누에나방(Bombyx mori L.) 번데기 분말 섭취가 마우스의 저항성운동 훈련 후 근육량 증가에 미치는 영향 Increased Muscle Mass after Resistance Exercise Training and Ingestion of Silkworm Pupae Powder (Bombyx mori L.) in ICR Mice원문보기
식용곤충은 대체 식량자원으로 관심이 증가되고 있다. 본 연구의 목적은 누에나방 번데기 분말 섭취 유무에 따른 저항성운동 훈련(등장성 수축)이 ICR 마우스의 근육량 증가에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 ICR 마우스 28마리를 대조군(CON), 저항성운동 훈련군(EX), 누에나방 번데기 분말 섭취군(SP), 누에나방 번데기분말 섭취 저항성운동 훈련군(SPEX)으로 그룹 당 각각 7마리씩 분류하였다. 체중증가율은 EX와 SPEX가 CON과 SP에 비해 유의하게 억제되었다. 혈중 총 단백질 농도는 SPEX가 다른 그룹에 비하여 가장 높았다. 알부민 농도 변화는 운동훈련 병행 시에만 증가하였다. 혈액 GOT와 GPT 수준은 유의차가 없었다. Akt와 Gsk-$3{\beta}$의 단백질 발현의 유의차는 없었다. 그러나 번데기 분말 섭취 시 Akt 증가 및 Gsk-$3{\beta}$의 감소 경향이 나타났다. 비복근 근육 양은 저항성 운동 훈련을 하였을 때만 증가하였다. 그리고 또한, 번데기 분말 섭취 시 근육량은 유의차가 없었으나 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 저항성 운동훈련과 누에나방 번데기 분말 섭취는 간독성을 유발하지 않고 근육량을 증가시킬 수 있다는 점을 시사한다. 그러나 보다 상세한 결과를 제시하기 위해 부가적인 연구가 필요할 것이다.
식용곤충은 대체 식량자원으로 관심이 증가되고 있다. 본 연구의 목적은 누에나방 번데기 분말 섭취 유무에 따른 저항성운동 훈련(등장성 수축)이 ICR 마우스의 근육량 증가에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 ICR 마우스 28마리를 대조군(CON), 저항성운동 훈련군(EX), 누에나방 번데기 분말 섭취군(SP), 누에나방 번데기분말 섭취 저항성운동 훈련군(SPEX)으로 그룹 당 각각 7마리씩 분류하였다. 체중증가율은 EX와 SPEX가 CON과 SP에 비해 유의하게 억제되었다. 혈중 총 단백질 농도는 SPEX가 다른 그룹에 비하여 가장 높았다. 알부민 농도 변화는 운동훈련 병행 시에만 증가하였다. 혈액 GOT와 GPT 수준은 유의차가 없었다. Akt와 Gsk-$3{\beta}$의 단백질 발현의 유의차는 없었다. 그러나 번데기 분말 섭취 시 Akt 증가 및 Gsk-$3{\beta}$의 감소 경향이 나타났다. 비복근 근육 양은 저항성 운동 훈련을 하였을 때만 증가하였다. 그리고 또한, 번데기 분말 섭취 시 근육량은 유의차가 없었으나 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 저항성 운동훈련과 누에나방 번데기 분말 섭취는 간독성을 유발하지 않고 근육량을 증가시킬 수 있다는 점을 시사한다. 그러나 보다 상세한 결과를 제시하기 위해 부가적인 연구가 필요할 것이다.
Edible insects are an interesting alternative global food resource. The purpose of this study was to investigate whether ingestion of silkworm (Bombyx mori) pupae powder with and without resistance exercise training (isometric contraction training) increased muscle mass in ICR mice. To achieve this,...
Edible insects are an interesting alternative global food resource. The purpose of this study was to investigate whether ingestion of silkworm (Bombyx mori) pupae powder with and without resistance exercise training (isometric contraction training) increased muscle mass in ICR mice. To achieve this, 28 ICR mice were grouped into control (CON), resistance exercise training (EX), silkworm pupae powder ingested control (SP), and silkworm powder ingestion with resistance exercise training (SPEX) groups. The change in body weight ratio was significantly decreased in the EX and SPEX groups compared to the CON and SP groups. Total blood protein levels were the highest in SPEX mice compared to those in other groups. The albumin concentration increased only in the EX group. Blood GOT and GPT levels were not significantly affected. Changes in Akt and Gsk-$3{\beta}$ protein expression were not significant but there was a tendency for Akt to increase and for Gsk-$3{\beta}$ to increase following the ingestion of the powder. The size of the gastrocnemius muscle increased significantly in response to resistance exercise training only. Furthermore, the ingestion of silkworm pupae powder tended to increase muscle mass without significance. These results suggested that the ingestion of silkworm pupae powder with resistance exercise training might enhance muscle mass without hepatotoxicity. However, future study may be needed to obtained detailed results and practical suggestions.
Edible insects are an interesting alternative global food resource. The purpose of this study was to investigate whether ingestion of silkworm (Bombyx mori) pupae powder with and without resistance exercise training (isometric contraction training) increased muscle mass in ICR mice. To achieve this, 28 ICR mice were grouped into control (CON), resistance exercise training (EX), silkworm pupae powder ingested control (SP), and silkworm powder ingestion with resistance exercise training (SPEX) groups. The change in body weight ratio was significantly decreased in the EX and SPEX groups compared to the CON and SP groups. Total blood protein levels were the highest in SPEX mice compared to those in other groups. The albumin concentration increased only in the EX group. Blood GOT and GPT levels were not significantly affected. Changes in Akt and Gsk-$3{\beta}$ protein expression were not significant but there was a tendency for Akt to increase and for Gsk-$3{\beta}$ to increase following the ingestion of the powder. The size of the gastrocnemius muscle increased significantly in response to resistance exercise training only. Furthermore, the ingestion of silkworm pupae powder tended to increase muscle mass without significance. These results suggested that the ingestion of silkworm pupae powder with resistance exercise training might enhance muscle mass without hepatotoxicity. However, future study may be needed to obtained detailed results and practical suggestions.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 미래의 식량 자원으로서 식용 곤충이 주목 받고 있는 가운데 약용이나 가축 사료용으로 영양 및 비용면에서 효과적으로 사용되고 있고, 새로운 바이오 의약 소재로도 많은 연구를 하고 있음에도 불구하고, 단백질로 구성되어 있는 보충제의 대체 공급원으로 건강 증진을 위한 연구는 부족하다는 점에 착안하여 연구를 수행하였다. 이를 통하여, 번데기 섭취와 저항성 운동 병행 시 근육 합성에 미치는 영향을 알아봄으로써 단백질 보충제의 대체 식품이나 건강 기능성식품으로서의 효능을 검증하고 국내산 번데기의 운동 보조물로 활용 가능한 영양학적 가치를 입증하여 대체 단백질 급원으로서의 자료를 제공함으로써 그 활용도를 증가시키는데 기여하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 미래의 식량 자원으로서 식용 곤충이 주목 받고 있는 가운데 약용이나 가축 사료용으로 영양 및 비용면에서 효과적으로 사용되고 있고, 새로운 바이오 의약 소재로도 많은 연구를 하고 있음에도 불구하고, 단백질로 구성되어 있는 보충제의 대체 공급원으로 건강 증진을 위한 연구는 부족하다는 점에 착안하여 연구를 수행하였다. 이를 통하여, 번데기 섭취와 저항성 운동 병행 시 근육 합성에 미치는 영향을 알아봄으로써 단백질 보충제의 대체 식품이나 건강 기능성식품으로서의 효능을 검증하고 국내산 번데기의 운동 보조물로 활용 가능한 영양학적 가치를 입증하여 대체 단백질 급원으로서의 자료를 제공함으로써 그 활용도를 증가시키는데 기여하고자 한다.
제안 방법
식이조성은 Table 1과 같다. 또한, 경북 영덕의 잠업 농가에서 사육한 누에나방의 번데기를 사용하였으며, 번데기를 식이에 첨가하기 위해 동결건조하여 분말로 가공한 후 식이에 첨가하였다. 동결건조는 경북대학교 상주캠퍼스 공동실험실습관 분관에 보유하고 있는 진공동결건조기(SFDKS 10K, 삼원냉열엔지니어링, 대한민국)를 사용하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 생후 5주령의 수컷 ICR mouse 28마리를 사용하여, 케이지 당 4마리씩 개별 사육하였다. 사육실 내부 환경은 23-25℃, 상대습도는 60% 내･외를 유지시키고 08:00-20:00까지 12시간 간격으로 명･암주기를 조절하였다.
데이터처리
연구결과의 데이터는 Windows용 통계프로그램 SPSS/PC + 18.0을 이용하였으며, 모든 실험 결과는 평균과 표준편차로 나타내고, 각 그룹의 유의성 검증을 위하여 일원분산분석을 실시하였다. 유의한 차이가 나타난 항목에 대해서는 least significant different (LSD) 법으로 사후검정을 실시하였다.
이론/모형
총 단백질(total protein: TP), 알부민(albumin: Alb), GOT, GPT 농도는 효소법에 의한 분석 kit (아산제약, 대한민국)를 이용하여 분광광도계(UV-mini-1240, Shimadzu, Japan)를 사용하여 흡광도를 분석하고 분석시약에 동봉된 계산식을 이용하여 산출하였다.
성능/효과
, 2015)도 있다. 따라서 본 연구에서도 유의하지는 않았으나, 일부 증가하는 경향을 보였다는 점은 누에 번데기 분말 섭취가 근육량 상승에 일부 기여할 수 있을 것이라 판단된다. 실제로 Yeo et al.
본 연구에서 나타난 체중 증가율의 차이는 누에번데기 분말 섭취 유무와 관련 없이 운동에 의한 억제만이 나타났다. 많은 선행연구에서 다양한 운동방법을 적용하여 체중 감량의 결과를 보고하고 있다(Ohyama et al.
, 2014). 본 연구에서는 Akt가 누에번데기 분말 섭취에 의하여 다소 증가하는 경향을 보였으며, 운동을 병행하였을 때 가장 많은 증가의 경향을 보였다. 이는 위의 선행연구(Zacharewicz et al.
, 2013). 이를 바탕으로 본 연구에서 나타난 근육량 증가는 운동에 의해서 유의한 증가를 보였다. 또한 SPEX에서 가장 많은 근육량의 증가경향이 보였다는 것은 누에 번데기 섭취와 운동의 병행이, 많은 선행연구를 바탕으로 고려할 때 효과적인 근육량 증가에 도움이 될 것으로 판단된다.
이상의 결과는, 누에 번데기 분말은 근육량 증가를 위한 단백질 대체 공급원으로서 섭취하여도 무방할 것이라는 점을 시사하고 있다. 이에 대한 확고한 결과를 획득하기 위하여 누에 번데기 분말을 활용한 대사적인 측면에서의 연구를 다각도로 진행함으로써 동물성 단백질을 대체할 수 있는 곤충 단백질 공급원으로서의 활용도를 제고함으로써 국내산 누에 번데기 가치를 알릴 수 있을 것으로 기대된다.
집단의 양쪽 비복근 근육량은 EX는 CON에 비하여 근육량이 많은 것으로 나타났으며, SPEX는 SP에 비하여 근육량이 많은 것으로 나타났다(Fig. 9).
후속연구
또한 근력이 혈중 알부민과 정적상관을 보인다는 Akpinar et al. (2014)의 보고를 볼 때, 본 연구에서 SEPX가 EX에 비하여 혈중 알부민이 다소 높은 경향을 보였다는 점은 누에 번데기 분말 섭취기간과 다양한 연구 방법적 접근을 통하여 근력 상승효과를 검증할 수도 있을 것이라 기대할 수 있을 것이라 사료된다.
또한 SPEX에서 가장 많은 근육량의 증가경향이 보였다는 것은 누에 번데기 섭취와 운동의 병행이, 많은 선행연구를 바탕으로 고려할 때 효과적인 근육량 증가에 도움이 될 것으로 판단된다. 그러나, 근육량 합성에 영향을 미치는 단백질 발현량의 유의한 차이가 나타나지 않았으므로 이에 대한 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
또한 장기간의 단백질 섭취는 뼈의 미네랄 손실과 신장 손상을 유발하며 골다공증이나 요로결석, 통풍, 자가 면역질환 등 발생위험을 높이기도 한다(Tipton, 2011)는 등의 보충제 부작용에 대한 정보가 제공되고 있다. 따라서, 안전한 단백질 보충제를 섭취하기 위하여 동물성 단백질 효율과 유사하고 친환경적이며 경제성이 뛰어난 대체 식품에 대한 관심이 증가되어야 할 것이다.
이를 바탕으로 본 연구에서 나타난 근육량 증가는 운동에 의해서 유의한 증가를 보였다. 또한 SPEX에서 가장 많은 근육량의 증가경향이 보였다는 것은 누에 번데기 섭취와 운동의 병행이, 많은 선행연구를 바탕으로 고려할 때 효과적인 근육량 증가에 도움이 될 것으로 판단된다. 그러나, 근육량 합성에 영향을 미치는 단백질 발현량의 유의한 차이가 나타나지 않았으므로 이에 대한 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
, 2014). 이렇게 저항성 운동과 더불어 적절한 단백질 보충제의 섭취로 인한 제지방량의 증가는 기초대사량의 증가를 발하여 건강을 유지･증진하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 아미노산 섭취와 저항성 운동 병행은 근육량을 증가시키고, 식이 또는 운동에 의한 체중 감량시 에너지 부족에 의한 근육량 손실을 방지한다(Churchward-Venne et al.
이상의 결과는, 누에 번데기 분말은 근육량 증가를 위한 단백질 대체 공급원으로서 섭취하여도 무방할 것이라는 점을 시사하고 있다. 이에 대한 확고한 결과를 획득하기 위하여 누에 번데기 분말을 활용한 대사적인 측면에서의 연구를 다각도로 진행함으로써 동물성 단백질을 대체할 수 있는 곤충 단백질 공급원으로서의 활용도를 제고함으로써 국내산 누에 번데기 가치를 알릴 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
식용곤충에 함유된 영양소와 성분은?
아미노산, 단일불포화지방산 또는 다가불포화지방산, 미량영양소로서 구리, 철분, 마그네슘, 망간, 인, 셀레늄, 그리고 아연 등이 함유되어있으며, 비타민 중에서는 리보플라빈, 판토텐산, 비오틴, 엽산 등도 함유되어 있다(Rumpold and Schlüter, 2013). 곤충은 세계적으로 전통 식품에 속하며 특히, 단백질이 많은 고영양소원이기 때문에 잠재적으로 식품과 단백질 공급원으로 사용될 수 있을 것이다(Rumpold and Schlüter, 2013).
단백질 보충제의 구성성분은?
대부분의 단백질 보충제는 필수 아미노산이 함유 되어있는 동물성 단백질로 구성되어 있으나, 권장량 이상의 단백질 섭취 시 비만을 유도하고, 심장마비나 심혈관계질환의 발병 위험성이 있다(Morris et al., 2013).
장기간의 단백질 섭취로 인해 나타날 수 있는 질환은?
, 2013). 또한 장기간의 단백질 섭취는 뼈의 미네랄 손실과 신장 손상을 유발하며 골다공증이나 요로결석, 통풍, 자가 면역질환 등 발생위험을 높이기도 한다(Tipton, 2011)는 등의 보충제 부작용에 대한 정보가 제공되고 있다. 따라서, 안전한 단백질 보충제를 섭취하기 위하여 동물성 단백질 효율과 유사하고 친환경적이며 경제성이 뛰어난 대체 식품에 대한 관심이 증가되어야 할 것이다.
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