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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 카페인과 인삼성분을 함유한 자양강장 드링크 제품의 섭취가 마우스 간조직의 항산화 활성 인자인 SOD, CAT와 과산화 생성물인 hydro- perxide, 과산화 지질 및 간의 조직학적 변화에 미치는 영향을 조사하였다.
제안 방법
- 에 의하여 측정하였다. 시 험관에 50 mM potassium phosphate buffer (containing 0.1 mM EDTA, pH=7.8) 990 "L, 증류수 17 "L, 시료 17 "L, 5 "M xanthine 17 "L를 넣은 후 17 "L의 xanthine oxidase를 가한 다음 25℃, 550 nm에서 흡광도 증가속도를 측정하여 SOD 활성도를 구하였다. SOD 활성도는 위의 조건에서 cytochrome C의 환원 속도를 50% 억제하는 효소의 양을 1 unit로 표시하였다.
- 측정하였다. 100 μM xylenol orange, 250 μM ammonium ferrous sulfate, 100 mM sorbitol, 25 mMH2SO4가 되도록 각각을 합한 용액을 FOX I 시약으로 조제하고, 시료 50 μL에 FOX 1 시 약 950 를 혼합한 후, 실온에서 최소 30분 이상 방치한 다음, 원심분리하여 응결된 물질을 제거하고, 560 nm에서 분광광도계로 측정하였다.
- Fig. 6에서 보는 바와 같이 마우스에 각 시료군 4주간 자유롭게 음용시킨 후 간 조직에서의 단백질 함량을 측정하였다. 대조군(A)이 70.
- 25);">20)을 사용하여 thiobarbituric acid(TBA)법에 의해 측정하였다. 간 조직액의 10% 균질액 0.1 mL, 8.1% sodium dodecyl sulfate 용액 0.2 mL, 20% acetic acid 용액(pH 3.5) 1.5 mL와 0.8% TBA 용액 1.5 mL를 혼합하여 95℃에서 1 시간 동안 반응시킨 후 즉시 냉각시키고 n-butanol과 pyridine 혼합용액(15 : 1, v/v)을 가하여 격렬하게 흔든 다음 원심분리(4, 000rpm, 10분)하여 얻은 상등액(유기층)의 흡광도를 532 nm에서 측정하며 표준 검량선을 얻기 위하여 1, 1, 3, 3-tetramethoxy propane (TMP)을 표준품으로 사용하였다.
- 간 조직을 3~4 mm 두께로 손상이 안 가도록 잘라 조직 부피의 30~40배 분량의 pH 7.2~74의 10% neutral buffered formalin(40% formalin 100 mL, 증류수 900 mL, sodium phosphate monobasic 4.0 g, sodium phosphate dibasic anhydrous 6.5 g)에 즉시 넣어 고정시킨 후 통상적인 방법으로 파라핀에 포맷한 다음 4 두께로 microtome 기구를 사용하여 박절, 각각 hemato xylin- eosin과 periodic acid-schiff 및 prussian blue로 염색하여 광학현미 경으로 관찰하였다끼
- 사료는 2일 단위로 일정 량을 투여하여 섭취량에 따른 체중을 측정하였다. 또한 시료투여는 음용수 병을 이용하여 자유롭게 음용케 하였으며 시료 이외의 다른 음용수는 투여하지 않았으며 매일 새로운 시료로 교환하였다.
- 마우스 간의 항산화 활성에 미치는 카페인 첨가의 영향을 연구하고자 카페인 및 인삼성분 함유 드링크제 품과 카페인 첨가 실험군으로 섭취시 켜 4주간 사육한 후 마우스 간 조직의 항산화 활성 및 조직학적 변화를 관찰한 결과는 다음과 같다.
- 마우스를 분양 후 1주일간 실험실 환경에 적응 사육시킨 후 수컷 20마리씩을 한 군으로 하여 6군으로 나누어 4주 동안 사육하였다. 사료는 2일 단위로 일정 량을 투여하여 섭취량에 따른 체중을 측정하였다.
- 마우스의 해부는 실험기간 28일이 지나면 시료의 투여를 중지하고 각 군당 수컷 다섯 마리씩 해부하여 간장 부위를 적출한 후 생리활성 변화를 측정하였다.
- 4주 동안 사육하였다. 사료는 2일 단위로 일정 량을 투여하여 섭취량에 따른 체중을 측정하였다. 또한 시료투여는 음용수 병을 이용하여 자유롭게 음용케 하였으며 시료 이외의 다른 음용수는 투여하지 않았으며 매일 새로운 시료로 교환하였다.
- 실험A 군은 카페인, 인삼성분 및 당류가 함유되지 않은 순수한 물을 제공한 것을 대조군으로, 실험 B군은 인삼성분 함유 드링크 제품을, 실험 C군은 카페인과 인삼성분 함유 드링크 제품, 실험 D와 E군은 카페인 함유 드링크 제품을 제공하였으며, 공히 카페인과 인 삼성분 이외의 다른 성분들은 표기하지 아니하였다. F군은 무수 카페인의 함량이 드링크제의 카페인 함량과 같은 30 mg/100 mL] 되도록 순수한 물에 녹여서 제공한 실험군이었다(Table 1).
대상 데이터
- 실험동물은 평균체중 약 20 g 정도 되는 폐쇄군 ICR 계의 3주령 수컷 마우스 120마리를 중앙실험동물 회사로부터 공급 받아 사용하였다. 사육실은 실험동물사육의 적정 환경을 유지하였으며 사료는 삼양사료(주) 에서 생산된 고형사료를 공급하여 사육하였다.
데이터처리
- 모든 실험결과에 대한 통계처리는 각 실험군별로평균차이가 있는가를 검증하기 위하여 분산분석 (ANOVA 검 증)을 수행하였으며 , 군간의 상호유의성 은 student's t-test끼이용하여 검정하였다.
이론/모형
- Catalase 활성도 측정은 Aebi 방법18)에 따라 측정하였다. 50 mM 인산 완충액(pH 7.
- Flohe와 Otting의 방법17)에 의하여 측정하였다. 시 험관에 50 mM potassium phosphate buffer (containing 0.
- Hydrogen peroxide 측정 은 Wolff에 의 한 방법19)을 사용하여 측정하였다. 100 μM xylenol orange, 250 μM ammonium ferrous sulfate, 100 mM sorbitol, 25 mMH2SO4가 되도록 각각을 합한 용액을 FOX I 시약으로 조제하고, 시료 50 μL에 FOX 1 시 약 950 를 혼합한 후, 실온에서 최소 30분 이상 방치한 다음, 원심분리하여 응결된 물질을 제거하고, 560 nm에서 분광광도계로 측정하였다.
- 과산화지 질 수준은 malondialdehyde(MDA)를 Ohka- wa 방법20)을 사용하여 thiobarbituric acid(TBA)법에 의해 측정하였다. 간 조직액의 10% 균질액 0.
- 단백질 함량은 Bradford 등의 방법을 이용하였다. 95% 에탄올 용액 50 mL에 coomaasie brilliant blue G-250 100 mg을 녹인 다음, 85% 인산 100 mL을 가하여 최종 부피가 1, 000 mL가 되도록 한 용액 5 mL을 가하고 15분간 방치한 다음, 595 nm에서 흡광도를 측정하여 정량하였다.
성능/효과
- Superoxide dismutase 및 Catalase 활성 은 카페인 함유 실험군에서 유의적으로 감소하였으며, 카페인을 함유하지 않은 실험군에서는 활성도가 높게 나타났다. Hydoperoxide 함량은 카페인을 함유한 모든 실험군에서 유의적으로 증가하는 경향이었다. 과산화지질의 수준은 인삼성분 함유 실험군은 대조군에 비하여 감소하는 경향을 보인 반면, 카페인 함유 실험군에서는 유의성 있는 증가를 보였으나 다소 차이는 있었다.
- SOD와 함께 중요한 활성산소 소거효소인 catalase 활성25)의 변화를 마우스 간 조직에서 관찰한 결과는 Fig. 4에서 보는 바와 같이 대조군 182.92±8.85 unit/ mg protein이었으며, B군은 180.99±11.17(1.06%)으로 대조군에 비해 약간 감소하는 경향을 보인 반면에, C, D, E, F군은 각각 144.47±14.18(21.02%), 104.26± 13.68(43.00%), 121.53±22.49(33.56%), 103.81 ±9.94(43. 25%)으로 대조군에 비해서 감소하는 경향을 보였다. 각 실험군의 유의성을 조사한 결과 A, B군을 제외한 나머지 군에서 유의성(p<0.
- 다소 낮은 체중 증가를 보였으나 유의적인 차이는 없었다. Superoxide dismutase 및 Catalase 활성 은 카페인 함유 실험군에서 유의적으로 감소하였으며, 카페인을 함유하지 않은 실험군에서는 활성도가 높게 나타났다. Hydoperoxide 함량은 카페인을 함유한 모든 실험군에서 유의적으로 증가하는 경향이었다.
- 25%)으로 대조군에 비해서 감소하는 경향을 보였다. 각 실험군의 유의성을 조사한 결과 A, B군을 제외한 나머지 군에서 유의성(p<0.01) 있게 감소하였다. 이러한 결과는 카페인 성분 첨가 식이의 시료군들은 catalase 활성이 감소하는 반면 카페인 없는 인삼 성분첨가 실험군의 항산화 활성도가 상대적으로 높음을 알 수 있었다.
- 95%)으로 대조군에 비해서 감소하는 경향을 보였다. 각 실험군의 유의성을 조사한 결과 B군을 제외한 나머지 군에서 유의성 (P<0.01) 있게 감소하였다. SOD는 산소대사의 유해작용에 대한 가장 중요한 방어 효소의 하나로서 대사과정 중 생성되는 superoxide radical을 제거하기 때문에 생체 내에서 SOD의 방어 기구는 중요한 역할을 할 것 이다25) 본 실험에서 b군의 SOD 활성이 증가된 것은 시료성분 중에 인삼성분들로 인하여 생체 방어력이 증가한 것으로 여겨진다.
- 61 %)으로 대조군에 비해서 증가하는 경향을 보였다. 각 실험군의 유의성을 조사한 결과 B군을 제외한 나머지 군에서 유의성(p<0.001) 있게 증가하였다. 커피나 카페인의 섭취와 지방 대사와의 관련 연구에서 커피가 혈청의 지방농도에 영향을 주지 않는다는 보고'와 카페인은 혈청 유리지방산의 농도를 높이고 쥐의 사료에 카페인과 콜레스테롤을 첨가하였을 때 혈청 콜레스테롤, 혈청 인지질 등의 농도가 증가한다는 보고6)도 있다.
- 38%)으로 대조군에 비해서 증가하는 경향을 보였다. 각 실험군의 유의성을 조사한 결과 C, D, F군에서만 유의성 3<0.01) 있는 증가를 보였다. 즉, 카페인이 첨가된 시료군(C, D, E, F)의 상대적인 단백질 함량이 높았으며 A, B군은 단백질 함량이 다소 낮은 결과를 보여주었다.
- 80%)으로 대조군에 비해서 증가하는 경향을 보였다. 각 실험군의 유의성을 조사한 결과 각각 D (p<0.001), F(p<0.01)군에서만 유의성 있는 증가를 보였다. Fig.
- Hydoperoxide 함량은 카페인을 함유한 모든 실험군에서 유의적으로 증가하는 경향이었다. 과산화지질의 수준은 인삼성분 함유 실험군은 대조군에 비하여 감소하는 경향을 보인 반면, 카페인 함유 실험군에서는 유의성 있는 증가를 보였으나 다소 차이는 있었다. 단백질함량은 인삼성분 함유 군이 대조군와 비슷한 함량을 보인 반면에 카페인 함유 실험군은 대조군에 비하여 유의성 있는 증가를 보였다.
- 과산화지질의 수준은 인삼성분 함유 실험군은 대조군에 비하여 감소하는 경향을 보인 반면, 카페인 함유 실험군에서는 유의성 있는 증가를 보였으나 다소 차이는 있었다. 단백질함량은 인삼성분 함유 군이 대조군와 비슷한 함량을 보인 반면에 카페인 함유 실험군은 대조군에 비하여 유의성 있는 증가를 보였다. 간 조직 학적 변화는 인삼성분 및 카페인 함유 섭취군은 크나큰 조직적 차이를 보이지 않았다.
- 5와 같다. 대조군(A)이 198.63±33.32 nmol/ g liver이 었으며 , B과 C군은 각각 186.34±29.97(6.19%), 196.85±29.94(0.90%)으로 대조군에 비해서 감소하는 경향을 보인 반면에, D, E, F군은 각각 254.24± 10.19(28.00%), 216.20±13.88(8.85%), 237.96±21.75(19.80%)으로 대조군에 비해서 증가하는 경향을 보였다. 각 실험군의 유의성을 조사한 결과 각각 D (p<0.
- 6에서 보는 바와 같이 마우스에 각 시료군 4주간 자유롭게 음용시킨 후 간 조직에서의 단백질 함량을 측정하였다. 대조군(A)이 70.58+9.29 mg/g liver으로 B군 69.92±8.55(0.94%)와 비 슷한 함량을 보인 반면에, C, D, E, F군은 각각 83.50±12.29(18.31%), 96.78± 8.73(37.12%), 81.49±19.31(15.46%), 93.43±23.18(32.38%)으로 대조군에 비해서 증가하는 경향을 보였다. 각 실험군의 유의성을 조사한 결과 C, D, F군에서만 유의성 3<0.
- 커피나 카페인의 섭취와 지방 대사와의 관련 연구에서 커피가 혈청의 지방농도에 영향을 주지 않는다는 보고'와 카페인은 혈청 유리지방산의 농도를 높이고 쥐의 사료에 카페인과 콜레스테롤을 첨가하였을 때 혈청 콜레스테롤, 혈청 인지질 등의 농도가 증가한다는 보고6)도 있다. 따라서 연구 보고자에 의하여 과산화지질의 증가 또는 감소하는 경향이 각각 다르므로 보다 많은 연구 결과가 필요할 것이나 본 실험에서는 카페인 함유 실험군들이 간 조직에서 과산화수소의 함량이 증가하는 것으로 나타났다.
- 다만 무수카페인만은 음용수로 섭취한 실험군에서 간세포의 파괴가 다소 나타나 간질환에 의심이 되었다. 따라서 카페인을 함유하는 드링크 제품은 카페인을 첨가하지 않거나 인삼 성분을 함유한 제품에 비하여 항산화 활성능력이 다소 감소하는 경향을 나타내었으며 장기간 다량 복용 시에는 간 조직에 영향을 미칠 것으로 사료되었다.
- 따라서 카페인을 함유하지 않은 실험군(A, B) 에서체중이 다소 높게 증가하는 경향을 보였으며 카페인함유 실험군(C, D, E, F)에서는 상대적으로 체중이 낮게 증가하는 경향을 나타내었다. 두 그룹간의 유의성 (p<0.
- 마우스에 각 실험군을 4주간 자의 적으로 마시 게 한 후 간 조직에서의 과산화수소의 함량 변화를 조사한결과, Fig. 3에서 보는 바와 같이 대조군이 7.75±0.25 mM/g liver이었으며, B군은 7.85+0.32 (1.29%)으로 대조군과 비슷한 함량을 보인 반면에, C, D, E, F군은 각각 8.08±0, 15(4.26%), 8.70±0.36( 12.26%), 8.90±0.35 (14.83%), 8.65±0.21 ⑴.61 %)으로 대조군에 비해서 증가하는 경향을 보였다. 각 실험군의 유의성을 조사한 결과 B군을 제외한 나머지 군에서 유의성(p<0.
- 마우스에 각 실험군을 4주간 자의적으로 마시게 한 후 간 조직에서의 SOD 활성을 조사한 결과, Fig. 2에서 보는 바와 같이 대조군(A)이 278.33+32.68 uniVmg protein이었으며, B군은 277.57±56.05(0.27%)으로 대조군과 비슷한 활성도를 보인 반면, C, D, E, F군은 각각 175.28± 16.11(37.03%), 174.50±15.79(37.30%), 175.68± 41.53(36.88%), 144.87±19.33(47.95%)으로 대조군에 비해서 감소하는 경향을 보였다. 각 실험군의 유의성을 조사한 결과 B군을 제외한 나머지 군에서 유의성 (P<0.
- 1g이었다. 모든 실험군들이 사육 시간에 비례하여 28일에는 40.7g으로 일정하게 체중의 증가를 보였으며 그 증가율은 A군 35.68%, B군 33.39%, D군 32.69%, C군 31.93%, E군 31.90%, F군 31.46%의 순서로 나타났다. 시료 섭취량은 1일 평균 8 g 정도로써 실험 기간내 뚜렷한 증가나 차이를 보이지않았다.
- 46%의 순서로 나타났다. 시료 섭취량은 1일 평균 8 g 정도로써 실험 기간내 뚜렷한 증가나 차이를 보이지않았다.
- 01) 있게 감소하였다. 이러한 결과는 카페인 성분 첨가 식이의 시료군들은 catalase 활성이 감소하는 반면 카페인 없는 인삼 성분첨가 실험군의 항산화 활성도가 상대적으로 높음을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 흰쥐 간과 신장에서 카페인과 VE 식이가 SOD, CAT에 미치는 영향 등의연구25) 결과와도 대체로 일치하는 경향이었다.
- 01) 있는 증가를 보였다. 즉, 카페인이 첨가된 시료군(C, D, E, F)의 상대적인 단백질 함량이 높았으며 A, B군은 단백질 함량이 다소 낮은 결과를 보여주었다.
- 체중은 모든 실험군에서 실험기간 동안 계속 증가하였으며, 특히 카페인함유 실험군이 다른 실험군에 비해 다소 낮은 체중 증가를 보였으나 유의적인 차이는 없었다. Superoxide dismutase 및 Catalase 활성 은 카페인 함유 실험군에서 유의적으로 감소하였으며, 카페인을 함유하지 않은 실험군에서는 활성도가 높게 나타났다.
후속연구
- 있었다. 따라서 드링크제품의 배합성분들로 인하여 간에서 조직학적, 병리학적 변화를 유발할 수 있는 수준의 카페인 함량을 함유하고 있다고는 할 수 없으나 F군에서 만 간세포의 손상이 관찰되므로 카페인 함유 드링크 제품들을 장기간 다량 복용할 시에는 특히 유의할 필요성이 있을 것이다.
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