흑미 호분층 추출물의 급여가 난소절제 흰쥐의 체내 지방, 혈중 지질 및 관련 호르몬 수준에 미치는 영향 Supplementary Effects of Black Rice (Oryza sativa L.) Aleurone Layer Extract on Body Fat, Serum Lipid, and Serum Hormone Levels in Ovariectomized Rats원문보기
본 연구는 흑미(Oryza sativa L.) 호분층 추출물이 난소절제 흰쥐의 체내 지질 및 관련 호르몬 수준에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 흰쥐를 Sham군(S), 난소절제 control군(OVX), 난소절제 이소플라본 10 mg/kg 투여군(IF), 난소절제 흑미 30 및 90mg/kg 투여군(BRE-30, BRE-90)으로 나누어 12주 동안 고지방식이(45% calories from fat)를 급여하였을 때, 체중 증가량, 체지방무게 및 비만지수는 OVX군에서 증가하였으나, 이소플라본 및 BRE 투여에 의해 유의하게 감소되었다. 혈중 중성지방은 BRE-90군이 OVX군에 비해 유의적으로 낮았고, 혈청 adiponectin 수준은 BRE군에서 OVX군에 비하여 유의하게 증가하였으며, leptin 수준은 대조군인 OVX군에 비하여 유의적으로 감소하였다. 간 중 총지질과 중성지방 및 콜레스테롤은 유의적이지는 않았으나 BRE 투여군에서 OVX군보다 감소하는 경향을 보였다. 따라서, 흑미 호분층은 난소절제 흰쥐에서 지질 대사를 조절함으로써 비만 및 여성의 폐경기 관련 질병을 예방하는 식품이 될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 흑미(Oryza sativa L.) 호분층 추출물이 난소절제 흰쥐의 체내 지질 및 관련 호르몬 수준에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 흰쥐를 Sham군(S), 난소절제 control군(OVX), 난소절제 이소플라본 10 mg/kg 투여군(IF), 난소절제 흑미 30 및 90mg/kg 투여군(BRE-30, BRE-90)으로 나누어 12주 동안 고지방식이(45% calories from fat)를 급여하였을 때, 체중 증가량, 체지방무게 및 비만지수는 OVX군에서 증가하였으나, 이소플라본 및 BRE 투여에 의해 유의하게 감소되었다. 혈중 중성지방은 BRE-90군이 OVX군에 비해 유의적으로 낮았고, 혈청 adiponectin 수준은 BRE군에서 OVX군에 비하여 유의하게 증가하였으며, leptin 수준은 대조군인 OVX군에 비하여 유의적으로 감소하였다. 간 중 총지질과 중성지방 및 콜레스테롤은 유의적이지는 않았으나 BRE 투여군에서 OVX군보다 감소하는 경향을 보였다. 따라서, 흑미 호분층은 난소절제 흰쥐에서 지질 대사를 조절함으로써 비만 및 여성의 폐경기 관련 질병을 예방하는 식품이 될 수 있을 것으로 기대된다.
This study was conducted to evaluate suppressive effects of black rice aleurone layer extract (BRE) on body fat, serum lipid, and hormone levels in ovariectomized rats. The rats were divided into five groups (n=8/group): sham operated group (S); ovariectomized control group (OVX); ovariectomized gro...
This study was conducted to evaluate suppressive effects of black rice aleurone layer extract (BRE) on body fat, serum lipid, and hormone levels in ovariectomized rats. The rats were divided into five groups (n=8/group): sham operated group (S); ovariectomized control group (OVX); ovariectomized group treated with isoflavone 10 mg/kg B.W. (IF); ovariectomized group treated with BRE 30 or 90mg/kg B.W. (BRE-30 or -90). High fat diet (45% calories from fat) was fed to all rats for 12 weeks. Body weight gain, body fat weight, and adiposity index increased in the OVX group, but they significantly decreased in IF or BRE supplementation. Serum triacylglycerol and leptin levels decreased in BRE groups while serum adiponectin level significantly increased compared to that of the OVX group. Hepatic total lipid, triglyceride, and cholesterol levels increased in the OVX group, but they decreased in BRE supplementation (p>0.05). These data suggest that black rice aleurone layer may be a useful food source to decrease obesity and its related diseases by modulating lipid metabolism in estrogen-deficiency model.
This study was conducted to evaluate suppressive effects of black rice aleurone layer extract (BRE) on body fat, serum lipid, and hormone levels in ovariectomized rats. The rats were divided into five groups (n=8/group): sham operated group (S); ovariectomized control group (OVX); ovariectomized group treated with isoflavone 10 mg/kg B.W. (IF); ovariectomized group treated with BRE 30 or 90mg/kg B.W. (BRE-30 or -90). High fat diet (45% calories from fat) was fed to all rats for 12 weeks. Body weight gain, body fat weight, and adiposity index increased in the OVX group, but they significantly decreased in IF or BRE supplementation. Serum triacylglycerol and leptin levels decreased in BRE groups while serum adiponectin level significantly increased compared to that of the OVX group. Hepatic total lipid, triglyceride, and cholesterol levels increased in the OVX group, but they decreased in BRE supplementation (p>0.05). These data suggest that black rice aleurone layer may be a useful food source to decrease obesity and its related diseases by modulating lipid metabolism in estrogen-deficiency model.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 지질 대사에 효과가 있는 것으로 알려진 흑미로부터 채취한 호분층이 폐경기 여성의 동물모델인 난소절제 흰쥐에서 체중, 체지방 함량 및 관련 호르몬 수준에 미치는 영향을 평가하였다.
본 연구에서는 난소절제 흰쥐에 고지방식이와 BRE를 12주간 공급한 후, 체중 증가량, 지방조직 무게, 혈중 지질 및 관련 호르몬, 간 중 지질 함량에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, BRE의 투여는 고지방식이 및 난소절제에 의한 체중 증가량과 체지방 함량, 혈중 중성지방 및 렙틴 농도를 감소시켰고, 혈중 아디포넥틴 수준을 증가시켰으며, 간 중 총지질과 중성지방의 농도를 감소시켰다.
제안 방법
5주령의 Sprague Dalwley 계 암컷 흰쥐를 sham 또는 난소절제 수술하고(Central Lab. Inc., Seoul, Korea), 3주 후 난소절제 수술군을 네 군으로 나눈 후에, 식이중 지방함량이 45%를 차지하는 고지방식이(Research Dyets, New Brunswick, NJ)를 제공하였다. 모든 실험군은 PBS 및 처리 물질을 12주간 경구투여 받았는데, Sham 및 Control 대조군 (OVX)은 PBS, 흑미 호분층 추출물(black rice aleurone layer extract: BRE)-30 및 –90 실험군은 선행연구를 참고하여[7], BRE를 30 mg 또는 90mg/체중 kg, 양성대조군인 IF군은 대두 아이소플라본(aglycone)을 10mg/체중 kg 수준에서 공급받았다.
PBS, IF 및 BRE를 12 주간 투여하고, 15 시간 절식 후 흰쥐를 CO2로 마취시키고 심장에서 혈액을 채취하였다. 혈액은 3,000rpm에서 20분간 원심분리하여 혈장을 분리하였고, 혈액 채취 후 간과 지방을 채취하여 무게를 측정하고 액체질소로 급속 냉동하였다.
, Tokyo, Japan)로 여과 후 건조시켜 무게를 재어 정량하였다. 간의 중성 지방과 총 콜레스테롤 농도는 위에서 추출한총 지방을 0.5% triton x-100을 넣은 ethanol로 녹여 혈중 지질과 같은 방법으로 효소 kit(Asanpharm, Korea)를 이용하여 측정하였다.
내장지방 조직의 일부를 10% 포르말린용액에 고정하여, H&E 염색 슬라이드를 제작하였고, 이미지는 Olympus AX 70 카메라로 촬영하였다.
모든 실험군은 PBS 및 처리 물질을 12주간 경구투여 받았는데, Sham 및 Control 대조군 (OVX)은 PBS, 흑미 호분층 추출물(black rice aleurone layer extract: BRE)-30 및 –90 실험군은 선행연구를 참고하여[7], BRE를 30 mg 또는 90mg/체중 kg, 양성대조군인 IF군은 대두 아이소플라본(aglycone)을 10mg/체중 kg 수준에서 공급받았다.
서로 다른 고배율(×400)로 세 시야에서 제일 큰 지방세포 세 개의 장축의 길이를 구하여 평균을 구하였다.
실험동물의 신장주변 지방, 내장지방, 총 지방 함량 및 체지방 지수를 [그림 2]와 [그림 3]에 제시하였다. 그림과 같이 신장주변의 지방 함량은 OVX군에서 증가하였으나 BRE 군에서 유의하게 감소하였고, 내장지방 함량도 OVX군에서 Sham군에 비해 유의적으로 증가했으나, IF 및 BRE 투여에 의해 유의적으로 감소하였다[그림 2].
실험식이와 흑미 호분층 추출물을 12주간 공급한 후의 체중 증가량은 [그림 1]에 제시하였다. 실험을 시작하는 시점에서의 초기 체중 및 실험기간 동안의 식이섭취량은 모든 실험군 사이에 유의한 차이가 없었다(제시하지 않음).
혈중 총 콜레스테롤과 중성지질은 효소 kit(ASAN Diagnostics, Korea)를 이용하여 혈장에서 측정하였고, 혈중 렙틴과 아디포넥틴은 Rat용 kit(R&D system, Minneapolis, MN)를 이용하여 분석하였다.
흰쥐는 개별 사육되었고 온도 23±1℃, 상대습도 65±5%, 12 시간의 lighting cycle로 조절되었으며, 물과 실험식이는 자유급식 하였다.
대상 데이터
흑미(Oryza sativa L.)의 호분층을 분쇄하여 10배의 50% 에탄올로 30～35℃에서 48시간 동안 추출하였다. 추출물을 여과지로 거른 후에 농축하고, 동결건조하여 실험에 사용하였다.
데이터처리
a-c; Values with different superscripts in the same column are significantly different (p<0.05) among groups by Duncan's multiple range test.
연구 결과는 SAS 프로그램(package version 9.2, Korea)을 이용하여 각 실험군마다 평균과 표준오차로 표시하였고, IF 및 BRE 공급에 따른 영향은 ANOVA로 분석한 후, p<0.05 수준에서 군 간의 차이를 Duncan’s multiple range test로 검증하였다.
이론/모형
간의 총 지질은 Bligh 등(1959)의 방법으로 측정하였다[13]. 간 0.
성능/효과
그러나 최종 체중과 초기 체중에 의해 계산된 체중 증가량은 OVX 군이 Sham 군에 비해 유의적으로 증가하였고, BRE과 IF의 보충은 난소절제된 실험동물의 체중 증가량을 감소시켰으며 특히 BRE 보충군은 유의적인 차이를 보였다. 간 조직의 무게는 유의한 수준은 아니었으나 BRE군에서 OVX 및 IF군보다 낮은 경향을 보였다(제시하지 않음). 따라서, BRE는 12주간의 고지방실험식이 및 난소절제로 인한 체중 증가를 효과적으로 억제할 수 있는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 난소절제 흰쥐에 고지방식이와 BRE를 12주간 공급한 후, 체중 증가량, 지방조직 무게, 혈중 지질 및 관련 호르몬, 간 중 지질 함량에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, BRE의 투여는 고지방식이 및 난소절제에 의한 체중 증가량과 체지방 함량, 혈중 중성지방 및 렙틴 농도를 감소시켰고, 혈중 아디포넥틴 수준을 증가시켰으며, 간 중 총지질과 중성지방의 농도를 감소시켰다. 따라서, 폐경기 여성의 동물모델인 난소절제 흰쥐에서 흑미의 호분층 추출물은 양성대조군으로 사용된 아이소플라본과 같거나 부분적으로 보다 우수한 수준에서 체내 지질 함량을 감소시키는 효과가 있는 것으로 나타났으며, 비만 및 관련된 질병을 개선시키는데 효과가 있을 것으로 기대된다.
실험을 시작하는 시점에서의 초기 체중 및 실험기간 동안의 식이섭취량은 모든 실험군 사이에 유의한 차이가 없었다(제시하지 않음). 그러나 최종 체중과 초기 체중에 의해 계산된 체중 증가량은 OVX 군이 Sham 군에 비해 유의적으로 증가하였고, BRE과 IF의 보충은 난소절제된 실험동물의 체중 증가량을 감소시켰으며 특히 BRE 보충군은 유의적인 차이를 보였다. 간 조직의 무게는 유의한 수준은 아니었으나 BRE군에서 OVX 및 IF군보다 낮은 경향을 보였다(제시하지 않음).
실험동물의 혈중 중성지방과 총 콜레스테롤 농도를 그림4에 제시하였다. 그림과 같이 IF 및 BRE-90의 보충은 혈중 중성지방 농도를 유의적으로 감소시켰고, 유의한 수준은 아니었으나 BRE 보충군에서 혈중 총 콜레스테롤 농도가 감소하는 경향을 보였다. 박 등 (2012)은 난소절제군에서 sham군에 비해 혈중 중성지방과 총 콜레스테롤 농도가 증가되었다고 보고하였고[14], 조 등 (2008)은 고지방 콜레스테롤 첨가식이에서 흑미 미강 색소 배아젤리가 혈중 총 콜레스테롤 함량을 유의적으로 감소시킨다고 보고하였는데[15], 본 연구에서도 C3G 및 P3G가 풍부한 BRE가 혈중 지질 수준에 영향을 줄 수 있는 것으로 보인다[7].
실험동물의 신장주변 지방, 내장지방, 총 지방 함량 및 체지방 지수를 [그림 2]와 [그림 3]에 제시하였다. 그림과 같이 신장주변의 지방 함량은 OVX군에서 증가하였으나 BRE 군에서 유의하게 감소하였고, 내장지방 함량도 OVX군에서 Sham군에 비해 유의적으로 증가했으나, IF 및 BRE 투여에 의해 유의적으로 감소하였다[그림 2].
간 조직의 무게는 유의한 수준은 아니었으나 BRE군에서 OVX 및 IF군보다 낮은 경향을 보였다(제시하지 않음). 따라서, BRE는 12주간의 고지방실험식이 및 난소절제로 인한 체중 증가를 효과적으로 억제할 수 있는 것으로 나타났다.
비만 모델에서는 렙틴에 대한 감수성이 감소하고 이를 보상하기 위해 혈중 렙틴 농도가 증가하며, 혈중 leptin 농도는 체지방 정도를 반영하는 지표로 알려져 있다[16]. 따라서, 난소절제 모델에서 에스트로겐 결핍은 체중과 체지방 함량 외에도 혈중 지질수준과 관련 호르몬 농도에 영향을 주나, 흑미 추출물은 이러한 변화를 조절하는 효과를 보여주었다. 최근 Pandey 등(2015)은 당뇨가 있는 비만 대상자에서 고렙틴혈증이 지질 및 단백질 산화물의 증가, 항산화 효소활성의 감소와 같은 산화 스트레스와 유의한 상관성이 있으며, 심혈관 합병증에 관여하는 것으로 보고하였다[17].
그 결과, BRE의 투여는 고지방식이 및 난소절제에 의한 체중 증가량과 체지방 함량, 혈중 중성지방 및 렙틴 농도를 감소시켰고, 혈중 아디포넥틴 수준을 증가시켰으며, 간 중 총지질과 중성지방의 농도를 감소시켰다. 따라서, 폐경기 여성의 동물모델인 난소절제 흰쥐에서 흑미의 호분층 추출물은 양성대조군으로 사용된 아이소플라본과 같거나 부분적으로 보다 우수한 수준에서 체내 지질 함량을 감소시키는 효과가 있는 것으로 나타났으며, 비만 및 관련된 질병을 개선시키는데 효과가 있을 것으로 기대된다.
아디포넥틴과 렙틴은 지방세포로부터 분비되는 호르몬으로 식품 섭취와 에너지 항상성을 조절한다[14]. 보통 비만인에서 아디포넥틴의 수준이 정상인보다 낮은 것으로 보고되고 있으나, 본 연구에서 혈중 아디포넥틴의 농도가 OVX 군에서 Sham 군에 비해 증가하였고, 이것은 난소절제된 실험동물에서 증가된 체지방 상태를 보상하기 위해 나타난 증상으로 보이며, BRE 군에서 OVX 군보다 유의하게 높게 나타났다[그림 5]. 또한 혈중 렙틴 농도는 OVX 군에서 Sham 군에 비해 유의적으로 증가하였으나, IF군과 BRE 군에서는 유의적으로 감소하였다[그림 5].
실험동물의 간 총지질, 중성지방 및 총콜레스테롤 함량은 [그림 6]에 제시하였다. 실험동물의 간 총지질과 중성지방은 Sham군에 비해 OVX군 모두에서 유의적으로 증가하였다. 총지질은 OVX군에 비해 IF군과 흑미 보충군에서 6-10% 감소하였고, 특히 중성지방은 20-22% 감소함을 나타내었다.
실험동물의 지방조직에서 지방세포 크기를 [그림 7]에 제시하였다. 지방 조직에서 지방세포 크기를 측정한 결과, IF군 및 BRE 군에서 낮은 경향을 보였으나 모든 실험군 사이에 유의성을 보이지는 않았다.
총 지방도 신장주변 및 복부지방 함량과 같은 경향을 보였고, 체중에 대한 총 지방 함량의 비율(%)인 체지방 지수도 난소절제술에 의해 유의적으로 증가하였으나, IF 및 BRE의 보충은 체지방 지수의 증가를 유의적으로 감소시켰다[그림 3]. 이것은 흑미 호분층에 다량 존재하는 cyanidin-3-O-glucoside(C3G) 및 peonidin-3-Oglucoside (P3G)에 의한 영향으로 해석된다[7].
실험동물의 간 총지질과 중성지방은 Sham군에 비해 OVX군 모두에서 유의적으로 증가하였다. 총지질은 OVX군에 비해 IF군과 흑미 보충군에서 6-10% 감소하였고, 특히 중성지방은 20-22% 감소함을 나타내었다. 간의 총콜레스테롤은 혈중 총콜레스테롤과 마찬가지로 실험군 간에 차이를 보이지 않았는데, 이는 김 등(2010)이 보고한 고지방 식이와 함께 생마늘, 홍마늘 및 흑마늘 분말을 먹인 비만 흰쥐의 혈청 및 간의 총콜레스테롤 결과와 유사함을 나타내었다[19].
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
다른 특수미와 비교했을 때 흑미가 뛰어났던 점은?
흑미는 독특한 향미와 각종 무기질 및 비타민 이외에 감마 오리자놀(γ-oryzanol), 폴리페놀, 안토시아닌(anthocyanin) 등 각종 기능성성분이 생리활성에 관여한다고 보고되었다[1][2]. 흑미는 다른 특수미에 비해 총 항산화력, 환원력, 지질과산화 억제능 등이 우수하고[3], 고지방식이를 섭취한 C57BL/6 J mice 에서 지방산의 베타 산화를 증가시킴으로 간 조직의 지질 축적을 효과적으로 억제하였다[4].
흑미에 포함된 성분에는 무엇이 있는가?
)의 다양한 생리활성이 알려지면서 흑미에 대한 관심이 높아지고 있고, 우리나라에서도 재배량이 늘어나고 있는 실정이다. 흑미는 독특한 향미와 각종 무기질 및 비타민 이외에 감마 오리자놀(γ-oryzanol), 폴리페놀, 안토시아닌(anthocyanin) 등 각종 기능성성분이 생리활성에 관여한다고 보고되었다[1][2]. 흑미는 다른 특수미에 비해 총 항산화력, 환원력, 지질과산화 억제능 등이 우수하고[3], 고지방식이를 섭취한 C57BL/6 J mice 에서 지방산의 베타 산화를 증가시킴으로 간 조직의 지질 축적을 효과적으로 억제하였다[4].
난소절제 흰쥐에서 흑미의 호분층 추출물은 어떤 효과를 보였는가?
본 연구에서는 난소절제 흰쥐에 고지방식이와 BRE를 12주간 공급한 후, 체중 증가량, 지방조직 무게, 혈중 지질 및 관련 호르몬, 간 중 지질 함량에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, BRE의 투여는 고지방식이 및 난소절제에 의한 체중 증가량과 체지방 함량, 혈중 중성지방 및 렙틴 농도를 감소시켰고, 혈중 아디포넥틴 수준을 증가시켰으며, 간 중 총지질과 중성지방의 농도를 감소시켰다. 따라서, 폐경기 여성의 동물모델인 난소절제 흰쥐에서 흑미의 호분층 추출물은 양성대조군으로 사용된 아이소플라본과 같거나 부분적으로 보다 우수한 수준에서 체내 지질 함량을 감소시키는 효과가 있는 것으로 나타났으며, 비만 및 관련된 질병을 개선시키는데 효과가 있을 것으로 기대된다.
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