Toxoplasma gondii감염 마우스 간의 Calcium에 관한 연구

Abstract

[영문]

[한글]

Toxoplasma gondii감염시 인체에서 침범되는 장기는 주로 심장, 뇌, 폐, 간장, 비장 및

임파계로 알려지고 있고(Hooper, 1957), 마우스에서는 특히 간장과 비장의 조직손상이

심하다고 보고되어 있다(Choi, 1981).

Mercado(1969)는 Trypanosoma cruzi에 감염된 간조직 세포내의 succinic dehydrogenase

와 cytochrome oxidase가 현저히 감소했음을 관찰하였는데 이 같은 결과는 주로 감염시

간세포의 파괴로 인하여 산화효소가 존재하는 mitochondria가 소실됨에 기인한다고 보고

했다. 또한 Mercado(1972)는 Trypanosoma cruzi에 감염된 마우스 간조직내 칼슘(calcium)

치가 증가함을 관찰하였다.

Trypanosoma cruzi에 의한 심장기능 장애나 간 조직의 효소 및 칼슘 변화에 대한 연구

보고가 있을 뿐 조직기생 특히 간장을 침범하여 조직에 손상을 주는 원충에 있어서의 연

구는 거의 없으며 특히 Toxoplasma gondii감염에 의한 간조직의 생화학적 변화 특히 칼슘

대사에 관한 보고는 없다.

본 연구는 Toxoplasma gondii감염된 마우스 간장조직내 칼슘의 양을 측정하여 간장 손

상과의 상관관계를 규명하고자 한 것이다.

체중 15∼20gm내외의 8주된 백색 웅성 마우스를 사용하였으며 Toxoplasma gondii는 병

원성이 강한 RH주를 사용하여 마우스당 영양형 1x10**5개를 마우스 하지 피하로 주입하여

감염시켰다.

칼슘은 Mercado (1972)의 방법으로 atomic absorption spectrophotometer를 사용하여

측정하였다. Toxoplasma gondii에 감염된 조직을 10%포르말린으로 고정시키고 7μm두께로

조직절편을 만들어 von Kossa법에 준한 alizarin red S염색 (McGhee·Russel, 1958)으로

칼슘의 간장조직내 분포를 관찰하였다 또한 hematoxylin-eosin(H-E)염색과 periodic aci

d-shift(PAS)염색을 하여 조직의 병리학적 변화도 아울러 관찰하였고, 전자현미경적 관찰

도 병행하였다.

혈청내 칼슘 농도는 chemistry autoanalyzer (IMPACT-400, Gilford Diagnostics, U.S.A

.)를 이용하여 측정하였다. 혈청내 alanine aminotransferase활성도는 Ziegenhorn등(1976

) 및 Mc Comb 등 (1976)의 방법으로 chemistry autoanalyzer (System--3500,Gilford Zieg

enostics, U.S.A.)를 이용하여 측정하였다. 질소 함량은 Kjeldahl 방법에 의하여 측정하

였으며 이러한 방법으로 얻음 실험은 다음과 같다.

건강한 정상 마우스의 간장조직내 갈슘 함량은 5.9±0.29μg calcium/mg nitrogen(μgC

a/mgN)이었으며, Toxoplasma gondii에 감염된지 3일후의 간조직내 칼슘 함량은 7.0±0.46

, 6일후에는 10.5±1.63790μgCa/mgN이었다. 대조군과 감염후 3일군 비교시의 칼슘 함량

에는 차이가 없었으나, 감염후 6일군에서는 의의있는 증가를 보았다. 그러나 감염후 3일

군과 감염후 6일군사이에는 차이가 없었다.

건강대조군에시의 혈청내 칼슘 농도는 16.9±2.15mg%였으며 Toxoplasma gondii감염 3일

후 실험군에서는 20.7±2.89mg%로 차이가 없었고, 감염후 3일군과 감염후 6일군 사이에도

차이가 없었다. 그러나 감염후 6일군에서의 칼슘 농도는 24.2±2.28mg%로서 대조군과 비

교할때 의의있는 차이를 관찰할 수 있었으나 간조직내에 함유된 칼슘 함량과 혈청내의 칼

슘 농도와는 상관이 없었다.

마우스의 간기능 손상 정도를 보기 위하여 마우스의 혈청내 alanine aminotransferase

치를 측정한 결과 혈청내의 칼슘 농도와는 상관이 없었으나, 간조직내 칼슘 함량과는 상

관이 있었다.

병리조직학적 소견으로는 감염된 간조직에서 심한 염증세포의 침윤, 미세농양을 볼 수

있었고 감엽구조가 파괴되어 있었으며, 전자현미경상 당원(glycogen)과립의 소실, 지질(l

ipid)의 축적, mitochondria의 팽대 및 cristae의 소실등이 관찰되었다.

Calcium in the of Mice Infected with Toxoplasma gondii

Joon-Pyung Hur

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Keun·Tae Lee, M.D.)

A sporozoan parasite, Toxoplasma gondii, parasitizes mainly in the internal

organs such as the heart, brain, lung, liver, spleen and lymphatics in human

(Hooper, 1957), and does in the liver and spleen especially in mice (choi, 1981).

Mercado (1969) report that the activity of succinic dehydrogenase and cytochrome

oxidase in the liver tissue of mice infected with Trypanosoma cruzi was remarkably

reduced, and biochemically unbalanced enzymatic activity caused the necrotic

changes of liver tissues in which the abnormal mitochondria were usually observed.

Mercado also detected the increased levels of liver calcium in the mice infected

with T. cruzi by biochemical and histochemical analysis.

A few study on calcium metabolism in the liver infected with tissue invading

protozoans has been done so far. Moreover, no study on calcium deposition in the

liver infected with T. gondii was carried out.

The present studies were aimed to check the levels of liver calcium in the mice

infected with T gondii and to make correlation with liver damage occurred due to

Parasites infection.

The RH strain of T. gondii was used in 8-week-old male mice inoculated

subcutaneously in their lower extremities with 1×10**5 trophozoites per mouse.

The quantitative determination of calcium was made by Mercado's method(1972)

using anatomic absorpt ion spectrophotometer.

Histochemical localization of calcium was studied on 7-μm-thick sectional of

liver fixed in 10% formalin and stained with the von Kossa and alizarin red S

techniques (McGhee-Russel, 1958). In addition, histopathological observation of the

lives stained with H-E and PAS and electron microscopic study were also undertaken.

The determination of serum calcium was made using a chemistry autoanalyzer

(IMPACT-400 Gilford Diagnostics, U.S.A.) For the detection of the activity of serum

alanine amino-transferase, a chemistry autoanalyzer (System-3500, Gilford

Diagnostics, U.S.A.) was employed by the methods of Ziegenhorn et al. (1976) and

McComb et al. (1976).

Nitrogen was determined by the Kjeldahl method.

The results in the present study are summarized as follows:

The levels of liver calcium were 5.9±0.29 μg per mg nitrogen in healthy normal

mice, 7.±0.46 μg per mg nitrogen in 3-day-old mice after infection with T.

gondii. 10.5±1.63μg per mg nitrogen in 6-day-old mice after infection

respectively. The calcium levels in the livers of 6-day-old mice after infection

increased significantly as compared with the levels in healthy control, although

other groups did not show statistically significant differences. The levels of

serum calcium were 16.9±2.15 mg% in healthy control mice, 20.7±2.89mg% in

3-day-old mice after infection, and 2.2±2.28mg% in 6-day-old mice after infection.

The calcium levels only between 6-day-old group and healthy controls showed

statistically significant difference, but no correlation between calcium levels in

the liver and serum was detected in this study. The alanine aminotransferase

activity in serum of mice was correlated with the leves of liver calcium, but not

with the levels of serum calcium.

In th e liver tissue infected with Toxoplasma gondii, severe inflammatory cells

infilation and multiple microabscesses were observed together with destruction and

dissociation of hepatic lobules.

The loss of glycogen granules and mitochondrial swelling with irregular wrinkled

outline and loss of cristae were demonstrated with increased lipid droplets.