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문제 정의
- 본 연구에서는 한약처방 중 빈혈에 효과가 있는 것으로 알려진 참당귀가 식이로 유도된 빈혈 흰쥐에서 혈액학적 빈혈 지표에 미치는 영향을 조사하였다
제안 방법
- EDTA 처리된 튜브에 수집한 전혈은 적혈구 (red blood cell, RBC)수, 헤모글로빈 (hemoglobin, Hgb), 적혈구 용적 (hematocrit, Hct), 평균 적혈구 용적 (mean corpuscu lar volume, MCV), 평균 적혈구 혈색소 (mean corpuscu lar hemoglobin, MCH), 평균적혈구혈색소 농도 (mean corpuscular hemoglobin concentration, MCHC)를 자동 혈액세포 '키'운터 (automatic blood cell counter, Sysmex NE 8000, Toa Medical Electronics Co., Japan)를 사용하여 측정하였다. 철결합능력 (Total iron binding capacity, TIBC)은 자동생화학분석기 (Hitachi 747.
- 빈혈유발을 확인한 후 무철분식이와 함께 saline (1 ml/kg BW/day, FeDS), 참당귀추출물 (1 g/kg BW/day, FeDA), 철분보충제(iron-succinylate 14 mg/kg BW/day, FeDFe) 를 3주간 경구 투여한 후 일차적으로 각 군에서 동물 반을 임의로 선택하여 희생하였다. 나머지 반은 무철분식이를 일반식이로 바꾸어 위와 동일한 방법으로 다시 3 주간 다시 경구 투여하였다(Fig. 1).
- puncture 방법으로 혈액을 채취하였다. 또한 실험 3주 후와 6주 후 희생 시도 heart puncture 방법으로 혈액 4.0 ml을 채취하였고 1.0 ml은 EDTA 처리된 튜브에 균등이 되도록 잘 흔들어 4°C에 보관한 후 48시간 이내에 complete blood count (CBC)를 측정하였다. 나머지 혈액은 생화학적 측정을 위하여 EDTA-free tube에 넣어 3, 000 rpm에서 15분간 원심분리하여 혈청을 얻었으며 이 시료는 분석 전까지 -70C에 보관하였다.
- 모든 실험동물의 식이는 자유섭취방법으로 공급하였다 실험 기간 동안 매일 일정시간에 사료 잔량을 측정하여 1일 식이 섭취량을 계산하였으며 체중은 1주일에 1회 측정하였다. 식이효율 (food efficiency ratio, FER)은 실험 시작 일부터 희생일 까지를 총 실험기간으로 하여 실험 기간 동안의 체중증가량을 실험기간 동안의 식이 섭취량으로 나누어 산출하였다.
- 무철분식이를 6주간 공급한 후 빈혈유발을 확인하기 위하여 참당귀 열수추출물과 철분보충제를 경구 투여하기 전 heart puncture 방법으로 혈액을 채취하였다. 또한 실험 3주 후와 6주 후 희생 시도 heart puncture 방법으로 혈액 4.
- 본 연구에서는 무철분식이로 철분결핍성 빈혈 유발을 시킨 흰쥐에게 3주간 무철분식이를 섭취시키면서 saline, 참당귀 추출물 및 철분보충제를 투여한 후, 무철분식이를 일반식이로 대체하여 다시 3주간 같은 처리를 한 후 혈액학적 빈혈지표를 조사하여 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 철분결핍 빈혈 유도는 무철분식이를 6 주간 공급하여 유도하였다 (Table 1). 빈혈유발을 확인한 후 무철분식이와 함께 saline (1 ml/kg BW/day, FeDS), 참당귀추출물 (1 g/kg BW/day, FeDA), 철분보충제(iron-succinylate 14 mg/kg BW/day, FeDFe) 를 3주간 경구 투여한 후 일차적으로 각 군에서 동물 반을 임의로 선택하여 희생하였다. 나머지 반은 무철분식이를 일반식이로 바꾸어 위와 동일한 방법으로 다시 3 주간 다시 경구 투여하였다(Fig.
- 측정하였다. 식이효율 (food efficiency ratio, FER)은 실험 시작 일부터 희생일 까지를 총 실험기간으로 하여 실험 기간 동안의 체중증가량을 실험기간 동안의 식이 섭취량으로 나누어 산출하였다.
- 공급하면서 실험실에 적응시켰다. 실험실 환경을 최적의 상태로 (온도 22 士 2°C, 습도 55 士 5%) 유지하면서 12시간씩 밤과 낮을 자동 조절하였다. 철분결핍 빈혈 유도는 무철분식이를 6 주간 공급하여 유도하였다 (Table 1).
- 참당귀 100 g을 20배의 물에 2시간 동안 진탕 기로 열수 추출 하여 감압여과하고 rotary vacuum evaporator (EYELA, Japan)를 사용하여 농축한 후 동결건조 하여 사용하였다. 참당귀의 열수추출 후 수득률은 46~48%이었다.
- , Japan)를 사용하여 측정하였다. 철결합능력 (Total iron binding capacity, TIBC)은 자동생화학분석기 (Hitachi 747. Hitachi Co., USA) 로 측정하였다.
- 실험실 환경을 최적의 상태로 (온도 22 士 2°C, 습도 55 士 5%) 유지하면서 12시간씩 밤과 낮을 자동 조절하였다. 철분결핍 빈혈 유도는 무철분식이를 6 주간 공급하여 유도하였다 (Table 1). 빈혈유발을 확인한 후 무철분식이와 함께 saline (1 ml/kg BW/day, FeDS), 참당귀추출물 (1 g/kg BW/day, FeDA), 철분보충제(iron-succinylate 14 mg/kg BW/day, FeDFe) 를 3주간 경구 투여한 후 일차적으로 각 군에서 동물 반을 임의로 선택하여 희생하였다.
대상 데이터
- 참당귀의 열수추출 후 수득률은 46~48%이었다. 대조군에 사용한 철분보충제는 헤모큐 (대웅제약, Korea) 를 사용하였다.
- 실험동물은 3주령의 Sprague-Dawley 종의 수컷 흰쥐 (샘타코, Korea)를 구입하여, 1주 동안 일반 고형사료 (삼양 배합사료 실험동물용, 삼양유지사료, Korea)와 물을 자유로이 공급하면서 실험실에 적응시켰다. 실험실 환경을 최적의 상태로 (온도 22 士 2°C, 습도 55 士 5%) 유지하면서 12시간씩 밤과 낮을 자동 조절하였다.
- 참당귀 (Angelica gigas nakai) 는 강원도 평창군 진부면 산을 강원 약초 영농조합 법인 생산약초 공장에서 구입하였다. 참당귀 100 g을 20배의 물에 2시간 동안 진탕 기로 열수 추출 하여 감압여과하고 rotary vacuum evaporator (EYELA, Japan)를 사용하여 농축한 후 동결건조 하여 사용하였다.
데이터처리
- 2) program을 이용하여 분석하였으며, 결과는 평균 (me an) 士 표준편차 (standard deviation, SD)로 표시하였다. 각 실험군의 평균 차이는 ANOVA test를 이용하여 p < 0.05 유의수준에서 검증하였다. 한편 동일 실험군내에서 실험 기간에 따른 유의성 차이는 general linear model (GLM)의 Duncan’s multiple range test를 이용하여 p < 0.
- 모든 실험결과는 Statistic Analysis System (SAS, Ver 8.2) program을 이용하여 분석하였으며, 결과는 평균 (me an) 士 표준편차 (standard deviation, SD)로 표시하였다. 각 실험군의 평균 차이는 ANOVA test를 이용하여 p < 0.
- 05 유의수준에서 검증하였다. 한편 동일 실험군내에서 실험 기간에 따른 유의성 차이는 general linear model (GLM)의 Duncan’s multiple range test를 이용하여 p < 0.05 또는 p < 0.01 수준에서 유의성을 검증하였다.
성능/효과
- 1) 실험동물의 체중은 무철분식이군에서 일반식이 군에서 보다 유의적으로 낮게 나타났다. 무철분식이로 인한 저체중은 참당귀 추출물과 철분 보충제에 의해서 회복되지 않았다.
- 2) 혈액분석 결과 무철분식이는 모든 혈액 빈혈지표를저하시켰으며 , 철분보충제의 투여는 헤모글빈, 헤마토크릿, 평균 혈구 부피, 평균 혈구혈색소, 평균 혈구혈색소 농도, 총철결합능력이 유의적으로 회복시켰다. 무철분식 이와 함께 투여한 참당귀 추출물은 혈액지표를 개선시키지 못하였다 한편, 일반식이와 함께 섭취하였을 경우, 헤모글로빈, 헤마토크릿, 평균 혈구부피, 평균 혈구혈색소, 평균 혈구 혈색소 농도, 총철결합능력 모두 유의적인 회복효과를 보였으나 일반식이만을 섭취한 군에서도 같은 회복효과를 보였다.
- 결론적으로, 장기간에 걸쳐 철분 섭취가 불량할 경우, 체중증가가 지연되며 후에 철분을 보충할 경우에도 체중의 회복은 개선되지 않았다. 철분결핍으로 인한 저체중의 경우, 철분보충제의 복용은 체중을 만회시키지 못하였으나 혈액학적 빈혈 지표들은 회복시키는 것으로 나타났다.
- 001). 그러나 그후 일반식이를 3주간 섭취하면서 saline, 참당귀 추출물 및 철분 보충제를 투여한 실험 6주째에는 무철분식이를 섭취한 FeDS군, FeDA군, FeDFe군에서 각각 322.8 ± 11.5 g, 315.3 ± 32.6 g, 321.0 ± 26.2 g으로 체중의 차이가 없었으나 실험 전부터일반식이를 섭취한 RD군 (392.0 ± 35.6 g)에 비해서는 유의적으로 낮았다 (p < 0.001). 식이 섭취량은 일반식이를 섭취한 군 (23.
- 1 g/dl로 회복효과를 보이지 않았다. 그러나 그후 일반식이를 섭취하면서 참당귀 추출물과 철분보충제를 투여한 6주째에는 FeDA군이 14.3 ± 1.7 g/dl로 유의적인 회복효과를 보였으며(p < 0.001), 일반식이 만을 섭취한 FeDS군에서도 13.5 士 1.3 g/dl으로 유의적인 회복효과를 보였다(p < 0.01).
- 투여는 회복효과를 나타내지 않았다. 그러나 무철분식이를 일반식이로 대체한 후 참당귀 추출물의 투여는 헤모글로빈 농도, 헤마토크릿 수치, 평균 적혈구 용적, 평균적 혈구 혈색소, 총철결합능력 등에서 모두 유의적인 회복 효과를 보였으나 일반식이만을 섭취한 대조군에서도 같은 효과를 보였다. 이는 식이로 철분결핍 빈혈이 유도된 흰쥐에게 식이 철분 섭취 없이 참당귀의 투여는 효과가 크지 않을 것으로 해석될 수 있다.
- 8 fl으로 회복 효과를 보이지 않았다. 그후 일반식이를 섭취하면서 참당귀 추출물과 철분보충제를 투여한 실험 6주째에는 FeDS군 58.9 ± 6.3, FeDA군 60.7 ± 2.1, FeDFe군 62.2 ± 4.3 fl으로유의적인 회복효과를 보였다(p < 0.001).
- 또한 본 연구 결과, 무철분식이를 섭취한 군에서 일반식이를 섭취한 군에서보다 체중 증가가 유의적으로 낮았음에도 불구하고 식이효율에 유의적인 차이가 없었던 것은 철분 결핍으로 인한 빈혈유도 군에서의 낮은 식이섭취량에 기인한 것으로 사료된다. 철분결핍상태에서의 식욕부진은 성장 장애 및 체중감량을 유발할 수 있다는 연구결과가 있으며 Pinero 등17) 은 철분이 결핍된 동물에서의 식욕부진은 자주 나타나는 현상으로 보고하였다.
- 유의적으로 회복시켰다. 무철분식 이와 함께 투여한 참당귀 추출물은 혈액지표를 개선시키지 못하였다 한편, 일반식이와 함께 섭취하였을 경우, 헤모글로빈, 헤마토크릿, 평균 혈구부피, 평균 혈구혈색소, 평균 혈구 혈색소 농도, 총철결합능력 모두 유의적인 회복효과를 보였으나 일반식이만을 섭취한 군에서도 같은 회복효과를 보였다.
- 무철분식이로 철분결핍성 빈혈을 유도한 본 연구에서 철분보충제의 투여는 혈중 빈혈 지표인 헤모글로빈 농도, 헤마토크릿 수치, 평균 적혈구 용적, 평균 적혈구 혈색소, 총철결합능력에 유의적인 회복효과를 나타낸 반면, 참당귀 추출물의 투여는 회복효과를 나타내지 않았다. 그러나 무철분식이를 일반식이로 대체한 후 참당귀 추출물의 투여는 헤모글로빈 농도, 헤마토크릿 수치, 평균 적혈구 용적, 평균적 혈구 혈색소, 총철결합능력 등에서 모두 유의적인 회복 효과를 보였으나 일반식이만을 섭취한 대조군에서도 같은 효과를 보였다.
- 6 pg 으로 회복 효과를 보이지 않았다. 무철분식이를 일반식이로 대체하고 참당귀 추출물과 철분보충제를 투여한 실험 6주째에는 FeDA 군 15.0 ± 0.7 pg, FeDFe군 18.2 ± 0.8 pg으로 회복 효과를 보였다 (p < 0.001). 또한 일반식이만을 섭취한 FeDS군에서도 14.
- 001) FeDS군, FeDA군에서는 회복효과는 보이지 않았다. 무철분식이를 일반식이로 대체하고 참당귀 추출물을 투여 받은 실험 6주째에는 FeDA군에서 586.0 ± 42.8 〃g/dl로 유의적인 회복효과를 보였으며 (p < 0.01) 일반식이 만을 섭취한 FeDS군에서도 회복효과를 보였다.
- 05). 빈혈 유발 후 무철분식이와 함께 참당귀추출물과 철분보충제를 투여하였을 경우, 철분 보충제를 섭취한 군에서만 회복효과를 보였으며 무철분식이를 일반식이로 대체하였을 경우, 모든 군에서 회복 효과를 보였다.
- 05). 빈혈을 유도한 후 무철분식이와 함께참당귀추출물과 철분보충제를 투여한 실험 3주째에는 Fe DFe군에서 632.0 ± 62.4 〃g/dl로 회복효과를 보였으나 (p < 0.001) FeDS군, FeDA군에서는 회복효과는 보이지 않았다. 무철분식이를 일반식이로 대체하고 참당귀 추출물을 투여 받은 실험 6주째에는 FeDA군에서 586.
- 실험 시작 시 체중은 일반식이를 섭취한 군에 비해 철분 결핍성 빈혈 유발을 위해 무철분식이를 섭취한 군에서 유의적으로 낮게 나타났다. 이는 실험 시작 전 무철분식이로철분결핍을 유도하는 6주 동안의 체중증가 차이로 해석되며, 식이중의 철분은 체중증가에 필수적인 영양소임을 시사하는 것으로 사료된다.
- 실험 시작시 체중은 일반식이를 섭취한 RD군 333.6 土 19.4 g에 비해 빈혈 유발을 위해 무철분식이를 섭취한 FeDS군, FeDA군, FeDFe군은 각각 222.2 士 25.1 g, 216.3 士 34.7 g, 225.4 士 24.6 g으로 유의적으로 낮게 나타났다. 그후 무철분식이를 3주간 섭취하면서 saline, 참당귀 추출물 및 철분보충제를 투여한 실험 3주째에는 일반식이를 섭취한 RD에 비해서 무철분식이를 섭취한 모든 군에서 유의적으로 체중이 낮았으나 철분을 보충시킨 FeDFe 군 (283.
- 즉, 헤마토크릿 수치는 일반식이를 섭취한 군에 비해무철분식이로 철분결핍성 빈혈을 유도한 군에서 유의적으로 낮았으며, 철분결핍성 빈혈이 유도된 후 무철분식이를섭취하면서 saline, 참당귀 추출물 및 철분보충제를 섭취한 결과 철분제를 보충한 군에서만 유의적인 회복 효과를 보였다. 한편, 무철분식이 대신 일반식이를 섭취시켰을 경우, saline과 참당귀 추출물을 투여한 군에서도 유의적인 회복 효과를 보여 철분보충제를 섭취한 군과도 차이가 없었다.
- 05). 철분 결핍성 빈혈을 유도한 후 무철분식이를 참당귀추출물과철분보충제를 투여한 3주째에는 FeDS군, FeDA군은 20.9 ± 0.6, 20.6 ± 1.2 g/dl으로 모두 유의적인 차이가 없었으나, 철분보충을 시킨 FeDFe군에서는 25.8 ± 1.0 g/dl으로회복효과를 보였다. 무철분식이를 일반식이로 대체한 실험 6주에서도 FeDS군, FeDA군, FeDFe군 모두에서 3주 결과와 유사하였다 (p < 0.
- 철분 영양 상태를 알아보는 다른 지표인 평균 적혈구 용적 (MCV)은 실험시작 시 일반식이를 섭취한 RD군 60.5 ± 1.9 fl에 비해 무철분식이로 철분결핍성 빈혈을 유도한 FeDS 군, FeDA군, FeDFe군은 각각 39.8 ± 1.1, 39.6 ± 1.6, 39.8 ± 1.1 fl로 유의적으로 낮았으며, 철분결핍성 빈혈을 유도한 후 무철분식이를 섭취하면서 참당귀추출물과 철분 보충제를 투여한 3주째에는 FeDFe군이 57.7 ± 3.0 fl으로 유의적인 회복효과를 보였으나(p < 0.001) FeDS군과 FeDA군은 각각 37.8 ± 1.1, 37.8 ± 0.8 fl으로 회복 효과를 보이지 않았다. 그후 일반식이를 섭취하면서 참당귀 추출물과 철분보충제를 투여한 실험 6주째에는 FeDS군 58.
- 철분결핍성빈혈이 유도된 실험시작 시 빈혈유발군은 일반식이를 섭취한 군에 비하여 높았다 (p < 0.05). 빈혈 유발 후 무철분식이와 함께 참당귀추출물과 철분보충제를 투여하였을 경우, 철분 보충제를 섭취한 군에서만 회복효과를 보였으며 무철분식이를 일반식이로 대체하였을 경우, 모든 군에서 회복 효과를 보였다.
- 총철결합능력 (TIBC)은 철분결핍성 빈혈이 유도된 실험 시작 시 FeDS군, FeDA군, FeDFe군이 815.3 ± 39.1, 787.6 ± 116.1, 855.8 ± 21.4 〃g/dl로 모두 유의적으로 높았다 (p < 0.05). 빈혈을 유도한 후 무철분식이와 함께참당귀추출물과 철분보충제를 투여한 실험 3주째에는 Fe DFe군에서 632.
- 혈중 헤모글로빈 농도도 철분결핍성 빈혈을 유도한 후무철분식이를 섭취하면서 철분을 보충시킨 군에서만 유의적인 회복효과를 보였으며, 그 후 일반식이를 섭취하였을경우, 모든 군에서 유의적인 회복효과를 보였다. 평균 적혈구 용적 (MCV), 평균 적혈구 혈색소 (MCH), 평균 적혈구 혈색소 농도 (MCHC)도 빈혈을 유도한 후 무철분식이를 섭취하면서 철분보충제를 투여한 군에서만 유의적인 회복 효과를 보였으며 무철분식이를 일반식이로 대치하였을 경우에는 saline, 참당귀 추출물을 투여한 모든 군에서 유의적인 회복효과를 보였다.
- 01). 평균 적혈구 혈색소 농도 (MCHC)는 실험시작 시 RD군 31.4 ± 1.3 g/dl에 비해 무철분식이로 빈혈을 유도한 FeDS 군, FeDA군, FeDFe군에서는 22.5 ± 0.9, 22.5 ± 2.0, 22.7 ± 1.3 g/dl으로 모두 유의적으로 낮았다 (p < 0.05). 철분 결핍성 빈혈을 유도한 후 무철분식이를 참당귀추출물과철분보충제를 투여한 3주째에는 FeDS군, FeDA군은 20.
- 평균 적혈구 혈색소(MCH)에서도 실험시작 시 RD군 19.0 ± 0.9 pg에 비해 무철분식이로 철분결핍성 빈혈을 유도한 FeDS군, FeDA군, FeDFe에서는 8.9 ± 0.5, 8.7 ± 0.9, 9.1 ± 0.6 pg으로 모두 유의적으로 낮았으며 철분결핍성빈혈을 유도한 후 무철분식이를 섭취하면서 철분보충을 시킨 FeDFe군에서는 14.9 ± 1.3 pg으로 유의적인 회복 효과를 보였으나(p < 0.001) 무철분식이를 섭취하면서 참당귀추추물을 투여한 FeDA군에서는 7.8 ± 0.6 pg 으로 회복 효과를 보이지 않았다. 무철분식이를 일반식이로 대체하고 참당귀 추출물과 철분보충제를 투여한 실험 6주째에는 FeDA 군 15.
- 6%로 회복효과가 나타나지 않았다. 한편, 실험 6주 후, 무철분식이 대신 일반식이와 sa line을 섭취한 FeDS군과 일반식이와 참당귀 추출물을 섭취한 투여한 FeDA군에서는 각각 55.9 ± 7.4%, 50.3 ± 8.3%로 유의적인 회복효과를 보여 철분보충제를 섭취시킨 FeDFe군과는 차이가 없었다.
- 헤마토크릿 수치에서는 실험 시작 시 일반식이를 섭취한 RD군 49.4 ± 2.4%에 비해 무철분식이를 섭취한 FeDS군, FeDA군,FeDFe군에서 각각 32.3 ± 3.0%, 30.2 ± 5.8%, 32.2 ± 3.0%로 모두 유의적으로 낮았으며, 철분 결핍성 빈혈이 유도된 후 무철분식이를 섭취하면서 참당귀추출물과 철분보중제를 투여한 3주째에는 철분 보중을 시킨 FeDFe군에서만 56.9 ± 2.8%로 유의적인 회복효과를 보였으나(p < 0.001), saline과 참당귀 추출물을 투여한 FeDS군과 FeDA군은 각각 35.7 ± 3.5%, 36.9 ± 4.6%로 회복효과가 나타나지 않았다. 한편, 실험 6주 후, 무철분식이 대신 일반식이와 sa line을 섭취한 FeDS군과 일반식이와 참당귀 추출물을 섭취한 투여한 FeDA군에서는 각각 55.
- 혈중 헤모글로빈 농도는 실험시작 시 일반식이를 섭취한 RD군 15.5 ± 0.6 g/dl에 비해 무철분식이로 철분결핍성빈혈을 유도한 빈혈 유발군 (FeDS; 7.2 ± 7.6 g/dl, FeDA; 6.8 ± 1.4 g/dl, FeDFe; 7.3 ± 0.8 g/dl) 에서 모두 유의적으로 낮았다. 철분결핍성 빈혈을 유도한 후 무철분식이를섭취하면서 참당귀추출물과 철분보충제를 투여한 3주째에는 철분보충을 시킨 FeDFe군에서 14.
- 한편, 무철분식이 대신 일반식이를 섭취시켰을 경우, saline과 참당귀 추출물을 투여한 군에서도 유의적인 회복 효과를 보여 철분보충제를 섭취한 군과도 차이가 없었다. 혈중 헤모글로빈 농도도 철분결핍성 빈혈을 유도한 후무철분식이를 섭취하면서 철분을 보충시킨 군에서만 유의적인 회복효과를 보였으며, 그 후 일반식이를 섭취하였을경우, 모든 군에서 유의적인 회복효과를 보였다. 평균 적혈구 용적 (MCV), 평균 적혈구 혈색소 (MCH), 평균 적혈구 혈색소 농도 (MCHC)도 빈혈을 유도한 후 무철분식이를 섭취하면서 철분보충제를 투여한 군에서만 유의적인 회복 효과를 보였으며 무철분식이를 일반식이로 대치하였을 경우에는 saline, 참당귀 추출물을 투여한 모든 군에서 유의적인 회복효과를 보였다.
후속연구
- 철분결핍 빈혈에서 식이철분이 부족할 경우, 참당귀의 회복효과는 미비한 것으로 나타났다. 향후 철분결핍 빈혈의 치료를 위한 생약제의 다양한 작용을 밝히기 위하여서는 영양학적인 관점에서 체내 이용률에 관한 심도 깊은 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
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