의 심각한 손상을 야기할 가능성이 있어 영양학적 관점에서의 여윔증상과의 상관성이 깊을 것으로 사료되었다.
1). 특히, 전장부에서 관찰되는 심한 염증성 반응은 전장부의 고유한 영양물질 흡수 기능의 심각한 손상을 야기할 가능성이 있어 영양학적 관점에서의 여윔증상과의 상관성이 깊을 것으로 사료되었다. 또한, 후장 및 직장부의 광범한 상피탈락 및 염증성 반응은 심각한 수분소실 및 이온 교환장애로 이어질 수 있어 체내 삼투조절기능부전으로 이어질 수 있을 것으로 생각된다.
후속연구
이처럼 심하게 장상피세포가 탈락되어 생존하기 어렵다고 예상 되나, 여윔증상으로 보이다가 회복되는 개체가 있으므로 이에 대한 검토와 영양학적 관점에서의여윔증에 대한 고찰도 필요하다. 그리고 앞으로 여윔 넙치의 삼투조절기능 장애에 대한 검증을 하기 위해서 장 뿐만 아니라, 다른 삼투조절기관인 신장과 아가미에 대해서도 검증되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
장 상피세포에 있어서의 NaCl 흡수에 관련된 이온채널 단백질은 무엇인가?
최근 들어서 장 상피세포에 있어서의 NaCl 흡수에 관련된 이온채널 단백질에는 Na+/K+-ATPase (NAK), Na+/K+/2Cl- (NKCC)와 Na+/Cl- (NC) cotransporter 로 알려져 있다 (Marshall and Grosell, 2006). 이 모델에서는 NAK가 상피세포의 측저막에 위치하여 상피세포에 있어서의 이온수송의 구동력을 제공하고, 정단막에 위치한 NKCC 및 NC cotransporter를 통한 Na+ 와 Cl-이온이 상피세포 내로 흡수되는 것으로 추측하고 있다.
경골어류의 삼투조절작용은 무엇으로 이루어지는가?
다양한 염분 농도의 수생환경에서 생활하는 경골어류의 경우, 삼투압과 농도구배에 따라 물과 이온의 수동적인 이동이 이루어지고 있다. 경골어류에 있어서의 삼투조절작용은 아가미, 장 그리고 신장에서의 통괄적인 물과 이온의 이동 활동에 의해서 이루어지며, 이로 인해서 물과 이온의 균형을 유지할 수 있다. 이러한 삼투조절기관 중에서도 장은 해수 적응시 물 조절에 매우 중요한 역할을 한다 (Smith, 1930; Collie and Bern, 1982; Ando et al.
해수 장어의 장 내의 물 흡수는 어떤 원리로 이루어지는가?
장 내의 물 흡수의 주요한 구동력은 수동적이고 능동적인 이온 흡수에 의한 장내 소화액과 체액 사이에 일어나는 삼투압차 (osmotic gradient)이다. 해수 장어의 경우 (Hirano and Mayer-Gostan, 1976), 들이마신 해수는 식도를 통해 위에 달하는 동안에 탈염되어 Na+이온과 Cl-이온 농도가 약 반정도까지 저하된다. 이러한 이온 흡수는 장관 내 물이 이동하는 동안에 일어나는데, 이는 Na+/K+-ATPase에 의해서이다 (Loretz, 1995). 결과적으로 들이마신 해수의 삼투압은 체액 삼투압과 거의 비슷한 수준까지 감소된다 (Kim et al., 2008).
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