나이가 다른 흰쥐에서의 식이단백질 수준이 신장기능 및 Ca 대사에 미치는 영향

Abstract

본 연구는 나이가 어린 쥐(1개월)와 성숙한 쥐(10개월)를 단백질 수준을 5%와 50%로 달리한 식이로 12주간 사육하면서 식이 단백질 수준이 다른 성장 단계에 있는 두 군의 쥐에서의 신장 기능 및 Ca대사에 어떤 영향을 미치는가를 살펴 보고자 행해졌다. 실험기간동안 체중증가량과 식이효율은 나이가 어린 쥐에서 높았으며, 두 연령군 모두 고단백군에서 높았다. 간과 신장의 무게는 성숙한 쥐가 어린 쥐보다 높았으나, 식이 단백질 수준에 의한 영향을 성숙한 쥐보다 어린 쥐에서 뚜렸하게 나타났다. 이런 경향은 사육기간이 지남에 따라 더욱 현저하게 나타났다. 신장 기능의 지표가 되는 GFR은 나이가 많은 쥐에서 높은 경향을 보였으며, 성숙한 쥐에서는 식이 단백질 수준 및 사육기간에 의한 영향을 받지 않았다. 그러나, 어린 쥐에서는 고단백 식이에 의해 GFR이 증가되었으며 사육 기간이 지남에 따라 이런 차이는 더욱 현저해 됐다. 그리고 RBF는 GFR과 평행하게 변화하였다. 혈청 urea nitrogen(BUN)과 뇨중 urea nitrogen은 두 나이군 모두 고단백군에서 높았다. 또한, 고단백 식이로 사육된 성숙한 쥐에서는 전기간에 걸처 뇨중에서 단백질이 검출되었으며 저단백 식이로 사육된 성숙한 쥐에서는 3주 후에만 소량 검출되었다가 그 후에는 없어졌다. 어린 쥐에서는 식이 단백질 수준에 관계없이 전기간에 걸쳐 단백질뇨가 검출되지 않았다. 소변으로의 Ca배설량은 성숙한 쥐에서 높았고, 두 나이군에서 모두 고단백군에서 높았다. 성숙한 쥐에서는 두 단백군 사이에 GFR의 차이가 없었는데도 불구하고 고단백군에서 뇨 Ca배설량이 높았으므로 GFR외의 다른 인자에 의해 뇨 Ca배설량이 증가했음을 알 수 있다. 골격의 성장 및 구성에 있어서 나이에 따를 영향이 두드러지게 나타났다. 대퇴골의 무게, 길이, 회분함량 및 Ca함량은 성숙한 쥐가 어린 쥐보다 높았다. 그러나 이러한 대퇴골의 구성 성분은 성숙한 쥐에서는 식이 단백질 수준에 영향을 받지 않았으나 어린 쥐에서는 대퇴골의 무게, 길이, 회분함량 및 Ca함량이 고단백군에서 유의적으로 높았다. 따라서 성숙한 쥐에서는 저단백군이 식이에 의해시 GFR이나 뇨 Ca배설량이 증가하지는 않았지만 뼈의 회분함량중 Ca함량이 감소하였고, 어린 쥐에서는 고단백 식이에 의해서 뇨 Ca배설량이 증가했음에도 불구하고 대퇴골의 성장은 정상적으로 이루어졌다고 생각된다. 그러나, 혈청 Ca과 PTH농도는 나이와 식이에 따른 유의적인 차이가 없었다. 결론적으로, 식이 단백질 수준이 나이가 다른 흰쥐의 신장 기능 및 Ca대사에 미치는 영향은 나이에 따라 달랐다. 어린 쥐에서는 고단백 식이에 의해서 GFR이 증가하고 뇨 Ca배설량이 높았으나 신장 및 골격내 Ca함유율은 양호했다. 한편, 성숙한 쥐에서는 식이 단백질 수준이 GFR에 영향을 미치지는 않았으나, 고단백 식이는 뇨 Ca배설량을 증가시켰고 저단백 식이는 골격의 회분 함유량중 Ca의 함유량을 감소시켰다. 성숙한 쥐가 고단백 식이로 사육되었을 때 단백질이 뇨로 배설된 것으로 보아 노화과정에 있는 신장에 고단백과 같은 스트레스는 신장 기능에 좋지 않은 영향을 줄 수도 있다고 보인다.;This study was performed to investigate the effects of dietary protein content on the kedney function and Ca metabolism in rats of different stages of development. Male rats of 1-month(Young) and 10-month( Adult) of age were fed 5% and 50% casein diets for 12 weeks. Body weight gain and food efficiency ratio were higher in the young rats than in the adult rats, and in the 50% group than in the 5% protein group. The adult rats had higher weights of liver and kidney. Only in the adult rats, dietary protein level had no effect on the weights of liver. Measured as the indicators of kidney function, glomerula fitration rate(GFR) and renal blood flow(RBF) had a tendency of changing parally. The adult rats were not affected in their GFR and RBF by dietary Protein level and feeding period. In young rats, however, GFR and RBF were increased with raising dietary protein level and the difference became bigger with feeding period. Blood urea nitrogen(BUN), urine urea nitrogen and fecal nitrogen were siginificantly higher in 50% protein group of both age groups. The adult rats showed a sign of proteinuria. The high protein group excreted protein in their urine all over the feeding period. Little amount of protein was observed in urine of adult rats on low protein diet only 3 weeks of disappeared as the feeding time proceeded. On the other land, no protein excretion was observed in the young rats, regardless of their protein levels in diets. Urinary Ca was higher in the adult rats than in the young rats and it was increased with higher protein level in diet in both age groups. The increment in urinary Ca by high protein diet in adult rats was not accompanied with increasing GFR, therefore it seemed that some factors other than GFR had played a role in increasing GFR in adult rats. Age and dietary protein did not have any effect in serum Ca and PTH concentrations. The weight, length, ash and Ca content of femur in adult rats were not affected by dietary protein level. But the Ca/ash ratio was lower in the low protein group than in the high protein group after 12 weeks of feeding period. In the case of young rats, the weight, length, ash and Ca content were significantly higher in the high protein group. In conclusion, renal growth of the growing rats was stimulated by high protein diet, while same diet had no effect on the kidney weight in the adult rats. But, it seemed to accelated proteinuria which might lead to kidney lesion. On the other hand, restriction of protein intake impaired the growth of the young rats, however, it was not observed by low protein diet.