본 연구는 해조류에 존재하는 황산기를 함유하고 있는 후코이단의 급성 알코올 간 손상 모델에서의 간 보호능을 관찰하였다. 실험 결과 후코이단은 급성으로 알코올을 섭취시킨 쥐의 체중감소를 억제시켰으며, 알코올 섭취를 통해 나타날 수 있는 중성지질, 콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 상승을 유의적으로 감소시킨 것으로 나타났다. 또한 간 기능을 대표하는 혈중의 GOT는 유의적인 차이는 없었으나, GPT는 유의적으로 후코이단 경구투여에 의해 감소되었다. 또한 후코이단은 지방이 비대해 지는 현상과 간세포의 지방축척을 감소시킨 것으로 관찰되었다. 따라서 이러한 결과로 보아 후코이단은 급성 알코올 섭취에 의한 간손상을 완화시켜 줄 수 있는 식품소재로 활용가능하다고 사료된다.
본 연구는 해조류에 존재하는 황산기를 함유하고 있는 후코이단의 급성 알코올 간 손상 모델에서의 간 보호능을 관찰하였다. 실험 결과 후코이단은 급성으로 알코올을 섭취시킨 쥐의 체중감소를 억제시켰으며, 알코올 섭취를 통해 나타날 수 있는 중성지질, 콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 상승을 유의적으로 감소시킨 것으로 나타났다. 또한 간 기능을 대표하는 혈중의 GOT는 유의적인 차이는 없었으나, GPT는 유의적으로 후코이단 경구투여에 의해 감소되었다. 또한 후코이단은 지방이 비대해 지는 현상과 간세포의 지방축척을 감소시킨 것으로 관찰되었다. 따라서 이러한 결과로 보아 후코이단은 급성 알코올 섭취에 의한 간손상을 완화시켜 줄 수 있는 식품소재로 활용가능하다고 사료된다.
The purpose of this study was to investigate the protective effects of fucoidan on acute alcohol-induced liver injury in rats. Experimental animals were randomly divided into four groups: (1) a control group, (2) a group fed 25% ethanol, (3) a group fed 25% ethanol and 250 mg/kg BW of fucoidan (25% ...
The purpose of this study was to investigate the protective effects of fucoidan on acute alcohol-induced liver injury in rats. Experimental animals were randomly divided into four groups: (1) a control group, (2) a group fed 25% ethanol, (3) a group fed 25% ethanol and 250 mg/kg BW of fucoidan (25% ethanol+FUCO250), and (4) a group fed 25% ethanol and 500 mg/kg BW of fucoidan (25% ethanol+FUCO500). Each group was fed orally two times per day for 15 days. Liver weights in the 25% ethanol group were increased compared to the control group, while liver weights in the 25% ethanol+FUCO500 group were significantly decreased compared to the 25% ethanol group (p<0.05). Plasma concentrations of triglyceride, cholesterol, and LDL-cholesterol were elevated in the 25% ethanol group; however, these levels in the 25% ethanol+FUCO250 group were significantly decreased compared to the 25% ethanol group (p<0.05). The glutamic-pyruvic transaminase activity of the 25% ethanol+FUCO500 group also was significantly lower than the 25% ethanol group (p<0.05). These results indicate that fucoidan might protect against acute alcohol-induced liver injury.
The purpose of this study was to investigate the protective effects of fucoidan on acute alcohol-induced liver injury in rats. Experimental animals were randomly divided into four groups: (1) a control group, (2) a group fed 25% ethanol, (3) a group fed 25% ethanol and 250 mg/kg BW of fucoidan (25% ethanol+FUCO250), and (4) a group fed 25% ethanol and 500 mg/kg BW of fucoidan (25% ethanol+FUCO500). Each group was fed orally two times per day for 15 days. Liver weights in the 25% ethanol group were increased compared to the control group, while liver weights in the 25% ethanol+FUCO500 group were significantly decreased compared to the 25% ethanol group (p<0.05). Plasma concentrations of triglyceride, cholesterol, and LDL-cholesterol were elevated in the 25% ethanol group; however, these levels in the 25% ethanol+FUCO250 group were significantly decreased compared to the 25% ethanol group (p<0.05). The glutamic-pyruvic transaminase activity of the 25% ethanol+FUCO500 group also was significantly lower than the 25% ethanol group (p<0.05). These results indicate that fucoidan might protect against acute alcohol-induced liver injury.
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문제 정의
이와 같이 후코이단이 동물모델에서 간 손상을 회복시키는 효능이 보고되었으나, 현대인에게 문제가 되는 알코올로 인한 간 손상에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 다시마 유래 후코이단이 급성 알코올성 간손상 동물모델에서의 간 보호 효능을 확인하고자 시도되었다.
본 연구는 해조류에 존재하는 황산기를 함유하고 있는 후코이단의 급성 알코올 간 손상 모델에서의 간 보호능을 관찰하였다. 실험 결과 후코이단은 급성으로 알코올을 섭취시킨 쥐의 체중감소를 억제시켰으며, 알코올 섭취를 통해 나타날 수 있는 중성지질, 콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 상승을 유의적으로 감소시킨 것으로 나타났다.
가설 설정
1)Different letter represents significant difference among groups (p<0.05).
제안 방법
동물실험실의 환경조건은 실내온도는 23±1℃, 상대습도는 53±2%로 유지하였고 명암은 12시간 주기로 자동 조절하였다.
실험기간 15일 후에 12시간 절식시킨 후 ether로 마취시켜 심장채혈법으로 채혈하고, 1,100×g에서 15분간 원심분리 하여 혈장을 분리하여 지질분석을 하였다.
본 실험에서 사용한 실험동물은 평균체중이 약 250 g인 SpragueDawley계 수컷 흰쥐(DBL, Eumseong, Korea)를 1주일간 적응기간을 가진 후, 10마리씩 4군으로 나누었으며, saline 경구 투여한 군(대조군), 25% 에탄올을 5 g/kg BW로 경구 투여한 군(25% ethanol), 25% ethanol과 후코이단 250 mg/kg BW (25% ethanol+ FUCO250)을 경구 투여한 군, 25% ethanol과 후코이단 500 mg/kg BW (25% ethanol+FUCO500)을 경구 투여한 군으로 나누었다. 하루에 2회의 saline과 25% 에탄올을 각각 경구투여를 하였는데, 후코이단 경구 투여군은 2회 중 1회는 투여시 후코이단을 25% ethanol 에 녹여 체중 1 kg당 각각 250과 500 mg으로 15일간 경구 투여하여, 후코이단 효과를 관찰하였다.
본 실험에서 사용한 실험동물은 평균체중이 약 250 g인 SpragueDawley계 수컷 흰쥐(DBL, Eumseong, Korea)를 1주일간 적응기간을 가진 후, 10마리씩 4군으로 나누었으며, saline 경구 투여한 군(대조군), 25% 에탄올을 5 g/kg BW로 경구 투여한 군(25% ethanol), 25% ethanol과 후코이단 250 mg/kg BW (25% ethanol+ FUCO250)을 경구 투여한 군, 25% ethanol과 후코이단 500 mg/kg BW (25% ethanol+FUCO500)을 경구 투여한 군으로 나누었다. 하루에 2회의 saline과 25% 에탄올을 각각 경구투여를 하였는데, 후코이단 경구 투여군은 2회 중 1회는 투여시 후코이단을 25% ethanol 에 녹여 체중 1 kg당 각각 250과 500 mg으로 15일간 경구 투여하여, 후코이단 효과를 관찰하였다. 동물실험실의 환경조건은 실내온도는 23±1℃, 상대습도는 53±2%로 유지하였고 명암은 12시간 주기로 자동 조절하였다.
본 연구에서 경구 투여한 후코이단 농도는 독성을 나타내지 않고 추출물로써 동물에게 공급하는 방식을 고려하여 결정하였는데, 후코이단의 독성관련 연구에는 Chung 등(17)이 돌미역에서 추출한 후코이단의 독성실험 결과 체중 1 kg당 250, 500, 1,000, 2,000 mg을 섭취하여도 독성이 나타나지 않았다고 보고하였고, 다른 후코이단의 사염화탄소 처리에 의한 간중독 모델에서 복강주사로 100 mg/kg BW로 처리하여 효과를 관찰하였다는 연구(13,18)와 다른 여러 추출물의 간손상 모델 연구들(19-21)을 참고하여 결정하였다. 따라서 이와 같이 결정된 후코이단의 급성 알코올성 동물모델에서의 각 실험군의 체중, 식이섭취량, 간 무게의 변화는 Table 1과 같다.
대상 데이터
후코이단은 해원 바이오테크(Seoul, Korea)에서 제공한 다시마 (Laminaria japonica)에서 추출하여 사용하였다. 추출은 Kim 등 (14)의 방법을 이용하였으며 총당 61.
데이터처리
모든 측정치들은 SPSS 12.0 (Chicago, IL, USA)평균과 표준오차로 산정하였고, 각 군간의 평균치와의 유의적인 차이(p<0.05)는 분산 분석을 한 후, Duncan’s multiple range test에 의해 분석하였다.
이론/모형
후코이단은 해원 바이오테크(Seoul, Korea)에서 제공한 다시마 (Laminaria japonica)에서 추출하여 사용하였다. 추출은 Kim 등 (14)의 방법을 이용하였으며 총당 61.5%, 수분 5.0%, 단백질 5.7%, 지질 0.5%, 회분 27.3%, 황산기 23.5%, 분자량은 80-100 kDa이 었다.
실험기간 15일 후에 12시간 절식시킨 후 ether로 마취시켜 심장채혈법으로 채혈하고, 1,100×g에서 15분간 원심분리 하여 혈장을 분리하여 지질분석을 하였다. 총 중성지질과, 콜레스테롤, HDLcholesterol commercial kit (Asan Pharmaceutical Co., Seoul, Korea)을 사용하여 표준검량선을 기준으로 산출하였으며 LDL은 다음의 Friedewald 등(15)의 공식으로 계산되었다.
성능/효과
또한 실험기간동안 하루에 섭취한 식이섭취량의 경우도 대조군, 25% ethanol군, 25% ethanol+FUCO250군, 25% ethanol+FUCO500군이 각각 20.3, 18.8, 20.2, 20.8 g/day로 나타나 25% ethanol군은 나머지 군보다 식이섭취량이 대략 7% 정도 유의적으로 감소한 것으로 나타났다(p<0.05).
모든 군에서 12일까지는 체중의 유의적인 차이가 없었으나 15일째에는 대조군, 25% ethanol군, 25% ethanol+ FUCO250군, 25% ethanol+FUCO500군의 체중이 각각 323.7, 312.5, 327.8, 328.9 g으로 25% ethanol군은 나머지 군보다 체중이 유의적으로 낮은 것으로 나타났다(p<0.05).
간 무게는 대조군, 25% ethanol군, 25% ethanol+FUCO250군, 25% ethanol+FUCO500군이 각각 3.3, 3.6, 3.3, 3.2 g/100 g BW로 25% ethanol군은 25% ethanol+FUCO500군 보다 유의적으로 높은 것으로 나타났다(p<0.05).
본 연구에서도 급성으로 나타나는 알코올성 간 손상 억제에 후코이단의 효능을 관찰하기 위해 혈중 GOT와 GPT를 측정할 결과(Table 3), GOT는 25% ethanol군과 후코이단 투여군이 유의한 차이를 보이지 않았으나, GPT는 25% ethanol군(49.8 Karmen unit)은 대조군(294.4 Karmen unit)에 비해 유의적으로 상승하였고, 25% ethanol+FUCO250과 500군은 각각 252.8와 219.0 Karmen unit, 후코이단 투여군들은 나머지군들 보다 유의적으로 감소되었음을 관찰할 수 있었다(p<0.05).
또한 HDL-콜레스테롤은 대조군, 25% ethanol군, 25% ethanol+FUCO250군, 25% ethanol+FUCO500군이 각각 32.0, 41.4, 46.6, 43.6 mg/dL로 대조군은 나머지 실험군보다 유의적으로 낮은 것으로 나타났다(p<0.05).
총콜레스테롤 수치는 대조군, 25% ethanol군, 25% ethanol+FUCO250군, 25% ethanol +FUCO500군이 각각 53.2, 91.3, 69.7, 72.8 mg/dL로 후코이단 농도에 따른 유의적인 차이는 없었으나, 후코이단 경구투여군은 에탄올 투여군보다 총 콜레스테롤 수치가 유의적으로 낮은 것(24%) 것으로 보아 후코이단이 혈중 콜레스테롤을 낮추는 것으로 사료 된다(p<0.05).
중성지질의 수치는 대조군, 25% ethanol군, 25% ethanol+FUCO250군, 25% ethanol+FUCO500군이 각각 30.8, 54.3, 31.5, 32.9 mg/dL로 25% ethanol군이 나머지 군들 보다 유의적으로 높은 수치를 보였다(p<0.05).
05). 알코올 섭취에 의한 혈중 중성지질 수치를 후코이단 경구투여에 의해 41%가 유의적으로 감소하는 것으로 관찰되었다. 총콜레스테롤 수치는 대조군, 25% ethanol군, 25% ethanol+FUCO250군, 25% ethanol +FUCO500군이 각각 53.
Huang 등(28)은 다시마로 부터 추출한 후코이단이 혈청 총 콜레스테롤, 중성지방, LDL-콜레스테롤은 감소시키고 HDL-콜레스테롤은 증가시키며 피하주사나 위의 관류를 통해서도 혈액의 지질을 낮추는 효과가 있다고 보고 한 바 있다. 이와 같이 후코이단이 알코올성 급성 동물모델에서 혈중 중성지질, 콜레스테롤, LDL-콜레스테롤을 효과적으로 낮추어주는 것으로 관찰되었다.
05). 이러한 결과로 인하여, 급성 알코올 투여에 따른 혈중 GPT의 감소가 후코이단 공급 농도에 의존적으로 각각 27.7%와 37.4% 감소함을 보여주어 급성 모델이지만 알코올성 간 손상을 후코이단이 저해하는 것으로 사료된다. 특히 GPT의 경우, 본 연구에서 후코이단 경구투여군이 대조군보다 더 유의적으로 감소되었는데 Lee와 Park(24)도 영지버섯의 알코올섭취 동물모델에서의 GPT가 대조군에 비해 영지버섯 추출물 처리군이 더 감소됨이 관찰되었다.
또한 간을 조직학적으로 관찰 한 결과 Fig. 1과 같이, 급성으로 이루어진 알코올 섭취에 따라 대조군(Fig. 1A)에 비해 간 조직 내에 지방축적으로 지방구 형성이 과도하게 일어나, 지방소적 (lipid droplet)이 세포 안을 차지하고 있음을 알 수 있었고(Fig. 1B), 후코이단은 이러한 급성 알코올 섭취로 인해 나타날 수 있는 지방구의 감소를 유도하는 것으로 관찰되었다(Fig. 1C and B). 이와 같이 알코올성 간질환은 초기에는 간세포의 지방증(steatosis) 으로 작은 지방소적에서 큰 지방소적으로 진행되면서 지방간염(steatohepatitis), 알코올성 간질환의 마지막 단계인 간조직의 섬유화에 의한 간경변증(steatofibrosis)으로 조직학적 변화가 일어난다 (30,31).
이와 같이 원인이 알코올성은 아니나, 다른 요인에 의해 간의 지방증이나 섬유화를 억제하는 후코이단의 효능이 연구되었고, 고농도의 sulfated 후코이단이 간정맥의 혈전을 완화시킨다는 연구보고(32)도 있어 후코이단의 항혈전작용을 통한 간기능 개선 효과가 우수한 것으로 보고되고 있다. 이러한 연구 보고들과 본 연구결과도 일치하는 것으로 나타나 급성 알코올성 지방증을 후코이단이 개선해 줄 수 있는 것으로 사료된다.
본 연구는 해조류에 존재하는 황산기를 함유하고 있는 후코이단의 급성 알코올 간 손상 모델에서의 간 보호능을 관찰하였다. 실험 결과 후코이단은 급성으로 알코올을 섭취시킨 쥐의 체중감소를 억제시켰으며, 알코올 섭취를 통해 나타날 수 있는 중성지질, 콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 상승을 유의적으로 감소시킨 것으로 나타났다. 또한 간 기능을 대표하는 혈중의 GOT는 유의적인 차이는 없었으나, GPT는 유의적으로 후코이단 경구투여에 의해 감소되었다.
실험 결과 후코이단은 급성으로 알코올을 섭취시킨 쥐의 체중감소를 억제시켰으며, 알코올 섭취를 통해 나타날 수 있는 중성지질, 콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 상승을 유의적으로 감소시킨 것으로 나타났다. 또한 간 기능을 대표하는 혈중의 GOT는 유의적인 차이는 없었으나, GPT는 유의적으로 후코이단 경구투여에 의해 감소되었다. 또한 후코이단은 지방이 비대해 지는 현상과 간세포의 지방축척을 감소시킨 것으로 관찰되었다.
후속연구
83 g의 후코이단을 섭취시킨 결과, 부작용 없이 혈중 ALT 감소와 HCV의 RNA 수준이 유의적으로 감소한 것으로 보아 후코이단이 HCV 간염성간질환에도 강력한 효과를 보인다고 보고하였다. 이와 같이 여러 연구를 통해, 독성물질에 의한 간 손상 모델과 바이러스성 간 손상 모델 모두에서 후코이단의 간보호 능력이 우수함이 관찰되었고, 본 연구에서도 급성 알코올성으로 상승한 혈중 GPT가 후코이단을 처리함에 따라 유의적으로 감소함을 관찰할 수 있어, 향후 후코이단이 만성적 알코올성 간 손상에도 우수한 효능을 보일 수 있을 것으로 사료된다.
또한 후코이단은 지방이 비대해 지는 현상과 간세포의 지방축척을 감소시킨 것으로 관찰되었다. 따라서 이러한 결과로 보아 후코이단은 급성 알코올 섭취에 의한 간손상을 완화시켜 줄 수 있는 식품소재로 활용가능하다고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
후코이단이란 무엇인가?
후코이단은 해조류에 존재하는 후코오즈를 주성분으로 하는 황산기를 함유하고 있는 다당류로 일반적으로 다시마, 미역, 톳 등 갈조류에 존재한다(3). 후코이단의 생리활성으로는 항혈전(4), 항 바이러스(5), 항종양(6,7), 면역조절(8), 항산화(9), 위장보호(10) 기능 등이 연구보고 된 바 있다.
만성퇴행성질환의 복합적인 원인은 무엇인가?
최근 의학 기술의 발달과 영양상태의 개선 등으로 인해 평균수명이 연장됨에 따라 인구의 고령화 현상이 두드러지게 나타나고 있는데, 이로 인해 발생되는 만성퇴행성질환은 한 가지의 원인에 의한 것이 아니라 여러 복합적인 원인에 의해 발병되는 것으로 알려져 있다. 이러한 복합적인 원인으로는 평균수명 연장에 따른 흡연, 신체활동부족, 영양섭취, 음주 등 개인의 생활습관이 밀접한 관련이 있는 것으로 분석되었다(1). 이중에서도 2010년 최근 15세 이상 1인당 주류 소비량의 경우 OECD 국가들의 평균 주류소비량은 9.
우리나라의 2010년 최근 15세 이상 1인당 주류 소비량 실태는 어떠한가?
이러한 복합적인 원인으로는 평균수명 연장에 따른 흡연, 신체활동부족, 영양섭취, 음주 등 개인의 생활습관이 밀접한 관련이 있는 것으로 분석되었다(1). 이중에서도 2010년 최근 15세 이상 1인당 주류 소비량의 경우 OECD 국가들의 평균 주류소비량은 9.4 L인데 우리나라는 9.0 L로 적게 섭취하는 것으로 나타났으나, 가까운 일본(7.3 L)과 비교하였을 때 소비량이 많은 것으로 분석되었고, 실제로 세계보건기구 회원국 중 13위에 속하여 개발도상국들을 제외하면 사실상 최상위에 해당하는 것으로 나타났다(2). 또한 우리나라는 도수가 높은 증류주로만 보면 세계 1위로 나타났을 뿐만 아니라 1인당 한국인의 알코올 소비량도 감소하지 않거나 오히려 늘어나고 있는 추세이다.
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