N-3계 지방산과 단백질 수준이 나이가 다른 흰쥐에서 지질 대사와 신장 기능에 미치는 영향

Abstract

This study was performed to investigate the effect of n-3 fatty acids and dietary protein level on lipid metabolism, renal function, and bone composition in 15 and 2 months old Sprague-Dawley male rats. Each age group of rats was divided into 4 diet groups. The experimental diets contained either 8% or 25% protein, and lipid level were 20% on weight basis. For control lipid group, lipid was composed of equal amount of beef tallow + corn oil, and 25% of control lipid + 75% of fish oil for fish oil group. They were fed the experimental diets ad libitum for 8 weeks. The results were as follows; Organ weights were higher in aged rats than young rats. Kidney weight was higher in high protein groups than low protein groups, and epididymal fat pad was lower in fish oil groups than control groups. Serum levels of total lipid, triglyceride and total cholesterol were higher in aged rats and lower in fish oil groups. Serum HDL-cholesterol level was higher in young rats and in fish oil groups. However, dietary protein level had no effect on serum lipid levels. Serum TBARS concentration was higher in aged rats and in fish oil groups. But liver TBARS concentration was not different among the experimental groups. GFR tended to be higher in aged rats and in high protein groups. Urinary protein excretion was higher in high protein groups than low protein groups. Fish oil in diet affected neither GFR nor urinary protein excretion. Renal medulla TXB_2 and PGE_2 concentrations tended to be higher in high protein groups and lower in fish oil groups. Also PGE_2 concentrations was higher in aged rats. Light microscopic examination showed glomerulosclerosis, tubular atrophy, tubular cast, interstitial inflammation and interstitial fibrosis tended to be higher in aged rats and in high protein groups and lower in fish oil groups. Urinary Ca excretion was higher in aged rats and in high protein groups, possibily due to higher GFR. The weight, ash content and mineral contents of femur were higher in aged rats and in young high protein groups. Bone density of femur was higher in young rats and in high protein and fish oil groups. In conclusion, fish oil caused changes in serum lipid concentrations and eicosanoids metabolism. The effect of fish oil on renal function was less obvious than dietary protein level. However, fish oil was effective in preventing deterioration of renal function by aging and high protein diet. Therefore, it seems that n-3 fatty acid could affect renal function through changes in lipid and eicosanoids metabolism. ; 본 연구에서는 n-3 지방산이 식이 단백질 수준에 따라 신장의 노화에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 실험 식이는 단백질 함량을 8% casein(저단백식이; L)과 25% casein(고단백식이; H)으로 하고 이를 각각 어유 첨가군(LF, HF)과 대조군(LC, HC)으로 나누었는데, 식이 지방 함량은 식이 무게의 20%로서 대조군에는 우지와 옥수수유를 동량으로 섞어 사용하였고 어유군에는 대조군 식이의 지방 25%와 어유 75%를 섞어 공급하였다. 실험 동물은 나이가 15개월인 Sprague-Dawley종 늙은 수컷 흰쥐와 2개월인 같은 종의 어린 수컷 흰쥐로 각 나이에서 4개의 실험군으로 나누어 8주간 사육하였다. 신장 기능의 변화를 측정하기 위해 사구체 여과율, 뇨 단백질 배설량 및 신장 수질의 eicosanoids(TXB2, PGE2) 농도를 측정하였고, 조직 변화를 관찰하였으며, 지질 대사 및 과산화물 대사에 미치는 영향을 알아보기 위해 혈청 지질 농도와 혈청 및 간의 지질과산화물 함량을 측정하였다. 또한, 이러한 신장 기능의 변화가 Ca 대사 및 골격 구성에 미치는 영향을 살펴보기 위해 뇨 Ca 배설량 및 대퇴골의 구성 성분을 측정하였다. 식이 섭취량, 체중 및 장기 무게는 늙은 쥐에서 높았으나 체중 증가량은 어린 쥐에서 더 높았으며 신장의 무게는 고단백군에서 높았고 부고환 지방의 무게는 어유군에서 낮았다. 혈청 총 지방, 중성 지방, 총 콜레스테롤의 농도는 늙은 쥐에서 높았고 어유군에서 낮게 나타난 반면 HDL-콜레스테롤의 농도는 어린 쥐에서 높았고 또한 어유군에서 높았다. 혈청 지질과산화물 함량은 늙은 쥐에서 높았고 또한 어유군에서 높았으나, 간의 지질과산화물 함량은 나이와 식이에 의한 영향이 나타나지 않았다. 사구체 여과율은 늙은 쥐에서 높았고 또한 고단백군에서 높은 경향을 보였다. 뇨 단백질 배설량은 나이에 의한 차이는 없었으며 고단백군에서 유의적으로 높게 나타났다. 그러나, 사구체 여과율과 뇨 단백질 배설량 모두 어유 식이에 의한 영향은 받지 않았다. 신장의 조직학적 변화를 관찰한 결과 glomerulosclerosis, tubular atrophy, tubular cast, interstitial inflammation, interstitial fibrosis 등의 구조적 손상은 나이와 식이에 의한 뚜렷한 차이를 보이지는 않았으나 전체적으로 늙은 쥐에서 많이 발견되었으며 고단백 식이 공급시 손상이 심해지고 어유 공급시 고단백에 의한 손상을 보호하는 경향을 나타내었으며 이러한 어유의 효과는 늙은 쥐에서 현저하였다. 신장 수질내의 TXB_2의 농도는 나이에 따른 차이는 없었으나 고단백군에서 높았고 어유군에서 낮았다. PGE_2의 농도는 늙은 쥐에서 높게 나타났으며 식이에 의한 유의적인 차이는 없었으나 고단백군에서 높고 어유군에서 낮은 경향을 보였다. 뇨 Ca 배설량은 늙은 쥐에서 높았고 또한 고단백군에서 높게 나타났으나 어유 식이에 의한 영향은 없었으며, 이는 GFR 증가에 의한 영향으로 보인다. 대퇴골의 구성 성분은 나이와 식이 단백질 수준에 의한 영향은 나타났으나 어유 식이에 의한 영향은 적었다. 골격의 무게, 회분 함량 및 무기질(Ca, P, Mg) 함량은 늙은 쥐에서 높았으며, 어린 쥐의 경우 고단백군에서 높게 나타났다. 골밀도는 어린 쥐에서 높았으며, 늙은 쥐와 어린 쥐 모두 고단백-어유식이군에서 높게 나타났다. 본 연구에서 어유 식이는 혈청 지질 대사 및 과산화물 대사를 변화시켜 혈청 지질 농도를 감소시켰으며 지질과산화물의 양을 증가시켰다. 식이 단백질 수준은 신장 기능과 Ca 대사 및 골격 구성에 영향을 나타내어, 고단백 식이 공급시 신장의 eicosanoids(TXB_2, PGE_2)의 합성이 증가하고 GFR이 증가하여 조직 변화 및 신장 기능 감퇴를 초래하여 뇨 단백질 배설량이 높아졌으며 뇨 Ca 배설량도 많아졌으나, 어유 식이는 이에 뚜렷한 영향을 나타내지 않았다. 그러나, 노화와 고단백 식이로 인해 신장 기능이 약해진 경우 n-3 지방산이 풍부한 어유 공급시 신장 기능의 감소를 완화시킨다는 것을 알 수 있었다.