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논문 상세정보

홍국(Monascus purpureus)쌀을 첨가한 고콜레스테롤 식이가 흰쥐의 항산화 활성에 미치는 영향

Effect of Red Yeast (Monascus purpureus) Rice Supplemented Diet on Lipid Profiles and Antioxidant Activity in Hypercholesterolemic Rats

초록

고콜레스테롤 식이에 홍국쌀 분말을 0.2%, 1% 및 5% 첨가한 식이를 4주간 섭취한 동물에서 홍국쌀의 지질 개선 효과와 함께 항산화 효과를 혈액과 간의 항산화 효소 활성, 항산화 효소의 유전자 발현 및 DNA 손상에 미치는 영향으로 분석하였다. 홍국쌀 분말 첨가 식이를 섭취한 후의 체중 변화, 식이섭취량, 식이 효율 및 간 무게는 대조군과 유의한 차이가 없었다. 혈장에서 총 콜레스테롤은 대조군에 비해 0.2% 첨가군에서 24% 감소하였으며, HDL 콜레스테롤은 5% 첨가군에서 20% 증가하였고 LDL 콜레스테롤은 0.2% 첨가군에서 42% 감소한 것으로 나타났다. 항산화 효소 활성에서는 SOD 활성이 감소하거나 유의성이 없었으나 적혈구에서 GPx와 CAT의 활성이 대조군에 비해 유의성 있게 증가하는 것으로 나타났으며, 간의 TBARS는 5% 첨가군에서 대조군에 비해 19% 유의적으로 감소한 것으로 나타났다. 항산화 효소의 유전자 발현에서는 5% 첨가군에서 CAT의 발현이 대조군에 비해 7.9배 유의성 있게 증가하였다. 홍국쌀 분말 섭취로 인한 DNA 손상은 관찰되지 않았으며, $H_2O_2$로 산화 스트레스를 가했을 때 DNA 손상이 농도 의존적으로 억제되는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 홍국쌀의 섭취가 혈액과 간의 지질 대사 개선 효능을 가지며, 항산화효소의 활성화를 통해 ROS에 의한 세포 손상을 억제할 뿐 아니라 LDL 콜레스테롤의 산화도 억제할 것으로 예상되므로 심혈관계 질환에 대한 예방 효과가 있을 것으로 사료된다.

Abstract

Red yeast rice (RYR) has been known to exhibit various biological effects, including anti-hyperlipidemia, antioxidant, anti-tumor, and anti-inflammtory activities. Oxidative stress is a main risk factor in the development of cardiovascular disease, such as atherosclerosis. Therefore, the aim of this study was to investigate the possible hypolipidemic and antioxidant effect of RYR on rats fed a high-cholesterol diet supplemented with either 0.2%, 1%, or 5% RYR for 4 weeks. We measured lipid profiles in the plasma and liver, antioxidant enzyme activities in plasma and erythrocyte, gene expression of antioxidant enzymes in the liver, and oxidative DNA damage in lymphocytes. The group supplemented with 0.2% RYR had total cholesterol level in plasma decreased by 24%, while the group supplemented with 5% RYR had high-density cholesterol increased by 20% compared to the control. The antioxidant enzyme activities were also affected by RYR supplementation. Total superoxide dismutase activities in plasma significantly decreased by 11% in the 1% RYR group, while these activities in the liver significantly decreased by 16% and 21% in the 1% and 5% supplemented group compared to the control, respectively. Glutathione peroxidase activities in plasma and erythrocytes increased 13% and 48% in the 1% RYR group, respectively. Catalase (CAT) activity in erythrocytes significantly increased by 49% and 68% in the 1% and 5% RYR group compared to the control, respectively. The gene expression of CAT was up-regulated 7.9 fold compared to the control in the 5% RYR supplemented group. These results suggest that RYR can control hyperlipidemia by improving the lipid profile and modulating oxidative stress.

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
홍국쌀
홍국쌀의 이명은?
‘red Koji’ 또는 ‘Hong Qu’

찐 백미에 홍국(Monascus purpureus)을 접종하고 배양하여 만든 홍국쌀은 ‘red Koji’ 또는 ‘Hong Qu’로도 불리며, 중국에서는 수세기 동안 식품으로서뿐 아니라 술을 비롯한 발효식품 제조에 향미 증진제나 착색제로 사용되고 있으며 민간에서는 소화촉진과 혈액순환 개선에 효과가 있는 것으로 널리 알려져 왔다(1). 최근에는 홍국의 발효과정에서 생성되는 이차 대사산물들의 다양한 기능성이 보고되고 있으며 그중에서도 콜레스테롤 합성 저해 작용이 있는 monacolin K(lovastatin)(2-4), 혈압 강하 작용이 있는 γ-aminobutyric acid(5), 항산화 작용이 있는 dimerumic acid(6)와 3-hydroxy-4-methoxybenzoic acid(7) 등이 잘 알려져 있다.

홍국쌀
홍국쌀에 함유된 이차 대사산물과 그 기능성은?
콜레스테롤 합성 저해 작용이 있는 monacolin K(lovastatin)(2-4), 혈압 강하 작용이 있는 γ-aminobutyric acid(5), 항산화 작용이 있는 dimerumic acid(6)와 3-hydroxy-4-methoxybenzoic acid(7) 등

찐 백미에 홍국(Monascus purpureus)을 접종하고 배양하여 만든 홍국쌀은 ‘red Koji’ 또는 ‘Hong Qu’로도 불리며, 중국에서는 수세기 동안 식품으로서뿐 아니라 술을 비롯한 발효식품 제조에 향미 증진제나 착색제로 사용되고 있으며 민간에서는 소화촉진과 혈액순환 개선에 효과가 있는 것으로 널리 알려져 왔다(1). 최근에는 홍국의 발효과정에서 생성되는 이차 대사산물들의 다양한 기능성이 보고되고 있으며 그중에서도 콜레스테롤 합성 저해 작용이 있는 monacolin K(lovastatin)(2-4), 혈압 강하 작용이 있는 γ-aminobutyric acid(5), 항산화 작용이 있는 dimerumic acid(6)와 3-hydroxy-4-methoxybenzoic acid(7) 등이 잘 알려져 있다. 이외에도 홍국에는 알코올성 간 손상에 대한 간 보호 작용(8), Alzheimer's disease 발생과 관련 있는 amyloid β-peptide의 신경세포에 대한 독성 억제 효과(9) 및 각종 항균 활성(10,11)에 대한 연구도 보고되어 있다.

산화적 스트레스(oxidative stress) 상태
생체가 산화적 스트레스(oxidative stress) 상태가 되면 어떤 결과를 초래할 수 있는가?
DNA를 비롯하여 세포와 조직을 구성하는 단백질, 지질 및 다른 성분들이 활성산소종에 의해 손상될 수 있고 이로 인해 각종 질병의 발생으로 이어질 수 있다

생체에는 활성산소종을 생성하는 시스템과 생성된 활성산소종을 제거하는 항산화 방어 시스템이 공존하고 있으며, 활성산소종이 생체에 미치는 산화적 손상은 최소화하면서 유익한 기능을 수행하도록 하기 위해서는 이 두 시스템 간의 균형을 유지하는 것이 매우 중요하다. 만약 항산화 방어 시스템이 활성산소종을 효율적으로 처리하지 못하는 상태, 즉 산화적 스트레스(oxidative stress) 상태가 되면 DNA를 비롯하여 세포와 조직을 구성하는 단백질, 지질 및 다른 성분들이 활성산소종에 의해 손상될 수 있고 이로 인해 각종 질병의 발생으로 이어질 수 있다(12). 고지혈증 특히 고콜레스테롤 상태에서 산화 스트레스는 지질과산화물의 생성 및 low-density lipoprotein(LDL)의 산화를 촉진시키고 이로 인해 관상심장질환과 동맥경화증의 발생을 유도하는 것으로 알려져 있다.

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저자의 다른 논문

참고문헌 (36)

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  3. 3. Zhang, Xiaowei, Liu, Wenqing, Chen, Xiying, Cai, Junhui, Wang, Changlu, He, Weiwei 2017. "Effects and Mechanism of Blue Light on Monascus in Liquid Fermentation" Molecules a journal of synthetic chemistry and natural product chemistry, 22(3): 385~ 

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