Age-related difference in the effect of acute hyperglycemia on myocardial ischemia-reperfusion injury

Abstract

고령과 급성 고혈당은 각각 심근 허혈-재관류 손상의 위험 인자이며, 임상에서는 흔히 동반된다. 그러나 급성 고혈당이 심근의 허혈-재관류 손상을 악화시킨다는 연구는 대부분 젊은 동물들을 대상으로 이루어져 있고 노화된 심근에 미치는 영향에 대한 연구는 드물다. 따라서 본 논문에서는 연령에 따라 급성 고혈당이 심근의 허혈-재관류 손상에 미치는 영향이 어떻게 달라지는지 알아보고, 그 기전을 밝히고자 하였다. Sprague Dawley계 수컷 쥐를 연령에 따라 세 군으로 나누었다 (젊은 쥐, 3개월령; 중년 쥐, 10-12개월령; 고령 쥐, 20-22개월령). Dextrose (1.2 g/kg)를 주입하여 고혈당을 유발하였으며, 좌전하행관상동맥을 45분간 폐쇄하였다가 240분간 재관류하여 심근손상을 유도하였다. 경색 크기와 좌심실 박출률을 측정하여 허혈-재관류 손상에의 민감도를 측정하였다. 또한 western blot assay를 통해 세포 자멸 (apoptosis)과 연관된 단백질(C-PARP, Bcl-2, Bax, cytochrome C)과, 자가소화작용 (autophagy)과 연관된 단백질(Bnip3, Beclin-1, Atg5, LC3B-II)의 발현을 관찰 하였다. 젊은 쥐와 중년 쥐에서는 급성 고혈당에 의해 심근경색의 크기가 증가하였으나, 고령 쥐에서는 영향이 없었다. 그러나 허혈-재관류 이후 좌심실 박출률 감소는 전 연령 군에서 고혈당에 의해 악화되었다. 젊은 쥐와 중년 쥐의 심근에서는 허혈-재관류 손상으로 인해 Bnip3와 Beclin-1의 발현이 증가되는 것을 고혈당이 증폭시켰으나, 노화된 심근에서는 그렇지 않았다. 또한 재관류 후 Bax, Atg5와 LC3B-II 발현 역시 젊은 쥐나 중년 쥐의 심근에서만 고혈당에 의해 영향을 받았다. 급성 고혈당이 젊은 쥐와 중년 쥐에서는 심근의 허혈-재관류 손상을 악화시켰지만 고령 쥐에서는 영향이 적었다. 고령 쥐에서는 Bnip3, Beclin-1과 bax 같이 허혈-재관류 손상 후 증가하는 단백질들이 고혈당에 의해 영향을 적게 받았음을 고려할 때, 이러한 세포 자멸 및 자가소화작용과 관련된 단백질 발현이 연령에 따라 급성 고혈당의 영향이 다른데 기여했을 것으로 여겨진다.