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문제 정의
- 본 연구에서 난소절제 쥐에서 칼슘 섭취수준에 따른 망간의 보충이 골격 상태 및 칼슘 평형에 미치는 효과에 대해 알아보고자 난소절제 쥐를 이용하여 칼슘 섭취수준 (적정, 결핍) 에 따른 망간 보충 식이를 12주간 공급한 후 골밀도, 골무기질 함량 및 골강도와 같은 골격상태와 골 대사지표, 칼슘 평형을 살펴본 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 그러나 이와 관련된 후속 연구가 이루어지지 않음으로써 아직까지 망간이 골격에 미치는 영향이 규명되지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 칼슘의 섭취가 부족한 우리나라의 식생활을 고려하여 난소 절제된 쥐에서 칼슘의 섭취수준에 따른 망간의 보충 여부가 골밀도를 포함한 골격상태 및 칼슘 평형에 미치는 효과에 대해 알아보고자 난소절제 쥐를 이용하여 칼슘섭취 수준(결핍과 적정)을 달리하여 망간 보충 식이를 12주간 공급한 후, 골밀도, 골무기질 함량, 골면적, 골격크기 등의 골격 상태와 칼슘 평형 및 골대사지표를 살펴보았다.
제안 방법
- 10마리씩 5군으로 나누었다. 각군별 체중에 따라 난괴법에 의해 4군은 난소절제 수술을 한 후 칼슘 결핍 식이 (OLCa; 난소절제저칼슘군), 칼슘적정식이 (OACa; 난소절제적정칼슘군) , 칼슘 결핍과 망간 보충식이 (OL CaMn; 난소절제저칼슘망간보충군), 칼슘 적정과 망간 보충 (OA CaMn; 난소절제적정칼슘망간보충군)의 실험식이로, 나머지 1군은 대조군으로서 sham-operation (비절제군)을 실시한 후 적정식이로 12주간 사육하였다.
- 골밀도, 골무기질 함량 및 골면적을 측정하기 위해 오른쪽 대퇴부, 경골 및 요추 (2~5번) 부위를 사용하였다. 먼저 85℃ 수조에서 잠시 방치시켜 골격의 연조직을 제거하였으며,11) DEXA (dual energy x-ray absorptiometry)법을 이용하여 동물전용골밀도 측정기 (PIXImus 2.
- 01 mm 수준까지 즉정하였다. 길이는 골격 head 부분 중앙의 정점과 말단 부분 끝 둥근 돌기의 정점까지 측정하였으며, 넓이와 깊이로는 골간의 중심 부분에서 중외 측 (mediolateral) 과 전후방향 (anteroposterior)을 측정하였다.13)
- 대변과 소변은 Microwave digestion system (Ethos touch control, Milestone Inc., Italy)으로 분해하여 검액을 만든 후, ICP(Vista-PRO, Varian, Australia)를 이용하여 칼슘의 정량분석을 실시하였다. 칼슘의 보유량과 보유율, 소화율은 칼슘의 섭취량과 분석한 대변과 소변 중 배설량을 이용하여 다음의 식에 의거하여 산출하였다.
- 측정하였다. 대변과 소변을 채취하기 위하여 실험 11주에 대사장 (metabolic cage)에 옮겨 1일간의 적응기를 거친 후 24시간 동안 대변과 소변을 각각 수집하였다. 그리고 12주간의 사육종료 후 12시간을 절식시키고 ethyl ether로 마취시킨 후 복대동맥에서 혈액을 채취하여 1시간 정도 방치한 후 3, 000 rpm에서 20분간 원심분리시켜 혈청을 얻어 분석시까지 -70℃에서 냉동보관하였다.
- 대퇴부와 경골의 길이 (length), 넓이 (width) 및 깊이 (depth)는 버니어 캘리퍼 (Vemier caliper, Mitutoyo, Japan)를 이용하여 0.01 mm 수준까지 즉정하였다. 길이는 골격 head 부분 중앙의 정점과 말단 부분 끝 둥근 돌기의 정점까지 측정하였으며, 넓이와 깊이로는 골간의 중심 부분에서 중외 측 (mediolateral) 과 전후방향 (anteroposterior)을 측정하였다.
- 그리고 12주간의 사육종료 후 12시간을 절식시키고 ethyl ether로 마취시킨 후 복대동맥에서 혈액을 채취하여 1시간 정도 방치한 후 3, 000 rpm에서 20분간 원심분리시켜 혈청을 얻어 분석시까지 -70℃에서 냉동보관하였다. 또한 요추 (spine) 와 오른쪽 대퇴부 (femur) 및 경골 (tibia)을 채취하여 생리식염수로 씻어낸 후 -20℃에서 냉동보관하였다.
- , USA)를 혼합하여 사용하였고, 적정칼슘식이인 경우 칼슘이 혼합된 무기질 mixture를 사용하였다. 망간 보충시 무기질 mixture에 MnCO:i (Dyets Co., USA)를 급원으로 추가하여 사용하였으며, 보충량은 Rico 등의 연구11)에서 120 ㎎/㎏ feed로 망간의 섭취를 증가시켰을 때 골밀도의 증가 효과를 보인 결과를 고려하여 결정하였다.
- 먼저 85℃ 수조에서 잠시 방치시켜 골격의 연조직을 제거하였으며,11) DEXA (dual energy x-ray absorptiometry)법을 이용하여 동물전용골밀도 측정기 (PIXImus 2.0, LUNAR, USA)로 요추, 대퇴부, 경골의 골밀도, 골무기질 함량 및 골면적을 측정하였다. 골밀도, 골무기질 함량 및 골면적 측정의 CV (coefficients of variation)는 15마리의 요추, 대퇴부 및 경골을 2~3일 간격으로 3번 측정한 결과 각각 0.
- 사육 및 실험에 사용한 모든 기구들은 무기질의 오염을 방지하기 위하여 EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid) 용액에, 초자기구일 경우에는 질산원액에 24시간 이상 담갔다가 탈이온수로 3번 이상 세척하고 건조기에서 습기를 제거한 다음 사용하였다. 사육실의 환경은 온도 24 ± 2℃, 상대습도 60 ±5%로 유지하였고, 명암은 12시간 주기로 조절하였다.
- 사육 및 실험에 사용한 모든 기구들은 무기질의 오염을 방지하기 위하여 EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid) 용액에, 초자기구일 경우에는 질산원액에 24시간 이상 담갔다가 탈이온수로 3번 이상 세척하고 건조기에서 습기를 제거한 다음 사용하였다. 사육실의 환경은 온도 24 ± 2℃, 상대습도 60 ±5%로 유지하였고, 명암은 12시간 주기로 조절하였다. 실험식이는 정제식이로서 조성은 AIN-93^을참고로 하였으며, 배합구성은 Table 1과 같다.
- 식이 섭취량과 체중은 매주 1회 일정 시각에 측정하였다. 대변과 소변을 채취하기 위하여 실험 11주에 대사장 (metabolic cage)에 옮겨 1일간의 적응기를 거친 후 24시간 동안 대변과 소변을 각각 수집하였다.
- 실험식이는 정제식이로서 조성은 AIN-93^을참고로 하였으며, 배합구성은 Table 1과 같다. 실험식이 조성 중 무기질과 비타민은 전체 식이 성분 중 3.5%와 1%가 되도록 하였으며, 실험식이 조성 중 칼슘은 저 (0.1%)와 적정 (0.5%)의 2수준 망간은 적정 (0.001%), 고 (0.01%) 의 2수준으로 하였다. 무기질은 저칼슘식이인 경우 칼슘을 제외한 무기질 mixture에 칼슘 급원으로 calcium carbonate (CaCO3; Dyets Co.
- 실험식이와 탈이 온수는 자유급식 방법으로 급여하였다. 사육 및 실험에 사용한 모든 기구들은 무기질의 오염을 방지하기 위하여 EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid) 용액에, 초자기구일 경우에는 질산원액에 24시간 이상 담갔다가 탈이온수로 3번 이상 세척하고 건조기에서 습기를 제거한 다음 사용하였다.
- 혈청 알칼라인 포스파타아제 (alkaline phosphatase; ALP)는 알칼라인 포스파타아제 측정용 kit (Boeringer Mannheim, Germany)를 사용하여 자동생화학분석기 (HITACHI 747, Japan) 로 분석하였다. 혈청 중 CTx (C-telopep-tide of collagen cross-links)는 rat 전용 CTx 즉정용 kit(Nordic Bioscience Diagnostics, Denmark)를 이용하였으며, 혈청 OPG(osteoporotegerin)도 rat 전용 osteoporotegerin ELISA kit(Biomedica, Germany)를 사용하여 ELISA(Sunrise, Eecan, Australia)로 분석하였다.
- 747, Japan) 로 분석하였다. 혈청 중 CTx (C-telopep-tide of collagen cross-links)는 rat 전용 CTx 즉정용 kit(Nordic Bioscience Diagnostics, Denmark)를 이용하였으며, 혈청 OPG(osteoporotegerin)도 rat 전용 osteoporotegerin ELISA kit(Biomedica, Germany)를 사용하여 ELISA(Sunrise, Eecan, Australia)로 분석하였다. 혈청 칼슘은 칼슘이 OCPC(O-Cresolphthalein complexone)와 알칼리 용액에서 보라색의 화합물이 형성하는 원리를 기본으로 kit (Daiichi pure chemicals, Tokyo, Japan)를 이용하여 자동생화학분석기 (HITACHI 747, Japan)로 측정하였다.
- 혈청 중 CTx (C-telopep-tide of collagen cross-links)는 rat 전용 CTx 즉정용 kit(Nordic Bioscience Diagnostics, Denmark)를 이용하였으며, 혈청 OPG(osteoporotegerin)도 rat 전용 osteoporotegerin ELISA kit(Biomedica, Germany)를 사용하여 ELISA(Sunrise, Eecan, Australia)로 분석하였다. 혈청 칼슘은 칼슘이 OCPC(O-Cresolphthalein complexone)와 알칼리 용액에서 보라색의 화합물이 형성하는 원리를 기본으로 kit (Daiichi pure chemicals, Tokyo, Japan)를 이용하여 자동생화학분석기 (HITACHI 747, Japan)로 측정하였다.
대상 데이터
- 01%) 의 2수준으로 하였다. 무기질은 저칼슘식이인 경우 칼슘을 제외한 무기질 mixture에 칼슘 급원으로 calcium carbonate (CaCO3; Dyets Co., USA)를 혼합하여 사용하였고, 적정칼슘식이인 경우 칼슘이 혼합된 무기질 mixture를 사용하였다. 망간 보충시 무기질 mixture에 MnCO:i (Dyets Co.
- 실험동물은 6주령의 Sprague Dawley종 암컷 흰쥐 오리엔탈, 경기)를 이용하였으며, 50마리의 실험동물을 임의배치법으로 10마리씩 5군으로 나누었다. 각군별 체중에 따라 난괴법에 의해 4군은 난소절제 수술을 한 후 칼슘 결핍 식이 (OLCa; 난소절제저칼슘군), 칼슘적정식이 (OACa; 난소절제적정칼슘군) , 칼슘 결핍과 망간 보충식이 (OL CaMn; 난소절제저칼슘망간보충군), 칼슘 적정과 망간 보충 (OA CaMn; 난소절제적정칼슘망간보충군)의 실험식이로, 나머지 1군은 대조군으로서 sham-operation (비절제군)을 실시한 후 적정식이로 12주간 사육하였다.
데이터처리
- 본 연구를 통해 얻어진 모든 결과는 SAS program (ver. 9.1)을 이용하여 평균과 표준편차를 구하고, 1원 배치 분산분석을 하였으며, 유의한 영향이 나타났을 때 각 군별 차이는 Duncan's multiple range test로 a = 0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 10%로 나타났다. 골격 강도는 직경 3 mm의 탐침이 부착된 Universal testing machine(CR-100D, Sun Scientific Co., Japan)을 이용하여 threepoint bending 방법으로 측정하였다.
- 사육실의 환경은 온도 24 ± 2℃, 상대습도 60 ±5%로 유지하였고, 명암은 12시간 주기로 조절하였다. 실험식이는 정제식이로서 조성은 AIN-93^을참고로 하였으며, 배합구성은 Table 1과 같다. 실험식이 조성 중 무기질과 비타민은 전체 식이 성분 중 3.
성능/효과
- 2%로 두배 가량 더 높아, 여성 노인의 삶과 건강에 대한 관심이 증가되고 있다.1) 여성의 경우 특히 50세를 전후로 폐경을 경험하게 되면서 골다공증, 심혈관계질환, 당뇨병 등 다양한 만성질환에 노출되는 비율이 증가된다.2) 이중 조골세포와 파골세포의 불균형으로 인해 뼈의 양이 줄어들어 경미한 충격에도 골절이 생기기 쉬운 골다공증 및 그에 따른 합병증으로 빈번하게 초래되는 골절 등이 삶의 질 저하는 물론 사회경제적인 문제를 야기시킬 수 있다.
- 또한 난소절제시 에스트로겐 분비저하가 발생하고 이때 체중지탱능력 (weight bearing activity) 을 키우고 에스트로겐 생성이 가능한 체지방을 증가시키려는 기전으로 인하여 난소절제시 체중이 증가할 수 있다는 보고도 있다.15) 본 연구에서는 난소를 절제한 군이 비절제군에 비해 식이 섭취량은 낮았으나, 체중은 증가하여 식이효율이 증가하였는데 이는 에스트로겐 분비 감소에 따른 체지방 축적으로 인하여 체중이 증가한 것으로 생각된다. 또한 체중의 경우 골격 전체에 기계적인 하중을 주어 골밀도 및 골무기질 함량의 변화에 영향을 미친다고 보고되고 있다.
- 또한 체중의 경우 골격 전체에 기계적인 하중을 주어 골밀도 및 골무기질 함량의 변화에 영향을 미친다고 보고되고 있다.16) 본 연구에서는 난소절제군이 비절제군에 비해 최종 체중이 유의적으로 높은 것으로 나타났기 때문에 체중이 골격에 미치는 효과를 고려하여 부위별 체중당 골무기질 함량 및 골밀도를 분석한 결과 난소절제군이 비절제군에 비해 유의하게 낮았으며, 칼슘 수준 및 망간보충에 따른 차이를 보이지 않아 결과를 제시하지는 않았다.
- 1) 여성의 경우 특히 50세를 전후로 폐경을 경험하게 되면서 골다공증, 심혈관계질환, 당뇨병 등 다양한 만성질환에 노출되는 비율이 증가된다.2) 이중 조골세포와 파골세포의 불균형으로 인해 뼈의 양이 줄어들어 경미한 충격에도 골절이 생기기 쉬운 골다공증 및 그에 따른 합병증으로 빈번하게 초래되는 골절 등이 삶의 질 저하는 물론 사회경제적인 문제를 야기시킬 수 있다.3,4) 따라서 골다공증의 예방과 치료에 대한 올바른 영양 관리의 필요성이 요구되고 있다.
- 33) 또한 OPG는 in vitro 실험에서 파골세포 전구체의 분화, 생존 및 융합을 억제하며 성숙 파골세포로의 활성화를 차단하고, 파골세포의 세포사멸을 유도하는 것으로 보고되고 있다.34) 기존의 동물실험결과를 살펴보면 OPG knock-out mice에서 극심한 골다공증이 조기에 발현되었고, 파골세포의 생성이 증가되었으며, 척추 골절을 포함한 다발성 골절로 인해 치사율이 증가한다고 하였다.35) 또한 OPG/RANKL 농도비의 증가는 골용해 측면의 대사를 저해하는 효과가 있으며, 이는 조골세포에서의 OPG와 RANKL 비율의 중재에 의한 것이라는 보고가 있다.
- 35) 또한 OPG/RANKL 농도비의 증가는 골용해 측면의 대사를 저해하는 효과가 있으며, 이는 조골세포에서의 OPG와 RANKL 비율의 중재에 의한 것이라는 보고가 있다.36) 본 연구에서는 난소를 절제한 군이 비절제군에 비해 혈청 OPG가 유의하게 높아, 난소절제 후 빠른 골교체율의 현상을 보인 것으로 생각된다.
- 37) 성인 쥐에서 망간결핍은 골형성과 골용해 활성을 모두 저해하였다고 하였다.38) 그러나 난소절제쥐에서 칼슘의 섭취수준에 따른 망간의 보충을 실시한 본 연구에서는 망간의 보충 여부에 따라 골대사지표에 유의적인 변화를 나타내지 않았다.
- 0, LUNAR, USA)로 요추, 대퇴부, 경골의 골밀도, 골무기질 함량 및 골면적을 측정하였다. 골밀도, 골무기질 함량 및 골면적 측정의 CV (coefficients of variation)는 15마리의 요추, 대퇴부 및 경골을 2~3일 간격으로 3번 측정한 결과 각각 0.10%, 0.05%, 0.10%로 나타났다. 골격 강도는 직경 3 mm의 탐침이 부착된 Universal testing machine(CR-100D, Sun Scientific Co.
- 001). 난소절제쥐에서 대퇴부, 경골의 골밀도 모두 저칼슘식이에 망간 보충시 감소하는 경향을 보였고, 적정 칼슘식이에서는 망간보충시 대퇴부의 골밀도가 증가되는 경향을 보였다. 골강도는 대퇴부에서는 실험군간 유의한 차이를 보이지 않았으나 난소절제 저칼슘식이에서 망간 보충시 비보충군에 비해 골강도가 유의적으로 감소하였다(P < 0.
- 001). 난소절제쥐에서 망간보충에 따른 골밀도의 변화를 살펴보면, 적정 칼슘식이에서는 대퇴부의 골밀도가 망간보충시 증가되는 경향을 보였고, 저칼슘식이에 망간 보충시에는 요추, 대퇴부, 경골의 골밀도 모두가 감소하는 경향을 보였다. 대퇴부 및 경골의 골무기질 함량은 난소절제와 칼슘 결핍 여부 및 망간 보충에 따른 실험군간 유의한 차이를 보이지 않았으나, 요추 골무기질 함량은 난소절제 저칼슘 식이군이 정상대조군과 난소절제적정칼슘식이군에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다 (p < 0.
- 난소절제쥐에서는 저칼슘식이군이 적정칼슘식이군에 비하여 요추, 대퇴부, 경골의 골밀도가 모두 낮아 여성호르몬의 감소와 칼슘의 섭취부족이 골다공증의 위험을 가속화시킴을 확인할 수 있었다. 또한 저칼슘식이군의 골밀도가 비절제군에 비해 유의하게 낮게 나타났는데, 이는 난소 절제된 쥐에서 저칼슘식이를 장기간 (24주) 공급한 연구에서 난소절제 저칼슘식이군의 피질골 골량이 일반대조군과 난소절제 정상칼슘식이군에 비해 유의하게 낮았다는 연구결과21)와 유사한 양상을 보여 칼슘의 섭취부족과 여성호르몬의 결핍이 상승적으로 골다공증의 위험을 증가시키는 것을 알 수 있었다.
- 대변으로의 칼슘 배설량과 칼슘 보유량은 난소절제군이 정상 대조군에 비해 유의하게 낮게 나타났으며, 난소절제 저칼슘 식이군이 난소절제 적정칼슘식이군에 비해 유의적으로 낮은 결과를 보였다 (p < 0.001, p < 0.001). 또한 소변 중 칼슘 배설량은 정상대조군이 난소절제군에 비해 유의하게 높게 나타났으며, 난소절제군에서는 저칼슘군이 적정칼슘군에 비해 유의적으로 낮은 소변 중 칼슘 배설량을 보였다 (p < 0.
- 난소절제쥐에서 망간보충에 따른 골밀도의 변화를 살펴보면, 적정 칼슘식이에서는 대퇴부의 골밀도가 망간보충시 증가되는 경향을 보였고, 저칼슘식이에 망간 보충시에는 요추, 대퇴부, 경골의 골밀도 모두가 감소하는 경향을 보였다. 대퇴부 및 경골의 골무기질 함량은 난소절제와 칼슘 결핍 여부 및 망간 보충에 따른 실험군간 유의한 차이를 보이지 않았으나, 요추 골무기질 함량은 난소절제 저칼슘 식이군이 정상대조군과 난소절제적정칼슘식이군에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다 (p < 0.05). 요추와 대퇴부 및 경골의 골면적은 군간 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 대퇴부와 경골의 길이는 난소절제 및 칼슘 결핍 여부와 망간보충에 따른 군간 유의한 차이를 보이지 않았으며, 대퇴부와 경골의 넓이와 깊이 역시 실험군간 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 이와같이 골격의 크기와 골무기질 함량과의 관련성이 높지만, 본 연구에서는 대퇴부와 경골의 골면적과 골무기질 함량의 경우 군간 차이를 보이지 않았으며, 이는 본 연구에서 사용한 쥐가 6주령으로 계속적으로 골격의 크기가 증가하는 성장기에 속하였기 때문에 난소절제에 따른 골격크기의 감소 결과를 보이지 않은 것으로 생각된다. 또한 대퇴부의 경우 골무기질 함량과 골면적에 있어 군간 유의한 차이를 보이지 않은 반면, 골밀도는 난소절제 적정칼슘군에서 망간 보충 시 증가하는 양상을 보였는데, 이는 골밀도에 관여하는 인자인 골무기질 함량의 망간보충에 따른 증가폭이 골면적의 증가폭에 비해 컸기 때문이라고 사료된다. 한편 유의적인 차이를 보이지는 않으나 난소절제 저칼슘식이시 난소절제 적정칼슘식이군에 비해 대퇴부와 경골의 낮은 골면적과 골무 기질 함량의 경향을 보여 적정칼슘의 지속적인 섭취가 골격건강에 중요할 것으로 생각된다.
- 001). 또한 소변 중 칼슘 배설량은 난소절제저칼슘군에서 망간보충 시 2배 가량 증가되었다. 칼슘 보유율과 칼슘의 소화율은 실험군간 유의한 차이를 보이지는 않았다.
- 001). 또한 소변 중 칼슘 배설량은 정상대조군이 난소절제군에 비해 유의하게 높게 나타났으며, 난소절제군에서는 저칼슘군이 적정칼슘군에 비해 유의적으로 낮은 소변 중 칼슘 배설량을 보였다 (p < 0.001). 또한 소변 중 칼슘 배설량은 난소절제저칼슘군에서 망간보충 시 2배 가량 증가되었다.
- 001). 또한 소변 중 칼슘 배설량은 정상대조군이 난소절제군에 비해 유의하게 높았으며 , 난소절제군에서는 저칼슘군이 적정칼슘군에 비해 유의적으로 낮았다 (p < 0.001). 또한 소변 중 칼슘 배설량은 난소절제 저칼슘군에서 망간 보충시 비보충군에 비해 높게 나타났다.
- 본 연구는 칼슘의 섭취가 부족한 우리나라 폐경 후 여성의 식생활을 고려하여 실험군에 저칼슘과 정상칼슘을 정하고 각각 망간의 보충을 실시하였는데, 적정 칼슘식이에서 대퇴부의 골밀도가 망간 보충시 증가되었으나 유의적인 수준은 아니었으며, 요추와 대퇴부의 골밀도에 있어서도 유의적인 변화를 나타내지 않았다. 그러나, 골다공증 환자에서 보충제로 칼슘과 망간을 함께 투여했을 때 골밀도가 개선되었다는 보고가 있으며,10) Rico 등11)은 난소절제쥐를 이용하여 망간을 120 mg/diet kg의 수준으로 30일간 섭취시킨 결과 대퇴부 골밀도가 유의적으로 증가하였다고 보고하여 망간의 보충이 폐경 후 골다공증을 예방하는 효과가 있는 것으로 나타나고 있다.
- 본 연구에서 식이 섭취량은 난소를 절제한 군이 비절제군에 비해 낮았으나, 체중 증가량과 식이효율에서는 난소절제군이 비절제군에 비해 유의하게 높았다. Kalu 등14)은 폐경 후 체중증가 현상을 관찰하기 위해 난소절제 후 체중 증가량과 식이 섭취량의 변화를 살펴본 결과 난소절제시 과식하여 체중이 증가한다고 보고하였다.
- 본 연구에서도 난소절제된 쥐의 경우 비절제된 쥐에 비해 혈청 칼슘의 농도가 낮은 것으로 나타나, 난소절제에 의하여 칼슘 항상성 유지의 변화가 야기된 것으로 사료된다.
- 2배 가량 증가되었다. 소변의 칼슘 배설량이 소량이기 때문에 소변으로의 칼슘 배설 감소에도 불구하고, 칼슘의 보유률에 직접적인 영향을 미치지는 못하였으나, 저칼슘식이에 망간보충시 소변으로의 칼슘배설 증가를 골밀도와 골강도의 감소결과와 연결하여 고려하여 보면, 칼슘의 섭취가 부족한 상황에서 망간의 보충섭취는 칼슘의 배설을 증가시킴으로써 오히려 골격건강에 좋지 않은 영향을 줄 수 있는 가능성이 있음을 제시하여 준다
- Table 2와 같다. 식이 섭취량은 난소비절제 정상 대조군이 난소절제군보다 유의하게 높았고, 난소절제군 내에서는 적정칼슘군이 저칼슘군보다 유의적으로 높게 나타났다 (P < 0.001). 초기 체중은 군간에 유의한 차이를 보이지 않았지만, 최종 체중은 난소절제군이 정상대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났다 (p < 0.
- 001), 난소절제 군에서 칼슘의 섭취수준이나 망간의 보충여부에 따른 차이를 보이지 않았다. 요추, 대퇴부 및 경골의 골밀도는 난소절제 군이 정상대조군에 비해 유의하게 낮았고, 난소절제군 내에서는 적정칼슘군이 저칼슘군에 비해 유의적으로 높았다(P < 0.001, P < 0.001, P < 0.001). 난소절제쥐에서 대퇴부, 경골의 골밀도 모두 저칼슘식이에 망간 보충시 감소하는 경향을 보였고, 적정 칼슘식이에서는 망간보충시 대퇴부의 골밀도가 증가되는 경향을 보였다.
- 결과는 Table 3과 같다. 요추, 대퇴부 및 경골의 골밀도는 난소절제군이 정상대조군에 비해 유의하게 낮았고, 난소절제군 내에서는 적정칼슘군이 저칼슘군에 비해 유의적으로 높게 나타났다 (p < 0.001, p < 0.001, p < 0.001). 난소절제쥐에서 망간보충에 따른 골밀도의 변화를 살펴보면, 적정 칼슘식이에서는 대퇴부의 골밀도가 망간보충시 증가되는 경향을 보였고, 저칼슘식이에 망간 보충시에는 요추, 대퇴부, 경골의 골밀도 모두가 감소하는 경향을 보였다.
- 이상의 결과에서 난소절제쥐에서 망간의 보충은 적정 칼슘식이에서는 유의적인 변화를 나타내지 않았으나, 저칼슘식이에서 망간의 보충은 소변으로의 칼슘 배설을 증가시키고 골밀도와 골강도의 감소를 초래하는 부정적인 결과를 나타내었다. 따라서 폐경 후 골격건강을 위한 망간의 보충은 칼슘의 섭취수준과의 관계를 고려하여 이루어져야 할 것으로 생각되며, 망간의 적정한 보충 수준과 골대사에 미치는 기전을 밝힐 수 있는 지속적인 연구가 필요하다고 보여진다.
- 22)Silvia & Gibon의 연구23)에 의하면 골격의 크기가 증가했을 때 골무기질 함량이 증가된다고 보고되고 있으며, 같은 수준의 골밀도에서도 골격의 크기가 작은 경우 요추골절을 경험하는 비율이 더 높았다는 보고24)도 있다. 이와같이 골격의 크기와 골무기질 함량과의 관련성이 높지만, 본 연구에서는 대퇴부와 경골의 골면적과 골무기질 함량의 경우 군간 차이를 보이지 않았으며, 이는 본 연구에서 사용한 쥐가 6주령으로 계속적으로 골격의 크기가 증가하는 성장기에 속하였기 때문에 난소절제에 따른 골격크기의 감소 결과를 보이지 않은 것으로 생각된다. 또한 대퇴부의 경우 골무기질 함량과 골면적에 있어 군간 유의한 차이를 보이지 않은 반면, 골밀도는 난소절제 적정칼슘군에서 망간 보충 시 증가하는 양상을 보였는데, 이는 골밀도에 관여하는 인자인 골무기질 함량의 망간보충에 따른 증가폭이 골면적의 증가폭에 비해 컸기 때문이라고 사료된다.
- 체중 증가량과 식이 효율에서는 난소절제군이 정상 대조군에 비해 유의적으로 높았고(P < 0.001, P < 0.001), 난소절제 군에서 칼슘의 섭취수준이나 망간의 보충여부에 따른 차이를 보이지 않았다. 요추, 대퇴부 및 경골의 골밀도는 난소절제 군이 정상대조군에 비해 유의하게 낮았고, 난소절제군 내에서는 적정칼슘군이 저칼슘군에 비해 유의적으로 높았다(P < 0.
- 001). 체중 증가량과 식이 효율에서는 난소절제군이 정상대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났다 (p < 0.001, p< 0.001).
- 이는 본 연구에서의 망간 보충수준 (100 mg/diet kg) 및 기간과 차이가 있어, 유효한 보충 수준과 기간에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 보여진다. 한편, 저칼슘식이에 망간 보충시 요추, 대퇴부, 경골의 골밀도가 모두 감소를 나타내어, 칼슘이 결핍된 상황에서 망간의 보충이 오히려 골밀도에 부정적인 영향을 미침을 알 수 있었다.
- 001). 혈청 ALP는 난소절제군이 비절제군이 비해 유의적으로 높게 나타났으며 (p< 0.001), 혈청 CTx는 난소절제 저칼슘군이 난소절제 적정칼슘군과 정상 대조군에 비하여 유의하게 높은 수준을 보였다 (p < 0.001). 혈청 OPG은 난소절제군이 정상대조군에 비해 유의하게 높게 나타났다 (p<0.
- 001). 혈청 ALP와 CTx는 난소절제 저칼슘군이 난소절제 적정칼슘군과 정상 대조군에 비하여 유의하게 높은 수준을 보였고 (각각 p <0.001), 칼슘 섭취수준 및 망간의 보충여부에 따른 차이는 보이지 않았다. 대변으로의 칼슘 배설량과 칼슘 보유량은 난소절제군이 정상대조군에 비해 유의하게 낮았으며, 난소절제 군에서는 저 칼슘식 이군이 적정 칼슘식 이군에 비해 유의적으로 낮았다 (p < 0.
- 001). 혈청 OPG은 난소절제군이 정상대조군에 비해 유의하게 높게 나타났다 (p<0.01).
후속연구
- 5,6) 골격건강을 위한 무기성분으로는 칼슘이 중요하나, 현재까지 보고된 국민건강영양조사 보고서에 의하면 칼슘의 섭취는 지속적으로 부족한 것으로 나타나고 있다, 또한 칼슘 급원식품이 우유 및 유제품과 뼈째 먹는 생선 등으로 매우 제한적이고, 2005년 국민건강영양조사 보고서에 의하면 그 섭취량이 폐경 이후인 50~64세와 65세 이상 여성에서 각각 권장 섭취량의 67.2%와 57.1%로 나타나 폐경으로 인한 호르몬 결핍과 함께 골격건강을 더욱 위협하는 식생활요인으로 지적된다, 그러나 골다공증의 예방을 위하여 칼슘의 영양만을 강조하는 것은 한계점을 지니고 있어 골격 건강을 위해 칼슘을 보완할 수 있는 영양소의 발굴과 작용기전의 규명이 필요하다.
- 따라서 폐경 후 골격건강을 위한 망간의 보충은 칼슘의 섭취수준과의 관계를 고려하여 이루어져야 할 것으로 생각되며, 망간의 적정한 보충 수준과 골대사에 미치는 기전을 밝힐 수 있는 지속적인 연구가 필요하다고 보여진다.
- 그러나, 골다공증 환자에서 보충제로 칼슘과 망간을 함께 투여했을 때 골밀도가 개선되었다는 보고가 있으며,10) Rico 등11)은 난소절제쥐를 이용하여 망간을 120 mg/diet kg의 수준으로 30일간 섭취시킨 결과 대퇴부 골밀도가 유의적으로 증가하였다고 보고하여 망간의 보충이 폐경 후 골다공증을 예방하는 효과가 있는 것으로 나타나고 있다. 이는 본 연구에서의 망간 보충수준 (100 mg/diet kg) 및 기간과 차이가 있어, 유효한 보충 수준과 기간에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 보여진다. 한편, 저칼슘식이에 망간 보충시 요추, 대퇴부, 경골의 골밀도가 모두 감소를 나타내어, 칼슘이 결핍된 상황에서 망간의 보충이 오히려 골밀도에 부정적인 영향을 미침을 알 수 있었다.
- 38) 그러나 난소절제쥐에서 칼슘의 섭취수준에 따른 망간의 보충을 실시한 본 연구에서는 망간의 보충 여부에 따라 골대사지표에 유의적인 변화를 나타내지 않았다. 칼슘의 섭취수준에 따른 망간의 보충이 골밀도의 변화를 초래한 본 연구의 결과를 고려할 때, 망간의 보충이 칼슘과의 상호작용을 통하여 골대사에 영향을 주는 것으로 보여지므로 관련 기전을 밝힐 수 있는 후속 연구가 지속적으로 필요하다고 생각된다.
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