본 연구는 0.03%의 카페인 함유 식이를 폐경모델인 난소절제쥐에서 6주간 섭취시켜 골밀도와 골무기질함량에 미치는 영향을 아래와 같이 요약하였다. 1) 체중증가량은 난소절제군이 Sham군에 비해 유의적으로 높았으며 각 군내에서 카페인 섭취에 따른 차이는 없었다. 2) 혈 중 칼슘 농도는 난소절제군내에서 카페인군이 대조군보다 유의적으로 낮게 나타났다. 3) 혈 중 ALP는 Sham군과 난소절제군 모두에서 카페인 군이 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 혈중 Osteocalcin은 Sham 군과 난소절제군, 그리고 각 군내에서 카페인 섭취여부에 따라 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 4) 요 중 칼슘 및 인의 농도, 요 중 Deoxypyridinoline(DPD)와 crosslinks value는 Sham 군과 난소절제군, 그리고 각 군내에서 카페인 섭취여부에 따라 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 5) 척추골밀도는 Sham군에 비해 난소절제군이 유의적으로 낮았고, 난소절제군내에서 카페인 첨가군과 대조군간에 차이가 없었다. 6) 대퇴골밀도와 대퇴 골무기질 함량은 Sham군과 난소 절제군 간의 차이는 없었고, 각 군내에서 식이에 따른 차이도 없었다. 따라서 카페인 0.03% caffeine 섭취는 난소절제쥐에서 6주간 섭취 시킨 경우 척추와 대퇴골밀도에 부정적 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
본 연구는 0.03%의 카페인 함유 식이를 폐경모델인 난소절제쥐에서 6주간 섭취시켜 골밀도와 골무기질함량에 미치는 영향을 아래와 같이 요약하였다. 1) 체중증가량은 난소절제군이 Sham군에 비해 유의적으로 높았으며 각 군내에서 카페인 섭취에 따른 차이는 없었다. 2) 혈 중 칼슘 농도는 난소절제군내에서 카페인군이 대조군보다 유의적으로 낮게 나타났다. 3) 혈 중 ALP는 Sham군과 난소절제군 모두에서 카페인 군이 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 혈중 Osteocalcin은 Sham 군과 난소절제군, 그리고 각 군내에서 카페인 섭취여부에 따라 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 4) 요 중 칼슘 및 인의 농도, 요 중 Deoxypyridinoline(DPD)와 crosslinks value는 Sham 군과 난소절제군, 그리고 각 군내에서 카페인 섭취여부에 따라 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 5) 척추골밀도는 Sham군에 비해 난소절제군이 유의적으로 낮았고, 난소절제군내에서 카페인 첨가군과 대조군간에 차이가 없었다. 6) 대퇴골밀도와 대퇴 골무기질 함량은 Sham군과 난소 절제군 간의 차이는 없었고, 각 군내에서 식이에 따른 차이도 없었다. 따라서 카페인 0.03% caffeine 섭취는 난소절제쥐에서 6주간 섭취 시킨 경우 척추와 대퇴골밀도에 부정적 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
The purpose of this study was to examine the effects of dietary caffeine supplementation on bone mineral density and bone mineral content in ovariectomized rats. Twenty eight female Sprague-Dawley rats (body weight $210\;{\pm}\;5\;g$) were divided into two groups, ovariectomy (OVX) and Sh...
The purpose of this study was to examine the effects of dietary caffeine supplementation on bone mineral density and bone mineral content in ovariectomized rats. Twenty eight female Sprague-Dawley rats (body weight $210\;{\pm}\;5\;g$) were divided into two groups, ovariectomy (OVX) and Sham groups, which were each randomly divided into two subgroups that were fed control and control supplemented with caffeine diets (caffeine 0.03% diets). All rats were fed on experimental diet and deionized water ad libitum for 6 weeks. Bone mineral density (BMD) and bone mineral content (BMC) were measured using PIXImus (GE Lunar Co, Wisconsin) in spine and femur. Serum alkaline phosphatase activity (ALP) and osteocalcin and urinary DPD crosslinks value were measured as markers of bone formation and resorption. The results of this study indicate that body weight gain and food intake were higher in OVX groups than in Sham groups regardless of diets. There were no differences weight gain between the control and caffeine groups in both OVX and Sham groups. Within the OVX groups, serum Ca concentration was lower in rats fed caffeine than in rats fed the control diet. Serum ALP, osteocalcin, urinary Ca, and phosphate were not different in each group. Spine BMD, spine BMD/weight, and spine BMC/weight, femur BMD/weight and femur BMC/weight of ovariectomy groups were significantly lower than Sham groups. Within the OVX group, there were no differences in spine BMD and BMC and femur BMD and BMC. These results indicate that no significant differences in spine and femur BMD were found due to 0.03% caffeine intakes in diet in OVX rats for 6 weeks. No negative effect of caffeine in 0.03% diet on bone mineral density were found in the present study. Further investigation of the relation between caffeine and bone mineral density are warranted. (KoreanJNutr2008; 41(3): 2l6~223)
The purpose of this study was to examine the effects of dietary caffeine supplementation on bone mineral density and bone mineral content in ovariectomized rats. Twenty eight female Sprague-Dawley rats (body weight $210\;{\pm}\;5\;g$) were divided into two groups, ovariectomy (OVX) and Sham groups, which were each randomly divided into two subgroups that were fed control and control supplemented with caffeine diets (caffeine 0.03% diets). All rats were fed on experimental diet and deionized water ad libitum for 6 weeks. Bone mineral density (BMD) and bone mineral content (BMC) were measured using PIXImus (GE Lunar Co, Wisconsin) in spine and femur. Serum alkaline phosphatase activity (ALP) and osteocalcin and urinary DPD crosslinks value were measured as markers of bone formation and resorption. The results of this study indicate that body weight gain and food intake were higher in OVX groups than in Sham groups regardless of diets. There were no differences weight gain between the control and caffeine groups in both OVX and Sham groups. Within the OVX groups, serum Ca concentration was lower in rats fed caffeine than in rats fed the control diet. Serum ALP, osteocalcin, urinary Ca, and phosphate were not different in each group. Spine BMD, spine BMD/weight, and spine BMC/weight, femur BMD/weight and femur BMC/weight of ovariectomy groups were significantly lower than Sham groups. Within the OVX group, there were no differences in spine BMD and BMC and femur BMD and BMC. These results indicate that no significant differences in spine and femur BMD were found due to 0.03% caffeine intakes in diet in OVX rats for 6 weeks. No negative effect of caffeine in 0.03% diet on bone mineral density were found in the present study. Further investigation of the relation between caffeine and bone mineral density are warranted. (KoreanJNutr2008; 41(3): 2l6~223)
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문제 정의
따라서 본 연구는 0.03%의 카페인 함유 식이를 폐경 모델인 난소절제 쥐에게 섭취시켜 골밀도와 골무기질 함량에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
334 g/kg diet을 첨가하였다. 카페인 첨가량은 선행연구에서 성장기 쥐에서 0.03%의 카페인식이는 골밀도에 영향을 미치지 않았다고 하였으므로9)생리상태가 다른 난소절제쥐에서 동량의 카페인 식이는 어떻게 영향을 미치는지 알아보고자 하였다 (Table 1).
제안 방법
6주간 사육한 실험동물은 대사케이지에서 12시간 동안, 식이에 의해 시료가 오염되는 것을 막기 위하여 식이는 공급하지 않물만 공급하여 요를 채취하였다. 시료 채취에 사용되는 모든 기구는 2차 이온교환수로 헹구어 사용하였다.
content: BMC)를 측정하였다. 골밀도 측정기로는 LUNAR사의 PIXImus (Dual energy x-ray absorptio metry, DEXS) 를 사용하여 측정하였으며, 측정 시 실험동물은 마취제 Ketamin (유한양행, 0.25 ml/100 mg)을 근육 주사하여 충분한 마취가 된 상태에서 골밀도를 측정하였다.
본 연구는 0.03%의 카페인 함유 식이를 폐경모델인 난 소절제쥐에서 6주간 섭취시켜 골밀도와 골무기질함량에 미 치는 영향을 아래와 같이 요약하였다.
cage에서 한 마리씩 분리 사육하였다. 사육실의 온도는 22 土 2°C, 습도는 65 ± 5%를 유지하여 광주기와 암주기를 12시간 (6 : 00-18 : 00) 간격으로 자동조절 장치를 이용하여 조절하였다. 식이와 물은 자유롭게 섭취 (ad libitum) 하도록 하였고, 이때 사용된 물은 모두 2차 이온교환수를 사용하였다.
실험 식이는 기본적으로 AIN-93M 조성을 따랐으며, 단백질 급원으로 casein을 공급하였으며, 카페인의 효과를 알아보기 위해 대조군 (Control) 식이에 카페인 0.334 g/kg diet을 첨가하였다. 카페인 첨가량은 선행연구에서 성장기 쥐에서 0.
실험동물은 에테르로 마취한 상태에서 복부를 절개하여 대동맥에서 혈액을 채취하였으며, 채취한 혈액은 상온에서 30분간 방치한 이후 3, 000 rpm에서 20분간 원심분리 하여 혈청을 분리하였다.
실험동물은 척추 (spine) 및 대퇴골 (femur) 의 골밀도 (bone mineral density: BMD) 와 골무기질함량 (bone mineral content: BMC)를 측정하였다. 골밀도 측정기로는 LUNAR사의 PIXImus (Dual energy x-ray absorptio metry, DEXS) 를 사용하여 측정하였으며, 측정 시 실험동물은 마취제 Ketamin (유한양행, 0.
요 중 칼슘과 인은 TECHNICON CHEN™ SYSTEM 을 이용하여 자동분석기 (automatic chemical analyzer) 를 즉정하였다. 요중 deoxypyridinoline, creatinine의 측정은 collagen crosslink™ Kit (Metra Biosystems Inc.
체중은 1주일 단위로 일정한 시간에 측정하였고, 식이 섭취량은 이틀에 한 번씩 일정한 시간에 측정하였다.
평균체중이 약 200 g 인 Sprague-Dawley 암컷 쥐 난괴 법 (completely randomized design) 을 이용하여 난소절제군 (0VX) 과 Sham군으로 나누어 다시 각각 control 군과 caffeine첨가군으로 나누어 6주간 stainless steel wire cage에서 한 마리씩 분리 사육하였다. 사육실의 온도는 22 土 2°C, 습도는 65 ± 5%를 유지하여 광주기와 암주기를 12시간 (6 : 00-18 : 00) 간격으로 자동조절 장치를 이용하여 조절하였다.
혈청 칼슘과 인은 TECHNICON CHEN™ SYSTEM을 이용하여 자동분석기 (automatic chemical analyzer)를 즉정하였으며, alkaline phosphatase (ALP) 는 TECHNICON CHEN™ SYSTEM을 이용하여 효소법에 의해 405 nm에서 비색정량하여 자동분석기로 측정하였고, 혈청 내 Osteo calcin 은 Osteocalcin Kit (Nichols Institute, IMMUTOPICS, INC) 를 이용하여 gamma counter로 radioactivity# 측정 하였다.
데이터처리
그리고 난소절제의 상태와 식이의 교호작용이 있는지는 2 X 2 Way-ANOVA test를 하여 검증하였다.
실험한 결과의 통계처리는 SAS package를 이용하여각 실험군의 평균과 표준편차를 구하였으며, 각 군의 비교는 One-Way-ANOVA test를 하였고 군 간의 통계적 유의성은 Duncan's multiple range test를 이용하여 분석하였다. 그리고 난소절제의 상태와 식이의 교호작용이 있는지는 2 X 2 Way-ANOVA test를 하여 검증하였다.
이론/모형
즉정하였다. 요중 deoxypyridinoline, creatinine의 측정은 collagen crosslink™ Kit (Metra Biosystems Inc. U.S.A) 을 아용하여 ELISA (enzyme -linked immuno sorvent assay) 법에 의하여 분석하였고 deoxypyridinoline 과 creatinine의 crosslinks value를 구하였다.
성능/효과
일반적으로 난소절제 수술은 골형성의 생화학적 지표인 혈청 ALP의 증가를 유도하고, 난소절제시 ALP활성의 증가는 estrogen 결핍으로 bone turnover가 증가되었기 때문이라고 보고되고 있다." Sham군과 난소절제군내에서 카페인 첨가식이는 대조군에 비해 혈청 ALP가 높은 경향을 보였으나 통계적 유의성은 없었다.
1) 체중증가량은 난소절제군이 Sham군에 비해 유의적 으로 높았으며 각 군내에서 카페인 섭취에 따른 차이는 없 었다.
2) 혈 중 칼슘 농도는 난소절제군내에서 카페인군이 대 조군보다 유의적으로 낮게 나타났다.
3) 혈 중 ALP는 Sham군과 난소절제군 모두에서 카페인 군이 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 혈 중 Osteocalcin 은 Sham 군과 난소절제군, 그리고 각 군내에서 카페인 섭 취여부에 따라 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
4) 요 중 칼슘 및 인의 농도, 요 중 Deoxypyridinoline (DPD) 와 crosslinks value는 Sham 군과 난소절제군, 그 리고 각 군내에서 카페인 섭취여부에 따라 유의적인 차이 를 나타내지 않았다.
5) 척추골밀도는 Sham군에 비해 난소절제군이 유의적 으로 낮았고, 난소절제군내에서 카페인 첨가군과 대조군 간에 차이가 없었다.
6) 대퇴골밀도와 대퇴 골무기질 함량은 Sham군과 난소 절제군 간의 차이는 없었고, 각 군내에서 식이에 따른 차이 도 없었다.
체중은 골밀도와 골함량에 매우 중요한 인자이므로叫 체중 당 척추 골밀도와 체중 당 척추골무기질의 함량은 Sham군에 비해 난소절제 군이 낮은 경향을 보여 Choi와 Jung 등跖과 Kang 등23)의 연구 결과와 일치하였고, 난소절제군내에서 카페인첨가 군이 대조군보다 높은 경향을 보였다. 그러나 폐경여성을 대상으로 하루에 카페인 섭취가 171 mg 이하인 경우와 181~419 mg의 카페인을 섭취하는 집단으로 나누어 골밀도에 미치는 효과를 본 결과 연구대상자 중 칼슘 섭취가 중앙값 (744 mg/d) 이상으로 섭취하는 폐경여성은 카페인 섭취에 영향을 받지 않았으나 하루에 칼슘 섭취가 450 mg 이하인 경우 카페인 섭취가 적은군과 많은군 간에 매우 유의적인 차이를 나타내어⑵ 칼슘의 섭취량에 따라 차이를 나타내었다.
난소절제가 체중에 미치는 영향에 대한 연구 결과에서는 Sham군과 난소절제군 사이에 몸무게의 차이가 없었으나 6주 후는 난소절제군이 Sham군에 비해 유의적으로 증가하였다. 이것은 난소절제시 체중이 증가하였다고 보고한 Lee 등/ Choi 등/ Sakamoto 등, '& Wronski 등项의 선행연구 결과와 일치하였다.
따라서 카페인 0.03% caffeine 섭취는 난소절제쥐에서 6주간 섭취 시킨 경우 척추와 대퇴골밀도에 부정적 영향 을 미치지 않는 것으로 나타났다.
본 실험에서 혈청 ALP는 Sham군에 비하여 난소절제 군이 높은 경향을 보여 8주령의 난소절제쥐를 9주간 사육 시의 Choi와 Jung&의 연구결과와 일치하였다. 일반적으로 난소절제 수술은 골형성의 생화학적 지표인 혈청 ALP의 증가를 유도하고, 난소절제시 ALP활성의 증가는 estrogen 결핍으로 bone turnover가 증가되었기 때문이라고 보고되고 있다.
Table 5에 나타내었다. 본 실험에서 혈청 ALP는 Sham군에 비하여 난소절제군이 높은 경향을 보였다.
Osteocalcin의 혈청 중 함량의 증가는 젊은 연령층에서는 골형성의 증가를 의미함으로 긍정적이나, 폐경 후 여성에서 골밀도와는 음의 상관관계를 나타내어 골 교체율의 증가를 의미한다3。)고 하였다. 본 실험에서 혈청 Osteocalcin은 Sham군과 난소절제군 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았고, 카페인 첨가식이는 Shanr군과 난소절제 군내에서 식이에 의한 차이도 나타나지 않았다.
Table 2에 나타내었다. 실험시작 시에는 Sham 군과 난소절제군 사이에 몸무게의 차이가 없었으나 실험 6주 후는 난소절제군이 Sham군에 비해 체중이 유의적으로 증가하였다.
척추골밀도는 Sham군에 비해 난소절제군이 유의적으로 낮았고, 체중으로 나누었을 때에도 Sham군에 비해 난소절제 군에서 유의적으로 낮았다.
평균 식이 섭취량은 난소절제군이 Sham군에 비해 유의적으로 높았다.
혈중 칼슘 및 인의 농도는 Table 4에 나타내었다. 혈중 칼슘 농도는 같은 대조식이에서 Sham군에 비해 난소절제 군에서 유의적으로 높았으며 , 난소절제군내에서 카페인첨가 식이군은 대조군에 비하여 혈중 칼슘 농도가 유의적으로 낮아 Sham군의 농도와 비슷한 수준으로 낮아졌다. 카페인 섭취량은 칼슘 흡수와는 음의 상관관계, 요 중 칼슘 배설량과는 양의 상관관계를 나타내어 뼈 손실을 초래하므로 카페인 섭취에 의한 지속적인 혈청 칼슘 수준의 저하는 골다공증을 유발하는 원연>이 될 수 있다.
후속연구
5 mg 카페인을 공급하였을 때 카페인군에서 요 중 칼슘 배설량이 증가하였다. Massey 등의 임상연구에서 카페인군에서 요 중 칼슘 배설량이 증가하였다고 상반된 연구결과를 보이고 있어 더 많은 연구가 필요한 것으로 사료된다.
간접 측정하였다. 골대사의 판단으로 골밀도를 직접 측정흐卜는 것이 가장 정확한 방법임을 고려할 때a 직접 골밀도를 측정 연구하는 것이 필요하다고 사료된다.
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