Taurine supplementation reduces oxidative stress and protects the liver in an iron-overload murine model (2014)

https://doi.org/10.3892/mmr.2014.2544

 

철분 과부하는 간에 과도한 산화 스트레스를 유발하여 간 기능을 저하시킬 수 있다. 이는 만성 간 질환 환자나 반복적인 수혈을 받은 환자에게 흔히 나타나는 문제로, 철분이 간 조직에 축적되면서 자유 라디칼(reactive oxygen species, ROS)이 과도하게 생성되기 때문이다. 타우린은 강력한 항산화제로서, 간 손상을 예방하거나 치료하는 데 잠재력을 가진 아미노산이다. 해당 논문에서는 철분 과부하 생쥐 모델을 통해 타우린이 간 손상과 산화 스트레스를 줄이는 데 얼마나 효과적인지 조사하였다.

 

연구 방법

1. 연구 대상

   • 총 48마리의 수컷 Kunming 생쥐(평균 14.07g)

2. 연구 설계

   • 생쥐를 4개의 그룹으로 나누어 13주 동안 철분 또는 위약을 투여
     • 철분 + 타우린: 철분과 함께 타우린 보충
     • 철분 + 대조액: 철분만 투여
     • 위약 + 타우린: 철분 대신 위약과 타우린 보충
     • 위약 + 대조액: 위약과 대조액만 투여

3. 타우린 투여 방법

   • 타우린 농도: 0.1M
   • 연구 시작 2주 전부터 음용수에 타우린을 섞어 지속적으로 공급

4. 측정 항목

   • 혈중 간 효소 수치(AST, ALT): 간 손상의 지표
   • 산화 스트레스 지표: ROS, MDA(지질 과산화 산물)
   • 항산화 효소 활성: SOD(슈퍼옥사이드 디스뮤타제), GSH-Px(글루타티온 퍼옥시데이스), Catalase
   • 미토콘드리아 기능: 미토콘드리아 막 전위 및 부피 변화

 

연구 결과

1. 간 손상 감소

• 철분 과부하는 생쥐의 간 효소 수치(AST, ALT)를 정상 대비 4~5배 증가시켰다.
• 타우린 투여 그룹은 간 효소 수치가 철분 과부하 단독 투여 그룹에 비해 약 50% 감소하여 간 손상이 완화되었다.

2. 산화 스트레스 감소

• ROS 생성 억제: 철분 과부하 그룹에서 ROS 수치가 크게 증가했으나, 타우린 투여 시 ROS 수치가 유의미하게 감소했다.
• MDA 억제: 지질 과산화로 인해 생성되는 MDA 수치도 타우린 투여로 크게 줄어들었다.

3. 항산화 효소 활성 증가

• 타우린은 철분 과부하로 감소한 항산화 효소(SOD, Catalase, GSH-Px)의 활성을 정상 수준으로 회복시켰다.
• 이로 인해 자유 라디칼을 효과적으로 제거하여 산화 손상을 예방했다.

4. 미토콘드리아 기능 보호

• 막 전위 보존: 철분 과부하가 미토콘드리아 막 전위(Δψ)를 손상시키는 반면, 타우린은 이를 정상 수준으로 회복시켰다.
• 미토콘드리아 붕괴 억제: 철분 과부하로 유도된 미토콘드리아 부피 변화(붕괴)가 타우린 투여 시 억제되었다.

5. 세포 사멸 감소

• 철분 과부하는 간세포 사멸을 촉진하였으나, 타우린 투여 시 TUNEL 양성 세포(사멸 세포)가 약 50% 감소했다.

 

 

그래프 설명

1. ALT Levels (U/L)

• ALT는 간 손상의 주요 지표 중 하나이다.

• 철분 과부하로 인해 ALT 수치가 크게 증가(228.31 U/L)했으나, 타우린 투여 시 약 50% 감소(125.06 U/L)하여 간 손상이 완화됨을 보여준다.

2. AST Levels (U/L)

• AST는 간과 관련된 염증 및 손상의 또 다른 주요 지표이다.

• 철분 과부하로 AST 수치가 급격히 상승(395.13 U/L)했으나, 타우린 투여 후 약 45% 감소(216.42 U/L)하여 간 건강이 개선되었음을 시사한다.

3. Antioxidant Enzyme Activity (SOD, Catalase, GSH-Px)

• SOD, Catalase, GSH-Px는 자유 라디칼을 제거하여 산화 스트레스를 줄이는 중요한 항산화 효소이다.

  • 철분 과부하로 효소 활성(SOD: 6.8, Catalase: 8.6, GSH-Px: 3.2)이 크게 감소했으나, 타우린 투여로 각 효소의 활성(SOD: 11.4, Catalase: 13.5, GSH-Px: 6.5)이 회복되었다.

  • 이는 타우린이 산화 스트레스를 완화하고 항산화 방어 시스템을 강화했음을 보여준다.

4. MDA Levels (nmol/mg protein)

• MDA는 지질 과산화의 부산물로, 산화 스트레스 수준을 반영하는 중요한 지표이다.

• 철분 과부하로 MDA 수치가 증가(4.5 nmol/mg)했으나, 타우린 투여 시 약 50% 감소(2.3 nmol/mg)하여 산화 스트레스가 완화되었음을 나타낸다.

 

연구 결론

타우린은 철분 과부하로 인한 간 손상을 완화하고 산화 스트레스를 줄이는 데 강력한 보호 효과를 나타냈다. 이는 타우린이 간 건강을 유지하고 철분 과부하와 관련된 질환(예: 혈색소 침착증, 만성 간 질환) 치료에 유망한 영양적 보조제가 될 수 있음을 시사한다.

 

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