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문제 정의
- 이에 본 실험에서는 항고혈압에 유효한 약리작용이 있을 것으로 예상되는 발아메밀을 제조하여 발아 메밀이 고혈압쥐의 혈압, 혈당 및 혈중 지질농도에 어떠한 영향을 미치는지를 파악하므로서 발아메밀의 기능성 식품으로서의 이용가능성을 확인하고자 하였다.
제안 방법
- 6주간의 사육이 끝난 고혈압쥐를 12시간 동안 절식시킨 후 ethyl ether로 가볍게 마취시켜 복부대동맥에서 혈액을 채취한 다음 항응고제(5% ED1A)가 들어 있는 15 ml polypropylene tube에 서서히 가하고 2~3회 가볍게 기울여 잘 섞이도록 한 후 3000rpm(4℃)에서 10분간 원심분리하여 혈장을 분리하였으며, 장기는 떼어내어 saline으로 처리하고 filter paper로 수분을 제거한 후 무게를 측정하였다. 혈장과 장기는 분석 전까지 -70℃ 냉동고에 보관하였다.
- , Japan)로 각각 측정하였다. 또한 HDL-콜레스테롤/총콜레스테롤의 비율(HTR)과 동맥경 화지수[(총콜레스테롤-HDL-콜레스테롤)/HDL-콜레스테롤]을 각각 계산하였다.
- GBP : 숫컷 n = 6, 암컷 n = 6)2로 나누어 6주간 사육하였다. 물과 사료는 자유로이 섭취시켰으며, 혈압은 실험식이 급여 직전과 6주간 사육기간 동안 매주 일정한 시간에 일정한 장소에서 측정하였고, 체중은 일주일 간격으로 측정하였다.
- 발아메밀군의 식이에 사용한 발아메밀은 KTC로 유지된 항온기에서 1일 4회 주수와 뒤섞음을 하면서 5일 동안 발아시킨 것으로써, 발아 후 -2(TC로 냉동한 다음 동결건조기로 72시간 건조하고 실온에서 24시간 풍건한 다음 분쇄한 후 20mesh 표준 체로 쳐서 실험식이에 무게비로 50%(w/w)가 되도록 혼합하였다. 발아 메밀 시료의 일반성분과 식이섬유 함량은 AOAC 법으로 rut in 함량은 Ohara 방법으로(14) 분석하였으며, 이들 시료의 성분조성은 Table 1과 같았고 실험식 이의 조성은 Table 2와 같았다.
- 혈압은 고혈압쥐를 혈압측정용 용기에 고정시킨 다음 30℃ 항온기에서 30분간 안정시킨 후 조용한 상태에 서 비 관혈 혈 압측정계 (IITC non-invasive blood pressure analyzer, IITC Inc. Woodland Hills, Cali- fomia)로 꼬리정맥에서 3회 반복 측정하였으며, 혈압측정용 용기에 고혈압쥐를 적응시키기 위하여 사육 기간 동안 매일 일정한 시간에 30분씩 혈압측정용 용기에 고혈압쥐를 고정시켜 적응과 안정을 유도하였다.
대상 데이터
- 실험동물은 숫컷과 암컷의 본태성 고혈압쥐(spontaneously hypertensive rat: SHR, 6주령)를 화학연구소로부터 분양받아 일정한 조건(온도 : 22~22℃, 습도 : 50%, 명암 : 12시간주기 조명)하에서 10주령까지 적응기와 안정기를 거친 다음 steel cage에서 한 마리씩 사육하였고, 실험군은 대조군(Control: 숫컷 n = 6, 암컷 n = 6) 과 발아메밀군 (Germinated buckwheat powder, GBP : 숫컷 n = 6, 암컷 n = 6)2로 나누어 6주간 사육하였다. 물과 사료는 자유로이 섭취시켰으며, 혈압은 실험식이 급여 직전과 6주간 사육기간 동안 매주 일정한 시간에 일정한 장소에서 측정하였고, 체중은 일주일 간격으로 측정하였다.
데이터처리
- Values within the same row with different alphabets are significantly different (p<0.05) among groups by Duncan's multiple range test.
- 이용하여 분석하였다(15). 발아메밀시료의 일반성분함량은 평균으로 나타내었으며 그 외의 실험 결과들은 실험군 별로 평균과 표준오차를 구하였고, 발아 메밀의 효과를 확인하기 위하여 각각의 실험 결과들은 P<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 행하여 실험군 사이의 통계적 유의성을 검중하였다.
- 본 실험에서 얻어진 결과의 통계적 유의성은 SAS 를 이용하여 분석하였다(15). 발아메밀시료의 일반성분함량은 평균으로 나타내었으며 그 외의 실험 결과들은 실험군 별로 평균과 표준오차를 구하였고, 발아 메밀의 효과를 확인하기 위하여 각각의 실험 결과들은 P<0.
이론/모형
- 발아 메밀 시료의 일반성분과 식이섬유 함량은 AOAC 법으로 rut in 함량은 Ohara 방법으로(14) 분석하였으며, 이들 시료의 성분조성은 Table 1과 같았고 실험식 이의 조성은 Table 2와 같았다.
- 혈당은 glucose oxidase 방법에 따라 조제된 kit (Wako Co., Japan)로, 혈장 중의 중성지질, 총콜레스테롤 및 HDL-콜레스테롤의 농도는 enzymatic-colorimetic 방법을 이용한 kit(Wako Co., Japan)로 각각 측정하였다. 또한 HDL-콜레스테롤/총콜레스테롤의 비율(HTR)과 동맥경 화지수[(총콜레스테롤-HDL-콜레스테롤)/HDL-콜레스테롤]을 각각 계산하였다.
성능/효과
- 체중이 유의적으로 증가하였다. 6주간의 실험 기간 동안 대조군 숫컷의 체중변화는 22% 중가하였으며 발아메밀군은 33% 증가하였다. 암컷의 경우 대조군과 발아메밀군의 체중은 실험기간 동안 각각 41.
- 숫컷과 암컷의 혈중 총콜레스테롤 농도는 대조군들 간에는 차이가 없는 반면 발아메밀군에서는 암컷이 숫컷에 비하여 19% 높은 경향을 나타났다. HDL-콜레스테롤 농도는 숫컷과 암컷에서 대조군과 비교해서 발아메밀군이 각각 23%, 93% 중가하였다. 한편, HTRe 숫컷의경우 대조군에 비하여 발아메밀군이 약간 높은 경향을 보인 반면 암컷의 경우에는 발아메밀군이 23% 유의적으로 증가되었다.
- HTR과 정의 상관성을 나타내는 동맥경화지수는 숫컷의 경우 실험군들 간에 유의적인 차이를 보이지 않았으나 암컷의 경우에는 발아메밀군이 대조군에 비하여 40% 유의적으로 감소하였다. 동맥경화지수는 대조군의 암컷이 숫컷에 비해 높은 반면 발아메밀군의 경우는 암컷이 숫컷에 비하여 낮게 나타났다.
- 25% 낮은 경향을 보였다. 대조군과 발아메밀군 모두 숫컷이 암컷보다 혈당농도가 낮은 것으로 나타났다. 메밀혼합식이가 정상쥐와(22) 유도 당뇨쥐의(8) 혈당 저하 효과가 있었으며 또한 인슐린비의존형 당뇨 환자의 혈당 뿐만 아니라 총당화헤모글로빈과 당화 단백질의 농도가 대조식이 섭취기간보다 낮은 것으로 보고되었다(7).
- 40% 유의적으로 감소하였다. 동맥경화지수는 대조군의 암컷이 숫컷에 비해 높은 반면 발아메밀군의 경우는 암컷이 숫컷에 비하여 낮게 나타났다. 따라서 HTR과 동맥경화지수의 결과로 볼때 발아메밀이 고혈압쥐의 HDL-콜레스테롤 농도를 중가시켜 혈중 지질대사를 개선시켰으며 이러한 영향은 숫컷보다 암컷에서 더욱 효과적인 것으로 나타났다.
- 동맥경화지수는 대조군의 암컷이 숫컷에 비해 높은 반면 발아메밀군의 경우는 암컷이 숫컷에 비하여 낮게 나타났다. 따라서 HTR과 동맥경화지수의 결과로 볼때 발아메밀이 고혈압쥐의 HDL-콜레스테롤 농도를 중가시켜 혈중 지질대사를 개선시켰으며 이러한 영향은 숫컷보다 암컷에서 더욱 효과적인 것으로 나타났다.
- 일반적으로 고혈압쥐의 혈압은 체중의 증가와 더불어 상승되며, 같은 주령에서는 숫컷이 암컷에 비하셔 높게 나타난다. 본 실험에 사용된 고혈압쥐는 같은 주령으로 Table 3에서 보는 바와 같이 숫컷이 암컷에 비하여 초기 체중이 유의적으로 높았으며, 초기 혈압도 숫컷이 암컷보다 유의적으로 높았다. 숫컷의 대조군은 실험시작부터 끝까지 혈압이 지속적으로 증가하는 경향을 보인 반면 발아메밀군은 실험 2주에 감소하는 경향을 보이다가 다시 증가하였으나 6주 후에는 대조군과 비교해서 10% 유의적인 감소를 나타냈다.
- 메밀을 발아시키면 rutin 함량이 증가하는 것으로 보고되었고(19) 따라서 발아메밀식이가 고혈압쥐의 혈압 중가를 억제한 것은 rutin과 관련이 있을 것으로 생각된다. 본 실험에서 발아메밀군 식이의 rutin 함량은 0.06%로 하루 평균 식이섭취량을 약 20g으로 볼 때 발아메밀 혼합식이의 rutin 함량은 12mg이다. Griffith의 연구에서 14명의 고혈압 환자에게 하루에 20 mg의 rutin을 2회 투여하다가 몇일 후 하루 3회로 중가시켰다.
- 발아메밀군이 56% 유의적으로 높았다. 숫컷과 암컷의 혈중 총콜레스테롤 농도는 대조군들 간에는 차이가 없는 반면 발아메밀군에서는 암컷이 숫컷에 비하여 19% 높은 경향을 나타났다. HDL-콜레스테롤 농도는 숫컷과 암컷에서 대조군과 비교해서 발아메밀군이 각각 23%, 93% 중가하였다.
- 숫컷에서 간, 신장, 심장의 무게는 대조군에 비하여 발아메밀군에서 유의적으로 무거웠으나 장기무게를 체중 100 g당 무게로 환산한 weight index(%)는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 실험쥐의 장기무게는 암컷에 비해 숫컷이 더 무거웠으며 간, 비장, 신장, 췌장의 weight index는 암수에서 유의적인 차이를 보이지 않았고 심장에서만 암컷이 유의적으로 크게 나타났다(Table 4).
- 본 실험에 사용된 고혈압쥐는 같은 주령으로 Table 3에서 보는 바와 같이 숫컷이 암컷에 비하여 초기 체중이 유의적으로 높았으며, 초기 혈압도 숫컷이 암컷보다 유의적으로 높았다. 숫컷의 대조군은 실험시작부터 끝까지 혈압이 지속적으로 증가하는 경향을 보인 반면 발아메밀군은 실험 2주에 감소하는 경향을 보이다가 다시 증가하였으나 6주 후에는 대조군과 비교해서 10% 유의적인 감소를 나타냈다.
- 숫컷의 혈당농도는 발아메밀군이 대조군보다 약 19% 낮은 경향이었으며, 암컷에서는 발아메밀군이 대조군보다 25% 낮은 경향을 보였다. 대조군과 발아메밀군 모두 숫컷이 암컷보다 혈당농도가 낮은 것으로 나타났다.
- 실험시작시 성별에 따른 발아메밀군과 대조군의 체중은 유의적인 차이가 없었으나 실험기간이 종료되었을 때 숫컷의 경우 대조군의 체중에 비하여 발아메밀군의 체중이 유의적으로 증가하였다. 6주간의 실험 기간 동안 대조군 숫컷의 체중변화는 22% 중가하였으며 발아메밀군은 33% 증가하였다.
- 유의적으로 무거웠으나 장기무게를 체중 100 g당 무게로 환산한 weight index(%)는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 실험쥐의 장기무게는 암컷에 비해 숫컷이 더 무거웠으며 간, 비장, 신장, 췌장의 weight index는 암수에서 유의적인 차이를 보이지 않았고 심장에서만 암컷이 유의적으로 크게 나타났다(Table 4).
- 한편, HTRe 숫컷의경우 대조군에 비하여 발아메밀군이 약간 높은 경향을 보인 반면 암컷의 경우에는 발아메밀군이 23% 유의적으로 증가되었다. 위의 결과에 의하면 발아메밀군의 혈중 총콜레스테롤 농도 중가는 HDL-콜레스테롤 농도 증가에 의한 것으로 사료된다.
- 것으로 보고되었다(26). 이러한 메밀이나 발아 메밀이 콜레스테롤 대사를 개선시킨 원인이 무엇인지 확실하지는 않으나 본 실험결과에서는 발아메밀이 고혈압쥐의 혈중 지질대사를 개선시켰을 뿐만 아니라 고혈압쥐의 혈압증가를 효과적으로- 억제시켰다. 따라서 이들 메밀이나 발아메밀이 가지는 지질개선 및 항고혈압 효과와 관련된 기능성 식품으로써의 이용 및 이와 관련된 연구가 필요하다고 생각된다.
- 전체적으로 숫컷의 경우 발아메밀군의 혈압은 초기에 비하여 감소된 것으로 나타났으며 암컷은 혈압의 증가를 완하시킨 것으로 나타내었다. 앞에서 언급한 고혈압쥐의 체중과 혈압과의 관련성을 고려해 볼 때, 숫컷의 발아메밀군의 혈압 감소 경향은 높은 체중증가와 함께 일어난 것이기 때문에 체중을 고려하였 경우 발아메밀군의 실질적인 혈압 감소효과는 훨씬 더 컸을 것으로 생각된다.
- HDL-콜레스테롤 농도는 숫컷과 암컷에서 대조군과 비교해서 발아메밀군이 각각 23%, 93% 중가하였다. 한편, HTRe 숫컷의경우 대조군에 비하여 발아메밀군이 약간 높은 경향을 보인 반면 암컷의 경우에는 발아메밀군이 23% 유의적으로 증가되었다. 위의 결과에 의하면 발아메밀군의 혈중 총콜레스테롤 농도 중가는 HDL-콜레스테롤 농도 증가에 의한 것으로 사료된다.
- 0 g 중가하여 모두 24%의 중가율을 보였으며 두 군간에 유의적인 차이는 없었다. 한편, 실험초기와 6주 경과 후에 숫컷과 암컷의 체중은 유의적인 차이를 나타냈는데, 이는 일반적으로 숫컷이 암컷보다 체중증가율이 높은 것에 기인된 것으로 생각된다(Table 3).
- 혈중 중성지질 농도는 숫컷에서 대조군보다 발아메밀군이 약 25% 높았으나, 암컷의 경우에는 대조군보다 발아메밀군이 약 38% 낮은 경향을 보였다. 숫컷에서 혈중중성지질의 중가는 발아메밀채소를 섭취한 쥐애서와 유사한 결과이다(24).
후속연구
- 이러한 메밀이나 발아 메밀이 콜레스테롤 대사를 개선시킨 원인이 무엇인지 확실하지는 않으나 본 실험결과에서는 발아메밀이 고혈압쥐의 혈중 지질대사를 개선시켰을 뿐만 아니라 고혈압쥐의 혈압증가를 효과적으로- 억제시켰다. 따라서 이들 메밀이나 발아메밀이 가지는 지질개선 및 항고혈압 효과와 관련된 기능성 식품으로써의 이용 및 이와 관련된 연구가 필요하다고 생각된다.
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