Cadmium 중독된 흰쥐에서 식이 단백질 수준 및 제독기간에 따른 제독효과와 단백질 대사

Abstract

본 연구는 Cd에 중독된 흰쥐에서 식이 단백질 수준 및 제독기간을 달리하였을 때 Cd의 제독효과와 체내 단백질 대사를 알아보기 위하여 평균 체중이 132.2±2.9%인 흰쥐 58마리를 첫 3주동안 15% Protein-400ppm CdCl_(2) 식이로 중독시킨 후 무작위로 추출하여 10마리를 희생시켰고, 나머지는 6군으로 나누어 제독기간을 2주와 5주로 하여, CdCl_(2)를 제외시키고 단백질 수준을 7%, 15% 또는 40%로 달리만 식이로 사육하였으며, 각 동물의 희생전 3일동안 뇨와 변을 채취하였다. 실험결과 체중증가량 및 간과 신장의 무게는 제독2부군과 제독5주군 각각에서 식이 단백질 수준이 증가할수록 유의적으로 증가하였으나 제독2주와 제독5주의 저단백질군은 오히려 Cd중독군보다 감소하였고, 고단백질군만 제독기간에 의한 유의적인 차이를 나타내었다. 뒷다리뼈의 무게와 길이, 대퇴골(Femur)의 Ca함량 및 회분함량은 모두 제독2주군에서는 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 대퇴골의 Ca함량을 제외한 모든 값이 제독5주군에서는 식이 단백질 수준이 높을수록 특히, 고단백질군에서 유의적으로 증가하였다. Hemoglobin 함량과 Hematocrit 값은 Cd중독군보다 모든 제독군들이 유의적으로 높았으나, 제독2주군들은 정상범위에 미달되었고, 특히 Hematocrit 값은 식이단백질에 의한 영향을 받지 않았다. 혈액의 Cd함량은 제독5주 저단백질군을 제외한 모든 군에서 유의적인 차이가 없었고, 간의 단위g당 Cd함량은 고단백질군과 중단백질 제독2주군을 제외하고 모든 군에서 Cd 중독군보다 높았고, 제독기간이 길수록 증가되었으나, 제독5주군내에서는 식이 단백질 수준이 높을수록 감소된 경향을 보였다. 신장의 Cd함량은 제독기간이 길어질수록 중단백질군과 고단백질군에서 현저하게 감소하였다. 뼈의 Cd함량은 모든 제독군이 Cd중독군보다 유의적으로 낮았으며, 특히 제독5주 고단백질군이 가장 낮았다. 뇨를 통만 Cd배설량은 제독5주-중단백질군과 고단백질군에서 저단백질군보다 유의적으로 높았고, 제독기간이 길수록 증가하는 경향을 보였다. 변의 Cd배설량은 제독2주군들이 제독5주군들보다 높았으며, 제독5주 고단백질군은 저단백질군과 중단백질군에 비해 유의적으로 높았다. 혈청의 총단백질 함량은 제독2주군이 Cd중독군 보다 높았으나, 제독5주군에서는 다시 감소하였고 식이 단백질 수준의 영향은 받지 않았다. 간의 총단백질 함량은 Cd중독군과 모든 제독군사이에 유의적인 차이는 없었으나, 식이 단백질 수준이 높을수록 증가된 경향을 보였다. 뇨와 변을 통한 질소배설량은 식이 단백질 수준이 높을수록, 제독기간이 길수록 증가하였으나 변을 통한 질소배설량은 저단백질군이 Cd중독군보다 낮았다. 체내 질소흡수율은 저단백질군을 제외한 제독군에서 Cd중독군보다 높았고, 식이단백질 수준이 높을수록, 제독기간이 길수록 증가하였다. 체내 질소보유율은 식이단백질 수준이 높을수록 감소하였고, 저단백질군을 제외하고 제독기간이 길수록 감소하였다. 이상의 실험결과로 부터 식이 단백질 수준과 제독기간의 차이가 체내 Cd분포 및 배설에 영향을 미치며, 혈청 및 간의 단백질 함량 등 체내 단백질 대사에도 영향을 미친다는 것을 알 수 있었고, Cd 제독효과는 식이 단백질 수준이 높을수록 제독기간이 길수록 증가하여, 고단백식이군과 제독5주군에서 성장 및 bemoglobin 함량과 hematocrit 값이 더욱 양호하였고, 신장과 뼈의 Cd함량이 크게 감소하였으며, 뇨를 통한 Cd배설량도 높았다. 한편 체내 질소흡수율은 저단백질군을 제외한 모든 제독군에서 Cd중독군보다 중가되었으나 성장율의 감소와 섭취한 다량의 단백질중 이용되고 남은 단백질에 의해 뇨를 통한 질소배설량이 크게 증가되어 체내 질소보유율은 낮아졌고, 간의 단백질 함량도 Cd중독군에 비하여 고단백질군에서 다소 높은 경향을 보였을 뿐이며 혈청 단백질 함량은 식이 단백질의 영향을 받지 않았고 오히려 제독5주군에서 감소되었다. 따라서 조직내 축적된 Cd의 제거 및 배설을 통한 보다 확실한 Cd 제독효과를 얻고 Cd중독에 의하여 변화된 체내 단백질 대사의 회복을 위해서는 더 긴 제독기간이 필요하다고 생각된다.;This study was performed to investigate the effect of different lengths of detoxifying period and dietary protein levels on protein metabolism and Cd de toxification in Cd-poisones rats. Fifty eight Sprague-dawley rats weighing 132.2 ± 2.9 gram were Poisoned by 15% protein-400ppm CdCl_(2) diet for 3 weeks and 19 randomly chosen rats were killed as control group. The rest 48 rats were blocked into 6 groups according to body weight, and 3 groups were fed each of three detoxifying diets ( 7, 15, 40% casein diets ) for 2 weeks and the other 3 groups fed the same diets for 5 weeks. In all animals of 6 groups urine and feces were collected for 3 days before sacrificing them. The results obtained were summerized as follow ; 1) Body weight gain, liver and kidney weights were increased with increasing dietary protein level. But these of animals in low protein detoxifying diet groups were lower than those in Cd 'poisoned control group. 2) Lengths and weights of femur and tibia, calcium and fetal ash contents in femur were not significantly different among 2 week detoxifying groups. But except for femur calcium content alt of them were increased with increasing dietary protein level in 5 week detoxifying groups. 3) Hemoglobin content and hemotocrit value in all detoxifying groups were significantly higher than those of Cd-poisoned group. However, those of 2 week detoxifying diet group were lower than those of normal level. Hemoglobin content was not affected by the level of dietary protein. 4) The Cd concentration of blood was not significantly different among groups with exception of 5 week low protein detoxifying diet groups. Cd concentration per gram of liver was tended to increase in 5 week detoxifying period and was slightly higher than that of Cd-poisoned group. Cd concentration per gram of kidney was decreased with increasing the length of detoxifying period and the dietary protein level. Bone Cd concentration in all detoxifying groups was significantly lewer than that of Cd poisoned group, esretially that of 5 week high protein detoxifying diet group being the lowest. 5) With the exception of low protein diet groups, daily urinary Cd excretion was increases with increasing the length of the detoxifying period. Among 5 week detoxifying groups, medium & high protein diet groups showes significantly higher urinary Cd excretions than low protein diet group. Feral Cd excretion was higher in 2 week detoxifying period groups than in 5 week groups. Among 5 weeks detoxifying groups, high protein diet group showed significant higher feral Cd excretion than low & medium diet groups. 6) Serum total protein contents of the 2 week detoxifying groups were higher than that of Cd-poisoned group. However, these decreased in 5 week-detoxifying period groups and showed no difference with the different levels of dietary protein. Liver total protein content Sid not show any significant difference between Cd-poisoned and Cd-detoxifying groups, but tensed to increase with increasing dietary protein level. 7) The amount of daily urinary and feral nitrogen excretions and body nitrogen absorption ratio were increased with increasing the dietary protein level & the length of detoxifying period. In conclusion, Cd distribution in the body, Cd excretion and protein metabolism were affected by dietary protein levels & lengths of detoxifying period. Cd detoxification effect was increased with increasing the length of detoxifying period and dietary protein levels.