차전자·복령의 복합 물추출물(CJB)이 고지방사료로 유도된 비만 생쥐의 조직형태 및 조직병리학적 변화에 미치는 영향 Effects of Plantaginis Semen & Poria (CJB) Water Extract on Histomorphometrical Aspects and Histopathological Changes in High Fat Diet-induced Obese Rats원문보기
Objectives : Obesity is a chronic metabolic disease caused by disorder of energy balance and lipid metabolism. This study was conducted by histopathology and histomorphometry to investigate the anti-obesity effects of mixed water extract of Plantaginis Semen & Poria (CJB) on liver, epididymal fat pa...
Objectives : Obesity is a chronic metabolic disease caused by disorder of energy balance and lipid metabolism. This study was conducted by histopathology and histomorphometry to investigate the anti-obesity effects of mixed water extract of Plantaginis Semen & Poria (CJB) on liver, epididymal fat pads and pancreas zymogen granules in obese rats induced with high fat diet. Method : Male Sprague-Dawley rats to be divided four groups were fed into four different treatments: normal (NOR) diet, high-fat (HF) diet, HF diet+CJB (100 mg/kg and 300 mg/kg, P.O.) for 8 weeks. The weekly body weights were measured in four experimental groups, respectively. Also histopathological and histomorphometrical changes of liver, epididymal fat pads and pancreas zymogen granules were observed in normal control and obese rats, respectively. Results : Adminstration of CJB significantly reduced body weights compared to those of HF group for experimental period. After 8 weeks, liver weights in the CJB groups were lower than those of HF group. In addition, HF diet related steatohepatitis, adipocyte hypertrophy, exocrine disturbances (decreases of pancreatic zymogen granules) were also dose-dependently inhibited by treatment of test material, CJB 100 and CJB 300 as compared with HF group, respectively. Conclusion : Based on the results, it is considered that CJB will be showed hepatoprotective and anti-obese effects, may be directly and/or indirectly mediated by pancreatic zymogen granules because they dose-dependently inhibited steatohepatitis, hypertrophy of adipocytes and decreases of pancreatic zymogen granules induced by HF diet supply, respectively.
Objectives : Obesity is a chronic metabolic disease caused by disorder of energy balance and lipid metabolism. This study was conducted by histopathology and histomorphometry to investigate the anti-obesity effects of mixed water extract of Plantaginis Semen & Poria (CJB) on liver, epididymal fat pads and pancreas zymogen granules in obese rats induced with high fat diet. Method : Male Sprague-Dawley rats to be divided four groups were fed into four different treatments: normal (NOR) diet, high-fat (HF) diet, HF diet+CJB (100 mg/kg and 300 mg/kg, P.O.) for 8 weeks. The weekly body weights were measured in four experimental groups, respectively. Also histopathological and histomorphometrical changes of liver, epididymal fat pads and pancreas zymogen granules were observed in normal control and obese rats, respectively. Results : Adminstration of CJB significantly reduced body weights compared to those of HF group for experimental period. After 8 weeks, liver weights in the CJB groups were lower than those of HF group. In addition, HF diet related steatohepatitis, adipocyte hypertrophy, exocrine disturbances (decreases of pancreatic zymogen granules) were also dose-dependently inhibited by treatment of test material, CJB 100 and CJB 300 as compared with HF group, respectively. Conclusion : Based on the results, it is considered that CJB will be showed hepatoprotective and anti-obese effects, may be directly and/or indirectly mediated by pancreatic zymogen granules because they dose-dependently inhibited steatohepatitis, hypertrophy of adipocytes and decreases of pancreatic zymogen granules induced by HF diet supply, respectively.
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문제 정의
또한 脾胃를 通하면서 利水滲濕의 효과가 있어 소화장애 및 부종 개선작용으로 많은 비만관련 복합 혼합제제에 사용되고 있다21). 그래서 비만의 병기인 濕痰, 瘀血, 氣滯 등을 다스리는 약재인 차전자와 복령의 복합 물추출액(CJB)을 사용하여 항비만 효능 검증을 하고자 하였다.
현재 개발된 비만치료제는 육류 및 지방섭취로 인한 고열량 서구형 식습관에 의한 비만을 타겟으로 하는 약물들이 대부분이나, 한국인은 탄수화물 위주의 식습관을 가지고 있기 때문에, 서구에서 개발된 제품들을 국내에 그대로 적용시키기에는 여러 문제점들이 있을 수 있다. 따라서 저자는 지방질흡수로 인한 서구형 비만과 탄수화물 위주의 한국인 식습관에 의한 비만은 그 치료에서 차이가 있으므로, 부작용이 상대적으로 낮고 효과적인 한약재를 활용함으로써 한국인의 체질에 맞는 항비만 소재 개발과 그 작용기전을 밝히는 연구가 중요하다고 사료되어 본 연구를 수행하였다.
이에 본 연구에서는 차전자복령 복합 물추출물(CJB)의 비만예방 및 개선효과를 검색하기 위한 실험의 일환으로 고지방식이공급과 함께 8주간 차전자‧복령 복합 물추출물(CJB)을 투여한 후 간기능 개선 및 간과 지방조직의 조직병리학적 변화에 미치는 영향을 조사하여 유의한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.
제안 방법
고지방식이로 비만이 유발된 흰쥐의 췌장 내 zymogen 과립에 대한 CJB의 영향을 조사하였다. 고지방 식이 공급으로 인해 HF군에서 지방조직이 비대해진 결과, 췌장 내zymogen 과립의 현저한 감소가 관찰되었다.
그 다음 탈수 및 파라핀 포매를 실시하고, 3~4 µm두께의 절편을 제작하였다.
조직 절편을 hematoxylineosin으로 염색을 실시한 후 광학현미경하에서 조직의 변화를 관찰하였다. 또한 췌장섬 내 insulin 및glucagon생산 세포를 avidin-biotin-peroxidase (ABC) Kit(Vector Laboratories, USA) 를 사용하여 Kit제조사에서 제시한 실험방법으로 실험하고 현미경으로 관찰하였다.
3%, 12:12 light-dark cycle로 일반사료(효창사이언스 (주))로 일주일 적응시킨후 난괴법으로 4개 실험군으로 나누어 8주간 실험하였다. 물과 실험식이는 자율섭식 하도록 하였다.
본 연구에서는 8주간 고지방식이 공급으로 비만이 유발된 흰쥐에 차전자 · 복령 복합 물추출물(CJB)을 투여한 결과 체중증가의 감소 및 조직병리학적 개선효과를 확인하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
5시간 추출한 후 2겹 거어즈와 여과지(Whatman , USA)로 여과하였다. 수거한 여과액을 rotary evaporator (EYELA, Japan)로 감압 농축한 후 동결 건조하였으며(수득률 8.6%) 동결건조된 약물은 냉동 보관하면서 실험 직전 생리식염수로 녹인 후 적정 농도를 실험동물에 경구 투여하였다.
실험군은 그룹 당 8마리씩 4그룹으로 나누었고, 정상식이군(NOR)에게는 일반식이(AIN-76), 고지방식이군(HF)은 고지방 식이와 생리식염수를 먹였다. 실험군에는 고지방식이와 차전자․ 복령 복합 물추출물(CJB)을 각각 100 ㎎/㎏, 300 ㎎/㎏ 씩 경구 투여하여 8주간 사육하였다. 체중은일주일에 한 번씩 일정한 시간에 측정되었다.
1%)로 조제하였다. 실험군은 그룹 당 8마리씩 4그룹으로 나누었고, 정상식이군(NOR)에게는 일반식이(AIN-76), 고지방식이군(HF)은 고지방 식이와 생리식염수를 먹였다. 실험군에는 고지방식이와 차전자․ 복령 복합 물추출물(CJB)을 각각 100 ㎎/㎏, 300 ㎎/㎏ 씩 경구 투여하여 8주간 사육하였다.
실험동물을 12시간 동안 절식시키고 에테르를 흡입시켜 마취시킨 다음, 정상식이군(NOR), 고지방식이 투여군(HF), 차전자와 복령의 물추출물 투여군(CJB)에서 간과 부고환 주위지방 및 췌장 실질조직의 일부를 추출하여 10% 중성포르말린에 고정시켰다. 그 다음 탈수 및 파라핀 포매를 실시하고, 3~4 µm두께의 절편을 제작하였다.
실험에 사용한 고지방식이는 AIN-76조성을 기초로 하여10) 탄수화물이 주식인 한국인의 식습관을 고려하여 일반적인 고지방식이보다 지방의 열량을 약 30% 줄여 15% 지방 (lard-10%w/w, con oli-5% w/w)을 함유 하도록 조제하였고, 탄수화물의 열량은 50% 증가시킴으로써 총 열량은 43 Kcal/100 g(탄수화물 유래: 50.5%, 단백질 유래: 18.4%, 지방 유래:31.1%)로 조제하였다.
그 다음 탈수 및 파라핀 포매를 실시하고, 3~4 µm두께의 절편을 제작하였다. 조직 절편을 hematoxylineosin으로 염색을 실시한 후 광학현미경하에서 조직의 변화를 관찰하였다. 또한 췌장섬 내 insulin 및glucagon생산 세포를 avidin-biotin-peroxidase (ABC) Kit(Vector Laboratories, USA) 를 사용하여 Kit제조사에서 제시한 실험방법으로 실험하고 현미경으로 관찰하였다.
조직의 병리학적 변화를 관찰하기 위해 지방간에서 병변부위의 비율(%/mm2 of hepatic parenchyma)을 측정하였고, 간세포의 직경(µm/hepatocyte)과 부고환에서의 지방세포크기(µm/adipocyte) 및 췌장 조직에서의 zymogen 과립이 차지하는 부피(%/mm2 of exocrine pancreatic parenchyma)를 각각의 현미경 시야에서 자동영상분석장치(DMI-300Image Processing; DMI, Korea)를 이용하여 조직형태학적인 평가를 수행하였다.
대상 데이터
실험동물은 오리엔트 바이오(성남, 경기도)에서 분양 받은 체중 160-190 g내외의 5주령 수컷 흰쥐(Sprague Dawley)를 각각 한 cage당 한 마리씩 넣고 온도 22±2℃, 습도 53.3%, 12:12 light-dark cycle로 일반사료(효창사이언스 (주))로 일주일 적응시킨후 난괴법으로 4개 실험군으로 나누어 8주간 실험하였다.
실험에 사용된 차전자와 복령은 남경약업사(대구)로부터 영천산을 구입하여 대구한의대 본초학교실에서 감별, 엄선하였으며 증류수로 깨끗하게 세척한 후 이물질을 제거한 다음실험에 사용하였다. 차전자의 건조 약재 600 g과 복령 600g의 복합물에 10배의 증류수를 가하고 가온하여 2.
데이터처리
본 연구의 모든 실험 결과는 SPSS 프로그램(Version 11)을 이용하여 정상군과 실험군의 평균과 평균오차(mean±SE)로 표시하였고, 각 실험군 간의 유의성 검정은 일원배치 ANOVA를 통해 분석하였으며, 각 군간의 차이는 p<0.05 수준에서 least significant difference (LSD) post-hoc tests로 사후 검정하였다.
성능/효과
1. 고지방식이에 따른 체중 및 간무게가 유의적으로 감소하였다.
2. 고지방식이에 따른 간의 지방 변성이 유의적으로 억제되었다.
3. 고지방식이에 따른 부고환 지방세포의 비대가 유의적으로 억제되었다.
4. 췌장내 zymogen 과립의 감소가 유의적으로 억제 되었다.
CJB 경구투여가 고지방식이로 비만이 유발된 흰쥐에서의 체중증가에 미치는 영향을 조사한 결과 실험 시작 시 정상군(NOR)에서 8주후 88.93% 증가하는 양상을 보였고, HF군에서는 119.14%로 정상군(NOR)에 비해 유의하게 증가하였다. 이에 비해 CJB 100, CJB 300군에서는 8주 후에 각각102.
1). 간 무게 측정결과 HF군이 정상군(NOR)에 비해 34.02% 증가하는 양상을 보였으며, CJB 100군에서는 HF군보다 증가하는 경향을 보였으나, CJB 300군에서는 6.15% 감소하는 양상을 보였다(Fig. 2).
간세포에서 지방 변성 부분이 차지하는 비율은 HF군이 정상군(NOR)에 비해 607.63%의 유의적인(p<0.05) 증가를 나타내었으며, CJB를 100 ㎎/㎏ 또는 300 ㎎/㎏ 투여하였을 때 HF군에 비해 각각 37.06% 및 52.87%씩 유의적(p<0.05)으로 감소하는 것으로 나타났다.
고지방식이로 비만이 유발된 흰쥐의 췌장 내 zymogen 과립에 대한 CJB의 영향을 조사하였다. 고지방 식이 공급으로 인해 HF군에서 지방조직이 비대해진 결과, 췌장 내zymogen 과립의 현저한 감소가 관찰되었다. 즉 췌장에서zymogen 과립이 차지하는 비율은 정상군(NOR)에 비해 HF군에서 -39.
고지방식이로 비만이 유발된 흰쥐의 부고환 주위 지방세포에 대한 CJB의 영향을 조사한 결과, 고지방식이는 비만 흰쥐의 부고환 지방세포의 심각한 비대를 유발하여 HF군에서 정상군(NOR)에 비해 81.20%가 증가하여, 유의적인(p<0.05) 부고환 지방세포 크기의 변화를 나타내었다.
그 결과, 췌장에서 zymogen 과립이 차지하는 비율은 정상군(NOR)에 비하여 HF군에서 감소하였으며 CJB 투여군에서 증가하였다. 이는 CJB투여로 인해 활성화 형태로 분비되어zymogen 과립 내에 고갈되었던 lipase가 다시 회복된 것으로 보여진다.
50% 증가하는 양상을 보였다. 따라서 CJB 경구투여는 고지방식이로 유발된 비만 흰쥐의 체중증가를 유의적으로 억제하는 것으로 나타났다(Fig. 1). 간 무게 측정결과 HF군이 정상군(NOR)에 비해 34.
05)으로 감소하는 것으로 나타났다. 또한 간세포의 평균 직경은 HF군에서 정상군(NOR)에 비해 60.72%의 변화를 나타내었으나 CJB 100 및CJB 300 투여군에서 HF군에 비해 각각 23.25% 및 27.33%로 유의적인(p0.05) 감소를 나타내었다.(Table 1, Fig.
또한 이러한 조직형태학적으로는 정상군(NOR)에 비해 HF군에서 유의적인 간세포의 지방 변성 비율, 평균 간세포 직경크기 등의 증가를 나타내었다(p<0.05).
간조직은 탄수화물로부터의 지방산 합성과 지질의 흡수·저장·방출 등에 중추적인 역할을 함으로써 혈액 내 지질 함량과 지방산 산화를 조절하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서 CJB 투여한 후 고지방식이를 공급한 흰쥐의 간조직과 지방대사 관련 조직을 관찰한 결과, 정상군(NOR)군에 비하여HF군에서 간의 지방 변성율과 지방세포의 비대가 증가하였으나 CJB 투여로 조직병리학적 병변이 유의하게 감소하였다.
즉 췌장에서zymogen 과립이 차지하는 비율은 정상군(NOR)에 비해 HF군에서 -39.92%의 변화를 나타내었으며, CJB 100 및 CJB 300 투여군에서 HF군에 비해 각각31.55%, 43.21%가 증가하여 유의적인(p<0.05) 변화를 나타내었다(Table 1, Fig. 5).
한편 고지방식이 공급에 의한 간세포의 지방 변성률의 증가와 지방축적으로 인한 간세포 비대는 차전자․ 복령 복합 물추출물(CJB) 100 ㎎/㎏ 또는 300 ㎎/㎏ 투여에 의해 각각 유의적(p<0.05)으로 억제되었다.
한편, CJB 100, 300투여군에서는 HF군에 비해 각각 20.36% 및 29.26%로 유의적인(p<0.01)감소를 나타냄으로써, 고지방식이 공급으로 인한 부고환 주위 지방조직의 비대가 CJB 투여로 억제되었음을 알 수 있었다(Table 1, Fig. 4).
후속연구
결론적으로, 이러한 CJB의 항비만 효과는 비만 예방과 치료에 매우 유효할 것으로 기대되며 항비만 치료를 위한 새로운 처방으로서, 나아가 관련 제품의 소재로도 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
이상의 결과에서 CJB는 고지방식이로 유발된 비만 흰쥐에서 체중증가의 감소와 더불어 간의 지방 변성 및 부고환 지방 세포의 비대억제 등 항비만 효과를 나타내었으며, 비만예방과 치료에 유효한 새로운 처방으로 이용될 수 있을 것으로 생각되나 이에 대한 정확한 작용기전을 밝히기 위해 더 많은 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
비만이란?
비만은 체지방이 정상보다 과량축적된 상태를 말하는데, 장기간에 걸쳐 소비량보다 초과된 에너지를 섭취함으로써 잉여의 에너지가 지방의 형태로 변하여 지방이 과잉으로 축적된다. 한편 체내의 지방량이 남자의 경우 체중의 25%이상, 여자의 경우 체중의 30%이상일 때를 비만이라고 한다1).
비만은 어떠한 과정으로 만들어지는가?
비만은 체지방이 정상보다 과량축적된 상태를 말하는데, 장기간에 걸쳐 소비량보다 초과된 에너지를 섭취함으로써 잉여의 에너지가 지방의 형태로 변하여 지방이 과잉으로 축적된다. 한편 체내의 지방량이 남자의 경우 체중의 25%이상, 여자의 경우 체중의 30%이상일 때를 비만이라고 한다1).
차전자의 맛은 어떠한가?
의 종자이다. 味는 단맛(甘)이고, 성질은 약간 차고(微寒), 肝, 腎, 肺, 小腸經에 작용한다. 效能은利水通淋, 渗濕止瀉, 淸肝明目, 淸肺化淡이 있다3).
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