[논문]손바닥선인장 복합물이 Streptozotocin으로 유발된 당뇨 쥐의 지질대사에 미치는 효과

윤진아

doi:10.9799/ksfan.2013.26.3.526

손바닥선인장 복합물이 Streptozotocin으로 유발된 당뇨 쥐의 지질대사에 미치는 효과
Effects of Opuntia ficus-indica Complex on Lipid Metabolism in Streptozotocin-induced Diabetic Rats 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.26 no.3, 2013년, pp.526 - 534

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to examine the effects of Opuntia ficus-indica complex (OF) on the lipid metabolism, bile acid in feces, alanine aminotransferase (ALT) activity, aspatate aminotransferase (AST) activity, composition of urine and expression of cholesterol related mRNA in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. Thirty two male Sprague-Dawley rats were randomly divided into non-diabetic control (NC), diabetic control (DC), diabetic OF of 2% (OF-2) and diabetic OF of 5% (OF-5), then each group was fed for 3 weeks. Plasma total cholesterol, non-esterified fatty acids (NEFA), total cholesterol, low density lipoprotein (LDL), very low density lipoprotein (VLDL) were decreased significantly (p<0.05) in OF-5 group compared to DC, but high density lipoprotein (HDL) was not changed. AST and ALT were also reduced and bile acid excretion was improved. Composition of urine in OF-5 was almost same in NC. The expression of cholesterol $7{\alpha}$-hydroxylase (CYP7A1), 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase (HMG-CoA-R), Low density lipoprotein receptor (LDL-R) mRNA indicated that feeding OF have the effects of cholesterol decreation in plasma by synthesis of bile acid from cholesterol. These results provide experimental evidence about improved lipid metabolism of the OF feeding in the STZ-induced diabetic rats.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 연구는 당뇨 환자의 고혈당과 비정상적인 지질대사 개선을 통해 당뇨 합병증 발병 위험을 감소시키고, 화학물질이 아닌 부작용이 적은 천연물들을 혼합하여 각각의 천연물질들보다 우수한 기능을 가진 복합물을 제조하여 새로운 당뇨 치료제를 개발하는 연구의 일환으로 STZ(Streptozotocin)에 의해 당뇨가 유발된 쥐에게 손바닥선인장을 주재료로 한 천연물복합물을 급여하였을 때 지질대사 개선 효과를 알아보고자 실시하였다.

제안 방법

8주령 Sprague-Dawley Rat 수컷 32마리(평균 체중 250±10 g)를 본 실험에 이용하였고, 실험기간은 2006년 4월~2006년 5월 사이에 3주간 시행하였다. 1주일 동안 기초식이를 급여하면서 적응기간을 가진 후 무작위로 4개 군으로 나누어 정상군(Non-diabetic Control, NC), 당뇨 대조군(Diabetic Control, DC), 당뇨를 유발하여 2% 노팔 복합물(OF-2)과 5% 노팔 복합물(OF-5)을 급여한 당뇨 실험군으로 각 군마다 각각 8마리씩 나누어 배치하였다. 모든 개체는 금속 cage에 한 마리씩 분리 사육하였으며, 사육실내 환경은 온도 20~25℃, 습도 60~70%, 광주기 12시간을 유지하였다.
7일간 적응기간 후 실험동물을 12시간 동안을 절식시킨 다음, DCㆍOF-2ㆍOF-5군은 STZ을 0.1 M citrate buffer(pH 4.5)에 용해시켜 STZ 50 ㎎/㎏씩 1회 복강 주사하였다. 24시간 경과 후 요당 측정용 strip(Uriscan GP2; YD-diagnostics Co.

대상 데이터

8주령 Sprague-Dawley Rat 수컷 32마리(평균 체중 250±10 g)를 본 실험에 이용하였고, 실험기간은 2006년 4월~2006년 5월 사이에 3주간 시행하였다. 1주일 동안 기초식이를 급여하면서 적응기간을 가진 후 무작위로 4개 군으로 나누어 정상군(Non-diabetic Control, NC), 당뇨 대조군(Diabetic Control, DC), 당뇨를 유발하여 2% 노팔 복합물(OF-2)과 5% 노팔 복합물(OF-5)을 급여한 당뇨 실험군으로 각 군마다 각각 8마리씩 나누어 배치하였다.
분변은 실험기간 마지막 5일 동안의 분변 전량을 수집하여－70℃로 냉동시킨 후 동결 건조하여 담즙산 분석에 사용하였다.
Chen이 3%가 포함되었다. 손바닥선인장 줄기는 멕시코산, 그 외의 원료는 중국산으로, 건조된 상태로 구입하여 Disc mill(BM-D-100, McCoy Corporation, San Marcos, TX)과 Cyclone mill(3010-039, UDY Corporation, USA)로 분쇄한 뒤 OF 제조에 사용되었다.

데이터처리

본 연구에서 측정한 모든 수치들은 Mean±S.E.로 나타내었고, Statistical Analysis System(SAS, version 9.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 ANOVA-test를 실시하였으며, 각 평균치간 차이에 대한 유의성은 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test로 검정하였다.
적출된 간 조직 중 50 ㎎을 잘라내 즉시 액체 질소에 담가 보관한 뒤 Trizol을 이용해 RNA를 추출하고, 260 ㎚에서 흡광도를 측정하여 농도(㎍/㎕)를 계산하였다. 이를 이용해 cDNA를 합성하고, 이 중 1 ㎕를 PCR에 사용하였다.

이론/모형

혈장 중 LDL은 Hitachi 7600-110(auto system, Hitachi Co., Japan), LDL-C plus(Roche) 시약을 사용하여 homogeneous enzymatic colorimetric method로 600 ㎚에서 흡광도를 측정하였으며, VLDL 함량은 Friedewald 계산식에 준하여 산출되었다.
혈장 중 중성지방 함량은 Glycerol kinase(GK)-Glycerol phosphooxidase(GPO)법을 이용한 kit(SY-diagnostics Co., Seoul, Korea)를 사용하였으며, 505 ㎚에서 흡광도를 측정하여 다음 공식에 의해 계산되었다.
혈장 중 총 콜레스테롤의 함량은 cholesterolester hydrolase, cholesterol oxidase 및 hydrogen peroxidase를 이용한 효소법으로 kit(SY-diagnostics Co., Seoul, Korea)를 이용하여 측정하였는데, 중성지방 측정과 마찬가지로 505 ㎚에서 흡광도를 측정하여 다음과 같이 계산하였다.

성능/효과

1. OF의 급여는 혈당과 지방 대사를 개선시켜, 혈장 총 콜레스테롤, LDL, VLDL, 중성지방과 유리지방산을 감소시켰다.
2. 간 조직에서 HMG-CoA-R와 LDL-R의 증가를 보였고, 콜레스테롤을 담즙산으로 합성하는 CYP7A1을 증가시켰고, 이는 분변 중 담즙산 함량의 증가와 일치하여 혈장 콜레스테롤이 담즙산의 형태로 배설되어 감소하였음을 확인하였다.
3. OF 급여를 통해 ALT, AST의 감소를 알 수 있었다.
이상의 결과들은 손바닥선인장 복합물인 OF가 제1형 당뇨 모델인 STZ으로 당뇨를 유발한 쥐에서 혈중 콜레스테롤을 간으로 운반하고, 간에서 답즙산으로 합성하여 배설시켜 혈중 콜레스테롤을 낮췄고, 이 결과로 지질대사를 개선하는 효과가 있음을 보여주었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	제1형 당뇨로 인해 고지혈증 유별률이 높아지는 과정은?	제1형 당뇨는 전체 당뇨 중 약 10% 정도의 비율을 차지하며, 자기면역이상, 유전적 요인 등에 의해 췌장 내 랑게르한스섬의 β-세포가 파괴되어 인슐린이 생성되지 못하기 때문에 발생하는 것으로 알려져 있다(Lee TH 1999). 인슐린 분비에 이상이 생김에 따라 포도당 대신 지방산을 이용하기 위해 VLDL(very low density lipoprotein) 합성이 증가되고, 또한 당뇨로 인한 HDL(high density lipoprotein)의 구조 변화와 아포지단백의 A-1당화로 HDL이 콜레스테롤 에스테르 운반단백질에 의해 VLDL, LDL(low density lipoprotein) 등으로 이동되며, 지단백 분해효소와 LDL-수용체의 활성이 감소하여 고지혈증 유병률이 높아진다(Lee & Lee 1998).
	제1형 당뇨의 발생원인은?	제1형 당뇨는 전체 당뇨 중 약 10% 정도의 비율을 차지하며, 자기면역이상, 유전적 요인 등에 의해 췌장 내 랑게르한스섬의 β-세포가 파괴되어 인슐린이 생성되지 못하기 때문에 발생하는 것으로 알려져 있다(Lee TH 1999). 인슐린 분비에 이상이 생김에 따라 포도당 대신 지방산을 이용하기 위해 VLDL(very low density lipoprotein) 합성이 증가되고, 또한 당뇨로 인한 HDL(high density lipoprotein)의 구조 변화와 아포지단백의 A-1당화로 HDL이 콜레스테롤 에스테르 운반단백질에 의해 VLDL, LDL(low density lipoprotein) 등으로 이동되며, 지단백 분해효소와 LDL-수용체의 활성이 감소하여 고지혈증 유병률이 높아진다(Lee & Lee 1998).
	지질대사의 변화로 인해 나타날 수 있는 질병은?	이러한 지질대사의 변화는 또한 고혈당과 적혈구막 및 세포내 소기관막을 비롯한 생체막의 지질성분의 조성을 변화시켜 지질과산화를 일으키고, 동맥경화증을 유발하게 된다(Goldberg RB 1981). 동맥경화증은 다시 중성지질과 콜레스테롤 함량 증가, LDL의 조직으로 이동속도 감소 및 HDL 함량 감소 등의 이상을 발생시킨다(West 등 1983).

참고문헌 (30)

Choi YG, Lee TH. 1995. Diabetes Mellitus and Hyperlipidemia. Medical Publisher. Seoul. Korea
Choi YS, Lee SY. 1992. Serum cholesterol and 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase. J Korean Soc Food Sci Nutr 21:580-593
Fausa O, Skalhegg BA. 1974. Quantitative determination of bile acid and their conjugation using thin-layer chromatography and a purified 3 ${\alpha}$ -hydroxysteroid dehydrogenase. Scan J Gastroent 9:249-254
Fernandez ML, Lin EC, Treio A, McNamara DJ. 1992. Prickly pear (Opuntia sp.) pectin reverses low density lipoprotein receptor suppression induced by a hypercholesterolemic diet in guinea pigs. J Nutr 122:2330-2339

상세보기
Furuse M, Kimura C, Mabayo RT, Takahashi H, Okumura J. 1993. Dietary sorbose prevents and improves hyperglycemia in genetically diabetic mice. J Nutr 123:59-65

상세보기
Giron MD, Sanchez F, Hortelano P, Periago JL, Suarez MD. 1999. Effects of dietary fatty acid on lipid metabolism in streptozotocin-induced diabetic rats. Metabolism 48:455-460

상세보기
Goldberg RB. 1981. Lipid disorders in diabetes. Diabetes Care 4:561-572

상세보기
Han KH, Sekikawa M, Shimada KI, Saski K, Ohba K, Fukushima M. 2004. Resistant research fraction prepared from kintoki bean affects gene expression of genes associated with cholesterol metabolism in rats. Exp Bio Med 229:787-792

상세보기
Hunt JV, Smith CCT, Wolff SP. 1990. Autoxidative glycosylation and possible involvement of peroxides and free radicals in LDL modification by glucose. Diabetes 39:1420-1424

상세보기
Ju JB. 2003. Effects of herbal extracts on blood glucose and enzyme activity in alloxan-induced diabetic rats. MS Thesis. Paichai Uni. Daejeon. Korea
Kim SJ. 2004. The Effects of exercise and taurine supplementation on blood glucose, insulin, serum lipids and mtDNA content in STZ-induced diabetic rats. Ph. D. Dissertation. Pusan National Uni. Busan. Korea
Lee SZ, Lee HS. 1998. Changes in plasma lipid pattern in streptozotocin-induced diabetic rats. A time course study. Korean J Nutr 32:767-774
Lee TH. 1999. Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Food Industry and Nutrition 4:61-65
Lim SJ, Choi SS. 1997. The effect of Tricosanthes kiliouii Max. subfractions on the insulin activity in streptozotocin induced diabetic rats and their acute toxicity. Korean J Nutr 30:25-31
Moghadasian MH, Frohlich JJ. 1999. Effect of dietary phyrosterol on cholesterol metabolism and atherosclerosis: Clinical experiment evidence. Am J Med 107:588-594

상세보기
Reitman S, Frankel S. 1957. A colorimetric method for the determination of serum glutamic oxalacetic and glutamic pyruvic transaminases. Am J Clin Pathol 28:56-63

상세보기
Rosenstock JG, Vega GL, Raskin P. 1988. Effect of intensive diabetes treatment on low-density lipoprotein apolipoprotein B kinetics in type I diabetes. Diabetes 37:393-397

상세보기
Steinberg D, Parthasarathy S, Carew TE, Khoo JC, Witztum JL. 1989. Beyond cholesterol. Modification of low-densitylipoprotein that increase its atherogenicity. N Engl J Med 320:915-924

상세보기
Tawata M, Ikeda M, Kodama Y, Aida K, Onaya T. 2000. A type 2 diabetic patient with liver dysfunction tue to human insulin. Diabetes Res Clin Pract 49:17-21

상세보기
Urano S, Hoshi-hashizume M, Tochigi N, Matsuo M, Shiraki M, Ito H. 1991. Vitamin E and the susceptibility of erythrocytes and reconstituted liposomes to oxidative stress in aged diabetics. Lipids 26:58-61

상세보기
Verges B. 2009. Lipid disorders in type 1 diabetes. Diabetes & Metabolism 35:353-360

상세보기
West CE, Beynen AC, Terpstra AHM, Scholz KE, Carroll KK, Woodward CJH. 1983. The nature of dietary protein and serum cholesterol. Atherosclerosis 46:253-256

상세보기
Xie JT, Aung HH, Wu JA, Attel AS, Yuan CS. 2002. Effects of American ginseng berry extract on blood glucse levels in ob/ob mice. Am J Clin Med 30:187-194

상세보기
Yadav UCS, Moorthy K, Baquer NZ. 2004. Effects of sodiumorthovanadate and Trigonella foenum-graecum seeds on hepatic and renal lipogenic enzymes and lipid profile during alloxan diabetes. J Biosci 29:81-91

상세보기
Yang KM, Shin SR, Jang JH. 2006. Effect of combined extract of safflower seed with herbs on blood glucose level and biochemical parameters in streptozotocin-induced diabetic rats. J Korean Soc Food Sci Nutr 35:150-157

원문보기 상세보기
Yoon JA, Lee SJ, Kim HK, Son YS. 2011. Ameliorating effects of a nopal (Opuntia ficus-indica) complex on blood glucose in db/db mice. Food Sci Biotechnol 20:255-259

원문보기 상세보기
Yoon JA, Son YS. 2009. Effects of fruits and stems of Opuntia ficus-indica on blood glucose and lipid metabolism in streptozotocin-induced diabetic rats. J Korean Soc Food Sci Nute 38:146-153

원문보기 상세보기
Yoon JA, Son YS. 2009. Effects of Opuntia ficus-indica complexes B(OCB) on blood glucose and lipid metabolism in streptozotocin-induced diabetic rats. Korean J Food & Nutr 22:48-56
Yoon JA. 2013. Effects of Opuntia ficus-indica on lipid metabolism in the db/db mouse. J Korean Soc Food Sci Nute 42:861-868

원문보기 상세보기
Zhang R, Zhou J, Jia Z, Zhang Y, Gu G. 2004. Hypoglycemic effect of Rehmannia glutinosa oligosaccharide and alloxan induced diabetic rats and its mechanism. J Ethnopharmacol 90:39-43

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증