인삼양영탕(人蔘養榮湯)이 PTU로 유발된 Rat의 갑상선기능저하증에 미치는 영향 Effects of Insamyangyoung-tang Aqueous Extracts on the Hypothyroidism Induced by Propylthiouracil in Rats원문보기
Objectives : The object of this study was to evaluate the effect of Insamyangyoung-tang aqueous extracts (ISYYT) on the propylthiouracil (PTU) induced rat hypothyroidism. Methods : The rats were divided into 6 groups : intact control, PTU control, Levothyroxine (LT 4 ), 500, 250 and 125 mg/kg ISYYT ...
Objectives : The object of this study was to evaluate the effect of Insamyangyoung-tang aqueous extracts (ISYYT) on the propylthiouracil (PTU) induced rat hypothyroidism. Methods : The rats were divided into 6 groups : intact control, PTU control, Levothyroxine (LT 4 ), 500, 250 and 125 mg/kg ISYYT treated groups. In ISYYT treated groups, PTU and ISYYT were administered for 4 weeks after 500, 250 and 125 mg/kg ISYYT were administered for 2 weeks. In LT 4 group, PTU and LT 4 were administered for 4 weeks. The changes were observed : the weigh, serum thyroid hormone levels, serum sex hormone levels, serum lipid profiles, serum liver enzyme levels, liver and testis antioxidant defense system, histopathology of thyroid gland, liver, epididymis, prostate and testis. Results were compared with PTU control group in this experiment. Results : In comparison with PTU control group, 500 and 250 mg/kg ISYYT treated groups showed significant increase of body, thyroid, liver, testis, epididymis and prostate weights, decrease of serum TSH levels with increase of serum T3 and T4 level, increase of serum testosterone and DHT levels with decrease of serum FSH levels, decrease of serum HDL with increase of TG and increase of serum AST levels. Histopathological inspections of hepatic and male reproductive organ damage induced by PTU were improved. And the changes of antioxidant defense system of Liver and testis induced by PTU were improve. There was no significant difference between 125 mg/kg ISYYT treated group and PTU control group in this experiment. Conclusions : The results obtained in this study considered that Insamyangyoung-tang may be effective in hypothyroidism and related organ damages.
Objectives : The object of this study was to evaluate the effect of Insamyangyoung-tang aqueous extracts (ISYYT) on the propylthiouracil (PTU) induced rat hypothyroidism. Methods : The rats were divided into 6 groups : intact control, PTU control, Levothyroxine (LT 4 ), 500, 250 and 125 mg/kg ISYYT treated groups. In ISYYT treated groups, PTU and ISYYT were administered for 4 weeks after 500, 250 and 125 mg/kg ISYYT were administered for 2 weeks. In LT 4 group, PTU and LT 4 were administered for 4 weeks. The changes were observed : the weigh, serum thyroid hormone levels, serum sex hormone levels, serum lipid profiles, serum liver enzyme levels, liver and testis antioxidant defense system, histopathology of thyroid gland, liver, epididymis, prostate and testis. Results were compared with PTU control group in this experiment. Results : In comparison with PTU control group, 500 and 250 mg/kg ISYYT treated groups showed significant increase of body, thyroid, liver, testis, epididymis and prostate weights, decrease of serum TSH levels with increase of serum T3 and T4 level, increase of serum testosterone and DHT levels with decrease of serum FSH levels, decrease of serum HDL with increase of TG and increase of serum AST levels. Histopathological inspections of hepatic and male reproductive organ damage induced by PTU were improved. And the changes of antioxidant defense system of Liver and testis induced by PTU were improve. There was no significant difference between 125 mg/kg ISYYT treated group and PTU control group in this experiment. Conclusions : The results obtained in this study considered that Insamyangyoung-tang may be effective in hypothyroidism and related organ damages.
따라서, 본 연구에서는 Propylthiouracil(PTU)로 갑상선기능저하증을 유발한 rat 모델을 이용하여 人蔘養榮湯의 갑상선기능 저하증 및 간과 생식기 손상에 대한 효과를 실험하였으며, 그 결과를 갑상선 기능 저하증 치료제인 LT4 투여군과 비교하여 유의한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.
제안 방법
실험동물은 군당 8마리씩, 정상 대조군, PTU 대조군, LT4 투여군 및 500, 250 및 125 mg/kg 세 용량의 ISYYT 투여군으로 6군으로 배정하였다. 1000, 500, 250 mg의 ISYYT을 각각 10 ml의 멸균 증류수에 용해해 5 ml/kg의 용량으로 매일 1회씩 PTU 투여 시작 2주 전부터 6주 동안 경구 투여하였다.
ISYYT이 PTU로 유발된 rat의 갑상선기능저하증에 미치는 영향을 평가하기 위하여 ISYYT 500, 250 및 125 mg/kg 투여 후 PTU 대조군과 비교한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
본 연구에서는 ISYYT이 PTU로 유발된 rat의 갑상선기능저하증에 미치는 영향을 rat의 체중 및 갑상선 중량, 혈청 갑상선 호르몬 함량 및 지질 함량의 변화를 통해 평가하고, 간의 중량과 간 효소 함량, 조직 병리학적 변화, 간의 항산화 방어 system의 변화를 관찰하여 간 대사에 미치는 영향을 평가하였다. 또한, 고환, 부고환 및 전립선의 중량 및 조직 병리학적 변화, 혈청 성호르몬 함량의 변화, 고환의 항산화 방어 system의 변화를 관찰하여 생식기에 미치는 영향을 평가하였다.
본 연구에서는 ISYYT이 PTU로 유발된 rat의 갑상선기능저하증에 미치는 영향을 rat의 체중 및 갑상선 중량, 혈청 갑상선 호르몬 함량 및 지질 함량의 변화를 통해 평가하고, 간의 중량과 간 효소 함량, 조직 병리학적 변화, 간의 항산화 방어 system의 변화를 관찰하여 간 대사에 미치는 영향을 평가하였다. 또한, 고환, 부고환 및 전립선의 중량 및 조직 병리학적 변화, 혈청 성호르몬 함량의 변화, 고환의 항산화 방어 system의 변화를 관찰하여 생식기에 미치는 영향을 평가하였다.
실험동물은 군당 8마리씩, 정상 대조군, PTU 대조군, LT4 투여군 및 500, 250 및 125 mg/kg 세 용량의 ISYYT 투여군으로 6군으로 배정하였다. 1000, 500, 250 mg의 ISYYT을 각각 10 ml의 멸균 증류수에 용해해 5 ml/kg의 용량으로 매일 1회씩 PTU 투여 시작 2주 전부터 6주 동안 경구 투여하였다.
대상 데이터
132마리의 수컷 SPF.VAF Outbred Crl:CD[Sprague-Dawley] rat(6-week old upon receipt, Orient Bio, Seungnam, Korea)을 15일간의 순화과정을 거쳐 실험에 사용하였다. 순화과정 및 실험 기간 동안 사육실은 온도 20∼25℃, 습도 40∼45%로 조절하였고, 명암 주기는 12시간 주기로 조절하였으며, 사료(Samyang, Korea)와 음수는 자유롭게 공급하였다.
약재는 대원 약업사(Daegu, Korea)에서 매입한 것을 현미경하에서 관능검사를 통하여 선별하여 사용하였다. 人蔘養榮湯의 구성은 ≪東醫寶鑑≫20)을 근거로 하였다(Table 1).
데이터처리
PTU에 의한 갑상선기능저하증 및 관련 간과 생식기 장애의 유발 정도를 더 명확히 하기 위해 정상 대조군과 PTU 대조군과의 percent change를 아래의 공식[2]을 이용하여 각각 측정하였다
등분산일 경우 one way ANOVA test 후, Least-significant differences test(LSD test)로 사후 검증을 하여 군 간의 유의성을 평가하였다
모든 수치는 다중비교검증을 이용하여 통계 처리를 하였고, 분산 동질성을 Levene test를 이용하여 검증하였다
비등분산일 경우 비모수 검증인 Kruskal-Wallis H test를 하여 유의성이 인정된 경우, Mann-Whitney U test(MW test)로 사후 검증을 하여 군 간의 유의성을 평가하였다
이론/모형
Mogulkoç 등21)의 방법에 따라 50 mg의 PTU(Sigma, St. Louise, MO, USA)를 10 ml 생리 식염수에 용해해 2 ml/kg의 용량으로 매일 1회씩, 4주 동안 등 쪽 경부 피하에 주사하여 갑상선기능저하증을 유발하였다.
800×g으로 10분 동안 원심분리하여 상층액을 분리하고, 다시 12,000×g으로 15분 동안 원심분리하여 mitochondrial fraction을 준비하였다. 단백질 함량은 Lowry 등24)의 방법에 따라 bovine serum albumin을 standard로 이용하여 측정하였다. Malondialdehyde(MDA) 함량은 Jamall과 Smith25)의 방법으로 2-thiobarbituric acid를 이용하여 흡광도 525 nm에서 측정하여 nM/mg protein 단위로 측정하였다.
성능/효과
8. ISYYT 125 mg/kg 투여군은 갑상선기능저하증 및 간과 생식기 손상에 대한 유의성 있는 효과는 나타나지 않았다.
3. ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 FSH 함량이 유의하게 감소하였으며, testosterone 및 DHT 함량이 유의하게 증가하였다.4. ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 혈청 중 HDL 함량이 유의하게 감소하였으며, 혈청 중 TG 함량이 유의하게 증가하였으나, 유의성 있는 혈청 중 TC 및 LDL 함량의 변화는 나타나지 않았다.
2. ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 TSH 함량이 유의하게 감소하였으며, T3 및 T4 함량이 유의하게 증가하였다.3. ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 FSH 함량이 유의하게 감소하였으며, testosterone 및 DHT 함량이 유의하게 증가하였다.
1. ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 체중, 갑상선, 간, 고환, 부고환, 전립선의 절대 중량 및 상대 중량이 유의하게 증가하였다.2. ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 TSH 함량이 유의하게 감소하였으며, T3 및 T4 함량이 유의하게 증가하였다.
5. ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 혈청 중 AST 함량 및 간 SOD 활성이 유의하게 감소하였으며, CAT 활성이 유의하게 증가하여 간 세포 내 H2O2의 축적이 감소하였다.6. ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 고환 SOD 활성을 유의하게 증가시켰으나, CAT 활성을 유의하게 증가시켜 고환 세포 내 H2O2의 축적이 감소하였다.
4. ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 혈청 중 HDL 함량이 유의하게 감소하였으며, 혈청 중 TG 함량이 유의하게 증가하였으나, 유의성 있는 혈청 중 TC 및 LDL 함량의 변화는 나타나지 않았다.5. ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 혈청 중 AST 함량 및 간 SOD 활성이 유의하게 감소하였으며, CAT 활성이 유의하게 증가하여 간 세포 내 H2O2의 축적이 감소하였다.
PTU 대조군은 갑상선 중량이 증가하였으며, 갑상선 여포 세포의 증식에 의한 비대, 여포 직경 및 여포 내 콜로이드 물질의 감소 등 조직 병리학적 변화를 보였다. 갑상선종을 동반한 갑상선기능저하증의 가장 흔한 원인인 만성 림프구성 갑상선염은 현미경상으로 전반적인 여포의 상피세포 파괴, 림프구 침윤 및 섬유화가 보이며, 여포강이 위축되고 콜로이드는 없거나 감소되어 있다1).
한편 정세관 상피는 정자 발생 과정에 따라 6단계로 구분하며, stage I∼II 정세관은 성숙한 정자가 관내강내에 존재하는 것으로 알려져 있어29), 본 연구에서는 정자 형성의 변화 여부를 관찰하기 위해 stage I∼II 정세관의 비율을 측정하였다. PTU 대조군은 고환, 부고환 및 전립선의 중량이 감소하였으며, testosterone 및 DHT의 함량이 유의하게 감소하였다. 또한, 조직 병리학적으로 부고환, 고환 정세관 및 전립선의 도관이 위축되었고, 부고환 도관 수가 증가하였으며, stage I∼II 정세관 비율이 감소하였다.
PTU 대조군은 PTU 투여 3주 후부터 정상 대조군에 비하여 체중 및 증체량이 유의하게 감소하였으며, 이러한 변화는 LT4 및 ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여로 억제되었다. 따라서 250 mg/kg 이상의 ISYYT은 PTU 투여로 갑상선기능저하증을 유발하였을 때 나타나는 체중의 감소를 효과적으로 억제하는 것을 알 수 있었다.
LT4, ISYYT 500과 250 mg/kg 투여군은 PTU 대조군에 비하여 SOD 활성이 유의하게 억제되었으며, CAT 활성이 증가하여 간 세포 내 H2O2의 축적이 억제되었다. 따라서 250 mg/kg 이상의 ISYYT은 간의 항산화 방어 system을 변화시켜 갑상선기능저하증에서 유발되는 간 손상을 억제하는 것을 알 수 있었다.
또한, PTU 대조군에 비하여 고환에서 SOD 활성은 유의하게 증가하였으나, CAT 활성이 유의하게 증가하여 H2O2의 축적이 억제되었다. 따라서 250 mg/kg 이상의 ISYYT은 고환의 항산화 방어 system을 변화시켜 갑상선기능저하증에서 유발되는 고환, 부고환, 전립선의 변화를 억제하는 것을 알 수 있었다. 한편 이전의 보고40)와 유사하게 LT4 투여군은 PTU 대조군에 비하여 고환 SOD 활성은 유의하게 감소하였으나, H2O2 함량이 증가하였다.
이상에서 500 및 250 mg/kg의 ISYYT의 경구투여는 PTU로 갑상선기능저하증을 유발한 rat에서 나타나는 체중 및 갑상선 중량의 감소, 갑상선 종대, 갑상선 및 성호르몬의 감소, 혈청 중 지질 함량의 변화 및 간과 생식기 손상을 부작용 없이 억제하였고, 간과 고환에서 나타나는 항산화 방어 system의 변화를 억제함을 알 수 있었다. 따라서 갑상선에 미치는 직접적인 영향뿐만 아니라, 항산화 방어 system의 조절을 통해 갑상선기능저하증 및 그로 인한 간과 생식기 손상에 유효한 효과를 나타낼 것으로 기대된다.
후속연구
LT4 투여군과 ISYYT 500 및 250 mg/kg 투여군에서 PTU 대조군에 비하여 혈청 중 HDL은 감소하고 TG는 증가하였다. 따라서 250 mg/kg 이상의 ISYYT은 rat에서 PTU로 유발된 지질대사 변화를 억제시킨 것을 알 수 있었으나, 임상에 적용하였을 경우의 결과에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다고 생각한다.
이상에서 500 및 250 mg/kg의 ISYYT의 경구투여는 PTU로 갑상선기능저하증을 유발한 rat에서 나타나는 체중 및 갑상선 중량의 감소, 갑상선 종대, 갑상선 및 성호르몬의 감소, 혈청 중 지질 함량의 변화 및 간과 생식기 손상을 부작용 없이 억제하였고, 간과 고환에서 나타나는 항산화 방어 system의 변화를 억제함을 알 수 있었다. 따라서 갑상선에 미치는 직접적인 영향뿐만 아니라, 항산화 방어 system의 조절을 통해 갑상선기능저하증 및 그로 인한 간과 생식기 손상에 유효한 효과를 나타낼 것으로 기대된다. 하지만, 향후 人蔘養榮湯이 갑상선기능저하증에 미치는 영향에 대해 다양한 농도로 추가적인 실험이 필요하며, 좀 더 명확한 기전을 밝히기 위한 연구가 필요하다고 생각한다.
하지만, 향후 人蔘養榮湯이 갑상선기능저하증에 미치는 영향에 대해 다양한 농도로 추가적인 실험이 필요하며, 좀 더 명확한 기전을 밝히기 위한 연구가 필요하다고 생각한다. 또한, 갑상선기능저하증은 장기적인 치료를 필요로 하는 질환이기 때문에 보다 장기간의 동물 실험이 필요하며, 이를 바탕으로 한 임상연구가 필요할 것으로 생각한다.
따라서 갑상선에 미치는 직접적인 영향뿐만 아니라, 항산화 방어 system의 조절을 통해 갑상선기능저하증 및 그로 인한 간과 생식기 손상에 유효한 효과를 나타낼 것으로 기대된다. 하지만, 향후 人蔘養榮湯이 갑상선기능저하증에 미치는 영향에 대해 다양한 농도로 추가적인 실험이 필요하며, 좀 더 명확한 기전을 밝히기 위한 연구가 필요하다고 생각한다. 또한, 갑상선기능저하증은 장기적인 치료를 필요로 하는 질환이기 때문에 보다 장기간의 동물 실험이 필요하며, 이를 바탕으로 한 임상연구가 필요할 것으로 생각한다.
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