백서의 실험적 당뇨병에서 신사구체 변화와 그 기전에 관한 연구

의학과/박사[영문] [한글] 당뇨병은 인체의 주요 대사성 질환으로 insulin결핍에 의해 많은 대사장애를 일으킨다. 신병변은 당뇨병의 주요 합병증 중 하나로 병변의 경중은 당뇨병의 발병기간 및 경중도, 임상 및 검사소견과도 밀접히 관련된다. 진행된 당뇨병성 사구체 병변에 대해서는 많이 보고되었으며 잘 알려져 있으나 당뇨병 초기의 사구체 병변에 대한 연구는 드물고 최근에 와서야 시작되었을 뿐이다. 당뇨병의 유발약물로 streptozotocin과 alloxan이 사용되어 왔으며, 이중 streptozotocin은 생쥐, 백서, guinea pig 및 개의 취장의 β세포를 파괴시킴으로써 당뇨를 유발시키며, alloxan 은 기전은 다르나 역시 당뇨병을 유발시킨다. 당뇨병의 조기변화로는 신비후 및 사구체여과율증가, 사구체 맥관막기질의 증가, 사구 체 기저막의 비후등이 보고되어 있으며 이러한 변화중 형태학적으로 어느 것이 선행하는 가가 당뇨병에서 신기능과의 연관성 및 병인을 밟히는데 도움이 될 것이라 생각하여, 본 연구에서는 사람에서와 매우 유사한 병변을 유발할 수 있는 백서에 당뇨병을 유발시킨 후 그 변화를 관찰, 비교하여 조기변화와 기전을 알아보고자 하였다. 실험동물은 체중 250gm내외의 웅성백서 314마리로 대조군, streptozotocin투여군, allo xan 투여군으로 대별하였다. 제 Ⅰ군은 1 cc의 acidified saline을 꼬리정맥에 1회 주사 하였고, 제 Ⅱ군은 streptozotocin 55 mg/kg을 주사하였으며, 제 Ⅲ군은 alloxan 45mg/kg 을 주사하였다. 약물투여군은 2일 및 10일후에 reagent strip(Ames회사 제품)으로 뇨당 을 검사하여 당뇨병 유발을 확인하였고, 2주, 1개월, 2개월, 3개월 및 4개월에 각각 5마 리씩 도살하였으며 대조군은 각 2마리씩 도살하였다. 도살직전 뇨당, 뇨단백, 뇨케톤체와 혈당을 측정하였다. 광학현미경 검사로는 통상의 과정을 거쳐 4∼5μ으로 박절한 신장조 직을 hematoxylin-eosin, PAS, PAMS, trichrome, alcian blue염색을 시행하였으며 취장조 직은 hematoxylin-eosin염색만 시행하였다. 전자현미경검사는 통상의 과정을 거쳐 Hitach i H-500투과형 전자현미경으로 검경하여 맥관막 기질 및 사구체 기저막의 두께를 측정, 비교함으로써 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 혈당치는 대조군에서 75mg%내지 105mg%였으며 streptozotocin 및 alloxan투여군에서 는 2주군부터 현저히 상승하여 4개월군까지 지속되었으며 그 범위는 342∼942mg%였다. 2. 당뇨는 streptozotocin투여군 및 alloxan 투여군의 2주군부터 현저하여 4개월군까지 지속되었으며 단백뇨는 streptozotocin투여 1 및 2개월군에서는 ±내지 1+였으며 3개월 군에서는 전예에서 1+였다. 뇨케톤은 alloxan투여 2주군에서 1마리만 양성이었고 strepto zotocin투여군을 포함하여 나머지는 모두 음성이었다. 3. 광학현미경 소견상 사구체 맥관막은 streptozotocin투여 2주, 1, 2개월군에서 대조 군과 의의있는 차이가 없었으나 streptozotocin투여 3개월, 4개월군과 alloxan투여 1개월 군부터 국소적인 맥관막확장 및 PAS양성의 맥관막 기질의 증가가 관찰되었다. 사구체 기저막은 streptozotocin투여 및 alloxan투여 2주, 1, 2, 3개월군에서 대조군과 의의있는 차이가 없었으며 streptozotocin투여 및 alloxan투여 4개월군에서는 국소적인 기저막의 비후가 의심되었다. 4. 전자현미경 소견상 사구체 기저막의 두께는 streptozotocin투여 2주와 1개월군에서 는 대조군이 비해 의의있는 차이가 없었으나, 2개월군부터 비후가 관찰되며 특히 lamina densa의 비후 및 국소적인 lamina rara interns의 moth-eaten양상을 보였다. Alloxan투여 4개월군에서도 사구체 기저막의 비후를 관찰할 수 있었으며 streptozotoci n투여군과 유사한 형태학적 소견을 보였다. 5. 전자현미경 검사상 streptozotocin투여군과 alloxan 투여군의 사구체맥관막의 백관 세포수는 대조군과 비교하여 별 차이가 없었다. 맥관막 기질은 streptozotocin투여 3개월 및 4개월군에서 41.5%와 40.9%로 대조군의 34.5%에 비해 증가되어 있었으며 alloxan투여 1개월군에서도 37.6% 맥관막 기질의 증가를 관찰할 수 있었다. 이상의 결과를 종합하여 보면 당뇨병에서 신장의 조기 형태학적 변화는 기저막의 비후 및 맥관막 기질의 증가로 나타난다고 생각되며, 이 두 변화는 거의 동시에 일어나지만 이 중 맥관세포의 기능장애로 인한 맥관막 기질의 증가가 더욱 중요한 의미를 가질 것으로 사료된다. A Stuty of Glomerular Changes and Its Mechanism in Experimental Diabetes of Rats Sang Hak Park Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University (Directed by Professor In Joon Choi, M.D.) Diabetic nephropathy, one of the major complications of diabetes mellitus, is related to its duration, severity, and clinical and laboratory findings. It manifests various morphologic features such as nodular and diffuse glomerulosclerosis, exudative lesion, pyelonephritis, and fatty change of convoluted tubules in advanced stage. Until recently, the changes and mechanisms of glomerulopathy in early and incipient stage of diabetes mellitus have not been reported and understood systematically. Experimental diabetes has been induced by streptozotocin or alloxan. The former is cytotoxic for the pancreatic beta-cell of mice, rats, guinea pigs, and dogs, and manifests similar morphologic features to those of the human beings. The latter induces diabetes by acting on the beta-cell membrane. Present study is aimed toward the investigation of early changes and possible mechanisms of diabetic glomerulopathy. A total of 314 male rats, weighing about 25O gm, were divided into normal control, streptozotocin-treated, and alloxan-treated groups. The first group was injected once with acidified saline 1cc through the tail vein. The second group was injected once with streptozotocin 55 mg/kg, dissolved in 0.9% saline and acidified with 0.05 M citric acid. Finally the third group was injected with alloxan monohydate 45 mg/kg. The induction of the diabetes was confirmed by examination of urine sugar using reagent strip 2 and 10 days after the drug administration. Animals were killed 2 weeks, 1 month, 2 months, 3 months, and 4 months after the administration and the specimens were obtained from the kidney and pancreas. The urine and blood sampling were also done for the detection of glycosuria, proteinuria, ketonuria and hyperglycemia. For light microscopic examination paraffin blocks were sectioned at thickness of 5 microns, and stained with hematoxylin-eosin, PAS, PAMS, trichrome, and alcian blue techniques. For electron microscopic examination conventional procedures were applied and the observation was made with Hitachi H-500 transmission electron microscope. The measurement of the ratio of mesangial matrix to mesangial area and of the thickness of glomerular capillary basement membrane was done by the φsterby method(1975). Results obtained were as follows : 1. The blood sugar was within normal range in the control group, while in the streptozotocin-and alloxan-treated groups, hyperglycemia was noted and maintained in the range of 342 to 942 mg%. 2. Glycosuria was noted in all cases of the streptozotocin and alloxan-treated groups, proteinuria became positive in all cases of the streptozotocin-treated 3-month group, and ketonuria was detectable in only one case of alloxan-treated group. 3. By light microscopical examination, mesangial widening and an increase of mesangial matrix were observed in the streptozotocin-treated 3-month and 4-month groups, and in the alloxan-treated 4-month groups. 4. By electron microscopical examination thickening of the glomerular capillary basement membrane was noted in the streptozotocin-treated 2 month group, in association with focal rarefaction of lamina rara interna and appreciable thickening of lamina densa. In the alloxan-treated 4-month group, similar changes were observed. 5. The ratio of mesangial matrix to mesangial area was increased to 41.5% and 40.9% respectively in the streptozotocin-treated 3-month groups, as compared with that of the control group(34.5%). In the alloxan-treated 4-month group the ratio was slightly increased. In summary it is thought that the early morphologic changes in streptozotocin-induced diabetes in rat are glomerular basement membrane thickening and increased mesangial matrix. These occur simultaneously, but the mesangial dysfunction due to overloaded trapping of circulating macromolecules in mesangial matrix is considered to be more important in the evolution of diabetic glomerulopathy. However, the possibility of complex changes of endothelial, epithelial and mesangial cells in diabetic milieu resulting in glomerular and mesangial changes must also be considered.restrictio

(A) clinical and pathological study on the treatment and course of purpura nephritis in children

의학과/석사[한글] 알레르기성 자반병 (Allergic Purpura) 에서 빈발하는 합병증중의 하나인 자반병성 신염 (Purpura Nephritis)은 그 증상이 다양하여 경미한 일과성 혈뇨에서부터 신부전증을 야기하는 심한 신증후군까지도 일으킬 수 있다. 이에 본 저자는 우리나라 소아에서 발생한 자반병성 신염환자에서 혈청내 면역글로부린 및 보체치를 측정하고 이를 토대로 임상적 및 병리학적 관찰을 통하여 이러한 임상증상 및 병리소견의 다양성이 병의 경과 및 치료 효과에 미치는 영향들을 알아보고자 하였다. 1978년 1월부터 1980년 4월까지 세브란스병원 소아과에 입원하였던 자반병성 신염 환아중에서 혈청 면역글로부린을 측정한 환아 18예를 대상으로 본 관찰을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 대상환아 18명중 남아가 14명, 여아가 4명으로서 남아가 많았으며 연령은 3년5개월에서부터 15세까지였고 그중 7세가 5예로서 가장 많았다. 2. 임상증상 및 검사실 성적에 타라 임상소견형을 분류한 바, 신증후군이 5예 급성신염이 5예로서 많았으며, 지속성 혈뇨 및 단백뇨가 3예 그 외에 지속성 단백뇨, 재발성 혈뇨, 재발성 혈뇨 및 단백뇨, 일과성 혈뇨와 기타형이 각각 1예씩 있었다. 3. 관해(寬　, Remission)된 5예는 모두 남아로서 급성 신염이 3예, 일과성 혈뇨가 1예, 재발성 혈뇨가 1예였으며, 모두가 경증의 증상 및 증후를 보인 것이었고 신증후군은 1예도 없었다. 4. 치료약제로서 프레드니솔론만을 투여한 7예중 관해를 보인 예는 5예이었고, 면역억제제를 병용투여한 증상이 심했던 8예중 1예가 관해를 보였으며, 기타 1예는 약물치료 없이 관해를 보였다. 5. 자반병 발병후 신염발병까지의 기간은 15일 이내가 8예로서 50%를 차지하였으며 대부분이 7개월 이내에 신염을 발병하였으나, 2예에서는 신염이 자반증의 발현보다 각각 14일과 4개월 앞서있어 다양하였다. 6. 신생검을 하였던 15예중 14예가 국소상 중식성 사구체신염이었고 1예만이 미만성 증식성 사구체신염으로 나타났지만, 전 예에서 사구체내에 의의있는 반월체를 형성하였던 예는 없었다. 면역형광학적 검사상, 8예에서 IgG, IgA, IgM, C3/C4 및 fibrinogen이 모두 과립상의 침착을 보였고 6예에서는 이들중 IgM의 침착이 없었으며, 1예에서는 IgG의 침착이 보이지 않았다. 이들 침착은 주로 mesangium에 있었고 일부는 모세혈관 루프에도 있었다. 7. 혈청내 면역글로부린의 측정결과, IgG 상승이 1예 있었고 IgA는 18예중 9예에서 상승을 보였으며(50%), IgM은 전예에서 정상범위였다. 8. 혈청 IgA치의 상승을 보였던 9예중 6예에서 초기의 급성기가 지난후 대개 6개월 이내에 혈청 IgA치가 정상범위로 되었으나 이 IgA치가 상승된 9예에서, 또 정상이었던 나머지 9예에서도 임상경과와는 별 관계가 없었다. [영문] Purpura nephritis, one of the commonly known complications of allergic purpura has variable symptoms ranging from mild transient hematuria to severe nephrotic syndrome leading to renal failure and death. This paper reports on the treatment and course of purpura nephritis with special reference to serum immunoglobulins and immunopathology. These cases were selected among pediatric patients with purpura nephritis admitted to the pediatric department of Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine from Jan., 1978 to Apr., 1980. The results are as fellows : 1. Among 18 patients with purpura nephritis whose serum imnmoglobulin level had been checked at least once in the course of the disease, 14 cutes were male and 4 female. The age distribution was from 3 years and 5 ninths to 15 years of age, and the peak incidence occurred at 7 rears of age in 5 cases. 2. Clinical diagnoses were made according to clinical symptoms and laboratory results. These diagnoses were as follows : nephrotic syndrome 5 cases, acute nephritis 5cases. persistent hematuria and proteinuria 3 cases, and persistent proteinuria, recurrent hematuria, recurrent hematuria and proteinuria, transient hematuria and others, 1 case each. 3. Remission occurred in 5 cutes which were all male and their clinical diagnoses were acute nephritis 3 cases, transient hematuria 1 case and recurrent hematuria 1 case. All of these showed mild renal involvement and none had nephrotic syndrome. 4. Remission occurred in 3 cases among 7 with prednisolone therapy, whereas only 1 case showed remission among 8 cases of combined therapy with immunosuppressant. Remission occurred in 1 case without any therapy. But no therapy was specifically "effective". 5. Nine out of 18 cases (50%) developed signs of renal involvement within 15 days of onset of purpura, and almost all cases (90%) within 2 months. Nephritis preceded purpura in 2 oases by 14 days and 4 months respectively and in another case, nephritis appeared 4 years after purpura. With such variation in duration, no correlation existed between the time interval from nephritis to purpura and the course of the disease. 6. penal biopsies revealed 14 cases of focal proliferative glomerulonephritis and 1 case of diffuse proliferativeglomerulonephritis, but none showed significant crescent formation in the glomeruli. Immunofluorescent microscopic examination revealed granular deposits of Ig(G,A,M), C3/C4, fibrinogen in 8 cases, IgM was absent in 6 cases and IgG absent in 1 case. There was no correlation with the course of the disease. Sites of deposits were mainly in the mesangium. 7. Serum levels of immunoglobulin and complement were checked in all cases. IgG was elevated in 1 case and IgA was elevated at least once in the course of the disease in 9 cases among 18 (50%). IgM was within normal limits in all. Elevation of C3 was noticed in 2 cases hut levels of C4 were normal in all. 8. Among 9 cases with elevated serum IgA in the acute phase, 6 cases showed a drop in the serum IgA level to normal, mostly Within 6 months; but this factor was not related to the course and prognosis of the disease since 9 other cases which showed no elevation of serum IgA were nut otherwise significantly different.restrictio