[논문]불레기말 추출물이 난소를 절제한 갱년기 장애 모델의 혈청 지질 변화 및 골 형성에 미치는 영향

이주영; 김보경; 박미화; 최경하; 공창숙; 이상현; 김육용; 유기환; 김미향

doi:10.3746/jkfn.2016.45.4.492

불레기말 추출물이 난소를 절제한 갱년기 장애 모델의 혈청 지질 변화 및 골 형성에 미치는 영향
Effects of Colpomenia sinuosa Extract on Serum Lipid Level and Bone Formation in Ovariectomized Rats 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.45 no.4, 2016년, pp.492 - 500

이주영 (신라대학교 식품영양학과) , 김보경 (신라대학교 식품영양학과) , 박미화 (신라대학교 식품영양학과) , 최경하 (신라대학교 식품영양학과) , 공창숙 (신라대학교 식품영양학과) , 이상현 (신라대학교 바이오산업학부 제약공학전공) , 김육용 ((주)이삭에프앤비) , 유기환 ((주)이삭에프앤비) , 김미향 (신라대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구에서는 갱년기 장애를 유발한 흰쥐의 혈중 지질 농도, 항혈소판 응집능, 혈중 alkaline phosphatase(ALP) 활성 및 collagen 함량 검토를 통하여 갈조류인 불레기말 추출물의 효과를 검토하고자 하였다. 9주령 흰쥐를 각 군당 6마리씩 난소절제 모의 수술군(SHAM군), 난소절제군(OVX-CON군), 난소절제 후 불레기말 추출물 50 mg/kg bw 투여군(OVX-CS50군) 및 200 mg/kg bw 투여군(OVX-CS200군)의 4군으로 나누어 시술 후 6주간 추출물을 투여하며 사육하였다. 혈청 중 총콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤의 경우 난소절제군이 비 난소절제군과 비교해 증가하는 경향을 나타내었으나, 난소절제 후 불레기말 추출물 200 mg/kg bw의 투여로 인해 유의적으로 감소하는 결과를 나타내었다. 또한, 난소절제로 인해 증가한 중성지질 함량은 불레기말 추출물의 투여로 인해 OVX-CS50군 및 OVX-CS200군 모두에서 유의적으로 감소하는 결과가 나타났다. 항혈소판 응집력을 검토한 결과 난소절제에 의해 혈소판 응집력이 증가하였으나 불레기말 추출물 50 mg/kg bw 투여로 인해 응집시간이 지연되는 결과를 나타내었다. 한편 골아세포 분화의 초기 표지자인 혈중 ALP 활성은 난소절제로 인해 증가하였으나, 불레기말 추출물을 투여한 결과 감소하는 경향이 나타났다. 결합조직 중의 collagen 함량은 연골, 뼈, 피부에서 난소절제로 인해 감소한 콜라겐 함량이 불레기말 추출물 투여로 인해 유의적으로 증가하였다. 이상과 같이 불레기말 추출물을 이용하여 난소절제로 갱년기를 유발한 동물에 대한 지질변화 및 골 형성에 대한 영향을 검토한 결과 불레기말 추출물이 지질 및 혈소판 응집능에 개선 효과를 나타내었으며, 결합조직 중 콜라겐 합성을 촉진하는 결과가 나타났으므로 이를 활용하여 식품 소재 및 기능성 식품 개발에 접목해 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the effects of Colpomenia sinuosa (CS) extract on serum lipid level and bone formation in an ovariectomized animal model were investigated. Twenty four nine-week old female Sprague-Dawley rats were randomly assigned to four groups: sham-operated rats (SHAM), ovariectomized control rats (OVX-CON), and ovariectomized rats supplemented with CS extract at 50 mg/kg bw (OVX-CS50) or 200 mg/kg bw (OVX-CS200). Three OVX groups were surgically ovariectomized while the SHAM group was sham-operated. CS extract was orally administrated at 1 mL per day. Analysis of serum lipid contents found that the total cholesterol, triglyceride, and low density lipoprotein cholesterol levels in the OVX-CON group were higher than those in the SHAM group. Notably, upon administration of CS extract after ovariectomy, triglyceride levels tended to significantly decrease. In addition, platelet aggregation ability decreased in groups treated with CS extract compared to the OVX-CON group. Serum alkaline phosphatase activity as an indicator of bone formation was lower in the CS extract group compared to the OVX-CON group. Collagen contents in bone and cartilage were reduced by ovariectomy, whereas the CS extract-supplemented groups exhibited higher concentrations in bone. According to these results, CS extract improved serum lipid parameters and osteogenesis in ovariectomized rats.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 흰쥐를 이용하여 인위적으로 갱년기를 유도한 후 불레기말 추출물을 투여한 다음 혈중지질 함량, 항혈소판 응집능, 혈중 ALP 활성 및 골조직 중 콜라겐 함량 변화에 미치는 영향을 검토하여 그 효과를 확인하였다.

제안 방법

본 연구에서는 hydroxyproline(Hyp) 양을 측정한 후, collagen의 아미노산 조성으로부터 collagen 양을 환산하여 난소절제로 인하여 여성호르몬인 에스트로겐이 결핍되었을 때 collagen 생성 변화에 있어 불레기말 추출물이 어떠한 영향을 주는지 검토하였다(Fig. 2). 연골의 경우(Fig.
본 연구에서는 난소를 절제한 흰쥐의 혈액을 채취한 후 washed platelet을 분리하여 콜라겐 2 µg으로 혈소판 응집을 유도하고, amplitude, slop 및 leg time의 3가지 인자의 분석을 통하여 불레기말 추출물의 항혈소판 응집능을 검토하였다(Table 5). Amplitude(%)는 각 실험동물의 혈에서 정제된 혈소판만을 분리하여 여기에 콜라겐 2 µg/mL를 넣었을 때 일어나는 최대 응집 정도를 나타내는 것으로 난소절제를 한 OVX-CON군이 난소절제를 하지 않은 SHAM군과 비교하여 증가하였으며, 불레기말 열수 추출물 투여에 따라 감소하는 경향을 나타내었으나 유의적인 결과는 나타나지 않았다.
동물실험실 사육조건은 온도 24±2°C, 습도 50~55%를 유지하였으며, 광주기 및 암주기를 12시간 간격으로 조절하였다. 실험동물은 비 난소절제 대조군(SHAM), 난소절제 대조군(OVX-CON), 난소절제 후 불레기말 열수 추출물 50mg/kg bw 투여군(OVX-CS50), 난소절제 후 불레기말 열수 추출물 200 mg/kg bw 투여군(OVX-CS200)으로 각 6마리씩 4군으로 나누어 1 mL의 시료를 6주간 매일 경구 투여하였다(Table 1). 실험기간 동안 식이 섭취량과 체중은 매일 일정한 시간에 측정하였으며, 체중은 이틀에 한 번씩 측정하였고 물과 사료는 제한하지 않고 섭취시켰다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 불레기말(Colpomenia sinuosa)은 2015년 6월 제주도 해안 일대에서 채취된 것을 세척, 자연 건조 후 분쇄하여 판매하는 것을 구입하여 사용하였다. 분말시료에 각각 20배량(w/v)의 3차 증류수를 첨가한 후, 80°C에서 4시간 동안 2회 추출하고 감압 농축기로 농축한 다음 분말로 조제하여, 실제로 동물실험에서는 투여량 1 mL 중 체중 kg당 50 mg 및 200 mg이 되도록 증류수에 용해하여 사용하였다.
실험동물은 230~270 g인 9주령의 암컷(SpragueDawley) 흰쥐 24마리를 (주)오리엔트 바이오(Seongnam, Korea)에서 분양받아 3일간 적응시킨 뒤 실험에 사용하였다. 동물실험실 사육조건은 온도 24±2°C, 습도 50~55%를 유지하였으며, 광주기 및 암주기를 12시간 간격으로 조절하였다.

데이터처리

, Cary, NC, USA)을 이용하여 실시하였다. 집단 간의 차이를 알아보기 위해 일원변량분석(one-way ANOVA)을 이용하여 분석하였고, 사후검증은 Duncan's multiple range test에 의해 P<0.05 수준에서 각 실험군간의 유의성을 검증하였다.

이론/모형

불레기말 추출물의 항혈소판 응집 효과는 Whole blood lumi-aggregometer(Chrono-Log Co., Havertown, PA, USA)를 사용하여 37°C에서 optical 방법으로 혈소판 응집을 측정하였다. 응집 유도제로 콜라겐을 사용하였으며, micro-magnetic bar를 넣은 cuvette에는 미리 37°C에서 incubation 시킨 PRP 50 μL와 suspending buffer, 10 mM CaCl₂를 넣고 다시 incubation 한 후 콜라겐 2.
골, 연골 및 피부 조직을 취하여 가수분해(6 N HCl, 110°C, 20 h)하고 여과, 농축하여 증류수로 시료를 녹인 후 정용하여 실험에 사용하였다. 이 시료의 용액은 Woessner(28)의 방법으로 colorimetric method로 hydroxyproline(Hyp)양을 측정한 후, collagen의 아미노산 조성으로부터 collagen 양을 환산하였다. 일반적으로 collagen 중의 Hyp의 비율은 평균 110잔기/ 1,000잔기이므로 조직 중의 collagen(µg/mL) 양은 100/11×Hyp 양(µg/mL) 식에 따라 산출하였다.

성능/효과

또한, L-fucose와 황 에스터기를 포함하는 수용성 다당류인 후코이단(53)은 골 형성, 항혈전, 항종양 활성이 있는 것으로 알려졌다(54,55). 따라서 본 연구에서 사용된 불레기말 수용성 추출물의 갱년기 증상 완화 작용은 후코이단 등 다당류의 작용으로 인한 결과라고 예측되며, 불레기말 수용성 추출물은 갱년기 장애 개선 식품 소재로서의 이용 가능성이 매우 높을 것으로 생각된다.
Lee 등(43)의 연구에 따르면 폐경 후 여성에서 나타나는 중성지방과 LDL-콜레스테롤 농도의 증가는 내장지방 면적의 증가와 관련이 있으며, HDL-콜레스테롤 농도의 감소는 내장지방 면적보다는 폐경으로 인한 에스트로겐 농도의 감소와 관련이 있을 것으로 보고되고 있다. 본 연구 결과 불레기말 추출물의 투여는 갱년기 유도로 인해 혈청 중에 높아진 총콜레스테롤, 중성지질 및 LDL-콜레스테롤을 감소시키며, HDL-콜레스테롤은 대조군보다 증가시킴으로 인해 갱년기에 일어날 수 있는 고지혈증 예방에 도움이 될 것으로 기대된다.
05 unit/mL로 OVXCON군보다 감소하는 결과를 나타내었다. 불레기말과 같이 해조류에 속하는 고리매 열수 추출물을 투여한 난소절제군의 ALP 활성은 감소하였고(35), 본 연구에서의 불레기말 추출물을 투여한 경우에 있어서도 OVX-CON군보다 혈청 중 ALP 농도가 감소하는 경향을 나타내었다.
반면, 난소절제 후 불레기말 추출물을 200 mg/kg bw(OVX-CS200) 투여한 경우 OVX-CON군보다 HDL-콜레스테롤 농도가 증가하는 경향을 나타내었다. 한편 혈청 중 LDL-콜레스테롤 함량은 난소절제군인 OVX-CON군은 비 난소절제군인 SHAM군보다 유의적으로 증가하였으나 불레기말 추출물을 200 mg/kg bw(OVXCS200) 투여에 의해 유의적으로 감소하는 결과가 나타났다.

후속연구

녹차 및 조릿대 분말을 투여하여 혈중 지질 및 혈소판 응집능을 측정한 결과에 따르면 난소절제 후 식이에 녹차 분말을 10% 첨가하여 4주간 투여한 결과 혈중 중성지질 함량이 감소하였으나 혈소판 응집에서는 유의적인 결과가 나타나지 않았다고 보고되고 있다(47). 본 연구 결과 불레기말 추출물 투여로 혈중 중성지질 함량 감소뿐만 아니라 혈소판 응집저해 결과가 나타나 혈행 개선 효과를 기대할 수 있으며 향후 투여량의 범위 조절 등에 관한 추가적인 연구가 필요할 것이라 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	2015년 동아시아의 인구 비율 특징은 어떠한가?	2015년 현재 동아시아에서 일본의 경우 고령인구의 비율이 약 26%로 이미 초고령 사회에 접어들었고 한국을 포함한 나머지 국가들도 고령화 사회에 진입하였으며, 아직 개발경제 수준에 머무는 중국 또한 고령인구 비율이 약 9.5%로 고령화 사회에 진입하였다(1). 현재의 인구 추이가 앞으로도 계속된다고 가정한다면 2030년에는 동아시아에서 중국을 제외한 모든 국가가 초고령화 사회가 될 것으로 예측할 수 있으며, 특히 고령화 문제에 일찍 봉착한 일본의 경우 총인구의 약 30%, 나머지 국가들은 20% 이상이 고령자로 구성될 전망이다(1).
	고령화 사회로 접어들면서 생긴 현상은 무엇인가?	고령화 사회로 접어들면서 노인 인구 증가에 따른 항노화의 요인과 퇴행성 질환에 관한 관심이 증가하는 추세로, 폐경 후 여성에서는 에스트로겐 감소에 의해 지방이 점점 복부 내장에 축적되어 중심성 비만(central obesity)이 유발되는 것으로 보고되고 있다(3-5). 복부의 지방 축적은 폐경 후 많은 대사 변화와 연관되며, 지질대사의 변화에서 고밀도 지단백(high density lipoprotein, HDL) 콜레스테롤은 감소하고 총중성지방, 총콜레스테롤 및 저밀도 지단백(low density lipoprotein, LDL) 콜레스테롤은 증가하게 된다(6).
	갱년기 장애를 유발한 흰쥐의 혈중 지질 농도, 항혈소판 응집능, 혈중 ALP 활성 및 collagen 함량 검토를 통하여 갈조류인 불레기말 추출물의 효과를 알아본 실험의 결과는 어떠한가?	9주령 흰쥐를 각 군당 6마리씩 난소절제 모의 수술군(SHAM군), 난소절제군(OVXCON군), 난소절제 후 불레기말 추출물 50 mg/kg bw 투여군(OVX-CS50군) 및 200 mg/kg bw 투여군(OVX-CS200군)의 4군으로 나누어 시술 후 6주간 추출물을 투여하며 사육하였다. 혈청 중 총콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤의 경우 난소절제군이 비 난소절제군과 비교해 증가하는 경향을 나타내었으나, 난소절제 후 불레기말 추출물 200 mg/kg bw의 투여로 인해 유의적으로 감소하는 결과를 나타내었다. 또한, 난소절제로 인해 증가한 중성지질 함량은 불레기말 추출물의 투여로 인해 OVX-CS50군 및 OVX-CS200군 모두에서 유의적으로 감소하는 결과가 나타났다. 항혈소판 응집력을 검토한 결과 난소절제에 의해 혈소판 응집력이 증가하였으나 불레기말 추출물 50 mg/kg bw 투여로 인해 응집시간이 지연되는 결과를 나타내었다. 한편 골아세포 분화의 초기 표지자인 혈중 ALP 활성은 난소절제로 인해 증가하였으나, 불레기말 추출물을 투여한 결과 감소하는 경향이 나타났다. 결합조직 중의 collagen 함량은 연골, 뼈, 피부에서 난소절제로 인해 감소한 콜라겐 함량이 불레기말 추출물 투여로 인해 유의적으로 증가하였다. 이상과 같이 불레기말 추출물을 이용하여 난소절제로 갱년기를 유발한 동물에 대한 지질변화 및 골 형성에 대한 영향을 검토한 결과 불레기말 추출물이 지질 및 혈소판 응집능에 개선 효과를 나타내었으며, 결합조직 중 콜라겐 합성을 촉진하는 결과가 나타났으므로 이를 활용하여 식품 소재 및 기능성 식품 개발에 접목해 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

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Kim BS, Kang HJ, Park JY, Lee J. 2015. Fucoidan promotes osteoblast differentiation via JNK- and ERK-dependent BMP2-Smad 1/5/8 signaling in human mesenchymal stem cells. Exp Mol Med 47: e128.

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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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