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표제지

목차

국문요약 16

I. 서론 19

II. 문헌고찰 23

1. 방사선조사의 활성산소종 메커니즘 23

2. 방사선조사가 생체에 미치는 영향 27

1) 방사선조사에 의한 세포사멸 및 조직 손상 27

2) 방사선조사에 의한 염증반응 및 면역반응 28

3. 방사선조사 후 식사관리 30

4. 레스베라트롤의 생리활성 34

III. 실험 재료 및 방법 39

1. 연구 방법 39

2. 실험동물의 사육조건 및 식이조건 40

3. 염증반응유도를 위한 방사선조사 43

4. 혈장 및 혈청 지표 측정 43

1) 시료 수집 및 전처리 43

2) 혈장 총 단백질 및 알부민 농도 측정 43

3) 혈장 중성지방 및 총 콜레스테롤 농도 측정 44

4) 혈장 지단백질 농도 측정 44

5) 동맥경화지수와 심혈관계질환 위험지수 45

6) 혈청 면역글로블린 M 농도 측정 45

7) 혈청 염증성 사이토카인 분비량 측정 46

5. 혈구세포 측정 46

1) 전혈구 검사 46

2) T 림프구 측정 47

6. 비장세포 증식능 측정 48

1) 비장세포 분리 48

2) 비장세포 증식능 측정 48

7. 뇨중의 크레아티닌과 8-OHdG 농도 측정 49

8. 소장 및 직장의 조직학적 관찰 50

1) 점막 손실 51

2) 점막하 부종 51

3) 염증성 침윤 51

4) 혈관 울혈 51

9. 통계 분석 52

IV. 실험 결과 53

1. 방사선조사 후 급성 염증반응단계에서 고단백식이와 레스베라트롤 첨가에 의한 효과 53

1) 영양상태 변화 53

2) 면역 및 염증반응에 미치는 영향 70

2. 방사선조사 후 만성 염증반응단계에서의 고단백식이와 레스베라트롤 첨가에 의한 효과 93

1) 영양상태 변화 93

2) 면역 및 염증반응에 미치는 효과 112

V. 고찰 135

VI. 요약 및 결론 148

VII. 참고문헌 152

ABSTRACT 166

List of Tables

Table 1. Classification of experimental groups 41

Table 2. Composition of the control diet and high protein diet 42

Table 3. Gross grade of enteritis 50

Table 4. Food intake and body weight changes of rat fed experimental diets after radiation treatment 54

Table 5. Total protein and albumin levels in plasma of rat fed experimental diets for 10 days after radiation treatment 57

Table 6. Lipid levels in plasma of rat fed experimental diets for 10 days after radiation treatment 60

Table 7. Atherosclerotic index and cardiac risk factor of rat fed experimental diets for 10 days after radiation treatment 63

Table 8. Anemia indexes of rat fed experimental diets for 10 days after radiation treatment 66

Table 9. Immunoglobulin M level in plasma of rat fed experimental diets for 10 days after radiation treatment 68

Table 10. Blood cells count of rat fed experimental diets for 10 days after radiation treatment 71

Table 11. Proportion of WBC of rat fed experimental diets for 10 days after radiation treatment 75

Table 12. Proinflammatory cytokines production in serum of rat fed experimental diets for 10 days after radiation treatment 78

Table 13. Percentage of T cell population in blood of rat fed experimental diets for 10 days after radiation treatment 81

Table 14. Splenocyte index and splenocyte proliferation index of rat fed experimental diets for 10 days after radiation treatment 84

Table 15. Concentrations of creatinine or/and 8-OHdG in urine for 10 days after radiation treatment 87

Table 16. Gross grade of enteritis and proctitis in rat for 10 days after radiation treatment 91

Table 17. Histological grade of enteritis and proctitis in rat for 10 days after radiation treatment 92

Table 18. Food intake changes of rat fed experimental diets after radiation treatment 94

Table 19. Body weight changes of rat fed experimental diets after radiation treatment 96

Table 20. Total protein and albumin levels in plasma of rat fed experimental diets for 30 days after radiation treatment 99

Table 21. Lipid levels in plasma of rat fed experimental diets for 30 days after radiation treatment 102

Table 22. Atherosclerotic index and cardiac risk factor of rat fed experimental diets for 30 days after radiation treatment 105

Table 23. Anemia indexes of rat fed experimental diets for 30 days after radiation treatment 108

Table 24. Immunoglobulin M level in plasma of rat fed experimental diets for 30 days after radiation treatment 110

Table 25. Blood cells count of rat fed experimental diets for 30 days after radiation treatment 113

Table 26. Proportion of WBC of rat fed experimental diets for 30 days after radiation treatment 117

Table 27. Proinflammatory cytokines production in serum of rat fed experimental diets for 30 days after radiation treatment 120

Table 28. Percent of T cell population in blood of rat fed experimental diets for 30 days after radiation treatment 123

Table 29. Splenocyte index and splenocyte proliferation index of rat fed experimental diets for 30 days after radiation treatment 126

Table 30. Concentrations of creatinine and 8-OHdG in rats after radiation treatment 129

Table 31. Gross grade of enteritis and proctitis in rat for 30 days after radiation treatment 133

Table 32. Histological grade of enteritis and proctitis in rat for 30 days after radiation treatment 134

List of Figures

Figure 1. The chemistry of ionizing radiation 24

Figure 2. Mechanism of lipid peroxidation 26

Figure 3. The basic structures of trans-resveratrol 35

Figure 4. Cardiovascular effects of resveratrol 37

Figure 5. Experimental design 40

Figure 6. Food intake and body weight changes of rat fed experimental diets after radiation treatment 55

Figure 7. Total protein and albumin levels in plasma of rat fed experimental diet on Day 10 after radiation treatment 58

Figure 8. Lipid profile levels in plasma of rat fed experimentaldiet on Day 10 after radiation treatment 61

Figure 9. Atherosclerotic index and cardiac risk factor of rat fed experimental diets on Day 10 after radiation treatment 64

Figure 10. Immunoglobulin M level of rat fed experimental diet on Day 10 after radiation treatment 69

Figure 11. Blood cells count of rat fed experimental diet on Day 10 after radiation treatment 73

Figure 12. White blood cell proportion of rat fed experimental diet on Day 10 after radiation treatment 76

Figure 13. Proinflammatory cytokines production in serum of rat fed experimental diet on Day 10 after radiation treatment 79

Figure 14. Percentage of CD4+ T cell and regulatory T cell in blood of rat fed experimental diet on Day 10 after radiation treatment 82

Figure 15. Splenocyte proliferation index of rat fed experimental diets on Day 10 after radiation treatment 85

Figure 16. Concentrations of creatinine and 8-OHdG in rats fed experimental diet on Day 10 after radiation treatment 89

Figure 17. Food intake changes of rat fed experimental diets after radiation treatment 95

Figure 18. Body weight changes of rat fed experimental diets after radiation treatment 97

Figure 19. Total protein and albumin levels in plasma of rat fed experimental diet on Day 30 after radiation treatment 100

Figure 20. Lipid profile levels in plasma of rat fed experimental diet on Day 30 after radiation treatment 103

Figure 21. Atherosclerotic index and cardiac risk factor of rat fed experimental diets on Day 30 after radiation treatment 106

Figure 22. Immunoglobulin M level of rat fed experimental diet on Day 30 after radiation treatment 111

Figure 23. Blood cells count of rat fed experimental diet on Day 30 after radiation treatment 115

Figure 24. White blood cell proportion of rat fed experimental diet on Day 30 after radiation treatment 118

Figure 25. Proinflammatory cytokines production in serum of rat fed experimental diet on Day 30 after radiation treatment 121

Figure 26. Percentage of CD4+ T cell and regulatory T cell in blood of rat fed experimental diet on Day 30 after radiation treatment 124

Figure 27. Splenocyte proliferation index of rat fed experimental diets on Day 30 after radiation treatment 127

Figure 28. Concentrations of creatinine and 8-OHdG in rats fed experimental diet on Day 30 after radiation treatment 131

초록보기

 항암치료의 하나인 방사선조사는 강력한 활성산소종을 유발하여 직접적, 간접적으로 암세포의 제거 및 증식을 억제한다. 그러나 방사선조사로 인해 정상 세포와 조직도 손상을 받게 되어 세포의 분열 및 분화가 지연된다. 또한, 세포 재생 능력 감소로 인해 탈모, 구토, 설사, 식욕감퇴 등의 증상이 야기되고 이는 영양상태 불균형과 면역반응 지연으로 이어진다. 이러한 영향은 방사선 조사 후 수 개월 혹은 수년까지도 지속되어 치료 후 환자들의 영양상태와 면역능에 영향을 미친다. 본 연구는 방사선조사 백서 모델을 이용하여 급성 염증반응과 만성 염증반응 단계에서 나타나는 체내 영양상태와 면역 및 염증 반응의 변화에 대한 식이중재의 효과를 알아보고자 시행되었다.

방사선조사에 의한 염증반응을 유발하기 위하여 기존에 확립된 직장염 유발 선량인 17.5Gy을 wister rat에 조사 한 후, 고단백 식이 (30% 단백질 함량), 레스베라트롤 첨가식이 (격일로 2 mg/kg b.w. 레스베라트롤 경구투여), 고단백식이와 레스베라트 첨가를 함께한 혼합식이를 공급하였다. 방사선조사와 식이중재 실시 10일와 30일 후에 동물을 희생하여 영양상태와 면역 및 염증반응을 관찰하였다. 식이중재가 영양상태에 미치는 영향을 알아보기 위하여 혈중 단백질과 지질 지표, 빈혈 지표를 측정하였다. 식이중재가 염증 및 면역반응에 미치는 영향을 알아보기 위하여 혈액세포 및 백혈구 비율, 염증성 사이토카인 분비량, T 세포, 비장세포 증식능을 측정하였다. 또한, 방사선조사로 인한 DNA 손상과 소장 및 직장 조직 손상에 식이중재가 미치는 영향 또한 관찰하였다.

본 연구 결과, 방사선조사 후 식이섭취 및 체중의 감소 나타남을 확인할 수 있었다. 식이 섭취율은 방사선조사 5일 후에 30%로 가장 낮게 나타났으며, 시일이 경과함에 따라 식이 섭취율이 서서히 증가하였다. 방사선조사 후 체중 감소가 시작되어 방사선조사 10일 후에 28%의 체중 감소를 보여 가장 낮은 체중이 관찰되었다. 영양상태를 분석한 결과 혈중 총 단백질과 알부민 농도는 급성 및 만성 염증반응단계에서 모두 감소되었다. 혈중 지질상태 변화는 급성 및 만성 염증반응단계에서 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, VLDL 콜레스테롤의 농도가 유의적으로 증가한 반면 중성지방 농도는 급성 염증반응단계에서만 유의적으로 증가하였다. 급성염증반응단계에서 모든 식이중재는 중성지방, 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤과 VLDL 콜레스테롤의 농도를 감소시켰다. 만성염증반응단계에서 고단백식이는 중성지방, 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, VLDL 콜레스테롤 농도를 감소시켰다. 또한 고단백식이와 레스베라트롤 혼합식이는 만성 염증반응단계 에서 중성지방과 LDL 콜레스테롤 농도를 감소시켰다.

방사선조사에 의한 각 염증반응단계에서 나타난 면역 및 염증반응의 변화를 살펴본 결과, 모든 염증반응단계에서 백혈구, 호중구, regulatory T 세포, IL-1β 분비량의 증가와 림프구 감소가 관찰되었다. 급성 염증반응단계에서 혈액 내 단구, foxp3+ 발현량와 염증성 사이토카인 IL-1β, IL-6, TNF-α분비량이 증가하였고, CD4+ T 세포는 감소하였다. 반면 비장지수 증가와 IL-6 분비량 감소는 만성 염증반응단계에서 관찰되었다. 고단백식이는 모든 염증반응단계에서 림프구를 증가시키고, 호중구를 감소시켰다. 고단백식이와 레스베라트롤 혼합식이는 만성 염증반응단계에서 림프구를 증가시키고, 호중구를 감소시켰다. 또한 모든 식이중재에서 CD4+ T 세포를 증가시키고, foxp3+ 발현량과 염증성 사이토카인 분비량을 감소시켰다. 만성 염증반응단계에서 고단백식이와 레스베라트롤 첨가식이는 비장세포 증식능을 증가시켰다. 방사선조사에 의한 DNA 손상과 소장 및 직장 조직의 손상에 대하여 고단백식이, 고단백식이와 레스베라트롤 혼합식이는 뇨중 8-OHdG/크레아티닌 농도를 감소시켰고, 특히 고단백식이는 직장조직의 손상 등급을 감소시켰다.

방사선조사에 의한 급성 및 만성 염증반응단계에서 나타난 영양상태, 염증반응, 면역반응에 대하여 3가지 식이중재는 각각 다른 효과를 나타내었다. 고단백식이는 단백질과 지질 상태, DNA와 조직 손상을 완화시켰고, 회복반응을 촉진시키는 것으로 사료된다. 레스베라트롤 첨가식이는 비장세포와 CD4+ T 세포를 촉진시켜 면역반응을 활성화시키는 것으로 사료된다. 고단백식이와 레스베라트롤 혼합식이는 만성 염증반응단계에서 지질 상태와 염증반응의 완화시키고, DNA 손상을 감소시키는 것으로 사료된다.

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