[논문]흰쥐에서 수수추출물이 트랜스지방산이 함유된 지방과 콜레스테롤의 흡수에 미치는 영향

김주연; 노상규; 우관식; 서명철

doi:10.3746/jkfn.2016.45.6.783

흰쥐에서 수수추출물이 트랜스지방산이 함유된 지방과 콜레스테롤의 흡수에 미치는 영향
Sorghum Extract Lowers Lymphatic Absorption of Trans Fat and Cholesterol in Rats 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.45 no.6, 2016년, pp.783 - 788

김주연 (국립창원대학교 식품영양학과) , 노상규 (국립창원대학교 식품영양학과) , 우관식 (농촌진흥청 국립식량과학원 기능성작물부) , 서명철 (농촌진흥청 국립식량과학원 기능성작물부)

초록
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본 연구는 수수의 섭취가 대표적인 트랜스지방산인 elaidic acid, linoelaidic acid와 cholesterol의 소장흡수에 어떤 영향을 미치는지를 조사하기 위하여 설계하였다. 소장의 지방흡수를 in vivo 상태에서 측정하기 위해 소장흡수율 측정모델을 이용하여 십이지장주입관과 림프채취관을 삽입하는 미세수술을 진행하였다. 실험동물의 십이지장으로 $146.4{\mu}mol$ trielaidin, $36.8{\mu}mol$ trilinoelaidin, $452.0{\mu}mol$ triolein, $1.0{\mu}Ci$ $^{14}C-cholesterol$, $20.7{\mu}mol$ cholesterol, $396.0{\mu}mol$ Na-taurocholate, PBS buffer(pH 6.4)가 포함된 지질유화액만 공급받는 동물군을 대조군, 수수추출물이 혼합된 지질유화액을 공급받는 동물군을 수수군으로 설계하였다. 지질유화액은 시간당 3 mL씩 8시간 동안 주입하면서 림프관으로 흡수되는 elaidic acid, linoelaidic acid와 각종 지방산 그리고 $^{14}C-cholesterol$의 양을 분석하여 수수에 의한 영향을 비교하였다. 먼저 8시간 동안 분비된 림프액의 양은 대조군과 수수군 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 하지만 8시간 동안의 elaidic acid 흡수는 수수추출물의 공급으로 유의적으로 억제되는 것으로 나타났다. Linoelaidic acid 또한 마찬가지로 수수추출물 공급으로 유의적으로 그 흡수가 억제된 것으로 나타났다. 트랜스지방산을 비롯해 palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, arachidonic acid, docosahexaenoic acid, $^{14}C-cholesterol$ 또한 대조군보다 수수군에서 흡수가 유의적으로 억제된 것으로 나타났다. 이상의 결과들은 수수추출물이 트랜스지방산과 cholesterol의 소장 흡수를 억제할 수 있다는 사실을 증명한다. 이번 연구를 바탕으로 수수 섭취가 트랜스지방이나 cholesterol의 흡수를 농도 비례적으로 억제할 수 있을지, 소화흡수 과정 중 정확히 어떤 과정에 영향을 미쳤는지에 관한 연구가 앞으로 진행될 과제라고 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Excessive intake of trans fats is a risk factor for cardiovascular diseases. Previously, we showed that green tea extract lowers intestinal absorption of cholesterol and elaidic acid in rats. This study was conducted to investigate a possible role for sorghum extract on lymphatic absorption of trans fat and cholesterol in rats. Adult male rats with lymph cannulae were infused at a rate of 3.0 mL/h for 8 h via a duodenal catheter with a lipid emulsion containing $146.4{\mu}mol$ of trielaidin, $36.8{\mu}mol$ of trilinoelaidin, $452.0{\mu}mol$ of triolein, $1.0{\mu}Ci$ cholesterol labeled with $^{14}C$ ($^{14}C-cholesterol$), $20.7{\mu}mol$ of cholesterol, and $396.0{\mu}mol$ of Na-taurocholate without or with 100.0 mg of sorghum extract in phosphate-buffered saline buffer (pH 6.4). Lymph was collected hourly for 8 h. No significant difference was noted in lymph flow. However, the lymphatic absorption of elaidic acid and linoelaidic acid for 8 h was significantly lower in rats infused with sorghum extract than in those infused with no sorghum extract. Further, lymphatic absorption of $^{14}C-cholesterol$ was reduced by sorghum extract, which was observed previously. These data indicate that sorghum extract has an inhibitory effect on the intestinal absorption of trans fat and cholesterol. The mechanism(s) by which sorghum extract lowers intestinal absorption of trans fat warrants further study.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이와 관련하여 수수에 고농도로 존재하는 policosanol이나 phytosterol에 의해 소장에서의 지방 흡수 억제 효과가 발생할 가능성이 있다고 판단된다. 따라서 관심도와 활용도가 낮은 수수를 이용하여 대표적인 트랜스지방산인 elaidic acid와 linoelaidic acid 그리고 cholesterol의 소장흡수에 어떤 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다.

제안 방법

Elaidic acid, linoelaidic acid가 포함된 림프의 지방산 측정은 Folch 등(26)과 Slover와 Lanza(27)의 방법을 변형하여 사용하였다. 림프시료를 chloroform : methanol(v/v, 2:1) 혼합용매로 추출하고 0.

대상 데이터

실험에 사용한 동물은 7주령의 수컷 Sprague-Dawley rat으로 (주)중앙실험동물(Seoul, Korea)로부터 공급받았으며, 동물 사육실에서(실내온도 22±2°C, 상대습도 55± 5%, 12 h light-dark cycle) 개인별 케이지에 넣어 자유롭게 공급된 증류수와 AIN-93G 표준식이로 사육하였다. 동물실험에 사용한 분말형 AIN-93G 식이는 (주)중앙실험동물을 통해 공급받아 사용하였으며, 탄수화물원으로 dextrose와 cellulose, 단백질 함량은 egg white로 조정되었고, 지방원으로 soybean oil을 사용한 표준식이로 사육하였다.
소장흡수수술에 사용한 동물의 평균체중은 약 330 g이었다. 종자 상태의 수수를 Pin-type Mill(DK201, Sejung Tech, Daegu, Korea)을 이용하여 4,600 rpm으로 분쇄한 후 일정량을 80% 메탄올로 50°C에서 24시간 동안 3회 진탕추출(WiseCube WIS-RL010, Daihan Scientific Co., Ltd., Seoul, Korea)한 다음 여과하여 감압농축(Eyela N-1000, Eyela, Tokyo, Japan) 및 동결건조(FDT-8612, OPERON, Kimpo, Korea) 한 수수추출물(sorghum extract)을 국립식량과학원 기능성작물부에서 공급받아 -70 °C 냉동고에 보관하면서 시료로 사용하였다. 수수추출물의 페놀화합물 함량은 HPLC(Agilent 1200, Agilent Technologies, Waldbronn, Germany), ZORBAX ODS(4.

데이터처리

실험의 결과는 평균치와 표준편차(means±SD)로 나타내었고, Student's t-test를 이용하여 P의 값이 0.05 이하일 경우를 두 동물군 간에 유의적인 차이가 있는 것으로 판정하였다.

이론/모형

본 연구에서는 in vivo 상태에서 외과적 수술 후 일정 시간 동안 외인성 물질에 반응하는 림프의 소장 흡수율을 측정하기 위해 소장흡수율 측정모델(intestinal mesenteric lymph duct cannulated rat model)을 사용하였다.

성능/효과

다만 폴리페놀 성분이 풍부한 녹차추출물이 트랜스지방인 elaidic acid를 비롯해 인지질, 총지방산, cholesterol의 소장흡수를 억제시킨다는 보고가 있으며(35), 이는 본 연구 결과와 상당히 유사한 것으로 판단된다. 결론적으로 본 연구에서는 흰쥐의 소장으로 트랜스지방산, cholesterol과 함께 수수추출물을 지방유화액 형태로 주입하였을 때 elaidic acid, linoelaidic acid와 같은 트랜스지방산의 흡수가 현저하게 억제된 것으로 확인되었다. 뿐만 아니라 수수추출물은 palmitic acid, stearic acid, oleic acid, arachidonic acid, docosahexaenoic acid와 cholesterol의 소장 흡수를 유의적으로 감소시킨다는 사실을 확인하였다.
결론적으로 본 연구에서는 흰쥐의 소장으로 트랜스지방산, cholesterol과 함께 수수추출물을 지방유화액 형태로 주입하였을 때 elaidic acid, linoelaidic acid와 같은 트랜스지방산의 흡수가 현저하게 억제된 것으로 확인되었다. 뿐만 아니라 수수추출물은 palmitic acid, stearic acid, oleic acid, arachidonic acid, docosahexaenoic acid와 cholesterol의 소장 흡수를 유의적으로 감소시킨다는 사실을 확인하였다. 본 연구는 다양한 생리활성 성분을 함유함에도 불구하고 다른 잡곡류에 비해 연구 결과가 미흡했던 수수를 이용하여 이루어진 소장흡수 실험이었다.

후속연구

식이적 수준에서의 수수 섭취가 법적으로 엄격히 규제되고 있지만 여전히 식품에 잔존하는 트랜스지방을 소장흡수 차원에서 억제할 수 있는 효율적인 식이수단이 될 수 있다는 것을 증명하였다. 다양한 생리활성 성분을 함유한 수수의 섭취는 트랜스지방산을 포함하는 각종 지방산 및 대표적인 식이성 지방인 cholesterol의 소장 흡수를 억제시켜 이와 관련한 질환을 예방하는 데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 생각한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	트랜스지방산은 어떻게 생성되는가?	트랜스지방산은 시스형 이중결합을 가진 불포화지방산에 수소를 첨가하는 경화과정을 거치면서 결합하고 있던 수소의 위치가 서로 다른 방향으로 결합하여 생성되며 고온의 조건에서 공기 중에 장기간 노출되어 생성되기도 한다(1). Elaidic acid(trans-C18:1Δ9)는 대표적인 트랜스지방산이며 oleic acid(cis-C18:1Δ9)와 같이 단일 불포화지방산이 지만 공간 구조는 올레산과 달리 트랜스 결합으로 포화지방산과 유사한 물리화학적 성질을 가진다(2).
	Elaidic acid의 특징은?	트랜스지방산은 시스형 이중결합을 가진 불포화지방산에 수소를 첨가하는 경화과정을 거치면서 결합하고 있던 수소의 위치가 서로 다른 방향으로 결합하여 생성되며 고온의 조건에서 공기 중에 장기간 노출되어 생성되기도 한다(1). Elaidic acid(trans-C18:1Δ9)는 대표적인 트랜스지방산이며 oleic acid(cis-C18:1Δ9)와 같이 단일 불포화지방산이 지만 공간 구조는 올레산과 달리 트랜스 결합으로 포화지방산과 유사한 물리화학적 성질을 가진다(2). 이러한 이유로 트랜스지방은 체내 염증반응과 인슐린 저항성을 증가시키고, 혈관내피세포 기능을 저하시키는 것으로 알려졌다(3,4).
	수수 섭취로 기대할 수 있는 생리활성 효능은?	Moench)는 전 세계적으로 밀, 벼, 보리, 옥수수 다음으로 수확량이 많은 작물로써(12), 다른 잡곡보다 benzoic acid, cinnamic acid 같은 페놀성 화합 물, tannins, anthocyanins과 같은 플라보노이드 유도체, phytosterol, policosanols 등을 풍부하게 함유한다(13). 수수의 이러한 생리활성물질은 혈중 LDL-cholesterol을 억제하고, HDL-cholesterol을 높이는 등의 hypocholesterolemia 효과가 우수한 것으로 알려졌다(14-16). 그리고 밀이나 귀리, 기장과 같은 잡곡보다 훨씬 cholesterol 조절에 효과적이라고 보고되어 있다(17). 그러나 수수 섭취로 인한 혈중 지방 감소 현상은 그 기전이 아직 명확히 알려지지 않으며, 다만 tannin 성분이 소화효소의 활성을 억제한다는 보고는 있다(18).

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