임신기부터 성장기 동안 Docosahexaenoic Acid 보충에 의한 흰쥐의 공간기억력 개선 효과 Effect of Supplementation with Docosahexaenoic Acid from Gestation to Adulthood on Spatial Learning Performance in Rat원문보기
SD계 흰쥐를 사용하여 motor activity 실험에서 동물들의 자발적인 운동성을 측정한 결과, 주어진 시간 내 움직인 시간과 움직인 거리에는 n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)과 DHA가 첨가된 식이군(Def +DHA group)간에 유의적 차이를 관찰할 수가 없었다. 학습효과 실험에서 n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)의 경우 목적 플래트폼까지 걸리는 시간이 DHA 첨가 식이군(Def +DHA group)에 비하여 유의적으로 길었음을 관찰할 수가 있었다(p<0.05). 수영한 거리(swimming distance)와 수영 속도(swimming speed)의 경우 수영 속도에는 유의적 차이가 없었으나 n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)의 경우, DHA 첨가 식이군(Def +DHA group)에 비해 수영 풀에서 움직인 거리가 유의적으로 길었다(p<0.05). 두 식이군의 흰쥐들이 수영한 시간(swimming time)과 쉬고 있는 시간(resting time)의 경우, 쉬는 시간에는 유의적 차이가 없었으나 수영 시간 또한 n-3 지방산이 결핍된 식이(Def group)로 사육된 쥐가 DHA가 첨가된 식이로 사육된 쥐(Def +DHA group)보다 수영한 시간이 유의적으로 길었다(p<0.05). 기억력 테스트에서 n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)의 경우 원래 A 지역에 대한 기억이 낮아서 A 지역을 지나가는 횟수가 다른 지역 B, C, D를 지나는 횟수와 유의적 차이가 없었다. 반면, DHA가 첨가된 식이군(Def +DHA group)의 경우 목적 플래트폼이 있었던 A 지역에 대한 기억으로 다른 지역인 B, C, D보다 지나가는 횟수가 유의적으로 많았음을 관찰하였다(p<0.05). 이상의 결과로부터 임신에서부터 성인이 될 때까지 n-3 지방산이 결핍된 식이로 사육된 쥐와 비교할 때 DHA가 첨가된 식이로 사육된 흰쥐가 Morris water maze를 이용한 공간기억력 실험에서 우수한 기억 학습효과를 나타냄을 알 수가 있었고 이러한 결과는 n-3와 n-6 지방산의 균형적인 섭취의 중요성을 부각시키고 있다.
SD계 흰쥐를 사용하여 motor activity 실험에서 동물들의 자발적인 운동성을 측정한 결과, 주어진 시간 내 움직인 시간과 움직인 거리에는 n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)과 DHA가 첨가된 식이군(Def +DHA group)간에 유의적 차이를 관찰할 수가 없었다. 학습효과 실험에서 n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)의 경우 목적 플래트폼까지 걸리는 시간이 DHA 첨가 식이군(Def +DHA group)에 비하여 유의적으로 길었음을 관찰할 수가 있었다(p<0.05). 수영한 거리(swimming distance)와 수영 속도(swimming speed)의 경우 수영 속도에는 유의적 차이가 없었으나 n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)의 경우, DHA 첨가 식이군(Def +DHA group)에 비해 수영 풀에서 움직인 거리가 유의적으로 길었다(p<0.05). 두 식이군의 흰쥐들이 수영한 시간(swimming time)과 쉬고 있는 시간(resting time)의 경우, 쉬는 시간에는 유의적 차이가 없었으나 수영 시간 또한 n-3 지방산이 결핍된 식이(Def group)로 사육된 쥐가 DHA가 첨가된 식이로 사육된 쥐(Def +DHA group)보다 수영한 시간이 유의적으로 길었다(p<0.05). 기억력 테스트에서 n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)의 경우 원래 A 지역에 대한 기억이 낮아서 A 지역을 지나가는 횟수가 다른 지역 B, C, D를 지나는 횟수와 유의적 차이가 없었다. 반면, DHA가 첨가된 식이군(Def +DHA group)의 경우 목적 플래트폼이 있었던 A 지역에 대한 기억으로 다른 지역인 B, C, D보다 지나가는 횟수가 유의적으로 많았음을 관찰하였다(p<0.05). 이상의 결과로부터 임신에서부터 성인이 될 때까지 n-3 지방산이 결핍된 식이로 사육된 쥐와 비교할 때 DHA가 첨가된 식이로 사육된 흰쥐가 Morris water maze를 이용한 공간기억력 실험에서 우수한 기억 학습효과를 나타냄을 알 수가 있었고 이러한 결과는 n-3와 n-6 지방산의 균형적인 섭취의 중요성을 부각시키고 있다.
The effect of supplementation with docosahexaenoic acid into n-3 fatty acid deficient diet on improvement of loaming related brain function was investigated. On the second day after conception, Sprague Dawley strain dams were subjected to a diet containing either n-3 fatty acid deficient (Def) or n-...
The effect of supplementation with docosahexaenoic acid into n-3 fatty acid deficient diet on improvement of loaming related brain function was investigated. On the second day after conception, Sprague Dawley strain dams were subjected to a diet containing either n-3 fatty acid deficient (Def) or n-3 fatty acid deficient + docosahexaenoic acid (Def+DHA). After weaning, male pups were fed on the same diet of their respective dams until adulthood. Motor activity and Morris water maze tests were measured at 10 weeks old. In motor activity test, there were no statistically significant differences in moving time and moving distance between the Def and Def+DHA diet groups. The n-3 fatty acid deficient with DHA (Def+DHA) group exhibited a shorter escape latency, swimming time and swimming distance (P<0.05) compared to the n-3 fatty acid deficient group (Def) but there was no difference in resting time and swimming speed between the experimental diet groups. In memory retention trial, the number of crossing of the platform position (region A) was significantly greater than those of other regions for the Def+DHA group. However, the Def group swam randomly without preference for the provisions platform location, indicating poorer memory retention. From those results, supplementation with DHA into the n-3 fatty acid deficient diet improved the spatial loaming ability in rats as assessed by Morris water maze test.
The effect of supplementation with docosahexaenoic acid into n-3 fatty acid deficient diet on improvement of loaming related brain function was investigated. On the second day after conception, Sprague Dawley strain dams were subjected to a diet containing either n-3 fatty acid deficient (Def) or n-3 fatty acid deficient + docosahexaenoic acid (Def+DHA). After weaning, male pups were fed on the same diet of their respective dams until adulthood. Motor activity and Morris water maze tests were measured at 10 weeks old. In motor activity test, there were no statistically significant differences in moving time and moving distance between the Def and Def+DHA diet groups. The n-3 fatty acid deficient with DHA (Def+DHA) group exhibited a shorter escape latency, swimming time and swimming distance (P<0.05) compared to the n-3 fatty acid deficient group (Def) but there was no difference in resting time and swimming speed between the experimental diet groups. In memory retention trial, the number of crossing of the platform position (region A) was significantly greater than those of other regions for the Def+DHA group. However, the Def group swam randomly without preference for the provisions platform location, indicating poorer memory retention. From those results, supplementation with DHA into the n-3 fatty acid deficient diet improved the spatial loaming ability in rats as assessed by Morris water maze test.
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문제 정의
Hibbeln 등[기은 미 대륙의 경우 동양인에 비하여 어유 섭취 빈도가 낮아 결국 혈중 DHA 함량도 적은 것을 관찰 하였으며 이러한 DHA 함량의 감소는 임신 후 우울증 증가와 매우 밀접한 관련이 있다고 언급하였다. 따라서 본 연구에서는 임신기부터 성인기까지 n-3 지방산이 결핍된 식이군과 n-3 지방산이 결핍된식이에 DHA를 첨가한 식이군으로 나누어 흰쥐를 사육한 후 성인이 되었을 때 Morris water maze test를 이용하여 이들두 식이군 간의 공간 기억 학습능력을 측정하여 DHA 보충에 의한 뇌 기능 개선효과에 대하여 알아보고자 하였다.
제안 방법
실험쥐가 수영해서 목적지까지 걸리는 시간과 swimming speed를 videomax를 이용하여 측정하였다. 3일째부터는 A 지역 중앙에 가시형의 platform 대신에 보기 힘든 플래트폼(hidden platform)으로 치환하였고수면에서 약 1 cm가량 아래의 높이에 두었으며 실험쥐가 목적 플래트폼까지 걸리는 시간을 측정하였다(escape latency). 실험쥐가 성공적으로 목적 플래트폼에 도착하면 30초간 그곳에서 휴식시간을 주고 만약 90초 내에 도착하지 못하면 손으로 목적지까지 안내해 주어 30초간 휴식하게 하였다.
수영 속도에는 두 군 간에 유의적 차이가 없었으므로 앞서 자발적인 운동력 결과와 일치하여 쥐의 기본적인 운동 능력에는 두 식이군 간에 차이가 없음을 알 수가 있었다. Fig. 4에서는 두 식이군의 쥐들이 목적 플래트폼까지 걸린 시간을 수영 한 시간(swimming time)과 쉬고있는 시간(resting time)으로 나누어 살펴보았다. 쉬는 시간을 측정하는 이유로는 어떤 실험쥐의 경우 여러 번 반복된 실험의 경우 수영하지 않아도 일정 시간이 지나면 실험이 종료됨을 인식하여 수영을 하지 않는 경우도 있기 때문이며 본실험에서는 두 식이 군 간에 쉬는 시간의 차이가 없었고 앞서의 지적한 경우처럼 계속 쉬어 있는 동물도 없었음을 관찰할 수가 있었다.
먼저 motor activity 실험을 행하여 동물들의 자발적인 운동성을 측정하였다. 각각 실험쥐들을 bed- ding이 깔려져 있는 쥐용 case (25cm x 45cm x 20cm)에 넣고 비디오카메라를 이용하여 이들의 moving distance와 moving time를 30분간 측정하였고 이러한 실험은 4일 연속 같은 시간에 측정하였다[12].
즉 다른 지역인 B, C, D와 비교했을 때 A 지역을 지나가는 횟수가 많을수록 공간 기억력이 우수한 것으로 판정하였고 A, B, C, D 지역의 구별 없이 무작위로 수영하는 경우 공간 기억력이 떨어지는 것으로 판단하였다. 또한 목적 플래트폼까지 걸린 시간인 escape latency를 다시 swimming time과 resting time롤 나누어 실험동물의 전반적인 운동력을 측정하였고, swimming distance와 swimming speed도 아울러 측정하였다.
행해졌다. 먼저 motor activity 실험을 행하여 동물들의 자발적인 운동성을 측정하였다. 각각 실험쥐들을 bed- ding이 깔려져 있는 쥐용 case (25cm x 45cm x 20cm)에 넣고 비디오카메라를 이용하여 이들의 moving distance와 moving time를 30분간 측정하였고 이러한 실험은 4일 연속 같은 시간에 측정하였다[12].
물탱크를 임의로 4등분하여 즉 A, B, C, D의 지역으로 나누고 서로 다른두 개의 시작 포인트를 정하였고 벽면에 있는 은박지와 전기코드가 쥐에게 방향성에 대한 신호로 작용하였다. 물의 온도는 211 가량이며 1일째는 수영 훈련기간으로 실험쥐를 자유수영시켰고 2일째 가시형태의 플래트폼을 A 지역 중앙에 수위보다 1 cm 높게 두어 실험쥐가 수영하면서 가시형태의 플래트폼이 보이도록 하였다. 실험쥐가 수영해서 목적지까지 걸리는 시간과 swimming speed를 videomax를 이용하여 측정하였다.
가하는 방법으로 널리 사용되어 왔다[13, 16]. 물탱크를 임의로 4등분하여 즉 A, B, C, D의 지역으로 나누고 서로 다른두 개의 시작 포인트를 정하였고 벽면에 있는 은박지와 전기코드가 쥐에게 방향성에 대한 신호로 작용하였다. 물의 온도는 211 가량이며 1일째는 수영 훈련기간으로 실험쥐를 자유수영시켰고 2일째 가시형태의 플래트폼을 A 지역 중앙에 수위보다 1 cm 높게 두어 실험쥐가 수영하면서 가시형태의 플래트폼이 보이도록 하였다.
이 러한 실험은 하루에 두 번, 다른 시작 포인트에서 측정되었고 4일 연속 진행되었다(learning trial). 실험 마지막 날에는 기존에 있었던 플래트폼을 제거하고 플래트폼이 있었던 A 지역에 대한 기억력을 지나가는 횟수로 측정하였다(memory retention trial). 즉 다른 지역인 B, C, D와 비교했을 때 A 지역을 지나가는 횟수가 많을수록 공간 기억력이 우수한 것으로 판정하였고 A, B, C, D 지역의 구별 없이 무작위로 수영하는 경우 공간 기억력이 떨어지는 것으로 판단하였다.
신생 쥐가 이유기가 되었을 때 각각 암컷 쥐로부터 1마리씩의 수컷쥐를 취하여 어미쥐의 식이와 동일한 식이로 10주령까지 사육하였다. 실험에 사용된 식이는 지방산의 양이 변형된 AIN-93G 표준식이[15]이고 실험식이와 음용수는 실험기간동안 자유섭취 방법으로 급여하였다. 적정 환경은 온도 23±1℃, 상대습도, 명암 12 시간 주기였다.
물의 온도는 211 가량이며 1일째는 수영 훈련기간으로 실험쥐를 자유수영시켰고 2일째 가시형태의 플래트폼을 A 지역 중앙에 수위보다 1 cm 높게 두어 실험쥐가 수영하면서 가시형태의 플래트폼이 보이도록 하였다. 실험쥐가 수영해서 목적지까지 걸리는 시간과 swimming speed를 videomax를 이용하여 측정하였다. 3일째부터는 A 지역 중앙에 가시형의 platform 대신에 보기 힘든 플래트폼(hidden platform)으로 치환하였고수면에서 약 1 cm가량 아래의 높이에 두었으며 실험쥐가 목적 플래트폼까지 걸리는 시간을 측정하였다(escape latency).
대상 데이터
본 실험에서는 임신 2일된 암컷 Sprague Dawley (SD)계흰쥐 20 마리를 Charles River 실험실 (Portage, MI)로 부터 구입하여 각각 10마리씩 두 군으로 나누어 n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)과 DHA가 첨가된 식이 (Def +DHA group)로 임신기간 및 수유기동안 사육하였다. 신생 쥐가 이유기가 되었을 때 각각 암컷 쥐로부터 1마리씩의 수컷쥐를 취하여 어미쥐의 식이와 동일한 식이로 10주령까지 사육하였다.
데이터처리
실험 결과는 Mean 士 SEM (Standard Error of Mean)으로 나타내었고 분석된 실험 데이터는 Statistica program (Statsoft, Tulsa, OK)을 이용하여 repeated measures oneway "OVA를 실시하여 유의성이 있을 경우에 post-hoc test로 Tuke/s HSD (Honest Significant Difference) test를 실시하여 유의성을 검증하였다.
The values are presented as the mean ± SEM, with ns8-10 rats. The differences in escape latency between the experimental groups are significantly different at P<0.05 by a repeated measures, one-way ANOVA.
The values are presented as the mean ± SEM, with n=8-10 rats. The differences in swimming distance between the experimental groups are significantly different at P<0.05 by a repeated measures, one-way ANOVA. There was no significant difference in swimming speed between the experimental groups.
The swimming (A) and resting (B)times are presented as the mean ± SEMZ with n=8-10 rats. The differences in swimming time between the experimental groups are significantly different at P< 0.05 by a repeated measures, one-way ANOVA. There was no significant difference in resting time between the experimental groups.
성능/효과
Motor activity 실험을 행하여 주어진 시간 동안 쥐들이 움직인 시간과 움직인 거리를 측정하여 동물들의 자발적인 운동성을 검토한 결과, 주어진 시간 내 움직인 시간의 경우, n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)과 DHA가 첨가된 식이군(Def +DHA group)간에 유의적 차이를 관찰할 수가 없었고 총 움직인 거리에도 두 군 간에 유의적 차이가 없었다 (Fig. 1).
이는 목적지에 대한 공간 기억력이 상당히 저하되었음을 의미한다. 반면, DHA가 첨가된 식이군(Def +DHA group)의 경우, 목적 플래트폼이 있었던 A 지역에 대한 기억으로 A 지역에 대한 선호도가 높았으며 다른 지역인 B, C, D보다 지나가는 횟수가 유의적으로 많았음을 관찰할 수가 있었다(p<0.05). Lim과 Suzuki[9]는 약령과 노령 마우스에 DHA를 첨가한 식이로 5개월간 사육한 후 미로 기억 학습능력을 측정한 결과 n-3 지방산이 결핍된 식이군에 비하여 물이 있는 출구까지 걸리는 시간이 짧았으며 미로 중간 블록에 들어가 머무는 횟수도 적었다고 보고하였다.
4에서는 두 식이군의 쥐들이 목적 플래트폼까지 걸린 시간을 수영 한 시간(swimming time)과 쉬고있는 시간(resting time)으로 나누어 살펴보았다. 쉬는 시간을 측정하는 이유로는 어떤 실험쥐의 경우 여러 번 반복된 실험의 경우 수영하지 않아도 일정 시간이 지나면 실험이 종료됨을 인식하여 수영을 하지 않는 경우도 있기 때문이며 본실험에서는 두 식이 군 간에 쉬는 시간의 차이가 없었고 앞서의 지적한 경우처럼 계속 쉬어 있는 동물도 없었음을 관찰할 수가 있었다. 수영 시간의 경우에도 n-3 지방산이 결핍된식이(Def group)로 사육된 쥐의 경우 DHA가 첨가된 식이 (Def +DHA group)로 사육된 쥐보다 수영한 시간이 유의적으로 길었다(p<0.
생화학적 연구에서 Delion 등[3]은 흰쥐의 경우 만성적인 n-3 지방산 결핍은 dopamine 신경전달 시스템을 변형시켜 대뇌의 내인성 dopamine 함량 감소를 나타내었다고 보고하였다. 이상의 결과를 종합해 보면 n-3 지방산의 결핍은 뇌 기능 손상을 일으키며 이러한 현상은 뇌 내의 DHA 함량 감소와 밀접한 관련을 가지므로 뇌 기능 항상성을 위해서는 뇌 내의 일정한농도의 DHA 유지가 필요하다고 여겨진다.
실험 마지막 날에는 기존에 있었던 플래트폼을 제거하고 플래트폼이 있었던 A 지역에 대한 기억력을 지나가는 횟수로 측정하였다(memory retention trial). 즉 다른 지역인 B, C, D와 비교했을 때 A 지역을 지나가는 횟수가 많을수록 공간 기억력이 우수한 것으로 판정하였고 A, B, C, D 지역의 구별 없이 무작위로 수영하는 경우 공간 기억력이 떨어지는 것으로 판단하였다. 또한 목적 플래트폼까지 걸린 시간인 escape latency를 다시 swimming time과 resting time롤 나누어 실험동물의 전반적인 운동력을 측정하였고, swimming distance와 swimming speed도 아울러 측정하였다.
학습 효과(learning trial) 실험에서 두 식이군 모두 반복된 실험으로 시간의 경과와 더불어 목적 플래트폼까지 걸리는 시간(escape latency)이 단축되었다(Fig. 2). 그러나 n-3 지방산이 결핍된 식이군(Def group)의 경우, 목적 플래트폼까지 걸리는 시간이 DHA 첨가 식이군(Def +DHA group)에 비하여 유의적으로 길었음을 관찰할 수가 있었다(p<(W5).
참고문헌 (20)
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