A Study on the Isozyme Alterations of Lactic Dehydrogenase in the Tissues of Albino Rat by theExposure in Sulfur Dioxide

Journal of the Pharmaceutical Society

좌

I

텔 가 스 에 월i±J된 f i 불 벌 헬 Lacfic d e h y d r o g e n a s e 의 Is o z y m e 황육_k에 를룹한 확 몇

m Mf t는

Sook Pyo K w o n ; A Study on the Isozyme A lterations o f Lactic Dehydrogenase in the Tissues of A lb in o R a t by th e

Exposure in S u lfu r D ioxide.

(Received Nov. 17, 1969)

T h e isozyme alteration of lactic dehydrogenase in the tissues of albino rat inhaled SO

2

CO T he H-type of LDH activity relatively dominated in the normal brain, heart and kidney tissues of rat, M-type in the normal lung, liver, and muscle tissues of the animal.

(2) W hen rats inhale SO

2

(3) W hen 5% SO

2

W ith same treatment, LDH activity is decreased in the kidney tissue and no alteration is observed in the brain tissue.

(4) Although, after the aeration of SO

2

(5) Accordinglly, SO

2

if® lm

m m gas외 초텔에 머처는

*College of Medicine, Yonsei University

| | -

fe짧에 서 도 ffi랴 으 로 Q O ^ f l가 ig ；!ra하는

[히

또 Markert 총■** 은 silica dust 에 월 tB시 킨 mormot 의 )Ml에 서 는 Succinic dehydrogenase 와 Su­

ccinic oxidase 의 이 되 고 S S 로 Cytochrom c oxidase 의 g f t 은 될 을 ® 쳤하였 다 .

이 와같이 흠* gas 에 K A 시 킨 s ；t l 에 서 는 a S P 출#에 앞서 서 의 에 대 한 iE 떨 인 가 i t 활 빨 리 fHJiS됨 이 알러져 있다. 따라서 이 러한 결 # gas 를 시 킨 외 a 짧에 있어서의 =&* 뿐만아니 라 어떤 의 a f k 에 S 한 i i s 는 그 gas의 었어서 찰 ® 한 하나의 될가 되리 라고 ® 행된다.

SC»2 gas 는 NO^ gas 와 같이

빨

딱

* 펼는 S02 gas 외 B fK 무에 대한 젖 ift은 없 활 에 서 상인 » { b 를 ® 향할 것으로 향 S!I하고 그 뭄 을 된 LDH isozyme 을 ffi될 ■뚫 * 로 g 하여 SOj gas 를 ® A 시 킨 S) 팬에 있어서외 그 pattern의 ® fb 를 코저 를 렸@하였던바 이에 대한 체환을 얻

었기에 하는 바이다.

102 첸 ： 5 n s ® 가스에 M ia4 . S B J a ® Lactic dehydrogenase 의 Isozyme Vol. 13, No. 4

토

f i x

1. nmSlW ^및 S02 gas 05A

텔* 120~160g의 Albino rat( $ ) 를 S 하여 흙 15~20 마리썩 을 및 I 혹황l ¥으로 IS 숭하였다.

은 Fig- 1 과 같은 떨f i 를 하여 f t 흡 210 궁 의 Exposing chamber |?3에 넣 고 albino rat 의 Bf® * ：이 주 ;I험 lOOcc/min®' 임 을 ；% « 하여 gas giS클f t 로 f+®f하면서 호 ® 는 2000 cc/min의 표 ® 로 펼A 시 키 고 이 ?본블Pl=i 에 Itl 20% SO2 gas 룔 Dual infusion/with drawal pump 에 f t 하 여 2cc/m in의 S g 로 펼 A ® ? n 하 였 다.

SOa gas jg 토는 ® 15 ：S■마다 Midget impinger gas analyzer 로 하고 SOz gas jg효 가 m 250 ppm 이 되 도록 펼 시 키 며 6 황Pal 펼A 시 켰 다.

2. gC!|sHSSJ(iBSlhomogenate)'^>

BP황 «1 들 ® )을 g i g 하여 I i , - L «, W 및 형a i l 을 하였다.

Jg® 된 I&웰 용 I g 에 에 서 i슴S|I한 0.25M Sucrose Jg을 하여 homogenizing 하 고 다시 0.25M Sucrose 했으로 |t) 20%(w/v) 가 되 게 월하였 다 . 이 homogenate 를 늘됐 결 ^Ci>:S#®(international centrifuge PR-2) 를 iEra하여 6,000 X g 로 15 ;9■데 시 켜 소 할 ?K을 하여 12,500Xg 로 30삼 ra 한 참 _ 느 혈 을 합획® f t ® 및 isozyme 항 i i 합)됐의 로 i편;S하였다.

December, 1969 ^ # Ife 103

F ig . 1. Apparatus for Inhalation of Sulfur Dioxide.

3. L D H isozyme 의 룹 에 한 요SI 및 [히호

L D H isozyme 은 Preston 황 > 의 -월 6상;S i농에 뻗하여

2Q txl

표. IS!별 빨I처 S S육

1. gas 의 3 IA

f g * *tl 120 g 의 Albino rat 10 마리 를 fJfH 초i i l t 을과 f힌-생 에 부하여 f i 짧을 tB하고 테로 한 다옴 흡홀 그 1 g 를 몫하여 3<i습한 0 .25 M Sucrose '첸으로 homoge- nizing 하고 용면20% (w/v) i l 텔 homogenate 를 해§ 밝 찰 봄 하 여 을 타로 ffi

하 였다 .

이 14!타를 =&율 4 ® 의 |iS；l탈탈에 20

ml

Fig. 2 와 같은 s a 를 하여 gas 의 « g 와 을 토이 특하며 a ® 시 켰 다•

H 1 g

용

호

및

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하지 않은

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호 ® 를

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2

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§유과 같이 벌

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R o t a r y p u m p

In t r o d u c i n g d e v ic e

^ o f g a s t i s s u e D u a l i n f u s io n / W i t h d r o w a l p u m p

Fig. 2. A pparatus for Introducing Gas to Homogenized Tissue.

2.

LDH 은 Neilands 의 에 책하여 O .lM Glycine buffer (pH 10.0) 1.8 m/, 0 .2 M 나트륨뾰 0.1 ml, 2X10-2M NAD-ffi 0.1m / 의 벗에 다 렸；¥라 0.2 m/ 를 쓸

^

초켰된 N ADHj 의 를 의 S흔흠^®:를 흑하여 를 !+ »：하였다.

이 때 LDH activity 1 unit 는 N ADHj 를 ■몇^ 하였다.

I

SiiC

SS；I렸I I 및 의 윤1&짧에 Sf해서 n L D H ? g ft에 활한 =g•셨후외 zp;^;;{ilC^：) 와 ® 부®

li( S D ) , HIKCn) 그리고 S J렸원에 Sf한 탈SI의 t value

를Table I 및 Fig. 3 에 하였 다 .

의 LDH isozyme 1 부터 5CWT 1사~1새) 까지 은 =&«■ 39.3, 10.8, 8.0, 29.8, 12.1% 이 고 은 큰윤 21.9, 20.6, 20.4, 28.3, 8.8% 였 다.

텔?¥에 있어서는 에 ] ±해서 L i 과 L4, 5

는

WI&짧은 S IS S I과 늦?후에서 L i，2,3 은 많tB되지 않았으며 L< 및 Ls

는 활

품

월에 서 는 Li 부터 La 까지 if !렸?부에 서 는 윤 €• 26.5, 25.4, 20.1, 18.1, 9 .9% 이 고

December, 1969 ^ 105

T a b le I . Distribution of L D H Isozyme in Each Organs of Rats (Exposed in S O2 G as and Control Group)

-^ L D H Isozyme band

1 2 3 4 5

Tissue X ± S D X ± S D ^ ± S D X ± S D X ± S D

Brain Control 3 9 .3 ± 5 .7 5 1 0 .8 ± 2 .9 5 8 .0 + 2 .0 7 2 9 .8 ± 2 .4 6 1 2 .1 ± 4 .7 5

n = 20 ^Exposed 2 1 .9± 2.71 2 0 .6 ± 1 .2 0 2 0 .4 ± 0 .7 5 2 8 .3 ± 0 .8 8 8 .8 ± 2 .1 5

t 12.3° 13. r 2 5 .3

■ 그

Lung Control 0

⁰

n = 15

Exposed

t

0

0

1.6^

7 4 .7 ± 2 .8 5 1.3"

Heart Control 2 8 .5 ± 5 .9 3 2 5 .4 ± 4 .8 9 2 0 .1 ± 3 .9 3 1 8 .1 ± 4 .5 9 9 .9 ± 2 .8 1

n=20 ^Exposed 2 9 .8 ± 3 .1 8 2 6 .7 ± 5 .4 1 1 8 .7 + 2 .8 1 1 7 .8 ± 4 .8 9 7 .0 ± 4 .5 2

t 2.2° 0.8^ 1.3^ 0.2" 2.4°

Liver Control 0 .6 ± 1 .0 8 1 .8 ± 1 .9 4 5 .2 ± 3 .2 6 2 0 .4 ± 6 .7 4 7 2 .0 ± 1 1 .2 4 k =

²⁰

Exposed 0 0 0 1 4 .5 ± 2 .0 2 85. 5 ± 3.16

t 2.5° 4.3° 9-1° 3.8° 5.2°

K idney Control 3 5 .2 ± 7 .6 1 8 .3 ± 2 .5 9 7 .1 ± 1 .8 2 1 9 .9 + 5 .5 7 2 9 .6 ± 4 .8 3 Exposed 2 0 .1 ± 2 .4 0 1 3 .4 ± 1 .4 3 8 .5 ± 2 .0 2 2 5 .9 + 2 .0 8 3 2 .1 + 2 .6 5

« = 20 t 8.5" 2.7° 2.3° 4.5° 2.0°

Muscle Control 3 .6 ± 1 .4 0 4 .7 ± 1 .8 7 1 1 .0 ± 2 .6 8 2 4 .8 ± 6 .1 0 5 5 .9 ± 4.1 6

n

⁼

t 7.5° 2.3° 9.5° 8.3° 8.5°

0

statistically significant statistically unsignificant

JSJi탈 은 29.8, 26.7, 18.7, 17.8, 7.0% 로서 SO2 ® A 으로 H 하여 Lj 은 ；IfJ n 하였고 은 하 였 다.

없에 서 는 SfM SI의 Li~Ls 는 흡용 0.6, 1.8, 5.2, 20.4, 72.0% 이 고 한편 은 Li 부터 L3 까지 는 ：봤tB되 지 않았고 L4 와 Ls 는 =g•흡 14.5, 85. 5% 로서 느1~1사 는 ffjfei새1•였 고 Ls 는 igJn하 였 다 .

f f j s a s 도의 에 있어서 는 Li~Ls 는 윤 =§■ 35.2, 8.3, 7.1, 19.9, 29.6% 이 고 ttt탈§¥

에서는 20.1, 13.4, 8.5, 25.9, 32.1% 로서 Li 은 하였고 Lj 부터 까지는 ifJH 하였다.

fl5l평1&월외 Sf)렸S I에 있어서는 Li~Ls 는 =&=& 3.6, 4.7, 1 1 . 0, 24.8, 55.9% 이고 IS；®

§1은 1.2, 3.6, 4.7, 12.5, 78.0% 로서 부터 L4 까지 는 |^1^하었고 L5 는 itJ B 하였 다 .

n . 촬 I처 H 텔

환a a 렸테의 »1렀?¥과 의 L D H g # ；은 Table I 및 Fig. 4 에 극하였 디-.

106 웰오 좋텔가스에 S tH된 •환®t Lactic dehydrogenase 의 Isozyme Vol. 13, No. 4

%

80 60

40

20

0

%

100

80

•!

60

t

40

20

0

Brain

1

CZ3

■ i Exposed in SO2 gas

Lung Heart

J i 2 3 4 5

Liver

J i

1 2 3 4 5 (LDH Isozyme)

Kidney

a™

L H B H

2 3 4 5

Muscle

XU I k J k 2 3 4 5 1 2 3 4 5

(LDH Isozyme)

2 3 4 5

F i g . 3. Distribution ot LD H isozyme in Each Organs of Rats (Exposed in S O2 Gas and Control Group)

December, 1969 m m t m

T a b le J . Alteration of L D H A ctivities in Each T issues b y Aeration of G ases (L D H A ctivity: Unit = l ( r V ^ N A D H z/m /)

Organ Control

A erated w ith

A ir A i r + S0 2 O2

Brain 27-2 20 .9 2 0 .5 2 2 . 1

Heart 106.0 10 9 .4 1 1 2 . 6 1 2 2 . 6

K idney 33.0 3 3 .2 2 7 .4 3 7 .0

Lung 1 7 .7 1 8 .5 2 0 . 1 2 1 .5

Liver 49.8 4T.8 49 .8 4 5.0

M uscle 6 7 .6 5 5 .5 58.0 5 4 .7

S i a 짧의 LDH 은 ^ 1 I I 은 27.2 unit 이 고 H 2 은 20.9 unit 로서 출 j® 히 하며 I I 3 에 서 도 20.5 unit 로 같은 g g 로 측되었고 렸 4g|은 켰 2,3 보다 용^ ■' itJU 하였다

fff 과 처의 f i 짧 에 서 는 ^ 111 은 =§■흡 49.8, 67.6 unit 이고 블 2 해은 흡흙 41.8, 55.5 unit 로서 다같이 하는 향혔이 었다 . 렸 3S¥은 IS의 ；S ffl와는 로 흡흙 49.8, 58.0 unit 로서 블 보다 JtJn 하였고 ^ 4 # 은 45.0, 54.7 unit 로서 켰 3 g투보다 하 였 다 •

및 W a iM l 서 는 은 용 106.0, 17.7 unit 이 고 H 2 S 투은 =&=& 109.4, 18.5 unit 로서 보다 ig jq 하였고, 은 =g•용 112.6, 20.1 unit 로서 게 속 I t J n 하였고 ^ 4 ?|은 흡=& 122.6, 21.5 unit 로서 역 시 게 속 1을*1하였 다 .

ffJiS S ii율에서는 볼 1 S I은 33.0unit 이 고 ^ 2 1 루은 33.2 unit 로서 ^IJ을확를 |g호할 수 없었 고 || 3 ?|은 27.4 unit 로서 2 g루보다 하였고 은 37.0 unit 로서 황 2,3 보다 if!

Ja하였다.

% m

SO2 gas 에 i f 해서 는 Stockinger5>7} 을에 서 뿐만 아니 라 과

^ 을 하고 Ip p m 의 g g 로 K A 하였을 때에도 블 ® 과 K 를 a 해서 l i 와 혈에 흡 I )하게 된다고 한 바 있 다 .

후* ® i에서는 이와 같이 낮은 의 S02 gas 에 ftufrsi s a ® A 시키므로서 돌초하는 a 텔fb를KJ » { b 를 itKlK) ® 좌[15f t 에 ffilS하기 위하여 초 에 서 는 250 ppm, t t 쓸®

^

에 서 는

의

를

하 여

짧 의 를

흉 하 였 다

및

형

은

외

셨 후 이 높 은 데

하 여

의

항 획 이 낮 은 이 있 다

이 들 은

의

가

외

보 다 더 욱 월®!■한 것 은 모 든

가

의

에

®

하 여 되 어 도

은

가 낮 다 는

와

의 황 ® 룔 케 한 다

energy 가 ，L>B보다 낮은 ® 최이 나 flf 같은 에 서 는 H S isozyme 가 높은 km value 를 하는 « [희이 었 다.

이러한 붙록는 Dawson 흠11>의 펄 ® 와 회® 하 다 .

2 3 4

Liver

! 2 3 4 (Group)

Kidney

2 3 4

2 3 4

경 Muscle

2 3 4 (Group)

2 3 4

F i g . 4. Alteration of L D H A ctivities in Each Tissues by G as Aeration (L D H A ctivity; Unit = l( r = M N A D H j/m /)

1. Control group

2. Group exposed in air 3. Group exposed in a ir t SOg 4. Group exposed in O2 after

exposed in a ir t S O 2

Heart

Brain Lung

헬으호꽃?쓸가스에 된 텔 Lactic dehydrogenase 의 Isozyme Vol. 13, No. 4

i

첸

^ g o o o

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December, 1969 ^ P # 1 매

SOagas 의 에 외 해 용 서 는 TCA cycle 이 WfM된다 . 따라서 fffS 및 황 있어서는 H S LDH 보다 M S LDH 가 더욱 이 하게 나 타 난 다 . 이것은 SOj gas 가 fli를 g! isozyme 의 M g i을 f ijigg하고 jg셨 'j?fe의 isozyme 인 H S I을 MftiJ하는 것 으 로 된 다 .

이와는 로 H S 이 E ：떨한 .C A iia ii에서는 so^ gas 가 Li 의 을 높여 힌으

로 하는 것으로 생각된다.

SOj gas 틀 [RA한 lb ® 의 fflSi® 에 서 는 isozyme pattern 에 fpj황 g ffc 룔 주지 않는 것 을 알 았다. 이것은 gas가 ffli에서 ftk fiS 으로 클 i i 히 [되고 W iS ti외 # 떻에 f1^ffl할 « 출롤 주 지 못한 것으로 JtP i된다.

그러 나 B i f i S 은 S02 gas.의 에 f t 해서 1새 및 L3 이 JtJn 하고 Li, L5 는 MfO되 었 다. Table I I 에서 보는 바와 같이 해,밟합f t K ，짧에 있어서 l i f i 짧은 호 * 와 S O ^ g a s lS A 에 « 하여 L D H g t t 은 거외 a f t ；하지 않았으나 » 좋의 떻A 에 f t 해서는 # # 의 l&Jn를 보 았다. J1T-과 은 컫 * 와 SC>2 gas 의 S ■슘I 8 A 에 해서는 iS;^■'하 였 다 .

과 W S l i H 서 는 호렸와 S02 gas 의 S 슴j f A 으로 L D H S 'B i은 i을;！피하였고 의 l i A 으로 더욱 igJn하였다.

은 와 S02 gas® 슴I# A 으로 L D H ig f i은 하고 있으나 이것은 ftt황에 서 보는 바와 같이 그 의 ® H 이 Li 의 •에 S H 된 다고 된 다 . 이 와같이

이 iT v ® ? 3 a 짧과는 달티 페와» 인 S 뽑를 나타내는 것은 그 한 I■ 미 의 S K 과 f » a 의 록한 * 해 IS토확W 인 ■에 S H 하는 것으로 생 각 된다 .

외 L D H g ® 은 S02 gas 의 을 별로 받지 않고 W 와 그 리 고 ffF과 ® f형a i l 은 S02 gas 에 황해서 L D H g<0i이 it J n 하는 r t a w f t 터을 보였고 블 * i i A 으로 텔 , ffi, 에서는 L D H g f t 이 더욱 ±tJtI하고 fff과 ® 최a i i 은 로 I발il냐}는 i t 롱를

하였다. 이것은 M E 한 바와 같이 SOj gas의 l i A 으로 ttP t는 H S L 황에서 M § (H

#=& ® 황하다는 것과 ffiis이 있 다 .

gas 의 이 fp ?t될수 있는가를 보기 해서 을 gas 밸a 한 다옴에 itSK■를 i i A 하 면 한 * t t f i l 활에서는 이 if J n 하는데 이것과는 R S 로 인 BT, ® f횡 f t i i i 에서는

•였다. 이 것은 Cahn 황 3>1« 및 Dawson 황 1>의 펄송와 하 다 .

이 와 같은 삼®의 » { t 에 서 일 어 나는 Subunit 외 슴 의 를는 M Sy과 :H S LDH 의 |1 휴한 15：*0에 S H 된 다고 생 각된 다. 낮은 삼 K 에 서 는 M ! i 이 더 욱 많이 •닭했되 고 이 S 은 a 쳤K； f^SH I 가장 i i 슴하며 높은 뿔 * 항®에 서 는 Hgy LDH 의 슴됐이 되

고 서 떼 진 다 .

IS iffl

SO2 gas ® ；M I 외 한 albino rat 의 흠|E® LDH isozyme pattern 의 ® {b 를 보기 위 하여 및 텔 ® 을 f i■하여 다옴과 같은 를 얻었다.

(1) IE끓 albino rat 에 있어서 LDH g f e 은 S i, 및 에 서 H §y이 M gy보다 3술

I

110 ® ： 55；혹'헬가스어I S H J된 Lactic dehydrogenase 의 Isozyme 벨fb Vol. 13, No. 4

하고 w, BT« 및 IB척a 펠f t 에서는 이 H S 보다 씀하다.

(2) 250 ppm

의

외

으로

하여

외 웰인

•최 fflli에 서 는 M 텔이 , I? 혔ttSlife인 및 liS iiH l 서 는 H ® 이 더 욱 해 전다.

(3) 5 ppm 외 SOa gas 를 t l i l 유 homogenate 에 JS A 하면 ffi, M i , ®J척|&봤외 LDH 의 은 호 1%호블만을 l i A 한 것보다 it J q 하며 헬에서는 텔 ^ 하 고 텔 »짧 에 서 는 ®

<b가 없다.

(4) s o j gas 다시 랐 * 를 j i A 하여 빨* 융g 이 해지면 용인 f f « , mm a 텔에서는 L D H ® fe 은 S i j 개}며 인 I i , ，L « , w a 볼에서는 i t j n 한다.

^ _ h

의 인 왜 으 로

를

시키면

는

되어 L D H ® tt과 그

에 도 함

를 가저 와서

굿 텔 에 도 렇®을 미친 다.

«

1) J. T . Mountain, Report of the Air Pollution Research Conference of the and California Sate Dept, of Publ. Healthy Univ. of Southern C a l i f L o s

PubL Health Service Angelis (1961) 2)

3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12

)

R .D , B uckley and O .J. Balchum , Arch. Environ. Healthy 14, 424 (1967) R .D . B uckley and O J . Balchum , Ibid. 14, 687 (1967)

C .L . M arkert and F.M oIIer, Proc. Natl, Acad. Sci.^농45, 753 (1959) H .E . Stokinger,

Respiratiotiy

9

190

J.B . Neilands, Methods in Enzymol. 1, 10 (1955)

J .A . Preston, R .O . Briere and J.G . Patsakis, Am. J. Clin. Patho. 43 256 (1965) J.B . Neilands, Methods in Enzymol. 1, 449 (1955)

F . W roblow ski, K .F . G regory, Ann. N. Y. Acad. Sci이 94, 912 (1961) D .M . Dawson, T .L . Goodfruend and N .O . Kaplan, science,143, 929 (1964) L .O . Leonhardt and R .R . Landes, New Eng. J . Med., 269, 19 5 (1963) R .D . Cahn, N .O . K aplam , L . Levine and E. Zw illing, Science

^

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