[논문]제2형 당뇨 모델 db/db 마우스에서 4개월의 자화수 섭취 후 혈당, 항산화 상태 및 세포 DNA 손상 개선 효과

이혜진; 강명희

doi:10.4163/jnh.2016.49.6.401

제2형 당뇨 모델 db/db 마우스에서 4개월의 자화수 섭취 후 혈당, 항산화 상태 및 세포 DNA 손상 개선 효과
Four months of magnetized water supplementation improves glycemic control, antioxidant status, and cellualr DNA damage in db/db mice 원문보기

Journal of nutrition and health, v.49 no.6, 2016년, pp.401 - 410

이혜진 (한남대학교 대덕밸리캠퍼스 생명나노과학대학 식품영양학과) , 강명희 (한남대학교 대덕밸리캠퍼스 생명나노과학대학 식품영양학과)

초록
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자화수는 가격이 비싸지 않고 쉽게 만들 수 있으며 환경 친화적인 음용수임에도 불구하고 자화수 섭취의 건강상의 유익에 관해서는 과학적인 문헌이 매우 제한적이다. 본 연구는 유전적 소인에 의해 제2형 당뇨병이 발현되는 모델인 db/db 마우스 6주령 14마리를 당뇨군과 자화수군으로 나누어 각 7마리씩 배치하고, 이형접합체 마우스 10마리를 대조군으로 하여 총 3군으로 나누어 16주 동안 자화수를 투여하였다. 혈당 강하 효과를 보기 위해 공복혈당, 인슐린 농도, 내당능 검사, 당화 헤모글로빈을 측정 하였고, DNA 손상 감소 효과, 항산화 상태를 알아보았다. 당뇨군과 자화수군의 혈당치는 대조군에 비해 유의적으로 높았으며, 당뇨군의 혈당은 자화수 섭취 16주까지 높게 지속되었으나 자화수군의 혈당은 섭취 10주 후부터 유의적으로 감소하였다. 혈중 당화헤모글로빈 함량도 마찬가지로 대조군보다 당뇨군에서 증가하였고 자화수군에서는 유의적으로 감소하였으나 경구 당부하 검사 결과, 혈당 곡선하면적 (area under the curve, AUC)은 당뇨군과 자화수 투여군 사이에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 당뇨쥐의 DNA 손상 정도는 세 가지 지표 (DNA in tail, tail length, tail moment) 모두 자화수군이 당뇨군에 비해 유의적으로 감소하였으며 이러한 효과는 혈액과 간에서 모두 나타났다. 적혈구 항산화 효소인 SOD, GSH-Px glutathione peroxidase 활성도는 대조군, 당뇨군, 자화수군 간에 차이를 보이지 않았고, 혈장 총항산화능인 TRAP 수준도 자화수 섭취로 인한 차이를 볼 수 없었다. 결론적으로 자화수 투여가 db/db mouse를 사용한 제2형 당뇨의 혈당 강하를 포함한 glycemic control에 유리한 개선효과를 보일 뿐 아니라 혈액과 간의 DNA 손상 감소효과까지 보임을 확인하였다. 그러나 그 기전에 대해서는 확실하게 규명하지 못하였으므로 앞으로 자화 수음용 효과를 뒷받침할 더욱 깊고 다양한 기전 연구가 수행되어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: Water is magnetically charged upon contact with a magnet. Although magnetic water products have been promoted since the 1930's, they have not received wide acceptance since their effectiveness is still in question; however, some have reported their therapeutic effects on the body, especially the digestive, nervous, and urinary systems. Methods: In this study, the effect of magnetized water on glycemic control of 14 diabetic mice (CB57BK/KsJ-db/db) in comparison with 10 control mice (CB57BK/KsJ-db/+(db/+)) was investigated. Seven diabetic control (DMC) mice and seven diabetic mice + magnetized water (DM+MW) were kept for 16 weeks, followed by intraperitoneal glucose tolerance test (IPGTT). Weekly blood glucose was measured from tail veins. Blood obtained from heart puncture was used for HbA1c analysis. Results: Blood glucose level showed a significant difference starting from the $10^{th}$ week of study ($496.1{\pm}10.2mg/dl$ in DMC vs. $437.9{\pm}76.9mg/dl$ in DM+MW). Blood glucose followed by IPGTT showed no significant difference between groups at 0, 30, 60, 90, and 120 min, although glucose level at 180 min was significantly reduced in DM+MW mice. Plasma insulin level in DM+MW groups was only 39.5% of that of DMC groups ($5.97{\pm}1.69ng/ml$ in DMC vs. $2.36{\pm}0.94ng/ml$ in DM+MW). Levels of HbA1c were 12.4% and 9.7% in DMC and DM+MW groups, respectively. Conclusion: These results show the promising therapeutic effect of magnetized water in regulating blood glucose homeostasis; however, long-term supplementation or mechanistic study is necessary.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 제1형 당뇨쥐에서 자화수의 혈당 강하효과를 본 전보3에 이어 제2형 당뇨쥐에서도 자화수가 혈당 강하 효과 및 DNA 손상 감소효과를 보이는지 확인해 보기 위해 제2형 당뇨 발현 마우스 (CB57BL/KsJ-db/db)에게 자화수를 4달 동안 섭취시킨 후, 혈당, DNA 손상 및 항산화 영양상태가 어떻게 달라지는지 관찰하고자 수행되었다.

제안 방법

Gel이 굳으면 LMA 용액 75 μL로 한겹 더 덮은 후 cell lysis를 위해 미리 준비해둔 차가운 alkali lysis buffer (2.5 M NaCl, 100 mM Na2EDTA, 10 mM Tris)에 슬라이드를 담가 저온, 암실에서 1시간 동안 침지 시키어 DNA의 이중 나선 구조를 풀어주었다.
Glutathione peroxidase (GSH-Px) 측정을 위해 용혈시킨 적혈구에 glutathione, glutathione reductase, NADPH 를 첨가한 후 37^oC에서 10분간 배양한 후에 T-butylhydroperoxide를 넣어 반응시켰으며 이때 감소된 NADPH의 농도를 UV/VIS spectrophotometer로 340nm에서 90초 동안 측정함으로써 GSH-Px의 항산화 정도를 측정하였다.
84% plasma)에 들어 있는 antioxidant capacity에 비례하게 된다. Sample을 6분 동안 30^oC에서 배양한 후 UV/VIS spectrophotometer로 740 nm의 파장에서 absorbance를 측정하였다. 혈장의 TRAP 수준은 trolox의 calibration curve 를 이용하여 계산하였으며 TEAC (trolox equivalent anti- oxidant capacity, mM)로 표현하였다.
그 상층액을 여러 농도로 나누어 37oC에서 10분 간 배양 후 20 μL의 pyrogallol (1.2.3-Trihydroxybenzol) 를 첨가하여 그 농도를 UV/VIS spectrophotometer로 320nm에서 180초간 측정하였다.
당뇨쥐에 있어서 자화수의 항산화효과를 관찰하기 위해 적혈구 항산화 효소인 GSH-Px와 SOD의 활성을 살펴보았다. 모든 군간에 적혈구 내 항산화 효소 활성도에는 차이를 보이지 않았다(Table3).
대조군, 당뇨군 및 자화수 투여군으로 나누어 실험식이를 급여한 16주째에 12시간 절식시킨 후세 군의 동물을 모두 희생시켜 심장으로부터 혈액을 채취하였다. 전혈은 Comet 분석을 위해 70 μL, 당화혈색소 분석을 위해 50 μL를 각각 분주하고 나머지 혈액은 lithium-heparin 처리한 polystyrene tube에 담아 3,000 rpm에서 15분간 원심 분리하여 혈장 인슐린 및 혈장 TRAP분석을 위해 혈장을 분리하였다.
혈당은 실험식이 급여 16주째 동물을 12시간 절식 시킨 후 꼬리 정맥에서 혈액을 채혈하여 혈당계 (Accutrend GC, Roche, Germany)를 이용하여 측정하였다. 복강 내 당부하 검사를 위해 공복 혈당 수준을 initial data로 한 후 incubation tube를 사용하여 50% glucose 용액 (2 g glucose/1 kg bw) 을 복강 투여하고 30분, 60분, 90분, 120분 및 180분에 꼬리 정맥으로부터 채혈하여 정맥혈의 혈당 농도 변화를 혈계 (Accutrend GC, Roche, Germany)로 측정하였다.
실험동물의 기본 실험 식이는 AIN-93 식이를 제조하여 사용하였으며 AIN-93 실험식이의 내용은 Table1과 같다. 세 군 모두 동일한 사료를 주되, 대조군과 당뇨군은 일반 식수를 먹게 하고 자화수 투여군은 일반식수 대신에 자화수를 먹게 하였다. 본 동물실험은 한남대 동물실험윤리위원회의 심의를 통과하였다 (승인번호: HNU 2016-17).
신선한 전혈 70 μL을 채취하여 low melting agarose gel (LMA)과 normal melting agarose (NMA)를 이용하여 슬라이드를 만들었다.
실험동물의 간 조직을 일정량 취하여 10배에 해당하는 HBSS buffer (1 mg/g collagenase)를 섞고 shaking incubator (120 rpm, 37^oC)에 넣어 세포를 분리한 후 low melting agarose gel과 섞어 슬라이드에 분산시키며 이후 혈액 comet 방법과 동일한 과정으로 분석하였다.
여기에 100 μL substrate solution을 넣은 후 15분 간 shaking 하여 590 nm의 파장에서 ELISA reader (SUNRISE)를 이용하여 absorbance를 측정하였다.
임파구 DNA 손상 측정을 위한 Comet assay는 선행연구³에서와 같이 Singh의 방법²¹을 수정 보완하여 실시하였다. 신선한 전혈 70 μL을 채취하여 low melting agarose gel (LMA)과 normal melting agarose (NMA)를 이용하여 슬라이드를 만들었다.
4)으로 충분히 세척하고 건조시킨 후 ethidium bromide로 핵을 염색하여 형광현미경 (Leica, Germany)상에서 관찰하고 CCD 카메라 (Nikon, Japan)를 통해 보내진 각각의 세포핵 image는 comet image analyzing system (Kinetic Imaging, UK)이 설치된 컴퓨터 상에서 분석하였다. 임파구의 DNA 손상 및 자화수 섭취에 의한 손상억제 정도는 핵으로부터 이동한 DNA 파편의 거리인 tail length (TL), % DNA in tail (% DNA), 그리고 TL과 % DNA를 곱해준 값인 tail moment (TM) 등 3가지 분석 지표로 살펴보았으며, 각 대상자 당 2개의 슬라이드를 만들어 각각 50개씩 총 100개의 임파구에서 DNA 손상 정도를 측정하였다.
적혈구 SOD (superoxide dismutase) 활성도를 측정하기 위해 적혈구 현탁액을 증류수로 용혈시킨 후 ethanol과 chloroform을 가하고 이를 3,000U/min에서 2분간 원심 분리하였다. 그 상층액을 여러 농도로 나누어 37^oC에서 10분 간 배양 후 20 μL의 pyrogallol (1.
Lysis 가 끝난 슬라이드를 전기영동 tank에 배열하고 4^oC의 차가운 전기영동 buffer (300 mM NaOH, 10 mM Na₂EDTA, pH > 13)를 채워 unwinding시킨 후 25 V/300 ± 3 mA의 전압을 걸어 20분간 전기영동을 실시하였다. 전기영동이 끝난 후 Tris 완충용액 (pH 7.4)으로 충분히 세척하고 건조시킨 후 ethidium bromide로 핵을 염색하여 형광현미경 (Leica, Germany)상에서 관찰하고 CCD 카메라 (Nikon, Japan)를 통해 보내진 각각의 세포핵 image는 comet image analyzing system (Kinetic Imaging, UK)이 설치된 컴퓨터 상에서 분석하였다. 임파구의 DNA 손상 및 자화수 섭취에 의한 손상억제 정도는 핵으로부터 이동한 DNA 파편의 거리인 tail length (TL), % DNA in tail (% DNA), 그리고 TL과 % DNA를 곱해준 값인 tail moment (TM) 등 3가지 분석 지표로 살펴보았으며, 각 대상자 당 2개의 슬라이드를 만들어 각각 50개씩 총 100개의 임파구에서 DNA 손상 정도를 측정하였다.
전혈은 Comet 분석을 위해 70 μL, 당화혈색소 분석을 위해 50 μL를 각각 분주하고 나머지 혈액은 lithium-heparin 처리한 polystyrene tube에 담아 3,000 rpm에서 15분간 원심 분리하여 혈장 인슐린 및 혈장 TRAP분석을 위해 혈장을 분리하였다.
혈당은 실험식이 급여 16주째 동물을 12시간 절식 시킨 후 꼬리 정맥에서 혈액을 채혈하여 혈당계 (Accutrend GC, Roche, Germany)를 이용하여 측정하였다. 복강 내 당부하 검사를 위해 공복 혈당 수준을 initial data로 한 후 incubation tube를 사용하여 50% glucose 용액 (2 g glucose/1 kg bw) 을 복강 투여하고 30분, 60분, 90분, 120분 및 180분에 꼬리 정맥으로부터 채혈하여 정맥혈의 혈당 농도 변화를 혈계 (Accutrend GC, Roche, Germany)로 측정하였다.
Sample을 6분 동안 30^oC에서 배양한 후 UV/VIS spectrophotometer로 740 nm의 파장에서 absorbance를 측정하였다. 혈장의 TRAP 수준은 trolox의 calibration curve 를 이용하여 계산하였으며 TEAC (trolox equivalent anti- oxidant capacity, mM)로 표현하였다.

대상 데이터

자화수의 혈당 강하 및 DNA 손상 감소효과를 보기위한 실험동물로는 유전적 소인에 의해 제2형 당뇨병이 발현되는 모델인 db/db 마우스 (CB57BL/KsJ-db/db) 6주령 14마리를 당뇨군과 자화수군으로 각 7마리씩 나누었고, 대조군으로 이형접합체 (heterozygote) 마우스 (CB57BL/KsJ-db/+(db/+)) 10마리를 사용하여 3군으로 나누어 16주 동안 사육하였다. 실험동물은 중앙실험동물 (Central Lab. Animal Inc. Korea)에서 구입하여 온도와 습도가 자동 조 절되는 동물실험실에서 사육하였다. 실험동물은 한 마리씩 케이지에 넣어 사육하였으며 물과 사료를 마음껏 먹게 하여 1주일간 적응시킨 후 실험에 사용하였다.
실험에 사용한 자화수는 9,000~13,000 가우스의 자장을 통과한 물로서 (주)코리아크린시스템으로부터 공급받아 물 대신에 투여하였다. 실험동물의 기본 실험 식이는 AIN-93 식이를 제조하여 사용하였으며 AIN-93 실험식이의 내용은 Table1과 같다. 세 군 모두 동일한 사료를 주되, 대조군과 당뇨군은 일반 식수를 먹게 하고 자화수 투여군은 일반식수 대신에 자화수를 먹게 하였다.
실험에 사용한 자화수는 9,000~13,000 가우스의 자장을 통과한 물로서 (주)코리아크린시스템으로부터 공급받아 물 대신에 투여하였다. 실험동물의 기본 실험 식이는 AIN-93 식이를 제조하여 사용하였으며 AIN-93 실험식이의 내용은 Table1과 같다.
자화수의 혈당 강하 및 DNA 손상 감소효과를 보기위한 실험동물로는 유전적 소인에 의해 제2형 당뇨병이 발현되는 모델인 db/db 마우스 (CB57BL/KsJ-db/db) 6주령 14마리를 당뇨군과 자화수군으로 각 7마리씩 나누었고, 대조군으로 이형접합체 (heterozygote) 마우스 (CB57BL/KsJ-db/+(db/+)) 10마리를 사용하여 3군으로 나누어 16주 동안 사육하였다. 실험동물은 중앙실험동물 (Central Lab.

데이터처리

Bar with different letters are significantly differ- ent at p < 0.05 after Duncan’s multiple range test.
각 항목에 따라 백분율과 평균치 ± 표준오차 (SE)를 구하였고 각 군별로 유의성 검증을 위해서 일원분산분석 (ANOVA)를 실시한 후 사후검증 방법으로는 Duncan’s Multiple Range Test를 통해 각 군 간의 평균 차이에 대한 유의성을 검증하였다.

이론/모형

실험동물의 혈장 인슐린 수준은 전보³에서와 같이 enzyme-linked immunosorbent assay에 따라 insulin ELISA kit (Linco. Ltd)를 사용하여 측정하였다. 96 plate well에 10 μL assay buffer, 10 μL matrix solution, 혈장 10 μL을 순서대로 넣어 준 80 μL detection antibody와 혼합하여 2시간 동안 상온에서 shaking하였다.

성능/효과

^9-11 Lee 등⁹은 β-glucan 함량이 높은 유색 보리와 귀리를 이용하여 당뇨환자용 즉석죽을 제조하여streptozotocin 유발 당뇨쥐에게 섭취시킨 결과 대조군에 비해 인슐린 분비 기능이 향상되었음을 보고 하였고, 생약재와 와송 추출물의 복합조성물을 streptozotocin 유발 당뇨쥐에게 보충 시킨 결과 혈당 저하 및 지질 개선 효과가 관찰되었다.¹⁰ 제 1형 당뇨 모델쥐와 제 2형 당뇨 모델쥐에게 녹차 추출물을 보충 시킨 결과, 당뇨의 형태에 상관없이 혈당 증가 억제 효과가 나타났다.¹¹ 또한 녹차 추출물의 섭취가 제2형 당뇨 또는 대사 증후군에 있어 산화 스트레스 감소 뿐만 아니라 인슐린 민감성도 개선시키는 효과를 보였다.
또 동물실험에서 전자기장 (electromagnetic fields)은 생식 기관에서의 세포 발달 및 성장에 잠재적인 효과가 있는 것도 관찰되었다.¹⁹ 저자들의 선행연구로 실험동물의 발암물질로 자주 사용되고 있는 diethyl nitrosamine (DEN)을 사용하여 ICR mouse에게 암을 유발시킨 후 6주 이상 자화수를 투여한 결과 동물의 임파구 DNA 손상이 유의적으로 감소한 것을 관찰하였다.²⁰ 또 streptozotocin으로 유발한 제 1형 당뇨쥐 모델에 자화수를 8주 동안 투여한 결과, 혈당 강하 효과 및 세포 DNA 손상 감소 효과가 나타나는 것을 관찰하였다.
¹⁹ 저자들의 선행연구로 실험동물의 발암물질로 자주 사용되고 있는 diethyl nitrosamine (DEN)을 사용하여 ICR mouse에게 암을 유발시킨 후 6주 이상 자화수를 투여한 결과 동물의 임파구 DNA 손상이 유의적으로 감소한 것을 관찰하였다.²⁰ 또 streptozotocin으로 유발한 제 1형 당뇨쥐 모델에 자화수를 8주 동안 투여한 결과, 혈당 강하 효과 및 세포 DNA 손상 감소 효과가 나타나는 것을 관찰하였다.³ 그러나 아직까지 제2형 당뇨모델에서 자화수의 혈당 강하효과를 본 연구는 보고된 바 없다.
본 연구실에서 수행한 선행연구에서 발암 물질의 일종인 diethyl nitrosamine (DEN)을 투여한 ICR mouse에게 일정기간 동안 자화수를 투여하였을 때 DNA 손상 정도가 유의적으로 감소하였고,²⁰ streptozotocin으로 유발한 제1형 당뇨쥐 모델에 자화수를 8주 동안 투여하였을 때 임파구의 DNA 손상 감소효과가 나타났다.³ 제2형 당뇨 모델인 db/db mouse를 사용한 본 연구에서도 역시 16주 동안의 자화수 투여후에 세포의 DNA 손상 감소 효과가 확연히 나타났다. 이로써 장기간의 자화수 투여는 제 1형 뿐 아니라 제2형 당뇨에 있어서도 glycemic control 뿐 아니라 당뇨로 인해 혹은 다른 원인으로 인해 손상된 혈액과 간 세포의 DNA를 회복시키는 효과도 있는 것으로 보인다.
동물의 간에서 DNA 손상 정도를 본 결과도 혈액 DNA 손상 정도와 같은 경향을 보였다. DNA 손상정도를 DNA in tail, tail length, tail moment의 3가지 지표로 보았을 때, 제2형 당뇨쥐인 db/db mouse에서 높아진 DNA 손상 정도가 자화수 투여로 인해 48%, 26%, 61% 유의적으로 감소되는 것으로 나타났다 (Fig. 6).
5에 제시하였다. DNA손상의 세 가지 지표인 DNA in tail, tail length, tail moment로 보았을 때 대조군에 비해 당뇨군의 DNA 손상이 유의적으로 높았으며 자화수 투여군에서는 DNA in tail에서 46.7%, tail length 로 보았을 때 24.0%, 그리고 tail moment로 보았을 때 60.1%가 감소함을 보였다. 이로써 16주간의 자화수 섭취 시 db/db mouse에서 높아진 혈액 임파구 DNA 손상이 자화수 투여로 인해 효과적으로 낮아짐을 알 수 있었다 (Fig.
대조군 (3.94 ± 2.67 ng/ml)에 비해 당뇨군 (5.97 ± 1.69 ng/ml)의 혈장 인슐린 수준이 높은 경향을 보였으며, 당뇨군에 비해 자화수 투여군 (2.36 ± 0.93 ng/ml)에서 유의적인 감소하는 것으로 나 타났다.
실험동물의 체중변화, 식이섭취량 및 수분 섭취량을 관찰한 결과는 Table 2와 같다. 대조군 (CON)에 비해 당뇨군 (DMC)과 자화수 투여군 (DM+MW)의 체중변화와 식이 섭취량에는 차이가 없었으나, 수분섭취의 경우 혈당이 떨어지는 시점에 맞추어 대조군에 비해 당뇨군이 높았으나, 자화수 투여군에서는 당뇨군에 비해 유의적으로 낮아짐을 보였다.
2에 나타냈다. 대조군에서 포도당 투여 30분 후에 혈당이 증가하였고 60분 후에는 감소하기 시작하여 90분, 120분, 180분에도 감소한 수준을 유지하는 패턴을 보인 데 비해 당뇨군에서는 포도당 투여 30분 후에 증가한 혈당이 포도당 투여 180분 후까지 감소하지 않고 지속되었다. 이에 비해 자화수 투여군은 포도당 투여 30분 후에 증가한 혈당이 60분에 최고를 보인 후, 120분부터 조금씩 감소하는 경향을 보이다가 180분 후에 유의적으로 감소하였다.
1과 같다. 대조군은 실험기간인 16주 동안 혈당의 변화가 거의 없었으며, 당뇨군의 경우에는 높은 혈당을 유지하였다. 자화수를 투여하였을 경우, 투여 10주부터 당뇨군 (496.
모든 군간에 적혈구 내 항산화 효소 활성도에는 차이를 보이지 않았다(Table3). 또 당뇨쥐 혈장 내 총항산화능(TRAP)을 살펴본 결과, 당뇨군과 자화수 투여군과의 유의적인 차이는 보이지 않았다 (Table 3).
또한 자화수군의 수분섭취량도 혈당이 강하되는 9주 ~10주 사이부터 당뇨군에 비해 감소하였는데 이러한 효과는 아마도 혈당이 개선되면서 당뇨로 인해 증가하였던 수분 섭취가 감소하였기 때문인 것으로 보인다. 본 연구실의 선행연구에서 자화수의 투여가 streptozotocin으로 유발한 제1형 당뇨쥐에서 혈당강하 효과가 있는 것이 확인된 것에 이어,³ 이번에 제2형 당뇨 모델을 사용한 본 연구에서도 역시 자화수를 16주 투여하였을 때, 혈당 강하 등 glycemic control이 개선되는 효과가 나타났다. 당뇨 환자에 있어 혈당 조절은 가장 기본적이며 매우 중요한 의미를 갖는다.
본 연구에서 당뇨로 인해 손상된 db/db mouse의 세포 DNA 손상이 자화수 투여로 회복되는지를 comet assay로 알아본 결과, 혈액과 간 모두 DNA 손상의 세 가지 지표로 본 DNA 손상이 자화수 투여 후에 유의적으로 감소되는 효과가 나타났다. 본 연구실에서 수행한 선행연구에서 발암 물질의 일종인 diethyl nitrosamine (DEN)을 투여한 ICR mouse에게 일정기간 동안 자화수를 투여하였을 때 DNA 손상 정도가 유의적으로 감소하였고,²⁰ streptozotocin으로 유발한 제1형 당뇨쥐 모델에 자화수를 8주 동안 투여하였을 때 임파구의 DNA 손상 감소효과가 나타났다.
이로 인해 합병증이 유발되며 이는 당뇨병에 있어 매우 중요한 의미를 갖는 지표로 사용된다. 본 연구에서 일정 기간 동안의 자화수 투여가 제2 형 당뇨모델 동물의 당화 헤모글로빈을 유의적으로 감소시킨 것으로 보아 장기간의 자화수음용은 당화 혈색소 농도를 감소시켜 혈당 조절에 효과적인 역할을 하는 것으로 보인다.
본 연구에서 제2형 당뇨 모델 동물에게 16주 동안 자화수를 투여한 결과, 당뇨대조군에 비해 자화수 투여군의 혈당 강하 효과가 뚜렷하게 나타났으며 혈장 인슐린 및 당화 혈색소 지표에서도 자화수 투여의 효과가 뚜렷하게 나타났다. 또한 자화수군의 수분섭취량도 혈당이 강하되는 9주 ~10주 사이부터 당뇨군에 비해 감소하였는데 이러한 효과는 아마도 혈당이 개선되면서 당뇨로 인해 증가하였던 수분 섭취가 감소하였기 때문인 것으로 보인다.
1%가 감소함을 보였다. 이로써 16주간의 자화수 섭취 시 db/db mouse에서 높아진 혈액 임파구 DNA 손상이 자화수 투여로 인해 효과적으로 낮아짐을 알 수 있었다 (Fig. 5).
이상으로 자화수 투여가 db/db mouse를 사용한 제2형 당뇨의 혈당 강하를 포함한 glycemic control에 유리한 개선 효과를 보일 뿐 아니라 혈액과 간의 DNA 손상 감소 효과까지 보임을 확인하였다. 그 동안의 이러한 여러 연구에도 불구하고, 자화수의 의료분야에의 응용은 아직도 결론을 내기 어려운 상황이다.
자화수를 투여하였을 경우, 투여 10주부터 당뇨군 (496.1 ± 10.2 mg/dL)에 비해 자화수 투여군 (437.9 ± 76.9 mg/dL)의 혈당이 유의적으로 감소하였으며, 이러한 감소효과는 실험이 끝나는 주인 16주까지 지속되었으며 감소효과는 시간이 경과할수록 더 크게 나타났다 (Fig. 1).
장기간의 혈당 수준을 나타내는 지표인 혈액 당화헤모 글로빈 함량을 비교해 본 결과, 5.8%를 보인 대조군에 비해 당뇨군의 경우 12.8%로 약 2.2배 증가하였으나 자화수 투여군에서는 10.4%로 당뇨군에 비해 유의적으로 감소하여 자화수투여가 당뇨군의 당화헤모글로빈 생성을 감소시키는 것을 확인할 수 있었다 (Fig. 4).

후속연구

그 동안의 이러한 여러 연구에도 불구하고, 자화수의 의료분야에의 응용은 아직도 결론을 내기 어려운 상황이다.^38,39 그러나 그 기전에 대해서는 확실하게 규명하지 못하였으므로 앞으로 자화수음용 효과를 뒷받침할 더욱 깊고 다양한 기전 연구가 수행되어야 할 것이다.
본 연구에서 자화수 섭취시킨 당뇨쥐를 대상으로 DNA 손상도를 측정하였고 몇 가지 항산화 효소 활성도를 측정하기는 하였으나 당뇨에 있어서 혈당저하의 작용기전을 뒷받침할 실험적인 관찰이나 nitric oxide 등 더 다양한 산화 스트레스 지표를 측정하지 못한 점은 본 연구의 제한점이라고 할 수 있다. 앞으로 당뇨의 혈당강하 기전과 관련된 좀 더 다양한 산화 스트레스 관련 지표들을 광범위하게 측정하는 연구가 지속적으로 진행되어야 할 것이다.
본 연구에서 자화수 섭취시킨 당뇨쥐를 대상으로 DNA 손상도를 측정하였고 몇 가지 항산화 효소 활성도를 측정하기는 하였으나 당뇨에 있어서 혈당저하의 작용기전을 뒷받침할 실험적인 관찰이나 nitric oxide 등 더 다양한 산화 스트레스 지표를 측정하지 못한 점은 본 연구의 제한점이라고 할 수 있다. 앞으로 당뇨의 혈당강하 기전과 관련된 좀 더 다양한 산화 스트레스 관련 지표들을 광범위하게 측정하는 연구가 지속적으로 진행되어야 할 것이다.
³⁷ 따라서 본 연구에서 자화수 섭취로 인한 DNA 손상 감소 효과는 동물의 산화 스트레스 감소에 따른 것으로 여겨진다. 자화수 투여로 DNA 손상이 감소되는 효과가 항산화 효소 활성과 관련이 있을 것으로 생각되었으나 본 연구에서 항산화 효소인 적혈구 SOD와 glutathione peroxidase (GSH- Px) 활성이 자화수 섭취 후 유의적으로 개선되지 않았으므로 DNA 손상 감소효과와 효소 활성도와의 관련성에 대한 부분은 앞으로 더 깊이 있게 연구가 되어야 할 것이다. 실제로 체내 존재하는 수많은 효소들은 대사에 있어 서로 영향을 미치기 때문에 어느 효소의 작용에 의한 것인지 그 기전을 명확하게 알아보는 것은 쉽지 않으며 본 연구에서 항산화 효소 외에 다른 효소들의 활성을 분석하지 않아 DNA 손상 감소효과의 정확한 기전은 규명하기 어려웠다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	당뇨병이 인체에 미치는 영향은 무엇인가?	당뇨병에 걸리면 체내 산화 스트레스 증가로 인해 reactive oxygen species 형성이 증가하며 이로 인해 세포 DNA에 손상을 일으켜 거의 모든 조직에 영향을 주어 다양한 합병증을 유발시킨다. Streptozotocin으로 유발 시킨 당뇨 쥐의 경우 정상 쥐에 비해 DNA 손상 정도가 유의적으로 높은 것이 확인되었으며,3,4 Mozaffari 등5은 뇨의 8-OHdG로 본 DNA 손상도가 정상쥐에 비해 제2형 당뇨쥐에서 유의적으로 높음을 보고하였다.
	항산화 물질들을 투여하는 영양 중재 연구가 활발히 진행중인 이유는?	Streptozotocin으로 유발 시킨 당뇨 쥐의 경우 정상 쥐에 비해 DNA 손상 정도가 유의적으로 높은 것이 확인되었으며,3,4 Mozaffari 등5은 뇨의 8-OHdG로 본 DNA 손상도가 정상쥐에 비해 제2형 당뇨쥐에서 유의적으로 높음을 보고하였다. 이처럼 당뇨병은 산화 스트레스로 인한 세포 손상을 일으키기 때문에 항산화 방어 체계를 완화 시키게 되면 동맥경화나 심혈관질환 등 합병증으로 진전될 위험을 줄일 수 있다. 이에 따라 당뇨병에 걸린 환자나 동물모델을 대상으로 항산화 물질들을 투여하는 영양 중재 연구가 활발하게 진행되고 있으며 항산화제 투여로 인해 체내 항산화 상태가 호전되는 효과가 있음이 보고되고 있다.
	당뇨병으로 인한 동맥경화나 심혈관질환 등 합병증으로 진전될 위험을 줄일수 있는 방법은 무엇인가?	Streptozotocin으로 유발 시킨 당뇨 쥐의 경우 정상 쥐에 비해 DNA 손상 정도가 유의적으로 높은 것이 확인되었으며,3,4 Mozaffari 등5은 뇨의 8-OHdG로 본 DNA 손상도가 정상쥐에 비해 제2형 당뇨쥐에서 유의적으로 높음을 보고하였다. 이처럼 당뇨병은 산화 스트레스로 인한 세포 손상을 일으키기 때문에 항산화 방어 체계를 완화 시키게 되면 동맥경화나 심혈관질환 등 합병증으로 진전될 위험을 줄일 수 있다. 이에 따라 당뇨병에 걸린 환자나 동물모델을 대상으로 항산화 물질들을 투여하는 영양 중재 연구가 활발하게 진행되고 있으며 항산화제 투여로 인해 체내 항산화 상태가 호전되는 효과가 있음이 보고되고 있다.

참고문헌 (39)

Korean Diabetes Association; Korean Diabetes Research Foundation. Diabetes fact sheet in Korea 2016. Seoul: Korean Diabetes Association; 2016.
Dandona P, Thusu K, Cook S, Snyder B, Makowski J, Armstrong D, Nicotera T. Oxidative damage to DNA in diabetes mellitus. Lancet 1996; 347(8999): 444-445.

상세보기
Lee HJ, Kang MH. Effect of the magnetized water supplementation on blood glucose, lymphocyte DNA damage, antioxidant status, and lipid profiles in STZ-induced rats. Nutr Res Pract 2013; 7(1): 34-42.

원문보기 상세보기
Park JH, Sung KS, Kim SS, Shim GS, Han CK. Effects of puffed and fermented red ginseng on blood glucose-related biomarkers in streptozotocin-induced diabetic rats. J Korean Soc Food Sci Nutr 2012; 41(5): 630-637.

원문보기 상세보기
Mozaffari MS, Baban B, Abdelsayed R, Liu JY, Wimborne H, Rodriguez N, Abebe W. Renal and glycemic effects of high-dose chromium picolinate in db/db mice: assessment of DNA damage. J Nutr Biochem 2012; 23(8): 977-985.

상세보기
Shirpoor A, Ansari MH, Salami S, Pakdel FG, Rasmi Y. Effect of vitamin E on oxidative stress status in small intestine of diabetic rat. World J Gastroenterol 2007; 13(32): 4340-4344.

상세보기
Mitri J, Dawson-Hughes B, Hu FB, Pittas AG. Effects of vitamin D and calcium supplementation on pancreatic ${\beta}$ cell function, insulin sensitivity, and glycemia in adults at high risk of diabetes: the calcium and vitamin D for diabetes mellitus (CaDDM) randomized controlled trial. Am J Clin Nutr 2011; 94(2): 486-494.

상세보기
Roussel AM, Kerkeni A, Zouari N, Mahjoub S, Matheau JM, Anderson RA. Antioxidant effects of zinc supplementation in Tunisians with type 2 diabetes mellitus. J Am Coll Nutr 2003; 22(4): 316-321.

상세보기
Lee CH, Kim J, Kwon J, Youn Y, Kim YS. Instant gruel from colored barley and oats for improving diabetic conditions. J Korean Soc Food Sci Nutr 2013; 42(6): 885-891.

원문보기 상세보기
Lee SJ, Shin JH, Ju JC, Kang SK, Sung NJ. Hypoglycemic and hypolipidemic effects of orostachys japonicus with medicinal herbs in streptozotocin-induced diabetic rats. J Korean Soc Food Sci Nutr 2013; 42(4): 587-594.

원문보기 상세보기
Lee BR, Koh KO, Park PS. Antihyperglycemic effects of green tea extract on alloxan-induced diabetic and OLETF rats. Korean Soc Food Sci Nutr 2007; 36(6): 696-702.

원문보기 상세보기
Hininger-Favier I, Benaraba R, Coves S, Anderson RA, Roussel AM. Green tea extract decreases oxidative stress and improves insulin sensitivity in an animal model of insulin resistance, the fructose-fed rat. J Am Coll Nutr 2009; 28(4): 355-361.

상세보기
Coey JM, Cass S. Magnetic water treatment. J Magn Magn Mater 2000; 209: 71-74.

상세보기
Johnson KE, Sanders JJ, Gellin RG, Palesch YY. The effectiveness of a magnetized water oral irrigator (Hydro Floss) on plaque, calculus and gingival health. J Clin Periodontol 1998; 25(4): 316-321.

상세보기
Ma YL, Ren H, Ren S, Zhen EK, Hao G, Zhao YW. A study of the effect of magnetized water on enzyme activities by potentiometric enzyme electrode method. J Tongji Med Univ 1992; 12(4): 193-196.

상세보기
Zhang YS, Wu HW. Effect of magnetic water on urinary calculi-- an experimental and clinical study. Z Urol Nephrol 1987; 80(9): 517-523.
Zhang YS, Wu HW. Effect of magnetized water on urinary calculi: an experimental and clinical study. Acta Acad Med Wuhan 1984; 4(1): 31-37.
Hafizi L, Gholizadeh M, Karimi M, Hosseini G, Mostafavi- Toroghi H, Haddadi M, Rezaiean A, Ebrahimi M, Emami Meibodi N. Effects of magnetized water on ovary, pre-implantation stage endometrial and fallopian tube epithelial cells in mice. Iran J Reprod Med 2014; 12(4): 243-248.
Iorio R, Delle Monache S, Bennato F, Di Bartolomeo C, Scrimaglio R, Cinque B, Colonna RC. Involvement of mitochondrial activity in mediating ELF-EMF stimulatory effect on human sperm motility. Bioelectromagnetics 2011; 32(1): 15-27.

상세보기
Lee HJ, Jo HR, Jeon EJ, Kang MH. Effect of the Magnetized water supplementation on lymphocyte DNA damage in mice treated with diethylnitrosamine. Korean J Nutr 2010; 43(6): 570-577.

원문보기 상세보기
Singh NP, McCoy MT, Tice RR, Schneider EL. A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells. Exp Cell Res 1988; 175(1): 184-191.

상세보기
Pitozzi V, Giovannelli L, Bardini G, Rotella CM, Dolara P. Oxidative DNA damage in peripheral blood cells in type 2 diabetes mellitus: higher vulnerability of polymorphonuclear leukocytes. Mutat Res 2003; 529(1-2): 129-133.

상세보기
Dincer Y, Akcay T, Alademir Z, Ilkova H. Assessment of DNA base oxidation and glutathione level in patients with type 2 diabetes. Mutat Res 2002; 505(1-2): 75-81.

상세보기
Xu YB, Sun SY. Effect of stable weak magnetic field on Cr(VI) bio-removal in anaerobic SBR system. Biodegradation 2008; 19(3): 455-462.

상세보기
Gonet B. Influence of constant magnetic fields on certain physiochemical properties of water. Bioelectromagnetics 1985; 6(2): 169-175.

상세보기
Liboff AR, Cherng S, Jenrow KA, Bull A. Calmodulin-dependent cyclic nucleotide phosphodiesterase activity is altered by 20 microT magnetostatic fields. Bioelectromagnetics 2003; 24(1): 32-38.

상세보기
Kim MJ, Jung KH, Uhm YK, Leem KH, Kim HK. Preservative effect of electrolyzed reduced water on pancreatic beta-cell mass in diabetic db/db mice. Biol Pharm Bull 2007; 30(2): 234-236.

상세보기
Lazalde-Ramos BP, Zamora-Perez AL, Sosa-Macias M, Guerrero- Velazquez C, Zuniga-Gonzalez GM. DNA and oxidative damages decrease after ingestion of folic acid in patients with type 2 diabetes. Arch Med Res 2012; 43(6): 476-481.

상세보기
Lodovici M, Giovannelli L, Pitozzi V, Bigagli E, Bardini G, Rotella CM. Oxidative DNA damage and plasma antioxidant capacity in type 2 diabetic patients with good and poor glycaemic control. Mutat Res 2008; 638(1-2): 98-102.

상세보기
Agarwal A, Aponte-Mellado A, Premkumar BJ, Shaman A, Gupta S. The effects of oxidative stress on female reproduction: a review. Reprod Biol Endocrinol 2012; 10(1): 49-79.

상세보기
Naher ZU, Ali M, Biswas SK, Mollah FH, Fatima P, Hossain MM, Arslan MI. Effect of oxidative stress in male infertility. Mymensingh Med J 2013; 22(1): 136-142.

상세보기
Sueda M, Katsuki A, Nonomura M, Kobayashi R, Tanimoto Y. Effects of high magnetic field on water surface phenomena. J Phys Chem C Nanomater Interfaces 2007; 111(39): 14389-14393.

상세보기
Cho YI, Lee SH. Reduction in the surface tension of water due to physical water treatment for fouling control in heat exchangers. Int Commun Heat Mass Transf 2005; 32(1-2): 1-9.

상세보기
Nakagawa J, Hirota N, Kitazawa K, Shoda M. Magnetic field enhancement of water vaporization. J Appl Phys 1999; 86(5): 2923-2925.

상세보기
Wang D, Cheng X, Yan X. Effect of magnetized liquor on free radical metabolism in the heart of mice. Chin J Med Phys 2002; 19(4): 243-244.
Raymond-Whish S, Mayer LP, O'Neal T, Martinez A, Sellers MA, Christian PJ, Marion SL, Begay C, Propper CR, Hoyer PB, Dyer CA. Drinking water with uranium below the U.S. EPA water standard causes estrogen receptor-dependent responses in female mice. Environ Health Perspect 2007; 115(12): 1711-1716.

상세보기
Shah D, Nagarajan N. Luteal insufficiency in first trimester. Indian J Endocrinol Metab 2013; 17(1): 44-49.

상세보기
Lu J, Mao Y, Yang Y, Wang Y, Shi Y, Zhou O. Influence of magnetized water on the experimental hyperlipemia and atherosclerosis in rabbits. Shanghai Lab Anim Sci 2000; 20: 45-51.
Hafizi L, Sazgarnia A, Mousavifar N, Karimi M, Ghorbani S, Kazemi MR, Emami Meibodi N, Hosseini G, Mostafavi Toroghi H. The effect of extremely low frequency pulsed electromagnetic field on in vitro fertilization success rate in NMRI mice. Cell J 2014; 15(4): 310-315.

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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