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백서 사구체 상피세포에 대한 후기 당화합 최종생성물의 효과: 산화 스트레스의 역할에 대하여
하태선 ( Ha Tae Seon ),김헌식 ( Kim Heon Sig ) 대한신장학회 2003 Kidney Research and Clinical Practice Vol.22 No.3
목 적 : 당뇨병성 신증에서 반응성 산소종 (reactive oxygen species, ROS)의 증가와 항산 화제 투여에 의한 이의 예방 등의 실험결과로서 당뇨병성 신증의 발병기전에 있어서 ROS의 역할이 밝혀지고 있으며, 신증의 초기에 나타나는 단백뇨의 발생기전에는 고혈당뿐만 아니라 후기 당화합 최종생성물 (advanced glycation endproducts, AGE)이 관여한다. 이에 본 연구자들은 사구체 여과구조의 중요한 요소인 백서 사구체 상피세포를 배양하고 당과 AGE를 투여하여 나타나는 항산화계의 결과를 분석하여 당뇨병성 신증의 발생에 있어서 산소종의 역할을 알아보고자 하였다. 방 법 : 백서 사구체 상피세포를 배양하고 AGE를 투여하여 나타나는 다양한 ROS의 생성정도와 이에 대한 항산화효소계의 활성도를 분석하였고, 항산화제의 역할을 알아보고자 probucol을 투여하여 결과를 비교하였다. 결 과 : Superoxide anion는 AGE가 있는 상태에서 감소를 보이나 의미는 없었고 probucol을 투여하여 어느 정도 superoxide anion의 추가감소를 볼 수 있었으나 통계적으로 유의하지는 않았다. 반면, hydrogen peroxide의 생성량은 AGE가 있는 상태에서 대조군에 비하여 10%의 증가를 볼 수 있었고 (p<0.05) 이는 probucol을 투여하여 회복되었다 (p<0.05). 또한, hydroxyl radical의 생성량 역시 hydrogen peroxide의 결과와 유사하게 AGE가 있는 상태에서 대조군에 비하여 증가함을 볼 수 있었고 (p<0.01) protocol을 투여하여 회복되었다 (p<0.05). Superoxide dismutase (SOD) 효소활성은 대조군에 비하여 AGE가 있는 상태에서 활성도의 10%의 감소를 볼 수 있었고 (P<0.05) 이는 probucol을 투여하여 어느 정도 회복되었으나 통계적으로 유의하지는 않았다. 반면, catalase, glutathione peroxidase와 glutathione reductase의 활성도는 대조군에 비하여 AGE가 있는 상태에서 활성도의 감소를 볼 수 있었으나 통계학적으로 유의하지 않았고 probucol을 투여하여도 유의한 결과를 얻을 수 없었다. 결 론 : 사구체 상피세포에서 AGE에 의해 SOD가 소모되어 감소하였고 이에 따라 증가한 hydrogen peroxide와 hydroxyl radicals에 의해 사구체 상피세포의 손상이 발생할 것으로 사료되며 이러한 손상기전은 항산화제인 probucol의 투여로 억제됨을 알 수 있었다. Background: AGE-induced oxidative stress is implicated in the development and progression of diabetic nephrophthy. ABE also affect the GEC to increase their permeability, therefore, we investigate the possibility that AGE may induce oxidative stress and subsequent injury to GEC. Methods: We cultured rat GEC on the AGE-or BSA-coated plate with high glucose (HG) to produce more pathophysilolgic conditions similar to pro-longed diabetic environment in vivo and measured the change of ROS and their anti-oxidants systems. We also evaluated the effects of probucol as an anti-oxidant on this system. Results: The amount of superoxide anion slightly decreased on AGE condition without significance. However, the production of hydrogen peroxide was significantly enhanced by 10% on AGE-coated and HG condition compared to control (BSA-coated and 5 mM glucose) (p<0.05) and hydroxyl radical have also showed similar increase on AGE-coated and HG condition by 10% above control (p<0.001), and both increases were attenuated by probucol (both, p<0.05). The activity of superoxide dismutase (SOD) was decreased by 10% on AGE-coated and HG condigion (p<0.05) and recovered by probucol partially. However, there were no significant changes on the activity of other anti-oxidant enzymes including catalase, glutathione peroxidase, and glutathione reductase. Therefore, glomerular epithelial injury presenting proteinuria may be provoked by hydrogen peroxide and subsequently increased hydroxyl radical induced by AGE and high glucose. Conclusion: We might assume that superoxide had been converted to hydrogen peroxide by consumptive SOD in the presence of AGE, and subsequently produced hydroxyl radical, which could be reversed by anti-oxidant, may induce diabetic glomerular epithelial injury and eventually proteinuria. (Korean J Nephrol 2003;22(3):285-293)
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