중금속물질이 생쥐 신장사구체에 미치는 영향에 대한 미세구조 연구 = Ultrastructural Study on the Effects of Heavy Metallic Agents on the Renal Glomerulus in Mice
본 실험은 중금속물질이 섭취되었을 때 신장사구체의 미세구조적 변화를 알아보기 위하여 시행하였다.
실험동물로는 체중 25gm내외의 성숙한 마우스(IRC)를 사용하였는데 실험군은 염화제이수은(HgCl₂)을 2mg/kg, 5mg/kg, 10mg/kg씩, 중크롬산칼륨(K₂Cr₂O7)을 5mg/kg, 10mg/kg, 20mg/kg씩 피하주사하여 사용하였다. 각 실험군은 주사 후 6시간, 3일, 2주일에 희생시킨 후 신장조직을 떼어내어 2.5% glutaraldehyde- 1.5% paraformaldehyde혼합액(0.1M Millonig's phosphate buffer, pH 7.3)에 다시 고정한 다음, 1% osmium tetroxide(0.1M Millonig's phosphate buffer, pH 7.3)에 다시 고정하였다. 고정된 조직은 ethyl acohol과 acetone으로 탈수하여 araldite 혼합액에 포매하였으며 포매된 조직은 LKB-V Ultramicrotome으로 얇은 절편을 만들어 uranyl acetate와 lead citrate액으로 염색한 후 JEM 100CX-Ⅱ전자 현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
1. 사구체기저막의 경우, 염화제이수은 투여군은 5mg/kg, 10mg/kg투여군에서, 중크롬산칼륨 투여군은 10mg/kg, 20mg/kg투여군에서 실험초기(6시간과 3일)에 사구체기저막의 전자밀도가 다소 불규칙하고 혹 모양의 물질이 기저막에 침착되었으나 2주일군에서 거의 정상군의 것에 비하여 별다른 변화를 볼 수 없었다.
2. 내피세포의 경우, 염화제이수은 투여군은 2mg/kg, 5mg/kg, 10mg/kg, 투여군에서, 중크롬산칼륨투여군은 10mg/kg, 20mg/kg투여군에서 실험초기( 6시간군과 3일 )에 내피세포 내에 공포와 myelin구조가 자주 관찰되었다.
3. 문어발세포의 경우, 염화제이수은 투여군은 2mg/kg, 5mg/kg, 10mg/kg 투여군에서, 중크롬산칼륨투여군은 10mg/kg, 20mg/kg 투여군에서 실험초기( 6시간군과 3일) 에 팽창된 과립형질내세망의 수조와 납작한 Golgi복합체 수조가 관찰되었다.
4. 혈관사이세포의 경우, 염화제수은 투여군은 2mg/kg, 5mg/kg, 10mg/kg 투여군에서, 중크롬산칼륨 투여군은 10mg/kg, 20mg/kg투여군에서 실험초기( 6시간군과 3일)에 기질내에 전자밀도가 높은 침착물이 관찰되었으며 혈관사이세포의 세포돌기가 내피세포 쪽으로 돌출되어 내피세포의 세포질판에 의해 둘러싸여 있는 모습이 자주 관찰되었다.
이상의 결과를 종합해보면 마우스가 일정량의 염화제이수은 또는 중크롬산칼륨을 한번 섭취하면 급성사구체신염의 형태학적 특징을 보이나 2주일정도가 지나면 사구체의 경우에는 거의 정상상태로 회복하며, 염화제이수은이 중크롬산칼륨에 비하여 사구체에 더 많은 손상을 준다고 생각된다.
This experiment was performed to study the Ultrastructural changes of the renal glomerulus, induced by heavy metallic agents.
Healthy adult mice weighing 25gm each were divided into normal an dexperimental grouops. Mercuric chloride(2mg/kg, 5mg/kg, 10mg/kg) or potassium bichromate(5mg/kg, 10mg/kg, 2-mg/kg) were injected subcutaneously to the animals. Animals were sacrificed at 6 hours, 3 days and 2 weeks following the injections.
Pieces of tissues were taken from renal corticies, prefixed with 2.5% glutaraldehyde- 1.5% paraformaldehyde(0.1M Millonig's phosphate buffer, pH 7.3), and followed by post-fixation with 1% osmium tetroxide(0.1M Millonig's phosphate buffer, pH 7.3) Fixed blocks were dehydrated with alcohols and acetone, embedded in araldite mixture, cut with LKB V-ultratome. The ultrathin sections stained with uranyl acetate and lead citrate were observed with a JEM 100CX-II electron microscope.
The results were as follow:
1. Glomerular basal laminae of the experimental groups showed some alterations, especially in the earlier stage-(6 hours and 3 days) of mercuric chloride-(5mg/kg. 10mg/kg) and potassium bichromate-(10mg/kg, 20mg/kg) treated groups. Irregularity of the electron density and accumulation of electron dense materials were observed. But morphological changes occurred in the basal laminae are generally recovered to normal appearance within 2 weeks.
2. In the glomerular endothelial cells of the mercuric chloride-(2mg/kg, 5mg/kg, 10mg/kg) and the potassium bichromate-(10mg/kg, 20mg/kg) treated groups. a large number of vacuoles and some myelin figures were observed frequently, especially in the earlier grous-(6 hours and 3 days).
3. In the podocytes of the mercuric chloirde-(2mg/kg, 5mg/kg, 10mg/kg) and potassium bichromate-(10mg/kg, 20mg/kg) treated groups. swollen cistern of rough endoplasmic reticulum and flattened cistern of the Golgi complexes were observed in the earlier groups-(6 hours and 3 days).
4. In the mesangial cell of the mercuric chloride-(5mg/kg, 10mg/kg) and potassium bichromate-(10mg/kg, 20mg/kg) treated groups. electron dense deposits were seen within the matrix and protruding cytoplasmic processes of the cells were surrounded by the cytoplasmic plates of the endothelial cells.
From the above results. it was concluded that. the mercuric chloride or potassium bichromate induces acute glomerulonephritis on the mice, but ultrastructural changes occurred in the glomerulus after injection of the heavy metallic agents were recovered to normal appearance within 2 weeks. Mercuric chloride was more harmful on the renal glomerulus than potassium bichromte.
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