[논문]Streptozotocin으로 유발된 당뇨 흰쥐에 대한 연근 에탄올 추출물의 당대사 효소활성과 항산화 작용에 미치는 영향

김옥경

doi:10.12925/jkocs.2014.31.3.509

[국내논문] Streptozotocin으로 유발된 당뇨 흰쥐에 대한 연근 에탄올 추출물의 당대사 효소활성과 항산화 작용에 미치는 영향
Ethanol Effect of Nelumbo nucifera Root on Carbohydrate Methabolism Related Enzyme Activities and Antioxidative Effect in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.31 no.3, 2014년, pp.509 - 516

Abstract ▼ AI-Helper

This study was done to investigate the carbohydrate metabolism related enzyme activities and antioxidative effects of Nelumbo nucifera(N.N) Root in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. The contents of serum glucose, triglyceride (TG) and Total cholesterol were significantly decreaed in N.n treated group compared to the those of STZ-control group. The activity of glucose-6-pase(G-6-Pase) was significantly decreased in N.N treated group. Also the activity of glucokinase(Gk) was significantly increaed in N.N treated group. The content of hepatic glycogen was significantly increaed in N.N treated group, in addition, content of malondialdehyde(MDA) was significanly decreased in N.N treated group. Also, content of glutathione(GSH) was significanly increased in N.N treated froup. whereas, activity of catalase(CAT) was significantly decreaed in N.N treated group compared to the those of STZ-control group. activity of glutathione peroxidase(GSH-Px) was inecreaed. In conclusion, these results indicated that ethanol extract of N.N would have carbohydrate metabolism antioxidative effects in STZ-induced diabetic rats.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

특히 당뇨병과 같은 고혈당이 오랫동안 지속될 경우 혈관손상으로 인한 죽상동맥경화증은 뇌혈관 및 관상동맥질환의 주요원인으로 지질산화와 같은 산화반응으로 인하여 발생된다[2]. 따라서 본 실험에서는 당뇨병으로 인해 일어날 수 있는 항산화제계의 활성이 감소되어 증가된 산화반응을 억제하기 위하여 문헌상으로 항산화작용이 있는[3,4] 연근의 ethanol 추출물을 당뇨쥐에게 투여하여 당,항산화대사와 관련되는 몇 몇 효소를 측정하여 연근의 항당뇨작용을 검색하였다. 한편, 본 실험에 사용한 연근은 수련과에 속하는 다년생 초본으로 생약명은 연(蓮)이고 학명은 Nelumbo nucifera이며, 동의보감에서는 성질이 따뜻하고 맛은 달며, 그 효능은 지혈, 소염, 강장, 갈증해소, 피로회복, 감기, 기침, 천식에 효과가 있음이 알려져 있고.
또한 당질은 저항성 전분(흡수되지 않는 전분)이 많아 대장암, 당뇨병 예방에 좋으며 체중감량을 위한 다이어트에 효과적이다. 이에 본 연구는 천연 항산화제로서의 기능성 식품으로 이용을 위한 기초자료를 얻고자 streptozotocin(STZ)으로 유발된 당뇨 흰쥐에게 연근의 ethanol 추출물을 1일 1회 7일간 경구 투여한 후, 혈중의 혈당 강하 작용과 간의 항산화 효소 활성에 미치는 영향을 분석하였다.

제안 방법

체중 215±10 g 내외의 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 (주)오리엔트바이오에서 구입하였으며, 고형사료((주)삼영사)를 먹였다. 1주일간 적응시킨 후 3군으로 나누어 하룻밤 동안 절식시킨 후 당뇨 유발군은 STZ을 45 mg/kG용량으로 정상군은 0.9 % saline을 꼬리정맥(미정맥)에 주사를 하였다. 미정맥 주사 48시간 후에 눈의 정맥(안와정맥)으로부터 채혈, 3000 rpm/ 20분 원심 분리하여 얻은 혈청으로부터 포도당 측정용 키트를 사용하여 혈당수준이 300 mg/dL 이상인 것을 당뇨 유발 흰쥐로 간주하였다.
9 % saline을 꼬리정맥(미정맥)에 주사를 하였다. 미정맥 주사 48시간 후에 눈의 정맥(안와정맥)으로부터 채혈, 3000 rpm/ 20분 원심 분리하여 얻은 혈청으로부터 포도당 측정용 키트를 사용하여 혈당수준이 300 mg/dL 이상인 것을 당뇨 유발 흰쥐로 간주하였다. 실험군은 정상군(normal), 당뇨 유발 대조군(STZ-control), 당뇨 유발 실험군(STZ-sample)의 3군으로 나누고 그룹 당 5마리씩 나누어 정상군과 당뇨 유발 대조군에는 0.
본 연구는 STZ로 유발된 당뇨 흰쥐에게 연근 ethanol 추출물의 혈당저하, 당대사, 항산화 작용을 분석 한 결과는 다음과 같았다.
미정맥 주사 48시간 후에 눈의 정맥(안와정맥)으로부터 채혈, 3000 rpm/ 20분 원심 분리하여 얻은 혈청으로부터 포도당 측정용 키트를 사용하여 혈당수준이 300 mg/dL 이상인 것을 당뇨 유발 흰쥐로 간주하였다. 실험군은 정상군(normal), 당뇨 유발 대조군(STZ-control), 당뇨 유발 실험군(STZ-sample)의 3군으로 나누고 그룹 당 5마리씩 나누어 정상군과 당뇨 유발 대조군에는 0.5% carboxy methyl cellulose sodium(CMC) 용액만을, 실험군은 연근 에탄올 추출물을 1,000 ㎎/㎏ B.W의 용량으로 0.5% CMC 용액에 현탁시켜 10 ml/kg B.W.씩 1일 1회 7일간 경구 투여 하였다.
즉, Glycogen 함량과 당대사를 위한 효소원 전처리는 간 2g을 0.1M ice-cold citrate buffer(pH 4.2) 6㎖를 넣어 균질화시킨 후 3,000rpm, 10분간 원심분리하여 상층액에서 Glycogen 함량, Glucose-6-phosphatase (G-6-Pase)과 Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-PDH) 활성을 측정하였고, Glucokinase 측정은 간 2g을 1mM EDTA가 혼합된 buffer 6㎖에 넣어 균질화한 다음, 12,000×g에서 1시간 동안 원심분리하여 상층액을 취하여 Glucokinase 활성을 측정하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 연근은 서울 경동시장에서 구입(대구산)하였으며 시약 및 기기는 Kim[10]의 방법에 따라 사용하였다.
체중 215±10 g 내외의 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 (주)오리엔트바이오에서 구입하였으며, 고형사료((주)삼영사)를 먹였다.

데이터처리

모든 실험 결과는 평균치± 표준 오차로 계산하였고, 각 군간의 차이는 Student,s t-test를 실시하여 p값이 5% 미만일 때 유의성이 있다고 판정하였다.

이론/모형

혈청중의 glucose, triglyceride(TG), total-cholesterol 함량, 간조직 중의 glycogen함량과 당대사를 위한 glucose-6-phosphatase(G-6-pase), glucose-6 phosphate dehydrogenase(G-6-PDH), glucokinase(GK) 효소활성과 항산화 대사를 위한 gluthahione peroxidase (GSH-px), catalase(CAT)효소 활성과 glutathion(GSH), malondialdehyde(MDA)함량 측정은 Kim[10]과 같은 방법으로 측정하였다. 즉, Glycogen 함량과 당대사를 위한 효소원 전처리는 간 2g을 0.

성능/효과

1. STZ 투여로 증가된 혈당치와 TG 함량이 추출물 투여에 의해 유의적인 감소를 나타내었다.
2. STZ 투여로 Total cholesterol은 감소를, HDL-cholesterol은 증가를 나타내었다.
3)The ethanol extract of Nelumbo nucifera Root was administrated orally once a day in experimental rats for 7 days.
3. STZ 투여로 Glycogen 함량의 유의적인 증가와 G-6-Pase 활성의 유의적인 감소를 나타내었다.
4. GK활성은 유의적인 증가를 나타내었다.
5. MDA 함량과 CAT 활성은 추출물 투여로 각각 유의적인 감소를 나타내었다.
6. 추출물 투여로 인한 GSH-Px 활성은 감소를 GSH 함량은 유의적인 증가를 나타내었다.
반면에 추출물 투여군은 464.47±13.11 ㎎/dL 으로 당뇨대조군과 비교하여 유의적으로 낮게 나타나 혈중 T.G 농도 감소에 효과가 있음을 알 수 있었다.
유리기들에 의해 세포막 지질의 불포화지방산 들이 산화적 분해를 일으키는 것으로 과산화지질의 지표가 되는 MDA 함량은 Table 5와 같다. 정상군과 비교하여 당뇨대조군에서 유의적인 증가를 나타내었다. 이는 STZ 투여로 인한 당뇨유발시 oxygen free radical 의 생성과 산화적 스트레스가 증가하여 조직내의 과산화지질이 증가된 결과 간 조직에서 함량이 증가 한다는 보고[23]와 비슷한 결과를 나타내었다.
정상군은 7.52±0.18 moles/g of tissue이며 당뇨 유발 대조군은 6.17±0.09 moles/g of tissue로 정상군과 비교하여 유의적인 감소를 나타내었으나 본 실험 결과 추출물 투여군에서 유의적인 증가를 나타내 GSH 함량에 대한 연근 ethanol 추출물의 효과를 볼 수 있었다.
정상군의 glycogen 함량은 213.92±20.48 ㎎/g of tissue인 것에 비해 당뇨대조군은 98.16±16.32 ㎎/g of tissue로 유의적으로 낮았다.
정상군의 혈당치가 120.15±22.31 mg/dL에 비해 당뇨 대조군은 525.60±28.47 mg/dL으로 유의적인 증가를 나타내었으나 연근 에탄올 추출물 1,000 mg/KG을 투여한 군에서는 229.77±11.69 mg/dL로 유의적인 감소를 나타내었다.
G-6-Pase는 microsome에 존재하는 막부착효소로서[15] 탄수화물 대사에 중요하게 작용, 특히 이것은 glycerol의 분해 및 포도당 신생작용의 촉매 효소이며 cyclic AMP, glucocorticoids, glucose, fatty acid 및 간 췌장 부분의 절개에 의해 억제된다[16]. 특히 STZ투여는 G-6-Pase mRNA의 발현을 증가시키고 그 결과 당뇨병에서 G-6-Pase 활성을 증가시키며 고혈당과 함께 혈장의 protein kinase 활성도와 insulin 농도를 감소시킨다는 보고[17]에 따라 본 실험에서도 당뇨유발로 인해 정상군과 비교하여 유의적인 증가를 나타내었으나 추출물 투여로 인해 유의적인 감소를 나타내었다.

후속연구

이와같이, 연근 ethanol 추출물 1,000 mg/kg을 당뇨 흰쥐에게 투여한 결과 혈당 저하, 지질대사의 개선 효과 및 정상적인 당 대사 활성과 항산화작용을 갖는 유효성분을 함유하고 있음을 알 수 있었으며, 앞으로 추출물에 대한 성분분리와 효능검사를 위한 세부연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	연근 ethanol 추출물의 혈당저하, 당대사, 항산화 작용을 분석 한 결과는 무엇인가?	1. STZ 투여로 증가된 혈당치와 TG 함량이 추출물 투여에 의해 유의적인 감소를 나타내었다. 2. STZ 투여로 Total cholesterol은 감소를, HDL-cholesterol은 증가를 나타내었다. 3. STZ 투여로 Glycogen 함량의 유의적인 증가와 G-6-Pase 활성의 유의적인 감소를 나타내었다. 4. GK활성은 유의적인 증가를 나타내었다. 5. MDA 함량과 CAT 활성은 추출물 투여로 각각 유의적인 감소를 나타내었다. 6. 추출물 투여로 인한 GSH-Px 활성은 감소를 GSH 함량은 유의적인 증가를 나타내었다.
	국내 통계청 보고에 따른 당뇨병 발병 순위가 2000년도 대비 2010년이 어떻게 변화했는가?	경제발전과 소득의 증대로 육제적 활동이 줄어드는 생활방식으로 변해가면서 전 세계적으로 심각한 대사성 질환이 대두되고 있다. 특히 우리나라도 통계청 보고에 따르면 2000년도의 6위였던 당뇨병이 2010년도에는 5위로 상승하였으며 그 사망율도 전년도에 비해 5.6%가 증가하였다[1].
	국내 통계청 보고에 따른 2010년 당뇨병으로 인해 사망율이 전년 대비 몇 % 증가했는가?	경제발전과 소득의 증대로 육제적 활동이 줄어드는 생활방식으로 변해가면서 전 세계적으로 심각한 대사성 질환이 대두되고 있다. 특히 우리나라도 통계청 보고에 따르면 2000년도의 6위였던 당뇨병이 2010년도에는 5위로 상승하였으며 그 사망율도 전년도에 비해 5.6%가 증가하였다[1]. 당뇨병은 질병 자체가 큰병이라기보다는 특정적인 만성적 대사장애로 인하여 발생되는 여러 합병증이 삶의 질을 저하시키며 수명도 단축시킨다.

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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].

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