항비만 소재 개발을 위해 알쏭이모자반 추출물이 고지방식이로 비만이 유도된 흰쥐의 증체량 감소 및 지질저하 효과에 미치는 영향을 살펴보았다. 정상식이군(n=10)을 제외한 20마리의 Spraque-Dawley 계통의 수컷 흰쥐에게 총 칼로리의 42.5%가 지방인 고지방식이를 5주간 급여시킴으로써 비만을 유도하였다. 비만해진 흰쥐는 고지방식이군(HFD)과 알쏭이모자반 3%를 첨가한 고지방식이군(HFDSC)으로 군당 10마리씩 나누어서 실험하였다. 고지방식이를 급여시킨 HFD군의 증체량은 $2.96{\pm}0.31g/day$으로 ND군의 증체량 $2.19{\pm}0.17g/day$보다 유의적으로 높게 나타났으며 (p<0.05), 부고환지방, 신장지방, 내장지방 조직의 중량 역시 ND군보다 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 그러나 HFDSC군의 증체량은 $2.36{\pm}0.24g/day$으로 HFD군에 비해 21% 낮게 나타났으며, 부고환 및 신장지방 조직 중량 역시 HFD군보다 각각 15%, 16% 낮게 관찰되었다. 또한 HFDSC군의 혈중 중성지방 및 총콜레스테롤, 유리지방산 등 비만관련 인자의 농도도 HFD군보다 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 결론적으로 알쏭이모자반 추출물의 급여가 체중 및 지방조직의 증가를 억제하는 점으로 미루어 볼 때, 이는 항비만 효과를 지니는 유효한 소재로 판단된다.
항비만 소재 개발을 위해 알쏭이모자반 추출물이 고지방식이로 비만이 유도된 흰쥐의 증체량 감소 및 지질저하 효과에 미치는 영향을 살펴보았다. 정상식이군(n=10)을 제외한 20마리의 Spraque-Dawley 계통의 수컷 흰쥐에게 총 칼로리의 42.5%가 지방인 고지방식이를 5주간 급여시킴으로써 비만을 유도하였다. 비만해진 흰쥐는 고지방식이군(HFD)과 알쏭이모자반 3%를 첨가한 고지방식이군(HFDSC)으로 군당 10마리씩 나누어서 실험하였다. 고지방식이를 급여시킨 HFD군의 증체량은 $2.96{\pm}0.31g/day$으로 ND군의 증체량 $2.19{\pm}0.17g/day$보다 유의적으로 높게 나타났으며 (p<0.05), 부고환지방, 신장지방, 내장지방 조직의 중량 역시 ND군보다 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 그러나 HFDSC군의 증체량은 $2.36{\pm}0.24g/day$으로 HFD군에 비해 21% 낮게 나타났으며, 부고환 및 신장지방 조직 중량 역시 HFD군보다 각각 15%, 16% 낮게 관찰되었다. 또한 HFDSC군의 혈중 중성지방 및 총콜레스테롤, 유리지방산 등 비만관련 인자의 농도도 HFD군보다 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 결론적으로 알쏭이모자반 추출물의 급여가 체중 및 지방조직의 증가를 억제하는 점으로 미루어 볼 때, 이는 항비만 효과를 지니는 유효한 소재로 판단된다.
Effect of Sargassum confusum extract on the reduction of body weight gain and lipid contents in obese rats were evaluated to find natural materials with anti-obesity benefits. After inducing obesity by feeding 42.5% high-fat diet for 5 weeks, each 10 Sprague-Dawley rats were randomly assigned to hig...
Effect of Sargassum confusum extract on the reduction of body weight gain and lipid contents in obese rats were evaluated to find natural materials with anti-obesity benefits. After inducing obesity by feeding 42.5% high-fat diet for 5 weeks, each 10 Sprague-Dawley rats were randomly assigned to high-fat diet control (HFD) group and high-fat diet group containing 3% Sargassum confusum extract (HFDSC). Weight gain of HFD group ($2.96{\pm}0.31g/day$) was significantly (p<0.05) higher as compared to that of normal diet (ND) group ($2.19{\pm}0.17g/day$). Weights of adipose tissues of HFD group were higher than those of ND group. Body weight gain of HFDSC group, however, was $2.36{\pm}0.24g/day$, which was significantly (p<0.05) lower by 21% than that of HFD group. In addition, weights of epididymal and perirenal adipose tissues were lower by 15% and 16%, respectively, as compared to those of HFD group. Biochemical analyses showed that concentration of triglyceride, total cholesterol, and fatty acids were significantly (p<0.05) lower in HFDSC group. These results suggest that Sargassum confusum extract has a high potential as an anti-obesity material by reducing weight gain and obesity-related factors in serum.
Effect of Sargassum confusum extract on the reduction of body weight gain and lipid contents in obese rats were evaluated to find natural materials with anti-obesity benefits. After inducing obesity by feeding 42.5% high-fat diet for 5 weeks, each 10 Sprague-Dawley rats were randomly assigned to high-fat diet control (HFD) group and high-fat diet group containing 3% Sargassum confusum extract (HFDSC). Weight gain of HFD group ($2.96{\pm}0.31g/day$) was significantly (p<0.05) higher as compared to that of normal diet (ND) group ($2.19{\pm}0.17g/day$). Weights of adipose tissues of HFD group were higher than those of ND group. Body weight gain of HFDSC group, however, was $2.36{\pm}0.24g/day$, which was significantly (p<0.05) lower by 21% than that of HFD group. In addition, weights of epididymal and perirenal adipose tissues were lower by 15% and 16%, respectively, as compared to those of HFD group. Biochemical analyses showed that concentration of triglyceride, total cholesterol, and fatty acids were significantly (p<0.05) lower in HFDSC group. These results suggest that Sargassum confusum extract has a high potential as an anti-obesity material by reducing weight gain and obesity-related factors in serum.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 알쏭이모자반 추출물의 이미 알려진 항균 및 항암효과 이외의 생리활성 효능의 검증을 위하여 흰쥐를 대상으로 고지방식이를 섭취시켜 비만을 유도시킨 후 알쏭이모자반 추출물을 식이에 3% 첨가하여 쥐에게 급여시킴으로써 증 체량 변화를 비롯한 혈청 및 지방조직의 지질대사 개선 효과 즉, 항비만 효과에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
비만이 유도된 흰쥐에 알쏭이모자반 추출물을 급여하여 이것이 흰쥐의 증체량에 미치는 영향을 조사하였다. 처리 기간 5주 동안 식이섭취량 및 체중증가량, 식이효율은 Table 3에 나타내었다.
항비만 소재 개발을 위해 알쏭이모자반 추출물이 고지방식이로 비만이 유도된 흰쥐의 증체량 감소 및 지질저하 효과에 미치는 영향을 살펴보았다. 정상식이군(n=10)을 제외한 20마리의 Spraque-Dawley 계통의 수컷 흰쥐에게 총 칼로리의 42.
제안 방법
혈청 중의 aspartate transaminase(AST), alanine transaminase(ALT), glucose, triglyceride(TG), total cholesterol(TC), highdensity lipoprotein cholesterol(HDLC), low-density lipoprotein cholesterol(LDLC)의 농도는 자동화학분석기(ADVIA 1650, Bayer, Tokyo, Japan)를 이용하여 정량용 kit(Bayer, New York, NY, USA)를 사용하여 측정하였다. FFA(free fatty acid)의 농도 측정은 정량용 kit(NEFA-HR(II) reagent, Wako, Tokyo, Japan)를 이용하여 자동생화학분석기(Hitachi 7180, Hitachi, Tokyo, Japan)로 측정하였다.
7 kcal/100 g)로 제조하였다(Table 1). 고지방식이를 섭취하는 각 실험군(HFD, HFDSC)의 식이는 동일한 에너지 수준이 되도록 제조하였다. 식이는 고형으로 만들어 건조한 후 −20℃에 냉동보관 하면서 물과 함께 제한 없이 섭취하도록 공급하였다.
비만이 유도된 SD 수컷 흰쥐를 실험식이로 5주간 사육한 후 12시간 절식시키고 혈청분리를 위해 안와정맥총(Retro-Orbital plexus)에서 채혈하였다. 혈청분리를 위해 혈액은 채취 후 실온에서 30분 정도 방치시킨 후 원심분리기(5810R, Eppendorf AG, Hamburg, Germany)를 이용하여 4℃, 3000 rpm에서 15분간 원심분리하였으며, 분석에 사용되기 전까지 −80℃ 냉동고에 보관하였다.
5%가 지방인 고지방식이로 5주간 비만을 유도한 후 6주에서 11주까지 알쏭이모자반 추출물의 항비만 효과를 살펴보기 위하여 고지방식이에 3%의 알쏭이모자반 추출물 분말을 섞어 식이를 제조하여 급여시키면서 사육하였다. 실험군은 정상식이군(normal diet group, ND), 고지방식이군(high-fat diet group, HFD), 알쏭이모자반 추출물 급여군(high-fat diet group containing 3% Sargassum confusum extract, HFDSC)으로 나누었고 각 군당 10마리씩 난괴법으로 분류하였다. 실험기간 중 동물의 상태를 관찰하면서 체중은 일주일 간격으로, 식이섭취량은 매일 측정하였으며, 사육실의 온도와 습도는 각각 22±0.
실험기간 중 동물의 상태를 관찰하면서 체중은 일주일 간격으로, 식이섭취량은 매일 측정하였으며, 사육실의 온도와 습도는 각각 22±0.5℃, 55±5%로 조절하였고 명암주기는 12시간으로 조절하였다.
45 µm, Millipore membrane filter, Billerica, MA, USA)로 여과하였다. 여과액을 회전농축기(R-114, Buchi Labortechnik AG, Flawil, Switzerland)를 사용하여 농축하다가 60% 주정을 이용하여 침전물을 완전히 제거시키고 상등액을 다시 농축기로 농축시켜 동결건조기(MCFD series, IlshinBioBase, Yangju, Korea)로 건조시켜 분말화하였다(수율: 17%).
이화학적인 실험을 위하여 모든 시료는 −80℃ 냉동고에 저장하면서 실험에 사용하였다.
혈청분리를 위해 혈액은 채취 후 실온에서 30분 정도 방치시킨 후 원심분리기(5810R, Eppendorf AG, Hamburg, Germany)를 이용하여 4℃, 3000 rpm에서 15분간 원심분리하였으며, 분석에 사용되기 전까지 −80℃ 냉동고에 보관하였다. 장기는 채혈 후 인산완충액으로 관류시켜 장기 내 혈액을 제거한 후 간과 신장을 떼어내어 생리식염수로 헹구고 여과지(No. 1, Whatman International Ltd., Maidstone, UK)로 수분을 완전히 제거하여 무게를 측정하였다. 지방조직의 중량을 측정하기위해 부고환(epididymal) 및 신장(perirenal)의 오른쪽 지방조직(adipose tissue)과 내장(visceral) 지방조직을 적출하여 생리식염수로 씻어내고 수분을 여과지로 제거한 후 측정하였다.
항비만 소재 개발을 위해 알쏭이모자반 추출물이 고지방식이로 비만이 유도된 흰쥐의 증체량 감소 및 지질저하 효과에 미치는 영향을 살펴보았다. 정상식이군(n=10)을 제외한 20마리의 Spraque-Dawley 계통의 수컷 흰쥐에게 총 칼로리의 42.5%가 지방인 고지방식이를 5주간 급여시킴으로써 비만을 유도하였다. 비만해진 흰쥐는 고지방식이군(HFD)과 알쏭이모자반 3%를 첨가한 고지방식이군(HFDSC)으로 군당 10마리씩 나누어서 실험하였다.
, Seoul, Korea)에서 구입하여 일주일간 일반식이로 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 정상식이군을 제외한 모든 실험군은 총 칼로리의 42.5%가 지방인 고지방식이로 5주간 비만을 유도한 후 6주에서 11주까지 알쏭이모자반 추출물의 항비만 효과를 살펴보기 위하여 고지방식이에 3%의 알쏭이모자반 추출물 분말을 섞어 식이를 제조하여 급여시키면서 사육하였다. 실험군은 정상식이군(normal diet group, ND), 고지방식이군(high-fat diet group, HFD), 알쏭이모자반 추출물 급여군(high-fat diet group containing 3% Sargassum confusum extract, HFDSC)으로 나누었고 각 군당 10마리씩 난괴법으로 분류하였다.
, Maidstone, UK)로 수분을 완전히 제거하여 무게를 측정하였다. 지방조직의 중량을 측정하기위해 부고환(epididymal) 및 신장(perirenal)의 오른쪽 지방조직(adipose tissue)과 내장(visceral) 지방조직을 적출하여 생리식염수로 씻어내고 수분을 여과지로 제거한 후 측정하였다. 이화학적인 실험을 위하여 모든 시료는 −80℃ 냉동고에 저장하면서 실험에 사용하였다.
혈청 중의 aspartate transaminase(AST), alanine transaminase(ALT), glucose, triglyceride(TG), total cholesterol(TC), highdensity lipoprotein cholesterol(HDLC), low-density lipoprotein cholesterol(LDLC)의 농도는 자동화학분석기(ADVIA 1650, Bayer, Tokyo, Japan)를 이용하여 정량용 kit(Bayer, New York, NY, USA)를 사용하여 측정하였다. FFA(free fatty acid)의 농도 측정은 정량용 kit(NEFA-HR(II) reagent, Wako, Tokyo, Japan)를 이용하여 자동생화학분석기(Hitachi 7180, Hitachi, Tokyo, Japan)로 측정하였다.
대상 데이터
6주령 Sprague-Dawley 계통의 수컷 흰쥐 30마리를 (주)중앙실험동물(Central Lab-Animal Inc., Seoul, Korea)에서 구입하여 일주일간 일반식이로 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 정상식이군을 제외한 모든 실험군은 총 칼로리의 42.
실험결과는 평균값과 표준편차로 나타내었고, SPSS 12.0 package program software를 이용하여 one way ANOVA로 검증한 후 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test로 비교분석을 실시하였다.
이론/모형
또한 모든 실험동물 사육관리는 식품의약품안전청 예규 제116호에 따른 “실험동물사용 및 사육관리규정”에 따랐다.
식이는 AIN-93G(American Institute Nutrition-93 Growth Diet)에 기준하여 정상군의 식이를 제조하였고(400 kcal/100 g), 실험군은 비만을 유도하기 위하여 고지방식이(477.7 kcal/100 g)로 제조하였다(Table 1). 고지방식이를 섭취하는 각 실험군(HFD, HFDSC)의 식이는 동일한 에너지 수준이 되도록 제조하였다.
성능/효과
LDL 콜레스테롤은 주로 동맥 혈관벽에 콜레스테롤을 축적하여 동맥경화를 일으켜 동맥경화증과 심혈관계 질환 발병에 주된 위험인자로 알려져 있다. HDL 콜레스테롤의 경우 알쏭이모자반 추출물 첨가군에서 다소 높게 나타났지만 HFD군에 비해 유의적인 차이는 발생하지 않았고, HDL 콜레스테롤/LDL 콜레스테롤은 HFD군에 비해 HFDSC군과 ND군에서 유의적으로 높게 나타났는데 이는 알쏭이모자반 추출물에 들어있는 생리활성 물질들이 고지방식이로 인해 증가된 LDL 콜레스테롤 함량을 감소시키는데 영향을 미친 결과로 보여진다. 또한 이것은 알쏭이모자반 추출물에 의해 콜레스테롤이 담즙이나 담즙산으로 원활히 배설되는 점과도 연관될 수 있다고 생각된다.
HFD군의 일일평균 증체량은 5.77±0.86 g/day 로 5주 만에 ND군 4.67±0.51 g/day보다 약 23% 더 증가하였고, 통계 처리한 결과 HFD군의 체중이 ND군보다 유의적으로 높게 나타났으므로 비만이 유도된 것으로 판단하고 실험에 사용하였다.
05). 결론적으로 알쏭이모자반 추출물의 급여가 체중 및 지방조직의 증가를 억제하는 점으로 미루어 볼 때, 이는 항비만 효과를 지니는 유효한 소재로 판단된다.
고지방식이를 급여시킨 HFD군의 증체량은 2.96±0.31 g/day으로 ND군의 증체량 2.19±0.17 g/day보다 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.05), 부고환지방, 신장지방, 내장지방 조직의 중량 역시 ND 군보다 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05).
그러나 HFDSC군의증체량은 2.36±0.24 g/day으로 HFD군에 비해 21% 낮게 나타났으며, 부고환 및 신장지방 조직 중량 역시 HFD군보다 각각 15%, 16% 낮게 관찰되었다.
또 HFD군의 AST와 ALT의 농도는 각각 94.40±10.53 karmen unit/L, 53.80± 5.61 karmen unit/L로 ND군에 비해 각각 약 11, 20% 정도 높아졌으며 이러한 효소 활성은 알쏭이모자반 추출물에 의해 정상식이군 수준으로 낮아짐으로써 알쏭이모자반 추출물이 간기능을 개선하는 효과가 관찰되었다.
또한 HFDSC군의 혈중 중성지방 및 총콜레스테롤, 유리지방산 등 비만관련 인자의 농도도 HFD군보다 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05).
Algaebase 자료(14)에 따르면 알쏭이모자반에는 아르기닌, 글리신 등 각종 아미노산과 알긴산, 비타민 A, 베타카로틴, 푸코잔틴 등 여러 기능성물질이 풍부하게 함유되어 있는 것으로 보고되어 있고, Bhaskar Narayan 등(15)은 알쏭이모자반에 다가불포화지방산이 풍부하게 들어있어 건강기능성 식품 신소재로서의 높은 잠재성을 보고하기도 하였다. 또한 다시마처럼 알쏭이모자반에도 칼슘, 칼륨, 마그네슘 등 신체 생리대사에 관여하는 무기질이 함유되어 있으며, 갑상선 호르몬의 주성분인 요오드도 다량 함유하고 있어 요오드 부족으로 오는 갑상선기능장애를 낫게 하는 동시에 갑상선기능항진으로 인한 물질대사항진에도 억제작용을 나타내며 그 증상을 경감시킨다. 또한 이러한 해조류는 인체의 소화효소에 의해 분해되지 않는 난소화성 다당류인 알긴산을 풍부하게 함유하고 있어 배변활동을 원활하게 하며, 체내에 남아있는 여분의 콜레스테롤을 배설시키는데도 도움을 주는 것으로 알려져 있다.
AST, ALT는 간을 비롯하여 장기에 존재하는 아미노산 합성효소로서 정상적인 세포파괴에 의해서도 혈액 속에 일정 수치가 존재하나, 일반적으로 AST, ALT활성은 간질환이 발생되었을 때 증가되며, 고지방식이나 알코올 섭취 등으로 간질환이 생기거나 간 유해물질과 유독 물질이 존재할 때 간 실질세포가 손상되어 혈액속으로 AST, ALT의 유리가 항진되어 효소활성도가 높아진다(31). 본 실험에서는 고지방식이에 의해 AST, ALT 활성이 증가되었고, 알쏭이모자반 추출물 급여에 의해 다시 정상식이군 수준으로 감소되었는데, 이는 알쏭이모자반 추출물에 존재하는 항지방간 인자나 보간작용을 하는 물질이 간기능을 항진시킴으로써 고지방식이로 인한 간손상을 회복시키고 간기능을 개선시킨 것이라 생각된다.
부고환, 신장, 내장의 지방조직 중량은 HFD군에서 각각 6.74±1.02, 6.91±0.86, 5.71±0.72 g으로 가장 높았으며, ND군 대비 각각 52, 42, 47% 정도 유의적으로 증가되었음을 알 수 있었다(p<0.05).
실험동물의 비만을 유도하기 위해 고지방 식이를 급여하면서 매주 체중을 측정한 결과 5주만에 고지방식이 급여군의 체중이 정상식이군보다 유의적으로 높아져(p<0.05) 비만이 유도되었다고 판단하였다.
알쏭이모자반 추출물을 첨가한 HFDSC군의 경우는 내장지방만 제외하고, 부고환, 신장 지방조직이 유의적으로 HFD군에 비해 각각 15, 16% 감소되었음을 알 수 있었다(p<0.05).
Seal과 Mathers 연구(29)에서도 다시마의 생리활성 성분 중 알긴산을 섭취시켰을 때 혈중 중성지질 및 총콜레스테롤 함량이 유의적으로 감소하였다고 보고하였는데, 본 연구의 알쏭이모자반 추출물의 혈중 지질저하 효과도 알쏭이모자반이 함유하고 있는 난소화성 다당류, 즉 식이섬유에 의한 효과인 것으로 생각된다. 유리지방산 농도 또한 ND군에 비해 HFD군에서 약 16% 증가하였으며, 알쏭이모자반 추출물을 급여시킴으로써 HFD군 대비 약 11%정도 감소되었음을 알 수 있었다. 이 역시 알쏭이모자반 추출물이 혈중 지질증가를 억제함으로써 항고지혈증의 효과를 나타내는데 도움을 주는 결과로 판단된다.
이는 알쏭이모자반 추출물이 지방이 간에 침착되는 것을 일부 억제시켰기 때문에 HFD군에 비해 간 중량이 낮아진 것으로 생각된다. 일반적으로 지방의 과잉섭취는 지질대사에 이상을 초래하여 간과 신장 등의 장기조직에 지방 침착을 일으킴으로써 비만, 고지혈증, 나아가 지방간 등을 유발하는데 본 실험에서도 10주 동안 고지방식이만을 섭취시킨 군의 간과 신장은 다른 군에 비해 다소 중량이 많이 나가는 것을 확인 할 수 있었다. 그러나 간과 신장의 중량을 체중에 대한 상대적인 비로 환산하여 비교하였을 때에는 Kwon 등(28)의 보고와 유사하게 오히려 ND군의 간과 신장의 중량이 가장 높게 나타났으며, HFDSC군과 비교를 해도 중량에 있어 유의적인 차이가 발생되지 않았는데 이는 장기 무게에 비해 체중이 상대적으로 많이 증가하였기 때문인 것으로 판단된다.
체중을 고려하지 않은 간의 중량은 HFD군(12.49±0.84 g)>HFDSC군(11.56±0.55 g)> ND군(11.55±0.91 g) 순으로 나타났으며(p<0.05), HFD군의 간 중량이 ND군에 비해 약 8% 증가하고, 알쏭이모자반 추출물 첨가한 사료를 급여시킴으로써 정상식이군 수준으로 회복되었음을 관찰할 수 있었다.
체중을 고려하지 않은 신장의 중량 역시 HFD군(1.55±0.09 g)>HFDSC군(1.44±0.08 g)>ND군(1.40±0.07 g) 순으로 나타남으로써 HFD군에 비해 ND군과 HFDSC군의 중량이 각각 10, 8% 정도 HFD군에 비해 유의적으로 낮아졌음을 알 수 있었다(p<0.05).
혈당은 12시간 절식시킨 흰쥐의 안와정맥총(RetroOrbital plexus)에서 채혈하여 측정하였으며, HFD군의 혈당 농도 118.10±7.94 mg/mL에 비해 ND군과 HFDSC군에서 각각 18, 14%정도 유의적으로 낮게 나타났다.
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