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문제 정의
- 그러나 대부분의 많은 연구가 청국장의 항산화 효과에 관하여 개별적으로 이루어진 반면 청국장의 섭취와 유산소 운동을 병행하였을 때의 효과를 검증한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 청국장 섭취와 유산소 운동을 복합적으로 실시할 때 지질대사 및 항산화 효소에 어떠한 영향을 미치는지를 구명하고자 한다.
제안 방법
- 항산화효소는 단백질을 정량화한 샘플들에 loading dye를 넣고 끓인 후 각 샘플 10 μl (단백질 10 μl 포함)를 SDS-polyacrylamide gel에 넣고 전기영동한 후 분리된 단백질을 polyvinylidene difluoride membrane으로 이동시켰다. 1차 항체 SOD, CAT, GPx를 4℃에서 12시간 반응시켜 membrane을 세척한 후 1차 항체에 해당하는 2차 항체를 1시간 반응시켰다. membrane을 다시 세척하고 SOD, CAT, GPx의 단백질 발현은 ECL용액을 이용하여 각각 시각화하였다.
- 각 샘플마다 200 μl의 TBA를 첨가하고 100℃에서 1시간 반응시킨 후 535 nm에서 OD 값을 읽고 단백질 정량값으로 나누어 산출하였다.
- 사육 Cage는 50 cm × 30 cm × 25.5 cm의 크기에 2 마리씩 사육하였으며, 꼬리 부분에 표시를 하여 각각 구분하였다.
- 사육실의 온도는 22.0±1.0°C, 상대습도는 50±10%로 조절하고, 명암주기는 12시간 간격으로 유지하였다.
- 실험군의 동물은 희생하기 전 12시간 절식시키고, 에틸에테르를 이용하여 마취한 후 복부를 절개하여 복부 대동맥에서 10 ml를 채혈하였으며, 항응고 처리된 tube에 넣은 후 3,000 rpm으로 15분간 원심 분리 후 상층액만 채취하였다. 간 조직은 적출한 후 질소를 이용하여 냉각시켜 분석 시까지╶70℃ 에서 냉동 보관하였다.
- 청국장 분말은 C사에서 공급 받아 식이에 첨가하였으며, 유산소운동군과 대조군은 일반사료(Fomula-M07: 조단백 20% 이상, 조지방 7% 이상, 조섬유 7% 이하, 조회분 6% 이하 Ca 0.5% 이상, P 1.0% 이상)를 공급하고, 청국장식이유산소운동군과 청국장식이군은 Fomula-M07 사료에 청국장 분말 20%를 첨가하여 공급하였다. 선행연구에서 당뇨쥐를 대상으로 청국장 10%와 20%를 섭취시킨 결과 정상식이에서 보다 20% 섭취한 군에서 혈당강하와 항산화효소의 활성이 유의하게 나타나 청국장 분말을 20%로 공급하였다[18].
- 체중은 주 1회, 일정한 시간에 실험동물용 저울(A & D Company Limited CE, Japan)을 이용하여 측정하였다.
- 트레드밀(Pro-Jog EJ36GLE, Korea HI-Tech)을 사용하였으며, 운동강도는 경사도 0%, 15~16 m/min [14]으로 하고, 운동 기간 및 운동 시간을 수정·보완하여 6주간, 주 5회, 1주차 25분, 2~3주차 30분, 4~5주차 35분, 6주차 40분이 되도록 하여 실시하였다.
대상 데이터
- 생후 4주령 Sprague Dawley계 수컷 흰쥐로 1주간 적응기를 거친 후에 운동을 실시하였으며, 그룹은 청국장식이유산소운동군(8 마리), 청국장식이군(8 마리), 유산소운동군(8 마리), 대조군(8 마리)으로 총 32 마리를 대상으로 하였다. 실험동물의 신체적 특성은 Table 1과 같다.
데이터처리
- 자료처리는 SPSS Ver 20.0 통계 package를 이용하여 각 변인들 간에 평균(M) 및 표준편차(SD)를 산출한 후 집단 간 one-way ANOVA를 이용하고, 사후 검증은 Scheff ' 유의수준은 α=0.05로 설정하였다.
이론/모형
- 혈중지질의 T-C, TG, HDL-C 및 LDL-C의 농도 분석은 혈액자동분석기(TBA-80FR, Toshiba, Japan)를 이용하였고, TBARS는 QuantichromTM TBARS assay kit를 사용하여 측정하였으며 실험 방법은 kit 내 protocol을 따랐다. 간 조직 20 mg을 PBS에 담그고 sonication을 통해 분쇄한 후 원심 분리기로 단백질을 분리하였다.
성능/효과
- T-C와 관련된 선행연구로 흰쥐를 대상으로 4주간, 주 5회, 30분씩 수영운동을 시킨 결과 T-C가 감소하였고[17], 수컷 쥐를 대상으로 6주간, 주 5회, 30분씩 트레드밀 운동을 시킨 결과 운동군이 대조군에 비해 T-C가 유의하게 낮았으며, 흰쥐를 대상으로 청국장 사료를 제조하여 4주간 섭취시킨 결과 10% 청국장식이군이 대조군에 비해 T-C가 유의하게 낮았고[27], 고지혈증을 유도한 성숙한 암쥐에 청국장 분말을 4주간 섭취시킨 결과 T-C가 대조군에 비해 유의하게 감소하였다[3]. 그러나 흰쥐를 대상으로 2주간, 주 5회, 25~30분 동안 트레드밀 운동을 시킨 결과 T-C의 차이가 없었다[2].
- 본 연구에서는 유산소 운동군과 청국장식이군은 대조군에 비해 유의한 차이가 나지 않았지만 운동과 청국장섭취를 병행한 그룹에서 청국장식이 군과 유산소운동군보다 유의하게 감소하였다. 각각의 처치에서는 효과가 나타나지 않았지만 운동과 식이를 병행한 그룹에서는 효과가 나타났다. 이는 규칙적인 유산소 운동의 효과와 청국장에 들어있는 레시틴과 단백질 분해효소가 혈관을 막고 있는 혈전이나 콜레스테롤을 분해하였고, 장기간의 유산소운 동과 청국섭취의 병행이 상승작용을 하여 T-C의 감소에 긍정적인 영향을 미친 것으로 사료된다.
- 결과적으로 본 연구는 혈중지질 중 LDL-C에서 유의한 감소는 보이지 않았으나 T-C, TG, HDL-C 에서는 유의한 차이를 보였으며, 특히 청국장식이 유산소운동군은 긍정적인 효과를 보임으로써 규칙적 유산소운동이 가지는 혈중지질 개선의 효과가 청국장에 들어 있는 레시틴(lecithin), 사포닌(saponin), 글라이시틴(glycitin) 등과 시너지 효과를 발휘해 혈중지질의 개선에 영향을 준 것으로 사료된다.
- 본 실험 결과 SOD는 청국장식이유산소운동군(p<0.05)과 유산소운동군(p<0.01)이 대조군에 비해 유의하게 낮았다.
- 또한, 수컷 흰쥐를 이용하여 8주간 청국장을 섭취시킨 결과 청국장 섭취로 체내 지질과산화물생성 억제 효과가 나타났다[33]. 본 연구는 6주간 15~16 m/min 의 속도로 트레드밀 운동을 시킨 결과 TBARS는 차이가 없었다. 이는 선행 연구와 비교해 볼 때 본 연구의 6주간의 운동기간 및 시간이 짧았던 것으로 사료되며, 운동 기간을 길게 한다면 지질과산화 농도의 감소에 긍정적인 결과를 가져 올 것으로 사료되고, 실험대상과 섭취한 청국장의 제조법, 섭취량 등에 따라 TBARS에 차이가 나타난 것으로 사료된다.
- 그러나 흰쥐를 대상으로 5주간 청국장을 섭취시킨 결과 SOD는 유의한 차이가 없었으며[35], 중년의 여성 고혈압 환자를 대상으로 12주간 청국장을 섭취시킨 결과에서도 항산화 능력에 유의한 차이는 없었다[15]. 본 연구에서 대조군에 비해 항산화 효소의 활성도가 낮게 나타났다. 이는 항산화 효소의 활성도가 운동강도 및 양에 따라 프리라디칼 활성의 인체손상 방어 기전에 의해 발생되는 산화적 스트레스에 비례하여 증가되므로 항산화효소의 활성을 증가시키기에는 상대적으로 적은 에너지 소비량이라고 생각되어지고, 운동강도 외에 운동시간과 형태에 따라서도 항산화효소의 활성에 영향을 미치는 것으로 사료된다.
- HDL-C와 관련된 연구로는, 흰쥐를 대상으로 2주간, 주 5회, 25~30분 동안 트레드밀 운동을 시킨 결과 운동군이 대조 군에 비해 HDL-C가 유의하게 높게 나타났고[2], 당뇨를 유발한 쥐를 대상으로 4주간 청국장에서 추출한 점질성의 중합체 (biopolymer)를 섭취시킨 결과 청국장 섭취군이 대조군에 비해 HDL-C가 유의하게 높게 나타났다[21]. 본 연구에서 운동으로 인해 HDL-C의 긍정적인 효과가 나타났으나 청국장 섭취에 대한 효과는 나타나지 않았다. 이는 유산소 운동에 의해 HDL-C의 농도가 증가하는 것으로 알려져 있으며, 운동에 의해 혈장내 LPLA가 활성화 되어 VLDL 및 LDL 내의 콜레스테롤이 HDL로 전환되는 비율이 증가되기 때문인 것으로 사료된다.
- 그러나 흰쥐를 대상으로 2주간, 주 5회, 25~30분 동안 트레드밀 운동을 시킨 결과 T-C의 차이가 없었다[2]. 본 연구에서는 유산소 운동군과 청국장식이군은 대조군에 비해 유의한 차이가 나지 않았지만 운동과 청국장섭취를 병행한 그룹에서 청국장식이 군과 유산소운동군보다 유의하게 감소하였다. 각각의 처치에서는 효과가 나타나지 않았지만 운동과 식이를 병행한 그룹에서는 효과가 나타났다.
- 실험 결과 T-C는 청국장식이유산소운동군이 청국장식이군과 유산소운동군보다 유의하게(p<0.05) 낮았다.
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