The winter-resident Korean bats, Murina leucogaster ognevi, show a circadian cycle of thermoregulation and locomotion in summer, as do other bat species in temperate regions. They are most active between dusk and dawn with body temperature (Tb) of 35-4OC, and are usually torpid in their roost sites for the rest of day with their Tb close to ambient temperature (Ta) of around 15C. The present study was conducted to determine thermogenic and thermolabile properties of the heterothermic bats that would influence their daily feeding activities and ultimately, their energy conservation strategy. Testing on active male Murina, resting metabolic rate (RMR, gauged by oxygen consumption rate) at the lower limit of thermoneutral zone (31C) was 2.0 L kq-1 h-1. The regression slope of RMR below the thermoneutral zone (an index of metabolic thermal sensitivity) was -0.38 L $kg^{-l} h^{-1} C^{-1}$. The metabolic rate at the roost Ta (15C) was 4.5 times the lowest RMR in the active state but becomes nearly zero in the torpid state. This implies that by being torpid during daytime (between dawn and dusk), the individual bats would save about 4.7 kcal each day in mid-summer. Interspecific comparisons of thermal metabolic response over a mass scale suggest that the smaller bats show a relatively higher metabolic rate in thermoneutral zone and a greater thermal sensitivity of metabolism, which follows the general principle seen in homeothermic metabolism. Thermolabile features in metabolic responses seem to be fairly common for these bats in conditions other than a fully active state. Types of thermolabile responses and their energetic significance are discussed.
Background: Glycyrrhiza uralensis Radix (GR) is a crude drugs used in Asian countries that has been reported to prevent the progression of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease. The present study examined whether GR and its active compounds, glycyrrhizic acid (GA) and isoliquiritigenin (IL), exerted protective effects on $H_2O_2$-induced oxidative damage in C6 glial cells. Methods and Results: We exposed C6 glial cells to hydrogen peroxide ($H_2O_2$) for 24 h and investigated the cellular response to GR and its active compounds by evaluating cell viability, reactivie oxygen species (ROS) production, and apoptosis-related protein expression. GR successfully mitigated the reduced cell viability and ROS production induced by $H_2O_2$ in C6 glial cells, IL and GA significantly increased the cell viability and decreased ROS production. In addition, IL and GA down-regulated apoptotic Baxdependent caspase-3 activation, but each compound exerted different mechanisms, i.e., IL dose-dependently decreased ROS production and, GA up-regulated anti-apoptotic Bcl-2 expression. Conclusions: These results demonstrated that GR and its active components, IL and GA, exhibit potential for use as natural neurodegenerative agents for the modulation of apoptosis in C6 glial cells.
건강한 삶에 대한 현대인의 관심이 나날이 고조되고 있으며, 이에 따라 노화와 질병의 예방에 효과가 있는 항산화제의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 천연물이나 식품을 소재로 한 식이성 항산화제에 대한 연구는 꾸준히 증가하고 있는 추세이며, 천연물의 소재나 연구 분야의 폭이 매우 넓다. 따라서 다양한 식품 소재의 항산화능을 조사할 수 있는 측정법의 중요성이 크게 부각되고 있다. 현재 약용 식물이나 상용 채소, 과일을 시료로 하여 여러 가지 radical이나 target molecule에 대한 항산화능을 측정할 수 있는 다수의 생체외(in vitro) 측정법이 사용되고 있다. 이에 본 총설에서는 널리 사용되고 있는 항산화능 측정법의 특징을 분석하고 적용 사례를 검토하였다. 식품의 구성 성분은 단일물질이 아닌 복합체로 구성되어 있으므로 하나의 측정법으로 항산화능을 평가할 수가 없다. 그러므로 채소와 과일을 포함한 여러가지 식물성 식품 추출물의 항산화 활성을 정확히 측정하기 위해서는 각 실험에 사용되는 radical과 기전(mechanism), 실험 조건(온도, pH, 실험기기, 시료추출방법, 소요 시간, 비용) 등을 고려하여 적절히 수행되어야 할 것이다. 그러나 이들 측정법의 다양성과 사용 단위의 차이로 인해 각 시료의 항산화능을 객관적으로 비교하는데 어려움이 있는 실정이다. 따라서 향후 항산화능 측정법의 표준화와 표현 단위의 통일이 절실히 요구된다. 또한 in vitro에서 항산화능을 나타내는 채소, 과일 등의 생체 내 활성은 다양한 biomechanism과 polymerphism으로 인해 그 효과를 예측하기가 매우 어렵다. 따라서 in vitro에서의 항산화능 screening 결과를 바탕으로 in vivo에서의 그 효과를 검증하는 연구가 부가적으로 시행되어야 할 것이라 사료된다.
Diel rhythm of oxygen consumption (OC) of the starry flounder Platichthys stellatus was measured at different water temperatures in a closed recirculating seawater system with a respiratory chamber. The fish consumed 70.5, 79.7, and 90.6 mg $O_2/kg/hr$ at 15, 20, and $25^{\circ}C$, respectively, showing a linear increase in OC with water temperature. The OC of fish showed a clear diel rhythm, with lower values during the day and higher values at night, in accordance with the light (09:00-21:00) and dark (21:00-09:00) phases of the diel cycle (12L:12D) in water at 15 and $20^{\circ}C$. However, the OC of the fish showed an unclear diel rhythm with the light and dark phases of the diel cycle at $25^{\circ}C$. The respective OC at 15, 20 and $25^{\circ}C$ was 63.8, 72.4, and 88.4 mg $O_2/kg/hr$ during the light phases and 77.2, 87.1, and 92.8 mg $O_2/kg/hr$ during the dark phase. The starry flounder is thought to be a nocturnal fish with a higher OC at night, while it rests during the day. Its OC was the most stable in the light, when it did not feed. Consequently, the night-time OC is the active OC and the day-time OC is the resting OC in the starry flounder.
고전압 방전극이 기체상에 위치하고 접지 전극이 수중에 설치된 기체-액체 혼합 방전에 의한 화학적 활성종의 발생 특성에 관해 실험실 규모 실험을 수행하였다. 실험된 전극 구조는 기존의 연구에서 사용해왔던 일반적 전극 배열에서보다 높은 전계 강도(electric field strength)를 형성하고 짧은 폭을 지닌 펄스들을 생성시킴으로써 방전에 의해서 일어나는 화학반응의 에너지 효율성을 높일 수 있는 것으로 나타났다. 방전에 의해 기체상에 생성되는 오존 농도는 실험된 전압 범위의 중간 값인 45 kV 조건에서 가장 높은 것으로 관찰되었다. 용액 전도도가 낮을수록 액체상을 통한 전기 저항이 증가하여 기체상에서 높은 전계 강도가 형성되므로 오존 생성을 촉진시키는 것으로 나타났다. 인가전압이 증가할수록 높은 전계 강도가 형성되어 강한 방전이 이루어지므로 과산화수소 생성속도가 증가하는 것으로 나타났다. 낮은 전압에서는 용액 전도도가 증가하면 과산화수소 분해속도가 증가하기 때문에 과산화수소 생성 속도가 감소하며 높은 전압에서는 용액 전도도가 증가하면 자외선 조사 등에 의해 과산화수소 발생의 중간 생성물인 OH 라디칼의 발생이 촉진되므로 과산화수소 생성 속도가 증가하는 것으로 나타났다. 산소와 아르곤의 혼합기체가 공급될 때, 강하고 안정한 방전이 이루어져 과산화수소 생성속도가 증가하는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 다마스크 장미 내 고분자 당단백을 bioconversion 기술을 이용하여 저분자화한 다마스크 장미추출물(Rosa damascena extract containing low molecular glycoprotein, RELG)의 항노화 효능을 측정하였다. DPPH 라디칼 소거능을 이용한 RELG의 항산화능 평가($IC_{50}$)는 $22.6{\mu}g/mL$으로 양성대조군인 ascorbic acid $21.1{\mu}g/mL$와 비교하여 비슷한 수준의 항산화능을 나타내었고 피부세포실험에서는 $15{\mu}g/mL$에서 자외선과 $H_2O_2$에 의한 활성산소 생성을 28% 억제하였다. 또한 같은 농도에서 자외선에 의한 콜라겐 분해효소(MMP-1)의 생성을 48% 억제하고 $10{\mu}g/mL$에서 대조군 대비 보습인자인 aquaporin 3 (AQP3)의 발현을 44%, 중성지질 생합성을 10% 촉진하여 항주름 효능과 더불어 보습효능까지 나타냈다. 추가적으로 두피 모유두세포에서는 스트레스로 인한 세포사멸을 $15{\mu}g/mL$에서 10% 억제하고 활성산소의 생성을 90% 감소시켰다. 본 연구 결과, RELG는 효과적인 항노화 화장품 소재임을 확인하였다.
Excessive accumulation of the amyloid beta (Aβ) peptide has been implicated in the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). Paeonia lactiflora (PL) has been used in treatments of several conditions such as inflammation, arthritis, and cognitive impairment. The purpose of this study was to investigate the neuroprotective effect and mechanisms of PL and its active compound, paeoniflorin (PF), on Aβ25-35-induced neurotoxicity in SH-SY5Y cells. We evaluated cell viability, lactate dehydrogenase (LDH) release and reactive oxygen species (ROS) production. Furthermore, underlying mechanism of PL and PF on the regulation of amyloidogenic pathway was analyzed by Western blotting. In our results, Aβ25-35-induced neuronal cell loss was observed, whereas treatment with PL (10, 50, and 100 ㎍/mL) and PF (1, 5, and 10 ㎍/mL) significantly elevated the cell viability, and decreased LDH release and ROS production. In addition, exposure of SH-SY5Y cells to Aβ25-35 significantly increased the protein levels of amyloid precursor protein (APP)-C-terminal fragment β, β-site APP-cleaving enzyme, and presenilin-1 and -2. However, treatment with PL and PF inhibited the amyloidogenic pathway via the down-regulation of those protein expressions. Taken together, our results indicate that PL, and its active compound PF, could protect SH-SY5Y cells against Aβ25-35-induced cell neurotoxicity by attenuating LDH release and ROS production, and these effects may be attributed to regulation of amyloidogenic pathway-related protein expression. In conclusion, PL and PF could be a potential to prevent neurodegenerative disorders such as AD.
낙동강 유역에 조성된 신규습지에서 서식환경에 대한 어류의 분포 특성을 평가하고, 이를 기반으로 한 관리방안 도출을 위해 42개 습지에서 환경요인의 측정과 어류 조사를 시행하였다. 조사 기간 동안 총 30종의 어류가 출현하였으며, 이 중에서 배스(Micropterus salmoides)와 블루길(Lepomis macrochirus)과 같은 외래어종의 비율이 상대적으로 높았다. 특히, 밀어(Rhinogobius brunneus)나 끄리(Opsariichthys uncirostris amurensis), 피라미(Zacco platypus) 등의 어류는 흐름이 있는 환경을 선호하기 때문에 배스가 우점하는 습지(정체수역)에서 상대적으로 낮은 밀도를 가지는 것으로 사료된다. SOM (Self-Organizing Map)을 활용한 패턴분석 결과, 각 습지의 서식환경 특성에 따라 어류 종의 출현빈도가 상이한 것으로 분석되었다. 어류 종의 분포는 각 습지의 수심 변화와 수생식물 피도에 민감하게 영향 받는 것으로 나타났으며, 수온이나 pH, 용존산소 등의 이화학적 요인 변화에 대한 영향은 적었다. 특히 수생식물의 피도는 어류의 종다양성이나 밀도에 강한 영향을 주는 것으로 분석되었으며, 수변식생이 부족한 습지에서는 어류가 적은 풍부도와 다양성을 가지는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 기반으로 평가할 때 어류 등의 생물다양성 증진을 위해 호안사면의 높은 인공성이나 수변식생의 부족한 습지 등은 개선이 필요할 것으로 사료되며, 건강성 확보를 위한 지속가능한 관리방안이 마련되어야 할 것으로 판단된다.
High-voltage dielectric discharges are an emerging technique in environmental pollutant degradation, which are characterized by the production of hydroxyl radicals as the primary degradation species. The initiation and propagation of the electrical discharges depends on several physical, chemical, and electrical parameters such as 1st and 2nd voltage of power, gas supply, conductivity and pH. These parameters also influence the physical and chemical characteristics of the discharges, including the production of reactive species such as OH, $H_2O_2$ and $O_3$. The experimental results showed that the optimum 1st voltage and oxygen flow rate for RNO (N-Dimethyl-4-nitrosoaniline, indicator of the generation of OH radical) degradation were 160 V (2nd voltage of is 15 kV) and 4 L/min, respectively. As the 2nd voltage (4 kV to 15 kV) was increase, RNO degradation was increased and, generated $H_2O_2$ and $O_3$ concentration were increased. The conductivity of the solution was not influencing the RNO degradation, $H_2O_2$ and $O_3$ generation. The pH effect on RNO degradation was not high. However, the lower pH and the conductivity, the higher $H_2O_2$ and $O_3$ generation were observed.
H2O2는 세포에서 산화 스트레스를 유발하여 세포 성장, 증식, 노화 및 사멸에 영향을 미치는 일종의 활성산소종(ROS)이다. 본 연구의 목적은 H2O2의 세포 독성을 완화시키는 활성 펩타이드를 찾는 것이다. 잠재적인 활성 펩타이드의 서열을 예측하기 위해서 위치 스캐닝 합성 테트라펩타이드 조합 라이브러리를 탐색하였다. H2O2로 유도된 인간 각질형성세포(HaCaT 세포)의 사멸에 대한 펩타이드 풀들의 완화 효과를 비교한 결과, 다양한 활성 펩타이드의 시퀀스가 예측되었다. 특히 시스테인(C) 잔기를 함유한 펩타이드가 활성이 있을 것으로 예측되었다. 후속 실험에서 C-NH2, CC-NH2, CCC-NH2, CCCC-NH2 등의 길이가 다른 시스테인 함유 펩타이드들의 세포 독성과 활성을 조사하였다. C-NH2 및 CC-NH2는 1.0 mM 이하에서 유의한 세포 독성이 없었지만 CCC-NH2 및 CCCC-NH2는 상대적으로 강한 세포 독성을 보였다. C-NH2와 CC-NH2는 H2O2로 유도된 세포독성을 완화시켰다. CC-NH2는 C-NH2, C, N-아세틸 시스테인(NAC) 및 글루타티온(GSH)보다 세포 보호 효과가 높았다. 유세포 분석법으로 세포 내 ROS를 측정하였을 때, H2O2는 ROS의 생성을 증가시켰다.H2O2 노출조건에서 CC-NH2는 C-NH2보다는 더 효과적으로 ROS 생성을 억제하였고, C, NAC, GSH 만큼 효과적이었다. 본 연구의 결과는 다양한 시스테인 함유 펩타이드 중 특히 CC-NH2가 H2O2로 유도된 세포 독성과 ROS 생성을 안전하고 효과적으로 완화시키는 항산화 특성이 있음을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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