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문제 정의
- 본 연구는 천연물 소재로서 항비만활성이 확인된 꾸지뽕을 비롯한 늙은 호박, 율무의 혼합조성물식이가 고지방식이를 급여한 흰쥐의 내장지방, 배변량, 혈청 생화학치 등에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다.
제안 방법
- 고지방식이(D12492)를 5주 동안 흰쥐에게 급여한 다음 고지방식이에 늙은 호박(Cucurbita moschata), 율무(adlay seed), 꾸지뽕(Cudrania tricuspidata) 분말조성물(1:1:1) 첨가식이를 5주 동안 급여한 결과는 다음과 같다. 실험기간동안 증체량은 혼합조성물 10% 첨가군(B)을 제외하고, 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 감소 경향을 나타내었다.
- 늙은 호박, 율무 및 꾸지뽕잎분말 혼합식이가 흰쥐의 비만 억제에 미치는 영향을 평가하기 위해 실험식이는 Table 1에 제시한 바와 같이 고지방식이(D12492, 45 kcal fat, Research Diets, Inc., New Brunswick, NJ, USA)를 기본식이(basal diet)로 하여 실험 1기는 고지방식이만 5주 동안 급여하였고, 실험 2기는 고지방식이에 상기 조성분말을 중량비율로 각각 5%, 10%, 15%, 20%, 30% 혼합하여 5주간 급여하였다. 이 때 실험 대조군(control)은 실험 전기간 고지방식을 급여하였다.
- 사육실 환경은 항온(23±1℃) 및 항습조건(50±5%)을 유지하였고, 조명(light/dark cycle)은 12시간(08:00～20:00)으로 일정하게 조절하였다.
- 시료의 처리는 늙은 호박은 세척→절단(씨제거)→중탕→여과→동결건조→분쇄과정을 거쳤고, 율무는 삶은 후 동결건조 및 분쇄과정을 거쳤으며, 건조시킨 꾸지뽕잎은 분쇄과정을 거쳐서 분말 형태로 실험식이 제조에 이용하였다.
- 실험기간 동안 식이와 식수는 자유섭취(ad libitum)하도록 하였고, 체중은 1주일에 한 번 씩 일정한 시간에 실험동물용 저울(GF-2000, AND, Anyang, Korea)을 이용하여 측정하였으며, 식이섭취량은 매일 일정한 시간에 공급하고, 남은 식이를 4℃에서 냉장보관한 후 1주일에 한번 측정하였다. 식이효율(feed efficiency ratio)은 체중증가량을 동일기간 동안의 식이섭취량으로 나누어 계산하였고, 배변량은 실험 1기와 2기의 마지막 주에 각각 4일간 조사하였다.
- 사육실 환경은 항온(23±1℃) 및 항습조건(50±5%)을 유지하였고, 조명(light/dark cycle)은 12시간(08:00～20:00)으로 일정하게 조절하였다. 실험기간 동안 식이와 식수는 자유섭취(ad libitum)하도록 하였고, 체중은 1주일에 한 번 씩 일정한 시간에 실험동물용 저울(GF-2000, AND, Anyang, Korea)을 이용하여 측정하였으며, 식이섭취량은 매일 일정한 시간에 공급하고, 남은 식이를 4℃에서 냉장보관한 후 1주일에 한번 측정하였다. 식이효율(feed efficiency ratio)은 체중증가량을 동일기간 동안의 식이섭취량으로 나누어 계산하였고, 배변량은 실험 1기와 2기의 마지막 주에 각각 4일간 조사하였다.
- , New Brunswick, NJ, USA)를 기본식이(basal diet)로 하여 실험 1기는 고지방식이만 5주 동안 급여하였고, 실험 2기는 고지방식이에 상기 조성분말을 중량비율로 각각 5%, 10%, 15%, 20%, 30% 혼합하여 5주간 급여하였다. 이 때 실험 대조군(control)은 실험 전기간 고지방식을 급여하였다.
- 분리된 혈청은 －70℃에서 냉동보관하면서 분석에 이용하였다. 채혈이 끝난 후 각 장기조직(간, 신장, 비장, 정소) 및 지방조직(신장주변지방패드, 정소상체지방패드, 갈색지방)을 적출하여 0.9% 생리식염수에 세척한 다음 여과지로 물기를 제거하고 무게를 측정하였다.
대상 데이터
- 공시동물은 3주령된 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 (주)한림실험동물(Hwaseong, Gyeonggi, Korea)에서 구입하였고, 실험전 1주일 동안 흰쥐용 일반고형사료(AIN-93G)로 적응기를 거친 후 난괴법으로 실험군당 10마리씩 임의 배치하여 케이지당 2마리씩 배치하여 총 10주간 사육하였다(Reeves 등 1993). 사육실 환경은 항온(23±1℃) 및 항습조건(50±5%)을 유지하였고, 조명(light/dark cycle)은 12시간(08:00～20:00)으로 일정하게 조절하였다.
- 본 실험에서 사용한 늙은 호박은 서울 가락시장에서 구입하였고, 율무는 경기도 연천군에서 재배한 2009년산을 (주)연천농협에서 구입하였으며, 꾸지뽕잎은 2009년 5월 경남 산청군 대통영농조합법인으로부터 공급받아 사용하였다. 시료의 처리는 늙은 호박은 세척→절단(씨제거)→중탕→여과→동결건조→분쇄과정을 거쳤고, 율무는 삶은 후 동결건조 및 분쇄과정을 거쳤으며, 건조시킨 꾸지뽕잎은 분쇄과정을 거쳐서 분말 형태로 실험식이 제조에 이용하였다.
데이터처리
- Values within a column with different superscript letters are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
- 각 처리군의 측정치에 대해 one-way ANOVA(analysis of variance)분석 후 Duncan's multiple range test를 이용하여 p<0.05 수준에서 유의성 검정을 실시하였으며, 실험 1기와 2기의 배변량 변화는 Student t-test로 검정하였다.
- 본 연구에서 얻어진 결과는 SPSS(statistical package forsocial sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software package(version 17.0)를 이용하여 통계분석하였으며, 분석결과는 mean±SD로 나타내었다.
이론/모형
- 혈청지질, 혈당농도 및 혈구수(complete blood count, CBC) 등 혈청 생화학치는 Han 등(2009)의 연구에 준하여 분석하였고, 그 분석방법을 Table 2와 같다.
성능/효과
- 1) Mixed ratio of Cucurbita moschata, adlay seed and Cudrania tricuspidata leaf was 1:1:1.
- 2) Mixed ratio of CM (Cucurbita moschata), AS (adlay seed), CTL (Cudrania tricuspidata leaf) was 1:1:1 on a weight basis.
- 고지방식이를 급여한 흰쥐에게 늙은 호박, 율무, 꾸지뽕의 혼합조성물첨가식이가 장기무게에 미치는 영향은 Table 5와 같다. 간장무게는 2.60〜2.48 g 범위로 혼합조성물 5% 첨가군(A)과 30% 첨가군(E)이 가장 높거나 낮았고, 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 간무게가 감소하였고, 고지방식이대조군(F)은 2.58 g으로 나타났다. 신장무게는 0.
- 00 ㎎/㎗로 낮았다. 고밀도지단백(HDL)-콜레스테롤 농도는 유의적인 차이가 없이 A군과 F군이 각각 14.30, 14.40 ㎎/㎗로 높았고, 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 감소하였다. 저밀도지단백(LDL)-콜레스테롤 농도는 혼합조성물 중 15% 첨가군(C)이 5.
- 내장지방 중 신장주변지방패드(RFP) 무게는 고지방식이대조군(F)보다 혼합조성물 30% 첨가군(E)이 통계적으로 낮았고, 정소상체지방패드(EPF) 무게는 F군보다 혼합조성물 20% 첨가군(D)이 유의하게 낮았다(p<0.05).
- 꾸지뽕잎에는 식이섬유소가 풍부하게 함유되어 있는데, McDougall 등(1996)은 불용성 식이섬유소가 배변량을 증가시키고 장 통과시간을 단축시키는 작용을 한다고 보고한 바 있다. 따라서 꾸지뽕잎 섭취 시 이러한 식이섬유의 영향을 받아 배변량을 증가시키는 효능이 나타난 것으로 판단되며, 또한 율무와의 혼합섭취 시 배변효과가 더욱 증진되는 것으로 사료되었다. 한편, 소장의 길이는 실험군 간에 유의한 차이가 없이 혼합조성물의 경우 30% 첨가군(E)을 제외한 10%, 15% 및 20% 첨가군은 고지방식이대조군(F)보다 8.
- 배변량의 경우, 실험 전기간(10주) 고지방식이대조군(F)은 실험1기와 실험2기의 배변량이 차이가 없었고, 혼합조성물의 경우 첨가 수준이 높을수록 F군보다 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<0.05).
- 64 g으로 유의차가 없이 F군이 가장 높았고, E군이 가장 낮았다. 본 실험에서는 B군을 제외하고 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 일당증체량이 감소 경향을 나타내었다. 식이섭취량은 21.
- Lee 등(2008)은 고지방식이로 비만을 유도한 흰쥐에게 홍삼 및 천연물혼합소재를 투여시 RBC 및 WBC 수는 대조군과 차이가 없었지만, Hb 농도는 실험군에서 유의적으로 증가하여 시료 투여로 인한 조혈기능의 증가를 보고한 바 있다. 본 연구결과 혼합조성물 30% 첨가군은 다른 첨가군에 비해 혈구수 증가에 영향을 미친 것으로 사료되었다.
- 이런 결과는 율무의 혈당강하성분인 coixans A, B, C(Oh 등 1999) 등과 뽕잎의 deoxynojirimycin(DNJ) 성분(Chung 등 1996) 등의 혈당강하작용으로 판단된다. 본 연구결과를 종합적으로 검토할 때 늙은 호박, 율무, 꾸지뽕의 혼합조성물식이는 혈청지질 감소뿐만 아니라, 혈당강하작용에 일정한 효과가 있을 것으로 사료되었다.
- Kim 등(2000)은 고지방식이를 섭취한 흰쥐에게 율무겨첨가식이가 체중 증가량을 감소시켜 식이효율을 낮추는 것으로 보고하였고, Han 등(2009)은 고지방식이와 함께 뽕잎오디쌀식이를 4주간 급여하였을 때 대조군에 비해 증체량이 다소 감소한 것으로 보고하였다. 본 연구에서 늙은 호박, 율무, 꾸지뽕의 혼합조성물을 첨가 수준이 높을수록 식이섭취량이 증가하였음에도 고지방대조군에 비해 혼합조성물첨가군에서 비록 유의적이지는 않으나, 체중 증가를 억제시키는 효과가 있는 것으로 나타났다.
- 내장지방 중 백색지방은 주로 체내 잉여 에너지를 지방으로 저장하며 피하와 장기주변에 분포하는 반면, 갈색지방은 열 생산 기능을 하고 목주위에 발달되어 있다(Avram 등 2005). 본 연구에서 백색지방(RFP, EFP) 무게는 고지방대조군보다 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 유의적으로 감소한 것으로 나타났다. 뽕나무 및 꾸지뽕나무 잎으로부터 추출한 수용성 추출물이 콜레스테롤 섭취 흰쥐의 체지방량을 감소시켰다는 Cha 등(2000)의 보고로 볼 때 본 연구의 혼합조성물식이가 체지방 억제효과가 있는 것으로 사료되었다.
- 본 연구에서는 혼합조성물 15% 첨가군의 경우, 대조군에 비해 혈청지질 농도가 낮았고, 특히 TG농도는 약 18% 감소시켰으며, 혈당치는 통계적으로 유의하게 낮았다(p<0.05).
- 소장길이는 실험군 간에 유의한 차이가 없이 혼합조성물 10%, 15% 및 20% 첨가군(B, C, D)이 F군보다 다소 긴 것으로 나타났고, 대장길이는 F군과 20% 첨가군(D) 간에 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05).
- 본 실험에서는 B군을 제외하고 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 일당증체량이 감소 경향을 나타내었다. 식이섭취량은 21.47〜23.60 g으로 유의한 차이가 없었고, 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 다소 증가한 반면, 식이효율(FER)은 0.16〜0.20으로 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 다소 감소하였다. Kim 등(2000)은 고지방식이를 섭취한 흰쥐에게 율무겨첨가식이가 체중 증가량을 감소시켜 식이효율을 낮추는 것으로 보고하였고, Han 등(2009)은 고지방식이와 함께 뽕잎오디쌀식이를 4주간 급여하였을 때 대조군에 비해 증체량이 다소 감소한 것으로 보고하였다.
- 실험기간동안 증체량은 혼합조성물 10% 첨가군(B)을 제외하고, 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 감소 경향을 나타내었다. 식이섭취량은 차이가 없이 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 다소 증가한 반면, 식이효율은 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 다소 감소하였다. 내장지방 중 신장주변지방패드(RFP) 무게는 고지방식이대조군(F)보다 혼합조성물 30% 첨가군(E)이 통계적으로 낮았고, 정소상체지방패드(EPF) 무게는 F군보다 혼합조성물 20% 첨가군(D)이 유의하게 낮았다(p<0.
- 고지방식이(D12492)를 5주 동안 흰쥐에게 급여한 다음 고지방식이에 늙은 호박(Cucurbita moschata), 율무(adlay seed), 꾸지뽕(Cudrania tricuspidata) 분말조성물(1:1:1) 첨가식이를 5주 동안 급여한 결과는 다음과 같다. 실험기간동안 증체량은 혼합조성물 10% 첨가군(B)을 제외하고, 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 감소 경향을 나타내었다. 식이섭취량은 차이가 없이 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 다소 증가한 반면, 식이효율은 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 다소 감소하였다.
- 7 g이었으며, 혼합조성물 5% 첨가군(A)을 제외한 10%, 20%, 30% 첨가군(B, D, E)에서는 비슷한 수준이었다. 일당증체량은 3.66〜4.64 g으로 유의차가 없이 F군이 가장 높았고, E군이 가장 낮았다. 본 실험에서는 B군을 제외하고 혼합조성물의 첨가 수준이 높을수록 일당증체량이 감소 경향을 나타내었다.
- 저밀도지단백(LDL)-콜레스테롤 농도는 혼합조성물 중 15% 첨가군(C)이 5.80 ㎎/㎗로 5%(A)와 20% 첨가군(D)의 7.50, 7.44 ㎎/㎗보다 유의하게 낮았다(p<0.05).
- 적혈구수(RBC)는 혼합조성물 30% 첨가군(E)이 고지방식이대조군(F)을 포함한 다른 혼합조성물첨가군보다 통계적으로 유의하게 높았다(p<0.05).
- 정소상체지방패드(EPF)무게는 F군이 1.37 g, A군이 1.33 g으로 비슷하였고, 혼합조성물 10%, 15%, 30% 첨가군(B, C, E)은 1.22〜1.15 g으로 차이가 없었으며, 20% 첨가군(D)이 1.12 g으로 유의하게 낮았다(p<0.05).
- 05). 중성지방(TG, triglyceride) 농도는 혼합조성물 10%(B)와 15% 첨가군(C)이 각각 76.70, 77.90 ㎎/㎗로 낮았고, 고지방대조군(F)을 포함한 다른 혼합조성물첨가군이 높았다. 혈당농도는 혼합조성물첨가식이군(83.
- 헤마토크릿(Hct)치와 혈색소(Hb) 함량은 혼합조성물 중 E군(30%)이 C군(15%)과 D군(20%)보다 통계적으로 유의하게 높았다(p<0.05).
- 혈구세포(CBC)중 RBC와 WBC는 혼합조성물 30% 첨가군(E)이 F군보다 통계적으로 높았고, Hct와 Hb 함량은 E군이 F군보다 높았으며, 혈소판(Platelet) 수는 혼합조성물첨가군(A〜E)이 F군보다 통계적으로 유의하게 높았다(p<0.05).
- 혈당농도는 혼합조성물첨가군이 F군보다 통계적으로 유의하게 낮았다(p<0.05).
- 고지방식이를 급여한 흰쥐에게 늙은 호박, 율무, 꾸지뽕의 혼합조성물첨가식이가 혈청지질과 혈당에 미치는 영향은 Table 8과 같다. 혈중 총 콜레스테롤(TC) 농도는 유의적인 차이가 없이 고지방대조군(F), 혼합조성물 5%(A) 및 20% 첨가군(D)이 66.20〜69.30 ㎎/㎗로 높았고, 혼합조성물 10%(B), 15%(C) 및 30% 첨가군(E)이 59.10〜62.00 ㎎/㎗로 낮았다. 고밀도지단백(HDL)-콜레스테롤 농도는 유의적인 차이가 없이 A군과 F군이 각각 14.
- 05). 혈청지질중 TC, HDL- 및 LDL-콜레스테롤 농도는 유의적인 차이가 없었고, TG 농도는 혼합조성물 10%(B)와 15% 첨가군(C)이 낮았고, F군과 다른 첨가군은 높았다. 혈당농도는 혼합조성물첨가군이 F군보다 통계적으로 유의하게 낮았다(p<0.
- 혼합조성물의 경우, 첨가 수준이 높을수록(C군, D군, E군) F군보다 배변량이 통계적으로 유의하게 증가하였고, 실험1기보다 실험2기의 배변량이 유의하게 증가하였다(p<0.05).
후속연구
- 이상에서 고지방식이를 급여한 흰쥐에게 늙은 호박, 율무, 꾸지뽕잎 분말조성물첨가식이를 급여했을 때 체지방량 저하, 배변량 증가, 혈청중 TG 감소 및 혈당치의 유의한 감소작용이 있는 것으로 나타나서, 앞으로 이들 혼합조성물의 적절한 처방으로 체지방 억제, 배변활성 및 지질개선을 위한 소재화 기술개발이 필요한 것으로 판단된다.
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