수면 박탈이 산화 스트레스에 미치는 영향

Abstract

It has been hypothesized that sleep has an antioxidant function and sleep deprivation may result in oxidative stress. The present study was purposed to examine the effect of 3 and 7 days' sleep deprivation on oxidative stress measured by the level of lipid peroxidation and activities of antioxidant enzymes. Wistar rats aged 12 weeks were used in this study. Forty-nine rats were divided into 5 groups; baseline and experimental and control groups for both 3 and 7 days' sleep deprivation, respectively. Rats in experimental groups were deprived of sleep in the multi-platform model during 3 days and 7 days, respectively. Each controls were raised in large multi-platform model which allows rats to sleep on platforms. To evaluate lipid peroxidation, malondialdehyde was measured in tissues of heart, liver, and kidney, and red blood cells. Activities of antioxidant enzymes, including superoxide dismutase(SOD), glutathione peroxidase (GSHPx), and catalase(CAT), were also measured by assay kits. The major findings in this study are as follows: 1. There were significant decreases of SOD & CAT activities in liver tissue of sleep-deprived rats comparing contorls. Significant decrease of CAT activity in RBC was also observed after both 3 and 7 days' sleep deprivation. 3. There was no significant difference in lipid peroxidation after sleep deprivation. In conclusion, the present results suggest that sleep deprivation can result in decrease of antioxidant responses, which may cause cell injury and future development of disease. Further studies should be performed to confirm the deleterious effect of sleep deprivation and to reduce the oxidative stress for individuals suffering from sleep deprivation.;본 연구는 수면 박탈이 산화 스트레스에 미치는 영향을 규명하기 위해 실시된 백서(白鼠)를 이용한 동물 실험연구로서, 연구의 목적은 3일 및 7일간 지속적으로 유발된 수면 박탈이 항산화 효소의 활동성 및 지질 과산화 정도에 미치는 영향을 검증하기 위한 것이다. 본 연구를 위해 12주령의 백서 49마리가 이용되었으며, 각각 기초조사군, 3일 수면 박탈 실험군 및 대조군, 7일 수면 박탈 실험군 및 대조군에 무작위로 배치되었다. 수면 박탈 실험군을 위한 modified multi-platform 모델 및 대조군을 위한 large multi-platform 모델은 Machado 등(2004)이 개발한 방법에 기초하여 제작되었다. 항산화 효소의 활동성을 평가하기 위해 superoxide dismutase(SOD), glutathione peroxidase(GSHPx) 및 catalase (CAT)를, 지질 과산화 정도를 평가하기 위해서는 malondialdehyde 수치를 각각 심장, 간, 신장 조직과 적혈구에서 측정하였다. Malondialdehyde 및 SOD, GSHPx, CAT의 측정은 상품화된 assay kit를 통해 실시하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 1. 수면 박탈이 항산화 효소의 활동성에 미치는 영향에 대한 연구 결과, 심장 및 신장 조직에서는 유의한 변화를 보이지 않았으나, 항산화 효소의 분포가 많은 조직으로 알려진 간에서 7일 수면 박탈 후 SOD와 CAT의 활동성이 대조군에 비해 실험군에서 유의하게 감소하는 것으로 나타났으며, 적혈구에서도 수면 박탈 후 실험군의 CAT의 활동성이 대조군에 비해 유의하게 감소한 것이 확인되었다. 2. 수면 박탈이 지질 과산화 반응 정도에 미치는 영향에 대한 연구 결과에서는, 실험군이 대조군보다 malondialdehyde 수치가 말초 조직과 적혈구 모두에서 다소 높은 경향을 보였으나 통계적으로 유의하지 않았으므로, 수면 박탈이 지질 과산화 반응을 증가시킬 것이라는 가설은 지지되지 않았다. 본 연구 결과를 통해 수면 박탈이 항산화 효소의 활동성을 감소시켜 산화 스트레스를 유발할 수 있다는 사실이 확인되었다. 더 나아가 수면 박탈이 과잉 축적된 활성산소로 인한 지질 과산화 반응 및 세포막의 구조와 기능의 변화에까지 영향을 미치는지를 규명하기 위해서는 다양한 수면 박탈 기간과 방법을 적용한 후속 연구가 필요할 것으로 생각된다.