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문제 정의
- 이렇듯 대두 단백질이 심혈관 질환을 완화시키는 영향에 관해 많은 연구 결과가 보고되었고, 특히 이소플라본의 효과로 보는 견해가 유력하지만, 이소플라본의 보호 효과에 대해 일치하지 않는 부정적인 결과[38,46]도 보고되어 질병 예방차원에서의 이소플라본의 효과에 대한 다각도의 계속적인 연구가 요구된다. 이에 본 연구에서는 이소플라본 첨가 식이가 고콜레스테롤 식이를 섭취하는 흰쥐와 일반식이를 섭취하는 흰 쥐의 지질 패턴과 MDA 및 항산화 체계에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
제안 방법
- GSH-Px 활성은 Paglia [32]와 Deagen [13]의 방법을 수정하여, 과산화수소를 기질로 이용한 coupled enzyme 법으로 측정하였다. 효소활성 단위는 혈청 1 ml당 1분 동안 산화된 NADPH의 nmoles로 나타내었다.
- TAS는 혈청 안에 존재하는 총 항산화능을 나타내며 Commercial kit (Randox Laboratories Ltd.)를 이용하여 혈액 자동 분석기기(Autoanalyzer. Chiron Co.)로 분석하였다. 분석 원리는 ABTS®(2,2'-Azino-di-[3-ethylB+Inzthiazoline sulphonate])를 peroxidase 및 H2O2와 배양시키면 ABTS® 양이온기를 생성하는데 이는 매우 안정한 청록색 분자로 600 nm에서 측정된다.
- Yagi [47]의 방법과 Buckingham [7]의 방법을 수정하여 이용하였다. luminescence spectrophotometer (Amico Bowman series)를 이용하여 excitation 500 nm, emission 553 nm에서 fluorescence intensity를 측정한 후 표준용액과 비교하여 비색 정량 하였다.
- Yagi [47]의 방법과 Buckingham [7]의 방법을 수정하여 이용하였다. luminescence spectrophotometer (Amico Bowman series)를 이용하여 excitation 500 nm, emission 553 nm에서 fluorescence intensity를 측정한 후 표준용액과 비교하여 비색 정량 하였다.
- 각 실험동물은 실험식이 섭취 후부터 일주일에 1회 같은 시각에 체중을 측정하였고, 사육기간 동안 평균 식이 섭취량과 체중 증가량을 계산하여 각 실험군의 식이효율(food efficiency ratio, FER)을 계산하였다.
- 실험동물 사육실 조건은 온도가 22℃, 습도 18%, 조명주기는 12시간(light: 06:00~18:00시)으로 조절하였고, 실험식이와 식수는 양에 제한없이 공급하였다. 식이 섭취량은 매일 측정하였고, 몸무게는 일주일에 1회 일정한 시간에 측정하였으며, 식수는 매일 갈아주었다.
- 실험식이는 Table 1과 같이 탄수화물:단백질:지방질의 비율을 중량을 기준으로 65:18:10으로 구성하였다. 실험군은 대조군(basal diet, B), 이소플라본 보충군(B+Isoflavone, BI) 고콜레스테롤군(B+cholesterol, BC) 및 고콜레스테롤-이소플라본 보충군(BC+Isoflavone, BIC)으로 구성하였다.
- 각 실험동물은 열흘간 기본 사료를 주어 환경에 적응시킨 후, 실험식이로 사육하였다. 실험동물 사육실 조건은 온도가 22℃, 습도 18%, 조명주기는 12시간(light: 06:00~18:00시)으로 조절하였고, 실험식이와 식수는 양에 제한없이 공급하였다. 식이 섭취량은 매일 측정하였고, 몸무게는 일주일에 1회 일정한 시간에 측정하였으며, 식수는 매일 갈아주었다.
- 실험동물은 8주간의 실험기간이 종료된 후, 12시간 절식시키고 diethyl ether로 마취시켜 복부 대동맥에서 혈액을 채취하였다. 혈액은 실온에 30분간 방치한 후 2,000× g, 4℃에서30분간 원심 분리하여 혈청을 얻었으며, 분석이 이루어질 때 까지 -70℃에서 보관하였다.
- 총 콜레스테롤, 중성지방, HDL-콜레스테롤을 kit (Shinyang chemical co., Ltd.)를 이용하여 비색정량하였고, VLDL+LDL콜레스테롤은 총 콜레스테롤에서 HDL-콜레스테롤을 뺀 값으로 계산하였다. Atherogenic index는 동맥경화의 위험율을 예측할 수 있는 변인으로 산출방법[19]은 다음과 같다.
- Marklund [27]와 Sheri [39]의 방법을 이용하였으며, pyrogallol의 autoxidation을 SOD가 억제하는 정도를 통하여 측정하였다. 효소활성 단위는 pyrogaroll autoxidation 50% 방해하는데 필요한 효소의 양으로서 산출하였다.
대상 데이터
- 5% 고콜레스테롤 식이를 섭취 시킨 암컷 흰쥐에 미치는 영향을 알아 본 김 등[21]의 논문을 참고하였다. 본 실험에 사용된 이소플라본은 순도 15% glycone으로 (주)태평양에서 제공받았고, 이소플라본의 첨가량은 Anderson 등[1]이 이소플라본의 항산화 효능에 관한 실험에서 유의적인 결과를 얻어낸 2.39 mg/g protein을 참고하여, 실험식이에 15% 이소플라본을 3 g/kg을 첨가하였다.
- 생후 7주령 Sprague Dawley 수컷 흰쥐를 사용하였으며, 네 개의 실험군당 각 10마리씩 총 40 마리를 8주간 사육하였다. 각 실험동물은 열흘간 기본 사료를 주어 환경에 적응시킨 후, 실험식이로 사육하였다.
데이터처리
- F 값이 유의한 경우 각 실험군 간의 평균값의 차이는 Duncan's multiple range test에 의해 유의수준 p<0.05에서 유의성 여부를 검증하였다.
- Cary, NC, USA)를 이용하였다. Two-way ANOVA (analysis of variance) test를 실시하여 이소플라본과 콜레스테롤 보충효과 및 각 변수에 대한 두 요인 간의 상호작용을 검증하였다. F 값이 유의한 경우 각 실험군 간의 평균값의 차이는 Duncan's multiple range test에 의해 유의수준 p<0.
- 자료의 통계분석은 SAS (Statistical analysis system/STAT Version 6, SAS Institute Inc. Cary, NC, USA)를 이용하였다. Two-way ANOVA (analysis of variance) test를 실시하여 이소플라본과 콜레스테롤 보충효과 및 각 변수에 대한 두 요인 간의 상호작용을 검증하였다.
이론/모형
- Marklund [27]와 Sheri [39]의 방법을 이용하였으며, pyrogallol의 autoxidation을 SOD가 억제하는 정도를 통하여 측정하였다. 효소활성 단위는 pyrogaroll autoxidation 50% 방해하는데 필요한 효소의 양으로서 산출하였다.
- 실험에 사용된 콜레스테롤의 양은 대두단백질이 0.5% 고콜레스테롤 식이를 섭취 시킨 암컷 흰쥐에 미치는 영향을 알아 본 김 등[21]의 논문을 참고하였다. 본 실험에 사용된 이소플라본은 순도 15% glycone으로 (주)태평양에서 제공받았고, 이소플라본의 첨가량은 Anderson 등[1]이 이소플라본의 항산화 효능에 관한 실험에서 유의적인 결과를 얻어낸 2.
성능/효과
- 등[30]의 연구에서 보여주는 항산화 효소 결과와 유사하다. 1% Cholesterol diet와 Basal diet를 쥐에 섭취시켜 적혈구에서 GSH-Px, SOD를 측정하였고 혈장에서 MDA를 측정하였는데, 두 군간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 그러나, 이연숙[22] 등에 따르면, 고지방 섭취 흰쥐에서 대두 이소플라본 섭취가 catalase와 glutathione peroxidase, glutathione reductase 활성도를 유의하게 증가시킨 것으로 보도된 바 있어 이소플라본이 항산화작용에 관여하는 것으로 사료된다.
- MDA, GSH-Px, GSH-Px/SOD, TAS는 콜레스테롤 첨가군 (BC BIC)과 비첨가군(B, BI) 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. T-SOD는 이소플라본 첨가군 중에서(BI, BIC) 콜레스테롤 첨가군(BIC)이 비첨가군(BI)보다 유의하게 높았다(p=0.
- Total antioxidant status는 인종과 식사패턴, 지역과 유전인자 등에 의해 다를 수 있으며 본 연구에서는 이소플라본을 첨가한 군에서 대조군에서 보다 유의하게 높게 나타났다. 총 SOD는 이소플라본 첨가군이 대조군보다 유의하게 높았고, 콜레스테롤 식이에 이소플라본을 첨가한 군이 이소플라본만 첨가한 군보다 유의하게 높았다.
- 하지만 대두 단백질 및 이소플라본의 지질개선 효과 및 심장병 예방효과에 대한 많은 연구들은 연구조건 및 대상에 따라 다양한 결과들을 보고하고 있다. 본 연구에서는 이소플라본 섭취가 HDL 콜레스테롤에 미치는 효과는 나타나지 않았으나 총 콜레스테롤, VLDL+LDL 콜레스테롤, atherogenic index을 낮추는 효과가 있음을 알 수 있었다. 한편, 이소플라본의 항산화 효능에 대한 연구[1]에서는 High genistein (2.
- 이상의 결과는 이소플라본의 심혈관계질환의 위험요소에 대한 개선 효과가 지질패턴 개선 외 및 항산화작용에 의해서 나타남을 보였다. 앞으로 이소플라본의 식이 첨가량을 여러 단계로 나누어 심혈관 질환에 가장 큰 효과를 갖는 적정량을 알아보는 연구 및 이소플라본과 대두 내 기타 생리활성물질을 함께 이용하여 심혈관 질환에 미치는 영향을 비교하는 연구등 이소플라본이 지질대사에 미치는 영향과 항산화작용기전에 대한 보다 심층적인 연구가 이루어져야 할 것이다.
- 이소플라본과 콜레스테롤 섭취에 따른 체중증가율(weight gain), 식이섭취량(food intake), 식이효율(FER)은 군간에 유의적인 차이가 없었다. 즉 고지방식 섭취로 인한 고지혈증 유발 단계에서 이소플라본 보충 식이는 식이섭취와 체중 증가에 영향을 미치지 않았다.
- 중성지방과 HDL 콜레스테롤은 농도는 이소플라본 첨가군 (BI, BIC)과 비첨가군(B, BC) 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 총 콜레스테롤, VLDL+LDL 콜레스테롤, atherogenic index는 콜레스테롤 비첨가 군 중에서(B, BI) 이소플라본 첨가군(BI)이 비첨가군(B)보다 유의하게 낮았고(각각 p=0.
- Total antioxidant status는 인종과 식사패턴, 지역과 유전인자 등에 의해 다를 수 있으며 본 연구에서는 이소플라본을 첨가한 군에서 대조군에서 보다 유의하게 높게 나타났다. 총 SOD는 이소플라본 첨가군이 대조군보다 유의하게 높았고, 콜레스테롤 식이에 이소플라본을 첨가한 군이 이소플라본만 첨가한 군보다 유의하게 높았다. 총 SOD 효소활성은 이소플라본이나 콜레스테롤 보충에 의해 모두 증가하였다.
- 총 콜레스테롤 농도는 이소플라본 첨가군 중에서(BI, BIC) 콜레스테롤 첨가군(BIC)이 비첨가군(BI)보다 유의하게 높았고(p=0.038), VLDL+LDL 콜레스테롤과 Atherogenic index는 콜레스테롤 첨가군이(BC, BIC) 각 각의 비첨가군(B, BI)보다 유의하게 높게 나타났다(각각 p<0.0001, p<0.0001).
- 총 콜레스테롤, VLDL+LDL 콜레스테롤, atherogenic index는 콜레스테롤 비첨가 군 중에서(B, BI) 이소플라본 첨가군(BI)이 비첨가군(B)보다 유의하게 낮았고(각각 p=0.0002, p<0.0001, p=0.0042), 콜레스테롤 첨가군(BC, BIC)을 비교했을 때는 VLDL+LDL 농도만이 이소플라본 첨가시(BIC) 유의하게 낮았다(p<0.0001).
- 혈청 지방질 농도에 영향을 미치는 이소플라본과 콜레스테롤의 효과가 독립적인 효과인지를 검증하기 위하여 이들의 상호작용을 살펴본 결과 각 변수에 미치는 각 각의 첨가로 인한 효과는 독립적인 것으로 나타났다.
- 혈청 지질과산화, 총 항산화능, 항산화 효소 활성에 영향을 미치는 이소플라본과 콜레스테롤의 효과가 독립적인 효과인지를 검증하기 위하여 이들의 상호작용을 살펴본 결과 각 변수에 미치는 각 각의 첨가로 인한 효과는 독립적인 것으로 나타났다.
후속연구
- 이상의 결과는 이소플라본의 심혈관계질환의 위험요소에 대한 개선 효과가 지질패턴 개선 외 및 항산화작용에 의해서 나타남을 보였다. 앞으로 이소플라본의 식이 첨가량을 여러 단계로 나누어 심혈관 질환에 가장 큰 효과를 갖는 적정량을 알아보는 연구 및 이소플라본과 대두 내 기타 생리활성물질을 함께 이용하여 심혈관 질환에 미치는 영향을 비교하는 연구등 이소플라본이 지질대사에 미치는 영향과 항산화작용기전에 대한 보다 심층적인 연구가 이루어져야 할 것이다.
- 이렇듯 대두 단백질이 심혈관 질환을 완화시키는 영향에 관해 많은 연구 결과가 보고되었고, 특히 이소플라본의 효과로 보는 견해가 유력하지만, 이소플라본의 보호 효과에 대해 일치하지 않는 부정적인 결과[38,46]도 보고되어 질병 예방차원에서의 이소플라본의 효과에 대한 다각도의 계속적인 연구가 요구된다. 이에 본 연구에서는 이소플라본 첨가 식이가 고콜레스테롤 식이를 섭취하는 흰쥐와 일반식이를 섭취하는 흰 쥐의 지질 패턴과 MDA 및 항산화 체계에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
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