• Journal of Chest Surgery
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• 제43권4호
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• pp.345-355
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• 2010

산성화를 초래하는 Hypoxia 등 여러 가지 조건에서 변화하는 세포외 pH 변화는 궁극적으로 세포내 pH 변화를 유발하며 세포 내외 pH 변화는 혈관평활근 수축성 변화를 유발한다. 이러한 세포 내외 pH 변화에 의한 혈관 수축성 변화 기전을 규명하고자, pH 변화가 혈관수축인자들에 의한 혈관평활근 수축, 혈관평활근세포내 $Ca^{2+}$ 농도, 그리고 혈관평활근의 $Ca^{2+}$에 대한 민감도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 쥐에서 분리한 상장간막동맥과 그 분지에서 등장성 수축을 기록하였으며 배양한 상장간막동맥 세포에서 세포내 $Ca^{2+}$ 변화를 측정하였다. 세포외 pH는 정상인 7.4에서 6.4, 6.9 혹은 7.8로 변화시켰으며, 세포내 pH 변화는 propionic acid나 $NH_4$를 투여하거나 ${\beta}$-escin으로 세포막의 투과성을 증가시켜 세포외 용액의 pH 변화로 유발시켰다. 결과: 세포외 pH를 7.4에서 6.9, 6.4로 감소시키면 노에피네프린과 세로토닌에 의한 용량-반응 곡선이 우측 이동하였으며 최대 수축력의 50% 수축력을 유발하는 농도(half maximal effective concentration)가 증가하였고, pH를 7.8로 증가시키면 그 반대 현상이 일어났다. 노에피네프린은 배양한 혈관평활근세포에서 세포내 $Ca^{2+}$ 농도를 증가시켰으며, 이 세포내 $Ca^{2+}$ 증가는 세포외 pH 감소에 의하여 억제되었으며 세포외 pH 증가에 의하여 증가하였다. 노에피네프린에 의한 수축은 세포내 pH를 감소시키는 $NH_4$에 의하여 억제된 반면, 안정 장력은 $NH_4$과 propionic acid에 의하여 증가하였다. ${\beta}$-escin으로 세포막의 투과도를 증가시킨 후 세포외 용액의 $Ca^{2+}$ 농도를 증가시켜 수축을 유발시킨 후 세포외 용액의 pH를 변화시키면 pH 감소에 의하여 수축력이 감소하였으며 증가에 의하여 수축력이 증가하였다. 결론: 세포외 pH의 감소는 혈관평활근의 수축성을 감소시키는데 이는 세포외 pH 감소에 의한 혈관평활근의 혈관수축물질에 대한 반응성 감소, 혈관평활근 세포내 $Ca^{2+}$ 유입 억제 그리고 $Ca^{2+}$에 대한 혈관평활근의 민감성 감소에 의하여 일어난 것으로 추정할 수 있었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제40권3호
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• pp.236-249
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• 1993

연구배경 : 정상 폐상피세포에서는 항상 생성되고 있는 활성산소(oxygen radical)에 의한 유해작용에 노출되어 있고, 이들 유해 산소들은 폐기종과 같은 폐질환의 원인 기전으로 생각되고 있다. 본 연구에서는 이 방법을 이용하여 만든 폐상피세포 단일막에서 전기생리학적인 관점에서 물질의 이동지표인 short-circuit current(Isc)와 조직저항(R)에 대한 활성산소의 하나인 $H_2O_2$(hydrogen peroxide)가 어떤 영향을 미치는지를 연구함으로서 세포생리학적 기전을 구명하고자 한다. 방법 : Tissue culture-treated polycarbonant membrane filter 에서 배양시킨 쥐 제 2 형 폐상피세포 배양 단일막에서 $H_2O_2$의 능동적 이온 이동 (Isc) 과 수동적 용질이동에 대한 조직저항(R)에 미치는 효과를 관찰하였다. 배양 제 3 일과 제 4 일째 단일막을 수정된 Ussing chamber에 설치하고 막 양측에 HEPES-buffered Ringer 용액으로 incubation 하였다. 외부에서 0~100 mM 농도의 $H_2O_2$를 apical 또는 basolateral side에 작용시켜 Isc와 R의 변화를 관찰하였다. 폐상피세포 장벽이 외부의 $H_2O_2$에 대하여 방어작용을 가지는 세포내 catalase 활성도를 측정하고, catalase 억제제인 aminotriazol(ATAZ) 20 mM의 효과도 함께 관찰하였다. 결과 : 이 단일막은 형태학적으로 보아서 in vivo 에서의 포유류 제 1 형 폐상피세포 장벽의 특성을 나타내고 세포들 사이는 tight junction을 이루며(조직저항 R: 2,000 ohm-$cm^2$ 이상) sodium ion의 능동적 이동 (Isc: 5 ${\mu}A/cm^2$)을 보였다. $H_2O_2$는 dose-dependent 양식으로 Isc와 R 모두 감소시켰다. Apical side에 작용하는 $H_2O_2$에 있어서는 60분에 50% 억제하는 농도인 $ED_{50}$는 Isc와 R은 약 4mM 이었으나 basolateral side의 경우는 약 0.04mM 로서 그 작용 강도는 apical에 비하여 약 100배 정도 더 컸다. ATAZ 존재시 apical side의 $ED_{50}$는 0.4mM로 감소하였으나 basolateral side의 경우 변화가 없었다. $H_2O_2$의 제거율은 apical 또는 basolateral side 어느 쪽에 존재하든 같았으며, 세포내 catalase 활성도는세포배양기간이 길어짐에 따라 증가함을 보였다. 결론 : 이상의 실험결과는 basolateral side에 작용하는 $H_2O_2$는 세포내 막구성성분 중 basolateral 측에 존재하는 곳에(예, $Na^+,\;K^+$-APTase) 직접 장애를 미칠 것으로 생각된다. 한편 apical side에 작용하는 $H_2O_2$는 막성분에 도달하기 전에 세포내에 존재하는 catalase에 의하여 대부분 그 작용을 잃게 된다. 결론적으로 Isc와 R로 측정된 폐상피세포 장벽의 특성은 $H_2O_2$에 의하여 손상을 받고 apical side 보다는 basolateral side 측정이 더 손상을 잘 받게 된다.