항암치료의 하나인 방사선조사는 강력한 활성산소종을 유발하여 직접적, 간접적으로 암세포의 제거 및 증식을 억제한다. 그러나 방사선조사로 인해 정상 세포와 조직도 손상을 받게 되어 세포의 분열 및 분화가 지연된다. 또한, 세포 재생 능력 감소로 인해 탈모, 구토, 설사, 식욕감퇴 등의 증상이 야기되고 이는 영양상태 불균형과 면역반응 지연으로 이어진다. 이러한 영향은 방사선 조사 후 수 개월 혹은 수년까지도 지속되어 치료 후 환자들의 영양상태와 면역능에 영향을 미친다. 본 연구는 방사선조사 백서 모델을 이용하여 급성 염증반응과 만성 염증반응 단계에서 나타나는 체내 영양상태와 면역 및 염증 반응의 변화에 대한 식이중재의 효과를 알아보고자 시행되었다.
방사선조사에 의한 염증반응을 유발하기 위하여 기존에 확립된 직장염 유발 선량인 17.5Gy을 wister rat에 조사 한 후, 고단백 식이 (30% 단백질 함량), 레스베라트롤 첨가식이 (격일로 2 mg/kg b.w. 레스베라트롤 경구투여), 고단백식이와 레스베라트 첨가를 함께한 혼합식이를 공급하였다. 방사선조사와 식이중재 실시 10일와 30일 후에 동물을 희생하여 영양상태와 면역 및 염증반응을 관찰하였다. 식이중재가 영양상태에 미치는 영향을 알아보기 위하여 혈중 단백질과 지질 지표, 빈혈 지표를 측정하였다. 식이중재가 염증 및 면역반응에 미치는 영향을 알아보기 위하여 혈액세포 및 백혈구 비율, 염증성 사이토카인 분비량, T 세포, 비장세포 증식능을 측정하였다. 또한, 방사선조사로 인한 DNA 손상과 소장 및 직장 조직 손상에 식이중재가 미치는 영향 또한 관찰하였다.
본 연구 결과, 방사선조사 후 식이섭취 및 체중의 감소 나타남을 확인할 수 있었다. 식이 섭취율은 방사선조사 5일 후에 30%로 가장 낮게 나타났으며, 시일이 경과함에 따라 식이 섭취율이 서서히 증가하였다. 방사선조사 후 체중 감소가 시작되어 방사선조사 10일 후에 28%의 체중 감소를 보여 가장 낮은 체중이 관찰되었다. 영양상태를 분석한 결과 혈중 총 단백질과 알부민 농도는 급성 및 만성 염증반응단계에서 모두 감소되었다. 혈중 지질상태 변화는 급성 및 만성 염증반응단계에서 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, VLDL 콜레스테롤의 농도가 유의적으로 증가한 반면 중성지방 농도는 급성 염증반응단계에서만 유의적으로 증가하였다. 급성염증반응단계에서 모든 식이중재는 중성지방, 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤과 VLDL 콜레스테롤의 농도를 감소시켰다. 만성염증반응단계에서 고단백식이는 중성지방, 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, VLDL 콜레스테롤 농도를 감소시켰다. 또한 고단백식이와 레스베라트롤 혼합식이는 만성 염증반응단계 에서 중성지방과 LDL 콜레스테롤 농도를 감소시켰다.
방사선조사에 의한 각 염증반응단계에서 나타난 면역 및 염증반응의 변화를 살펴본 결과, 모든 염증반응단계에서 백혈구, 호중구, regulatory T 세포, IL-1β 분비량의 증가와 림프구 감소가 관찰되었다. 급성 염증반응단계에서 혈액 내 단구, foxp3+ 발현량와 염증성 사이토카인 IL-1β, IL-6, TNF-α분비량이 증가하였고, CD4+ T 세포는 감소하였다. 반면 비장지수 증가와 IL-6 분비량 감소는 만성 염증반응단계에서 관찰되었다. 고단백식이는 모든 염증반응단계에서 림프구를 증가시키고, 호중구를 감소시켰다. 고단백식이와 레스베라트롤 혼합식이는 만성 염증반응단계에서 림프구를 증가시키고, 호중구를 감소시켰다. 또한 모든 식이중재에서 CD4+ T 세포를 증가시키고, foxp3+ 발현량과 염증성 사이토카인 분비량을 감소시켰다. 만성 염증반응단계에서 고단백식이와 레스베라트롤 첨가식이는 비장세포 증식능을 증가시켰다. 방사선조사에 의한 DNA 손상과 소장 및 직장 조직의 손상에 대하여 고단백식이, 고단백식이와 레스베라트롤 혼합식이는 뇨중 8-OHdG/크레아티닌 농도를 감소시켰고, 특히 고단백식이는 직장조직의 손상 등급을 감소시켰다.
방사선조사에 의한 급성 및 만성 염증반응단계에서 나타난 영양상태, 염증반응, 면역반응에 대하여 3가지 식이중재는 각각 다른 효과를 나타내었다. 고단백식이는 단백질과 지질 상태, DNA와 조직 손상을 완화시켰고, 회복반응을 촉진시키는 것으로 사료된다. 레스베라트롤 첨가식이는 비장세포와 CD4+ T 세포를 촉진시켜 면역반응을 활성화시키는 것으로 사료된다. 고단백식이와 레스베라트롤 혼합식이는 만성 염증반응단계에서 지질 상태와 염증반응의 완화시키고, DNA 손상을 감소시키는 것으로 사료된다.