성장호르몬이 결핍된 흰쥐에서 성장호르몬 투여가 체조성 및 대사에 미치는 영향

Abstract

[한글]

성장호르몬은 전형적으로 동물의 성장에 관여하는 것으로 알려져 왔으나 최근에 성장작용 이외 대사작용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 성장호르몬이 결핍된 흰쥐에서 성장호르몬 투여시 체조성의 변화와 체내 당대사 및 골대사에 미치는 영향에 대하여 알아보고자 하였다.

생후 20주된 웅성 Sprague Dawley rat를 뇌하수체 절제한 후 부신피질호르몬(cortisol)과 갑상선호르몬(thyroxine)을 8주간 투여한 후 유전자재조합사람성장호르몬(recombinant human growth hormone)을 2주간 투여하였다. 제 1군은 뇌하수체를 절제하지 않은 정상 대조군(n=15), 제 2군은 뇌하수체 절제후 부형제(vehicle)만을 투여한 군(n=12), 제 3군은 뇌하수체 절제후 성장호르몬을 4IU/kg/day로 투여한 군(n=13)으로 구분하였다. 성장호르몬 투여 전과 투여 후 체중, 체조성, 혈당, 혈장 인슐린양성장인자-Ⅰ 농도, 간세포 인슐린양성장인자- Ⅰ 전령리보핵산 발현, 정상혈당클램프검사, 골격근의 당원합성효소 활성도, 골밀도를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 성장호르몬 2주간 투여로 혈장 인슐린양성장인자-Ⅰ 농도와 간세포 인슐린양성장인자-Ⅰ 전령리보핵산의 발현이 정상대조군의 수준으로 회복됨을 알 수 있었다.

2. 성장호르몬을 2주간 투여후 지방량은 의미있게 감소하였으며, 제지방량은 의미있게 증가하여 성장호르몬이 체조성을 변화시킴을 알 수 있었다.

3. 정상혈당클램프검사 결과 성장호르몬투여군은 뇌하수체절제대조군 띤 정상대조군과 말초조직의 포도당이용율에 차이를 보이지 않았으며, 비복근에서 당원합성효소의 활성도도 차이를 보이지 않아 생리적 용량의 성장호르몬 투여는 당대사에 유의한 변화를 주지 않음을 확인할 수 있었다.

4. 뇌하수체절제군(제2군 및 제3군)은 정상대조군(제1군)에 비하여 골밀도가 감소하였으며 2주간의 성장호르몬 투여는 골밀도를 증가시키지 못하였다.

이상의 결과로 성장호르몬이 결핍된 흰쥐에서 사람성장호르몬 1일 4IU 2주간 투여는 혈장 및 간세포의 인슐린양성장인자-Ⅰ을 정상화시키며, 체조성을 변화시키고, 당대사를 악화시키지 않으며, 골밀도를 증가시키지 못함을 알 수 있었다.

[영문]

It is well known that growth hormone(GH) stimulates growth, but studies on metabolic effects of growth hormone have recently been increasing. The purpose of this study was to clarify the effects of growth hormone treatment on body composition, glucose and bone metabolism in hypophysectomized growth hormone-deficient rats.

The 20-week-old male Sprague-Bawler rats were hypophysectomized and replaced with cortisol and thyroxine for S weeks, then administered with recombinant human growth hormone for 2weeks. Group 1 consisted of intact controls(n= 15), while group 2 consisted of hypophysectomized controls(n= 12), and group 3 consisted of those with GH treatment(n= 13). The body weights, body composition, blood glucose levels, plasma insulin-like growth factor-I(IGF-I) levels, IGF-I mRNA expression in liver, euglycemic hyperinsulinemic clamp test, glycogen synthase activities in gastrocnemius muscle, and bone mineral densities were measured before and after growth hormone treatment.

Both plasma IGF-I levels and liver IGF-I mRNA expression in GH-treated group increased to intact control group levels after 2 weeks of GH treatment. There were significant changes in body composition after the treatment (fat mass significantly decreased and lean body mass significantly increased). There were no changes in glucose metabolism in peripheral tissue after 2weeks of GH treatment. Bone mineral densites significantly decreased in hypophysectomized rats(group 2 and 3) compared with intact control group. Two weeks of GH treatment did not increase bone mineral density.

In conclusion, human GH treatment(4IU/kg/day) in adult hypophysectomized GH-deficient rats changed the body composition, but did not alter the glucose metabolism in peripheral tissue and the bone mineral density.