당뇨 환자를 위한 기존의 뽕잎 건강식품의 기능을 보완할 목적으로 뽕잎분말과 DNJ 생산균주인 Bacillus subtilis MORI균의 대두발효 혼합물을 신생 당뇨유도쥐에 4주간 경구투여 하여 먹이섭취량, 체중변화, 혈당량, 내당능, 혈중 지질함량, 장기무게 등을 조사하였다. 전체적으로 당뇨유도 시험군은 정상시험군(NC군)과 비교하여 사료섭취량은 많았으나 증체량이 적어 낮은 사료효율을 보였다. 그러나 뽕잎(M군) 및 뽕잎함유대두발효물(MM군)의 투여에 의해 사료효율이 개선되었으며 특히 MM-60군에서 가장 높은 사료효율을 나타내었다. 1주일 간격으로 4주간에 걸쳐 시행한 혈당량 측정 결과 뽕잎이나 뽕잎함유대두발효물의 투여는 공복혈당을 크게 감소시켰으며 특히 MM-60군과 MM-120군은 당뇨대조군(DC군)에 비해 유의적으로 낮게 나타났다. 4주간의 시료투여 후 경구당부하시험에 의한 내당능 조사 결과 뽕잎투여나 뽕잎함유대두발효물의 투여는 혈당량을 꾸준히 감소시켰으며 특히 포도당 투여 후 120분에서의 MM-60군과 MM-120군은 DC군에 비해 유의적으로 낮은 혈당량을 보여 뽕잎 단독보다는 대두발효배양물 첨가에 의해 내당능이 크게 개선된 것으로 나타났다. 혈중 총콜레스테롤 및 중성지질 역시 DC군에서 높은 함량을 나타냈으나 뽕잎이나 뽕잎함유대두발효물 투여에 의해 지질함량이 감소하였으며 그 감량 정도는 총콜레스테롤에서는 MM-60군과 MM-120군에서 그리고 중성지질의 경우에는 M군, MM-60군, MM-120군에서 DC군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다. 당뇨 유발에 의해 쥐의 간, 신장, 비장, 심장 등 체내 주요장기의 무게는 크게 증가하였으나 뽕잎 또는 뽕잎함유대두 발효물 투여에 의해 이들 장기의 무게는 대부분 감소하였으며 특히 MM-60군, MM-120군은 DC군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다. 이상의 실험결과 뽕잎분말과 DNJ 생산 균주인 B. subtilis MORI균의 대두발효물의 혼합물은 신생 당뇨유도쥐의 제반 당뇨증세 완화에 긍정적으로 작용하는 것이 확인되었으며 따라서 뽕잎함유대두발효물은 앞으로 당뇨환자들에 대한 건강식품 소재로 그 활용이 크게 기대된다 하겠다.
당뇨 환자를 위한 기존의 뽕잎 건강식품의 기능을 보완할 목적으로 뽕잎분말과 DNJ 생산균주인 Bacillus subtilis MORI균의 대두발효 혼합물을 신생 당뇨유도쥐에 4주간 경구투여 하여 먹이섭취량, 체중변화, 혈당량, 내당능, 혈중 지질함량, 장기무게 등을 조사하였다. 전체적으로 당뇨유도 시험군은 정상시험군(NC군)과 비교하여 사료섭취량은 많았으나 증체량이 적어 낮은 사료효율을 보였다. 그러나 뽕잎(M군) 및 뽕잎함유대두발효물(MM군)의 투여에 의해 사료효율이 개선되었으며 특히 MM-60군에서 가장 높은 사료효율을 나타내었다. 1주일 간격으로 4주간에 걸쳐 시행한 혈당량 측정 결과 뽕잎이나 뽕잎함유대두발효물의 투여는 공복혈당을 크게 감소시켰으며 특히 MM-60군과 MM-120군은 당뇨대조군(DC군)에 비해 유의적으로 낮게 나타났다. 4주간의 시료투여 후 경구당부하시험에 의한 내당능 조사 결과 뽕잎투여나 뽕잎함유대두발효물의 투여는 혈당량을 꾸준히 감소시켰으며 특히 포도당 투여 후 120분에서의 MM-60군과 MM-120군은 DC군에 비해 유의적으로 낮은 혈당량을 보여 뽕잎 단독보다는 대두발효배양물 첨가에 의해 내당능이 크게 개선된 것으로 나타났다. 혈중 총콜레스테롤 및 중성지질 역시 DC군에서 높은 함량을 나타냈으나 뽕잎이나 뽕잎함유대두발효물 투여에 의해 지질함량이 감소하였으며 그 감량 정도는 총콜레스테롤에서는 MM-60군과 MM-120군에서 그리고 중성지질의 경우에는 M군, MM-60군, MM-120군에서 DC군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다. 당뇨 유발에 의해 쥐의 간, 신장, 비장, 심장 등 체내 주요장기의 무게는 크게 증가하였으나 뽕잎 또는 뽕잎함유대두 발효물 투여에 의해 이들 장기의 무게는 대부분 감소하였으며 특히 MM-60군, MM-120군은 DC군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다. 이상의 실험결과 뽕잎분말과 DNJ 생산 균주인 B. subtilis MORI균의 대두발효물의 혼합물은 신생 당뇨유도쥐의 제반 당뇨증세 완화에 긍정적으로 작용하는 것이 확인되었으며 따라서 뽕잎함유대두발효물은 앞으로 당뇨환자들에 대한 건강식품 소재로 그 활용이 크게 기대된다 하겠다.
The effect of fermented soybean culture of Bacillus subtilis MORI mixed with mulberry leaves on the lowering the levels of blood glucose and cholesterol was examined using neonatal streptozotocin-induced diabetic (n-STZ) rats. B. subtilis MORI produces 1-deoxynojirimycin (DNJ), an $\alpha$
The effect of fermented soybean culture of Bacillus subtilis MORI mixed with mulberry leaves on the lowering the levels of blood glucose and cholesterol was examined using neonatal streptozotocin-induced diabetic (n-STZ) rats. B. subtilis MORI produces 1-deoxynojirimycin (DNJ), an $\alpha$-glucosidase inhibitor. The content of DNJ of soybean fermented culture mixed with mulberry was higher (4.1$\pm$0.0 mg/g dry base) than that (1.5$\pm$0.0 mg/g) of mulberry. The concentration of 50% inhibition (IC50) against rat intestinal $\alpha$-glucosidase of soybean fermented culture mixed with mulberry was $5.6{\pm}0.1{\mu}g$/mL and that of mulberry was $17.0{\pm}0.5{\mu}g$/mL. Experimental groups of diabetic rats were randomly assigned to normal control group (NC group), diabetic control group (DC group) and three diabetic groups fed with DNJ food product. One of the three diabetic groups was M group (60 mg DNJ food product/kg) (DNJ food product containing 30% mulberry) and the other two were MM-60 group (60 mg/kg) and MM-120 group (120 mg/kg) (DNJ-fortified food product containing 30% fermented soybean culture mixed with mulberry leaves). The glucose in serum was significantly decreased in the MM-60 and MM-120 groups fed with DNJ-fortified food product for 4 weeks, compared with DC group. Total cholesterol and triglyceride in serum were also lower in MM-60 and MM-120 groups than the DC group. These results support that the fermented soybean culture of B. subtilis MORI mixed with mulberry leaves improved the metabolism of blood glucose and lipid in the n-STZ rat model.
The effect of fermented soybean culture of Bacillus subtilis MORI mixed with mulberry leaves on the lowering the levels of blood glucose and cholesterol was examined using neonatal streptozotocin-induced diabetic (n-STZ) rats. B. subtilis MORI produces 1-deoxynojirimycin (DNJ), an $\alpha$-glucosidase inhibitor. The content of DNJ of soybean fermented culture mixed with mulberry was higher (4.1$\pm$0.0 mg/g dry base) than that (1.5$\pm$0.0 mg/g) of mulberry. The concentration of 50% inhibition (IC50) against rat intestinal $\alpha$-glucosidase of soybean fermented culture mixed with mulberry was $5.6{\pm}0.1{\mu}g$/mL and that of mulberry was $17.0{\pm}0.5{\mu}g$/mL. Experimental groups of diabetic rats were randomly assigned to normal control group (NC group), diabetic control group (DC group) and three diabetic groups fed with DNJ food product. One of the three diabetic groups was M group (60 mg DNJ food product/kg) (DNJ food product containing 30% mulberry) and the other two were MM-60 group (60 mg/kg) and MM-120 group (120 mg/kg) (DNJ-fortified food product containing 30% fermented soybean culture mixed with mulberry leaves). The glucose in serum was significantly decreased in the MM-60 and MM-120 groups fed with DNJ-fortified food product for 4 weeks, compared with DC group. Total cholesterol and triglyceride in serum were also lower in MM-60 and MM-120 groups than the DC group. These results support that the fermented soybean culture of B. subtilis MORI mixed with mulberry leaves improved the metabolism of blood glucose and lipid in the n-STZ rat model.
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문제 정의
현재 당 연구실에서는 뽕잎이나 누에가루에 함유되어 있는 DNJ 성분을 미생물 배양에 의해 다량으로 생산하는 기법을 확립하였으며 이를 토대로 DNJ 함유 미생물 배양물을 사료첨가제나 건강식품 등 산업화에 응용하고 있다(19). 따라서 본 연구에서는 DNJ를 다량으로 생산하는 B. subtilis MORI균을 이용한 대두발효물과 뽕잎의 혼합물을 신생 당뇨유도쥐에 처리하여 쥐의 생육 및 체내 당, 지질대사 등을 관찰함으로써 당뇨용 건강식품 개발을 위한 기초자료를 제시하고자 한다.
뽕잎, 상백피 등을 섭취할 경우 식후혈당이 어느 정도 억제되는데 이는 DNJ와 같은 알칼로이드 성분들이 소장내 α-glucosidase를 저해하여 당흡수를 억제하는 기능을 보유하고 있기 때문이다. 본 연구에서는 DNJ를 대량생산하는 B. subtilis MORI 균의 대두발효물을 뽕잎에 첨가함으로써 뽕잎의 혈당억제기능을 높이고 이에 따른 당뇨 및 지질대사의 개선에 관하여 조사하고자 하였다. 뽕잎분말동결건조물의 DNJ 함량은 1.
제안 방법
DNJ 정량분석을 위하여 1.5 mL eppendorf tube에 추출된 시료 10 μL, 0.4 M borate buffer(pH 8.5) 10 μL, 5 mM 9-flurenylmethyl chloroformate(Sigma, St. Louis, MO, USA)(in CH3CN) 20 μL를 첨가한 후 20℃ water bath에서 20분간 반응시킨 후 20℃로 유지된 0.1 M glycine 10 μL를 첨가하여 반응을 종료시켰다.
이렇게 배양된 100 mL 배양액을 50 L 발효조에서 0.8% corn starch, 0.4% soybean meal, 0.8% yeast extract, 0.05% KH2PO4, 0.01% MgSO4·7H2O, 0.01% ZnSO4·7H2O 등이 함유된 30 L DNJ 생산배지에 접종하여 37℃에서 2일간 200 rpm으로 진탕배양하였다.
다양한 농도로 희석된 시료의 상대 저해 활성을 다음 식에 의하여 계산하였고 그 값들을 근거로 한 회귀방정식에 의해 IC50(μg/mL)값을 구하였다.
또한 4주간의 실험이 끝난 동물을 12시간 절식시킨 후 에테르로 마취시켜 안와정맥총에서 채혈하고 실온에서 30분간 방치한 후 1,200×g로 20분간 원심분리하여 얻은 혈청을 지질분석의 검액으로 사용하였다.
제2형 당뇨를 유발하기 위하여 생후 2일째와 4일째의 신생쥐에게 streptozotocin(Sigma, USA)을 0.1 M citrate buffer(pH 4.5)에 용해하여 40 mg/kg의 농도로 복강에 주사하였다. 이후 흰쥐가 7주령 되었을 때, 12시간 공복상태에서 꼬리정맥으로부터 채혈하여 측정한 혈당이 150 mg/dL 이상인 쥐를 당뇨병 유발 쥐[neonatal streptozotocin induced diabetic(n-STZ) rat]로 간주하여 실험에 사용하였다.
본 실험에서는 streptozotocin 주사에 의한 당뇨 유발 쥐들에 0.85% NaCl 1mL를 경구투여 한 당뇨대조군(DC군), 뽕잎함유물 1mL를 60 mg/kg 용량으로 경구투여 한 뽕잎함유시험군(M군), 뽕잎함유대두발효물 1mL를 각각 60 mg/kg 및 120 mg/kg 용량으로 경구투여 한 MM-60군, MM-120군의 뽕잎함유대두발효시험군 등으로 시험군을 설정하였으며 각 시험구당 공시두수는 6마리로 하였다. 이에 대해 streptozotocin 대신 0.
85% NaCl 1mL를 경구투여 한 당뇨대조군(DC군), 뽕잎함유물 1mL를 60 mg/kg 용량으로 경구투여 한 뽕잎함유시험군(M군), 뽕잎함유대두발효물 1mL를 각각 60 mg/kg 및 120 mg/kg 용량으로 경구투여 한 MM-60군, MM-120군의 뽕잎함유대두발효시험군 등으로 시험군을 설정하였으며 각 시험구당 공시두수는 6마리로 하였다. 이에 대해 streptozotocin 대신 0.1 M citrate buffer(pH 4.5)만을 주사하여 사육한 쥐에 0.85% NaCl 1mL를 경구투여한 시험구를 정상대조군(NC군)으로 하였으며 이때의 공시두수는 8마리이었다. NaCl을 비롯한 각 시료의 경구투여는 매일 1회 4주 동안 수행하였다.
85% NaCl 1mL를 경구투여한 시험구를 정상대조군(NC군)으로 하였으며 이때의 공시두수는 8마리이었다. NaCl을 비롯한 각 시료의 경구투여는 매일 1회 4주 동안 수행하였다.
정상쥐와 당뇨유도쥐에 있어서 각 시험구 별 시료의 섭취가 쥐의 내당능에 미치는 영향을 조사하기 위하여 4주간의 사육이 끝난 실험동물을 24시간 절식시킨 후, 포도당용액(1 g/kg)을 경구투여하고 이후, 30분, 60분, 90분, 120분에 각각 꼬리정맥으로부터 채혈하여 각각의 혈당을 측정하였다.
실험기간 중 매주 1회 실험동물을 12시간 절식시킨 후 꼬리정맥으로부터 혈액을 채취하여 혈당을 측정하였다. 또한 4주간의 실험이 끝난 동물을 12시간 절식시킨 후 에테르로 마취시켜 안와정맥총에서 채혈하고 실온에서 30분간 방치한 후 1,200×g로 20분간 원심분리하여 얻은 혈청을 지질분석의 검액으로 사용하였다.
혈액 중의 총콜레스테롤량과 중성지질량은 시판 kit(아산제약)를 이용한 효소법으로 측정하였다. 최종 실험동물을 희생시킨 후, 간장, 심장, 비장 및 신장을 적출하여 각각의 무게를 측정하였다.
α-Glucosidase에는 maltase, sucrase, isomaltase 등이 있으며, 소장 융모 내에 존재하며 음식물의 소화에 관여한다. 대개 경구당부하시험(oral glucose tolerance test)에서 75 g 포도당을 경구투여하였을 때 식후 2시간 경과 후 혈당이 200 mg/dL 이상으로 높게 나타나는 경우를 당뇨로 구분한다. 뽕잎, 상백피 등을 섭취할 경우 식후혈당이 어느 정도 억제되는데 이는 DNJ와 같은 알칼로이드 성분들이 소장내 α-glucosidase를 저해하여 당흡수를 억제하는 기능을 보유하고 있기 때문이다.
이러한 DNJ의 함량 및 α-glucosidase 저해활성의 증진에 의하여 혈당 및 지질대사 등의 당뇨증세의 개선에 우수한 효능이 있으리라 생각되어 n-STZ 당뇨모델을 사용한 동물시험을 통해 당뇨에 대한 생체내 효능을 조사하였다.
4주간 각각의 시료를 경구투여한 후 일일증체량과 사료섭취량 및 사료효율을 조사하였다(Table 2). 정상대조군(NC)의 일일섭취량은 21.
뽕잎함유대두발효물이 총콜레스테롤 양과 중성지질 양에 미치는 영향을 조사하였다(Table 4). 혈중 총콜레스테롤 함량은 NC군에서 68.
뽕잎함유대두발효물이 간을 비롯한 신장, 비장, 심장 등의 무게에 미치는 영향을 조사하였다(Table 5). 당뇨 유발로 인하여 DC군의 간 무게 6.
당뇨 환자를 위한 기존의 뽕잎 건강식품의 기능을 보완할 목적으로 뽕잎분말과 DNJ 생산균주인 Bacillus subtilis MORI균의 대두발효 혼합물을 신생 당뇨유도쥐에 4주간 경구투여 하여 먹이섭취량, 체중변화, 혈당량, 내당능, 혈중 지질함량, 장기무게 등을 조사하였다. 전체적으로 당뇨유도 시험군은 정상시험군(NC군)과 비교하여 사료섭취량은 많았으나 증체량이 적어 낮은 사료효율을 보였다.
반응액에 0.1% acetic acid 950 μL를 첨가한 후 0.2 μm syringe filter(Nalgene, Japan)에 통과시킨 후 미리 24℃로 유지하고 있는 HPLC의 autosampler(3023, Shiseido, Japan)를 이용하여 10 μL씩 HPLC에 주입하여 분석하였다.
대상 데이터
사용한 칼럼은 Capcell Pak C18 MG(460×250 mm I.D., 5-μm)이었다.
대두발효용 미생물로는 DNJ 생산 균주인 Bacillus subtilis MORI(KCCM-10450)를 1 L의 YM(Becton Dickinson and Company, MD 21152, USA) 액체배지를 사용하여 37℃에서 1일간 200 rpm으로 진탕배양하였다. 이렇게 배양된 100 mL 배양액을 50 L 발효조에서 0.
배양 완료 후 진공농축기(Rotavapor R-114, Büchi, Switzerland)를 이용하여 최종 5 L로 농축하고 다시 이 배양 농축액과 뽕잎분말을 1:3(V/W)의 비율로 혼합 후 동결건조하여 대두발효물＋뽕잎함유물을 제조하였다. 경구투여를 위한 뽕잎함유 시험군(M군)은 뽕잎건조분말(증류수와 뽕잎분말의 1:3 동결건조물) 30%, 탄산칼슘 55%, 비타민 C 5%, 패각칼슘 8%, 비타믹스 0.2%[(주)엠에스바이오텍], 아미노산믹스 1.8%[(주)엠에스바이오텍]를 혼합하여 제조하였으며, 뽕잎함유 대두발효 시험군(MM-60군, MM-120군)은 뽕잎건조분말 30% 대신 대두발효물＋뽕잎함유물을 30% 첨가한 것 외에는 뽕잎함유 시험군과 조성이 같았다.
1% AcOH(50:50, v/v)를 사용해서 isocratic elution 시켰다. 유속은 1.0 mL/min, 형광검출기는 FL3013 fluorescence detector(Shiseido, Japan)를 사용하였으며, 여기파장은 254 nm 및 방사파장은 322 nm이었다.
실험동물실의 환경은 온도 24±2℃, 습도 55±5%, 명암주기 12시간으로 유지하였으며, 사료는 SAM #31 쥐사료[(주)에스씨에프, 한국]를 사용하였고, 물은 멸균 증류수를 공급하였으며, 사료와 물은 자유롭게 섭취하도록 하였다.
실험에 사용된 동물은 12주령의 임신 16～18일 암컷 Sprague-Dawley(SD) rat 10두를 (주)샘타코로부터 분양받아 실험동물실에서 환경에 적응시키며 자연분만 시까지 관리하였다. 실험동물실의 환경은 온도 24±2℃, 습도 55±5%, 명암주기 12시간으로 유지하였으며, 사료는 SAM #31 쥐사료[(주)에스씨에프, 한국]를 사용하였고, 물은 멸균 증류수를 공급하였으며, 사료와 물은 자유롭게 섭취하도록 하였다.
5)에 용해하여 40 mg/kg의 농도로 복강에 주사하였다. 이후 흰쥐가 7주령 되었을 때, 12시간 공복상태에서 꼬리정맥으로부터 채혈하여 측정한 혈당이 150 mg/dL 이상인 쥐를 당뇨병 유발 쥐[neonatal streptozotocin induced diabetic(n-STZ) rat]로 간주하여 실험에 사용하였다.
데이터처리
1)The concentration which caused 50% inhibition of rat intestinal α-glucosidase activity was calculated from regression equation.
뽕잎함유대두발효물의 당뇨에 대한 제반 효과를 검증하기 위하여 Duncan's multiple test를 이용하여 p<0.05에서 유의성을 검증하였다.
모든 실험결과의 통계처리는 SAS 통계 프로그램을 이용하여 분석하였으며, 그 결과는 평균값과 표준오차로 표시하였다. 뽕잎함유대두발효물의 당뇨에 대한 제반 효과를 검증하기 위하여 Duncan's multiple test를 이용하여 p<0.
3)Means with the different letters in each column are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test.
4)Means with the different letters in each column are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test.
이론/모형
뽕잎분말동결건조물, 대두발효물＋뽕잎함유물의 α-glucosidase 저해활성과 DNJ의 정량분석을 위하여 Chae 등(14)의 방법에 따라 각 시료를 추출하였다.
또한 4주간의 실험이 끝난 동물을 12시간 절식시킨 후 에테르로 마취시켜 안와정맥총에서 채혈하고 실온에서 30분간 방치한 후 1,200×g로 20분간 원심분리하여 얻은 혈청을 지질분석의 검액으로 사용하였다. 혈액 중의 총콜레스테롤량과 중성지질량은 시판 kit(아산제약)를 이용한 효소법으로 측정하였다. 최종 실험동물을 희생시킨 후, 간장, 심장, 비장 및 신장을 적출하여 각각의 무게를 측정하였다.
성능/효과
뽕잎의 유용성분으로 알려진 flavonoid계의 rutin은 모세혈관 강화작용과 수축작용을 나타내며, 혈압강하물질로 알려져 있는 GABA(γ-aminobutyric acid) 성분은 녹차 잎에 비해 약 10배 이상 뽕잎에 많이 함유되어 있는 것으로 밝혀졌다.
뽕잎분말동결건조물의 DNJ 함량은 1.5±0.0 mg/g이었는데, 대두발효물＋뽕잎함유 물의 DNJ 함량은 4.1±0.0 mg/g으로써 DNJ 함량이 2.7배 이상 증강되었다(Table 1).
그러나 당뇨유도 시험군 중에서는 MM-60군이 가장 높은 사료효율(10.56±0.99 g)을 나타냈으며 같은 뽕잎대두발효군이라도 많은 양의 시료투여(MM-120)는 오히려 사료효율의 감소 결과로 나타났다.
정상대조군(NC)의 일일섭취량은 21.4±0.4 g으로 가장 적었으며, 일일증체량은 4.7±0.2 g으로 가장 많아 사료효율이 21.8±1.0%로 가장 우수하였다.
0%로 가장 우수하였다. 반면 당뇨대조군(DC), 뽕잎함유군(M), 뽕잎함유대두발효군인 MM-60군, MM-120군 등 모든 당뇨유도군에서 사료섭취량은 NC군보다 많았으나 증체량이 적어 사료효율은 현격하게 떨어졌다. 이와 같이 정상 쥐에 비하여 당뇨군 쥐의 사료섭취량이 많음에도 불구하고 현저한 체중감소를 보인 것은 당뇨에 의한 퇴행적 변화 때문인 것으로 생각된다(20).
이러한 결과는 뽕잎에 누에가루를 50%이상 첨가하였을 때 당뇨쥐의 공복혈당이 유의적으로 감소했다는 Jang과 Rhee(17)의 연구보고와 일치하고 있으며, Jang과 Rhee는 이것을 DNJ 함량의 증가에 의한 것으로 해석하고 있다. 따라서 본 연구에서의 공복혈당감소 역시 뽕잎에 대두발효배양물이 보강되어 DNJ 함량이 증가함으로써 나타난 시너지효과로 사료된다.
즉, 포도당 투여 30분 후 DC군의 혈당 344.8±68.8 mg/dL에 비해 M군, MM-60군, MM-120군은 각각 277.7±12.5, 263.3±27.7, 285.8±50.9 mg/dL로써 유의적으로 혈당상승이 억제되었으며(p<0.05), 포도당 투여 후 60분에서는 M군의 혈당 309.5±44.3 mg/dL이 DC군의 362.0±71.3 mg/dL와 유의적인 차이가 없었으나 MM-60군, MM-120군은 각각 273.3±27.5 mg/dL, 282.5±67.1 mg/dL로써 M군보다 낮은 혈당을 나타내었다.
포도당 투여 후 90분에서는 모든 시료처리군에서 DC군보다 유의적으로 낮은 혈당을 보였고(p<0.05), 포도당 투여 120분 역시 모든 시료처리군에서 낮은 혈당을 나타냈으나 특히 MM-120군(175.5±82.6 mg/dL)과 MM-60군 (185.7±45.5 mg/dL)에서 유의적으로 낮게 나타났다.
5 mg/dL)에서 유의적으로 낮게 나타났다. 경구당 부하검사 결과는 4주간의 시료투여가 얼마나 체내에 내당능이 조성되었는가를 알아볼 수 있는 지표로써 이상의 결과 지속적인 뽕잎함유대두발효물의 투여는 당뇨유도쥐에 상당한 정도의 내당능 조성에 기여한 것으로 확인되었다.
당뇨 환자를 위한 기존의 뽕잎 건강식품의 기능을 보완할 목적으로 뽕잎분말과 DNJ 생산균주인 Bacillus subtilis MORI균의 대두발효 혼합물을 신생 당뇨유도쥐에 4주간 경구투여 하여 먹이섭취량, 체중변화, 혈당량, 내당능, 혈중 지질함량, 장기무게 등을 조사하였다. 전체적으로 당뇨유도 시험군은 정상시험군(NC군)과 비교하여 사료섭취량은 많았으나 증체량이 적어 낮은 사료효율을 보였다. 그러나 뽕잎(M군) 및 뽕잎함유대두발효물(MM군)의 투여에 의해 사료효율이 개선되었으며 특히 MM-60군에서 가장 높은 사료효율을 나타내었다.
전체적으로 당뇨유도 시험군은 정상시험군(NC군)과 비교하여 사료섭취량은 많았으나 증체량이 적어 낮은 사료효율을 보였다. 그러나 뽕잎(M군) 및 뽕잎함유대두발효물(MM군)의 투여에 의해 사료효율이 개선되었으며 특히 MM-60군에서 가장 높은 사료효율을 나타내었다. 1주일 간격으로 4주간에 걸쳐 시행한 혈당량 측정 결과 뽕잎이나 뽕잎함유대두발효물의 투여는 공복혈당을 크게 감소시켰으며 특히 MM-60군과 MM-120군은 당뇨대조군(DC군)에 비해 유의적으로 낮게 나타났다.
그러나 뽕잎(M군) 및 뽕잎함유대두발효물(MM군)의 투여에 의해 사료효율이 개선되었으며 특히 MM-60군에서 가장 높은 사료효율을 나타내었다. 1주일 간격으로 4주간에 걸쳐 시행한 혈당량 측정 결과 뽕잎이나 뽕잎함유대두발효물의 투여는 공복혈당을 크게 감소시켰으며 특히 MM-60군과 MM-120군은 당뇨대조군(DC군)에 비해 유의적으로 낮게 나타났다. 4주간의 시료투여 후 경구당부하시험에 의한 내당능 조사 결과 뽕잎투여나 뽕잎함유대두발효물의 투여는 혈당량을 꾸준히 감소시켰으며 특히 포도당 투여 후 120분에서의 MM-60군과 MM-120군은 DC군에 비해 유의적으로 낮은 혈당량을 보여 뽕잎 단독보다는 대두발효배양물 첨가에 의해 내당능이 크게 개선된 것으로 나타났다.
1주일 간격으로 4주간에 걸쳐 시행한 혈당량 측정 결과 뽕잎이나 뽕잎함유대두발효물의 투여는 공복혈당을 크게 감소시켰으며 특히 MM-60군과 MM-120군은 당뇨대조군(DC군)에 비해 유의적으로 낮게 나타났다. 4주간의 시료투여 후 경구당부하시험에 의한 내당능 조사 결과 뽕잎투여나 뽕잎함유대두발효물의 투여는 혈당량을 꾸준히 감소시켰으며 특히 포도당 투여 후 120분에서의 MM-60군과 MM-120군은 DC군에 비해 유의적으로 낮은 혈당량을 보여 뽕잎 단독보다는 대두발효배양물 첨가에 의해 내당능이 크게 개선된 것으로 나타났다. 혈중 총콜레스테롤 및 중성지질 역시 DC군에서 높은 함량을 나타냈으나 뽕잎이나 뽕잎함유대두발효물 투여에 의해 지질함량이 감소하였으며 그 감량 정도는 총콜레스테롤에서는 MM-60군과 MM-120군에서 그리고 중성지질의 경우에는 M군, MM-60군, MM-120군에서 DC군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다.
4주간의 시료투여 후 경구당부하시험에 의한 내당능 조사 결과 뽕잎투여나 뽕잎함유대두발효물의 투여는 혈당량을 꾸준히 감소시켰으며 특히 포도당 투여 후 120분에서의 MM-60군과 MM-120군은 DC군에 비해 유의적으로 낮은 혈당량을 보여 뽕잎 단독보다는 대두발효배양물 첨가에 의해 내당능이 크게 개선된 것으로 나타났다. 혈중 총콜레스테롤 및 중성지질 역시 DC군에서 높은 함량을 나타냈으나 뽕잎이나 뽕잎함유대두발효물 투여에 의해 지질함량이 감소하였으며 그 감량 정도는 총콜레스테롤에서는 MM-60군과 MM-120군에서 그리고 중성지질의 경우에는 M군, MM-60군, MM-120군에서 DC군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다. 당뇨 유발에 의해 쥐의 간, 신장, 비장, 심장 등 체내 주요 장기의 무게는 크게 증가하였으나 뽕잎 또는 뽕잎함유대두발효물 투여에 의해 이들 장기의 무게는 대부분 감소하였으며 특히 MM-60군, MM-120군은 DC군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다.
혈중 총콜레스테롤 및 중성지질 역시 DC군에서 높은 함량을 나타냈으나 뽕잎이나 뽕잎함유대두발효물 투여에 의해 지질함량이 감소하였으며 그 감량 정도는 총콜레스테롤에서는 MM-60군과 MM-120군에서 그리고 중성지질의 경우에는 M군, MM-60군, MM-120군에서 DC군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다. 당뇨 유발에 의해 쥐의 간, 신장, 비장, 심장 등 체내 주요 장기의 무게는 크게 증가하였으나 뽕잎 또는 뽕잎함유대두발효물 투여에 의해 이들 장기의 무게는 대부분 감소하였으며 특히 MM-60군, MM-120군은 DC군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다. 이상의 실험결과 뽕잎분말과 DNJ 생산균주인 B.
후속연구
이와 같은 연구 문헌을 종합하여 볼 때 본 연구에서 사용된 뽕잎 첨가 대두발효물 역시 다량 함유된 DNJ 성분에 의한 탄수화물 및 지질대사의 개선을 통해 고지혈증에 의한 당뇨합병증에 효과가 있을 것으로 기대된다.
그러나 두 기관 모두 뽕잎함유군(M)에서 오히려 무게의 증가를 나타내 간이나 신장과는 다른 결과를 보인 것이 특이하였다. 이들 기관의 비대현상이 뽕잎의 특정 성분과 관련이 있는 것인지, 뽕잎 투여에 의한 비대증상이 대두발효물 투여에 의해 완화되는 것인지 등에 대해서는 앞으로 확인할 문제로 남긴다.
당뇨 유발에 의해 쥐의 간, 신장, 비장, 심장 등 체내 주요 장기의 무게는 크게 증가하였으나 뽕잎 또는 뽕잎함유대두발효물 투여에 의해 이들 장기의 무게는 대부분 감소하였으며 특히 MM-60군, MM-120군은 DC군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다. 이상의 실험결과 뽕잎분말과 DNJ 생산균주인 B. subtilis MORI균의 대두발효물의 혼합물은 신생 당뇨유도쥐의 제반 당뇨증세 완화에 긍정적으로 작용하는 것이 확인되었으며 따라서 뽕잎함유대두발효물은 앞으로 당뇨환자들에 대한 건강식품 소재로 그 활용이 크게 기대된다 하겠다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
천연물질로서 혈당저하나 지질대사에 효과를 나타내는 소재로 무엇이 알려져 있는가?
그러나 이러한 약물들은 저혈당, 간독성, 체중증가, 복부팽만감, 젖산증 등의 부작용을 유발함으로 이들 약해를 최소화한 새로운 타입의 혈당강하소재의 발굴이 필요하다. 최근 천연물질로서 혈당저하나 지질대사에 효과를 나타내는 소재로는 대두, 인삼과 홍삼, 뽕잎, 상백피, 보리 및 보리 β-glucan 등이 알려져 있다. 특히 대두는 혈당지수가 낮아 당뇨에 효과가 있으며(6), 그 밖에 식이섬유, 비타민 E, 이소플라본, 페놀, 사포닌, 트립신저해제, 피틴산 등의 생리활성 성분이 함유되어 있어, 동맥경화, 심장병, 암 등 만성퇴행성 질환예방에 효과가 높은 것으로 알려지고 있다(7).
당뇨병의 증세를 개선하기 위한 약물요법으로 사용하는 경구용 혈당강하제의 부작용에는 무엇이 있는가?
당뇨병의 증세를 개선하기 위한 약물요법 가운데 현재 경구용 혈당강하제로는 설포닐요소제, 메트포르민, α-glucosidase 저해제 등이 사용되고 있다. 그러나 이러한 약물들은 저혈당, 간독성, 체중증가, 복부팽만감, 젖산증 등의 부작용을 유발함으로 이들 약해를 최소화한 새로운 타입의 혈당강하소재의 발굴이 필요하다. 최근 천연물질로서 혈당저하나 지질대사에 효과를 나타내는 소재로는 대두, 인삼과 홍삼, 뽕잎, 상백피, 보리 및 보리 β-glucan 등이 알려져 있다.
일반적으로 당뇨병에 의한 질병 및 대사증후군으로는 무엇이 있는가?
당뇨병은 인슐린의 절대적 및 상대적 결핍으로 인하여 야기되며 여러 조직에서 인슐린 작용저하에 의한 탄수화물, 지방, 단백질 등의 대사 장애를 비롯하여 각종 병리학적 증세를 초래한다(1,2). 일반적으로 당뇨병에 의한 질병 및 대사증후군으로는 실명, 뇌졸중, 심근경색증, 만성신부전증 및 혈중 triglyceride의 증가, HDL-cholesterol의 감소, LDL-cholesterol의 증가 등의 지질대사 이상을 들 수 있다(3-5).
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