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문제 정의
- 24> 선행연구를 보면的 카제인에 비하여 콩 단백질 섭취 시성 장 호르몬 분비 증가효과는 콩 단백질이 카제인에 비하여 풍부한 arginine을 가진 아미노산 조성의 차이에서 기인된것으로 추론할 수 있겠으나 실제 arginine의 양을 통제하거나 첨가하여 검증한 연구는 아직 없다. 따라서 성장기 암컷 쥐를 대상으로 콩단백질의 arginine의 단독효과를 알아보기 위하여 카제인 식이에 선행연구에서 사용한 콩단백질이 함유한 arginine량 만큼 첨가하여 골밀도 및 골함량에 미치는 효과를 알아보고자 한다.
제안 방법
- 혈중 칼슘과 인은 시료를 그대로 사용하였고, 요 중 칼슘은 칼슘이 함유되어 있는 시료에 o-CPC (o-cresolphthalein complexone)를 첨가하여 생성되는 발색복합물의 흡광도를 570 nm에서 측정한 비색정량법으로 분석하였다" 요 중인은 Tween 80을 2배 물로 희석한 (v/v) 용액 (Tween 80 (1): Water (2)) 0.9 ml에 molybdate 용액 (황산 (0.60 mol/liter) 액에 2.0 g ammonia molybdate를 녹여 침전 시켜 molbdate 용액을 만듬) 100 ml를 넣어 working reagent 를 만들어서 여기에 인의 표준용액을 첨가함으로 생성되는 인-몰리브덴산 복합체의 발색정도를 340 nm에서 측정한 인- 몰리브덴산 비색정량법으로 분석하였다.
- Sprague-Dawley 암컷 쥐 (60 ± 5 g) 를 대한 동물사육센터로부터 분양받아 1주일간의 적응기간 동안 고형사료 (rat chow, 삼양사)로 사육한 후 난괴법을 이용하여 각 군당 12 마리씩 2군으로 나누어 9주간 실험 식이를 공급하였다. 실험동물은 stainless steel wire cage에서 한 마리씩 분리 사육하였으며, 사육실의 온도는 25 ± 2℃, 습도는 63 ± 5% 로 유지하였고 매일 광주기, 암주기를 12시간이 되도록 조절하였다.
- 따라서 사육한 흰쥐는 사육 3주째 (6주령), 6주째 (9주령), 9주째 (12주령)에 마취제 ketamine hydrochloride (유한양행, 50 mg/ml) 를 사용하여 체중 1 kg 당 75 mg의 용량으로 근육주사한 후 골밀도를 측정하였다. 골밀도 측정은 척추와 대퇴골의 골밀도를 측정하였다. 골밀도는 lunar 사의 small animal 전용 골밀도 측정기인 PIXImus (#51038)를 이용하여 척추 (spine) 와 대퇴골 (femur) 의 골밀도 (bone mineral density, BMD) 와 골무기질함량 (bone mineral content, BMC) 을 측정하였다.
- 골밀도 측정은 척추와 대퇴골의 골밀도를 측정하였다. 골밀도는 lunar 사의 small animal 전용 골밀도 측정기인 PIXImus (#51038)를 이용하여 척추 (spine) 와 대퇴골 (femur) 의 골밀도 (bone mineral density, BMD) 와 골무기질함량 (bone mineral content, BMC) 을 측정하였다.
- 완전 성성숙)로 나누어 골밀도를 측정하여 선행연구 결과와 비교하였다. 따라서 사육한 흰쥐는 사육 3주째 (6주령), 6주째 (9주령), 9주째 (12주령)에 마취제 ketamine hydrochloride (유한양행, 50 mg/ml) 를 사용하여 체중 1 kg 당 75 mg의 용량으로 근육주사한 후 골밀도를 측정하였다. 골밀도 측정은 척추와 대퇴골의 골밀도를 측정하였다.
- 선행연구에서 성장기 암컷 쥐를 대상으로 여성 호르몬의 분비가 거의 없는 시기, 분비시작시기, 그리고 분비가 왕성한 시기로 구분하여 골밀도를 측정하였으므로 같은 시기로 구분하여 실험 3주째 (주령 6주: 성호르몬 분비가 미약), 실험 6주째 (주령 9주: 성주기가 안정) , 실험 9주째 (주령 12주. 완전 성성숙)로 나누어 골밀도를 측정하여 선행연구 결과와 비교하였다. 따라서 사육한 흰쥐는 사육 3주째 (6주령), 6주째 (9주령), 9주째 (12주령)에 마취제 ketamine hydrochloride (유한양행, 50 mg/ml) 를 사용하여 체중 1 kg 당 75 mg의 용량으로 근육주사한 후 골밀도를 측정하였다.
- 실험 기간 동안 식이와 물은 자유롭게 섭취케 하였으며 물은 모두 2차 이온교환수를 사용하였다. 실험 식이는 대조군과 arginine 첨가군으로 나누었고 arginine 첨가 군의 arginine (L-Arginine: Sigma A8094, Japan) 첨가량은 선행연구에서 사용한 콩단백질이 함유하고 있는 arginine 함량과 같은 양이 되게 카제인군에 첨가하였다. 식이의 기본조성은 AIN-93G에 기준하여 조제하였다.
- 실험기간 동안 식이 섭취량은 이틀에 한 번씩, 체중은 1주일에 한 번씩 일정한 시간에 측정하였다.
- 실험동물은 stainless steel wire cage에서 한 마리씩 분리 사육하였으며, 사육실의 온도는 25 ± 2℃, 습도는 63 ± 5% 로 유지하였고 매일 광주기, 암주기를 12시간이 되도록 조절하였다. 실험 기간 동안 식이와 물은 자유롭게 섭취케 하였으며 물은 모두 2차 이온교환수를 사용하였다.
데이터처리
- 각 군의 평균과 표준편차를 구하였으며 군 간의 통계적 유의성은 student's t-test로 분석하였다.
- 본 실험에서 얻은 결과는 SAS package를 이용하여 분석하였다. 각 군의 평균과 표준편차를 구하였으며 군 간의 통계적 유의성은 student's t-test로 분석하였다.
이론/모형
- 실험 식이는 대조군과 arginine 첨가군으로 나누었고 arginine 첨가 군의 arginine (L-Arginine: Sigma A8094, Japan) 첨가량은 선행연구에서 사용한 콩단백질이 함유하고 있는 arginine 함량과 같은 양이 되게 카제인군에 첨가하였다. 식이의 기본조성은 AIN-93G에 기준하여 조제하였다.霑> 실험식이의 조성은 Table 1과 같다.
성능/효과
- 1) 체중 증가량, 식이 섭취량, 식이효율은 실험군 간에 유의적인 차이가 없었다.
- 2) 혈청 칼슘과 인의 농도는 arginine군과 대조군 사이에 유의적인 차이가 없었으며, 요 중 칼슘 배설량은 arginine 군이 유의적으로 낮았다.
- 3) Arginine군은 대조군에 비하여 척추골밀도가 3주는 높은 경향을 보였고, 6주에 유의적으로 높았고 9주째는 통계적 유의성이 없었다.
- 011 g/cm?)으로 보고©하였다. 3주 째 척추 골무기질 함량은 대조군이 0.194 ± 0.03 g인 반면 arginine 첨가 군은 0.238 + 0.02 g으로 유의적으로 높았다. 체중은 골밀도와 함량에 매우 큰 영향을 미치므로® 체중 당 척추 골밀도를 비교한 결과 대조군은 0.
- 5에 나타내었다. 3주 째 척추 골밀도는 대조군이 0.097 g/cm2, arginine 첨가군이 0.105 g/crrf로 arginine 군이 높은 경향을 보였으나 유의적인 차이가 없었다. 이것은 같은 연령의 성장기 암컷 쥐에서 대조군식이는 casein으로 동일하고 실험군으로 이소플라본이 풍부한 콩단백질과 이소플라본이 거의 없는 콩단백질을 섭취시킨 경우 대조군인 casein군의 골밀도는 0.
- 4) Arginine 군은 대조군에 비하여 척추 골함량은 3주째와 6주째 유의적疝 높았고 9주는 높았으나 통계적 유의성은 없었다.
- 5) Arginine군은 대조군에 비하여 대퇴골밀도는 3주 砰, 9주째 모두 유의적으로 높았다.
- 6) Arginine군은 대조군에 비하여 대퇴골함량은 3주 6주째 유의적으로 높았으나 9주째는 유의적인 차이가 없었다. 결론적으로, arginine 첨가식이는 성장기의 암컷 흰쥐에서 척추와 대퇴골 형성에 유익한 것으로 나타나서 arginine이 풍부한 식품의 섭취는 최대 골밀도 형성에 유익할 것으로 사료된다.
- 6주째에 척추 골밀도는 통계적인 유의성은 없었으나 높은 경향을 보였고, 척추 골함량은 유의적인 증가를 나타내었다
- 6주째의 대퇴 골밀도와 골함량은 arginine 첨가군에서 모두 유의적인 증가를 나타내었다 (Table 8). 이것은 선행 연구에서 콩단백질의 섭취 시 6주째 체중당 대퇴골밀도는 높았는데 본 연구에서는 대퇴골밀도와 대퇴 골함량 및 체중당대퇴골밀도와 골함량이 모두 arginine 첨가군이 유의적으로 높았다.
- 따라서 성 성숙이 되어 estrogen의 분비가 왕성하여 arginine의 효과가 상쇄 될 수 있다고 사료되므로 수컷을 대상으로 arginine을 첨가한 연구가 추후 요망된다. 9주째의 대퇴골밀도는 arginine 첨가군이 유의적으로 높았다. 이것은 이소플라본이 풍부한 콩단백질 섭취 시 9주째대퇴 골밀도가 높은 경향을 보였다고 보고한 선행연구와”> 일치한다.
- Arginine 첨가군에서 3주째의 대퇴 골밀도와 대퇴 골 함량은 arginine 첨가군에서 유의적인 증가를 나타내었다 (Table 6. ) 이것은 선행연구에서 casein과 콩단백질군을 비교하였을 때 3주째에 대퇴 골밀도와 대퇴 골함량은 유의적인 차이가 없었으나 체중 당 비교 시 대퇴골함량이 높았다고 하였는데® 본 연구에서는 대퇴골밀도와 골함량이 arginine 첨가 군이 대조군에 비하여 유의적으로 높았다.
- 그러나 대퇴 골함량은 유의적인 차이가 없었다. 결론적으로 성장기 암컷 쥐에서 arginine 첨가 시 척추 골밀도는 3주째와 6주째에 유의적으로 높았고, 대퇴 골밀도는 3, 6, 9주째 모두 유의적으로 높아 arginine 첨가식이는 성장기 쥐에서 골 형성에 유리하였다. 또한 arginine 첨가는 성장호르몬의 분비를 촉진 시켜 골함량 향상에 더 유리한지 추후 연구가 요망된다.
- 없었다. 결론적으로, arginine 첨가식이는 성장기의 암컷 흰쥐에서 척추와 대퇴골 형성에 유익한 것으로 나타나서 arginine이 풍부한 식품의 섭취는 최대 골밀도 형성에 유익할 것으로 사료된다. 그러나 생리주기 별로 골격부위에 따라 다르게 나타나 성호르몬 분비가 다른 성장기 수컷에서나 난소절제 쥐에서 등 다른 생리적 모델에서 연구가 요망되며 arginine이 골밀도에 유리한 이유로 관련 호르몬 및 골대사 지표에 대한 추후 연구가 요망된다.
- 그리고 콩단백질 급원으로 이용한 콩단백질의 arginine 함량은 대조군에 이용한 카제인에 함유된 arginine량 보다 약 2.3배 높았다.或 성장기 수컷 흰쥐를 대상으로 한 Kim과 Kim의 연구m에서는 카제인군 보다 콩단백질을 섭취한 군에서 혈청 arginine 농도가 높았다고 보고하였다.
- 성호르몬 분비가 왕성한 9주째에는 척추 골밀도와 골함량 모두 대조군과 arginine 첨가군 모두에서 유의적인 차이가 없었다. 3주째와 6주째와 다르게 9주째에는 (Table 9) 대조군과 arginine 첨가군 사이에 척추 골밀도 및 골함량에 차이가 없는 것은 골대사에 유리하게 작용하는 에스트로겐이 안정적으로 분비되고 있는 시기인 것이 한 가지 요인으로 작용하였을 것으로 생각되나 그 명확한 기전은 향후 연구에서 규명되어야겠다.
- 유의적인 증가를 나타내었다 (Table 8). 이것은 선행 연구에서 콩단백질의 섭취 시 6주째 체중당 대퇴골밀도는 높았는데 본 연구에서는 대퇴골밀도와 대퇴 골함량 및 체중당대퇴골밀도와 골함량이 모두 arginine 첨가군이 유의적으로 높았다. 성호르몬의 분비 변화는 생체 내에서 골격대사와 밀접한 관계를 가지며, 성장기의 골성숙과 나이가 증가함에 따라 일어나는 골소실 방지에 매우 중요한 역할을 하고 있다.
후속연구
- 3주째와 6주째와 다르게 9주째에는 (Table 9) 대조군과 arginine 첨가군 사이에 척추 골밀도 및 골함량에 차이가 없는 것은 골대사에 유리하게 작용하는 에스트로겐이 안정적으로 분비되고 있는 시기인 것이 한 가지 요인으로 작용하였을 것으로 생각되나 그 명확한 기전은 향후 연구에서 규명되어야겠다. 따라서 성 성숙이 되어 estrogen의 분비가 왕성하여 arginine의 효과가 상쇄 될 수 있다고 사료되므로 수컷을 대상으로 arginine을 첨가한 연구가 추후 요망된다.
- 또한 척추의 골절은 연령이 증가하면서 완만한 증가를 보이는데 반하여 대퇴골의 골절은 폐경까지는 서서히 증가하다가 그 때 이후로는 기하급수적으로 증가한다고 보고되었다.疝 따라서 폐경 후 대퇴부의 골밀도 감소율이 급속히 증가하므로 폐경 여성에서 arginine의 첨가가 대퇴 골밀도 소실 지연에 향상에 도움이 되는지 추후 연구가 요망된다.
- 결론적으로, arginine 첨가식이는 성장기의 암컷 흰쥐에서 척추와 대퇴골 형성에 유익한 것으로 나타나서 arginine이 풍부한 식품의 섭취는 최대 골밀도 형성에 유익할 것으로 사료된다. 그러나 생리주기 별로 골격부위에 따라 다르게 나타나 성호르몬 분비가 다른 성장기 수컷에서나 난소절제 쥐에서 등 다른 생리적 모델에서 연구가 요망되며 arginine이 골밀도에 유리한 이유로 관련 호르몬 및 골대사 지표에 대한 추후 연구가 요망된다.
- 일반적으로 콩은 casein에 비하여 arginine 함량이 높고 이 argininee 성장호르몬의 분비를 촉진시킨다고 알려져 있으나 성장호르몬과 칼슘의 배설량과의 직접적인 연구보고가 없다. 그러나 성장호르몬의 분비증가는 많은 칼슘의 체내축적이 가능하므로 칼슘의 배설량을 낮출 수 있다고 사료되나 arginine의 첨가가요 중 칼슘배설에 어떤 영향을 미치는지 그 기전에 대한 추후 연구가 요망된다. 이것은 성장기 암컷 쥐에서 arginine이 casein에 비하여 풍부한 콩단백질의 섭취 시 요중 칼슘 배설량이 낮은 경향을 보였다는 선행연구© 결과와 일치하며 장기적인 요 중 칼슘 배설량이 적어지면 골 대사에 유리할 것으로 사료된다.
- 3주째와 6주째와 다르게 9주째에는 (Table 9) 대조군과 arginine 첨가군 사이에 척추 골밀도 및 골함량에 차이가 없는 것은 골대사에 유리하게 작용하는 에스트로겐이 안정적으로 분비되고 있는 시기인 것이 한 가지 요인으로 작용하였을 것으로 생각되나 그 명확한 기전은 향후 연구에서 규명되어야겠다. 따라서 성 성숙이 되어 estrogen의 분비가 왕성하여 arginine의 효과가 상쇄 될 수 있다고 사료되므로 수컷을 대상으로 arginine을 첨가한 연구가 추후 요망된다. 9주째의 대퇴골밀도는 arginine 첨가군이 유의적으로 높았다.
- 결론적으로 성장기 암컷 쥐에서 arginine 첨가 시 척추 골밀도는 3주째와 6주째에 유의적으로 높았고, 대퇴 골밀도는 3, 6, 9주째 모두 유의적으로 높아 arginine 첨가식이는 성장기 쥐에서 골 형성에 유리하였다. 또한 arginine 첨가는 성장호르몬의 분비를 촉진 시켜 골함량 향상에 더 유리한지 추후 연구가 요망된다. 또한 척추의 골절은 연령이 증가하면서 완만한 증가를 보이는데 반하여 대퇴골의 골절은 폐경까지는 서서히 증가하다가 그 때 이후로는 기하급수적으로 증가한다고 보고되었다.
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