구척 에탄올 추출물이 Streptozotocin 유발 당뇨 흰쥐에 대한 항당뇨 및 항산화 작용에 미치는 효과 Antidiabetic and Antioxidative Effects of Cibotium barometz in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats원문보기
This study was done to investigate the antidiabetic and antioxidant effects of Cibotium barometz in Streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. Diabetes was induced by intravenous injection of STZ at a dose 45mg/kg.b.w. dissolved in citrate buffer(pH4.5). The ethanol extract of Cibotium barometz was...
This study was done to investigate the antidiabetic and antioxidant effects of Cibotium barometz in Streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. Diabetes was induced by intravenous injection of STZ at a dose 45mg/kg.b.w. dissolved in citrate buffer(pH4.5). The ethanol extract of Cibotium barometz was orally administrated once a day for 7 days. The contents of serum glucose, triglyceride(TG) and total cholesterol were significantly decreased(p<0.05) in Cibotium barometz treated group compared to the those of STZ-control group, The content of glutathione(GSH) and activity of gluthathione-s-transferase(GST) were significantly increased (P<0.05) in Cibotium barometz treated group compared to the those of STZ-control group. and activityes of catalase(CAT) and glutathione peroxidae(GSH-Px) were signiicantly decreased (P<0.05) in Cibotium barometz treated group compared to the those of STZ-control group. Also the content of hepatic glycogen and activities of glucose-phosphate dehydrogenase(G-6-PDH)and glucokinase(GK) were significamtly increased(p<0.05), but activity of glucose-6-phosphatase (G-6-Pase) was significamtly decreased (p<0.05) in Cibotium barometz treated group compared to the those of STZ-control group. These results indicated that ethanol extract of Cibotium barometz would have antidiabetic and antioxidant effects in STZ-induced diabetic rats.
This study was done to investigate the antidiabetic and antioxidant effects of Cibotium barometz in Streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. Diabetes was induced by intravenous injection of STZ at a dose 45mg/kg.b.w. dissolved in citrate buffer(pH4.5). The ethanol extract of Cibotium barometz was orally administrated once a day for 7 days. The contents of serum glucose, triglyceride(TG) and total cholesterol were significantly decreased(p<0.05) in Cibotium barometz treated group compared to the those of STZ-control group, The content of glutathione(GSH) and activity of gluthathione-s-transferase(GST) were significantly increased (P<0.05) in Cibotium barometz treated group compared to the those of STZ-control group. and activityes of catalase(CAT) and glutathione peroxidae(GSH-Px) were signiicantly decreased (P<0.05) in Cibotium barometz treated group compared to the those of STZ-control group. Also the content of hepatic glycogen and activities of glucose-phosphate dehydrogenase(G-6-PDH)and glucokinase(GK) were significamtly increased(p<0.05), but activity of glucose-6-phosphatase (G-6-Pase) was significamtly decreased (p<0.05) in Cibotium barometz treated group compared to the those of STZ-control group. These results indicated that ethanol extract of Cibotium barometz would have antidiabetic and antioxidant effects in STZ-induced diabetic rats.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
당뇨 유발시 고혈당으로 인한 superoxide anion(·O2), hydroxyl radical(·OH), peroxy radical(ROO·), alkoxyl radical(RO·)등의 활성산 소종들(reactive oxygen species, ROS)이 생성된다. 이들 활성산소종들은 체내에서 끊임 없이 생성되어 유해 세균의 살균작용이나 노화된 단백질의 제거등에 이용되지만 과량으로 만들어진 이들 활성산소종 들이 소거 되지 않으면 일시적 혹은 영구적으로 생체조직에 손상을 주어 최근에 많은 문제가 되고 있는 동맥경화증(atherosclerosis), 암(cancer), 류마티스성 관절엽(rheumatoid arthritis), 염증(inflammation)등을 일으키는 원인이 보고되고 있다[8.9] 한편, 생체내에는 이러한 활성산소종들의 항상성 유지를 위해 superoxide dismutase(SOD), glutathione-s-transferase(GST), Catalase(CAT) gluthathione peroxidase(GSH-Px), 및 glutathine(GSH)등과 같은 내인성제거제[10]등에 의해 과잉 생산된 활성산소종 들에 의한 조직손상을 방어한다는 보고에 따라 본 연구에서는 당뇨 유발에 다른 구척 에탄올 추출물의 항당뇨, 항산화작용을 실험한 결과 유효한 결과를 얻었기에 보고 하고자 한다.
제안 방법
9%saline을 꼬리 정맥에 주사를 하였다. STZ 주사 48시간 후에 눈의 정맥으로 부터 혈액을 채취하여 3000rpm/20분 원심분리하여 혈당 수준이 300mg/㎗ 이상인 것을 당뇨 유발 흰쥐로 간주하였다. 정상군(normal), 당뇨 유발 대조군(STZ-control), 당뇨유발 실험군(STZ-sample)의 4그릅으로 나누고 그룹당 7마리씩 나누어 정상군과 당뇨 유발 대조군에는 0.
Streptozotocin(STZ)으로 유발된 당뇨 흰쥐에게 구척 에탄올 추출물을 1,000mg/kg(b.w) 용량으로 1일 1회 7일간 경구 투여 후 항당뇨 및 항산화 작용 에 미치는 효과는 다음과 같았다.
w.씩 1일 1회 7일간 경구 투여 하였다.
STZ 주사 48시간 후에 눈의 정맥으로 부터 혈액을 채취하여 3000rpm/20분 원심분리하여 혈당 수준이 300mg/㎗ 이상인 것을 당뇨 유발 흰쥐로 간주하였다. 정상군(normal), 당뇨 유발 대조군(STZ-control), 당뇨유발 실험군(STZ-sample)의 4그릅으로 나누고 그룹당 7마리씩 나누어 정상군과 당뇨 유발 대조군에는 0.5% CMC 용액만을, 실험군은 구척 에탄올 추출물을 1,000㎎/㎏ body weight(b.w) 용량으로 0.5% CMC 용액에 현탁시켜 10㎖/kgb.w.씩 1일 1회 7일간 경구 투여 하였다.
체중 215±15 g 내외의 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 1주일간 적응시킨 후 3군으로 나누어 하룻밤 동안 절식시킨 후 당뇨 유발군은 streptozotocin(STZ)을 45mg/kg,b.w 용량으로 0.01M citric acid buffer(pH 4.5)에 녹여 2㎖/㎏,b.w.의 용량으로, 정상군은 0.9%saline을 꼬리 정맥에 주사를 하였다.
대상 데이터
기기는 Rotary vaccum evaporator (Eyela Co., Japan), Deep freezer (Hannil Co., Korea), Centrifuge (Hannil Co., Korea), UV spectrometer (Kontron 927, Italy), Homogenizer (Omni, U.S.A.), Ultracentrifuge (Sorval, U.S.A.) 등을 사용하였다.
본 실험에 사용한 구척은 경동시장에서 구입(베트남산) 하였으며 시약은 streptozotocin (STZ), sodium azide, glutathione, glutathione reductase, NADPH, cumene hydroperoxide, 1-chloro-2,4-dinitro-benzen (CDNB), 5,5‘- dithiobis 2-nitrobenzoic acid (DTNB), xanthine, xanthine oxidase, cytochrome C, sodium deoxylcholate, 1,1,3,3,-tetraethoxypropane, thiobarbituric acid, amyloglucosidase, glucose-6-phosphate, glucose-6-phosphate dehydrogenase, cacodylate, ascorbic acid, glycylglycine, tris-HCl, NAD, ATP, bovine serum albumin (Sigma Co., U.S.A.)을 사용하였으며, glucose, total cholesterol, HDL-cholesterol, triglyceride (TG) kit는 영동제약의 것을 사용하였고, 나머지 기타 시약은 특급시약을 구입하여 사용하였다.
데이터처리
모든 실험 결과는 평균치와 ± 표준 오차로 계산하였고, 각 군간의 차이는 Student,s t-test를 실시하여 p값이 5% 미만일 때 유의성이 있다고 판정하였다.
이론/모형
혈청중의 glucose, TG, total cholesterol, HDL-cholesterol 함량과 측정, 간 조직의 cytosol 분획중의 GST, SOD, CAT 활성의 효소원 조제를 위한 시료의 전처리와 간조직중의 glycogen 함량과 당대사를 위한 G-6-pase, G-6-PDH, GK 측정은 Kim[11,12]과 같은 방법으로 측정하였다.
성능/효과
1. 증가된 glucose 함량이 구척 추출물 1,000mg/kg,b.w. 투여군에서 당뇨대조군과 비교하여 유의성 있는 감소(p<0.05)를 나타내었다.
2. 당뇨 유발로 인하여 증가된 TG, 총 콜레스테롤함량은 추출물 투여에 의하여 유의적인 감소(p<0.05)를 나타내었다.
3. MDA는 추출물 투여에 의한 감소를, GSH은 유의성 있는 증가(p<0.05)를 나타내었다.
5. 당뇨유발로 인해 감소된 glycogen함량, G-6-PDH과 GK 등의 활성도는 추출물 투여로 각각 유의적인 증가(p<0.05)를 나타내었다.
CAT는 체내에서 지방의 자동산화, 유기물의 산화 또는 지방분해에 의해 생성된 H2O2를 분해하기 위한 것이라는 보고[26]에 따라 본 실험 결 과 당뇨대조군에서 CAT 활성도가 유의적으로 (p<0.05),증가한 것으로 사료된다.
GK는 당대사 항상성 유지에 관여하고 insulin에 의해 조절되며, 특히 당뇨병에 있어서 GK 활성 감소가 특징적으로 나타나며, 활성 감소시 당대사 이용율을 저하시킨다[41] 본 실험 결과 추출물을 투여한 군에서 유의성 있는 증가(p<0.05)를 나타내었다.
GSH-px는 H2O2를 제거하면서 환원형 GSH을 산화형 GSH으로 전환시키는 효소[25]로써 본 실험 결과 정상군과 비교하여 당뇨대조군에서 유의적인 증가(p<0.05)를 나타내었으나 추출물 투여군에서 유의적인 감소(p<0.05)를 나타내었다.
특히, glutathione은 세포내의 reactive oxygen species 제거, H2O2와 과산화지질등의 독성 물질을 전이, 분해하며 이물질의 포합 형성 반응등에 쓰이며 또한 단백질이나 DNA의 합성, 아미노기의 이동, 효소 활성의 조절등 체내의 중요한 반응에 관여하는 물질[18,19]이다. 따라서 본 실험 결과 추출물이 STZ 투여로 생성된 free radical 등의 제거로 glutathione의 소모를 덜어주어 그 함량이 증가된 결과로 사료된다.
이상의 실험을 통하여 구척 에탄올 추출물이 STZ로 유발된 흰쥐의 항당뇨 및 항산작용을 갖는 유효성분을 함유하고 있음을 알 수 있었다.
정상군과 비교하여 당뇨대조군에서 유의적인 감소(p<0.05)를 나타내었다.
정상군이 107.63±9.36 mg/㎗에 비해 당뇨 대조군은 519.03±5127 mg/㎗으로 유의적인 증가(p<0.05)를 나타내었으나 구척 추출물 1,000mg/kg 을 투여한 군에서는 286.52±56.09mg/㎗로 당뇨 대조군과 비교하여 유의적인 감소(p<0.05)를 나타내었다.
추출물 투여군이 당뇨대조군과 비교하여 유의적인 증가(p<0.05)를 나타내었다.
추출물 투여에 의해 TG와 Total cholesterol 함량은 각 각 83.02±11.13mg/dl와 78.04±12.98mg/dl로 유의성 있는 감소(p<0.05)를 나타내었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
구척은 무엇인가?
식품의 기능성이라는 과제가 대두되면서 특히 식물성 물질에 포함되어 있는 미량 성분의 phytochemical 물질이 여러 가지 질병을 억제하는 것으로써 활발한 연구가 이루어지고 있다[2-4]. 본 실험에 사용한 구척은 고사리과에 속하는 금모구척의 뿌리 줄기를 말린 것으로 그 성분으로는 무수물100g 중 멘토산4.13%, 단백질20.
Lipid peroxide 반응은 무엇인가?
Lipid peroxide 반응은 유리기들에 의해 세포막 지질의 불포화지방산들이 산화적 분해를 일으키는 것으로, lipid peroxide의 지표가 되는 MDA 함량은 Table 3 와 같다. 정상군과 비교하여 당뇨대조군에서 증가를 나타내었다.
lipid peroxide의 지표인 MDA 함량이 건강한 흰쥐보다 당뇨 유발 흰쥐에서 더 높은 이유를 본 연구에서는 무엇이라 추측하였는가?
정상군과 비교하여 당뇨대조군에서 증가를 나타내었다. 이는 당뇨 유발시 oxygen free radical 의 생성과 산화적 스트레스가 증가하여 조직내의 과산화 지질이 증가된 결과 간 조직에서 함량이 증가된 결과로 사료된다. 추출물 투여시 감소를 나타내었으나 유의성은 없었다.
참고문헌 (44)
Ministry of Health and Welfare, Korea Centers for Disease Control and Prevention, Korea Health Statistics(2013).
M.S. Akash, K. Rehman, S. Chen, Role of inflammatory mechanisms in pathogenesis of type 2 diabetes mellitus. J. cell biochem. 11493,525(2013).
S.P Wolff, Z.Y. Jiang, J.V.Hunt, Protein glycation and oxidative stress in diabetes mellitus and aging. Free Radic. Biol. Med. 10, 339(1991).
O.K. Kim. Antidiabetic and Antioxidative effects of Lylii fructus in streptozotocin induced diabetic rats. J. Oil Chemist,s Soc. 25.73(2008).
X.H. Zhang, S.K. Choi, J.S. Seo. Effect of dietary grape pomace on lipid oxidation and related enzyme avtivities in rats fed high fat diet. J. Nutr. 42950, 534(2009).
H.S. Abdillahi, F. Finniaj, J. Vanstaden. Anti-inflammatory, Antioxidant, Antityrosinase and phenolic contents of four podocarpus used in traditional medicine in south Africa. J. Ethnopharmacol. 136, 496(2011).
Z. Haox, X. Wuz, Y. Zang, Y.B. Yan, Q. He. Antiosteoporesis activity of cibotium barometz extract on ovariectomy-inducde bonless in rats J. Ethnopharmacol. 137. 3. 1083(2011).
K. J. park, S. E. Hong, M. S. Do and C. K. Hyun, stimulation of insulin secretion by silk fibroin hydrolysate in streptozotocin induced diabetic rats and db/db mice. Kor. J. Pharmcogn. 33, 21(2002).
Y. Osida, L. Li, M. K Sunoki, K. Yamanouchi, B. L. Johansson, J. Wahren and Y.Sato, rat C-peptide I and II stimulate glucose utilization in STZ induced diabetic rats. Diabetologia 42 958(1999).
M. Latha and L. Pari, Modulatory effect of Scoparia dulcis in oxidative stress-induced lipid peroxidation in streptozotocin diabetic rats. J. Med. Food. 6(4): 379(2003).
S.Y. Cho, J.Y. Park, E.M. Park, M.S. Choi and M.K. Lee, Alternation of Hepatic Antioxidant Enzyme Activities and Lipid Profile in Streptozotocin Induced Diabetic Rats by Supplementation of Andelion Water Extract. Clin Chim Acta., 317, 109(2002).
I. Frielovich, The Biology of Oxygen Radicals. the Superoxide Radical as an Agent of Oxygen Toxicity : Superoxide Dismutase Provides an Important Defense. Science, 20''1, 875 (1978).
Y. Levy, H. Za : atsberg, A. Ben-Amotz, Y. Kanter, M. Aviram, Diatary Supplementation of a Natural Isomer Mixture of Beta-Carotone Inhibits Oxidation of LDL Derived from Patients with Diabetes Mellitus. Ann. Nutr. Metab., 44, 54 (2000).
M. Kinalsaki, A. Sledziewski, B. Telejko, W. Zarzycki, I. Kinalska, Lipid Peroxidation and Scavenging Enzyme Activity in Streptozotocin-Induced Diabetes Acta. Diabetol., 37, 179 (2000).
M.A. Bang, Y.J. Cho and H.A. Kim, Effect of Indongcho on Glucose and Lipid Metabolism and Antioxidative Enzyme System in Streptozotocin Induced Diabetic Rats. Korean J. Dietary Culture., 17, 377 (2002).
C. Agius, and A.S. Gidari, Effect of Streptozotocin on the Glutathione S-transferases of Mouce Liver Cytosol. Biochem Pharmacol., 34, 811 (1985).
M. Latha, and L. Pari, Modulatory Effect of Scoparia dulcis in Oxidative Stress-Induced Lipid Peroxidation in Streptozotocin Diabetic Rats. J. Med. Food, 6, 379 (2003).
B.A. Shibib, L.A. Khan and R. Rahman, Hypoglycaemic Activity of Coccinia india and Morordica charantia in Diabetic Rats : Depression of the Hepatic Gluconeogenic Enzymes Glucose-6-phosphataseand Fructose-1,6-bis phosphatase and Elevation of Both Liver and Red Cell Shunt Enzyme Glucose-6-phosphate dehydrogenase. Biochem. J., 15, 267 (1993).
I.S. Lee, S.O. Lee and I.Z. Lee, Effects of Tissue Cultured Ginseng on Blood Glucose and Lipids in Streptozotocin Induced Diabetic Rats. Korean J. Food Sci. Technol., 35, 280 (2003).
R. Kakkar, J. Kalra,, S.V. Mantha and K. Prasod, Lipid Peroxidation and Activity of Antioxidant Enzymes in Diabetic Rats. Molecular and Celluar Biochemistry. 151, 113 (1995).
O.K. Kim, S.Y. Park, and K.H. Cho, Effect of Commelina commumis extract on blood glucose level and changes in enzymatic activity in alloxan diabetic rats. Kor. J. Pharmacogn., 22, 225 (1991).
Y.E. Chung, S.W, Kim, J.Y. Lim., E.S. Kim and J. Y. Park (1999) Effect of decreased plasma glucose free fatty acids by an antilipolytic agent on plasma glucose level and liver glycogen conyent in streptozotocin induced diabetic rats. The Korean diabetic society. 23(1):46(1999).
N.P. Peter. K.H.T. Benny. H.T. Chee. The metabolism of hypoglycemic action of the semi-purified fractions of Averrhoa bilimbi in streptozotocin-diabetic rats.Life Sciences. 70: 535(2001).
S.J. Lim, H.K. Han. J.H. Ko, Effects of edible and medicinal plants on blood glucose, glycogen and protein levels in streptozotocin induced diabetic rats. The Korean Nutrition Society. 36(1): 981(2003).
V. Vats, S.P. Yadav, J.K Grover, Ethanolic extract of Ocimum sanctum leaves partially attenuates streptozotocin-induced alterations in glycogen content and carbohydrate metabolism in rats. Jounal of ethnopharmacology. 90: 155(2004).
R. Ghosh, B. Mukherjee, M.A. Chattejee, Novel effect of selenium on streptozotocin induced diabetic mice. Diabetes Res. 25: 165(1994).
M.A. Bang, Y.J. Cho , H.A. Kim, Effect of Indongcho on glucose and lipid metabolism and antioxidative enzyme system in streptozotocin induced diabetic rats. Korean J. Dietary Culture. 17(40): 377(2002).
S.Y. Cho., J.Y. Park, E.M. Park, M.S. Choi, M.K. Lee, S.M. Jeon, M.K. Jang, M.J. Kim, Y.B. Park Alternation of hepatic antioxidant enzyme activities and lipid profile in streptozotocin induced diabetic rats by supplementation of dandelion water extract. Clin. Chim. Acta. 317: 109(2002).
Y.Y. Kim, H.J. Kang, S.K. Ko, S.H. Chung, Sopungsungi-won(SP) prevents the onset of hyperglycemia and hyperlipidemia in Zucker diabetic fatty rats. Arch Pharm Res. 25(6):923(2002).
B.A. Shibib, L.A. Khan, R. Rahman, Hypoglycaemic activity of Coccinia india and Morordica charantia in diabetic rats : depression of the hepatic gluconeogenic enzymes glucose-6-phosphatase and fructose-1,6-bisphosphatase and elevation of both liver and red cell shunt enzyme glucose-6-phosphate dehydrogenase. Biochem. J. 15(292): 267(1993).
G. Mithieux, H. Vidal, C. Zitoun, N. Bruni, N. Daniele, C. Minassian, Glucose-6-phosphatase m-RNA and activity are increased to the same extent in kidney and liver of diabetic rats. Diabetes 45(7): 891(1996).
Z. Liu, E.J. Barrett, A.C. Dalkin, A.D. Zwart, J.Y. Chou, Effect of acute diabetes on the rat hepatic glucose-6-phosphatase activity and its messenger RNA level. Biochem. Biophy. Res. Commun. 38: 680(1994).
O.K. Kim, S.Y. Park and K.H. Cho, Effect of Commelina commumis extract on blood glucose level and changes in enzymatic activity in alloxan diabetic rats. Kor. J. Pharmacogn. 22(4): 225(1991).
S.Y. Park and K.H. Cho, Effets of Commelina commumis L. on blood glucose level in alloxan induced diabetic rats and the biochemical propertics of glucose-6-phosphate dehydrogenase from the rats liver. Kor. J. Pharmacogn. 22(4): 225(1994).
M.J. Kim, S.Y. Cho, M.K. Lee and K. H. Shin, Effects of Aralia elata water extract on activities of hepatic oxygen free radical generating and scavenging of hepatic oxygen streptozotocin induced diabetic rats. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 33(4): 653(2004).
S.Y. Kim, H.I. Kim, T.H. Kim, S.S. Im, S.K. Park, I.K. Lee, K.S. Kim and Y.H. Ahn SREBP-1c mediates the insulin dependent hepatic glucokinase expression. J. Bio. Chem. 279(29): 30823(2004).
J.K Grovwe, V. Vats and S.S. Rathi. Antihyperglycemic effect of Eugenia jambolana and Tinospora cordifolia in experimental diabetes and their effects on key metabolic enzymes involved in carbohydrate metabolism. Journal of Ethnopharmacology. 73: 461(2000).
M. Vessal, M. Hemmati, and M. Vasei, Antidiabetic effects of quercetin in streptozotocin induced diabetic rats. Comp. Biochem Physiol. Toxicol Pharmacol. 135(3): 357(2003).
M.Z. Xu, A.Z. Zang, X.R. Li, W. Xu, and L.W. Shen, (2003) Hypoglycemic effects of sodium metavanadate in diabetic mice and its effect on glucose phosphorylation. Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi 37(3): 174(2003).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.