난소 절제 쥐에게 Estrogen을 투여하였을 때 식이 단백질 수준이 Ca 및 골격 대사에 미치는 영향

Abstract

본 연구는 폐경 후 여성에게 estrogen을 부여하였을 때 골격 대사에 미치는 효과가 식이 단백질 수준에 의해 영향을 받는지를 살펴보고자 동물 실험을 통하여 행해졌다. 250-500g된 암컷 흰쥐를 사용하여 난소 절제 수출과 Sham-operation을 실시하였다. 그후 난소 절제군은 estrogen 투여군과 Vehicle군으로 나누었다. 이들 각 처리군들은 다시 저단백군과 고단백군으로 나누어 총 6군으로 하였다. 식이 단백질 수준은 10%와 40%로 하였고, Ca은 0.2%, p는 0.4%로 하여 8주간 사육하였다. estrogen은 95% corn oil과 5% benzyl alcohol을 섞어 만든 vehicle에 체증 당 ㎏의 양을 녹여 0.1cc 씩 매일 근육 주사를 놓았다. 총 8주간의 실험 기간 동안 식이 섭취량은 난소 절제군에서 감소하는 경향이었으나, 식이와 estrogen에 의한 차이는 없었다. 뇨 Ca배설량은 고단백군에서 높았으나 estrogen부여에 따른 차이는 없었다. Ca흡수율은 난소 절제와 식이 단백질에 의한 영향은 받지 않았으나 estrogen을 투여하였을 때 Ca흡수율이 증가하였으며 이 효과는 고단백군보다는 저단백군에서 더 뚜렸하였다. 신장의 사구체 여과율(GFR)은 난소 절제 수습과 식이 및 estrogen투여에 의한 차이가 없었다. 뇨 단백질 배설량을 고단백군에서 높아서 고단백식이가 신장 기능의 퇴화를 촉진하였음을 알수있으며 이로 인해 뇨 Ca배설량이 증가된 것으로 볼수있다. 그러나 뇨 단백질 배설량은 estrogen 투여에 의해 영향 받지 않았다. Bone resorption의 지표로 사용되는 뇨 hydroky-proline배설량은 난소 절제군과 고단백군에서 높았으나 estrogen을 부여함에 따라 감소했으며 특히 저단백군에서 감소가 현저하였다. 그러므로 난소 절제한 흰쥐의 증가된 골격 재흡수는 estrogen투여에 의해서 완화될 수 있었으며 그 효과는 저단백군에서 더 뚜렸하였다. 혈청 PTH수준은 난소 절제와 식이에 의한 유의적인 차이가 없었다. 따라서 이러한 골격 분해의 결과는 PTH에 의한 영향은 아닌 것으로 생각되나 estrogen을 투여하였을 때 PTH수준이 135% 감소되었다. Bone formation의 지표인 alkaline phosphatase와 bone resorption을 나타내는 PTM수준이 estrogen을 투여하였을 때 감소했으므로 estrogen투여가 bone turnover rate를 감소시켜서 골격 대사에 영향을 미칠 것으로 생각된다. 수술과 식이에 의한 영향은 3가지 골격-대퇴골, 견갑골, 4번째 척추뼈에서 비슷한 양상을 보여 전반적으로 골격 무게와 구성 성분에 영향을 미치지 않았다. 그러나 대퇴골의 경우, ash/wt ratio가 난소 절제군에서 낮았으나 estrogen을 투여하였을 때 증가하여 회분 함유율에 영향을 미치는 것으로 보인다. 결론적으로 난소 절제로 인해서 뇨단백질 배설량이 증가하는 등 신장 기능의 본상을 유발하였고 고단백식이는 이러한 효과를 더욱 악화시켜서 뇨 Ca배설량을 증가시켰다. 그러나 estrogen을 투여함에 따라 Ca흡수율이 증가했으며 혈청alkaline phosphatase, PTH 및 뇨 hydroxyproline배설량이 감소하였다. 특히 estrogen의 이런 효과는 고단백군보다는 저단백군에서 뚜렷이 나타났다. 따라서 폐경 후 여성에게서 estrogen 투여의 효과를 볼 수 있었으며 과다한 단백질의 섭취는 지양되어야 할 것으로 사료된다.;This study was performed to investigate the effect of dietary protein level on the estrogen-treated postmenopausal women's Ca and skeletal metabolism, using ovariectomized rats as an animal model. Female rats of 250-500g body weight were undergone ovariectomy or sham-operation and ovariectomized rats were divided into estrogen- treated groups and vehicle- treated groups. Each treatment group was again divided into high protein groups (40% casein) and low protein groups(l0% casein),forming 6 experimental groups : sham-high protein-vehicle(SHV), sham-low protein(SLV), ovariectomized-high protein-estrogen(OHE), ovariectomized-low proteinestrogen(OLE), ovariectomized- high protein - vehicle (OHV), ovarie-ctomized - low protein- vehicle(OLV). All experimental diets. contained 0.2% Ca, 0.4% P and fed to rats for 8 weeks. Estrogen-treated groups were injected with 10μ g/Kg B.W of estrogen. Vehicle-treated groups of experimental rats were injected with vehicle (95% corn oil and 5% benzyl alcohol) alone. All injections were made daily an intramuscular injection at 0.1cc. Serum estrogen level was decreased in ovariectomized rats. After estrogen was treated, serum estrogen level was increased. Urinary Ca excretion were higher in high protein groups, however estrogen injection had no effect. Apparant Ca absorption and Ca balance were not affected by dietary protein and ovariectomy, however they were increased by estrogen treatment and this effect was even higher in low protein groups, so OLE group showed the lowest value. There was no difference in GFR between the experimental groups. Urinary protein excretion was higher in high protein groups, so it seems that the funtion of kidney was deteriorated by high protein diet, and this may account partly for the higher urinary Ca in high protein groups. But urinary protein excretion was not improved by estrogen treatment. Urinary hydroxyproline, that were used as the marker of bone resorption, was higher in ovariectomized rats and increased in high protein groups. It was lowered by estrogen and low dietary protein level, thus OLE group showed the lowest value. Alkaline phosphatase, a marker of bone formation, trended to increase in ovariectomized gruops and reduced with estrogen treatment. but this difference was not statistically significant. Serum PTH was not affected by ovariectomy and dietary protein level. Thus it is thought that bone loss was not attributed to PTH. But when estrogen was treated, PTH was decreased(l3%). Dietary protein level and ovariectomy and estrogen treatment did not affect the weights and components of femur, scapular and 4th vertebra. But, Ash/wt ratio of femur was lower in ovariectomized rats and increased in estrogen-treated groups. In conclusion, high protein diet deteriorated the kidney funtion and induced bone resorption and ovariectomy accelerated this effect of high protein diet even more. Estrogen treatment of ovariectomized rats led to Ca absorption increasement and lower urinary hydroxyproline excretion and serum alkaline phosphatase and PTH level. And this effect was even more evident in low protein groups. Therefore, it is considered that if estrogen treatment and low protein diet are concurrent, it can alleviate or reduce bone loss in postmenopausal women somewhat.