[논문]황기 에탄올 추출물의 항 당뇨 효과

김옥경

doi:10.12925/jkocs.2019.36.3.898

황기 에탄올 추출물의 항 당뇨 효과
Antidiabetic Effect of Ethanol Extract on Astragali Radix 원문보기

Journal of the Korean Applied Science and Technology = 한국응용과학기술학회지, v.36 no.3, 2019년, pp.898 - 904

초록
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Streptozotocin(STZ)을 45mg/kg.b.w의 용량으로 흰쥐의 미정맥에 투여 한 후 당뇨병이 유발된 당뇨 흰쥐에게 1일 1회 7일간 1,000mg/kg의 용량으로 황기에탄올 추출물을 투여 후 glucose함량과 당대사에 관여하는 효소인 glucose-6-phosphatase(G-6-Pase), glucose-6-phosphate dehydrogenase(G-6-PDH, glucokinase(GK)활성과 glycogen 함량, triglyceride(TG), total cholesterol등의 지질대사에 관여하는 물질들을 측정한 결과 황기 에탄올 추출물 투여군이 glucose, TG, total cholesterol등의 함량과 G-6-Pase 활성의 유의적인 감소를 나타내었으며 glycogen 함량과 G-6-PDH, GK의 활성이 유의적인 증가를 나타내었다. 이와 같이 황기 에탄올 추출물이 항당뇨 개선효과를 갖는 유효성분을 함유하고 있음을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried to investigate the antidiabetic effect of ethanol extract of Astragali Radix(A.R) in Streptozotocin(STZ) induced diabetic rats. Diabetes was induced by intravenous injection of STZ at a dose of 45mg/kg dissolved in citrate buffer. The ethanol extract of A. R was orally administrated once a day for 7 days at a dose of 1,000mg/kg. The contents of serum glucose, triglyceride(TG), total cholesterol were significantly decreased in A.R treated group compared to the those of STZ-control group. The content of hepatic glycogen and activities of glucokinase(GK) and glucose-6-phosphate dehydrogenase(G-6-PDH) were significantly increased, and activity of glucose-6-phoshatase(G-6-Pase) was significantly decreased in A.R treated group compared to the those of STZ-control group, These results indicated that ethanol extract of A.R would have antidiabetic effect in STZ-induced diabetic rats.

주제어

표/그림 (4)

표 Table 1. The Serum Glucose Level of Normal and Diabetic Rats Fed on ethanol Extract of Astragali Radix
표 Table 2. The Serum Lipid Profile of Normal and Diabetic Rats Fed on Ethanol Extract of Astragali Radix
표 Table 3. The Content of Hepatic Glycogen of Normal and Diabetic Rats Fed on Ethanol Extract of Astragali Radix
표 Table 4. The activities of the Cytosolic Glucose-6-phosphatase (Glucose-6-Pase); Glucose-6- phosphate dehydrogenase(Glucose-6-PDH), and Glucokinase(GK) in Normal and Diabetic Rats Fed on ethanol Extract of Astragali Radix

AI 본문요약
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문제 정의

본 실험에 사용한 황기는 콩과에 속하는 다년생 초본으로 그 뿌리를 이용하여 보기제로서 간장보호, 면역촉진, 강심작용, 이뇨작용 등의 민간요법으로 많이 사용 되어 왔으며[4] 한방에서 또한 황기건중탕, 황기계지오물탕, 십전대보탕, 방기황기탕의 재료로 쓰였으며[5] 생리활성작용으로는 면역증강작용[6], 항염증작용[7], 이뇨작용[5], 강장작용[8], COX-2활성억제효과[9], 자외선에 의한 세포손상보호효과[10]등이 보고 되었으며 성분으로는 flavonoid 화합물로 astraisoflavans, formononetin, 2-3-dihydroxy-7,4-dimethoxyisoflavone등과 astragaloside, soyasaponin등의 saponin 이 보고[11,12]되었다. 따라서, 본 실험에서는 예비실험 결과 혈당강하작용이 있었던 황기의 95% 에탄올 추출물이 혈당강하 작용에 관여하는 몇 몇 효소인Glucose-6-phosphate dehydrogenase(Glucose-6-PDH), glucose-6-phophatase (Glucose-6-Pase), Glucokinase(GK)를 측정하여 항 당뇨 기능성 식품개발에 기여할 수 있는 기초적인 자료를 얻고자 하였다.

제안 방법

w) 용량으로 미정맥 주사를 하였다. STZ 주사 48시간이 경과한 후 안와정맥으로 부터 혈액을 채취하여 혈당이 300 mg/dl 이상인 것을 당뇨가 유발된 것으로 간주하여 5마리씩 당뇨 유발 대조군(STZ-Control), 당뇨 유발 실험군(STZ-Sample)으로 나누었으며 정상 군과 당뇨유발 대조군은 0.5% CMC를, 당뇨 유발 실험군에는 황기에탄올 추출물을 1,000mg/kg, b.w.의 용량으로 0.5% CMC 용액에 현탁시켜 10 ml/kg, b.w.씩 1일 1회 7일간 경구투여 하였다.
구입한 황기(600 g)을 환류냉각기가 달린 추출병에 넣고 황기가 잠길 정도로 95% 에탄올을 넣고 95 ℃의 water bath에서 4시간씩 3번 가열추출한 후 여액을 진공농축기에서 감압․농축하였다.
본 연구는 황기에탄올 추출물을 이용하여 항당뇨 효과에 대한 기초 자료를 얻고자 Streptozotocin으로 당뇨를 유발시킨 흰쥐에게 95% 에탄올로 추출한 황기 추출물을 7일간 경구 투여한 후 혈당강하작용과 혈청지질 함량 변화 및 당대사 관련 효소의 변화를 관찰한 결과 다음과 같았다.

대상 데이터

Sprague-Dawley(SD)계 수컷 흰쥐(rat)를 (주)오리엔트 바이오에서 구입하였으며, 동물실험은 2015년 대진대학교 동물실험 윤리위원회의 재 승인을 받아(심의번호;2015-05) 행하였으며 일주일간 고형사료((주) 삼양사)를 먹여 사육장 환경에 적응시킨 후 215 g±20 g의 흰쥐를 하룻밤 동안 절식시킨 후 췌장의 β-cell에만 선택적으로 작용하여 당뇨를 유발하는 Streptozotosin(STZ)을 45 mg/kg(b..w) 용량으로 0.01M citric acid buffer(pH 4.5)에 녹여 2 ml/kg(b.w) 용량으로 미정맥 주사를 하였다. STZ 주사 48시간이 경과한 후 안와정맥으로 부터 혈액을 채취하여 혈당이 300 mg/dl 이상인 것을 당뇨가 유발된 것으로 간주하여 5마리씩 당뇨 유발 대조군(STZ-Control), 당뇨 유발 실험군(STZ-Sample)으로 나누었으며 정상 군과 당뇨유발 대조군은 0.
본 실험에 사용한 건조된 황기는 서울경동 약령시장(강원도 산)에서 구입하였으며 시약 및 기기는 Kim[13]의 방법에 따라 사용하였다. 즉, 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 등은 (Sigma Co.

데이터처리

모든 실험 결과는 평균치와 표준± 표준 오차로 계산하였고, 각 군간의 차이는 Student's t-test를 실시하여 p값이 5% 미만일 때 유의성이 있다고 판정하였다.

이론/모형

혈청중의 glucose, TG, 총콜레스테롤 함량과 간조직 중의 glycogen함량과 당대사를 위한 glucose-6-phosphatase(G-6-pase), glucose-6 phosphate dehydrogenase(G-6-PDH), glucokinase(GK) 측정은 Kim[13]과 같은 방법으로 측정하였다.

성능/효과

1. STZ로 유발된 당뇨 흰쥐의 혈당은 황기추출물 1,000 mg/kg,b.w 투여군에서 유의적인 감소를 나타내었다.
2. STZ 유발 당뇨 흰쥐의 혈청 지질함량분석에서 TG와 Total cholesterol의 함량은 황기 추출물 투여군에서 유의적인 감소를 나타내었으나, HDL-cholesterol은 추출물 투여시 증가를 보였으나 유의적이진 않았다.
3. STZ 유발 당뇨 흰쥐의 Glycogen 함량과 G-6-PDH활성 및 GK활성은 황기 추출물 투여 군에서 유의적인 증가를, G-6-pase 활성은 황기 추출물 투여군에서 유의적인 감소를 나타내었다.
Total cholesterol 함량도 정상군의 98.51±5.67 ㎎/㎗에 비해 당뇨 대조군에서 148.37±13.07 ㎎/㎗로 유의적인 증가를 나타내었다. 그러나 황기 추출물을 투여한 실험 군에서 81.
건조시킨 황기 600 g을 95% 에탄올로 4시간씩 3번 가열추출한 후 여액을 감압·농축한 결과 60 g (수율10%)의 추출물을 얻었다.
Rinkind[20] 는 혈중 cholesterol을 1% 낮추면 CHD(coronary heart disease)발병률을 2%감소시킬 수 있다고 보고하였다. 따라서 황기 추출물이 당뇨합병증인 심혈관계 질환의 예방과 지질대사 개선에 효과가 있는 것으로 사료된다.
G-6-PDH는 체내의 모든 세포에 존재하며 glucose 대사 과정의 pentose phosphate pathway로 들어가는 최초의 과정에 관여하는 효소이며, 또한 GSH-Px가 GSSG를 GSH로 환원시키는데 필요한 NADPH를 생성하는 효소 [25]로서 STZ투여에 의해 당뇨가 유발된 군은 G-6-PDH의 효소활성 감소에 따라 ribose-5-phosphate와 NADPH의 생성 감소를 유발하며 이러한 일련의 대사변화는 당뇨유발시 환원력의 감소로 인한 세포막의 구조변화와 여러 세내 소기관 구조변형을 유발시키며 세포의 증식 및 성장의 감소에 영향을 미친다. 본 실험 결과, 황기 추출물 투여 군에서 당뇨대조군과 비교하여 유의적인 증가를 나타내었다.
간 조직에서 glu cose의 인산화를 촉매하여 glucose-6-phosphate로 만드는 당분해과정에 관여하는 효소인 GK의 효소활성은 Table 4와 같다. 정상군의 0.15±0.02 nmol/mg/protein/mg와 비교하여 당뇨대조군에서 0.04±0.01 nmol/mg/protein/mg를 나타내어 유의적인 감소를 나타내었으나 황기 추출물 투여군에서 0.14±0.03 nmol/mg protein/mg로 유의적으로 증가하여 비정상적인 당대사 반응을 정상화시켜주고 있음을 알 수 있었다.

후속연구

이상의 결과로부터 황기 추출물 1,000 mg/kg를 STZ 유발 당뇨 흰쥐에게 투여한 결과 쥐의 혈당강하 작용 이외에 혈청지질함량의 변화, 당대사관련 효소를 개선시킴으로써 당뇨를 위한 기능성 신소재로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	생활습관성 질환 증가의 원인이 무엇인가?	식습관의 서구화와 육체적 활동의 감소에 따른 운동부족으로 비만, 심혈관계질환, 고지혈증, 고혈압, 당뇨병과 같은 생활습관성 질환이 증가하고 있다[1] 이중에서도 당뇨병(diabeties mellitus)은 21세기에 들어서 전세계적으로 빠른 속도로 확산되어가고 있으며, 당뇨병으로부터 고통 받고 있는 사람들이 급격하게 증가하고 있다[2]. 당뇨병은 췌장에 있는 Langerhans islants의 β-세포에서 분비되는 insulin의 절대적 또는 상대적 분비부족으로 혈중 glucose 농도가 급격하게 상승하여 체내에 비정상적인 당질 대사를 초래하는 질병이다.
	당뇨대조군에 STZ투여 1~3일 후 어떠한 결과가 나타나는가?	83 mg/㎗으로 유의적인 증가를 나타내었다. 이는 Williamson등[14]이 STZ투여 1∼3일 후에 현저한 고혈당과 hypoinsulinemia는 간장의 인슐린 저항으로 당의 이용 감소를 나타내고, 상승된 혈당수준은 vascular oxidation 대사의 이상을 초래하며 산소가 불완전하게 산화되어 생성된 유리기의 활성화로 β-세포의 자동면역기능이 파괴되어 당뇨증상을 보이게 된다고 보고하였다. 그러나 황기 추출물 투여군에서 321.
	당뇨병이란 무엇인가?	식습관의 서구화와 육체적 활동의 감소에 따른 운동부족으로 비만, 심혈관계질환, 고지혈증, 고혈압, 당뇨병과 같은 생활습관성 질환이 증가하고 있다[1] 이중에서도 당뇨병(diabeties mellitus)은 21세기에 들어서 전세계적으로 빠른 속도로 확산되어가고 있으며, 당뇨병으로부터 고통 받고 있는 사람들이 급격하게 증가하고 있다[2]. 당뇨병은 췌장에 있는 Langerhans islants의 β-세포에서 분비되는 insulin의 절대적 또는 상대적 분비부족으로 혈중 glucose 농도가 급격하게 상승하여 체내에 비정상적인 당질 대사를 초래하는 질병이다. 따라서 당뇨병에 대한 적절한 치료와 예방이 이루어지지 않는다면 혈관성 장애 뿐만 아니라 신증, 신경변증, 망막변증, 백내장과 같은 심각한 합병증을 야기 하기도 한다[3].

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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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