생콩을 첨가 사육한 흰쥐의 이자외분비기능 및 구조에 관한 연구

Abstract

[영문]

[한글]

생콩으로 사육한 쥐의 성장억제 및 이자비대는 생콩중에 함유된 trypsin억제물질 때문

으로 알려져 있다. 또한 장기간 생콩으로 사육하면 이자의 비대뿐만 아니라 선종 및 암종

등의 조직학적 변화도 일으켰다는 보고도 있다. 이러한 변화를 이자외분비 기능의 변동

과 연관짓는 것이 중요할 것으로 생각되나 아직까지 이에 대한 보고는 미미한 실정이다.

따라서 이번 실험에서는 2년동안 생콩으로 사육한 쥐에서 이자의 외분비기능 변동 및 조

직학적 변화를 관찰하여 장기간 생콩사육이 이자에 미치는 영향을 종합적으로 검색하였다

.

체중 70 g 내외의 Sprague-Dawley계 횐쥐를 trypsin 억제물질 함량이 높은 먹태와 그

함량이 낮은 거두를 주 2일간은 자유롭게 먹게하고 주 5일간은 배합사료를 공급하였다.

대조군은 배합사료만으로 사육하였다. 생콩사육 6개월, 9개월, 12개월, 18개월 및 24개월

후 이자외분비 기능 및 형태학적 변화를 관찰하였다. 이자외분비 기능은 urethane (1.25

g/kg, s.c.) 마취하에 기초분비,secretin (0.5CU/kg/hr) 자극분비, secretin (0.5CU/kg/h

r)과 CCK-8 (1200 ng/kg/hr) 동시자극분비를 각 1시간씩 채취하여 검색하였으며 이자액

채취후 광학 및 전자현미경 검사를 위하여 이자표본을 만들었다.

이자액의 amylase와 trypsin 함량은 각각 Bernfeld (1955)와 Hummel (1959)의 방법으로

분석하였으며 이자액의 효소단백 분리는 TSK phenyl 5PW HIC을 사용하여 HPLC (Padfield

및 Case,1988)로 분석하였다.

1. 횐쥐의 체중은 지속적으로 증가하여 18개월에 정점을 이루다가 이후 완만히 감소하

였으며 생콩 사육군에서는 대조군이나 삶은 콩 사육군에 비하여 12개월까지 체중 증가추

세가 현저히 둔화되었다.

2. 이자무게는 생콩 사육군에서 의의있게 증가하였고 이는 먹태사육군에서 더욱 뚜렷하

였으며 삶은콩 사육군은 대조군과 별 차이가 없었다.

3. 이자효소 분비는 모든 군에서 12개월 사육이후 저하되었으며, 생콩 사육군에서 이자

액 분비량, trypsin분비 및 amylase분비는 기초 및 자극분비 모두 전 사육기간동안 중가

한 경향을 보였다.

4. 이자효소 단백의 HPLC검사상 6개월 생콩사육으로 모든 단백분해효소 분획이 증가하

였고,특히 13분과 43분에 새로운 분획이 나타났으며 이는 전체 이자효소의 약 10%를 차지

하였으나 사육기간이 길수록 43분 분획은 볼 수 없었다.

5. 생콩사육으로 광학현미경상 초기에는 선세포 비후 및 증식 소견을 보이며 장기사육

으로 형성장애 및 역형성 소견이 나타났다. 전자현미경상에는 핵내 이염색질증가, 핵막의

불규칙성, 선포강의 폐색, 미세융모의 증가 및 조면소포체 내강의 확장을 볼 수 있었으

며 이같은 변화는 먹태사육군이 심하였고 사육기간이 길수록 심하였다.

이상의 성적으로 보아 횐쥐에 있어서 장기간의 생콩 첨가 사육은 초기에는 이자액내 단

백분해효소와 미확인 단백의 분비를 증가시키며 형태학적으로 이자선세포의 비후와 중식

을 유발하고, 1년이상 장기간 사육으로는 이자선세포의 형성장애 및 역형성이 초래됨을

알 수 있었다.

The Effects of Long-term Feeding of Raw Soybeans on the Function and Structure of

Exocrine Pancreas in Rat

Hak San Kim

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei Univesity

(Directed by Professor Kyung Hwan Kim, M.D.)

It has been reported that long term feeding raw soybean which contains heat

labile trypsin inhibitor resulted in hypertrophy as well as hyperplasia and in the

development of hyperplastic nodules and adenomas. This response of the pancreas to

raw soybean is thought to be mediated largely by the CCK release and loss of

feedback inhibition from intestinal pancreatic proteinases. Similar phenomena have

also been reported by feeding synthetic trypsin inhibitor, camostat (FOY-305).

Moreover there are changes of secretory pattern of pancreatic enzymes by feeding

trypsin inhibitor.

Present study was done to investigate the integral effect of feeding raw soybean

for upto two years on the secretory and morphology in the rat.

The Sprague-Dawley rats of either sex weighing about 70 g at the beginning of

study were used. Two kinds of soybean were selected, those are Glycine max Merr.

(Muktae) containing high trypsin inhibitor and Phaseolus angularis Wight var.

nipponensis Ohwi (Geodu) containing low trypsin inhibitor. Raw soybean flour was

fed two days a week ad lib, whereas normal rat chow was provided rest of the week.

For control study the same schedule was applied for heated soybean. The rats were

anesthetized with urethane (1.25 g/kg, s.c.) and pancreatic secretions were

collected from duodenal end of pancreatic duct after proximal biliary duct was

ligated. The exocrine pancreas was stimulated with secretin (0.5 CU/kg/hr) with or

without cholecystokinin octapeptide (CCK-8, 1200 ng/kg/hr). Amylase and trypsin

were assayed by the method of Bernfeld (1955) and Hummel (1959), respectively.

Separation of enzyme protein was done by HPLC method (Padfield and Case,1988) using

TSK phenyl 5 PW hydrophobic interaction column. At the end of experiment pancreas

was resected and examined by light and electron microscopies.

The results are as follows:

1. Feeding raw soybean retarded the growth of rat but increased the pancreas

weight. However,there was little difference to the content of tfysin inhibitor in

the soybean.

2. The basal secretion of amylase and trypsin was increased by feeding raw

soybean.

3. The CCK-8-stimulated enzyme secretion was increased throughout the

experimental period but there was little difference to the trypsin inhibitor

content in the raw soybean.

4. All the protease fractions on HPLC chromatogram were increased by feeding raw

soybean. Two new peaks were noted at 13 and 43 minutes but the fraction at 43

minutes was not detected after 24 months of feeding raw soybean.

5. On light microscopy, hypertrophy and hyperplasia of the pancreatic acini were

noted during early period, and anaplasia and dysplasia were developed later on. On

electron microscopy, increase of nuclear heterochromatin, irregularity of nuclear

membrane, cisternal expansion of rough endoplasmic reticulum and stagnation of

secretory granules in the lumen and obliteration of secretory lumen with numerous

proliferation of microvilli were observed. These findings were more pronounced in

the Muktae than the Geodu diet and longer feeding than 12 months.

It may be concluded that long-term feeding of raw soybean causes changes of

pancreatic exocrine secretion, especially increase of protease secretion as well as

acinar cell hypertrophy and hyperplasia progressing toward dysplasia and anaplasia

later on. These changes could be resulted from some unknown components in addition

to trypsin inhibitor in raw soybean.