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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 서남해안에서 다량 생산되고 있는 김으로부터 생리활성물질인 poiphyran을 추출하여, 흰쥐에 고지혈증 및 고콜레스테롤혈증을 유발시켜 porphyran을 급이한 후 흰쥐의 혈청 및 간의 지질성분과 간의 지방입자 분포에 대한 조직학적인 관찰 등 지질의 대사에 미치는 영향을 검토하였다.
제안 방법
- Porphyran의 제조는 Fig. 1의 방법에 따라 기존의 방법(15,16)을 개량하여 제조하였다.
- 에 따라 추출하였다. 각 시료를 chloroform: methanol(2 : 1, v/v)의 혼합용액을 가하여 혼합지 방산을 추출하였다. 이 혼합 지방산에 14% BF3-methanol 3 mL를 가하고 95℃에서 10분간 환류 가열하여 n-hexane과 증류수로 수세시켜 혼합 지방산 methylester로 하여 GC-17A(Shimadzu, Japan)를 사용하여 분석하였다.
- 간 조직의 일정부위를 1g씩 절취하여 10% 중성 포르말린에 고정시킨 다음, 수세와 탈수과정을 거쳐 파라핀에 포매한후 6μm 두께로 박절하고, Hematoxylin and Eosin 염색을 실시하여(18)광학현미경(×200, ×400)으로 간의 조직학적 이상 유무를 관찰하였다.
- 체중증가량은 실험종료 체중에서 실험개시 체중을 감하여 총 체중 증가량을 구하고 실험일수로 나누어 1일 평균체중 증가량으로 하였다. 그리고 식이효율(Feed Efficiency Ratio, FER)은 체중증가량을 식이 섭취량으로 나누어 계산하였다.
- 명암은 12시간을 주기로 자동조절되었으며, 물은 2차 증류수로 매일 급여하였고, 모든 사료와 물은 자유롭게 섭취하도록 하였다. 식이 섭취량은 매일 같은 시각(오후 4시)에 측정하였으며, 식이 섭취량에 대한 오차를 최소화하기 위해 허실량도측정하여 보정하였다. 체중은 일주일에 한번씩 일정한 시간 (오후 6시)에 측정하였고, 불규칙한 식이 섭취로 인한 일시적인 체중의 오차를 방지하기 위하여 측정하기 2시간 전에 식이 통을 제거한 후 체중을 측정하였다.
- 나타내었다. 실험군의 구성은 9마리씩 5군으로 나누어 제1군은 정상군으로서 com oil 15%를 사료에 첨가하였고, 제2군은 대조군으로 고지혈증 및 고 콜레스테롤혈증을 유발시키기 위해서 lard 15%, cholesterol 1%, sodium cholate 0.25%를 사료에 첨가하였다. 제3군, 제4군 및 제5군은 porphyran 급이군으로서 대조군에 porphyran을 각각 1%, 5% 및 10%의 비율로 사료에 첨가하였다.
- 실험동물은 실험기간 종료 후 12시간 동안 절식시킨 뒤 diethyl ether로 마취시켜 10mL 주사기를 이용하여 심장 정맥에서 채혈하였다. 채혈된 혈액은 원심분리관에 넣어 실온에서 30분간 방치시킨 후 원심분리(600g, 15 min) 하여 혈청을 분리한 즉시 분석에 사용하였고, 혈액채취 후 가능한 한 빨리 간을 적출 하여 탈혈한 다음, 여과지로 물기를 제거한 후일 정 부위를 0.
- 각 시료를 chloroform: methanol(2 : 1, v/v)의 혼합용액을 가하여 혼합지 방산을 추출하였다. 이 혼합 지방산에 14% BF3-methanol 3 mL를 가하고 95℃에서 10분간 환류 가열하여 n-hexane과 증류수로 수세시켜 혼합 지방산 methylester로 하여 GC-17A(Shimadzu, Japan)를 사용하여 분석하였다.
- 25%를 사료에 첨가하였다. 제3군, 제4군 및 제5군은 porphyran 급이군으로서 대조군에 porphyran을 각각 1%, 5% 및 10%의 비율로 사료에 첨가하였다. 실험 식이는 AIN standard^를 참고로 하여 배합하였으며, 사료는 1주일마다 배합비율에 따라 새로 제조하여 냉장 보관하면서 공급하였다.
- 채혈하였다. 채혈된 혈액은 원심분리관에 넣어 실온에서 30분간 방치시킨 후 원심분리(600g, 15 min) 하여 혈청을 분리한 즉시 분석에 사용하였고, 혈액채취 후 가능한 한 빨리 간을 적출 하여 탈혈한 다음, 여과지로 물기를 제거한 후일 정 부위를 0.5 g씩 취하여 homogenize한 후 분석하였다.
- 식이 섭취량은 매일 같은 시각(오후 4시)에 측정하였으며, 식이 섭취량에 대한 오차를 최소화하기 위해 허실량도측정하여 보정하였다. 체중은 일주일에 한번씩 일정한 시간 (오후 6시)에 측정하였고, 불규칙한 식이 섭취로 인한 일시적인 체중의 오차를 방지하기 위하여 측정하기 2시간 전에 식이 통을 제거한 후 체중을 측정하였다. 체중증가량은 실험종료 체중에서 실험개시 체중을 감하여 총 체중 증가량을 구하고 실험일수로 나누어 1일 평균체중 증가량으로 하였다.
- 체중은 일주일에 한번씩 일정한 시간 (오후 6시)에 측정하였고, 불규칙한 식이 섭취로 인한 일시적인 체중의 오차를 방지하기 위하여 측정하기 2시간 전에 식이 통을 제거한 후 체중을 측정하였다. 체중증가량은 실험종료 체중에서 실험개시 체중을 감하여 총 체중 증가량을 구하고 실험일수로 나누어 1일 평균체중 증가량으로 하였다. 그리고 식이효율(Feed Efficiency Ratio, FER)은 체중증가량을 식이 섭취량으로 나누어 계산하였다.
- 평균체중이 40~50g인 Sprague Dawley계 3주령된 수컷 흰쥐를 구입하여, 동물실험실에서 1주일간 적응시킨 후, 동물의 체중에 따라 각 군의 평균 체중이 비슷해지도록 1군에 9 마리씩 5군으로 나누어 4주간 사육하였다. 동물실험실의 사육조건은 온도 24±2℃ 습도 55~60%를 항상 유지시켰다.
대상 데이터
- 실험에 사용한 김 (Porphyra yezoensis)은 계절별에 따른 성분조성의 변화를 측정하여 porphyran의 최적 수율을 알아내기 위해서 전남 장흥 연안에 위치한 김 양식장에서 1999년 12월부터 2000년 3월까지 매월 5일에 채취한 양식 김을 김가공공장에서 마른 김으로 가공하여 실험실로 운반한 다음 냉장실에 보관하여 두고 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 동물실험 결과는 실험군 당 평균치와 표준편차로 표시하였으며, 각 실험군의 평균치간 유의성을 통계 package SAS program을 이용하여, Duncan's Multiple Range Test로 검증하였다.
이론/모형
- 혈청 및 간장의 총 콜레스테롤, HDL-콜레스테롤 및 중성지질 농도는 표준효소법에 의해 kit시약 (Eiken Chemical Co. LTD)으로 분석하였다.
- 혈청과 간 조직의 지방산 분석을 위한 총 지질은 BHgh and Dryer법(19)에 따라 추출하였다. 각 시료를 chloroform: methanol(2 : 1, v/v)의 혼합용액을 가하여 혼합지 방산을 추출하였다.
성능/효과
- 지방산 조성의 탄소수 C16, C18, C20, C21, C22 분포에서 혈청 및 간장 모두 C18 지방산의 비율이 가장 높았으며, C16, C20 순으로 높게 검출되었다. C2l 및 C끄 지방산은 정상군과 대조군에서는 검출되지 않았으나, porphyran 급이군에서 미량으로 검출되었으며, 혈청보다 간에서 다소 많은 양이 검출되었다. 및계열의 지방산을 섭취하면 혈액내 총 콜레스테롤, LDL- 콜레스테롤 함량을 떨어뜨릴 수 있으며, HDL-콜레스테롤 함량을 높일 수 있으므로 동맥 경화증을 비롯한 성인병 예방에 기여할 수가 있다.
- 또한 LDL-콜레스테롤 함량은 정상군 보다 대조군 및 porphyran 급이 군에서 높게 나타났으나, porphyran 급이량이 증가할수록 LDL-콜레스테롤은 점차 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. HDL- 콜레스테롤은 대조군에 비해 porphyran 1%, 5% 및 10% 급이 군에서 각각 19.49土 1.34mg/dL, 21.96±1.29 mg/dL 및 25.40土2.35mg/dL로 점차 증가하였고, 특히 10% porphyran 급이군이 대조군과 다른 porphyran 급이군에 비해 유의한 증가를 나타내었다. LDL-콜레스테롤은 대조군에 비하여 por phyran 1%, 5% 및 10% 급이군에서 각각 10.
- 7% 수준으로 각 군간의 차이는 크지 않았다. polyenes의 함유비는 31.6~38.3%로서 고지혈증 유발군인 대조군에서 가장 낮았고, porphyran 1%, 5% 및 10%군에서는 각각 34.1%, 34.8% 및 38.3%로 점차 증가하는 경향을 보였다. 지방산 조성의 탄소수 C16, C18, C20, C21, C22 분포에서 혈청 및 간장 모두 C18 지방산의 비율이 가장 높았으며, C16, C20 순으로 높게 검출되었다.
- 반면 고지혈증 유발군인 대조군의 간은 황갈색을 띠었으며, 기름기가 끼어 있었고 간장의 크기가 증대하였으며 탄력성도 적었다. 간장조직의 현미경 검경 결과 옥수수유만을 사료에 첨가한 정상군(A)은 간 소엽 구조와 간 실질 세포, 간 세포판의 배열 등 정상적인 조직소견을 보였으나, 동물성 지방인 라드를 경구 급이한 대조군(B)은 수많은 지방 입자가 세포내에 침착되어 있었음을 관찰할 수가 있었으며, 라드와 함께 porphyran 1% 투여 군(C) 역시 세포내에 많은 지방적이 확인되었다. 한편 porphyran 5%급 이 군(D)에서는 세포 내 지방적의수가 훨씬 감소되었고, porphyran 10%급이군(E)에서도 정상군(A)과 같이 세포내 지방적은 거의 보이지 않았음을 알 수 있었다.
- 67 mg/g 으로 정상군에 비해 고지혈증을 유발시킨 대조군에서 유의적으로 높은 수치를 나타내었다. 그러나 porphyran 급이 군에서는 porphyran 첨가수준이 증가할수록 간 중 중성지질 및 총 콜레스테롤 함량이 점차로 감소하였으며, 특히 porphyran 10% 급이군의 간장 중 중성지질 함량은 7.46±1.21 mg/g으로 대조군에 비해 41.6%정도 감소하였고, 총 콜레스테롤 함량은 2.30±0.27 mg/g으로 35.2%가 감소하였다. 이는 고지혈증을 유발한 쥐에게 porphyran 급이가 정상군 수준에는 못 미치었으나, 대조군에 비해서는 유의하게 낮은 수치를 나타내었다.
- 51로 정상군이 가장 낮게 나타났으며, 고지혈증 유발군인 대조군에서 가장 높게 나타났다. 그러나 대조군에 비해 porphyran 첨가수준이 증가할 수록 동맥경화지수가 유의하게 감소되는 경향을 나타내었다.
- 05), 대조군과 porphyran 급이군을 비교하였을 때, 대조군에 비해 porphyran 1%, 5% 및 10%로 첨가량 수준이 증가함에 따라 유의적으로 낮아졌다. 또한 LDL-콜레스테롤 함량은 정상군 보다 대조군 및 porphyran 급이 군에서 높게 나타났으나, porphyran 급이량이 증가할수록 LDL-콜레스테롤은 점차 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. HDL- 콜레스테롤은 대조군에 비해 porphyran 1%, 5% 및 10% 급이 군에서 각각 19.
- Triton WR-1339에 의한 고 콜레스테롤증 유발 시, 김 추출물은 신장내 과도한 콜레스테롤을 비롯한 지방축적을 감소시키는 항 고콜레스테롤증 효과를 나타낸다고 보고하였다(22). 이러한 연구결과로 볼 때 동물성 지방섭취나 인위적으로 고 콜레스테롤 혈증 유발시 해조류 중 김에서 추출한 porphyran은 항 고콜레스테롤혈증 감소효과가 있는 것으로 사료된다.
- 흰쥐의 간장 중 중성지질 및 총 콜레스테롤 함량은 Table 5에 나타내었다. 정상군의 중성지질 함량은 4.77±0.66mg/g, 총 콜레스테롤 함량은 1.83±0.53 mg/g이었으며, 대조군의 중성지질은 12.78±1.86mg/g, 총 콜레스테롤은 3.55±0.67 mg/g 으로 정상군에 비해 고지혈증을 유발시킨 대조군에서 유의적으로 높은 수치를 나타내었다. 그러나 porphyran 급이 군에서는 porphyran 첨가수준이 증가할수록 간 중 중성지질 및 총 콜레스테롤 함량이 점차로 감소하였으며, 특히 porphyran 10% 급이군의 간장 중 중성지질 함량은 7.
- 중성지질, 총 콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤함량은 정상군보다 라드 기름을 급여한 대조군에서 유의적으로 높게 나타났고(p<0.05), 대조군과 porphyran 급이군을 비교하였을 때, 대조군에 비해 porphyran 1%, 5% 및 10%로 첨가량 수준이 증가함에 따라 유의적으로 낮아졌다. 또한 LDL-콜레스테롤 함량은 정상군 보다 대조군 및 porphyran 급이 군에서 높게 나타났으나, porphyran 급이량이 증가할수록 LDL-콜레스테롤은 점차 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다.
- 3%로 점차 증가하는 경향을 보였다. 지방산 조성의 탄소수 C16, C18, C20, C21, C22 분포에서 혈청 및 간장 모두 C18 지방산의 비율이 가장 높았으며, C16, C20 순으로 높게 검출되었다. C2l 및 C끄 지방산은 정상군과 대조군에서는 검출되지 않았으나, porphyran 급이군에서 미량으로 검출되었으며, 혈청보다 간에서 다소 많은 양이 검출되었다.
- 혈청에 대한 포화지방산의 함유비는 정상군과 대조군에서 각각 33.7% 및 41.3% 범위로서 고지혈증 유발군인 대조군에서 높은 수치를 보였으며, porphyran 1%, 5% 및 10% 급이 군에서 급이 수준이 높아짐에 따라 각각 39.9%, 37.8% 및 34.1 %로 점차 감소되었다. monoenes는 27.
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