본 연구에서는 high fat diet에 대한 인삼 추출물의 항산화 효과를 알아보기 위해 실험동물로 생쥐를 이용하였다. 대조군은 일반사료만을, FD군은 high fat diet만을 먹였으며, 실험군은 high fat diet와 인삼추출물을 경구 투여한 후 간 조직에서의 SOD, catalase, GPS의 활성 및 MDA 및 $H_2O_2$ 함량 등을 측정함으로서 fat diet독성에 대한 지질과산화와의 상호 관련성, 인삼의 항산화 효소의 효과를 비교 검토하였다. Fat diet 독성에 대한 항산화 효소인 SOD의 활성은 인삼 추출물 군에서 전반적으로 낮았으며, GPx의 활성은 FR500, FR3000군에서 가장 높은 결과를 보였다. 과산화수소 함량은 FD군에서 약간 높았지만, 모든 군에서 거의 유사한 결과를 보였다. 자유라디칼에 의해 생성된 지질과산화의 최종 산물인 MDA의 함량은 FD군을 기준으로 인삼추출물 군에서 모두 낮은 수치를 보였다. 이와 같이 fat diet에 대한 인삼 추출물은 SOD의 활성 증대보다는 자유라디칼 제거제로서 항산화 효과를 보였다고 생각하고, GPx의 직접적인 작용과 생체 내에서 내인성 항산화 물질인 GSH의 합성 능력을 강화시킴으로서 산화적 손상에 대한 방어기전을 향상시키는 결과라고 생각한다.
본 연구에서는 high fat diet에 대한 인삼 추출물의 항산화 효과를 알아보기 위해 실험동물로 생쥐를 이용하였다. 대조군은 일반사료만을, FD군은 high fat diet만을 먹였으며, 실험군은 high fat diet와 인삼추출물을 경구 투여한 후 간 조직에서의 SOD, catalase, GPS의 활성 및 MDA 및 $H_2O_2$ 함량 등을 측정함으로서 fat diet독성에 대한 지질과산화와의 상호 관련성, 인삼의 항산화 효소의 효과를 비교 검토하였다. Fat diet 독성에 대한 항산화 효소인 SOD의 활성은 인삼 추출물 군에서 전반적으로 낮았으며, GPx의 활성은 FR500, FR3000군에서 가장 높은 결과를 보였다. 과산화수소 함량은 FD군에서 약간 높았지만, 모든 군에서 거의 유사한 결과를 보였다. 자유라디칼에 의해 생성된 지질과산화의 최종 산물인 MDA의 함량은 FD군을 기준으로 인삼추출물 군에서 모두 낮은 수치를 보였다. 이와 같이 fat diet에 대한 인삼 추출물은 SOD의 활성 증대보다는 자유라디칼 제거제로서 항산화 효과를 보였다고 생각하고, GPx의 직접적인 작용과 생체 내에서 내인성 항산화 물질인 GSH의 합성 능력을 강화시킴으로서 산화적 손상에 대한 방어기전을 향상시키는 결과라고 생각한다.
This study was to examine antioxidative effects of ginseng extracts on liver of high fat diet-treated mice. ICR male mice were given high fat diet with red ginseng or white ginseng extracts (500, 1500, 3000 mg/kg/day, orally) for 4 weeks. We also Investigated the relationship between lipid peroxidat...
This study was to examine antioxidative effects of ginseng extracts on liver of high fat diet-treated mice. ICR male mice were given high fat diet with red ginseng or white ginseng extracts (500, 1500, 3000 mg/kg/day, orally) for 4 weeks. We also Investigated the relationship between lipid peroxidation and ginseng extracts on the oxidative stress. We measured the levels of malondialdehyde (MDA, a marker of lipid peroxidation), hydrogen peroxide, superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione (GSH) in liver tissue. The activities of SOD was generally low in all ginseng extract groups. But the activity of GPx was high in all ginseng extract groups. The hydrogen peroxide contents were similar in almost all groups. The level of GSH was higher in all ginseng extract group in high fat diet (FD) group. The levels of MDA (the end product of lipid peroxidation) were lower in all ginseng extract groups than in FD group. These results that the antioxidant effects of red ginseng and white ginseng extracts prevent oxidative damage by antioxidant effects involving SOD, GPx and increasing the ability of the body to synthesize endogenous antioxidants. It was concluded that ginseng can protect against oxidative stress by high fat diet through its antioxidant properties.
This study was to examine antioxidative effects of ginseng extracts on liver of high fat diet-treated mice. ICR male mice were given high fat diet with red ginseng or white ginseng extracts (500, 1500, 3000 mg/kg/day, orally) for 4 weeks. We also Investigated the relationship between lipid peroxidation and ginseng extracts on the oxidative stress. We measured the levels of malondialdehyde (MDA, a marker of lipid peroxidation), hydrogen peroxide, superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione (GSH) in liver tissue. The activities of SOD was generally low in all ginseng extract groups. But the activity of GPx was high in all ginseng extract groups. The hydrogen peroxide contents were similar in almost all groups. The level of GSH was higher in all ginseng extract group in high fat diet (FD) group. The levels of MDA (the end product of lipid peroxidation) were lower in all ginseng extract groups than in FD group. These results that the antioxidant effects of red ginseng and white ginseng extracts prevent oxidative damage by antioxidant effects involving SOD, GPx and increasing the ability of the body to synthesize endogenous antioxidants. It was concluded that ginseng can protect against oxidative stress by high fat diet through its antioxidant properties.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 고지 방식(지방 함량 44.5%)을 먹인 생쥐 간에서 백삼 및 홍삼 추출물이 대사 시 자유라디칼 생성 억제 및 항산화 효소 활성 등에 어떠한 효능이 있는지 연구하고자 한다.
제안 방법
본 실험에 사용한 동물은 3주령의 ICR계 의 수컷 생쥐(Shizuoka 실험동물센터, 일본)로, 체중이 20~ 23 g 전후의 것을 사용하였다. 1주일간 실험동물용 표준사료로 사육하여 적응시킨 후 식이를 조제하여 공급하였다. 실험군당 10마리를 1군으로 8가지로 분류하여 실온이 20±1℃, 습도 50~60%, 12시간 간격으로 light-dark cycle을 유지하며 식이와 물은 자의로 먹게 하여 사육하였다.
본 연구에서는 high fat diet에 대한 인삼 추출물의 항산화 효과를 알아보기 위해 실험동물로 생쥐를 이용하였다. 대조군은 일반 사료만을, FD군은 high fat diet만을 먹였으며, 실험군은 high fat diet 와 인삼주출물을 경구투여한 후 간 조직에서의 SOD, catalase, GPx의 활성 및 MDA 및 H2O2 함량 등을 측정함으로서 fat diet 독성에 대한 지질과 산화와의 상호 관련성, 인삼의 항산화 효소의 효과를 비교 검토하였다.
1주일간 실험동물용 표준사료로 사육하여 적응시킨 후 식이를 조제하여 공급하였다. 실험군당 10마리를 1군으로 8가지로 분류하여 실온이 20±1℃, 습도 50~60%, 12시간 간격으로 light-dark cycle을 유지하며 식이와 물은 자의로 먹게 하여 사육하였다. 백삼과 홍삼 추출물은 일화(주)에서 제조 판매하는 시제품을 사용하였다 (Table 2).
인삼추출물의 효능을 조사하기 위해 생쥐를 Table 1과 같이 분류하여 각 군당 10마리의 수컷을 사용하여 대조군은 일반 사료를, FD군에는 고지방 식이 사료를 먹였고, 각각의 실험군에는 고지방식이 사료를 먹인 동시에 인삼 추출물을 각각 500, 1500, 3000 mg/kg/0.3 m/ 용량으로 4주간 경구투여한 후에 생쥐를 16시간 절식시킨 후 경추 탈구로 희생 시켜 간 조직을 적출한 다음 무게를 측정하였다. 간 조직의 일부분을 취하여 차가운 potassium phosphate buffer(30 mM) 용액에 넣어 세절하고 세 번 수세하여 혈액을 제거한 다음 상기 용액에서 마쇄기 (glass teflon homogenizer)로 분쇄하여 10% 균질액을 만들어 기존 보고 8)에 따라 원심분리하여 얻어진 상 등 액은 SOD9), catalase10), GEx11)의 활성 및 hydroperoxide12), GSH13), 지질과산화물14,15)의 함량을 측정하였고, 단백질은 BradfordW)의 방법에 따라 측정하였으며, 모든 실험 결과의 통계처리는 Sigma plot에 의한 student's t- test를 이용하여 상호 유의성을 검정하였다.
대상 데이터
Reduced glutathione(GSH), sodium azide, glutathione reductase, reduced glutathione(GSH), nicotinamide adenine dinucleotide phosphate(NADPH), potassium cyanide, sucrose, thiobarbituric acid, potassium phosphate monobasic, potassium phosphate dibasic, ethylendiamine-tetraace- tic acid(EDTA), xanthine monosodium salt, xanthine oxidase, cytochrome-c 등은 Sigma사의 제품을 사용하고, 그 외의 일반 시약들은 특급을 사용하였다.
실험군당 10마리를 1군으로 8가지로 분류하여 실온이 20±1℃, 습도 50~60%, 12시간 간격으로 light-dark cycle을 유지하며 식이와 물은 자의로 먹게 하여 사육하였다. 백삼과 홍삼 추출물은 일화(주)에서 제조 판매하는 시제품을 사용하였다 (Table 2).
사용한 시료는 Dyets(Bethlenhem, Pennsylvenia, USA)사에서 생산된 normal diet(AIN-76A purified rodent diet) 및 fat diet(40% beef tallow modified AIN-76A purified rodent diet) 를 구입하여 사용하였다. 본 실험에 사용한 동물은 3주령의 ICR계 의 수컷 생쥐(Shizuoka 실험동물센터, 일본)로, 체중이 20~ 23 g 전후의 것을 사용하였다. 1주일간 실험동물용 표준사료로 사육하여 적응시킨 후 식이를 조제하여 공급하였다.
본 연구에서는 high fat diet에 대한 인삼 추출물의 항산화 효과를 알아보기 위해 실험동물로 생쥐를 이용하였다. 대조군은 일반 사료만을, FD군은 high fat diet만을 먹였으며, 실험군은 high fat diet 와 인삼주출물을 경구투여한 후 간 조직에서의 SOD, catalase, GPx의 활성 및 MDA 및 H2O2 함량 등을 측정함으로서 fat diet 독성에 대한 지질과 산화와의 상호 관련성, 인삼의 항산화 효소의 효과를 비교 검토하였다.
Table 1에서 보는 바와 같이 기초 식이 (normal control, NC)와 고지 방식이 (high-fat-diet)는 sucrose, beef tallow corn oil을 제외하고는 구성이 동일하였다. 사용한 시료는 Dyets(Bethlenhem, Pennsylvenia, USA)사에서 생산된 normal diet(AIN-76A purified rodent diet) 및 fat diet(40% beef tallow modified AIN-76A purified rodent diet) 를 구입하여 사용하였다. 본 실험에 사용한 동물은 3주령의 ICR계 의 수컷 생쥐(Shizuoka 실험동물센터, 일본)로, 체중이 20~ 23 g 전후의 것을 사용하였다.
데이터처리
3 m/ 용량으로 4주간 경구투여한 후에 생쥐를 16시간 절식시킨 후 경추 탈구로 희생 시켜 간 조직을 적출한 다음 무게를 측정하였다. 간 조직의 일부분을 취하여 차가운 potassium phosphate buffer(30 mM) 용액에 넣어 세절하고 세 번 수세하여 혈액을 제거한 다음 상기 용액에서 마쇄기 (glass teflon homogenizer)로 분쇄하여 10% 균질액을 만들어 기존 보고 8)에 따라 원심분리하여 얻어진 상 등 액은 SOD9), catalase10), GEx11)의 활성 및 hydroperoxide12), GSH13), 지질과산화물14,15)의 함량을 측정하였고, 단백질은 BradfordW)의 방법에 따라 측정하였으며, 모든 실험 결과의 통계처리는 Sigma plot에 의한 student's t- test를 이용하여 상호 유의성을 검정하였다.
성능/효과
Fat diet 독성에 대한 항산화 효소인 SOD의 활성은 인삼 추출물 군에서 전반적으로 낮았으며, GPx의 활성은 FR500, FR3000군에서 가장 높은 결과를 보였다. 과산화수소 함량은 FD군에서 약간 높았지만, 모든 군에서 거의 유사한 결과를 보였다.
고지방식이에 대한 인삼 추출물의 항산화 효과를 알아보기 위해서 생쥐의 간 조직에서 SOD 활성을 측정한 결과 Fig. 1에서 보는 바와 같이 대조군에 비해 FD군에서 증가하였지만 유의성은 없었다. 그러나 대조군에 비해 모든 인삼 추출물 군은 감소하였다.
그러나 대조군과 FD군에 비해 FW500, FW1500군(p< 0.01), FR500, FR1500군 (pvO.Ol)과 FW3000군 (pvO.05), FR3000군(p<0.05)에서 유의성 있는 감소를 보였으며, 특호], FR1500군에서 가장 큰 감소를 보였다.
생쥐의 간 조직에서 GPx 활성을 측정한 결과 Fig. 4에서 보는 바와 같이 대조군에 비해 FD군은 증가하였지만 유의성은 없었다. 모든 인삼 추출물 군은 대조군과 FD군에 비해 모두 증가하였다.
생쥐의 간 조직에서 Hydrogen peroxide 함량 변화를 측정한 결과 Fig. 2에서 보는 바와 같이 대조군에 비해 FD군은 증가하였지만 유의성은 없었다. 인삼추출물 군은 FD군에 비해 모두 감소하였지만 유의성은 없었다.
생쥐의 간 조직에서 catalase 활성을 측정한 결과 Fig. 3에서 보는 바와 같이 대조군에 비해 FD군은 증가하였지만 유의성은 없었다.
생쥐의 간 조직에서 glutathione 함량을 측정한 결과 Fig. 5에서 보는 바와 같이 대조군에 비해 FD군의 함량은 감소한 반면 FD군에 비해 모든 인삼 추출물 투여군은 증가하였으나 유의성은 없었다.
생쥐의 간 조직에서 지질 과산화 의 지표인 MDA 수준을 측정한 결과 Fig. 6에서 보는 바와 같이 대조군에 비해 FD군 (p<0.01)은 유의성 있는 증가를 보였지만, FW500군을 제외한 모든 인삼 추출물 군에서 감소하였다. 또한 FD군에 비해 모든 인삼 추출물 군에서 감소하였다.
이러한 결과를 종합하여 볼 때, FD군에서 GSH의 감소는 fat diet에 의해 생성된 자유 라디칼 및 H2O2의 제거제로 GSH이 활동했거나, GSH의 유출로 소모된 것으로 생각된다. FD군에 비해 인삼추출물 투여군의 GSH 증가는 인삼투여 가 생체의 환원 퍼텐셜 에너지를 증가 시켜 GSH 생성을 촉진하고 GSH 산화를 억제하는 것이라고 생각한다.
이러한 결과를 종합하여 볼 때, FD군에서 SOD 활성이 증가한 것은 fat diet로 인한 산화적 스트레스에 의해 생성된 자유 라디칼을 제거하기 위한 신체 내의 항산화 작용이라고 생각한다. 인삼추출물 군의 감소는 인삼 추출물이 지방합성 억제와 축적을 억제하여 항산화 효소 활성의 증가보다 활성산소를 제거하여 나타난 것이라고 생각한다.
이러한 결과를 종합하여 볼 때, fat diet는 산화적 스트레스로 인하여 GPx의 활성을 증대시키지 못하지만 인삼 추출물은 fot diet에 의해 감소된 GPx 활성을 증가시켰다고 생각한다.
Yokozawa 등20)에 의하면 인삼 성분은 라디칼 효소의 활성을 증대 시켜 peroxisome에서 과산화수소가 소거되며, 과산화수소 함량이 감소하는 것은 SOD 활성 증가에 따른 catalase 및 GPx의 활성도 증가 유도에 의한 내용이라고 보고하였다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때, 인삼 추출물 투여로 인한 SOD 활성의 감소로 과산화수소 생성의 감소가 예상되나 모든 군에서 약간에 차이는 있지만 거의 변화가 없는 것으로 보아 catalase 또는 GPx와 같은 효소에 의해 과산화수소의 함량 감소한 것으로 사료된다.
이러한 결과를 종합하여 볼 때, 지질과 산화의 최종 산물인 ' MDA가 대조군에 비해 FD군이 증가하였는데, 이것은 SOD의 상대적으로 낮은 저해에 비해 catalase가 고지 방 식이에 대해서 좀 더 많이 저해됨으로서, SOD에 의한 H2O2 생성물이 축적되어 지질과 산화가 증가된 것이라고 생각한다. 그리고 인삼 추출물 군에서의 감소는 GPx 활성이 증가하여 지질과 산화를 저해한 것이라고 생각한다.
과산화수소 함량은 FD군에서 약간 높았지만, 모든 군에서 거의 유사한 결과를 보였다. 자유라디칼에 의해 생성된 지질과 산화의 최종 산물인 MDA의 함량은 FD군을 기준으로 인삼 추출물 군에서 모두 낮은 수치를 보였다.
특히, FW3000군과 FR500, FR1500, FR3000군에서 각각 유의성 있는 감소(p<0.01)를 보였다.
모든 인삼 추출물 군은 대조군과 FD군에 비해 모두 증가하였다. 특히, 대조군에 비해 FR500, FR3000군 (p<0.05)에서 유의성 있는 증가를 보였고, 또한 FD군에 비해 FR500, FR3000군(p<0.01)에서 유의성 있는 증가를 보였다.
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