흰쥐의 적혈구 내 항 산화효소에 대한 인 성장호르몬의 효과 document_id A220517036262

본 연구는 뇌하수체절제된 백서에서 성장호르몬의 투여 용량에 따른 혈장 내 MDA, 적혈구 내 효소인 SOD, catalase 간의 연관성을 알아보고자 시행하였다. 40마리의 백서를 4군으로 나누어 뇌하수체절제하여 2주간 키운 뒤 A군은 성장호르몬을 투여하지 않고, 나머지 3군들은 성장호르몬을 1, 4, 8 IU kg day씩 4주간 경피주사하였다. 4군으로부터 혈액을 채취하여 MDA, catalase, SOD를 측정하였다. C, D군에서 성장호르몬 투여 용량과 catalase와 SOD의 활성도 간에 유의한 차이가 관찰되었다. 성장호르몬을 투여했던 군에서 catalase와 SOD의 활성도는 감소한 반면 모든 군에서 MDA 간의 유의한 차이는 없었다. 이번 실험 결과는 catalase와 SOD의 활성도가 성장호르몬과 연관성이 있음을 암시한다. 이는 성장호르몬의 친 산화 또는 항산화작용을 설명할 수 있는 실마리가 될 수도 있을 것이다. 앞으로 성장호르몬에 의해 유발되는 혈장 내 지질 산화의 영향을 알아보기 위하여 더 많은 연구가 이루어져야 할 것이다. 모든 유기체가 그렇듯이 세포 역시 신진대사 과정에서 노폐물을 방출한다. 그 과정에서 가장 골치 아픈 부산물 중의 하나가 free radical, 즉 여분의 전자를 가진 산소분자이다. free radical은 자신의 전기적 불균형을 해소하기 위해 빠른 속도로 이동하면서 다른 분자와 결합하려 한다. free radical의 이 같은 행동이 세포에 손상을 입힐 수 있고, 나아가 암을 일으키거나 주름이나 관절염과 같은 일반적인 노화증상과 노화에 따른 질환을 유발하는 인자로 생각할 수 있다. 이에 대해 산화자극 상태를 조절하는 산화방지제가 일반 건강상태를 방어하는 주된 방패로 여겨진다. 인간혈청은 vitamin C, α tocopherol, β carotene, 요산, bilirubin, albumin 같은 많은 산화방지제를 함유하고 있다. Free radical과 노화, 그리고 골다공증을 비롯한 성인병과의 관계는 free radical의 병리적 또는 생리적 역할에 대하여 광범위하게 연구되고 있으며, 유리산소가 생체 내 여러 소기관 즉 소포체, 미토콘드리아 그리고 세포질에서 여러 산화 기전을 통해 생성되는 과산화수소와 함께 DNA 손상, 단백질 그리고 지질 등의 손상을 초래함으로서 노화의 촉진에 밀접한 관계가 있으리라는 가정으로부터 출발한다. 최근 많은 동물실험에서 어떤 기관의 free radical의 양과 그 기관의 노화 사이에 매우 밀접한 관계가 있음을 제시한 보고들이 있다. 성장호르몬은 소아에서 골격 성장작용을 가지며 성장이 정지된 후 성인에서도 지속적으로 분비되나 노년기에 감소된다. 성장호르몬은 30대 초반부터 감소하기 시작하여 50대에 이르면 최저치에 도달하고 그 후 노년기에는 거의 존재하지 않은 것으로 알려지고 있다. 성인에서 성장호르몬의 생리적 기능은 아직까지 정확히 알려져 있지는 않으나 당질, 지질, 단백질 등의 대사에 관여하는 것으로 알려지고 있으며, 연령증가에 따른 성장호르몬의 감소는 노화에 따른 골량과 근육량의 감소 및 체지방의 증가와 평행하므로 성장호르몬 결핍에 의해서 노화현상이 더 가속도를 낼 것이라는 가능성도 제시되고 있다. 최근의 보고에 의하면 난소를 제거한 쥐에게 성장호르몬이나 멜라토닌 에스트로겐 같은 노화 관련 호르몬들을 투여한 결과 항산화 작용이 있음이 보고되고 있으며, 성장호르몬은 또한 IGF 1을 통하여 전신 NO의 생활성도를 증가시켜서 심혈관 질환에 유익하게 작용한다는 보고도 있다. 그러나 성장 호르몬이 항산화 작용과 이로 인한 항 노화 작용이 있다고 하더라도 이는 어느 한 호르몬에만 한정된 것이 아니고 여러 항산화 항 노화 작용을 하는 vitamin E, vitamin C, 카로테노이드와 같은 항산화제, 성장호르몬, 테스토스테론, DHEA, vitamin D와 같은 호르몬들이 같이 작용한다고 알려지고 있다. Hemoglobin은 산소와 반응하여 유리산소나, 과산화수소를 생성하기 때문에 적혈구는 항상 산소독성에 노출되어 있다고 할 수 있다. 그러나 정상 생리적 상태에서는 SOD, catalase 및 glutathione peroxidase 등 항산화 효소나, vitamin E나 glutathione 및 SH기를 함유한 물질에 의해서 유리산소나 과산화수소가 제거된다. 따라서 이들 항산화 물질은 산화적 손상으로부터 세포를 보호하는 중요한 물질로서 생체 내에 광범위하게 분포되어 있는데, 특히 적혈구에서 항산화 효소의 활성은 매우 높다. 산화 free radical는 사립체막이나 원형질막을 통한 확산이 매우 잘 일어나기 때문에 세포 내에서 생성된 산소 free radical는 세포 밖으로 쉽게 유출될 수 있다. 세포 밖으로 유리된 산소 free radical는 세포외액에 존재하는 항산화 물질이나, 적혈구 내의 항산화 물질에 의해 소거된다. 따라서 적혈구 내의 항산화 물질은 적혈구 자체 내에서 생성된 산소 free radical 뿐만 아니라 다른 세포에서 생성되어 혈액 내로 유리된 산소 free radical의 제거에도 대단히 중요한 역할을 한다. SOD는 유리산소를 과산화수소로 전환시키는 효소로서 동물세포 내에서는 세포질에 구리와 아연을 함유한 Cu, Zn SOD만 존재하며, SOD는 유리 산소 생성이 증가되면 합성이 유도되는 효소로 알려져 있는데, streptozotocine을 투여한 당뇨병에서의 적혈구 SOD 활성이 증가되는 것으로 보고하였으며, paraquat에 의해서도 SOD 합성이 유도되는 것으로 알려져 있다. MDA는 free radical에 의하여 가장 많이 생성되는 지질과산화 산물인데 흔히 free radical에 의한 세포손상의 지표로서 사용된다. 하지만 본 연구에서 뇌하수체 절제 쥐에서 성장호르몬의 용량 변화에 따라 MDA의 변화는 큰 의의가 없는 것으로 나타났다. 이 결과는 산화성 스트레스를 가하지 않는 경우 성장호르몬의 혈중 증가가 free radical에 의한 세포손상에 영향을 주지 않음을 반영하는 것인데 향후 산화성스트레스를 가한 후 free radical에 의한 세포손상에 뇌하수체절제 쥐에서 성장호르몬에 의한 free radical 보호 효과가 있는지를 규명해야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 성장 호르몬을 투여함으로써 항산화 효소의 변화를 알아보고 이와 free radical의 관계를 파악하고자 하였다. 현재까지 성장호르몬은 free radical을 감소시킨다고 알려지고 있으나, 어떠한 기전으로 free radical에 영향을 미치는 지도 정확히 알려져 있지 않다. 이번 흰 쥐의 뇌하수체를 절제한 실험에서 성장호르몬이 항산화효소인 적혈구 내 SOD와 catalase에 영향을 미치는 것으로 보아 성장호르몬은 항산화 작용이 있는 것으로 보인다. 특히 낮은 용량의 성장호르몬 에서는 변화가 현저하지 않았고 4IU kg day 이상의 용량에서 항산화 효소가 변화하는 양상을 보였다. 그러나 성장호르몬이 실제로 free radical에 어떤 기전으로 영향을 미치는지에 대해서는 보다 많은 추가 연구가 있어야 하리라 생각된다. 또한 본 실험에서는 4주간의 성장호르몬을 투여 후 항산화효소를 측정하였으나 백서의 골수에서 적혈구의 turnover가 60일이므로 본 연구에서 사용된 적혈구내 항산화효소 작용을 입증할 정도로 통계적인 유의성이 되도록 하기 위해서는 성장호르몬이 보다 충분한 시간동안 적혈구에 작용되게끔 60일 이상의 투약 기간도 고려해 보아야 할 것이다.