저산소 상태에 노출된 해미 절편에서 포도당 농도에 따른 5-hydroxytryptamine 유리 변동

Abstract

[한글]

노의 허혈시에는 여러 중추신경 전달물질의 변동이 관찰된다. 허혈시에 유도되는 저산소 상태 및 포도당 농도의 변동 모두가 5-hydroxytrptamine(5-HT)을 포함한 아민계 신경 전달물질의 유리에 영향을 주는 인자로 작용할 수 있다. 본 연구에서는 해마의 조직 절편

에서의 5-HT 유리에 미치는 저산소 상태 및 포도당 농도 변동의 상호연관 관계를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 여러 농도의 포도당이 처지된 영약액군(0 mM : 포도당 배제군, 1,2 및 5 mM : 저농도 포도당군, 10 mM : 정상농도 포도당군, 20mM : 고농도 포도당군으로 나눔)에서 저산소 10분 또는 20분 노출에 따라 흰쥐(Sprague-Dawley계)의 해마 절편으로부터 유리되는 [3**H] 5-HT의 유리를 관찰하였다. 실험결과를 요약하면 다음과 같다.

1. 정상농도 포도당군의 경우 전 실험기간 옛 지속적인 5-HT 유리의 감소가 나타났다. 저산소 노출시에는 이러한 5-HT 유리 감소가 더욱 심해지는 양상을 보였으나 산소 재 공급후에는 5-HT의 반동성 유리증가가 관찰되었다.

2. 저농도 포도당군에서는 포도당 농도가 낮은 영양액일수록, 대조군(저산소 비노출군) 및 10분 또는 20분 저산소 노출군 사이의 5-HT 유리감소 정도의 차이가 줄어드는 경향을 보였으나, 유리감소 양상은 정상농도 포도당군과 동일하였고, 저산소 노출시간에 따른

유리 양상의 변동에도 정상농도 포도당군과의 유의성 있는 차이는 보이지 않았다.

3. 저산소 노출에 의한 유리감소 양상은 고농도 포도당군의 경우에도 차이가 없었으며, 감소 정도는 정상농도 혹은 저농도 포도당군과 유사한 수준에 해당하였다.

4. 포도당 배제군의 경우, 실험기간동안 지속적으로 5-HT의 유리증가가 관찰되었으며 또한 이러한 유리증가는 저산소 노출기간 중에 더욱 크게 나타나 포도당 처리군의 경우와 반대의 유리 양상을 나타내었다.

이상의 실험결과로 보아 저산소 상태 및 포도당 농도 변동은 상호 독립적으로 해마조직으로부터 5-HT의 유리에 영향을 주며, 포도당 농도 변동의 의한 5-HT 유리는 포도당의 존재 유무에 따라 상이한 기전이 작용하고 있을 것으로 생각된다.

[영문]

Ischemic insult to the brain leads to alterations of neurotransmitter release in the central nervous system. Any of two factors, hypoxia and changes of glucose concentration can act as a modulating stressor affecting the release of amine neruotransmitters including 5-hydroxytryptamine (5-HT) in an ischemic environment, This study was performed to investigate the relationship between the effects of glucose concentration and the hypoxia on spontaneous 5-HT release from the rat hippocampal slices.

Experimental groups were divided into 4 groups for this study : glucose-deprived group , low-glucose group (1,2 or 5 mM glucose), high-glucose group (20mM glucose), and normal-glucose group (10 mM glucose). In each group, the hippocampal slices were exposed to hypoxic insult for 10 or 20 min by replacint the oxygen-saturated medium with buffer saturated with 95% N^^2/5% CO^^2 gas mixture. Release of [3**H] 5-HT from the rat hippocampal slices was measured at every 10 min. The results are as follows.

1. In normal-glucose group, spontaneous release of 5-HT decreased gradually throughout the experiment. Hypoxic exposure for 10 or 20 min decreased the 5-HT release markedly from hippocampal slices. Rebound increase of 5-HT release was observed after recovery from hypoxia.

2. The low-glucose group showed the similar pattern of 5-HT release to normal-glucose group, although the degree of reduction in 5-HT release during hypoxic period tends to decrease. No significant difference in the pattern of 5-HT release according to the duration of hypoxic exposure was noted.

3. There was no difference in the decreasing pattern of 5-HT release by a hypoxic exposure in high-glucose group compared with those of low-and normal-glucose groups, and the level of decrease in 5-HT release was in the similar range to those of low-glucose groups.

4. In glucose0deprived group, the pattern of 5-HT release was opposite to the other groups. The spontaneous release of 5-HT was increased with time throughout the experiment. This increase of 5-HT release was exaggerated during hypoxic period and larger with longer duration of hypoxic exposure.

These results give implications that the hypoxic stress and the hypo - or hyperglycemic one may influence on the 5-HT release from hippocampal slices independently and that in the absence of glucose, the 5-HT may be released by a mechanism different from that in the presence of glucose.