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문제 정의
- 이상의 연구 내용을 근거로 본 연구에서는 항고지혈증, 항고혈당, 항고혈압, 소식제의 효능이 보고되고 있는 芍藥, 骨擔草, 白朮, 甘草, 麥芽, 山査 추출물이 심혈관계 질환의 근원이 되는 고지혈증과 및 혈당농도에 미치는 영향을 실험한 결과를 보고하는 바이다.
제안 방법
- 혈장 내 triglyceride 함량은 glycerol-3-phosphate oxidase-PAP 효소법을 이용하여 제조된 triglyceride 측정용 kit (아산제약)을 이용하여 측정하였으며, 총 cholesterol 함량은 cholesterol 가수분해 효소로 cholesterol 과 fatty acid로 분해하여 측정하는 cholesterol 분석용 kit(아산제약)을 이용하여 비색정량하였다. HDLcholesterol 함량은 LDL-cholesterol을 침전시킨 후 상층의 HDL-cholesterol 정량하여 측정하는 kit(신양 제약)를 사용하여 측정하였다. LDL-cholesterol 함량은 LDL-cholesterol=Total cholesterol-(HDL-cholesterol)- (TG/5)에 의거하여 산출하였다.
- 건조된 芍藥 40 g, 骨擔草 40 g, 白朮 25 g, 甘草 50 g, 麥芽 60 g, 山査 25 g의 한약재를 정선한 다음 수세하여 한약재 중량의 약 4배 가량인 1 L의 물을 가하여 열탕추출기에서 2시간 추출한 후 총 여과액 200 ml 을 얻은 다음 동물 식이에 혼합하여 공급하였다.
- 무균상태에서 사육한 160 g 내외의 Sprague-Dawley 계 수컷 흰쥐(대한실험동물)를 구입하여 항온항습 장치가 부착된 사육장에서 1주일간 고형사료(삼양 배합 사료, 한국) 적응식과 물을 충분히 공급하면서 사육실 환경(온도 22±2℃, 습도 55±5%)에 적응시킨 다음 실험에 사용하였다. 모든 실험동물은 10주간 실험식이를 공급 받았으며 각 군당 9마리씩 배치하였다.
- 식이섭취량은 매일 기록하였고 매 7일마다 체중을 측정한 후, 성장상태와 사료효율을 분석하였다. 성장 상태는 매주 1회로 12시간 동안 식이공급을 중단시킨 다음 체중을 측정하였고 성장효율은 실험기간 중 체중증가량을 식이섭취량으로 나누어 계산하였다.
- 실험동물은 동물실험실에서 개개의 스테인레스 케이지에서 사육하였고 해당 식이를 증류수와 함께 자유로이 섭취하도록 하였다. 식이섭취량은 매일 기록하였고 매 7일마다 체중을 측정한 후, 성장상태와 사료효율을 분석하였다. 성장 상태는 매주 1회로 12시간 동안 식이공급을 중단시킨 다음 체중을 측정하였고 성장효율은 실험기간 중 체중증가량을 식이섭취량으로 나누어 계산하였다.
- 실험군으로는 정상군(C), 고지방식이군(HF), 고지 방식이군 +5% 작약과 한약재 혼합추출물 첨가군 (HFE Ⅰ), 고지방식이군 +10% 작약과 한약재 혼합 추출물 첨가군(HFE Ⅱ)으로 나누었다. 고지방 식이는 20%의 지방식이와 1%의 콜레스테롤식로 구성하여 고지혈증을 유도하였다.
- 고지방 식이는 20%의 지방식이와 1%의 콜레스테롤식로 구성하여 고지혈증을 유도하였다. 실험동물은 동물실험실에서 개개의 스테인레스 케이지에서 사육하였고 해당 식이를 증류수와 함께 자유로이 섭취하도록 하였다. 식이섭취량은 매일 기록하였고 매 7일마다 체중을 측정한 후, 성장상태와 사료효율을 분석하였다.
- 실험동물의 식이를 Table 1에 제시한 바와 같이 AIN-93 식이를 기준으로 조제하였으며 식이는 일주일에 한 번씩 제조하여 4℃에 보관하면서 매일 신선한 식이를 공급하였다. 본 실험식이에 사용된 기본 식이 성분인 casein, vitamin 및 mineral mixture, 콜레스테롤, 쇠기름은 Dytes 제품(중앙동물, 서울)을 구입 하였고, cellulose는 Sigma-aldrich사(St, Louis.
- 이상의 연구내용을 살펴 본 바와 같이 위의 한약재는 각종 기능성 성분을 함유하고 있고 임상적 효능을 나타냄에 따라서 芍藥, 骨擔草, 白朮, 甘草, 麥芽, 山査 6가지 한약재복합 추출물이 장기간의 고지방식이에 의해 유발된 흰쥐의 혈중 지질과 혈당에 대한 개선효과가 있을 것이라는 추정을 하고 10주간 고지방 실험 식이를 공급시킨 뒤 그 효과를 분석하였다.
- 혈장은 분석 전까지 -80℃ 액체질소에 보관하였다. 혈액을 취한 후 개복하여 얻은 간은 1.15% KCl 완충액에 perfusion시켜 혈액을 제거한 다음 여과지로 습기를 제거하고 간의 무게를 측정 하였다. 간은 무게를 측정한 후 -80℃ 액체질소에서 보관하였다
대상 데이터
- 무균상태에서 사육한 160 g 내외의 Sprague-Dawley 계 수컷 흰쥐(대한실험동물)를 구입하여 항온항습 장치가 부착된 사육장에서 1주일간 고형사료(삼양 배합 사료, 한국) 적응식과 물을 충분히 공급하면서 사육실 환경(온도 22±2℃, 습도 55±5%)에 적응시킨 다음 실험에 사용하였다.
- 실험동물의 식이를 Table 1에 제시한 바와 같이 AIN-93 식이를 기준으로 조제하였으며 식이는 일주일에 한 번씩 제조하여 4℃에 보관하면서 매일 신선한 식이를 공급하였다. 본 실험식이에 사용된 기본 식이 성분인 casein, vitamin 및 mineral mixture, 콜레스테롤, 쇠기름은 Dytes 제품(중앙동물, 서울)을 구입 하였고, cellulose는 Sigma-aldrich사(St, Louis. USA) 에서, 옥수수 전분은 삼양사 제품을, 대두유(삼양사)와 설탕(제일제당)은 시중에서 구입하여 사용하였다.
- 본 연구에서 사용한 骨擔草는 김천지역에서 자생한 것을 사용하였으며, 芍藥, 白朮, 甘草, 麥芽 및 山査는 모두 국내산으로 대구 약전골목 약제사에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 실험군 간의 평균값 차이는 일원분산배치 분석(one-way analysis of variance)을 한 후 Duncan's multiple range test에 의해 α=0.05의 수준에서 각 실험군 평균치 간에 유의성을 검정하였다.
- 실험을 통하여 얻어진 자료는 SPSS/Windows 14.0 을 이용하여 분석하였고, 그 결과는 평균±표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- with medicinal herb on the concentration of the plasma fatty acid in high-fat diet rats for 10weeks All values were represented as mean±SD of 9 animals. Free fatty acid of plasma was measured using kit by ACS-ACOD method. C : normal diet, HF : high fat diet, HFD Ⅰ : high fat diet and 5% herbal extract administration, HFD Ⅱ : high fat diet and 10% herbal extract administration.
- with medicinal herb on the concentration of the plasma glucose in high-fat diet rats for 10weeks All values were represented as mean±SD of 9 animals. Glucose level of plasma was measured using kit by GOD-POD-Colorimetry method. C : normal diet, HF : high fat diet, HFD Ⅰ : high fat diet and 5% herbal extract administration, HFD Ⅱ : high fat diet and 10% herbal extract administration.
- HDLcholesterol 함량은 LDL-cholesterol을 침전시킨 후 상층의 HDL-cholesterol 정량하여 측정하는 kit(신양 제약)를 사용하여 측정하였다. LDL-cholesterol 함량은 LDL-cholesterol=Total cholesterol-(HDL-cholesterol)- (TG/5)에 의거하여 산출하였다.
- 혈장내 유리 지방산 함량은 SICDIA-NEFAZYME 효소법에 의한 free fatty acid 측정용 kit (신양제약)를 사용하여 측정하였다. 혈당 측정은 glucose oxidase 의 법으로 제조된 포도당 측정용 시약인 Glucose-e kit (영동제약)를 사용하여 정량하였다.
- 혈장 내 triglyceride 함량은 glycerol-3-phosphate oxidase-PAP 효소법을 이용하여 제조된 triglyceride 측정용 kit (아산제약)을 이용하여 측정하였으며, 총 cholesterol 함량은 cholesterol 가수분해 효소로 cholesterol 과 fatty acid로 분해하여 측정하는 cholesterol 분석용 kit(아산제약)을 이용하여 비색정량하였다. HDLcholesterol 함량은 LDL-cholesterol을 침전시킨 후 상층의 HDL-cholesterol 정량하여 측정하는 kit(신양 제약)를 사용하여 측정하였다.
- 혈장내 유리 지방산 함량은 SICDIA-NEFAZYME 효소법에 의한 free fatty acid 측정용 kit (신양제약)를 사용하여 측정하였다. 혈당 측정은 glucose oxidase 의 법으로 제조된 포도당 측정용 시약인 Glucose-e kit (영동제약)를 사용하여 정량하였다.
성능/효과
- 1. 정상군에 비해서 고지방식이군의 체중증가량과 사료효율은 높았으나 맥아와 한약재복합추출물은 유의적인 영향을 미치지 못했다.
- 2. 혈중 triglyceride과 HDL-cholesterol 함량은 모든 실험군에서 유의적인 차이가 없었다.
- 3. 혈중 총-cholesterol, LDL-cholesterol 그리고 free fatty acid 함량은 정상군에 비해서 고지방식이군에서 p < 0.05 수준에서 유의성 있게 증가된 반면에 phospholipid 함량은 낮았다. 그러나 10% 맥아와 한약재 복합추출물의 급여로 혈중 cholesterol 과 free fatty acid 함량 저하 효과를 보였다.
- 4. 정상군에서 비해서 고지방식이군의 혈중 glucose 농도는 높았으나 모든 실험군에서 유의적인 차이는 없었다.
- 이때 5%와 10%의 작약과 한약 재복합추출물의 급여로 고지방식이에 의하여 증가된 LDL-cholesterol 수치를 정상군의 수준으로 낮출 수 있었다. HDL/LDL cholesterol은 모든 실험 군중에서 정상식이 C군에서 가장 높은 반면에 고지방식이 HF군에서 가장 낮았으나 5%와 10%의 작약과 한약재 복합 추출물의 급여로 정상군 수준으로 높일 수 있었다.
- 본 연구 결과에서는 정상식이군에 비해서 10주간 고지방식에 의한 혈장 내 triglyceride와 glucose 함량 의 증가와 HDL-cholesterol 함량의 감소현상은 관찰되지 않았다. 그 반면에 고지방식이 섭취로 동맥경화의 원인이 되고 있는 총 cholesterol, LDL-cholesterol, insulin에 대한 저항성을 높이는 free fatty acid 함량 증가 및 HDL- cholesterol/Total cholesterol의 저하 현상을 볼 수 있었다. 따라서 고지방식이 공급이 정상 식이군에 비해 고콜레스테롤 혈증 유발 현상을 관찰 할 수 있었다.
- 그러나 본 실험에서는 고지방식이로 증가된 총 cholesterol, LDL- cholesterol, 그리고 free fatty acid 함량은 5% 보다는 10%의 맥아와 다른 한약재 복합 추출물의 급여로 감소시킨 반면에 HDL-cholesterol/ total cholesterol 증가시키는 경향을 보였고, 그 효과는 한약재 복합물의 투여량과 비례하는 듯한 상관성을 보였다. 이러한 결과는 본 실험에서 사용한 麥芽는 소식화중(消食和中)과 하기(下氣) 등의 효능으로 고지 방식이에 의해 저하된 탄수화물과 단백질 식이 소화력을 돕고25), 山査는 소식적(消食積)과 산어혈(散瘀血) 등의 효능으로 lipase 및 protease 분비를 촉진하고 소화를 증진시켜 혈중 cholesterol과 triglyceride를 현저히 낮추는 작용26)에 부가적으로 芍藥의 saopnin성 분에 의한 항고지혈증과 항산화작용, 骨擔草의 활혈 (活血)작용, 白朮의 방향건위제(芳香健胃濟) 작용, 그리고 甘草의 항당뇨 작용 연구 결과들8,9,17,20)의 복합적인 작용으로 나타난 효과로 추정된다.
- 그러나 사료효율은 정상식이 C군에 비해서 고지방식이를 섭취한 모든 군(HF, HFD Ⅰ, HFD Ⅱ)에서 p < 0.05 수준에서 유의적으로 높았다.
- 그 반면에 고지방식이 섭취로 동맥경화의 원인이 되고 있는 총 cholesterol, LDL-cholesterol, insulin에 대한 저항성을 높이는 free fatty acid 함량 증가 및 HDL- cholesterol/Total cholesterol의 저하 현상을 볼 수 있었다. 따라서 고지방식이 공급이 정상 식이군에 비해 고콜레스테롤 혈증 유발 현상을 관찰 할 수 있었다.
- 본 연구 결과에서는 정상식이군에 비해서 10주간 고지방식에 의한 혈장 내 triglyceride와 glucose 함량 의 증가와 HDL-cholesterol 함량의 감소현상은 관찰되지 않았다. 그 반면에 고지방식이 섭취로 동맥경화의 원인이 되고 있는 총 cholesterol, LDL-cholesterol, insulin에 대한 저항성을 높이는 free fatty acid 함량 증가 및 HDL- cholesterol/Total cholesterol의 저하 현상을 볼 수 있었다.
- 32 g씩 증가하였으나 고지방식이를 섭취한 나머지 세군인 HF, HFD Ⅰ, HFD Ⅱ은 정상식이 C군에 비해서 유의적으로 높은 체중 증가량을 보였다. 사료섭취량은 고지방 식이 HF군에서 유의적으로 가장 낮았으나 정상식이 C군과 고지방식이와 같이 5%와 10% 작약과 한약재 혼합 추출물 섭취군인 HFD Ⅰ과 HFD Ⅱ는 비슷한 사료섭취량을 보였다. 그러나 사료효율은 정상식이 C군에 비해서 고지방식이를 섭취한 모든 군(HF, HFD Ⅰ, HFD Ⅱ)에서 p < 0.
- 이상의 결과로 토대로 살펴보면 맥아와 한약재 추출물은 장기적인 고지방식이로 혈액 내 증가된 총 cholesterol, LDL-cholesterol 및 free fatty acid에 대하여 항고콜레스테롤 혈증 효과가 있는 것으로 판단 된다.
- 이상의 본 실험 결과를 살펴볼 때 작약과 한약재복 합추출물의 섭취는 장기간의 고지방식이로 인한 고지혈증에 대한 개선효과가 있는 것으로 생각된다.
- 체중증가량은 Table 2에서 제시한 바와 같이 정상 식이 C군에서 체중증가량은 하루에 4.62±0.32 g씩 증가하였으나 고지방식이를 섭취한 나머지 세군인 HF, HFD Ⅰ, HFD Ⅱ은 정상식이 C군에 비해서 유의적으로 높은 체중 증가량을 보였다.
- 총 cholesterol 함량은 정상식이 C군의 56.8±12.7 mg/dl에 비해서 고지방식이를 섭취한 HF군에서는 125.5±25.0 mg/dl로 정상식이 C군에 비해서 p < 0.05 수준에서 유의적인 증가를 보였다.
- 그러나 10%의 작약과 한약재 혼합추출물을 급여한 HFD Ⅱ군은 혈장내 총 cholesterol 감소 효과를 보였다. 혈장내 phospholipid 함량은 정상식이 C군에 비하여 고지방식이 HF군에서 낮았으나 고지방 식이와 같이 작약과 5%와 10% 한약재 혼합추출물을 공급시킨 HFD Ⅰ와 HFD Ⅱ군에서는 정상식이 C군과 유의적으로 같은 phospholipid의 수준을 보였다.
- 혈장내 triglyceride 함량은 Table 3에서 제시한 바와 같이 정상식이 C군의 140.8±10.8 mg/dl에 비하여 고지방식이 HF군은 163.0±14.7 mg/dl로 증가되었으나 모든 실험군 간에 유의성은 없었다.
후속연구
- 이러한 결과는 본 실험에서 사용한 麥芽는 소식화중(消食和中)과 하기(下氣) 등의 효능으로 고지 방식이에 의해 저하된 탄수화물과 단백질 식이 소화력을 돕고25), 山査는 소식적(消食積)과 산어혈(散瘀血) 등의 효능으로 lipase 및 protease 분비를 촉진하고 소화를 증진시켜 혈중 cholesterol과 triglyceride를 현저히 낮추는 작용26)에 부가적으로 芍藥의 saopnin성 분에 의한 항고지혈증과 항산화작용, 骨擔草의 활혈 (活血)작용, 白朮의 방향건위제(芳香健胃濟) 작용, 그리고 甘草의 항당뇨 작용 연구 결과들8,9,17,20)의 복합적인 작용으로 나타난 효과로 추정된다. 그러나 항고콜레스테롤 혈증에 대한 이들 한약재 복합추출물의 기능성 성분 분석과 생리적 기전에 관한 연구가 지속적으로 수행되어야 하겠다.
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