Verapamil이 당뇨쥐의 수정체 Calcium 이동에 미치는 영향

Abstract

[한글]

당뇨병 환자에서 흑은 포유동물에 약물[alloxan(Bailey 등, 1944) 또는 streptozotocin

(Brosky 및 Logothetopoulos, 1969)]을 투여하여 실험적 당뇨병을 유발시켰을 때 흔히 이

차적으로 나타나는 병변으로 백내장을 들 수 있다. 포유동물에서 수정체의 투명도는 수정

체내 calcium양의 높고 낮음에 의하여 결정된다고 한다. 그러므로 어떤 원인으로든지 수

정체내 calcium양이 증가되는 경우에는 백내장이 발생될 수 있다는 것이 여러 연구자들에

의하여 실험적으로 증명되었다.

1981년 Fleckenstein 등은 alloxan으로 유도된 당뇨쥐(alloxan-induced diabetic rat)

에서 합병증으로 나타나는 백내장의 원인은 수정체내 calcium 양의 증가라고 하였고 이와

같은 calcium으로 유도된 백내장(calcium-induced cataract)은 calcium길항제인 verapam

il을 투여하여 수정체내 calcium의 과적(lenticular calcium overload)을 막음으로써 백

내장 유발을 최소한으로 억제할 수 있다는 것을 처음 실험적으로 입증하였다. 그러나 ver

apamil이 어떤 기전에 의하여 수정 체내 calcium의 과적을 막아주는 지에 대하여는 규명

하지 못하였다.

따라서 본 실험에서는 실험적 당뇨쥐의 이차적인 병변으로 유도된 백내장이 verapamil

투여로 감소 또는 그 발생이 차단되는 기전이 무엇인지를 규명하기 위한 일환으로 정상

쥐와 streptogotocin을 주사하여 실험적 당뇨병을 유발시킨 쥐에 streptozotocin길항제인

verapamil을 투여하여 대조군과 실험군에서 수정체 calcium의 양, 수정체에서 능동적 **

45 Ca유출, Na**+ -Ca**++ exchange 및 Ca**++ -activated ATPase 활성도를 측정하여 다

음과 같은 결론을 얻었다.

1. 수정체내 calcium 양은 SDR(Streptozotocin injected diabetic rat)군이 NDC(Nondia

betic control rat), VNDC(Verapamil treated nondiabetic control rat) 및 SVDR(Strepto

zotocin injected verapamil treated diabetic rat)군에 비하여 현저하게 증가되어 있었

다.

2. SDR군에서 수정체막을 통한 능동적 **45Ca유출은 NDC, VNDC 및 SVDR군에 비하여 감

소되어 있었다.

3. Ca**++ -activated ATPase 활성도는 SDR군이 NDC, VNDC 및 SVDR군에 비하여 의의있

게 억제되어 있었다.

4. NDC, VNDC, SDR 및 SVDR 모든 군에서 Na**+ -Ca**++ exchange transport system은 v

erapamil에 의하여 영향을 받지 않았다.

이상의 성적으로 미루어 볼 때 verapamil은 당뇨쥐에서 나타나는 백내장의 유발을 방지

하는 작용이 있는데 이는 아마도 수정체막에서 calcium transport system을 조절함으로써

그 효과를 나타내는 것으로 생각되는 바이다.

[영문]

Cataracts often occur in diabetic patients or as a consequence of diabetes

experimentally inducted with alloxan or streptofotocin. In mammals, the

transparency of the lens depends on its Ca**++ level, and many researchers have

proven experimentally that cataracts may occur in cases of increased lens calcium

level.

In 1981 Fleckenstein et at. were the first to demonstrate experimentally that the

cause of cataracts in the alloxan induced diabetic rat is due to an increased lens

calcium level, and this calcium induced cataract may be suppressed by the calcium

channel blocker-verapamil which prevents lenticular calcium overload. However, they

did net determine the mechanism of verapamil on the inhibitory action of lenticular

calcium overload.

In this experiment verapamil was administrated to control rats and to

streptozotocin induced diabetic rats to discover by what mechanism verapamil

prevents the occurrence of cataracts as a complication in experimental diabetic

rats. The authors compared lens calcium level and measured active **47 Ca efflux

from the lens, Na**+ -Ca**++ exchange and Ca**++ -ATPase activity in the lens

between the control and experimental groups. Their conclusions are as follows:

1. The calcium level of the lens was significantly increased in SDR

(Streptozotocin injected diabetic rat) as compared to NDC (Nondiabetic control

rat), VNDC (Verapamil treated nondiabetic control rat) and SVDR (Streptozotocin

injected verapamil treated diabetic rat).

2. Active **45 Ca efflux across the lens membrane was significantly decreased in

SDR as compared to NDC, VNDC and SVDR.

3. The Ca**++ -ATPase activity was significantly suppressed in SDR as compared to

NDC, VNDC and SVDR.

4. Verapamil had no influence on the Na**+ -Ca**++ exchange transport system in

all groups of NDC, VNDC, SDR and SVDR.

Thus, our results suggest that verapamil prevents the occurrence of cataracts in

diabetic rats probably by controlling the Ca**++ transport system in the lens

membrane.