흰쥐 원위결장에서 저칼륨혈증 효과

• 영문명: Effects of Chronic Hypokalemia on Rat Distal Colon
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 안규윤(Kyu Youn Ahn) 허 탁(Tag Heo) 이승원(Seung Won Lee) 박성식(Sung Sik Park)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제32권 제4호, 573~582쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 1999.08.30

국문 초록

K+ 균형은 신장에서의 K+ 배설조절과 소화관에서의 K+ 흡수조절에 의해서 이루어지기 때문에 결장 또한 저칼륨혈증시 K+ 평형에 관여하리라고 생각된다. 이에 저자들은 저칼륨혈증 흰쥐 원위결장에서 colonic H/K-ATPase α subunit mRNA 발현의 정량적인 변화와 분포를 Northern 분석과 in situ hybridization 조직화학으로, 또 형태학적인 적응 변화를 전자현미경을 통해 관찰하였다. Northern 분석에서 정상 식이군과 칼륨 제한 식이군의 colonic H/K-ATPase α subunit mRNA는 원위결장에서는 상당량 발 현되었으나 위 (stomach)에서는 검출되지 않았다. Colonic H/K-ATPase α subunit mRNA의 양은 두 군간에 유의한 차이가 없었으나 칼륨 제한 식이군에서 약간 증가된 경향이었다. In situ hybridization 조직화학에서 정상 식이군의 원위결장 colonic H/K-ATPase α subunit mRNA에 대한 강한 hybridization 반응성은 표면상피세포, 일부 Goblet 세포 및 장선 (intestinal gland)의 상 1/3에서 관찰할 수 있었다. 표면상피세포에서의 hybridization 반응성은 모든 세포에서 일정하지 않고 세포에 따라서 강한 반응, 중등도의 반응 및 약한 반응 등이 관찰되었다. 장선에서도 원위결장의 부위에 따라서는 장선의 하부까지도 강한 hybridization 반응성을 관찰할 수 있었다. 칼륨 제한 식이군의 원위결장에서는 정상 식이군에 비해 hybridization 반응 부위는 큰 차이가 없었으나 반응 정도는 약간 증가된 경향이었다. 전자현미경 관찰결과 정상 식이군 원위결장 표면상피에서 단층의 원주형 상피세포가 대부분을 차지하고 있었으며 간혹 Goblet 세포가 출현하였다. 원주형 상피세포는 핵상부 세포질에 소포를 다량 함유하고 있는 세포 (1형)와 적당량 함유하고 있는 세포 (2형) 2종류로 구별할 수 있었다. 칼륨 제한 식이 원위결장 원주형 상피세포는 소포의 수가 적은 2형세포의 특징을 갖는 세포로만 구성되어 있었으며 그외 세포소기관의 별다른 차이점을 관찰할 수 없었다. 이상의 결과로 흰쥐 원위결장에서는 2개 이상의 H/K-ATPase isoform이 존재함을 시사하며, 또한 colonic H/K-ATPase α subunit 유전자는 원위결장에서 상당량 발현되나 저칼륨혈증시 K+ 보존에 크게 관여하지 않음을 암시해 주었다.

영문 초록

Recent molecular and physiological studies suggested that at least two distinct H/K-ATPase activities are present in the mammalian colon. Potassium (K+) balance is achieved by the control of urinary K+ excretion and by the control of K+ absorption from the digestive tract. The colon also participates substantively in the regulation of systemic K+ homeostasis. Northern analysis and in situ hybridization (ISH) for analyzing the expression of mRNA encoding the colonic H/K-ATPase α subunit and EM study for morphologic adaptations were carried out in normal and potassiumdeprived (2 weeks) rats. Northern analysis demonstrated that colonic H/K-ATPase α subunit mRNA is abundantly expressed in normal rat distal colon. Abundance of colonic H/K-ATPase α subunit mRNA in potassium-deprived rat distal colon was not significantly increased compared to controls. By ISH, mRNA for colonic H/K-ATPase α subunit was detected in the surface epithelial cells, Goblet cells, and upper third of the intestinal gland. Both groups exhibited comparable cellular patterns of labeling and signal intensity. The surface epithelial cells exhibited a mixture of hybridization signal intensity. Most cells had intense hybridization signal for colonic H/K-ATPase α subunit mRNA and some cells had moderate, and a few cells had weak. Occasionally, strong hybridization signal was detected in the lower portion of the intestinal gland. EM study demonstrated that two types of surface columnar epithelial cells were present in normal distal colon and included type 1 cells with more abundant vesicles in supranuclear cytoplasm and type 2 cells with moderate amount of vesicles. In potassium-deprived distal colon, type 2 cells were only present in surface columnar epithelial cells. Others were not significant differences between two groups. These results suggest that two (or more) H/K-ATPase α subunit isoforms are present in rat distal colon, and colonic H/K-ATPase αsubunit gene does not significantly contribute to potassium conservation during chronic hypokalemia in spite of abundant expression of this gene.

키워드

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