편측 신 절제 당뇨 쥐에서 저단백 식이와 Lovastatin의 투여가 신 기능에 미치는 영향

Abstract

Uninephrectomy in rats with experimental diabetes mellitus caused exaggerated lipid abnormality, proteinuria and accelerated glomerular injury. The lipid abnormalities in renal disease might favor the development of atherosclerotic changes. In addition, hyperlipidemia and high protein diet might also have more adverse effects on the progression of the renal damage in uninephrectomized diabetic rats since they may promote mesangial damage and favor glomerular sclerosis. Therefore, correction or prevention of these condition is accepted as a prominent goal in the management of the above mentioned pathologic conditions. Many lipid-lowering agents including HMG CoA reductase inhibitor, lovastatin have been used with promising results, especially in animal models of renal disease. But there is no doubt that the low protein diet is an alternative to the use of lipid-lowering drugs to prevent glomerulosclerosis. The present study was undertaking to evaluate the effects of lipid-lowering agent, lovastatin and low protein diet on hyperlipidemia, proteinuria and the progression of glomerulosclerosis in diabetic rats. Total 28 Sprague-Dawley rats were divided into 4 groups and studied for 4 weeks following induction of diabetes mellitus and uninephrectomy. The group treated with low protein diet(8% protein) and vehicle was reffered to LPV(n=7). The group treated with low protein diet and lovastatin was reffered to LPL(n=7). The group treated with high protein diet(32% protein) and verhicle(n=7) was reffered to HPV. And the group treated with high protein diet and lovastatin was reffered to HPL(n=7). To characterize independent effects of protein diet, the uninephrectomized diabetic rats were divided into LPD(low protein diet group, LPV+LPL) and HPD(high protein diet group, HPV+HPL). To characterize independent effects of lovastatin, the rats were divided into Veh(verhicle group, LP+HPV) and Lov(lovastatin group, LPL+HPL). The results are as follows: 1.In all four groups, body weight were decreased after 4 weeks with no significant difference among four groups. Blood pressure after 4 weeks showed no significant differences among four groups. 2.Serum total protein and albumin after 4 weeks showed no significant differences among four groups with or without low protein diet and lovastatin. 3.BUN and serum creatinine were decreased after 4 weeks by low protein diet and lovastatin. Low protein diet reduced both BUN and creatinine independently. In LPL, BUN and serum creatinine after 4 weeks became significantly lower than HPV(15.7±1.2 vs 34.6±2.1 mg/dl, 0.67±0.06 vs 2.42±0.39 mg/dl, p<0.05). In LPD, BUN at 4 weeks became significantly lower than HPD(19.4±2.2 vs 31.8±2.7 mg/dl, p<0.01) and creatinine at 4 weeks became lower than HPD(1.06±0.14 vs 1.94±0.21 mg/dl). In Lov, creatinine at 4 weeks became lower than Veh(1.19±0.16 vs 1.81±0.23 mg/dl). 4.Serum cholesterol and triglyceride were decreased after 4 weeks by low protein diet and lovastatin. Lovastatin reduced both of cholesterol and triglyceride independently. In LPL, cholesterol and triglyceride after 4 weeks became significantly lower than HPV(222±12 vs 399±58mg/dl, 99±12 vs 274±66 mg/dl, p<0.05). In Lov, cholesterol at 4 weeks became significantly lower than Veh(234±11 vs 363±33 mg/dl, p<0.001) and triglyceride at 4 weeks became lower than Veh(127±16 vs 2422±33 mg/dl, p<0.01). 5. 24 Hour urinary protein excretion (UP) was decreased after 4 weeks by low protein diet and lovastatin. Low protein diet group reduced UP independently. In LPL, UP decreased after 4 weeks became significantly lower than HPV(424.0±34.7 vs 396.9±55.5 mg/day, p<0.05). In LPD, UP became lower than HPD(389.4±46.7 vs 543.3±34.1 mg/day, p<0.05). 6.Low protein diet and lovastatin prevented onset of glomerulosclerosis. Each of low protein diet and lovastatin had effects on glomerulosclerotic changes independently. In LPL, sclerotic score after 4 weeks became significantly lower than HPV(1.00±0.00 vs 2.14±0.26, p<0.05). In LPD, sclerotic score 4 weeks became significantly lower than HPD(1.21±0.11 vs 1.92±0.19, p<0.01). In Lov, sclerotic score 4 weeks became significantly lower than Veh(1.36±0.17 vs 1.79±0.18, p<0.05). In conclusion, low protein diet and lovastatin ameliorated renal function and prevented glomerulosclerosis. Each of low protein diet and lovastatin had an effect on glomerulosclerotic change independently. Further clinical study for long term is necessary to prevent glomerulosclerosis in nephrotic syndrome and to decrease the rate of progression of renal injury. ; 편측 신 절제 당뇨 쥐 모델에서 신 손상이 가속화되는 원인으로는 지질 침착, 고단백 식이, 사구체 고혈압 그리고 단백뇨 등이 있다. 신 질환에서의 지질이상은 메산지움의 확장, 혈관의 손상, 사구체 비대 그리고 사구체 경화증 등의 신손상을 초래한다. 단백뇨는 세뇨관과 사구체 기저막의 구조적 변화 등 여러경로를 통해 신손상을 야기한다. 그러므로 지질 이상과 단백뇨를 교정하기 위해 지질 강화제와 저단백 식이를 투여함으로써 사구체 경화증을 동반하는 신질환을 예방할 수 있다. 본 실험에서는 편측 신 절제 당뇨 쥐 모델에서 저단백 식이와 lovastatin을 병용 투여한 뒤 이들이 혈청 지질, 단백뇨 그리고 사구체 경화증에 미치는 영향을 조사하여 향후 당뇨병성 신증에서 사구체 경화증을 예방하고 그 진행속도를 감소시키는데 적용하고자 하였다. 연구방법은 체중 200-400g의 Sprague-Dawley 쥐를 편측 신 절제하여 streptozotocin으로 당뇨를 유발한 뒤 4군으로 구분하였다. I군은 저단백 식이를 하고 vehicle을 투여한 군(LPV, n=7), II군은 저단백 식이- lovastatin 병용군(LPL, n=7), III군은 고단백 식이를 하고 verhicle을 투여한 군(HPV, n=7), IV군은 고단백 식이- lovastatin병용균(HPL, n=7)로 하였다. 실험기간은 당뇨 유발 후 4주 동안으로 편측 신 절제한 후(baseline), 당뇨 유발 3일 후(0 week), 2주 후(2 weeks), 4주 후(4 weeks)에 각 군에서 혈압과 체중을 측정하였고 혈청 콜레스테롤, 중성지방, 알부민, 총단백, 혈당, 크레아티닌, 혈중 요소 질소 그리고 24시간 단백뇨를 측정하였다. 실험 4주에 쥐를 희생시켜 광학현미경으로 사구체 경화증의 정도를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1.체중은 모든 실험 군에서 점차 감소하였으나 각 군간에 통계학적인 의의는 없었다. 각 군에서 혈압의 유의한 변화는 없었다. 2.혈청 총 단백과 알부민은 lovastatin투여나 단백 식이에 의해 유의한 차이를 보이지 않았다. 3.실험4주의 혈중 요소 질소 농도는 저단백 식이- lovastatin병용군에서 15.7±1.2mg/dl로 고단백 식이군(34.6±2.1mg/dl)에 비해 유의한 차이를 보였다(p<0.05). Lovastatin투여에 관계없이 총 저단백 식이군(LPV+LPL군)의 혈중 요소 질소 농도는 19.4±2.2mg/dl로 총 고단백 식이군(HPV+HPL군, 31.8±2.7mg/dl)에 비해 의의있게 낮았다(p<0.01). 실험 4주의 혈청 크레아티닌은 저단백 식이-lovastatin병용군에서 0.67±0.06mg/dl로 고단백 식이군(2.16±0.39mg/dl)과 고단백 식이- lovastatin 병용군(1.71±0.14mg/dl)에 비해 의의있게 낮았다(p<0.05). 총 저단백 식이군(1.06±0.14mg/dl)은 총 고단백 식이군(1.94±0.21mg/dl)보다 의의있게 낮았으며(p<0.001), 총 lovastatin군(LPL+HPV군, 1.81±0.23 mg/dl)에 비해 의의있게 낮았다(p<0.01). 4.실험 4주의 혈청 콜레스테롤은 저단백 식이- lovastatin 병용군에서 222±12 mg/dl로 고단백 식이군(399±58mg.dl)에 비해 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 혈청 중성지방은 저단백 식이- lovastatin 병용군에서 99±12mg/dl로 고단백식이군(274±66 mg/dl)에 비해 통계학적으로 의의있는 차이를 보였다(p<0.05). 총 lovastatin군은 4주 후 혈청 콜레스테롤아 234±11mg/dl로 총 verhicle군(363±33mg/dl)에 비해 의의있게 낮았으며(p<0.001), 혈청 중성지방은 127±16 mg/dl로 총 verhicle군(242±33mg/dl)에 비해 의의있게 낮았다(p<0.01). 5. 24시간 단백뇨는 총 저단백 식이군(389.4±46.7 mg/day)에서 총 고단백 식이군(543.3±34.1mg/day)과 비교해서 의의있게 낮았고(p<0.05), 저단백 식이- lovastatin 병용군에서 4주 후 351.8±86.4mg/day로 가장 낮은 소견을 보였으며 고단백 식이군(596.9±55.5mg/day)에 비해 통계학적으로 의의있게 낮았다(p<0.05). 6. 조직 소견상 총 저단백 식이군은 사구체 경화 점수가 1.21±0.11로 총 고단백 식이군(1.93±0.19)과 비교하여 의의있게 낮았다(p<0.01). 또한 총 lovastatin군은 1.36±0.17로 총 verhicle군(1.79±0.18)과 비교하여 의의있게 낮았다(p<0.05). 저단백 식이- lovastatin 병용군에서는 1.00±0.00으로 고단백 식이군(2.14±0.26)에 비해 통계학적으로 의의있게 낮았다(p<0.05). 이상의 결과를 종합하면 편측 신 절제 당뇨 쥐 모델에서 저단백 식이- lovastatin 병용 투여는 신 기능의 악화와 사구체 경화증의 진행을 억제하였다. 또한 저단백 식이와 lovastatin투여는 각각 단독으로도 비슷한 효과를 나타내었다. 향후 당뇨병성 신증에서 사구체 경화증을 예방하고 사구체 경화증의 진행속도를 줄이기 위해 장기간 의 저단백 식이와 lovastatin투여에 관한 임상연구가 필요할 것으로 사료된다.