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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 현재 당뇨의 예방 및 치료에 효과가 있다고 알려 지고 있는 쥐눈이콩, 식초에 발효시 킨 쥐눈이콩과 식용으로 기 호도가 높은 검 정콩, 메주콩을 대상으로 strep- tozotocin(STZ)-유발 당뇨모델 흰쥐를 사용하여 이들 콩 시료를 규정식 외의 첨가식이가 혈중 포도당 농도 및 인슐린 감수성에 어떠한 영향을 미치는지를 측정하였다.
제안 방법
- 250 nm, Em. 395 nm, 이동상은 0.14 M sodium acetate와 60% acetonitrile로서 gradient 법으로 분석하였다. 또한 분석간격은 50분, 주입 량 10 UL, column 온도 37°C이었다.
- Insulin-insulin receptor 결합실험은 냉장고에 보관 중인 혈장 sample을 rat insulin RIA kit 250 tubes(Linco Co., Ltd.) 를 이용하여 분석하였다. 인슐린 항체 면역분석법(18)과 pro- tein-binding 경쟁적 원리를 이용한 분석 법(19)을 개량한 방법 으로 완충용액 (0.
- Incubation 종료 시。〜 4°C의 Precipitating reagent(goat anti-Guinea Pig IgG serum) 1.0 mL 를 각각 첨가하여 4°C 에서 20분간 incubation후 즉시 3000 -4000 rpm(2000~ 3000x g)에서 20~30분간 원심분리하여 상청액을 vacuum pump을 이용하여 버리고 같은 precipitating reagent로 2번 세척한 후 7 선 측정 기 (ANSR gamma counter, Abott)로 unla beled porcine insulin과 labeled 125I-insulin-21 경 쟁원리 에 따른 坯I에 대한 방사성 활성도를 측정하였다.
- 5 mg 을 정제된 D-W3 mL 에 녹여수용화 상태로 공급하였으며, 무첨가식이 당뇨대조군인 DC, DI군에 게는 같은 양의 D・W만을 경 구투여 방법으로 공급하였다. 각각의 조제식이는 1일 1회 일정한 시간에 이루어졌다.
- 다뇨(polyuria), 다갈(polydipsia)의 측정 방법 은 모든 군들에서 STZ 투입 전인 적응기간을 포함한 6주 동안 1주 1회일 정한 시간에 이루어졌으며 특수한 형태의 사육장치로 각 군의 물의 공급량과 뇨량을 확인할 수 있는 사육장치를 이용하여 24시간 동안 측량하였다. 물의 공급량은 동물이 물의 요구 도중 낙하되는 물의 양을 더하여 측정하였다.
- 98g 내외의 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 (주)샘타코로부터 분양받아 일반 고형사료(삼양유지사료주식회사)로 7일동안 예비사육에 의해 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 당뇨 유발은 췌장의 6-세포에만 특이적으로 작용하여 다른 기관에 영 향을 주지 않으며 인슐린을 결핍 시 켜고 혈당을 유발시 킨다고 알려 진streptozotocin(STZ)를 몸무게 1 kg 당 70 mg로(16, 17) 하여 0.1 M sodium citrate buffer (pH 4.5) 에 녹여 0.2 mL로 복강주사하였다.
- 콩을 먹 인 실험 군으로 나누었다. 대조군인 무첨 가군은 정상군(NC; 인슐린 무처 치 , STZ무투여 , 무첨가식 이 ) 1개 군과 당뇨대조군 2개군(DI, 인슐린투여, STZ투여, 무첨가식이. DC; 인슐린 무처 지, STZ투여, 무첨 가식 이)으로 나누었으며, 실험군(DB; 검정콩 식이군, DY; 메주콩 식이군, DS; 쥐눈이콩 식이군, DSS; 쥐눈이식초콩 식이군)은 4군으로 전부 STZ 를 투여하였다. 이군에 대해서는 STZ투여 3일 후부터 2일 간격으로 insulin을 4~6 IU로 근육주사하였다.
- 또한 당뇨쥐에 있어서 당뇨병 개선에 미치는 영향을 조사하기 위해 첨가식이 급여 시 일부터 종료 시까지의 체중의 변화양상에 대하여 측정 하였다(Fig. 2). 정 상군의 체중은 지속적으로 증가하였고 당뇨대조군 중 인슐린 투여군(DI)에서 체중이 증가한 반면 인슐린 무투여군(DC)에서는 점차적 체중감소를 보였다.
- ) 후 혈장을 분리하여 냉장고(2〜8°C)에 보관 중 수일 내에 성분 분석하였다. 또한 채혈 후 간, 신장을 적출하여 0.9% normal saline으로 혈액을 제거한 다음 각각의 무게를 측정하고 체중 100 g 당 장기무게로 환산하였다.
- 무첨가 식이군인 정상군(NC)를 제외한 모든 군에게 공급한 콩가루 시 료의 정 확한 양의 공급을 위 해 경 구투여 방법 으로 몸무게 1 g 당 시료 1.5 mg 을 정제된 D-W3 mL 에 녹여수용화 상태로 공급하였으며, 무첨가식이 당뇨대조군인 DC, DI군에 게는 같은 양의 D・W만을 경 구투여 방법으로 공급하였다. 각각의 조제식이는 1일 1회 일정한 시간에 이루어졌다.
- 24시간 동안 측량하였다. 물의 공급량은 동물이 물의 요구 도중 낙하되는 물의 양을 더하여 측정하였다.
- 복강주사 후 24시 간 후 및 3일 후에 꼬리 정 맥 에서 공복시 포도당 농도가 350 mg/dL 이상인 것을 당뇨병이 유발된 흰쥐로 인정하였다. 실험군은 평균체중이 유사하도록 난괴 법에의 해 그룹당 10마리씩 7개군으로 나누어 4주간 사육하였다.
- 본연구의 효과적인 실험을 위해서 콩을먹이지 않은 대조군과 콩을 먹 인 실험 군으로 나누었다. 대조군인 무첨 가군은 정상군(NC; 인슐린 무처 치 , STZ무투여 , 무첨가식 이 ) 1개 군과 당뇨대조군 2개군(DI, 인슐린투여, STZ투여, 무첨가식이.
- 실 험 기 간동안 정 상군(NC)을 제 외 한, 당뇨대 조군(DI, DC) 및 첨 가식 이 군인 검 정콩식 이 군(DB), 메주콩식 이 군①Y), 쥐눈이콩 식이 군(DS), 쥐눈이식초콩 식이군(DSS)에 대하여 당뇨 대조군은 정 제된 식수를 경구투여 하였으며 첨가식 이 군은 각각의 시료 첨가식이 방법으로 경구투여를 실시하였다. 또한 당뇨쥐에 있어서 당뇨병 개선에 미치는 영향을 조사하기 위해 첨가식이 급여 시 일부터 종료 시까지의 체중의 변화양상에 대하여 측정 하였다(Fig.
- 인정하였다. 실험군은 평균체중이 유사하도록 난괴 법에의 해 그룹당 10마리씩 7개군으로 나누어 4주간 사육하였다.
- 실험기간 동안 사육되는 모든 흰쥐는 공복 시 채혈을 실시하여 혈중포도당 농도를 분석 하였다(Table 4). 혈중 포도당 농도는 정상군(NC)에 비해 당뇨대조군(DI, DC)과 당뇨 실험군①B, DY, DS, DSS)은 혈당이 유의적으로 높았지 만(p< 0.
- 실험기간 동안 식이섭취량은 매일 일정한 시간에 측정하여 1일 식이섭취량을 얻었고 1주일 단위로 합하여 주당 1일 평균 식이섭취량을 구하였다. 체중은 3일 간격으로 매일 일정한 시간에 동일한 순서로 동물용 체중계로 측정하였다.
- DC; 인슐린 무처 지, STZ투여, 무첨 가식 이)으로 나누었으며, 실험군(DB; 검정콩 식이군, DY; 메주콩 식이군, DS; 쥐눈이콩 식이군, DSS; 쥐눈이식초콩 식이군)은 4군으로 전부 STZ 를 투여하였다. 이군에 대해서는 STZ투여 3일 후부터 2일 간격으로 insulin을 4~6 IU로 근육주사하였다. 사육기간 중물과 사료는 무제한 공급하였고 사육실 온도는 22〜 25°C, 습도는 50〜60%, 소음은 70 db이하, 명암은 14시간(6시점등, 20시 소등)을 주기 로 자동시 스템 에 의 해 이루어 지 게 하였다.
- ) 를 이용하여 분석하였다. 인슐린 항체 면역분석법(18)과 pro- tein-binding 경쟁적 원리를 이용한 분석 법(19)을 개량한 방법 으로 완충용액 (0.05 M phosphosaline pH 7.4, EDTA, so dium azide and 1% RIA grade BSA)과 준비한 혈청 내 의무표식 된 돼지 인슐린 항체를 각각 시 험관의 인슐린 농도가 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10(non-specific bind: NSB) ng/mL 가 되도록 넣고 ^-insulin로 표식된 367 uCi/ng를 label hydrating buffer와 혼합하여 수화시 킨 후 100 虬되 게 첨 가한 후 rat insulin antibody(Guinea pig anti-rat insulin se rum in assay buffer)를 동일하게 100 虬되 게 첨 가하고 완충용액으로 총 부피가 400 11L가 되게 하여 4°C에서 20분간 incubation 하였다.
- )을 혈액 1 mL 당 100 IU로 처리한 주사기로 복대동맥(abdominal aorta)으로부터 채 취 하였다. 채 취 후 4°C에서 3000 rpm으로 15분간 원심분리(MF80, Hannil centrifuge Co., Ltd.) 후 혈장을 분리하여 냉장고(2〜8°C)에 보관 중 수일 내에 성분 분석하였다. 또한 채혈 후 간, 신장을 적출하여 0.
- 식이섭취량을 구하였다. 체중은 3일 간격으로 매일 일정한 시간에 동일한 순서로 동물용 체중계로 측정하였다. 측정된 식이섭취량에 대한 체중 증가량으로 식이이용효율(food efficiency ratio: FER)을 계산하였다.
- 체중은 3일 간격으로 매일 일정한 시간에 동일한 순서로 동물용 체중계로 측정하였다. 측정된 식이섭취량에 대한 체중 증가량으로 식이이용효율(food efficiency ratio: FER)을 계산하였다.
- 혈당의 측정을 위한 혈액 채취는 1주 간격으로 꼬리 정맥으로부터 채취 하였으며 test machine(An ACCU-CHEK Co., Ltd.)을 이용하여 모든 실험 사육 동물에서 실시하였다. 혈장 분리를 위한 혈액은 5주간 실험식의 급여 후 사육 동물을 ethyl ether로 마취 시 킨 후 heparin(SIGMA Co.
- )을 이용하여 모든 실험 사육 동물에서 실시하였다. 혈장 분리를 위한 혈액은 5주간 실험식의 급여 후 사육 동물을 ethyl ether로 마취 시 킨 후 heparin(SIGMA Co., Ltd.)을 혈액 1 mL 당 100 IU로 처리한 주사기로 복대동맥(abdominal aorta)으로부터 채 취 하였다. 채 취 후 4°C에서 3000 rpm으로 15분간 원심분리(MF80, Hannil centrifuge Co.
대상 데이터
- 본 연구에 시료로 사용된 식이 물질은 검정콩(Glycine max (L.) Merr), 메주콩(Glycine max Merr), 쥐눈이 콩(Rhyn- chosia Nulubilis), 식초에 절인 쥐눈이콩(Rhynchosia Nuhi- bilis by soaked in vinegar)으로 4종류이 며 이 중 쥐눈이 식초콩은 콩 5 g 당 발효과정 에 의 해 숙성된 현미식초 25 mL에담궈 30uC 항온수조에서 10일간 절임한 콩으로서 다른 식이 물질과 마찬가지로 분말형태로 제공되었다.
- 체중 195.5±0.98g 내외의 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 (주)샘타코로부터 분양받아 일반 고형사료(삼양유지사료주식회사)로 7일동안 예비사육에 의해 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 당뇨 유발은 췌장의 6-세포에만 특이적으로 작용하여 다른 기관에 영 향을 주지 않으며 인슐린을 결핍 시 켜고 혈당을 유발시 킨다고 알려 진streptozotocin(STZ)를 몸무게 1 kg 당 70 mg로(16, 17) 하여 0.
데이터처리
- 실험 결과는 SPSS Program을 이용하여 분산 분석한 후 유의 차가 있는 항목에 대해서는 Duncan's multiple range test 로 p<0.05, p<0.001 수준에서 시료간의 유의차를 검정하였다.
이론/모형
- 성 분검 사 방법 중 아미노산(amino acid)는 Wang과 Murphy (20) 및 Barnes 등(21)의 방법을 개선한 HPLC(AccQ-Tag) 방법 (22)으로 시료 약 1.0 g를 정 확히 취 하여 ampule에 넣고 6 N 염 산 15 mL를 가한 다음 N2를 치 환하여 신속하게 밀봉하였다. 이를 110°C 오븐에서 24시 간 가수분해 시 킨 뒤 방냉하여 탈이 온수로 50 mL 정용플라스크에 정용 후 0.
- 0 g를 정 확히 취 하여 ampule에 넣고 6 N 염 산 15 mL를 가한 다음 N2를 치 환하여 신속하게 밀봉하였다. 이를 110°C 오븐에서 24시 간 가수분해 시 킨 뒤 방냉하여 탈이 온수로 50 mL 정용플라스크에 정용 후 0.2 Jim mem brane filter로 여 과한 후 희 석 하여 AccQ-Tag 방법 으로 유도 체화시킨 후 분석하였다. 이 때 사용한 표준물질은 amino acid standard solution(type H; Wako, Japan), column은 3.
- 또한 분석간격은 50분, 주입 량 10 UL, column 온도 37°C이었다. 조지방, 조단백 및 식이섬유의 분석은 식품 공전법에 준하였다.
성능/효과
- 1에 나타내었다. STZ 투여 후 당뇨유발 3일 후부터 5주에 걸쳐 식이 물질을 투여한 후 인슐린 수치를 측정한 결과 당뇨실험군 중 인슐린 투여군(DI)과 모든 당뇨대조군①B, DY, DS, DSS)의 비교 시 첨가식이로 사육한 당뇨실험군중 쥐눈이콩 식이군(DS) 과 쥐눈이식초콩 식이군①SS)에서 크게는 2배가량 인슐린 감수성 이 높게 나타났다. 이 들 결과는 Lavigne 등(44)의 실험에서 각종 음식물의 투여 후 인슐린감수성과 당 내성을 비교한 결과 콩 단백질과 콩류에서 가장 높은 대사활성 반응을 보였다는 연구결과와 일치한다.
- Table 1 과 같다. 각각의 콩 구성 성 분의 아미노산 조성을 조사한 결과 쥐눈이콩과 식초에 절인 쥐눈이콩은 시스테인, 리신을 제외한 모든 아미노산 함량이 검정콩과 메주콩보다 유의적으로 높게 나타났으며 지방성분의 함량은 쥐눈이콩과 식초에 절인 쥐눈이콩이 이들에 비해 낮았다.
- 각각의 당뇨실험군에서 식이첨가 투여에 따른 간장 및 신 장 무게를 측정하고 체중 100 g 당 장기무게로 환산한 결과는 Table 3과 같다. 간장과 신장은 정상군(NC)과 비교해서 모 든 당뇨군에서 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 당뇨 발 병시 간장의 크기가 정상에 비해 비대해지는 원인으로서는 현재 STZ로 당뇨 유발시 면역기능에 악영향을 받게 되고 이 로 인한 인슐린 분비가 저하되어 당 대사가 정상적으로 일어 나지 않음으로 간장 내 에 지 질성 분이 축적 되 기 때문으로 보 여진다(33,34).
- 그러나 본 실험결과 체중증가율은 당뇨대조군(DC)과 비교하여 각각의 콩가루 식 이군(DB, DY, DS, DSS)에서 유의적으로 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 쥐눈이콩군(DS) 과 쥐눈이식초콩군(DSS)에서 높게 나타났다. 따라서 이러한 체중증가의 주된 원인은 경 구투여 를 통한 첨 가식 이 에 따른 각각의 콩 식이물질에 함유된 아미노산 및 식이섬유의 추가적 공급에 따라서 인슐린 감수성이 증가되었고, 그에 따라 혈중에 존재하는 당 성 분 감소현상과 식 이 이용효율(FER)이 높아지기 때문인 것으로 추론된다.
- 05), 이 는。hara와 Tabuchi(45) 및 Preton 등의 연구(46)에서 streptozotocin-유도 당뇨모델 흰쥐의 성장이 급격히 감소하여 체중 감소가 일어났다는 보고와 일치하였다. 그러나 상대적으로 첨가식 이군에서는 당뇨 대조군에 비 해 유의적으로 체중이 증가하였으며 각각의 첨가 식이 군에서 식이 4주째에는 검정콩식이군(DB)과 메주콩식이군(DY) 은 각각 11.97 + 4.48 g과 8.76±4.79 g의 증가를, 쥐눈이콩 (DS)과 쥐눈이식초콩(DSS) 식이군에서 각각 14.37±3.65 g 과 16.71 + 5.54 科 체중 증가를 보여 동일한 사육기 간 동안쥐눈이식초콩 식이군(DSS)이 메주콩식이군(DY)에 비교하여 평 균적으로 2.34 g의 높은 체중 증가를 보였다(Table 6).
- 2와 같다. 식이섭취량의 경우 당뇨대조군(DI)의 식이 섭취 량이 41.28 + 3.58 g/day/rat으로 정 상대조군(NC)과 비교해 볼 때 2배 정도 높게 나타난 반면 검정콩①B), 메주콩(DY), 쥐눈이콩(DS), 쥐눈이식초콩(DSS) 식이군은 당뇨대조군 (DI)과 비교시 각각 9.15%, 8.13%, 10.31%, 10.00%의 유의 적인 감소를 보여주었다. 식이이용효율(FER)은 정상군(NC)이 당뇨 대조군(DI, DC) 및 당뇨실험 군에 비 해 월등히 높은 유의적 수준을 보였으며(p<0.
- 00%의 유의 적인 감소를 보여주었다. 식이이용효율(FER)은 정상군(NC)이 당뇨 대조군(DI, DC) 및 당뇨실험 군에 비 해 월등히 높은 유의적 수준을 보였으며(p<0.05), 주목할 만한 결과는 식이 이용효율(FER)을 기 준으로 당뇨실험 군(DB, DY, DS, DSS) 과당뇨대조군(DI)의 비교시 20〜30%의 높은 식이 이용효율을 나타내었다. 이와 같이 당뇨대조군에서 식이이용효율(FER) 의 감소는 당뇨로 인한 체내 대사의 퇴행적인 변화 때문인것으로 사료된다(32).
- 이들 결과로부터 검정콩(DB), 메주콩(DY), 쥐눈이콩(DS), 쥐눈이식초콩(DSS) 식이군은 당뇨의 주요증상인 다식(pol yphagia) 현상을 개선해주며 이들 중 쥐눈이콩과 식초에 절인 쥐눈이콩이 가장 효과적임을 알 수 있었다.
- 이와 같은 결과들에 의하여 체중증가율은 당뇨대조군(DC) 과 비교하여 각각의 콩가루 식이군(DB, DY, DS, DSS) 에서유의적으로 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 쥐눈이콩군 (DS)과 쥐눈이식초콩군(DSS)에서 높게 나타났다. 이들 결과들은 콩류의 첨 가가 쥐 의 체 중감소를 억 제 시 켰다는 Babai 등(49)의 실험결과와도 일치함을 보여준다.
- 2). 정 상군의 체중은 지속적으로 증가하였고 당뇨대조군 중 인슐린 투여군(DI)에서 체중이 증가한 반면 인슐린 무투여군(DC)에서는 점차적 체중감소를 보였다. STZ투여 3일 후인 시료를 먹인 시점부터는 정 상군에 비 해 당뇨 유발군의 체 중이 유의 적 으로 낮은 수준을 보였으며 (p<0.
- Table5에 나타내었다. 정상대조군(NC)은 실험 전 기간에 걸쳐 음용수 섭취량 및 뇨량에 있어서 커다란 차이를 보이지 않은 반면에 당뇨대조군①I, DC)과 당뇨실험군(DB, DY, DS, DSS)은 고혈당이 유도되 면서 큰 폭으로 증가하였다. 하지만, 당뇨실험군은 당뇨대조군(DC)과 비교하여 유의적으로 음용수 섭 취 량과 뇨량이 감소했으며 (p<0.
- 005). 특히 쥐눈이콩(DS) 과쥐눈이식초콩(DSS) 식이군이 메주콩(DY)보다 혈당 강하효과가 뛰어난 것으로 나타났는데 이는 쥐눈이콩이 항산화 효과가 높은 풍부한 양의 anthocyan계 색 소와: 이 소플라본, 사포닌을 함유하고 있을 뿐만 아니라 식이섬유는 위장막에서 분비되는 트립신 작용을 저해하여 결과적으로 혈당 상승을 느리게 하기 때문인 것으로 보여진다. 이외에도 혈당강하 효과는 쥐눈이콩에 함유된 아스파르트산, 세린, 아르기닌, 알라닌(38-43)과 같은 아미노산에 의해 영향을 받았을 것으로 추정된다.
- 실험기간 동안 사육되는 모든 흰쥐는 공복 시 채혈을 실시하여 혈중포도당 농도를 분석 하였다(Table 4). 혈중 포도당 농도는 정상군(NC)에 비해 당뇨대조군(DI, DC)과 당뇨 실험군①B, DY, DS, DSS)은 혈당이 유의적으로 높았지 만(p< 0.05) 당뇨실험군은 실험기간 내내 당뇨대조군(DC)보다 유의적으로 낮은 수준이었다(p<0.005). 특히 쥐눈이콩(DS) 과쥐눈이식초콩(DSS) 식이군이 메주콩(DY)보다 혈당 강하효과가 뛰어난 것으로 나타났는데 이는 쥐눈이콩이 항산화 효과가 높은 풍부한 양의 anthocyan계 색 소와: 이 소플라본, 사포닌을 함유하고 있을 뿐만 아니라 식이섬유는 위장막에서 분비되는 트립신 작용을 저해하여 결과적으로 혈당 상승을 느리게 하기 때문인 것으로 보여진다.
후속연구
- 한편 당뇨병의 발병초기 에 신사구체 여과율 의 증가와 함께 신장의 크기와 동적 역 시 증가하며, 이들 신장 의 비대는 당뇨유발 후 수일 내에 시작되며 비대의 정도는 혈당조절 정도와 상관관계가 있는 것으로 알려져 있다(35- 37). 결과적으로 STZ-유발 당뇨모델 흰쥐 에서 각각의 콩가 루 첨가는 신장에 부담을 감소시 켜주며 당 대사의 개선에도 관여할 것으로 추정된다.
- 최근 연구에 의하면 식이섬유는 체내에서 위장막 소화효소의 저 해효과에 의 한 혈당상승의 저 해효과 및 STZ투여 당뇨 유발 동물모델에서 식이섭취량과 당뇨병의 주요 증상의 하나인 다식증상의 호전에 효과가 보고되고 있다(30, 31). 따라서 아미노산과 식이섬유의 함량이 높은 각각의 콩 시료를 규정식 외의 추가식이가 STZ투여 당뇨유발 동물모델에서 당뇨병 개선에 효과적일 것으로 사료된다.
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