짧은 허혈과 재관류 횟수에 따라 흰쥐의 뼈대근육에서 나타나는 산화질소합성효소의 발현 변화

서윤경; 전수경; 박현주; 이상완; 고봉철; 이덕구; 장남진; 백두진; 이완희

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저자정보: 서윤경 전수경 박현주 이상완 고봉철 이덕구 장남진 백두진 이완희

저널정보: 대한체질인류학회 해부·생물인류학 대한체질인류학회지 제19권 제2호

발행연도: 2006.6

수록면: 125 - 136 (12page)

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짧은 허혈과 재관류를 반복하는 허혈양상화는 심장근육과 뼈대근육, 신경조직 등에서 허혈손상을 감소시킨다고 알려져 있으나 그 기전은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 최근에는 허혈 및 재관류시 생성되는 산화질소(nitric oxide, NO)에 관한 연구들이 진행되고 있다. 산화질소합성효소(nitric oxide synthase, NOS)에 의해 생성되는 NO는 허혈손상을 증가시키거나 감소시킨다고 알려져 있다. 이에 본 연구자들은 흰쥐의 뼈대근육에서 짧은 허혈과 재관류의 반복 횟수에 따라 NOS가 어떻게 변화되는지를 알아보고자 본 실험을 실시하였다.
9주령과 35주령의 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 대조군과 짧은 허혈과 재관류 반복군으로 나누었다. 짧은 허혈과 재관류 반복군의 실험동물은 5분 허혈-5분 재관류하는 과정을 3회, 6회 그리고 10회 실시하였고, 재관류 직후와 3시간, 6시간, 24시간, 72시간 경과 후 넙다리곧은근을 적출한 뒤, NOS 1과 NOS 2, NOS 3의 면역조직화학염색을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
짧은 허혈과 재관류 반복군에서는 짧은 허혈과 재관류 횟수가 반복될수록, 주령이 증가 할수록, 재관류 72시간 경과 후 사망률이 높아졌다. 정상대조군에서 주령에 따른 NOS 1과 NOS 2, NOS 3 면역반응은 큰 차이가 없었다. NOS 1 면역반응은 9주령군에서 6회의 짧은 허혈과 재관류 반복 후 24시간에 중등도의 양성반응으로, 10회군에서는 중등도 또는 강한 양성반응으로 관찰되었다. 35주령군에서는 6회군과 10회군에서 미약한 또는 경도의 양성반응으로 관찰되었다. NOS 2 면역반응은 9주령군에서 3회의 짧은 허혈과 재관류 반복 후 3시간에 중등도 또는 강한 양성반응으로, 35주령에서는 미약한 양성반응으로 관찰되었다. NOS 3 면역반응은 9주령군에서 10회의 짧은 허혈과 재관류 반복 후 3시간에 경도 또는 중등도의 양성반응으로, 35주령에서는 미약한 양성 또는 음성반응으로 관찰되었다.
흰쥐의 넙다리곧은근에서는 허혈과 재관류 횟수가 증가함에 따라 NOS 이형들의 분포 변화 양상과 폭은 매우 다르게 나타나며, NOS 1과 NOS 2보다 NOS 3의 변화폭이 큰 것으로 보아, 조직의 보호효과를 나타내는 것으로 알려진 NOS 3가 짧은 허혈과 재관류 후 나타나는 사망률의 증가와 연관이 있는 것으로 생각되었다.

The ischemic preconditioning was initially identified as a protective maneuver induced by brief periods of ischemia followed by reperfusion. Although ischemic preconditioning can reduce ischemic injury of heart, skeletal muscle and neuronal tissue, it’s protective mechanism remains elusive. Recently, several investigations suggest the associations of nitric oxide with protection from ischemic injury. Nitric oxide synthesized by a member of nitric oxide synthase (NOS) family has been known to increase or decrease the ischemic injury. The purpose of this study was to observe the expression patterns of NOS 1, NOS 2 and NOS 3 in the rat skeletal muscle after cyclic episodes of short ischemia and reperfusion.
Nine and thirty-five weeks-old male Sprague-Dawley rats were divided into control and cyclic short ischemia and reperfusion groups. The experimental group was further divided into 3 groups based on cycles of short ischemia and reperfusion. For cyclic short ischemia and reperfusion, left commom iliac artery was occluded 3, 6 and 10 times for 5 minutes ischemia followed by 5 minutes reperfusion using rodent vascular clamps. The animals were sacrificed at hours 0, 3, 6, 24 and 72 after reperfusion and the left rectus femoris muscles were removed. The expression profiles and distribution of NOS 1, NOS 2 and NOS 3 were examined with immunohistochemical staining.
The results were as follows;
In the cyclic of short ischemia and reperfusion groups, the mortality was increased with increasing of cyclic episodes at 72 hours after reperfusion, and aging. In the control group, NOS 1, NOS 2 and NOS 3 immunoreactivities showed no differenes with aging. In the 9 weeks-old rats, NOS 1 immunoreactivities were observed moderate at 24 hours after 6 times of short ischemia and reperfusion, and moderate and strong at 24 hours after 10 times of short ischemia and reperfusion. In the 35 weeks-old rats, NOS 1 immunoreactivities were observed trace or mild at 24 hours after 6 and 10 times of short ischemia and reperfusion. At 3 hours after 3 times of short ischemia and reperfusion, NOS 2 immunoreactivities were observed moderate or strong, and trace in the 9 and 35 weeks-old rats, respectively. At 3 hours after 10 times of short ischemia and reperfusion, NOS 3 immunoreactivities were observed mild or moderate, and trace or negative in the 9 and 35 weeks-old rats, respectively.
In summary, the expression profile of NOS 1, NOS 2 and NOS 3 were observed differently with increasing episodes of short ischemia and reperfusion. The alteration was the most prominent in NOS 3 than in NOS 1 and NOS 2. These results suggest that the alteration of NOS 3 known to protect tissue against ischemic injury may be associated with increasing mortality after multiple episodes of short ischemia and reperfusion.

#짧은 허혈과 재관류 #횟수 #넙다리곧은근 #NOS 1 #NOS 2 #NOS 3 #Short ischemia and reperfusion #Cycle #Rectus femoris muscle

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[학술지(정기간행물)] - / 1988. / requirement for the microbiostaticactivity of murine macrophages. J Clin Invest 81 specificami (acid) : 1129 ~ 1136

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[학술지(정기간행물)] - / 1996. / Ischemic preconditioning improvespost-ischemic skeletal muscle function. 62 : 391 ~ 394

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