중추신경이 온전한 쥐의 Cephalic Glucopenia가 인슐린과 글루카곤 분비에 미치는 영향

Effects of Cephalic Glucopenia on Insulin and Glucagon Secretion in Central Nervous System-Intact Pancreas Perfused Rats

췌장에서 분비하는 인슐린과 글루카곤의 자극-분비 coupling 과정은 주로 혈당 농도와 중추신경계에 의하여 조절되어진다. 본 연구는 두부에 포도당이 결핍되었을 때에 중추신경계가 췌장에서 인슐린과 글루카곤이 분비되는 패턴을 Sprague-Dawley 흰쥐를 대상으로 하여 살펴보았으며, 실험 방법은 in situ 뇌-췌장 관류법을 이용하였다. 관류액은 100 mg/dL glucose와 20 mM arginine를 포함한 Krebs-Ringer 완충액 (pH 7.4)으로 하였으며, 95% $O_2$-5% $CO_2$ 가스를 계속적으로 주입시키면서 5 ml/min의 속도로 30분간 정주하였다. 대조군은 cephalic glucopenia가 일어나지 않는 군으로 하였고, 실험군은 두 군으로 나누어서 GLP1군은 cephalic glucopenia가 0분에 일어나도록 하였고, CLP2군은 16분에 일어나도록 하였다. 문맥으로 유출되는 췌장의 effluent액에서 인슐린과 글루카곤 농도를 RIA법으로 측정하였고 호르몬의 분비 속도를 산출하여 분비동태 양상을 분석하였다. 결과에서 인슐린 분비량은 GLP1군에서 가장 낮아서 cephalic glucopenia에 의하여 다소 감소하는 경향이었으나, 세 군간에 통계적으로 유의적인 차이는 없었다. 인슐린의 분비동태 양상을 살펴보면 이봉성의 정규 양상을 보였으나, GLP1군에서 첫번째 peak (4 min)가 다소 둔화되는 현상을 보였다. 글루카곤의 분비동태 양상도 이봉성의 정규 양상을 보였으며, 특히 GLP1군에 있어서 0~15분간의 글루카곤 분비량은 cephalic glucopenia에 의하여 유의성 있게 (p<0.05) 증가하였다. GLP2군에 있어서 글루카곤 분비량은 관류 후 15~30분 사이에 중가하는 경향을 볼 수 있었으나 통계적인 유의성은 없었다. 따라서 頭部의 포도당 결핍은 글루카곤의 분비를 증가시키는 것으로 나타났고, 이러한 현상은 특히 관류의 early period에서 현저하였다.

In situ brain-pancreas perfusion was performed on male adult Sprague-Dawley rats, of which the central nervous systems (CNS) were intact during the perfusion procedure. The modified Krebs-Ringer buffer with 100 mg/dL of glucose and 20 mM of arginine was perfused for 30 min. In the experimental groups, a cephalic glucopenia was induced at 0 min (GLP1 group) or at 16 min (GLP2 group). The glucopenia was not induced in the control (CONT group). Insulin and glucagon concentrations in the effluent samples from the pancreas were measured using a RIA method. In all three groups, the first and second phases in the dynamics of the insulin and glucagon secretion were observed, which was a typical biphasic secretory pattern. The amount of insulin secretion tended to decrease in the GLP1 and GLP2 groups, but there was no statistically significant difference among the groups. However, the amount of glucagon secretion during 0~15 min of the perfusion period in the GLP1 group was greater as compared to the CONT group (p<0.05). The amount of glucagon secretion during 16~30 min of the perfusion period in the GLP2 group tended to be greater as compared to the CONT group, however there was no statistical significance. These data indicate that the cephalic glucopenia stimulates the direct secretion of glucagon from the pancreas during the early period of perfusion in the CNS-intact pancreatic perfused rats.