Phosphonovaline 급여와 식이제한이 흰쥐의 노화에 미치는 영향

Abstract

본 연구는 C ? P화합물인 Phosphonovaline급여와 식이제한이 흰쥐의 체중과 장기, 근육, 뼈, 뇌등의 무게와 구성성분의 변화 및 면역기능에 미치는 영향을 노화의 측면에서 장기간 관찰하였다. 실험동물은 체중이 약 100g 정도인 Sprague-Dawley종 수컷 흰쥐를 사용하였다. 이들을 급여식이에 따라 4군으로 나누었고, 이중 2군은 무제한 식이군으로써 , 실험군으로는 0.1% Phosphonovaline을 16% casein식이에 첨가하여 무제한 공급하였고, 이의 대조군으로는 16% casein식이에 0.1% valine첨가 식이를 무제한 섭취케 하였다. 나머지 2군은 제한 섭취군으로써, Phosphonovaline첨가 무제한 실험식이군이 섭취한 식이를 70%로 제한시켜 공급한 군과, 16% casein에 0.1% valine을 첨가한 대조군이 섭취한 식이를 70% 제한 섭취케 한 군으로 이루어져있다. 총 실험기간은 24개월이었고, 1, 4, 8, 12, 24개월에 각 군에서 약 8마리씩 희생시켜 실험한 결과는 다음과 같았다. 사망률(Cummulative death rate)은 각 시기에 생존하고 있는 쥐와 사망한 쥐의 수로 산출하였다. 총 사육기간 24개월동안의 Phosphonovaline 첨가 무제한 식이군의 사망률은 0.70이었고, 대조군은 0.72 차이를 보이지 않았다. 식이제한시 Phosphonovaline 첨가는 사망률을 증가시켰다. 체중은 전 시기에 걸쳐 무제한식이와 제한식이 모두에서, Phosphonovaline군과 대조군 사이에 차이를 보이지 않았으나 , Phosphonovaline군에서 최대체중은 사육 후 12개월에 나타나, 대조군의 18개월에 비해 빨랐다. 신체부위중 간, 신장, 근육, 대퇴골, 뇌 및 epididymal fat pad의 무게는 phosphonovaline첨가에 의해 영향을 받지 않아 대조군과 비슷하였으나, 이들 무게의 변화는 체중변화에서와 같은 경향으로 phosphonovaline군에서 대조군에 비해 증가 및 감소시기가 더 빠르게 나타났다. 소장의 무게는 Phosphonovaline 첨가군에서 더 무거웠다. Phosphonovaline투여시, 신체 각 부위의 성분중 뇌의 RNA/DNA 비율이 사육후 12개월까지 높았는데, 이는 Phosphonovaline첨가군의 뇌 DNA 함량 저하에 기인하였다. 또한 Phosphonovaline투여시 근육단백질 함량은 성장기에 상승하였으며, 혈청 cholesterol 및 혈청 HDL fraction은 사육후 4개월이후에 저하되었다. Phosphonovaline을 첨가했을 때, spleen의 PHA반응은 4개월에 ConA반응은 4개월 및 8개월에 유의적으로 높았고, thymus무게는 24개월에 대조군보다 높은 경향을 보였다. 식이제한시의 Phosphonovaline의 첨가는 무제한식이에서 나타난 경향과 같았는데, 즉 무제한식이 군들에서와 마찬가지로 제한 식이군에서도, Phosphonovaline첨가시 뇌의 DNA함량 저하, 혈청 cholesterol함량 감소, 혈청 HDL fraction증가 및 성장기의 면역반응 증가등이 관찰되었다. 식이제한의 영향으로는, 식이제한군의 노년기 사망률이 대조군보다 낮았다. 또한 체중 및 장기무게등이 감소하여 성장지연현상을 보였으나, 체중 및 신체 각 부위의 시기에 따른 증감곡선의 양상은 무제한식이군과 같은 경향이었다. 식이제한을 했을 때, 근육 단백질함량은 대조군보다 노년기에 높았으며, 대조군에서 노년기에 나타난 단백질함량 저하는 일어나지 않았다. 식이제한군의 대퇴골 및 견갑골의 Ca함량은 1개월을 제외하고는 대조군보다 훨씬 낮았으며, 특히 노년기에는 유의적으로 낮았다. 식이제한시 뇌의 DNA, RNA함량및 RNA/DNA 비율은 대조군과 거의 차이를 보이지 않았다. 식이제한군에서 혈청 총지방 및 TG함량은 대조군과 유의적인 차이가 없었고, 24개월에는 오히려 높은 경향이었다. 혈청 lipoprotein은 β fraction이 24개월에 상승된 것을 제외하고 식이제한에 의해 영향을 받지 않았다. Thymus무게는 18개월까지 식이제한 군에서 대조군과 비슷한 수준이었으나 그후 오히려 약간 높았다. Spleen의 PHA및 ConA에 의한 증식반응은 식이제한군에서 대조군에 비해 성장기에는 약간 낮았으나, 노년기로 갈수록 높은 경향이었다. ; The effects of 24 month long phosphonovaline supplementation and moderate food restriction at the level of 70% reduction compared to ad libitum fed control rats on some parameters related to aging have been investigated. A number of age sensitive factors such as muscle and bone weights and component changes, brain DNA, RNA contents and immunological capacities has been determined. A synthetic analog of valine, phosphonvaline, has been administered to male Sprague-Dawley rats weighing 100.5 ± 2.3g, at the level of 0.1% in 16% casein diet. The effect of feeding this c-p compounds has been examined from growth period to senescence periods in 70% restricted rats and ad libitum fed rats. AT 1, 4, 8, 12, 18, 24 month of feeding, representative rats from each group were killed and analyzed. The following results were obtained. Body weight changes during 24 month of feeding period showed that there were no significant differences in weights of rats at each period determined between control, valine supplemented rats and phosphonovaline fed rats. The cumulative death rate was calculated based on survival rate of living animals at each periods, and found to be 0.72 for valine supplemented control rats and 0.70 for phosphonovaline supplemented rats at 24 month of feeding. Phosphonvaline caused faster peak weights and it appeared at 12 month of feeding, whereas control rats showed their peak weight response at 18 month. Various weight such as liver, kidney, muscles, femur, scapula, brain and epididymal fat pads were not significantly changed by phosphonovaline supplementation. However, like body weights, these weights had faster peak response compared to values of control group. The small intestines were significantly heavier for phosphonovaline supplemented group. Phosphonvaline supplementation was resulted in higher RNA/DNA ratio from 4 to 12 month of feeding, primarily due to decrease in DNA contents of brain. A slight increase in protein contents of muscle were observed for phosphonvaline supplemented rats. There were tendencies of hypocholesterolemic effect and increased serum HDL fraction in phosphonovaline supplemented groups. Phosphonvaline was not able to prevent age-dependent decline of PHA, ConA response. Nontherless, increased responses of mitogenic stimulation of spleen cells were observed at 4 or 8 month of feeding phosphonovaline. In dietary restricted groups, similar effects were noticed by phosphonovaline supplementation as in phosphonovaline as libitum fed groups except for death rate. The effect of dietary restriction at the level of 70% compared to ad libitum fed rats has been observed along with phosphonovaline supplementation. By dietary restriction, cummulative death rate at 24 month was reduced. However, phosponovaline restricted rats showed higher death rate than valine supplemented, restricted rats. The apparent retardation of growth has been observed in restricted groups. However, their peak growth point seems to occur at the same period as ad libitum fed groups. The dietary restriction at the level of 70% was not able to prevent or delay most of age-associated change in factors examined in this study. The decline of protein contents in muscle was prevented by dietary restriction. Other parameters, such as Ca contents of bones, DNA contents of brain , serum total lipid, TG contents were not significantly changed by dietary restriction in most of periods measured. Serum cholesterol contents were elevated in dietary restricted groups in senescence period. There were slight delays in thymus degenerative pattern in dietary restricted rats. At advanced age period, PHA, ConA responses and PHA/Con A ratio were slightly elevated in dietary restricted groups.