당뇨병은 현재 우리 나라 사망요인 중 4위를 차지하고 있다. 당뇨병은 인슐린 분비 또는 인슐린 자체의 결함으로 인해 당질, 단백질 또는 지질대사의 교란과 고혈당을 동반하는 질환이다. 당뇨 치료의 목표는 지속적으로 이상적인 혈당을 유지하여 당뇨병성 합병증을 예방하고 지연하는 것인데 치료법으로는 약물요법, 식이요법과 운동요법을 병행하는 것이 일반적이다. 하지만 지속적인 약물요법은 유산증, 복부팽만감, 저혈당, 구토 등의 부작용을 야기하는 경우가 많아, 천연에 존재하는 생약재를 이용한 기능성 식품의 개발에 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 전통적으로 당뇨 치료제로 사용되어 온 약재인 복분자로부터 혈당강하 기능성 소재를 개발할 수 있는 가능성을 탐색하기 위해 in vivo 및 in vitro에서 복분자의 혈당 강하효과를 조사하였다. 복분자 ...
당뇨병은 현재 우리 나라 사망요인 중 4위를 차지하고 있다. 당뇨병은 인슐린 분비 또는 인슐린 자체의 결함으로 인해 당질, 단백질 또는 지질대사의 교란과 고혈당을 동반하는 질환이다. 당뇨 치료의 목표는 지속적으로 이상적인 혈당을 유지하여 당뇨병성 합병증을 예방하고 지연하는 것인데 치료법으로는 약물요법, 식이요법과 운동요법을 병행하는 것이 일반적이다. 하지만 지속적인 약물요법은 유산증, 복부팽만감, 저혈당, 구토 등의 부작용을 야기하는 경우가 많아, 천연에 존재하는 생약재를 이용한 기능성 식품의 개발에 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 전통적으로 당뇨 치료제로 사용되어 온 약재인 복분자로부터 혈당강하 기능성 소재를 개발할 수 있는 가능성을 탐색하기 위해 in vivo 및 in vitro에서 복분자의 혈당 강하효과를 조사하였다. 복분자 메탄올 추출물과 주정 추출물(0.5㎎/ml)의 α-glucosidase 저해율은 각각 49.9%, 47.5%로 나타났고, α-amylase의 저해율은 80.9%와 69.6%로 나타났다. 표준품인 아카보스는 복분자 추출물과 동일한 농도에서 α-glucosidase를 40.2%, α-amylase를 91.3% 저해하는 것으로 나타났다. 따라서 복분자 추출물은 식후 혈당 개선효과를 나타내리라 사료되어 동물 모델계 및 당뇨병 환자를 대상으로 하여 in vivo에서 식후 혈당 개선효과를 조사하였다. 정상 흰쥐 및 streptozotocin(STZ, 65㎎/㎏)으로 당뇨를 유발한 당뇨 흰쥐에 있어서 공복시 혈당을 측정한 후, 전분(1g/㎏) 또는 복분자 메탄올 추출물(0.5g/㎏)을 포함한 전분(1g/㎏)을 각 그룹에 경구투여하고 식후 혈당 증가치를 조사하였다. 정상 흰쥐에서는 복분자군의 경우 혈당 증가치가 30(P<0.001), 120, 180분(P<0.05)에 대조군에 비해 유의적으로 낮았다. 식후 혈당증가 곡선의 면적(Area under the curve, AUC) 또한 복분자군은 2,950±190㎎·min/dl로 대조군(5,064±295㎎·min/dl)에 비하여 유의적으로 감소하여 대조군의 AUC의 58.5% 수준을 나타내었다. 당뇨 흰쥐에 있어서도 복분자군의 식후 혈당 증가치는 30, 60, 90(P<0.001), 120, 180분(P<0.05)에 대조군에 비하여 유의적으로 낮았다. 대조군의 AUC는 15.480±l.316㎎·min/dl이었고, 복분자군은 대조군 AUC의 47.7%인 7,377 ± 557㎎·min/dl이었다. 대조군과 복분자군의 AUC 사이에는 유의적인 차이가 있었다(P<0.001). STZ으로 당뇨를 유발한 당뇨흰쥐에게 복분자 100% 메탄올 추출물 0.75%를 첨가한 식이를 7주간 섭취시켜 장기간 복분자의 섭취가 당뇨증세에 미치는 영향을 조사하였다. 동물들의 평균 체중과 식이 섭취량은 대조군과 복분자군 사이에 유의적인 차이가 없었다. 복분자군의 공복 혈당(329.2±37.1㎎/dl)은 대조군에 비해 낮은 경향을 보였으며 혈장 인슐린 농도(10.5±1.3μU/ml) 및 혈액 당화헤모글로빈 농도(7.0±0.7%)는 대조군과 유의적인 차이가 없었다. 복분자군의 혈장 중성지방 농도 (119.6±15.1㎎/이)는 대조군에 비하여 유의적으로 감소(p<0.05)되었으며 콜레스테롤 농도는 두 군 사이에 유의적인 차이가 없었다. 신장 기능의 지표가 되는 혈장 크레아티닌 농도는 두 군사이에 유의적인 차이가 없었으나 혈중 요소 질소(blood urea nitrogen, BUN)농도는 복분자군이 46.6±7.4㎎/dl로 대조군(64.8±12.5㎎/dl)에 비해 유의적으로 감소되었다. 복분자 추출물의 항산화 효과를 탐색하기 위해 DPPH법으로 자유라디칼 소거능을 측정한 결과 94.7%로 높게 나타났다. 따라서 복분자 추출물이 당뇨흰쥐에 있어서 산화적인 스트레스를 방어 할 수 있는 물질을 함유하고 있는지 측정하기 위하여, 장기간 복분자 추출물을 섭취한 당뇨흰쥐의 지질과산화 정도와 조직의 항산화 효소계활성을 측정하였다. 복분자군은 대조군에 비해 TBARS는 낮은 경향을 보였고, superoxidase dismutase(SOD)활성은 유의적으로 높았으며(P(0.05) catalase활성은 높은 경향을 나타내었다. 과도한 산화적 스트레스는 당뇨합병증을 유발하는 기전으로 알려져 있어, 복분자의 섭취로 인한 항산화 효소계활성의 증가는 당뇨병성 합병증 예방효과를 가질 수 있을 것으로 기대된다. 복분자의 단기간 섭취가 당뇨환자의 식후 혈당 조절에 미치는 영향을 조사하였다. 제 2형 당뇨병 환자 9인(남 5인, 여 4인)에게 가용성 전분(available carbohydrate) 50g를 포함하는 백미 또는 동량의 백미와 함께 복분자 주정 추출물 3g을 섭취시켜 식후 0∼240분에 모세혈관에서 채혈하여 간이 혈당계로 혈당을 측정하였다. 복분자군의 AUC는 12,342±1,713㎎·min/dl로 대조군 19,306±1,889㎎·min/dl에 비해 유의적으로 낮았다(P<0.05). 또한 0, 60, 90, 120분에 정맥혈을 취하여 혈장 포도당 농도를 측정한 결과 복분자 추출물을 섭취한 경우 식후 60 및 90분에 혈당 증가치가 유의적으로 감소하였으며, 120분에는 감소하는 경향을 보였다. 따라서 복분자 추출물의 단기간 섭취는 동물 및 당뇨환자에 있어서 식후 혈당 개선효과를 뚜렷하게 나타내었고, 당뇨동물에 있어서 장기간 섭취는 혈장 중성지방 농도 및 BUN농도을 감소시켰고, SOD활성을 향상시켰다. 이상의 결과로 복분자의 섭취는 당뇨환자에 있어서 식후 혈당 조절능을 개선시키고, 당뇨병성 합병증의 예방과 지연에 도움을 줄 것이라 사료된다.Diabetes mellitus is the fourth leading cause of death among Koreans, and the prevalence of diabetes has significantly increased mainly due to westernization of food habit and life style. To control fasting and postprandial blood glucose is one of the major goals for the treatment of diabetes mellitus. Although oriental herb medicine had been prescribed for the treatment of diabetes in Korea, few study has been carried out to evaluate the antidiabetic effect of the oriental herb medicine. The purpose of this study is to investigate the antidiabetic effect of Bokbunja(Rubus coreanus Miquel), traditional oriental herbal medicine used to treat of diabetes mellitus. Methanol extract of Bokbunja was screened for inhibitory activities against carbohydrate digesting enzymes in vitro. Bokbunja extract inhibited yeast a -glucosidase and porcine pancretic a-amylase activity by 49.9% and 80.9% at the concentration of 0.5mg/ml. The inhibitory activities of Bokbunja extract against a -glucosidase and α -amylase activity were comparable to those of acarbose. The effect of Bokbunja extract on postprandial blood glucose was measured in rats. Administration of methanol extract of Bokbunja to normal and streptozotocin(STZ)-induced diabetic rats significantly decreased postprandial increase of blood glucose8<0.05). Areas of under the curve(AUC) of glycemic responses to Bokbunja extract(500mg/kg) and starch(lg/kg) decreased to 58.5% in normal rats and 47.7% in diabetic rats compared with rats fed starch alone. Methanol extract of Bokbunja was offered to STZ-induced diabetic rats. STZ-induced diabetic rats were divided into two groups and offered basal diet (AIN-76 semipurified diet) or AIN-76 semipurified diet supplemented with 7.5g/kg Bokbunja methanol extract for 7 weeks. Chronic feeding of Bokbunja extract tended to decrease fasting s e m glucose and glycated hemoglobin. in diabetic rats. Plasma triglyceride(ll9.6±15.lmg/dl) and blood urea nitrogen(BUN, 46.6±7.4mg/이) levels of Bokbunja group decreased significantly compared with control group(P<0.05), suggesting that Bokbunja could improve lipid metabolism and alleviate damage of kidney of diabetic rats. Hepatic TBARS level of Bokbunja group tended to decrease compared with control group. Hepatic superoxide dismutase(S0D) activity of Bokbunja group(ll.9±2.3unit/mg protein) was significantly higher than control group(9.4±0.8unit/mg protein), suggesting that Bokbunja could increase antioxidative activities of diabetic rats to help to prevent diabetic complications. The effect of acute feeding of Bokbunja on postprandial glucose level was studied in 9 patients with type 2 diabetes. The patients consumed cooked rice containing 50g available carbohydrates alone or cooked rice with 3g fermented alcohol extract of Bokbunja an overnight fast and capillary and serum glucose reponses were measured. Consumption of Bokbunja extract significantly decreased postprandial capillary glucose levels at 120, 180, 240min and serum glucose levels at 60 and 90min(P<0.05). AUC of capillary glucose responses of Bokbunja group was significnalty lower than control group(P<0.05). Therefore, it could be concluded that Bokbunja could be useful to control postprandial hyperglycemia in diabetic patient and could be used for development of antidiabetic food products.
당뇨병은 현재 우리 나라 사망요인 중 4위를 차지하고 있다. 당뇨병은 인슐린 분비 또는 인슐린 자체의 결함으로 인해 당질, 단백질 또는 지질대사의 교란과 고혈당을 동반하는 질환이다. 당뇨 치료의 목표는 지속적으로 이상적인 혈당을 유지하여 당뇨병성 합병증을 예방하고 지연하는 것인데 치료법으로는 약물요법, 식이요법과 운동요법을 병행하는 것이 일반적이다. 하지만 지속적인 약물요법은 유산증, 복부팽만감, 저혈당, 구토 등의 부작용을 야기하는 경우가 많아, 천연에 존재하는 생약재를 이용한 기능성 식품의 개발에 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 전통적으로 당뇨 치료제로 사용되어 온 약재인 복분자로부터 혈당강하 기능성 소재를 개발할 수 있는 가능성을 탐색하기 위해 in vivo 및 in vitro에서 복분자의 혈당 강하효과를 조사하였다. 복분자 메탄올 추출물과 주정 추출물(0.5㎎/ml)의 α-glucosidase 저해율은 각각 49.9%, 47.5%로 나타났고, α-amylase의 저해율은 80.9%와 69.6%로 나타났다. 표준품인 아카보스는 복분자 추출물과 동일한 농도에서 α-glucosidase를 40.2%, α-amylase를 91.3% 저해하는 것으로 나타났다. 따라서 복분자 추출물은 식후 혈당 개선효과를 나타내리라 사료되어 동물 모델계 및 당뇨병 환자를 대상으로 하여 in vivo에서 식후 혈당 개선효과를 조사하였다. 정상 흰쥐 및 streptozotocin(STZ, 65㎎/㎏)으로 당뇨를 유발한 당뇨 흰쥐에 있어서 공복시 혈당을 측정한 후, 전분(1g/㎏) 또는 복분자 메탄올 추출물(0.5g/㎏)을 포함한 전분(1g/㎏)을 각 그룹에 경구투여하고 식후 혈당 증가치를 조사하였다. 정상 흰쥐에서는 복분자군의 경우 혈당 증가치가 30(P<0.001), 120, 180분(P<0.05)에 대조군에 비해 유의적으로 낮았다. 식후 혈당증가 곡선의 면적(Area under the curve, AUC) 또한 복분자군은 2,950±190㎎·min/dl로 대조군(5,064±295㎎·min/dl)에 비하여 유의적으로 감소하여 대조군의 AUC의 58.5% 수준을 나타내었다. 당뇨 흰쥐에 있어서도 복분자군의 식후 혈당 증가치는 30, 60, 90(P<0.001), 120, 180분(P<0.05)에 대조군에 비하여 유의적으로 낮았다. 대조군의 AUC는 15.480±l.316㎎·min/dl이었고, 복분자군은 대조군 AUC의 47.7%인 7,377 ± 557㎎·min/dl이었다. 대조군과 복분자군의 AUC 사이에는 유의적인 차이가 있었다(P<0.001). STZ으로 당뇨를 유발한 당뇨흰쥐에게 복분자 100% 메탄올 추출물 0.75%를 첨가한 식이를 7주간 섭취시켜 장기간 복분자의 섭취가 당뇨증세에 미치는 영향을 조사하였다. 동물들의 평균 체중과 식이 섭취량은 대조군과 복분자군 사이에 유의적인 차이가 없었다. 복분자군의 공복 혈당(329.2±37.1㎎/dl)은 대조군에 비해 낮은 경향을 보였으며 혈장 인슐린 농도(10.5±1.3μU/ml) 및 혈액 당화헤모글로빈 농도(7.0±0.7%)는 대조군과 유의적인 차이가 없었다. 복분자군의 혈장 중성지방 농도 (119.6±15.1㎎/이)는 대조군에 비하여 유의적으로 감소(p<0.05)되었으며 콜레스테롤 농도는 두 군 사이에 유의적인 차이가 없었다. 신장 기능의 지표가 되는 혈장 크레아티닌 농도는 두 군사이에 유의적인 차이가 없었으나 혈중 요소 질소(blood urea nitrogen, BUN)농도는 복분자군이 46.6±7.4㎎/dl로 대조군(64.8±12.5㎎/dl)에 비해 유의적으로 감소되었다. 복분자 추출물의 항산화 효과를 탐색하기 위해 DPPH법으로 자유라디칼 소거능을 측정한 결과 94.7%로 높게 나타났다. 따라서 복분자 추출물이 당뇨흰쥐에 있어서 산화적인 스트레스를 방어 할 수 있는 물질을 함유하고 있는지 측정하기 위하여, 장기간 복분자 추출물을 섭취한 당뇨흰쥐의 지질과산화 정도와 조직의 항산화 효소계활성을 측정하였다. 복분자군은 대조군에 비해 TBARS는 낮은 경향을 보였고, superoxidase dismutase(SOD)활성은 유의적으로 높았으며(P(0.05) catalase활성은 높은 경향을 나타내었다. 과도한 산화적 스트레스는 당뇨합병증을 유발하는 기전으로 알려져 있어, 복분자의 섭취로 인한 항산화 효소계활성의 증가는 당뇨병성 합병증 예방효과를 가질 수 있을 것으로 기대된다. 복분자의 단기간 섭취가 당뇨환자의 식후 혈당 조절에 미치는 영향을 조사하였다. 제 2형 당뇨병 환자 9인(남 5인, 여 4인)에게 가용성 전분(available carbohydrate) 50g를 포함하는 백미 또는 동량의 백미와 함께 복분자 주정 추출물 3g을 섭취시켜 식후 0∼240분에 모세혈관에서 채혈하여 간이 혈당계로 혈당을 측정하였다. 복분자군의 AUC는 12,342±1,713㎎·min/dl로 대조군 19,306±1,889㎎·min/dl에 비해 유의적으로 낮았다(P<0.05). 또한 0, 60, 90, 120분에 정맥혈을 취하여 혈장 포도당 농도를 측정한 결과 복분자 추출물을 섭취한 경우 식후 60 및 90분에 혈당 증가치가 유의적으로 감소하였으며, 120분에는 감소하는 경향을 보였다. 따라서 복분자 추출물의 단기간 섭취는 동물 및 당뇨환자에 있어서 식후 혈당 개선효과를 뚜렷하게 나타내었고, 당뇨동물에 있어서 장기간 섭취는 혈장 중성지방 농도 및 BUN농도을 감소시켰고, SOD활성을 향상시켰다. 이상의 결과로 복분자의 섭취는 당뇨환자에 있어서 식후 혈당 조절능을 개선시키고, 당뇨병성 합병증의 예방과 지연에 도움을 줄 것이라 사료된다.Diabetes mellitus is the fourth leading cause of death among Koreans, and the prevalence of diabetes has significantly increased mainly due to westernization of food habit and life style. To control fasting and postprandial blood glucose is one of the major goals for the treatment of diabetes mellitus. Although oriental herb medicine had been prescribed for the treatment of diabetes in Korea, few study has been carried out to evaluate the antidiabetic effect of the oriental herb medicine. The purpose of this study is to investigate the antidiabetic effect of Bokbunja(Rubus coreanus Miquel), traditional oriental herbal medicine used to treat of diabetes mellitus. Methanol extract of Bokbunja was screened for inhibitory activities against carbohydrate digesting enzymes in vitro. Bokbunja extract inhibited yeast a -glucosidase and porcine pancretic a-amylase activity by 49.9% and 80.9% at the concentration of 0.5mg/ml. The inhibitory activities of Bokbunja extract against a -glucosidase and α -amylase activity were comparable to those of acarbose. The effect of Bokbunja extract on postprandial blood glucose was measured in rats. Administration of methanol extract of Bokbunja to normal and streptozotocin(STZ)-induced diabetic rats significantly decreased postprandial increase of blood glucose8<0.05). Areas of under the curve(AUC) of glycemic responses to Bokbunja extract(500mg/kg) and starch(lg/kg) decreased to 58.5% in normal rats and 47.7% in diabetic rats compared with rats fed starch alone. Methanol extract of Bokbunja was offered to STZ-induced diabetic rats. STZ-induced diabetic rats were divided into two groups and offered basal diet (AIN-76 semipurified diet) or AIN-76 semipurified diet supplemented with 7.5g/kg Bokbunja methanol extract for 7 weeks. Chronic feeding of Bokbunja extract tended to decrease fasting s e m glucose and glycated hemoglobin. in diabetic rats. Plasma triglyceride(ll9.6±15.lmg/dl) and blood urea nitrogen(BUN, 46.6±7.4mg/이) levels of Bokbunja group decreased significantly compared with control group(P<0.05), suggesting that Bokbunja could improve lipid metabolism and alleviate damage of kidney of diabetic rats. Hepatic TBARS level of Bokbunja group tended to decrease compared with control group. Hepatic superoxide dismutase(S0D) activity of Bokbunja group(ll.9±2.3unit/mg protein) was significantly higher than control group(9.4±0.8unit/mg protein), suggesting that Bokbunja could increase antioxidative activities of diabetic rats to help to prevent diabetic complications. The effect of acute feeding of Bokbunja on postprandial glucose level was studied in 9 patients with type 2 diabetes. The patients consumed cooked rice containing 50g available carbohydrates alone or cooked rice with 3g fermented alcohol extract of Bokbunja an overnight fast and capillary and serum glucose reponses were measured. Consumption of Bokbunja extract significantly decreased postprandial capillary glucose levels at 120, 180, 240min and serum glucose levels at 60 and 90min(P<0.05). AUC of capillary glucose responses of Bokbunja group was significnalty lower than control group(P<0.05). Therefore, it could be concluded that Bokbunja could be useful to control postprandial hyperglycemia in diabetic patient and could be used for development of antidiabetic food products.
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