허혈심근의 재관류시 arachidonic acid가 반응성 산소대사물의 발생원으로서 심근 손상에 미치는 영향을 검토하였다. Langendorff 관류장치를 이용하여 흰쥐 적출심장을 0.5ml/min의 저용량으로 관류 (45분)한 후 정상관류 (7 ml/min)로 복귀 시키므로써 실험적인 허혈-재관류 심장을 만들었다. 재관류시 Na arachidonate $(10^{-7}{\sim}10^{-2}{\mu}g/ml)$를 투여한 후 superoxide anion 생성을 관찰하고, 심근 손상의 지표로 lactic dehydrogenase(LDH)유리를 측정 하였으며 이들에 대한 각종 arachidonic acid 대사 억제 약물의 영향을 비교 검토하였다. Superoxide anion 생성은 SOD-억제성 ferricytochrorme C 환원 반응을 이용하였다. 연구성적은 다음과 같다. 1) 저용량 관류후 재관류시 ferricytochrorme C환원은 superoxide dismutase (SOD, 300 U/ml) 및 indomethacin (60 nmole/ml), ibuprofen $(30\;{\mu}g/ml)$에 의하여 억제되었다. 2) Na arachidonate는 용량의존적으로 ferricytochrorme C 환원을 증가 시켰으며 반응성 산소대사물 제거효소인 superoxide dismutase (SOD, 300 U/ml)에 의하여 현저히 억제되었다. 3) Na arachidonate $(10^{-3}\;{\mu}g/ml)$에 의한 superoxide anion 생성은 cyclooxygenase 억제약물인 indomethacin (60 nmol/ml), lipooxygenase 억제약물인 nordihydroguaiaretic acid$(NDGA,\;0.1\;{\mu}mole/ml)$, arachidonic acid의 substrate inhibitor인 eicosatetraynoic acid $(ETYA,\;1\;{\mu}g/ml)$에 의하여 현저히 억제되었다. 4) Na arachidonate는 LDH 유리를 증가시켰으며 SOD에 의하여 유의하게 억제 되었다. 5) Na archidonate에 의한 LDH 유리증가는 indomethacin, NDGA, ETYA에 의하여 유의하게 억제 되었다. 이상의 결과로 흰쥐의 허혈-재관류심근에서 arachidonic acid는 그 대사 과정에서 반응성 산소대사물을 발생하고 이는 심근세포손상에 부분적으로 기여할 수 있을 것으로 여겨졌다.
In addition to cellular damage, ischemia-reperfusion (IR) injury induces substantial damage to the mitochondria and endoplasmic reticulum. In this study, we sought to determine whether impaired mitochondrial function owing to IR could be restored by transplanting mitochondria into the heart under ex vivo IR states. Additionally, we aimed to provide preliminary results to inform therapeutic options for ischemic heart disease (IHD). Healthy mitochondria isolated from autologous gluteus maximus muscle were transplanted into the hearts of Sprague-Dawley rats damaged by IR using the Langendorff system, and the heart rate and oxygen consumption capacity of the mitochondria were measured to confirm whether heart function was restored. In addition, relative expression levels were measured to identify the genes related to IR injury. Mitochondrial oxygen consumption capacity was found to be lower in the IR group than in the group that underwent mitochondrial transplantation after IR injury (p < 0.05), and the control group showed a tendency toward increased oxygen consumption capacity compared with the IR group. Among the genes related to fatty acid metabolism, Cpt1b (p < 0.05) and Fads1 (p < 0.01) showed significant expression in the following order: IR group, IR + transplantation group, and control group. These results suggest that mitochondrial transplantation protects the heart from IR damage and may be feasible as a therapeutic option for IHD.
K.J. Jung;Lee, M.J.;E.Y. Cho;Y.S. Song;Lee, Y.H.;Park, Y.L.;Lee, Y.S.;C. Jin
한국응용약물학회:학술대회논문집
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한국응용약물학회 2003년도 Annual Meeting of KSAP : International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Sciences on Obesity
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pp.62-62
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2003
It is now convincing that free radical generation is involved in the pathophy siological mechanisms of ischemic stroke, particularly in ischemia-reperfusion injury. The present study, therefore, examined neuroprotective effect of aloesin isolated from Aloe vera, which was known to have antioxidative activity, in a rat model of transient focal cerebral ischemia. Transient focal cerebral ischemia was induced by occlusion of middle cerebral artery for 2 hr with a silicone-coated 4-0 nylon monofilament in male Sprague-Dawley rats under isoflurane anesthesia Aloesin (1, 3, 10, 30 and 50 mg/kg/injection) was administered intravenously 3 times at 0.5, 2 and 4 hr after onset of ischemia. Neurological score was measured 24 hr after onset of ischemia immediately before sacrifice. Seven serial coronal slices of the brain were stained with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride and infarct size was measured using a computerized image analyzer. Treatment with the close of 1 or 50 mg/kg did not significantly reduce infarct volume compared with the saline vehicle-treated control group. However, treatments with the closes of 3 and 10 mg/kg significantly reduced both infarct volume and edema by approximately 47% compared with the control group, producing remarkable behavioral recovery effect. Treatment with the close of 30 mg/kg also significantly reduced infarct volume to a lesser extent by approximately 33% compared with the control group, but produced similar degree of behavioral recovery effect. In addition, general pharmacological studies showed that aloesin was a quite safe compound. The results suggest that aloesin can serve as a lead chemical for the development of neuroprotective agents by providing neuroprotection against focal ischemic neuronal injury.
저자들은 뉴질랜드산 흰 가토의 대퇴부에 총 대퇴동맥의 분지를 영양혈관으로 하는 비복근을 이용한 유경 근피판을 만든 후에 영양혈관을 차단 직전과 12시간 동안의 허혈 기간을 가진 후 이 영양혈관으로 생리 식염수로 관류하여 씻어낸 대조군과 urokinase로 관류한 비교군 I, 최근 개발된 인체의 장기 이식시 사용되는 장기(organ) 보존용제인 UW용액을 이용한 비교군 II, UW용액과 pentoxifylline용액으로 관류한 비교군 III에서 재관류 12시간 후에 허혈 및 괴사 정도를 육안적인 관찰과 근육의 전기 자극 검사, TTC 염색, Wet/Dry 무게비 등으로 비교 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 육안적 소견상 대조군과 urokinase 사용군에 비해 비교군 II와 III에서 괴사가 적었으며(p<0.05) 근육 조직의 전기 자극 심사에서도 대조군과 비교군 I 은 각각 $1.76{\pm}1.01,\;2.36{\pm}\1.02$로 차이가 없었으나 비교군 II와 III에서 각각 $3.54{\pm}0.93,\;3.49{\pm}1.37gm/mm^2$으로서 대조군에 비해 근육의 강직도가 의의있게 강하게 나타났다(p<0.05). 그리고 TTC 염색에서 대조군의 7례에서 허혈성 괴사 소견이 보였고 비교군 I도 3례에서 허혈성 괴사 소견이 있었으나 비교군 II과 III에서는 허혈성 괴사가 없었으며(p<0.05) 근피판의 wet/dry 무게비에서 대조군과 비교군 I은 각각 $4.55{\pm}0.37,\;4.33{\pm}0.36$으로 차이가 없었으나 비교군 II와 III는 각각 $3.84{\pm}0.29,\;3.75{\pm}0.48$로 대조군과 비교군 I에 비해 부종이 적음을 나타내었다(p<0.05).
과거에 심근보호에 대한 많은 조사는 저온의 고칼릅 심정지액 및 국소적 냉각에 의한 방법으로는한 계가 있다는 지적이 있었다. 따라서 최근의 실험들은 재관류의 방법에 따른 허혈 후 심근회복에 대하여 촛점이 맞춰 지고 있다. 재관류 시 산소에 의한 심근손상이 밝혀 짐으로써 oxygen free radical scavenger에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서 본 교실에서는 쥐에게 항산화제로서 비타민 C를 먹인 후 Langendorf'r system을 이용하여 허혈 및 재관류 시 좌심실 기능의 변화를 관찰하였다 대상은 체중 190-))Og의 Sprague-Dawley쥐를 암수 구별없이 사용하였다. 편의상 비타민을 먹이지 않 은 대조군을 Group A (n=10)라 하였고 200mg의 비타민을 먹인 실험군을 Group R (n=10)라 하였다. 실 험군의 경우는 비타민 C 200mg을 경구투여한 후 24시간에 시행하였다. 방법은 언저 복강을 통해 헤파 린과 펜토탈을 주입한 후 심장을 적출하여 Langendorff system에 거치하고 비운동성 역관류를 시켰다. 관류액은 변형된 Krebs-Henseleit solution을 사용하였다. 좌심실내에 풍선을 삽입하여 polygraph를 통해 좌심실의 혈역학적 기능을 관찰하였다. 먼저 20분간 심 揚\ulcorner안정될 때까지 기다린 다음 51. Thomas심 정 지액으로 심정 지를 시킨후 30분간 허 혈시키고 다시 20분간 재관류시켰다. 각 Group에서 허혈전후의 좌심실압의 비, dp/dt의 비,박동수의 비, 재관류 후 첫 박동 및 안정될 때 까지의 시간을Group간에 비 교하였다. 좌심실압의 비는 Group A가 평균 88.9%, Group B가 114%로 실험군이 의의있게 높았으며 역시 dp/dt도 Group A가 89.6%, Group B가 1)2.9%로 실험군이 의의 있게 높았다 그러나 박동수의 비, 재관류 후 첫 박동 및 안정될 때 까지의 시간의 비교는 통계 학적 의의가 없었다. 결론적으로 항산화제로서 비타민 C는 허혈 및 재관류 시 좌심실 기능회복에 도움이 되었다. 그러나 향후 임상적 적용을 위해서는 더욱 자세하고 많은 실험 이 요구된다.
Lee, Chee-Hoon;Ju, Min Ho;Kim, Joon Bum;Chung, Cheol Hyun;Jung, Sung Ho;Choo, Suk Jung;Lee, Jae Won
Journal of Chest Surgery
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제47권3호
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pp.233-239
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2014
Background: As hypertrophied myocardium predisposes the patient to decreased tolerance to ischemia and increased reperfusion injury, myocardial protection is of utmost importance in patients undergoing aortic valve replacement (AVR) for severe aortic valve stenosis (AS). Methods: Consecutive 314 patients (mean age, $62.5{\pm}10.8$ years; 143 females) with severe AS undergoing isolated AVR were included. Postoperative myocardial injury (PMI) was defined as 1) maximum postoperative creatinine kinase isoenzyme MB or troponin-I levels ${\geq}10$ times of reference, 2) postoperative low cardiac output syndrome or episodes of ventricular arrhythmia, or 3) left ventricular ejection fraction of less than 55% and decrease in left ventricle (LV) ejection fraction of more than 20% of the baseline value. Results: There were 90 patients (28.7%) who developed PMI. There were five cases of early death (1.6%), all of whom had PMI. On multivariable analysis, the use of histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK) solution instead of blood cardioplegia (odds ratio [OR], 3.06; 95% confidence interval [CI], 1.63 to 5.77; p=0.001), greater LV mass (OR, 1.04; 95% CI, 1.01 to 1.07; p=0.007), and increased cardiac ischemic time (OR, 1.13; 95% CI, 1.05 to 1.22; p<0.001) were independent predictors for PMI. Patients who had PMI showed significantly inferior long-term survival than those without PMI (p=0.049). Conclusion: PMI occurred in a considerable proportion of patients undergoing AVR for severe AS and was associated with poor long-term survival. HTK cardioplegia, higher LV mass, and longer cardiac ischemic duration were suggested as predictors of myocardial injury.
Jin, Myungho;Kim, Kyung-Min;Lim, Chiyeon;Cho, Suin;Kim, Young Kyun
Journal of Ginseng Research
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제46권2호
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pp.275-282
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2022
Background: Stroke is a neurological disorder characterized by brain tissue damage following a decrease in oxygen supply to brain due to blocked blood vessels. Reportedly, 80% of all stroke cases are classified as cerebral infarction, and the incidence rate of this condition increases with age. Herein, we compared the efficacies of Korean White ginseng (WG) and Korean Red Ginseng (RG) extracts (WGex and RGex, respectively) in an ischemic stroke mouse model and confirmed the underlying mechanisms of action. Methods: Mice were orally administered WGex or RGex 1 h before middle cerebral artery occlusion (MCAO), for 2 h; the size of the infarct area was measured 24 h after MCAO induction. Then, the neurological deficit score was evaluated and the efficacies of the two extracts were compared. Finally, their mechanisms of action were confirmed with tissue staining and protein quantification. Results: In the MCAO-induced ischemic stroke mouse model, WGex and RGex showed neuroprotective effects in the cortical region, with RGex demonstrating superior efficacy than WGex. Ginsenoside Rg1, a representative indicator substance, was not involved in mediating the effects of WGex and RGex. Conclusion: WGex and RGex could alleviate the brain injury caused by ischemia/reperfusion, with RGex showing a more potent effect. At 1,000 mg/kg body weight, only RGex reduced cerebral infarction and edema, and both anti-inflammatory and anti-apoptotic pathways were involved in mediating these effects.
The purpose of the present study was to evaluate the expression of cardiac marker protein in rabbit cardiac tissue that was exposed to ischemic preconditioning (IPC), or ischemiareperfusion injury (IR) using two-dimensional gel electrophoresis (2DE) and matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry (MALDI-MS). We compared 2DE gels of control (uninjured) cardiac tissue with those of IPC and IR cardiac tissue. Expression of one protein was detected in IR heart tissue, however the protein was not detected in the samples of control and IPC tissue. To further characterize the detected protein molecule, the protein in the 2D gel was isolated and subjected to trypsin digestion, followed by MALDI-MS. The protein was identified as myoglobin, which was confirmed also by Western blot analysis. These results are consistent with previous studies of cardiac markers in ischemic hearts, indicating myoglobin as a suitable marker of myocardial injury. In addition, the present use of multiple techniques indicates that proteomic analysis is an appropriate means to identify cardiac markers in studies of IPC and IR.
활성산소는 동물실험에서 심근 재관류손상의 중요기전으로 알려져 있으나 실제 임상상황에서의 역할은 아직도 논란이 많다. 본 연구에서는 냉혈 심마비 액을 사용한 심근보호법을 이용하여 관상동맥우회술 을 시행받는 환자들을 대상으로 하여 심근허혈후 재관류시 활성산소에 의한 심근의 손상 정도 및 활성 산소 방어효소계의 변동과 그 기전을 규명하고자 하였다. 관상동맥우회술을 받는 환자(n=10)를 대상으로 하여 관상정 맥동 환류혈액 에서 상행대동맥 차단 전과 재관류 20분 후에 lactate dehydrogenase(LDH), creatinG phosphokinase MB 분획(CK-MB)과 malondialdehyde(MDA)의 농도를 측정하였으며 또한 같은 시각에 심근의 superoxide dismutase(SOD), catalase, glutathione peroxidase(GSHPX), glutathione reductase(GSSGRd) 그BT고 glucose 6- phosphate dehydrogenase(GGPDH)의 활성도를 측정하였다 관상정 맥동혈에서의 LDH(268 $\pm$40.3 to 448 $\pm$ 84.9 ml plasma)와 CK-MB(4.50$\pm$ 2.33 to 27.1$\pm$13.5 Ulml plasma)의 활성도 그리고 MDA(5.87$\pm$2.02 to 10.5$\pm$2.23 nmol/ml plsma)의 양은 상행대동맥 차단 전에 비하여 재관류 후에 현저히 증가하였으 \ulcorner심근의 SOD(13.5$\pm$4.04 to 20.7$\pm$8.56 mg protein), GSHPX(279 $\pm$)7.2 to 325$\pm$51.4 mU/mg protein) 그리고 GSSCRd(97.2$\pm$15.9 to 122 $\pm$25.1 m2/mg protein)의 활성도도 재관류후에 현저히 증가하였다 반면 심근의 catalase와GSPDH의 활성도는의미있는 변화가 없었다 한편 SOD에 대한 Western blot결과 Cu, Zn-SOD의 양이 현저하게 증가되었음을 관찰 하였다. 이상의 결과들로 관상동맥우회술시 상행대동맥차단에 따른 심근허혈후 재관류에 의하여 활성산소에 의한 산화성 심근손상이 일어나지만 동시에 활성산소 방어효소계의 활성 또한 증가됨으로써 심근손상 의 정도가 약화되었을 가능성을 추정할 수 있으며 이러한 활성산소 방어효소의 활성증가는효소단백의 광합성 증가에 의한 것으로 여겨진다.
허혈/재관류 손상은 급성신부전의 주요 원인이며 이식된 신장의 기능지연을 유발하여 거부반응의 발생을 증가시킨다. 본 연구에서는 쥐의 허혈/재관류 손상모델에서 허혈시간에 따른 면역세포의 변화를 평가하였다. 8주령 수컷 SD rat의 좌신을 각각 30, 45, 60분간 허혈/재관류 동안에 우신을 적출 하였고, 대조군은 우신만 적출하였다. 신장기능은 0, 1, 2, 3, 5, 7일에 각각 평가하였으며, 허혈/재관류 후 1일과 7일에 신장조직을 채취하여 면역형광염색(DCs, NK cells, macrophages, B cells, CD4+ and CD8+ T cells)과 H&E 염색을 실시하였다. 허혈 시간이 증가할수록 신장기능이 감소되었으나, 신장 세뇨관괴사와 염증세포의 침윤이 증가하였다. 허혈/재관류 후 신장조직에서 DCs, NK cells, macrophages, CD4+ T cells, CD8+ T cells의 침윤 증가와 재관류 후 7일째 B cells의 침윤이 관찰되었다. 면역세포는 허혈시간 뿐 아니라 재관류 시간이 증가에 따라 뚜렷하게 관찰되었다. 이 결과는 허혈시간이 증가됨에 따라 면역반응이 증가될 수 있으며, 허혈재관류 손상이 비항원성 면역반응을 유도할 수도 있다는 것을 의미한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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