[논문]스티렌이 흰쥐의 간 조직 중 항산화계 효소 활성에 미치는 영향

이종렬; 김동훈; 이상민

doi:10.5392/jkca.2021.21.04.678

스티렌이 흰쥐의 간 조직 중 항산화계 효소 활성에 미치는 영향
Effect of Styrene on Hepatic Activities of Antioxidant Enzymes in Rats 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.21 no.4, 2021년, pp.678 - 687

이종렬 (백석문화대학교 보건행정과) , 김동훈 (경북도립대학교 응급구조과) , 이상민 (경북도립대학교 응급구조과)

초록
AI-Helper

스티렌은 플라스틱과 같은 생활용품에 광범위하게 사용되며, 건강에 위해를 야기시킬 수 있다. 스티렌이 간 조직 중 항산화계 효소 활성에 미치는 영향을 확인하기 위해 50 mg/kg, 200 mg/kg 및 400 mg/kg 용량을 4일 동안 1일 2회 복강 투여하였다. 혈청 ALT 및 AST 활성 변동은 대조군에 비해 400 mg/kg 투여군에서 각각 약 1.2배 (p<0.05) 및 약 43.3% (p<0.05) 유의하게 증가하였다. 이는 투여용량이 증가할수록 간손상이 심화되었다는 것을 의미한다. MDA 함량 변동은 대조군에 비해 400 mg/kg 투여군에서 약 37.1% (p<0.05) 증가하였고, XO 활성도는 200 mg/kg 투여군에 비해 400 mg/kg 투여군에서 약 15.2% 증가하였고, CYPdAH 활성도는 약 40.4% (p<0.05) 유의하게 증가하였다. 생성된 과잉의 활성산소종을 제거하기 위한 항산화계 효소인 GPx, CAT, SOD 및 GST 활성도는 대조군에 비해 400 mg/kg 투여군에서 각각 약 33.0% (p<0.05), 약 41.2% (p<0.05), 약 47.2% (p<0.05) 및 약 27.6% (p<0.05) 유의하게 감소하였다. GSH 함량은 200 mg/kg 투여군에 비해 400 mg/kg 투여군에서 34.5% (p<0.05) 유의하게 감소하였고, 소모된 GSH 함량은 스티렌과 스티렌 중간대사산물에 의한 것으로 생각된다. 이상의 결과로 보아 스티렌의 대사과정에서 생성된 과잉의 활성산소종과 독성 중간대사산물에 의해 간 손상이 유발되었고, 이는 해독에 관여하는 항산화 효소계와 불균형과 관련이 있을 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Styrene is a commercially important chemical used mainly in the production of raw materials and plastics. To determine the effect of styrene on hepatic activities of antioxidant enzymes, styrene was treated to Sprague-Dawley rats at 50 mg/kg, 200 mg/kg and 400 mg/kg (i.p) twice a day for 4 days. There were determined the significantly increased activities of serum AST (aspartate aminotransferase), ALT (alanine aminotransferse), and the increased content of MDA (malondialdehyde) at the dose of 400 mg/kg compared to the control. The hepatic activities of XO (xanthine oxidase) and CYPdAH (cytochrome P450 dependant aniline oxidase) in the dose of 400 mg/kg compared to the dose of 200 mg/kg were more increased, which means the excessive ROS (reactive oxygen species)s were produced during Phase I. In addition, significantly decreased were rates of the hepatic activities of GPx (glutathione peroxidase), CAT (catalase), SOD (superoxide dismutase) and GST (glutathione S-transferase) at the dose of 400 mg/kg compared to the control. And, the group at the dose of 400 mg/kg showed more significantly decreased GSH (glutathione) level than the group at the dose of 200 mg/kg. The decrease in GSH could ascribe to the toxic metabolites of styrene, such as styrene oxide. In conclusion, these results indicate that the excessive ROSs and the toxic metabolites of styrene may result in the hepatotoxicity, and be related to their imbalanced activities for antioxidant enzymes.

주제어

표/그림 (9)

그림 그림 1. Changes of hepatic MDA content in rat treated with styrene for 4 days. Values are mean±S.D.(n=7), different superscripts in the the figures indicates a significant difference (p<0.05). C: control, 50S: group treated with styrene of 50 mg/kg for 4 days, 200S: group treated with styrene of 200 mg/kg for 4 days, 400S: group treated with styrene of 400 mg/kg for 4 days.
표 표 1. Changes of serum alanine aminotrasferase (ALT) and asparate aminotransferase (AST) activities in ratstreated with styrene
그림 그림 2. Changes of hepatic X0 activities in rat treated with styrene for 4 days. Values are mean±S.D.(n=7), different superscripts in the figures indicates a significant difference(p<0.05). C: control, 50S: group treated with styrene of 50 mg/kg for 4 days, 200S: group treated with styrene of 200 mg/kg for 4 days, 400S: group treated with styrene of 400 mg/kg for 4 days.
그림 그림 3. Changes of hepatic CYPdAH activities in rat treated with styrene for 4 days. Values are mean±S.D.(n=7), different superscripts in the figures indicates a significant difference(p<0.05). C: control, 50S: group treated with styrene of 50 mg/kg for 4 days, 200S: group treated with styrene of 200 mg/kg for 4 days, 400S: group treated with styrene of 400 mg/kg for 4 days.
그림 그림 4. Changes of hepatic GPx activities in rat treated with styrene for 4 days. Values are mean±S.D.(n=7), different superscripts in the figures indicates a significant difference(p<0.05). C: control, 50S: group treated with styrene of 50 mg/kg for 4 days, 200S: group treated with styrene of 200 mg/kg for 4 days, 400S: group treated with styrene of 400 mg/kg for 4 days.
그림 그림 5. Changes of hepatic CAT activities in rat treated with styrene for 4 days. Values are mean±S.D.(n=7), different superscripts in the figures indicates a significant difference(p<0.05). C: control, 50S: group treated with styrene f 50 mg/kg for 4 days, 200S: group treated with styrene of 200 mg/kg for 4 days, 400S: group treated with styrene of 400 mg/kg for 4 days.
그림 그림 6. Changes of hepatic SOD activities in rat treated with styrene for 4 days. Values are mean±S.D.(n=7), different superscripts in the figures indicates a significant difference(p<0.05). C: control, 50S: group treated with styrene of 50 mg/kg for 4 days, 200S: group treated with styrene of 200 mg/kg for 4 days, 400S: group treated with styrene of 400 mg/kg for 4 days.
그림 그림 7. Changes of hepatic GST activities in rat treated with styrene for 4 days. Values are mean±S.D.(n=7), different superscripts in the figures indicates a significant difference (p<0.05). C: control, 50S: group treated with styrene of 50 mg/kg for 4 days, 200S: group treated with styrene of 200 mg/kg for 4 days, 400S: group treated with styrene of 400 mg/kg fo 4 days.
그림 그림 8. Changes of hepatic contents of glutathione in rat treated with styrene for 4 days. Values are mean±S.D.(n=7), different superscripts in the figures indicates a significant difference (p<0.05). C: control, 50S: group treated with styrene of 50 mg/kg for 4 days, 200S: group treated with styrene of 200 mg/kg for 4 days, 400S: group treated with styrene of 400 mg/kg for 4 days.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이에 본 연구에서는 실험동물에 스티렌을 반복적으로 투여하여 폭로시킨 후 혈청 중 ALT (alanine aminotansferase) 및 AST (aspartate aminotran- sferase)의 활성 정도를 확인하고, 간 조직 중의 malondialdehye (MDA) 함량 변동과 활성산소의 생성계 효소 및 해독계 효소 활성변동을 상호 비교 검토하였다.

제안 방법

본 연구에서는 스티렌이 혈중 화학적 성분 변화 및 간 조직 중 활성산소 해독효소들과 관련한 간 조직의 손상에 미치는 영향을 확인하기 위해 50 mg/kg, 200 mg/kg 및 400 mg/kg 용량의 스티렌을 4일 동안 1일 2회 복강 투여하였다. 간 손상의 지표로 이용되는 ALT 활성은 대조군에 비해 200 mg/kg 투여군 및 400 mg/kg 투여군은 각각 52.

데이터처리

18.0 software package program을 이용하여 Duncan's multiple rage test를 실시하였다.
데이터는 실험동물 7마리에 대한 평균치와 표준편차로 나타내었다. 유의성 검증은 IBM SPSS ver.

성능/효과

AST 활성은 대조군에 비해 200 mg/kg 투여군 및 400 mg/kg 투여군은 각각 22.4% (p<0.05) 및 43.3% (p<0.05) 유의하게 증가하였다.
Glutathione 함량은 대조군에 비해 200 mg/kg 투여군 및 400 mg/kg 투여군은 각각 약 37.3% (p<0.05) 및 58.9% (p<0.05) 유의하게 감소하였고, 200 mg/kg 투여군에 비해 400 mg/kg 투여군은 34.5 % (p<0.05) 유의하게 감소하는 경향이 나타났다.
간 손상의 지표로 이용되는 ALT 활성은 대조군에 비해 200 mg/kg 투여군 및 400 mg/kg 투여군은 각각 52.9% 및 85.7% (p<0.05) 유의하게 증가하였고, AST 활성은 대조군에 비해 200 mg/kg 투여군 및 400 mg/kg 투여군은 각각 22.4% 및 43.3% (p<0.05) 유의하게 증가하였다
간 손상의 지표로 이용되는 ALT 활성은 대조군에 비해 200 mg/kg 투여군 및 400 mg/kg 투여군은 각각 53% 및 1.2배 (p<0.05) 유의하게 증가하였고, 200 mg/kg 투여군에 비해 400 mg/kg 투여군은 31.0% 증가하였다
간 조직 손상 정도의 원인을 확인하기 위한 활성산소 생성계 효소인 XO 활성도는 200 mg/kg 스티렌 투여군에 비해 400 mg/kg 투여군은 15.2% 증가하였고, CYPdAH 활성도 200 mg/kg 투여군에 비해 400 mg/kg 투여군은 21.4% (p<0.05) 유의하게 증가하였다
또한, 스티렌 대사에 관여하는 CYPdAH 활성도는 대조군에 비해 200 mg/kg 투여군 및 400 mg/kg 투여군은 각각 33.0% 및 79.8% (p<0.05) 유의하게 증가하였고, 200 mg/kg 투여군에 비해 400 mg/kg 투여군은 40.4% (p<0.05) 유의하게 증가하였다.
이러한 간 조직의 손상이 활성산소의 해독계인 GPx, CAT, SOD 및 GST 활성과 관련된 것인지 확인한 결과, 스티렌 투여 용량이 증가할수록 GPx, CAT, SOD 및 GST 활성은 감소하였다. 또한, 유해산소의 비단백성 해독 물질인 glutathione 함량 변동도 스티렌의투여 용량이 증가할수록 감소하였다. 이는 과잉으로 생성된 활성산소와 스티렌의 중간대사산물에 의해 해독에 관여하는 항산화 효소들의 활성이 억제되어간 조직 손상이 야기되었음을 알 수 있다.
또한, 유해산소의 비단백성 해독 물질인 glutathione 함량 변동도 스티렌의투여 용량이 증가할수록 감소하였다. 이는 과잉으로 생성된 활성산소와 스티렌의 중간대사산물에 의해 해독에 관여하는 항산화 효소들의 활성이 억제되어간 조직 손상이 야기되었음을 알 수 있다.
05) 유의하게 증가하였다. 이는 스티렌 대사 과정에 생성된 활성산소 및 독성 중간대사산물에 의해 간 조직의 손상이 야기되었다는 것을 의미한다. 이러한 간 조직의 손상이 활성산소의 해독계인 GPx, CAT, SOD 및 GST 활성과 관련된 것인지 확인한 결과, 스티렌 투여 용량이 증가할수록 GPx, CAT, SOD 및 GST 활성은 감소하였다.
이는 스티렌 대사 과정에 생성된 활성산소 및 독성 중간대사산물에 의해 간 조직의 손상이 야기되었다는 것을 의미한다. 이러한 간 조직의 손상이 활성산소의 해독계인 GPx, CAT, SOD 및 GST 활성과 관련된 것인지 확인한 결과, 스티렌 투여 용량이 증가할수록 GPx, CAT, SOD 및 GST 활성은 감소하였다. 또한, 유해산소의 비단백성 해독 물질인 glutathione 함량 변동도 스티렌의투여 용량이 증가할수록 감소하였다.

후속연구

이상의 실험결과, 스티렌의 용량이 증가할수록 스티렌의 대사과정 중에 생성된 과잉의 활성산소가 phase Ⅱ의 해독 대사과정을 억제시킴으로써 해독과정의 불균형으로 간손상이 유발되었고, 추가적으로 독성 중간대사산물인 styrene oxide에 관련한 손상 기전 및 대사성 증후군과 관련한 연구가 필요하다고 생각된다.

참고문헌 (31)

H. K. Wilson, S. M. Rovertson, H. A. Waldron, and D. Gompertz, "Effect of alcohol on the kinetics of mandellic acid excretion in volunteers exposed to styrene vapour," British Journal of Industrial Medicine, Vol.40, No.1, pp.75-80, 1983.
N. Cherry and D. Gautrin, "Neurotoxic effects of styrene," British Journal of Industrial Medicine, Vol.47, No.1, pp.29-37, 1990.
노동부, 건강진단 실무지침, 제3권, 유해인자별 건강장해, 2006.
M. P. Guillemin and M. Berode, "Biological monitoring of styrene: A Review," American Industrial Hygiene Association Journal, Vol.49, No.10, pp.497-505, 1988.

상세보기
R. Husain, S. P. Srivastava, M. Mushtag, and P. K. Seth, "Effect of styrene on levels of serotonin, noradrenaline, dopamine, and acitivity of acetyl cholinesterase and monoamine oxidase in rat brain," Toxicology Letters, Vol.7, No.1, pp.47-50, 1980.

상세보기
G. H. Lee, S. W. Jin, S. J. Kim, T. H. Pham, J. H. Choi, and H. G. Jeong, "Tetrabromobisphenol a induces MMP-9 expression via NADPH oxidase and the activation of ROS, MAPK, and Akt pathways in human breast cancer MCF-7 cells," Toxicological Research, Vol.35, No.1, pp.93-101, 2019.

원문보기 상세보기
H. Xul, C. Li, O. Mozziconacci, R. Zhu, Y. Xu, Y. Tang, R. Chen, Y. Huang, J. M. Holzbeiberlein, C. schoneich, J. Huang, and B. Li, "Xanthine oxidase-mediated oxidative stress promotes cancer cell-specific apoptosis," Free Radical Biology & Medicine, Vol.139, No.1, pp.70-79, 2019.

상세보기
H. B. Kim and B. S. Yoo, "Propolis inhibits UVA-induced apoptosis of human keratinocyte HaCaT cells by scavenging ROS," Toxicological Research, Vol.32, No.4, pp.345-351, 2016.

원문보기 상세보기
A. J. Kattoor, A. Goel, and J. L. Mehta, "LOX1: regulation, signaling and its role in athero-sclerosis," Antioxidants, Vol.8, No.7, pp.218-223, 2019.

상세보기
이창희, 전진호, 박준한, 강동묵, 김대환, 문덕환, 이채언, "한국인의 스티렌 대사와 관련된 Cytoc-hrome P450 II E1의 유전적 다형성," 대한산업의학회지, 제11권, 제2호, pp.161-173, 1999.
Y. J. Chun, H. M. Lee, J. H. Han, and Y. K. Oh, "Styrene-mediated oxidative stresses in rat sperm cells," Toxicological Research, Vol.2, No.2, pp.129-134, 2005.
G. P. Carlson, "Comparison of the susceptibility of wild-type and CYP2E1 knockout mice to the hepatotoxic and pneumotoxic effects of styrene and styrene oxide," Toxicology Letters, Vol.150, No.3, pp.335-339, 2004.

상세보기
M. G. Gadberry, D. B. DeNicola, and G. P. Carlson, "Pneumotoxicity and hepatotoxicity of styrene and styrene oxide," Journal of Toxicology and Enviornmental Health, Vol.48, No.3, pp.273-294, 1996.

상세보기
G. P. Carlson, M. Turner, N. A. Mantick, M. Turner, and N. A. Mantick, "Effect of styrene and styrene oxide on glutathione-related antioxidant enzymes," Toxicology, Vol.227, No.3 pp.217-226, 2006.

상세보기
S. Reitman and S. Frankel, "A colorimetric method for the determination of serum glutamic oxalacetic and glutamic pyruvic transaminases," American Journal of Clinical Pathology, Vol.28, No.1, pp.56-63, 1957.

상세보기
H. Ohkawa, N. Ohishi, and K. Yagi, "Assay for lipid peroxide in animal tissue by thiobarbi-turic acid reaction," Analytical Biochemistry, Vol.95, No.1, pp.51-358, 1979.
J. G. Yoon, "A modified colorimetric assay for xanthine oxidase in rat liver extracts," Keimyung College Research, Vol.2, pp.295-308, 1984.
W. R. Bidlack and G. L. Lowery, "Multiple drug metabolism: p-nitroanisole reversal of acetone enhanced aniline hydroxylation," Bio-chemical Phamacology, Vol.31, No.3, pp.311-317, 1982.

상세보기
D. E. Paglia and W. N. Valentine, "Studies on the quantitative and qualitative characterization of erythrocytes glutathione peroxidase," Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, Vol.70, No.1, pp.158-169, 1967.
H. Aebi, "Methods of enzymatic analysis," NewYork: Academic Press, Vol.2, No.1, pp.35-43, 1974.
J. P. Martin, M. Dailey, and E. Sugarman, "Ngative and positive assays of superoxide dismutase based on hematoxylin autoxidation," Archives of Biochemistry and Biophysics, Vol.255, No.2, pp.329-336, 1987.

상세보기
W. H. Habig, M. J. Pabst, and W. B. Jakoby, "Glutathione S-transferase: The first enzymatic step in mercapturic acid and formation," The Journal of Biological Chemistry, Vol.249, No.2, pp.7130-7139, 1974.

상세보기
G. L. Ellman, "Tissue sulfhydryl groups," Archives of Biochemistry and Biophysics, Vol.82, No.1, pp.70-77, 1959.

상세보기
O. H. Lowry, N. J. Rosebrough, A. L. Farr, and R. J. Randall, "Protein measurement with the folin phenol reagent," The Journal of Biological Chemistry, Vol.193, pp.265-275, 1951.

상세보기
A. Kaukiainen, T. Vehmas, K. Rantala, M. Nurminen, R. Martikainen, and H. Taskinen, "Results of common laboratory tests in solvent exposed workers," International Archives of Occupational and Environmental Health, Vol.77, No.1, pp.39-46, 2004.

상세보기
허경화, 구정완, 원용림, 김민기, 고경선, 이미영, 김태균, 김기웅, "만성적인 스티렌 노출 근로자에 있어 대사증후군 유발에 관여하는 위험요인의 생리적 수준변화," 한국산업위생학회지, 제19권, 제1호, pp.30-38, 2009.

원문보기 상세보기
이상규, 정태천, "ICR 마우스 수컷에서 1-brom-opropane 에 의한 cytochrome 4502E1의 유도," 환경독성보건학회지, 제24권, 제3호, pp.213-218, 2009.
S. Liu1, Y. Yao, S. Lu, K. Aldous, X. Ding, C. Mei1, and J. Gu, "The role of renal proximal tubule P450 enzymes in chloroform induced nephrotoxicity: utility of renal specific P450 reductase knockout mouse models," Toxicology and Applied Pharmacology, Vol.272, No.1, pp.230-237, 2013.

상세보기
B. M. Moukette1, C. A. Pieme, P. C. N. Biapa, V. J. A. Moor, E. Berinyuy, and J. Y. Ngogang, "Afrostyrax lepidophyllus extracts exhibit in vitro free radical scavenging, antioxidant potential and protective properties against liver enzymes ion mediated oxidative damage," BMC Research Notes, Vol.8, No.1, pp.344-356, 2015.

상세보기
S. Gopia, R. Vaddea, and O. H. Settya, "Protective effect of aqueous extract of Phyllan-thus fraternus against bromobenzene induced changes on cytosolic glutathione S-transferase isozymes in rat liver," Biochemisrty and Biophysics Reports, Vol.10, No.1, pp.208-214, 2017.

상세보기
T. Green, R. Lee, A. Toghill, S. Meadwcroft, V. Lund, and J. Foster, "The toxicity of styrene to the nasal epithelium of mice and rats: studies on the mode of action and relevance to humans," Chemico-biological Interactions, Vol.137, No.2, pp.185-202, 2001.

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증