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문제 정의
- , 2010). 이에 본 실험에서는 비만 예방효과가 우수하고, 부작용이 없는 천연소재를 개발하기 위하여 털부처꽃 에탄올 추출물의 항비만 효과에 대해 구명하고자, 흰쥐의 지질대사에 미치는 영향을 알아보았다.
제안 방법
- 1주일간 실험실에서 적응된 실험동물을 난괴법 (randomized block design)에 따라 각 처리군당 10마리씩 총 4군으로 나누어 실험에 사용하였고 군 분리 후 정상군에는 AIN 93G 사료를 섭취시켰고, 대조군과 시험물질 투여군, 양성대조군 (가르시니아 투여군, 중외제약 (HCA 60%))에는 고지방 식이를 시험 개시 일부터 시험 종료시점인 6주간 자유 급이 방법으로 공급하였으며, 시험물질 투여군과 양성대조군은 8주 동안 250, 166 ㎎/㎏ 용량으로 각각 경구 투여하였다. 고지방식이의 조성은 Table 1와 같다.
- 간 조직 내의 지질 함량 분석을 위하여 1g의 간 조직을 3 ㎖의 생리식염수에 담고 homogenizer를 이용하여 균질화 시킨 후 3 ㎖ CM solution (chloroform-methanol (3 : 1, v/v))을 첨가 후 균질화 하였다. 균질화 된 용액을 37℃ shaking incubator에서 30분간 방치한 후 3000 rpm에서 10분간 원심분리하여 chloroform 층을 수거하고, 다시 3 ㎖ CM solution을 첨가하여 균질화 하고 chloroform을 수거하는 작업을 2회 반복하였다.
- 고지방식이와 털부처꽃 에탄올 추출물 분말을 8주간 동시 급여를 실시한 이후 각 실험군의 혈액을 채취하여 총콜레스테롤 (total cholesterol), 중성지방 (triglyceride), HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤을 측정하였다 (Table 3). 비만 지수가 높으면 혈중 총 콜레스테롤 함량이 증가하는 것으로 밝혀져 있으며, 이는 비만 증상의 중요한 요소 중 하나이다 (Kim et al.
- 5 ㎖을 채취하였으며, 시험 종료일에는 Zoletil : Runpun (4 : 1)으로 마취 후 복대정맥에서 2 ㎖ 채혈하여 3,000 rpm에서 10분간 원심 분리하여 혈청 및 혈장을 분리하였다. 분리한 혈청 중 total cholesterol, triglyceride, high density lipoprotein (HDL)-cholesterol, low density lipoprotein (LDL)-cholesterol를 자동혈청분석기 (BT1000, Biotechnical Instrument, Rome, Italy)를 이용하여 분석하였다.
- 시험 종료일 복대정맥 채혈 후 방혈을 실시하였으며 간 중량, 부고환 지질 중량, 복강 내의 지방세포 조직의 중량을 측정하기 위해 적출하였으며 흡수지에 체액 및 혈액을 제거 후 각각의 중량을 측정하였다.
- 실험 종료 후 간 조직 내 중성 지방, 총 콜레스테롤 함량을 측정하였다 (Table 5). 우선 중성지방의 경우 고지방 식이만을 투여한 대조군 (5.
- 실험기간 동안 실험동물은 50% ± 5%, 온도 24 ± 2℃ 유지되는 동물실험실에서 사육하였으며, 물과 사료는 자유로이 섭취할 수 있도록 공급하였다.
- 체중, 음수섭취량 및 사료섭취량은 시험 개시일과 개시 후 매주 1회 간격으로 측정하였다.
- 균질화 된 용액을 37℃ shaking incubator에서 30분간 방치한 후 3000 rpm에서 10분간 원심분리하여 chloroform 층을 수거하고, 다시 3 ㎖ CM solution을 첨가하여 균질화 하고 chloroform을 수거하는 작업을 2회 반복하였다. 최종적으로 chroform 층은 감압건조 과정을 거쳐 효소법을 이용한 kit (TG-kit AM157S-K, total cholesterol AM202-K, 아산제약)을 사용하여 총 콜레스테롤 함량, 중성지방 함량을 측정하였다 (Folch and Less, 1957).
- 털부처꽃 동결건조 분말 시료 1 ㎏을 2ℓ shaking flask에 넣은 후, 에탄올 1ℓ를 첨가하여 상온에서 200 rpm의 진탕기 (EUROSTAR digital, IKA, Staufen, Germany)에서 12시간 동안 2회 추출하였다. 추출물을 여과지 (No. 2, Whatman, Maidstone, England)가 깔려있는 Buchner funnel을 통과시켜 잔재물을 제거한 후 감압여과하여 rotary vacuum evaporator (N-21NS, EYELA, Tokyo, Japan)로 완전농축 하였다. Flask 내의 농축건조물에 증류수 500 ㎖를 첨가하여 용해시킨 후, 동결건조하여 −20℃의 냉동고에서 보관하면서 사용하였다.
- 혈액 채취는 시험 물질 투여 3주 후에 ether 흡입 마취 후 안와 정맥에서 1.2~1.5 ㎖을 채취하였으며, 시험 종료일에는 Zoletil : Runpun (4 : 1)으로 마취 후 복대정맥에서 2 ㎖ 채혈하여 3,000 rpm에서 10분간 원심 분리하여 혈청 및 혈장을 분리하였다. 분리한 혈청 중 total cholesterol, triglyceride, high density lipoprotein (HDL)-cholesterol, low density lipoprotein (LDL)-cholesterol를 자동혈청분석기 (BT1000, Biotechnical Instrument, Rome, Italy)를 이용하여 분석하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 시료는 2009년 5월 털부처꽃의 잎 부위를 강원도 양구 대암산에서 수집하여 동결건조 (PVTFD10R, ILSHIN, Daejeon, Korea)하여 마쇄 후 사용하였다. 털부처꽃 동결건조 분말 시료 1 ㎏을 2ℓ shaking flask에 넣은 후, 에탄올 1ℓ를 첨가하여 상온에서 200 rpm의 진탕기 (EUROSTAR digital, IKA, Staufen, Germany)에서 12시간 동안 2회 추출하였다.
- 실험동물은 Sprague Dawley (SD)계 4주령 웅성 흰쥐 40마리를 (주)오리엔트바이오에서 구입하여 1주일간 rat용 일반사료 (5L79 PMI Inc., St. Louis, USA)로 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 실험기간 동안 실험동물은 50% ± 5%, 온도 24 ± 2℃ 유지되는 동물실험실에서 사육하였으며, 물과 사료는 자유로이 섭취할 수 있도록 공급하였다.
데이터처리
- *Values with different superscripts within a column indicate significant difference (p < 0.05) by Duncan's multiple range test.
- 실험 결과는 평균값과 표준오차로 나타내었으며, 통계처리는 SPSS (statitical package for social sciences, version 12.0, SPSS Inc., Chicago, USA)를 이용하여 one-way ANOVA 분석을 실시한 후 Duncan's multiple range test로 유의성을 p < 0.05 수준에서 검증 하였다.
성능/효과
- 털부처꽃 추출물이 고지방식이에 의한 체중증가를 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있었다. 고지방 식이 투여군은 정상군에 비하여 식이 섭취량이 증가하였으며, 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군은 고지방 식이 투여군 대비 5.2% 다소 감소하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 보이지 않아 털부처꽃 에탄올 추출물이 식이섭취량에는 크게 영향을 미치지 않았음을 알 수 있었다. 식이효율은 고지방 식이 대조군이 정상군 보다 중가 하였고, 털부처꽃 에탄올 추출물이 대조군 대비 15.
- 38% 감소하였다. 따라서 본 연구 결과 정상군에 비해 고지방 식이 투여군에서 체중 증가가 유의적으로 나타났고, 털부처꽃 에탄올 추출물 처리군에서 체중 증가량이 고지방 식이 대조군 대비 유의적으로 감소함을 알 수 있었다. 이는 고지방 식이 섭취 시 체내 에너지 균형의 조절이 무너져 체중이 증가되고, 비만이 유도 되었으며, 털부처꽃의 항비만 생리활성 물질들이 지방대사에 효과적으로 작용되었거나 지질 흡수를 저해하여 체중 감소를 유도한 것으로 사료된다.
- 39% 유의적으로 증가함을 알 수 있었다. 또한 털부처꽃 에탄올 추출물 처리군과 양성대조군에서는 대조군 대비 각각 6.77, 10.52% 유의적으로 감소하였다. 간 조직 중 총 콜레스테롤 함량은 고지방 식이 대조군 (7.
- 이는 털부처꽃 에탄올 추출물이 간에서의 중성지질 등의 흡수를 저해하고, 배설 및 분해 작용이 활발히 진행 하여 몸 안에 축적 되지 않았기 때문이라고 사료된다. 또한 털부처꽃 추출물 투여가 고지방 식이 투여군에 비하여 복부지방의 중량을 감소 시켰으며, 이는 추출물이 지방 축적 및 복부비만을 개선하는데 효과적으로 작용할 수 있음을 의미한다.
- Lie 등 (1995)은 고지방 식이로 인하여 간의 중성지방이 축적되어 간에서 만들어진 VLDL이 혈장으로 방출되지 못한다고 보고하였다. 본 실험 결과 고지방 식이를 급여한 대조군에서 중성지방 및 총콜레스테롤이 정상군 대비 유의적으로 증가하였고, 털부처꽃 에탄올 추출물이 중성지방 및 총콜레스테롤을 감소시켰다. 이는 털부처꽃 에탄올 추출물이 간 내에 중성지방 축적을 저해할 뿐만 아니라 콜레스테롤 함량도 감소시키며, 지질대사를 개선하여 비만에 효과가 있는 것으로 사료 된다.
- 본 실험 결과 털부처꽃 추출물은 비만을 유도한 흰쥐에서 체중 및 혈중 콜레스테롤, 중성지방 함량을 감소시키며, 복부 지방 축적 및 간 내 중성지방 축적을 감소시킴을 알 수 있었다. 이런 항비만 효과는 복합적인 기전에 의해 일어난 것으로 생각되며, 향후 항비만 활성 물질 분리 및 작용기전을 밝히기 위한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것이다.
- 본 연구 결과 고지방 식이로 인하여 혈청 중 콜레스테롤 함량과 중성지방의 함량, LDL 콜레스테롤 함량이 정상군 대비 유의적으로 증가함을 볼 수 있었고, 털부처꽃 에탄올 추출물 처리로 인하여 콜레스테롤 함량과 중성지방, LDL 콜레스테롤 함량이 감소 효과가 있음을 알 수 있었다. 이는 Kim 등 (2009)이 고지방식이로 투여한 흰쥐에서 뽕잎 추출물을 투여한 결과 뽕잎 추출물 투여군에서 총콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, 중성지방 등이 유의하게 감소하여 항비만 효과를 보인다는 결과와 유사함을 알 수 있었다.
- 시험 종료 시 증체량이 가장 증가한 군은 고지방식이만을 투여한 대조군으로 3.31 g/day이었고, 정상군 대비 32.02% 유의적으로 (p < 0.05) 증가하여 고지방식이로 인하여 비만이 정상적으로 유도된 것을 알 수 있었다.
- 2% 다소 감소하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 보이지 않아 털부처꽃 에탄올 추출물이 식이섭취량에는 크게 영향을 미치지 않았음을 알 수 있었다. 식이효율은 고지방 식이 대조군이 정상군 보다 중가 하였고, 털부처꽃 에탄올 추출물이 대조군 대비 15.38% 감소하였다. 따라서 본 연구 결과 정상군에 비해 고지방 식이 투여군에서 체중 증가가 유의적으로 나타났고, 털부처꽃 에탄올 추출물 처리군에서 체중 증가량이 고지방 식이 대조군 대비 유의적으로 감소함을 알 수 있었다.
- 우선 중성지방의 경우 고지방 식이만을 투여한 대조군 (5.61 ± 0.66 ㎎/g)에서 정상군 (4.41 ± 1.42 ㎎/g) 대비 21.39% 유의적으로 증가함을 알 수 있었다.
- 부고환지방조직의 무게는 고지방 식이 투여군이 정상군에 비하여 유의적으로 증가하였으나, 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군 또한 대조군 대비 통계적 유의차는 없었다. 이번 실험 결과 정상 식이군에 비해 고지방 식이군에서 장기무게의 증가가 유의적으로 나타났으며, 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군에서 유의적으로 감소시킴을 알 수 있었다. 이는 털부처꽃 에탄올 추출물이 간에서의 중성지질 등의 흡수를 저해하고, 배설 및 분해 작용이 활발히 진행 하여 몸 안에 축적 되지 않았기 때문이라고 사료된다.
- , 2009). 이번 실험에서 HDL-콜레스테롤 함량은 정상군 대비 모든 군에서 다소 증가 하였으나 통계적 유의차는 없었다. LDL-cholesterol은 고콜레스테롤 혈증과 동맥경화를 촉진하며, 비만도가 높아지면 농도가 높아지며 특히 고지방식이에서 더욱 높아진다.
- , 2010). 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군과 양성 대조군은 각각 20.99, 18.52%로 유의적으로 간 중량을 감소시켰다. 털부처꽃 에탄올 추출물이 복부지방에 미치는 영향을 알아보기 위해 복부지방의 군간 차이를 살펴본 결과, 고지방식이만을 투여한 대조군의 경우 정상군에 비하여 10.
- 87% 유의적으로 증가하였다. 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군은 고지방 식이만을 투여한 대조군 대비 약 18.29%의 감소 효과를 나타내었다. 이는 털부처꽃 에탄올 추출물이 혈중 LDL-cholesterol을 감소시켜 동맥경화증 및 합병증 개선에 효과적으로 작용 될 수 있음을 의미한다.
- 05) 증가하여 고지방식이로 인하여 비만이 정상적으로 유도된 것을 알 수 있었다. 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군의 체중증가량은 2.76 g/day으로 대조군과 비교 시 16.62% 유의적으로 감소하였고, 양성대조군과 유의적으로 같은 수준이었다. 털부처꽃 추출물이 고지방식이에 의한 체중증가를 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 52%로 유의적으로 간 중량을 감소시켰다. 털부처꽃 에탄올 추출물이 복부지방에 미치는 영향을 알아보기 위해 복부지방의 군간 차이를 살펴본 결과, 고지방식이만을 투여한 대조군의 경우 정상군에 비하여 10.87% 유의적으로 증가하여 고지방식이에 의한 복부지방조직의 형성이 촉진됨을 알 수 있었으며, 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군은 양성대조군 정도의 감소량은 아니지만 대조군 대비 유의적으로 감소시킴을 알 수 있었다. 흰쥐의 경우 고지방식이로 비만을 유도하면 일반적으로 지방이 부고환에 많이 축적되는 경향을 보인다(Jang et al.
- 62% 유의적으로 감소하였고, 양성대조군과 유의적으로 같은 수준이었다. 털부처꽃 추출물이 고지방식이에 의한 체중증가를 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있었다. 고지방 식이 투여군은 정상군에 비하여 식이 섭취량이 증가하였으며, 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군은 고지방 식이 투여군 대비 5.
- LDL-cholesterol은 고콜레스테롤 혈증과 동맥경화를 촉진하며, 비만도가 높아지면 농도가 높아지며 특히 고지방식이에서 더욱 높아진다. 혈중 LDL-콜레스테롤 함량은 고지방 식이 대조군이 정상군 대비 24.87% 유의적으로 증가하였다. 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군은 고지방 식이만을 투여한 대조군 대비 약 18.
- 이는 털부처꽃 에탄올 추출물이 혈중 LDL-cholesterol을 감소시켜 동맥경화증 및 합병증 개선에 효과적으로 작용 될 수 있음을 의미한다. 혈청 중 중성지방 함량은 고지방 식이만을 투여한 대조군이 정상군 대비 34.79% 유의적으로 증가하였다. 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군과 양성 대조군은 고지방 식이만을 투여한 대조군 대비 각각 7.
- , 2009). 혈청 중 총콜레스테롤 함량은 고지방 식이만을 투여한 대조군이 정상군 대비 15.26% 유의적으로 증가 하였고, 털부처꽃 에탄올 추출물 투여군과 양성 대조군은 고지방 식이만을 투여한 대조군 대비 각각 10.26, 10.53% 유의적으로 감소하였다. HDL-콜레스테롤은 세포내 축적되어진 콜레스테롤의 이화 및 제거 작용에 관여하고 콜레스테롤을 콜레스테롤 에스테르로 만들어 간으로 역수송하여 담즙산으로 배설시킴으로써 혈중 콜레스테롤 농도를 저하시켜 동맥경화증의 개선 및 예방에 효과적으로 작용한다 (Kang et al.
후속연구
- 본 실험 결과 털부처꽃 추출물은 비만을 유도한 흰쥐에서 체중 및 혈중 콜레스테롤, 중성지방 함량을 감소시키며, 복부 지방 축적 및 간 내 중성지방 축적을 감소시킴을 알 수 있었다. 이런 항비만 효과는 복합적인 기전에 의해 일어난 것으로 생각되며, 향후 항비만 활성 물질 분리 및 작용기전을 밝히기 위한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것이다.
- 털부처꽃 에탄올 추출물은 지질 대사의 개선 및 고지혈증과 심혈관계 질환 등에 효과적으로 작용될 수 있음을 의미한다. 향후 털부처꽃 에탄올 추출물로부터 항비만 활성 물질의 분리, 정제 및 기능성 평가를 통해 기능성 식품과 의약품으로서의 활용 가능성을 평가하고 이를 위해 지질 대사 관련 효소 활성 및 장기간 투여 시 독성평가 등 보다 심도 있는 연구가 요구 되겠다.
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