카드뮴, 아연 및 유기 게르마늄이 일차 면역반응에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

[영문]

[한글]

저 농도의 중금속에 장기간 노출 되었을 때 생체에서 발생되는 질병과의 간접적 관계는

아직 확실히 규명되지 않고 있다. 그러나 근래 카드뮴 화합물과 아연 화합물은 투여방법

과 투여량에 따라 면역강화 또는 억제작용을 하며 유기 게르마늄은 면역강화 작용을 하는

것으로 알려지고 있으나 이러한 연구는 모두 단독투여시의 효과만 본 결과로 단독 및 혼

합 투여시의 반응에 대한 상세한 연구 보고가 없는 실정이다.

이러한 상황에서 저자는 카드뮴, 아연 및 유기 게르마늄의 단독 및 혼합 투여시에 나타

나는 면역반응의 정도를 서로 비교하고, 조직내 축적 및 혈액학적 변화를 관찰하고 중금

속에 대한 유기 게르마늄의 영향을 추구하고자 본 연구를 시행 하였다.

실험재료 및 방법

실험재료로서는 체중 194.3±6.6g의 숫 흰쥐(Sprague-Dawley strain) 156 마리를 대상

으로 이들을 7개 군으로 나누고 금속 투여후 제 5일, 제 12일, 제 19일, 및 제 26일에 실

험하였다.

제 Ⅰ군 : 정상 대조군 12마리

제 Ⅱ군 : 염화 카드뮴 투여군(8.8 mg/kg) 24마리

제 Ⅲ군 : 염화아연 투여군(7.5 mg/kg) 24마리

제 Ⅳ군 : 유기 게르마늄 투여군(100mg/kg) 24마리

제 Ⅴ군 : 염화 카드뮴-유기 게르마늄 투여군(8.8/kg; 100mg/kg) 24마리

제 Ⅵ군 : 염화 아연-유기 게르마늄 투여군(7.5mg/kg; 100mg/kg) 24마리

제 Ⅶ 군 : 염화 카드뮴-염화 아연-유기 게르마늄 투여군(8.8mg/kg; 7.5mg/kg,

100mg/kg) 24마리

모든 실험은 면양적혈구 투여후 5일마다 총 4회 실시 하였고 중금속 및 유기 게르마늄

은 매일 경구 투여 하였고 일차 면역반응은 용혈 프라크 수를 이용하였으며 전기영동법으

로 혈청단백을 원자흡광분광계로 조직내 금속의 농도를 측정하였다.

실험성적 및 결론

1. 금속이 면역 반응에 미치는 영향은 중독 초기에는 모두 면역반응을 억제하였으며 혼

합투여시에는 길항작용은 나타나지 않았고 오히려 면역억제 작용이 증가하였다. 항체생성

에 대한 면역억제 능력은 카드뮴-아연-유기 게르마늄군, 카드뮴-유기 게르마늄군, 아연-

유기 게르마늄군, 카드뮴군, 아연군, 유기 게르마늄군의 순위였다.

2. 금속 투여량에 따른 항체생성에 대한 면역억제 능력은 유기 게르마늄을 제외하고는

모두 증가하였다.

3. 유기 게르마늄은 초기에는 대조군에 비하여 항체생성에 대한 억제작용을 하였으나

투여량 증가에 따라 서서히 항체생성을 촉진하는 면역강화 작용을 하였다.

4. 전체적인 통계학적 유의성은 없었으나 중금속 및 유기 게르마늄 투여에 따라 A/G ra

tio는 감소 하였고 β/α ratio는 증가 하였으며 혼합 투여시 그 영향은 더 크게 나타났

다.

5. 혈액학적 소견은 전반적인 통계학적 유의성은 없었으나 대조군에 비해 투여군에서

백혈구, 혈색소 및 헤마토크릿트가 감소되었다.

6. 카드뮴은 신장에, 아연은 간장에 더 많이 축적 되었으나 유기 게르마늄은 편중되지

않았으며 카드뮴은 단독투여군에서 아연과 유기 게르마늄은 혼합투여군에서 축적량이 많

았다.

이상의 소견으로 카드뮴과 아연은 각각 8.8mg/kg 및 100mg/kg을 경구투여 하면 면역 억

제작용을 하나 유기 게르마늄은 100mg/kg을 경구투여 하면 초기에는 면역억제 작용을 후

기엔 강화작용을 하며 다른 중금속에 대해 길항작용을 하지 못한다. 또한 조직내 축적농

도에 있어서 유기 게르마늄은 카드뮴에 대해서는 길항작용을 하고 아연에 대해서는 상승

작용을 한다.

Effects of Cadimum, Zinc and Organic Germanium on the Primary Immune Respones

Bong Suk Cha

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Prof. Sook Pyo Kwon, Ph.D.)

Lawrence (1981) and Koller et al. (1975, 1976, 1979) speculated that cadmium has

two different effects, stimulation or inhibition of immune responses that are

depedent upon cad mium concentration or the methods of administration. Misushima

and Shyoji (1980) reported that Carboxyethylgermanium sesquioxide (Ge-132) has

stimulated the immune response. But these research had been done by the single

administration of heavy metal. This study was undertaken to invstigate the immune

response, serum protein, and hematologic changes by the single or combinated

adminstration of cadmium, zinc, and Ge-132. It is also to be find out preventive

uses of Ge-132 for the toxic effect of heavy metals upon immune response, etc.

Materials and Methods

One hundreds and fifty-four Sprague-Dawley stain rats were selected for the

experiment and divided into seven groups.

Group Ⅰ : Normal control

Group Ⅱ : Cadmium chloride injection (8.8mg/kg)

Group Ⅲ : Zinc chloride injection (7.5mg/kg)

Group Ⅳ : Organic germanium injection (100mg/kg)

Group Ⅴ : Cadmium chloride and Organic germanium injection (8.8mg/kg;

100mg/kg)

Group Ⅵ : Zinc chloride and Organic germanium injection (7.5mg/kg; 100mg/kg)

Group Ⅶ : Cadmium chloride, Zinc chloride and Organic germanium injection

(8.8mg/kg; 7.5mg/kg; 100mg/kg)

The heavy metals and Ge-132 were administered orally and the rats were sacrificed

after 5 days of intraperitoneal injection of SRBC. Primary immune response was

determined with spleen cell by Cunningham's modification of Jerne plaque assay, and

serum protein was determined by eletrophoresis, and the concentration of heavy

metal and Ge-132 in rat tissues was determined by atomic absorption spectrometry.

Results and Conclusions

1. Cadmium, zinc and Ge-132 induced immunosuppressive effect in early stage

without antagonistic effect. The immunosuppresive effect was cadmium-zinc-Ge-132

group, cadmium-Ge-132 group, zinc-Ge-132 group, cadmium group, zinc group, and

Ge-132 group in the order of their magnitude.

2. The immunosuppregsive effect of heavy metals increased except Ge-132 as the

amount of administration increased.

3. Ge-132 had two different effects, inhibition of immune response in early stage

or stimulation in late stage.

4. By the administration of cadmium, zinc and Ge-132, A/G ratio was decreased and

β/α ratio was increased. But there was no complete statistical significance.

5. The hematologoic changes were decreased without statistically significant

difference.

6. They had accummulative tendency, mainly cadmium in kidney and zinc in liver.

And Ge-132 had not only a antagonistic effect for cadmium but also a synergistic

effect for zinc to accummulate in the tissue of rats.

With the above results the conclusions are as follows:

Cadmium and zinc induce immunosuppressive effect but organic germanium induces two

different effects, immunosuppressive in early stage and immunopotentiating in late

stage without antagonistic effects to heavy metals. As to the accumulation of heavy

metals in rat tissues, organic germanium showes an antagonistic effect to cadmium

and a synergistic effect to zinc.