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문제 정의
- 따라서 본 연구는 칡청국장 및 칡청국장 캡슐함유 식이가 선천성 비만의 실험모델 동물인 ob/ob 마우스에서 체중저하효과 및 지방축적과 지질대사의 개선효능에 미치는 영향을 알아보고 제형에 따른 차이를 비교하고자 수행되었다.
제안 방법
- GST(glutathione-S-transferase)의 활성도는 Habig 등(18)의 방법에 따라 측정하였다. 1-chloro-2,4-dinitrobenzene과 glutathione을 기질로 하여 25℃에서 10분간 반응시켜 생성된 2,4-dinitrobenzene-glutathione conjugate 양을 340 nm에서 측정하였다. 활성도 단위는 효소 반응액 중에 함유된 단백질 1 mg이 1분간 반응하여 생성시킨 conjugate의 양을 nmole로 나타내었다.
- Ether 마취 후 개복하여 디지털 카메라로 촬영하여 복강 내 지방의 분포 및 정도를 관찰하고 정도를 관찰하고 실험동물을 희생시킨 후 장기무게의 측정과 함께 간조직을 채취하여 지질과산화물 및 항산화효소의 함량을 측정하였다. 환원형 GSH(glutathione) 함량은 Ellman의 방법에 따라 측정하였다(13).
- 3. Histopathology of pancreas in ob/ob mice treated with PC, AR and ARC for 4 weeks. Hematoxylin and eosin stain.
- 동물의 희생 후 복부지방, 간, 비장, 췌장 및 신장을 적출하여 거름종이에 수분을 제거한 다음 무게를 측정하고, 간과 췌장은 조직관찰을 위하여 동일한 부위를 떼어내 10% formaline 용액에 고정시키고 고정이 끝난 조직은 흐르는 물에 수세한 후 순차적으로 증가되는 농도의 순서에 따라 에탄올로 탈수하고 침투과정을 거치고 paraffin에 포매한 다음 rotary microtome(Leica 820, Leica Instruments products, Heerbrugg, Switzerland)으로 4 μm의 조직절편을 만들어 hematotoxylin and eosin 염색을 실시한 후 광학현미경으로 관찰하였다.
- 실험식이는 건강기능식품 기준 및 규격에 제시된 콜레스테롤저하 기능성을 가지는 대두단백 15 g 이상 섭취의 기준을 따라 총 식이량의 2%로 대두단백 함유량을 설정하였다. 따라서 사료 제조 시 정상대조군 사료는 pellet형 고형사료를 분말화시켜 basal diet로 청국장 2% 함유, 칡청국장 2% 함유, 칡청국장 캡슐 2% 함유 사료를 제조하여 Table 1에서와 같이 분류한 실험군에 10주간 자유섭취 시켰다. 체중 및 식이섭취량은 실험개시일부터 정상적인 식이와 음수를 공급하면서 주 1회 측정하였으며, 식이섭취량은 급여량에서 잔량을 감하여 환산하였다.
- 본 연구는 ob/ob 마우스에서 칡청국장 및 칡청국장 캡슐 함유 식이로 인한 체중, 지방축적, 지질대사 등의 개선효능을 알아보기 위하여, ob/ob 마우스를 5마리씩 정상대조군(NC: 일반식이군), 양성대조군(PC: 2% 청국장함유군), 칡청국장 2% 함유군(AR: 2% 칡청국장), 칡청국장 캡슐군(ARC: 2% 칡청국장 캡슐함유)으로 나누어 10주간 실험하였다.
- 4%이었다. 분말시료는 장용성 코팅제인 ZEIN-DP와 파손방지와 충격강도의 향상, 색과 맛의 masking 등의 효과가 있는 위용성 코팅제인 HPMC-FCC로 유동층 공정기를 이용하여 캡슐화하였다.
- 실험 식이가 종료된 실험동물은 12시간 절식시킨 후 안와 정맥총(venous orbital plexus)으로부터 혈액을 채취하였고, 채취한 혈액은 원심분리관에 넣어 1시간 방치한 후, 3,000 rpm에서 15분간 원심분리 하여 혈청을 분리하였으며 분리한 혈청은 자동생화학분석기(KONELAB 20XT, Vantaa, Finland)를 이용하여 ALB(albumin), ALP(alkaline phosphatase), BUN(blood urea nitrogen), TP(total protein), CHOL(total cholesterol), HDL-cholesterol(high density lipoprotein), LDL-cholesterol(low density lipoprotein), TG (triglyceride), GUL(glucose)를 측정하였다. 동맥경화지수(atherogenic index: AI)는 Haglund의 방법(12)에 따라서 AI ＝(total cholesterol－HDL-cholesterol)/HDL-cholesterol 식으로 계산하였다.
- 실험식이는 건강기능식품 기준 및 규격에 제시된 콜레스테롤저하 기능성을 가지는 대두단백 15 g 이상 섭취의 기준을 따라 총 식이량의 2%로 대두단백 함유량을 설정하였다. 따라서 사료 제조 시 정상대조군 사료는 pellet형 고형사료를 분말화시켜 basal diet로 청국장 2% 함유, 칡청국장 2% 함유, 칡청국장 캡슐 2% 함유 사료를 제조하여 Table 1에서와 같이 분류한 실험군에 10주간 자유섭취 시켰다.
- 조직 마쇄균질액에 4% sulfosalicylic acid 0.5 mL를 넣고 원심분리한 후, 상층액을 0.1 mM 5,5'-dithio-bis(2-nitrobenzoic acid) 함유 0.1 M sodium phosphate buffer(pH 8.0)에 넣고 반응시켜 생성된 p-nitrophenol을 측정하였다.
- 따라서 사료 제조 시 정상대조군 사료는 pellet형 고형사료를 분말화시켜 basal diet로 청국장 2% 함유, 칡청국장 2% 함유, 칡청국장 캡슐 2% 함유 사료를 제조하여 Table 1에서와 같이 분류한 실험군에 10주간 자유섭취 시켰다. 체중 및 식이섭취량은 실험개시일부터 정상적인 식이와 음수를 공급하면서 주 1회 측정하였으며, 식이섭취량은 급여량에서 잔량을 감하여 환산하였다. 식이효율(Food Efficiency Ratio, FER)은 실험기간 동안 체중증가량을 동일한 기간의 식이섭취량으로 환산하였다.
- 지질과산화(TBARS, thiobarbituric acid reactive substance) 함량은 Ohkawa 등(14)의 방법에 따라 측정하였다. 효소 시료 속의 과산화지질을 산성조건 하에서 2-thiobarbituric acid 용액과 가열 반응시켜 생긴 TBARS 함량을 532 nm에서 측정하였다. TBARS 함량은 단백질 mg당 nmole로 표시하였다.
대상 데이터
- 실험동물은 생후 5주령, 체중 40 g 전후의 수컷 C57BL/6J-ob/ob 마우스를 Japan SLC Inc.(Shizuoka, Japan)에서 구입하였고 1주일간 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 사육실 및 실험실의 환경은 온도 23±2℃, 상대습도 55±10%, 환기횟수 12회/hour, 조명주기 12시간(07:00~19:00), 조도 150~300 lux로 조절되었다.
- 1월에서 3월에 걸쳐 경상북도 안동 일원에서 채취한 양질의 칡을 완전히 건조시켜 분쇄한 후 무게당 10배의 증류수를 가하고 60℃에서 24시간 동안 교반하면서 유효성분을 추출하였다. 이를 실온에서 냉각시키고 여과한 다음 감압농축 후 동결건조기에서 분말시료를 획득하였으며 수득율은 19.
- 실험동물용 사료로는 pellet형 고형사료 Purina Rat Chow®((주)퓨리나코리아, 오산, 한국)를, 음수는 살균정제수를 자유롭게 섭취하도록 하였다.
- 실험동물은 생후 5주령, 체중 40 g 전후의 수컷 C57BL/6J-ob/ob 마우스를 Japan SLC Inc.(Shizuoka, Japan)에서 구입하였고 1주일간 적응시킨 후 실험에 사용하였다.
- 1월에서 3월에 걸쳐 경상북도 안동 일원에서 채취한 양질의 칡을 완전히 건조시켜 분쇄한 후 무게당 10배의 증류수를 가하고 60℃에서 24시간 동안 교반하면서 유효성분을 추출하였다. 이를 실온에서 냉각시키고 여과한 다음 감압농축 후 동결건조기에서 분말시료를 획득하였으며 수득율은 19.4%이었다. 분말시료는 장용성 코팅제인 ZEIN-DP와 파손방지와 충격강도의 향상, 색과 맛의 masking 등의 효과가 있는 위용성 코팅제인 HPMC-FCC로 유동층 공정기를 이용하여 캡슐화하였다.
데이터처리
- 모든 실험결과는 평균과 표준편차로 나타내었으며, 각 그룹 및 평균간 통계적 유의성은 SPSS 10.0(SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 이용하여 one-way ANOVA 분석 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple test에 의해 검정하였다.
이론/모형
- CAT(catalase)의 활성도는 hydrogen peroxide를 기질로 하여 환원되는 정도를 240 nm에서 흡광도를 읽고 분자흡광계수(E=0.04 mM-1cm-1)를 이용하여 활성을 산출하는 Aebi(17)의 방법에 준하여 측정하였다. 활성도 단위는 신장조직 중에 함유된 단백질 1 mg이 1분 동안 반응하여 감소되는 hydrogen peroxide의 양을 nmole로 표시하였다.
- GST(glutathione-S-transferase)의 활성도는 Habig 등(18)의 방법에 따라 측정하였다. 1-chloro-2,4-dinitrobenzene과 glutathione을 기질로 하여 25℃에서 10분간 반응시켜 생성된 2,4-dinitrobenzene-glutathione conjugate 양을 340 nm에서 측정하였다.
- SOD(superoxide dismutase)의 활성도는 hematoxylin 자동산화의 억제정도를 관찰하는 Martin 등(16)의 방법에 따라 0.1 mM EDTA가 함유된 50 mM 인산 완충액(pH 7.5)에 10 μM hematoxylin 및 효소액을 가해 25℃에서 반응시켜 생성된 hematein을 560 nm에서 측정하여 효소의 활성도를 산정하였다.
- 간조직 중 XO(xanthine oxidase)의 활성도는 xanthine을 기질로 사용하여 30℃에서 20분간 반응시켜 생성된 요산을 292 nm에서 흡광도를 측정하는 Stripe과 Della(15)의 방법에 준하여 측정하였다. 활성도 단위는 효소액 중에 함유된 단백질 1 mg이 1분 동안 반응하여 기질인 xanthine으로부터 생성된 uric acid의 양을 nmole로 표시하였다.
- 실험 식이가 종료된 실험동물은 12시간 절식시킨 후 안와 정맥총(venous orbital plexus)으로부터 혈액을 채취하였고, 채취한 혈액은 원심분리관에 넣어 1시간 방치한 후, 3,000 rpm에서 15분간 원심분리 하여 혈청을 분리하였으며 분리한 혈청은 자동생화학분석기(KONELAB 20XT, Vantaa, Finland)를 이용하여 ALB(albumin), ALP(alkaline phosphatase), BUN(blood urea nitrogen), TP(total protein), CHOL(total cholesterol), HDL-cholesterol(high density lipoprotein), LDL-cholesterol(low density lipoprotein), TG (triglyceride), GUL(glucose)를 측정하였다. 동맥경화지수(atherogenic index: AI)는 Haglund의 방법(12)에 따라서 AI ＝(total cholesterol－HDL-cholesterol)/HDL-cholesterol 식으로 계산하였다.
- 지질과산화(TBARS, thiobarbituric acid reactive substance) 함량은 Ohkawa 등(14)의 방법에 따라 측정하였다. 효소 시료 속의 과산화지질을 산성조건 하에서 2-thiobarbituric acid 용액과 가열 반응시켜 생긴 TBARS 함량을 532 nm에서 측정하였다.
- Ether 마취 후 개복하여 디지털 카메라로 촬영하여 복강 내 지방의 분포 및 정도를 관찰하고 정도를 관찰하고 실험동물을 희생시킨 후 장기무게의 측정과 함께 간조직을 채취하여 지질과산화물 및 항산화효소의 함량을 측정하였다. 환원형 GSH(glutathione) 함량은 Ellman의 방법에 따라 측정하였다(13). 조직 마쇄균질액에 4% sulfosalicylic acid 0.
성능/효과
- 실험동물의 혈청 내 생화학 지표들의 분석결과는 Table 4와 같다. ALB은 일반식이군에 비해 모든 칡청국장식이군에서 유의하게 높은 수치를 보였으며, AR군과 ARC군은 NC군에 비해 7.8% 높았다. ALP는 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 유의하게 낮은 수치를 보였으며, PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각각 44.
- 8% 높았다. ALP는 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 유의하게 낮은 수치를 보였으며, PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각각 44.2%, 43.2% 및 46.4% 낮았다. BUN은 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 낮은 수치를 보였으나 통계학적 유의성은 AR군에서만 인정되었다.
- 5% 감소한 것으로 나타났으며 간장의 조직병리학적 결과에서도 현저하게 지방침착이 억제되는 양상이 확인되어서 간실질세포의 기능 회복이 청국장 및 칡함유 청국장에서 있을 수 있다는 사실을 알 수 있었다. AR군이나 ARC군의 마우스 간의 조직병리소견에서 NC군에 비하여 lipid droplet의 수는 줄어들고 크기가 커지는 부분은 명확한 기전에 대한 증거를 본 실험에서 확인할 수 없으나 지방의 상호 결합을 증가시킬 수 있는 효과도 있는 것으로 생각되었다. 혈청 albumin의 변화는 간경변증, 간괴사, 간염 등과 관련이 있으며 간 손상 시 낮은 수치를 보이는 것으로 알려져 있는데(21), ARC군에서 증가되는 양상을 나타내 간 손상 개선에 칡청국장 캡슐이 효과가 있다는 것을 알 수 있었다.
- 9%의 유의한 증가를 나타내었다. CAT 활성은 NC군에 비하여 칡청국장을 급이한 모든 실험군에서 증가되는 양상을 나타내었고 ARC군은 PC군에 비하여 유의한 증가를 나타내었다. GPX(glutathione peroxidase) 활성은 모든 칡청국장식이군에서 NC군에 비해 높은 수치를 나타내었으며 PC군과 ARC군은 NC군에 비해 각각 18.
- 실험동물의 혈청 내 지질수준 및 혈당의 변화는 Table 5 나타내었다. CHOL은 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 유의하게 낮은 수치를 보였으며, PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각각 8.9%, 9.1% 및 9.6% 감소된 수준을 나타내었다. HDL-cholesterol은 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 유의하게 높은 수치를 보였으며, PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각각 23.
- CAT 활성은 NC군에 비하여 칡청국장을 급이한 모든 실험군에서 증가되는 양상을 나타내었고 ARC군은 PC군에 비하여 유의한 증가를 나타내었다. GPX(glutathione peroxidase) 활성은 모든 칡청국장식이군에서 NC군에 비해 높은 수치를 나타내었으며 PC군과 ARC군은 NC군에 비해 각각 18.8%와 21.8%의 유의한 증가를 나타내었다.
- 비만실험동물의 간조직 내 GSH와 TBARS 함량을 나타낸 결과는 Tabel 6과 같다. GSH(glutathione)의 함량은 칡청국장 캡슐 식이군인 ARC군에서 일반식이군인 NC군에 비해 23% 유의한 증가를 나타내었으며, 지질과산화물을 나타내는 TBARS의 함량은 AR군과 ARC군에서 NC군에 비해 각각 13.9%와 16.9%의 유의한 감소를 나타내었다.
- 6% 감소된 수준을 나타내었다. HDL-cholesterol은 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 유의하게 높은 수치를 보였으며, PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각각 23.4%, 24.9% 및 29.3% 높게 나타났다. LDL-cholesterol의 경우 PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각 74.
- 3% 높게 나타났다. LDL-cholesterol의 경우 PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각 74.4%, 81.9% 및 87.8% 유의하게 감소하였으며, ARC군은 PC군보다 유의한 감소를 나타내었다. TG의 변화로 PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각각 45.
- XO 활성은 모든 청국장식이군에서 NC군에 비해 낮은 수치를 나타내었다. SOD 활성은 모든 칡청국장식이군에서 NC군에 비해 유의하게 높은 수치를 보였으며, AR군과 ARC군에서 NC군에 비해 각각 28.7%, 37.9%의 유의한 증가를 나타내었다. CAT 활성은 NC군에 비하여 칡청국장을 급이한 모든 실험군에서 증가되는 양상을 나타내었고 ARC군은 PC군에 비하여 유의한 증가를 나타내었다.
- 8% 유의하게 감소하였으며, ARC군은 PC군보다 유의한 감소를 나타내었다. TG의 변화로 PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각각 45.1%, 39.1% 및 54.8% 유의하게 감소하였으며, ARC군은 PC군보다도 유의하게 감소되었다. 동맥경화지수를 나타내는 AI는 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 유의하게 낮은 수치를 보였으며, PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각 70.
- Superoxide anion radical은 SOD에 의해 hydrogen peroxide(H2O2)로 전환되고 CAT 및 GPX에 의해 물로 전환되어 해독화되며 GST도 유해산소 해독에 관여하는 것으로 알려져 있다(30). ob/ob 마우스 간조직의 SOD, CAT 및 GST 효소활성은 NC군에 비해 모든 청국장식이군에서 높은 활성을 보였으며, 특히 ARC군에서의 활성은 각각 37.9%, 18.8%, 21.8% 높게 나타났다. 이 결과로 칡청국장 캡슐 함유식이가 활성산소 생성계 효소인 XO의 활성도를 낮춤으로써 oxygen free radical의 생성을 감소시키며 SOD, CAT 및 GST 효소를 통해 oxygen free radical을 체내에서의 빠르게 제거하는 것으로 사료되었다.
- 활성산소는 체내 조직에 축적되어 세포막 지질의 산화를 야기하여 지질과산화물이 생성되고 생체 내에서 다양한 질병을 야기함과 동시에 노화를 촉진시키는데, 활성산소에 의한 세포 손상에 있어 GSH와 TBARS 수치는 상당한 영향을 미친다고 보고되어져 있다(26). ob/ob 마우스의 간조직에서 GSH 함량은 NC군에 비하여 ARC군에서 23%의 증가를 나타내었으며, TBARS의 함량도 16.9% 감소하여 칡청국장 캡슐의 섭취는 생체 내 항산화 효소인 GSH는 증가시키면서 지질과산화량을 줄이는 것으로 나타났는데, 활성산소에 의해 일어나는 과산화손상에 대해서 칡청국장 및 칡청국장 캡슐은 활성산소의 생성억제나 항산화기능의 회복으로 세포막의 방어효과를 나타내는 것으로 예상되었다. 그러나 과산화손상의 억제와 항비만기능과의 관련성에 대해서는 명확한 기전을 확인할 수 없었다.
- 간의 무게를 측정한 결과 일반식이군에 비해 청국장 함유식이 군에서 간의 무게가 많이 감소하였으며 일반 청국장보다는 칡 함유청국장이 더욱 큰 효과를 나타내었다. C57BL6/J ob/ob 마우스는 1949년 처음 발견된 렙틴 호르몬이 결여된 돌연변이 개체로서 db/db 마우스와 함께 당뇨병 및 인슐린 저항성에 대한 연구에 이용되는 대표적인 동물 모델로서 체내 지방대사 및 당대사가 비정상으로 일어나 간 내 지질 성분이 축적함으로 간의 무게가 증가하게 된다고 알려져 있다(19,20).
- 8% 유의하게 감소하였으며, ARC군은 PC군보다도 유의하게 감소되었다. 동맥경화지수를 나타내는 AI는 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 유의하게 낮은 수치를 보였으며, PC군, AR군 및 ARC군은 NC군에 비해 각 70.7%, 74.1% 및 82.8% 감소를 나타내었고 ARC군은 다른 모든 실험군에 비하여 유의한 감소를 나타내었다. 혈중 포도당 농도는 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 낮아지는 경향을 나타내었는데, ARC군은 NC군에 비해 11.
- 실험동물의 복부지방, 간, 비장, 췌장 및 신장의 무게 변화를 나타낸 결과는 Table 3과 같다. 복부지방의 무게는 일반 식이군인 NC군에 비해 ARC군에서 14.4% 낮게 나타났으나 유의한 차이는 보이지 않았으며 간의 무게는 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 유의하게 낮은 수치를 나타냈는데, PC군, AR군과 ARC군의 간 무게는 NC군에 비해 각각 15.9%, 23.3%, 18.5% 낮게 나타났다. 비장, 췌장과 신장의 경우 일반식이군에 비해 모든 칡청국장식이군에서 낮은 수치를 보였다.
- 복부지방의 무게를 측정한 결과 NC군에 비해 청국장 함유식이 실험군에서 복부지방의 무게가 감소하였으며 일반 청국장보다는 칡 함유청국장을 급여한 실험군에서 보다 큰 지방량 감소효과를 나타내었다. 실험동물의 복강 내 육안적 관찰에서도 피하 및 복강 내 지방량이 청국장식이군에서 감소한 것으로 나타나 청국장 함유 식이가 지방의 흡수 및 분해 효과가 있는 것으로 추정할 수 있었다.
- 알칼리성 인산분해효소인 ALP는 간세포 내의 담관에 존재하는 효소로, 주로 담즙배설 장애에서 빠르게 상승하며(22) 간 이외에 뼈에도 많이 존재하므로 여러 뼈 질환에서도 증가할 수 있다고 알려져 있다(23,24). 본 연구에서 ALP 수치는 NC군에 비하여 청국장 함유식이를 급여한 실험군들에서 43~46%의 유의한 감소를 나타내었으며, 특히 ARC군에서는 46%가량의 감소효과를 나타내어 칡청국장 캡슐 식이는 주로 지방 대사를 담당하고 있는 담낭의 담즙분비기능의 회복에 매우 효능이 있는 것으로 사료되었다.
- 본 연구의 결과를 종합하면 ob/ob 마우스에서 칡청국장과 특히 칡청국장 캡슐을 투여하여 지방함량의 저하효과, 혈당강하효과, 항산화계의 활성도 증가 등의 효과를 통하여 항비만기능이 있음을 확인할 수 있었으며, 캡슐화 처리를 한 칡청국장 제형의 기능성이 칡청국장 분말보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 칡청국장 캡슐형이 향후 대사증후군의 개선 및 지질대사이상의 질환에 있어서의 개선제품의 개발에 중요한 기능성 물질로서의 유용성이 있는 것으로 사료되었다.
- 비만마우스인 ob/ob 마우스에서 일반식이군보다 청국장 식이군에서 체중증가량이 감소하였으며 식이효율에서도 칡청국장식이군이 정상식이군에 비해 약 50% 낮은 것으로 나타나, 칡청국장 분말캡슐의 섭취는 정상적인 섭취량 및 보다 과량의 식이를 섭취하여 체중 감소에 긍정적 효과가 있는 것으로 나타났다.
- 사육실 및 실험실의 환경은 온도 23±2℃, 상대습도 55±10%, 환기횟수 12회/hour, 조명주기 12시간(07:00~19:00), 조도 150~300 lux로 조절되었다.
- 선천적으로 인슐린 비의존형의 당뇨의 특징을 가지고 있는 ob/ob 마우스의 포도당 농도는 NC군에 비하여 ARC군에서 약 6% 정도 강하효과를 나타내었다. Kim과 Kim(25)의 연구에 의하면 청국장은 혈당개선 효과가 있다고 보고하였는데, 본 연구에서도 청국장 섭취군이 일반식이군보다 전체적으로 혈당 수치가 낮았으며 특히 칡청국장 캡슐군에서 유의하게 낮은 수치를 보였다.
- 7% 체중증가량이 낮게 나타났다. 식이섭취량은 일반 식이를 섭취한 NC군에 비해 PC군과 ARC군이 높게 나타났으며 식이효율 면에서 NC군에 비해 PC군과 ARC군이 각 46% 및 50% 낮게 나타났다.
- 세포상해와 관련한 유해산소 생성계 효소로 알려져 있는 XO는 생체조직에 존재하고 생성된 superoxide anion radical은 세포상해의 직접적인 원인으로 작용한다고 알려져 있다(27,28). 실험동물 간조직의 XO 활성도는 모든 청국장 함유 식이군에서 NC군에 비해 감소하였으며 특히 ARC군에서 약 11.3%가량의 큰 감소효과를 보였다. 산화적 스트레스는 생체대사 과정 중에 oxygen free radical을 생성하여 세포에 상해를 주며, 특히 세포막의 다가불포화 지방산에 작용하여 지질과산화물을 끊임없이 생성하고 이로 인해 세포의 기능 손상을 초래한다고 알려져 있다(29).
- 복부지방의 무게를 측정한 결과 NC군에 비해 청국장 함유식이 실험군에서 복부지방의 무게가 감소하였으며 일반 청국장보다는 칡 함유청국장을 급여한 실험군에서 보다 큰 지방량 감소효과를 나타내었다. 실험동물의 복강 내 육안적 관찰에서도 피하 및 복강 내 지방량이 청국장식이군에서 감소한 것으로 나타나 청국장 함유 식이가 지방의 흡수 및 분해 효과가 있는 것으로 추정할 수 있었다. 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, 중성지방은 일반식이군에 비하여 AR군에서 낮게 나타났으며, 특히 ARC군은 NC군에 비해 각각 9.
- 총 콜레스테롤의 함량의 저하는 LDL-콜레스테롤 농도의 저하에 의한 것으로 사료되며, 칡 청국장 캡슐의 섭취는 동맥혈관 벽이나 말초조직에 콜레스테롤을 운반 및 축적시켜 동맥경화를 촉진시키는 지단백 혈장인 LDL-콜레스테롤 농도를 낮추는 것으로 추측되었다. 심혈관질환의 위험도 판정에 널리 이용되는 동맥경화지수도 NC군에 비하여 ARC군에서 82%가량 유의한 감소를 보여 칡청국장 캡슐의 일정기간 섭취는 LDL-콜레스테롤 농도의 저하와 함께 동맥경화지수를 낮추어서 비만, 고지혈증 및 고콜레스테롤증과 같은 대사성 증후군 및 순환기계 질환을 개선하거나 발생을 방지할 가능성이 있을 것으로 사료되었다.
- 8% 높게 나타났다. 이 결과로 칡청국장 캡슐 함유식이가 활성산소 생성계 효소인 XO의 활성도를 낮춤으로써 oxygen free radical의 생성을 감소시키며 SOD, CAT 및 GST 효소를 통해 oxygen free radical을 체내에서의 빠르게 제거하는 것으로 사료되었다.
- C57BL6/J ob/ob 마우스는 1949년 처음 발견된 렙틴 호르몬이 결여된 돌연변이 개체로서 db/db 마우스와 함께 당뇨병 및 인슐린 저항성에 대한 연구에 이용되는 대표적인 동물 모델로서 체내 지방대사 및 당대사가 비정상으로 일어나 간 내 지질 성분이 축적함으로 간의 무게가 증가하게 된다고 알려져 있다(19,20). 이로서 간장의 비대로 특징되는 지방간에서의 간의 무게 증가는 ARC군에서 NC군에 비해 18.5% 감소한 것으로 나타났으며 간장의 조직병리학적 결과에서도 현저하게 지방침착이 억제되는 양상이 확인되어서 간실질세포의 기능 회복이 청국장 및 칡함유 청국장에서 있을 수 있다는 사실을 알 수 있었다. AR군이나 ARC군의 마우스 간의 조직병리소견에서 NC군에 비하여 lipid droplet의 수는 줄어들고 크기가 커지는 부분은 명확한 기전에 대한 증거를 본 실험에서 확인할 수 없으나 지방의 상호 결합을 증가시킬 수 있는 효과도 있는 것으로 생각되었다.
- 1과 같다. 일반식이군인 NC군에서의 피하지방 두께에 비하여 청국장식이군들의 피하지방 두께가 감소한 것을 관찰할 수 있으며, 특히 칡청국장 캡슐 식이군인 ARC군의 피하지방은 다른 실험군에 비하여 가장 많이 감소한 것을 관찰할 수 있다.
- 체중증가량은 일반식이군(NC)과 모든 청국장식이군(PC, AR, ARC)간에 유의한 차이를 보였다. 일반청국장식이군인 PC군은 일반 식이를 섭취한 NC군에 비해 체중증가량이 약 30.4% 낮았고 칡청국장식이군인 AR군은 약 35.5% 낮았으며, 칡청국장 캡슐 식이군인 ARC군은 약 38.7% 체중증가량이 낮게 나타났다. 식이섭취량은 일반 식이를 섭취한 NC군에 비해 PC군과 ARC군이 높게 나타났으며 식이효율 면에서 NC군에 비해 PC군과 ARC군이 각 46% 및 50% 낮게 나타났다.
- 10주간 실험 식이를 자유섭취 시킨 비만실험동물의 체중증가량, 식이섭취량 및 식이효율 결과는 Table 2와 같다. 체중증가량은 일반식이군(NC)과 모든 청국장식이군(PC, AR, ARC)간에 유의한 차이를 보였다. 일반청국장식이군인 PC군은 일반 식이를 섭취한 NC군에 비해 체중증가량이 약 30.
- 실험동물의 복강 내 육안적 관찰에서도 피하 및 복강 내 지방량이 청국장식이군에서 감소한 것으로 나타나 청국장 함유 식이가 지방의 흡수 및 분해 효과가 있는 것으로 추정할 수 있었다. 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, 중성지방은 일반식이군에 비하여 AR군에서 낮게 나타났으며, 특히 ARC군은 NC군에 비해 각각 9.6%, 87.8%, 54.8% 낮았다. 총 콜레스테롤의 함량의 저하는 LDL-콜레스테롤 농도의 저하에 의한 것으로 사료되며, 칡 청국장 캡슐의 섭취는 동맥혈관 벽이나 말초조직에 콜레스테롤을 운반 및 축적시켜 동맥경화를 촉진시키는 지단백 혈장인 LDL-콜레스테롤 농도를 낮추는 것으로 추측되었다.
- 8% 낮았다. 총 콜레스테롤의 함량의 저하는 LDL-콜레스테롤 농도의 저하에 의한 것으로 사료되며, 칡 청국장 캡슐의 섭취는 동맥혈관 벽이나 말초조직에 콜레스테롤을 운반 및 축적시켜 동맥경화를 촉진시키는 지단백 혈장인 LDL-콜레스테롤 농도를 낮추는 것으로 추측되었다. 심혈관질환의 위험도 판정에 널리 이용되는 동맥경화지수도 NC군에 비하여 ARC군에서 82%가량 유의한 감소를 보여 칡청국장 캡슐의 일정기간 섭취는 LDL-콜레스테롤 농도의 저하와 함께 동맥경화지수를 낮추어서 비만, 고지혈증 및 고콜레스테롤증과 같은 대사성 증후군 및 순환기계 질환을 개선하거나 발생을 방지할 가능성이 있을 것으로 사료되었다.
- NC군은 ob/ob 마우스의 전형적인 지방간 형태를 보이면서 간세포에 지방적(lipid droplet)의 축적이 명확하였으며, 청국장식이를 투여한 PC군 마우스에서는 중심정맥(central vein)을 둘러싸는 부위의 지방축적의 감소와 일부 지방적의 크기는 확장되는 양상을 나타내었다. 칡청국장을 투여한 AR군의 간은 전체적으로 지방적의 크기증대와 함께 지방적의 수가 많이 축적되어 있는 양상을 나타내고 있는데 칡청국장 캡슐을 투여한 ARC군에서는 중심정맥 주위의 지방침착 및 지방적의 수가 현저하게 감소되었고 지방적의 크기는 증대되는 양상을 보였다.
- 8% 감소를 나타내었고 ARC군은 다른 모든 실험군에 비하여 유의한 감소를 나타내었다. 혈중 포도당 농도는 일반식이군에 비해 모든 청국장식이군에서 낮아지는 경향을 나타내었는데, ARC군은 NC군에 비해 11.4%의 유의한 감소를 나타내었다.
후속연구
- 본 연구의 결과를 종합하면 ob/ob 마우스에서 칡청국장과 특히 칡청국장 캡슐을 투여하여 지방함량의 저하효과, 혈당강하효과, 항산화계의 활성도 증가 등의 효과를 통하여 항비만기능이 있음을 확인할 수 있었으며, 캡슐화 처리를 한 칡청국장 제형의 기능성이 칡청국장 분말보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 칡청국장 캡슐형이 향후 대사증후군의 개선 및 지질대사이상의 질환에 있어서의 개선제품의 개발에 중요한 기능성 물질로서의 유용성이 있는 것으로 사료되었다.
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