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문제 정의
- 지금까지의 천궁의 지질대사 연구는 고지방식 에서의 지질대사 개선효과를 연구한 것이었으나 본 연구는 천궁 열수추출물이 고콜레스테롤 식이를 급여한 동물의 지질대사에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 실험동물사육실 온도는 20 ± ZC, 상대 습도 60 ± 5%로 유지하였고, 조명은 12시간 간격으로 조절하였다. 식이섭취량은 1주에 3회, 체중은 매주 한 번씩 측정하였다. 실험은 상지대학의 Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC, 2013-1)의 승인 하에 진행되었다.
- 천궁의 지질저하 효과를 살펴보기 위하여 진행된 실험설계와 실험 식이는 Table 1, 2와 같다. 실험 군은 난괴법에 의하여 대조군인 고콜레스테롤혈증 유발식이 급여군(Hypercholesterol diet group, HCD), 고콜레스테롤혈증 유발식이에 고지혈증 치료제인 Simvastatin 1 ㎎/㎏ 급여군(HCD+SIM), 천 궁 열수추출물 25 ㎎/㎏ 급여군(Hypercholesterol diet supplemented with Cnidium officinale Makino water extract 25 ㎎/㎏, HCD+CM25), 천궁 열수추 줄물 50 ㎎/㎏ 급여군(Hypeicholestero] diet supplemented with Cnidium officinale Makino water extract 50 ㎎/㎏, HCEM-CM50), 천궁 열수추출물 125 ㎎/㎏ 급여군GSpercholesterol diet supplemented with Cnidium officinale Makino water extract 125 ㎎/㎏, HCD+ CM125)으로 나누어 실시하였으며(Table 1), 모든 실험군은 beef tallow를 7.5%, 콜레스테롤을 1.4% 첨가한 고콜레스테롤 식이를 5주간 공급하였다 (Table 2). 실험동물사육실 온도는 20 ± ZC, 상대 습도 60 ± 5%로 유지하였고, 조명은 12시간 간격으로 조절하였다.
- 4% 첨가한 고콜레스테롤 식이를 5주간 공급하였다 (Table 2). 실험동물사육실 온도는 20 ± ZC, 상대 습도 60 ± 5%로 유지하였고, 조명은 12시간 간격으로 조절하였다. 식이섭취량은 1주에 3회, 체중은 매주 한 번씩 측정하였다.
- 천궁 열수추출물의 고지혈증 개선효과를 알아보기 위하여 Sprague Dawley계 6주령 웅성 흰쥐에게 5주 동안 고콜레스테롤 식이와 천궁 열수추 출물을 3수준(저, 중, 고)의 농도를 달리하여 급여하였다. 실험 결과, 혈청 중 총지방 함량은 천궁 열 수추출물 급여에 따라 저농도(25 ㎎/㎏)와 중등농 도(50 ㎎/㎏)군에서는 대조군과 차이를 보이지 않았으나, 고농도군(125 ㎎/㎏)에서는 유의하게 낮 게 나타났다(pO.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 천궁Cnidhan officinale Makino)는 원주시내 한약재상에서 구입하여 분쇄한 시료 100 g에 증류수 1 L를 넣고 80 에서 8시간씩 3회 열수 추출후 여과한 다음 진공 농축기를 사용하여 90에서 농축하고 동결 건조하여 분쇄한 후 -7 or 냉동고에 보관하면서 사용하였다. 추출 수율은 19.
- 실험에 사용된 Sprague Dawley(SD)종의 6주령 수컷(110 ± 10 g) 흰쥐는 (주)바이오링크(충북 음 성, 대한민국)로부터 구입하여 1주일 동안 기본 식 이로 적응시킨 후, 난괴법에 따라 각 처리 군당 6마리씩 5군으로 나누어 케이지에 1마리씩 분리하여 실험식이로 5주간 사육하였다.
데이터처리
- 2)Values with different superscripts in the same column indicate significant differences(p<0.05) between groups by Duncan's multiple-range test.
- 3)Values with different superscripts in the same column indicate significantly differences(p<0.05) between groups by Duncan's multiple-range test.
- 실험결과는 평균 및 표준편차로 나타내었고, SPSS 프로그램(Version 17.0, SPSS, Chicago, IL, USA)을 이용하여 분석하였다. 천궁 열수추출물의 지질저하 효과를 살펴보기 위해서 실험군 간의 차이는 one-way ANOVA로 분석한 후 Duncan's multiple range test로 유의성 검증을 하였다.
- 0, SPSS, Chicago, IL, USA)을 이용하여 분석하였다. 천궁 열수추출물의 지질저하 효과를 살펴보기 위해서 실험군 간의 차이는 one-way ANOVA로 분석한 후 Duncan's multiple range test로 유의성 검증을 하였다.
이론/모형
- 간조직과 분변의 총지질 함량은 Folch et al.(1957) 의 방법에 따라 간조직과 분변의 10 배량의 용매 (chloroform:methanol=2:1, v/v)를 가하여 반복 추출 하고 용매를 휘발시켜 지질을 얻었으며, 이때의 총 지질 함량은 중량법으로 구하였다. 혈청의 총지질 함량은 Frings & Dunn(1970)에 따라 분석하였으며 간조직과 분변의 총콜레스테롤과 중성지질은 혈청 에서의 분석과 동일한 방법으로 분석하였다.
- 간의 손상정도를 측정하기 위하여 혈청 중 아미노산 전이효소인 ALT와 AST 활성을 효소법에 의한 정량용 Kit(Asan Pharmaceutical Co., Seoul, Korea) 를 사용하여 측정하였다.
- 혈청 중 중성지질, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤 농도는 시 판되는 Kit (Asan Phamaceutical Co., Seoul, Korea)를 사용하여 효소법으로 측정하였다.간조직과 분변의 총지질 함량은 Folch et al.
- (1957) 의 방법에 따라 간조직과 분변의 10 배량의 용매 (chloroform:methanol=2:1, v/v)를 가하여 반복 추출 하고 용매를 휘발시켜 지질을 얻었으며, 이때의 총 지질 함량은 중량법으로 구하였다. 혈청의 총지질 함량은 Frings & Dunn(1970)에 따라 분석하였으며 간조직과 분변의 총콜레스테롤과 중성지질은 혈청 에서의 분석과 동일한 방법으로 분석하였다.
성능/효과
- 5주 동안 고콜레스테롤 식이에 3 수준(25 mg /kg, 50 ㎎/㎏, 125 ㎎/㎏)의 천궁 열수추출물을 급여한 실험군 등에서 체중증가량, 식이섭취량, 식이효율은 유의차를 보이지 않았다. 본연구결과를 다른 천연 생리활성 물질의 추출물을 급여한 선행연구들과 비교해보면 본 실험에서 급여한 천궁 열수추출물의 농도와 비슷하게 실험동물에 게 급여하였을 때 체중이나 사료섭취 량에 차이가 없었으나(Won & Kim 2011; Won 2013), 고농도로 급여하였을 때는 유의하게 식이섭취량과 체중 이 감소한 것으로 나타났다(Park et al.
- 05). HDL-콜레스테롤 함량은 천궁 열수추출물 급여에 따라 대조군에 비해 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 천궁 열수추출 물 급여군에서 총지 방이 8-22%, 중성지방이 13- 25%, 총콜레스테롤이 6-23%, LDL-콜레스테롤이 14-25% 감소한 것으로 나타났다.
- 간조직 중 총콜레스테롤과 중성지방 함량은 대체적으로 천궁 열수추출물 급여군에서 대조군에 비해 유의하게 낮은 것으로 나타났다(pO.05). 그러나 천궁 열수추출물 농도에 비례해서 낮아지는 효과는 볼 수 없었다.
- 천궁 열수추출 물 급여군에서 총지 방이 8-22%, 중성지방이 13- 25%, 총콜레스테롤이 6-23%, LDL-콜레스테롤이 14-25% 감소한 것으로 나타났다. 간조직의 총콜레스테롤과 중성지방 함량은 대체적으로 천궁 열수 추출물 급여군에서 대조군에 비해 유의하게 낮은 것으로 나타났다(pO.05). 그러나 천궁 열수추출물 농도에 비례해서 낮아지는 효과는 볼 수 없었다.
- 고콜레스테롤 식이에 천궁 열수추출물을 급여했을 때 혈액 지질대사에 개선 효과가 있는 것으로 나타났다. 혈액의 총지방은 천궁 열수추출물 급여에 따라 저농도(25 ㎎/㎏)와 중등농도(50 ㎎/㎏)군에서는 대조군과 차이를 보이지 않았으나 고농도군(125 ㎎/㎏)에서는 유의하게 낮게 나타났다(p<0.
- 2013), 농도에 따른 뚜렷한 효과의 차이를 보이지 않는 연구들도 있었다(Won & Kim 2011; Won 2013). 농도 의존적으로 뚜렷한 효과를 보이는 연구들은 실험에 사용된 생리활성 추출물의 농도가 식이 중량의 0.1-1%로 비교적 높은 농도로 급여하고 있었으며, 농도에 따른 뚜렷한 차이를 보이지 않은 연구에서는 사용된 생리활성 추출물의 농도가 낮은(식이 중량의 0.25%-0.125%) 것으로 나타났다. 생리활성물질 급여 유무에 따라 지질대사에 영향은 나타났으나 농도에 따른 차이가 나타나지 않은 것은 본 실험에 사용한 생리활성 물질의 농도가 지질대사에 뚜렷한 차이를 줄 정도의 용량 차이는 아닌 것으로 사료된다.
- 본 실험의 결과는 천궁 열수추출물은 간조직의 지질성분 합성 감소와 분변으로의 배설을 증가시켜 혈액의 총콜레스테롤과 중성지방 농도를 낮춤으로 동맥경화증의 발병에 영향을 주는 고지혈증 예방에 효과적일 것으로 사료된다. 그러나 천궁 열수추출물 농도에 따른 효과는 볼 수 없었다.
- Koh et aL(1999)은 ALT 및 AST는 간세포에 다량 존재하는 효소로 간 손상 시 세포 외로 다량 유출되어 혈액에 증가됨으로서 간 손상의 지표로 이용되는 효소라고 하였다. 본 연구에서는 ALT와 AST 활성은 모든 군에서 유의적인 차이가 없는 것으로 나타나(Table 5), 천궁 열수추출물의 급여가 간기능의 손상을 초래하지는 않는 것으로 나타났다.
- 저농도의 길경사포닌 메탄올 추출물을 고콜레스테롤식 이에 급여했을 때 신장의 무게가 유의하게 감소되 었다는 연구 결과도 보고되 었다(Won 2013). 본 연구에서는 신장의 무게가 유의하게 감소한 길경사 포닌 메탄올 추출물을 투여한 실험과 비슷한 농도의 천궁 열수추출물을 급여하였지만 간, 신장, 신장, 비장 등의 장기무게의 변화는 없는 것으로 나타났다. 이는 천연 생리활성 추출물이 낮은 농도라 할지라도 생체에 급여할 경우 독성이 약한 용매 추출물을 사용하는 것이 안전하다는 것을 시사하고 있다.
- 천연 생리활성 물질들의 활성을 보고한 선행연구에서 대체로 물이나 에탄올보다는 메탄올, 부탄 올, 클로르포름, 에틸아세테이트 등 유기용매로 추출한 추출물들이 더 다양한 활성을 뚜렷이 나타내는 경향이 있었으나 실제로 인체에 적용하기에는 독성제거가 문제로 제기되고 있다. 본 연구의 결과는 식이중의 지방의 양은 정상적인 양이라도 그 속에 콜레스테롤 함량이 많은 식이에 천궁 열수추 출물을 급여했을 때 고지혈증을 유발할 수 있는 콜레스테롤과 중성지방을 혈액과 간에서는 감소시키고, 분변으로의 배설은 증가시키는 효과가 있었으나 천궁 열수추출물의 농도에 따른 차이는 확 실히 나타나지 않았다. 따라서 천궁 열수추출물의 지질대사 개선효과는 저농도에서도 나타나는 것으로 보아 소량으로도 지질대사 개선을 위해 상용 할 수 있는 가능성을 제시하고 있다.
- 지방의 섭취량은 적절하나 다량의 콜레스테롤 섭취로 인한 고지혈증의 예방과 치료를 위해서는 지방의 양뿐 아니라 질적인 고려도 필요하다고 여겨진다. 분변의 총콜레스테롤과 중성지방 함량도 간 조직에서와 같이 천궁 열수추출물 급여군에서 대조군에 비해 유의하게 높은 것으로 나타났다 (p<0.05). 그러나 간 조직에서와 마찬가지로 천궁 열수추출물 농도에 따라 분변으로의 배설은 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 그러나 천궁 열수추출물 농도에 비례해서 낮아지는 효과는 볼 수 없었다.분변의 총콜레스테롤과 중성지방 함량도 간 조직에서와와 같이 천궁 열수추출물 급여군에서 대조군에 비해 유의하게 높은 것으로 나타났다(pO.05).그러나 천궁 열수추출물 농도에 비례해서 분변으로 배설이 증가하지는 않았다.
- 125%) 것으로 나타났다. 생리활성물질 급여 유무에 따라 지질대사에 영향은 나타났으나 농도에 따른 차이가 나타나지 않은 것은 본 실험에 사용한 생리활성 물질의 농도가 지질대사에 뚜렷한 차이를 줄 정도의 용량 차이는 아닌 것으로 사료된다.
- 천궁 열수추출물의 고지혈증 개선효과를 알아보기 위하여 Sprague Dawley계 6주령 웅성 흰쥐에게 5주 동안 고콜레스테롤 식이와 천궁 열수추 출물을 3수준(저, 중, 고)의 농도를 달리하여 급여하였다. 실험 결과, 혈청 중 총지방 함량은 천궁 열 수추출물 급여에 따라 저농도(25 ㎎/㎏)와 중등농 도(50 ㎎/㎏)군에서는 대조군과 차이를 보이지 않았으나, 고농도군(125 ㎎/㎏)에서는 유의하게 낮 게 나타났다(pO.05). 혈청 중 중성지방, 총콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 함량은 천궁 열수추출물의 농도 증가에 따라 일관성 있는 감소를 보이지는 않았으나 천궁 열수추출물 모든 급여군에서 유의적으로 감소하였다(p<0.
- 그러나 천궁 열수추출물 농도에 비례해서 분변으로 배설이 증가하지는 않았다. 이 결과는 식이 중의 지방은 정상적인 양이라도 그 속에 콜레스테롤 함량이 많은 식이에 천궁 열수추출물을 급여했을 때 고지혈증을 유발할 수 있는 콜레스테롤과 중성 지방을 혈액과 간에서는 감소시키고, 분변으로의 배설은 증가시키는 효과가 있었으나 천궁 열수추 출물의 농도에 따른 차이는 확실히 나타나지 않았다. 따라서 천궁 열수추출물의 지질대사 개선효과는 고지혈증을 예방, 치료에 효과가 있을 것으로 사료된다.
- 05). 중성지방, 총콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 함량은 천궁 열수추출물의 농도 증가에 따라 일관성 있는 감소를 보이지는 않았으나, 천 궁 열수추출물 급여군에서 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- HDL콜레스테롤 함량은 천궁 열수추출물 급여에 따라 대조군에 비해 유의적으로 낮게 나타나 고밀도콜레스테롤 저하(hypoalphalipoproteinemia) 의 가능성을 시사해 주고 있다. 천궁 열수추출물 급 여군에서 총지방이 8-22%, 중성지방이 13-25%, 총 콜레 스테롤이 6-23%, LDL-콜레 스테롤이 14-25% 감소한 것으로 나타났다. 이 결과는 고지혈증치료 제인 simvastatin의 혈액 지질대사 개선효과에 결코 뒤지지 않는 결과를 보여주고 있다.
- HDL콜레스테롤 함량은 천궁 열수추출물 급여에 따라 대조군에 비해 유의적으로 낮게 나타나 고밀도콜레스테롤 저하(hypoalphalipoproteinemia) 의 가능성을 시사해 주고 있다. 천궁 열수추출물 급 여군에서 총지방이 8-22%, 중성지방이 13-25%, 총 콜레 스테롤이 6-23%, LDL-콜레 스테롤이 14-25% 감소한 것으로 나타났다. 이 결과는 고지혈증치료 제인 simvastatin의 혈액 지질대사 개선효과에 결코 뒤지지 않는 결과를 보여주고 있다.
- 05). 혈청 중 중성지방, 총콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 함량은 천궁 열수추출물의 농도 증가에 따라 일관성 있는 감소를 보이지는 않았으나 천궁 열수추출물 모든 급여군에서 유의적으로 감소하였다(p<0.05). HDL-콜레스테롤 함량은 천궁 열수추출물 급여에 따라 대조군에 비해 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.
후속연구
- 이 결과는 식이 중의 지방은 정상적인 양이라도 그 속에 콜레스테롤 함량이 많은 식이에 천궁 열수추출물을 급여했을 때 고지혈증을 유발할 수 있는 콜레스테롤과 중성 지방을 혈액과 간에서는 감소시키고, 분변으로의 배설은 증가시키는 효과가 있었으나 천궁 열수추 출물의 농도에 따른 차이는 확실히 나타나지 않았다. 따라서 천궁 열수추출물의 지질대사 개선효과는 고지혈증을 예방, 치료에 효과가 있을 것으로 사료된다. 또한 추출 용매가 열수이고 저농도에서 도 고농도에서와 비슷한 효과가 나타나는 것으로 보아 안전한 천연 생리활성 물질로서 상용할 수 있는 가능성을 제시하고 있다.
- 따라서 천궁 열수추출물의 지질대사 개선효과는 고지혈증을 예방, 치료에 효과가 있을 것으로 사료된다. 또한 추출 용매가 열수이고 저농도에서 도 고농도에서와 비슷한 효과가 나타나는 것으로 보아 안전한 천연 생리활성 물질로서 상용할 수 있는 가능성을 제시하고 있다.
- 그러나 천궁 열수추출물 농도에 따른 효과는 볼 수 없었다. 본 연구에서 저농도의 천궁 열수추출물도 고농도의 추출물을 급여한 효과와 거의 동일하였고 혈액과 간에서의 지질저화, 분변으로의 배설증진 효과는 확인하였으나 관련된 체내 대사에 관련되는 지표는 측정되지 않아 추후 좀 더 다양한 천궁 열수추 출물의 농도, 다양한 실험기간 및 간 조직에서의 콜레스테롤 합성과 관련성이 있는 효소들의 활성을 통해 체내에서의 지질 저하효과의 정확한 기전을 규명하는 것이 앞으로 필요하다고 여겨진다.
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