[논문]반려견 건강증진을 위한 보라지유 활용 가능성 평가

김민지; 서강민; 천주란; 전중환; 김찬호; 정지연; 김기현

doi:10.5762/kais.2020.21.12.354

반려견 건강증진을 위한 보라지유 활용 가능성 평가
The evaluation of borage oil to use in pet foods 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.21 no.12, 2020년, pp.354 - 361

김민지 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 서강민 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 천주란 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 전중환 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 김찬호 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 정지연 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 김기현 (농촌진흥청 국립축산과학원)

초록
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본 연구에서는 반려견의 건강증진을 위해 보라지유를 사료에 혼합하여 급여하였을 경우 사료로써의 안전성을 평가하고 염증완화 효능이 있는지 알아보았다. 총 12마리의 공시견을 대상으로 보라지유 1% 또는 2% 함유된 사료를 12주간 급여 실시한 후 혈액 생화학, 혈액 세포, 사이토카인 등의 안전성 평가 실험을 실시하였다. 또한 경피 수분 손실도를 측정하여 피부 건강에 미치는 보라지유의 효능을 평가하였다. 본 급여 시험의 결과, 보라지유는 반려견의 체중, 혈액세포, 면역관련 사이토카인에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그리고, 경피 수분 손실도 측정 결과 역시 유의적인 차이를 보이지 않았다. 하지만, 혈액 내 젖산탈수소효소의 농도는 보라지유 함유 사료를 먹기 전과 비교하여 유의적으로 감소한 것을 확인하였다. 본 실험을 통해, 보라지유를 섭취하였을 경우 반려견에서 체중감소 및 혈액 지표 이상 등의 문제점을 야기하지 않고, 오히려 체내 세포 손상 정도를 감소시키는 효과의 가능성을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해, 보라지유가 반려견 사료원료로써 안전하게 활용될 수 있을 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the safety and anti-inflammatory effects of borage oil on dogs. Twelve dogs were fed on a commercial diet of 1% or 2% borage oil alone for twelve weeks. To assess safety, the changes in body weight, blood cells, and immune-related cytokines were analyzed. The results showed that there was no significant difference in body weight, complete blood count (CBC), and immunomodulatory cytokines between the dogs fed with diets without or with borage oil. Also, there was no change in transepidermal water loss (TEWL). However, the amount of lactate dehydrogenase (LDH) was reduced significantly in the dogs fed on a borage oil diet. In summary, the addition of borage oil to pet food did not result in any significant health issues. Moreover, borage oil could contribute to a reduction in cell damage in aged dogs although it did not decrease TEWL. Therefore, borage oil could be safe for use in pet foods.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. Analyzed chemical composition of Borage oil
표 Table 2. Analyzed chemical composition of Borage oil contained dog's food
표 Table 3. The difference of gaining body weights
표 Table 4. The changes of transepidermal water loss (TEWL)A. Ears
표 Table 5. The changes (%) of complete blood cell composition
표 Table 6. The change (%) of immunomodulatory cytokines
표 Table 7. The change (%) of the blood chemistry analysis

AI 본문요약
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문제 정의

앞선 선행 연구에서도 보라지유를 섭취하였을 경우 가벼운 부작용이있다는 실험결과를 발표하기도 하였다[9, 10]. 보라지유의 경우 사람을 위한 건강보조 식품으로 많이 활용되고있으나 반려견 사료 원료로 사용되었을 경우 그 안전성에 대한 연구는 보고된 바가 없기 때문에, 이를 확인하기위해 보라지유가 포함된 사료 섭취 후 그 안전성을 조사하였다.
특히 영국 피부과 의사협회, (the British Association of Dermatologiests: BAD) 영국 피부 림프종 협회(UK Cuteneous Lymphoma Groups), 그리고 미국 국립 종합 암 네트워크(The American National Comprehensive Cancer Network: NCCN) 은 LDH측정을 추천 검사 항목으로 두고 있다[25]. 본 연구에서 보라지유를 섭취한 개체에서 LDH의 값이 유의적으로 낮게 나타났으며, 이는 보라지유가 혈류 내로 방출되는 LDH의 양 감소에 영향을 미쳤을 가능성을 제시한다.
염증성 피부질환은 재발이 쉽고 치료기간이 긴 것이 보편적이다. 본 연구에서는 반려동물의 피부질환 완화 혹은 예방을 위해 기능성 사료 원료로써 보라지유를 활용할 수 있는 지에 대한 조사를 실시하였다.
하지만 현재까지 반려견이 섭취하였을 때 안전성의 문제가 없는지, 그리고 어떠한 피부 개선효과가 있는지는 알려진 바가 없다. 본연구에서는 반려견이 섭취하였을 때 보라지유의 안전성과 피부장벽의 건강 상태에 미치는 변화를 알아보기 위한 실험을 실시하였다. 첫 번째로, 보라지유의 안전성을 확인하기 위한 체중 변화를 관찰하였다.

제안 방법

개체별로 귀, 겨드랑이, 그리고 서혜부 세 부위의 오른쪽과 왼쪽을 모두 측정하였다. 개시 시점부터 실험 종료 시까지 매 4주 간격으로 측정하였다.
이용하여 측정하였다. 개체별로 귀, 겨드랑이, 그리고 서혜부 세 부위의 오른쪽과 왼쪽을 모두 측정하였다. 개시 시점부터 실험 종료 시까지 매 4주 간격으로 측정하였다.
그 다음으로 반려견 피부에 미치는 보라지유의 영향을 알아보기 위해 피부 장벽의 건강 정도를 측정하기 위해 경피 수분 손실 변화 정도를 조사하였다. 경피 수분 손실도 는 피부장벽의 건강정도를 나타내는 대표적인 방법으로 피부를 통해 손실되는 수분의 정도를 측정하여 피부 장벽 기능 정도를 간접적으로 알아볼 수 있는 방법이다 [15, 16].
이 결과를 통해 보라지유를 반려견 사료의 원료로 사용할 경우, 혈액 세포의 구성에 영향을 미칠만한 정도의 유해성은 존재하지 않을 것으로 보인다. 다음으로, 비록 혈액 세포 조성에는 변화가 없었지만 면역세포들에서 분비되는 면역 물질의 변화가 있는 건 아닌지에 대한 조사도 실시하였다. 인터루킨 2 (IL-2) 는 면역반응에 관계하는 사이토카인의 일종으로 T 세포의 활성을 증가시키는 역할을 한다[20].
보라지유 섭취가 체중에 미치는 영향을 알아보기 위해 2주 간격으로 체중을 측정하여 그 변화 양상을 비교하였다(Table 3). 보라지유가 포함된 사료를 먹은 개체와 그렇지 않은 개체 사이에서의 유의적 차이는 나타나지 않았다.
보라지유 섭취가 피부에 미치는 영향을 알아보기 위해 일반 사료를 급여한 개체와 보라지유를 함유한 사료를 먹은 개체들의 귀, 겨드랑이, 서혜부 부위에서 경피 수분손실 도를 측정하였다(Table 4). 귀, 겨드랑이, 서혜부 각각의 부위별 경피수분 손실도는 보라지유 함량 차이에 따른 유의적 차이를 보이지 않았으며, 또한 보라지유를 섭취한 그룹과 일반 사료를 섭취한 그룹 간에도 경시 수분 손실도 측정 값 간의 유의적 차이는 관찰되지 않았다.
보라지유가 함유된 사료와 일반사료를 먹은 개체의 혈액을 채취하여 혈액 생화학분석을 실시하였다. 일반적 항목에서의 변화는 없지만 보라지유가 함유된 사료를 섭취한실험군에서 젖산탈수소효소(Lactate dehydrogenase; LDH)의 수치가 유의적으로 감소하는 것으로 나타났다 (Table 7).
보라지유의 섭취가 반려동물 건강에 미치는 영향을 알아보기 위해 보라지유가 함유된 사료를 급여한 실험군 개체들의 혈액 분석을 통해 면역세포를 포함한 혈액 세포들의 변화 양상을 조사하였다(Table 5). 혈액세포 구성 중 백혈구와 적혈구를 포함한 혈구 조성 분석 결과, 보라지유를 섭취한 그룹과 섭취 하지 않은 그룹 간의 유의적 차이는 나타나지 않았다.
혈액에서 분리한 혈장 샘플은 분석 전까지 초저온 냉동고(-80℃)에서 보관하였다. 분석 직전 얼음 위에서 녹인 후 생화학분석기(HITACHI 7180, Japan)를 이용하여 실시하였다.
사료 내 첨가한 보라지유가 섭취 후 면역체계에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 IL-2, IL-10 그리고 IFN-γ의 세 가지 사이토카인의 혈액 내 발현 정도를분석하였다. 분석 결과, 보라지유 섭취 유무에 상관없이세 가지 사이토카인 모두 영향을 받지 않은 것을 확인하였다(Table 6).
예측하기 위해 사용되는 검사 방법이다[11]. 사료 원료로 사용하였을 경우, 보라지유가 반려견의 신체에 미치는 영향을 간접적으로 확인하고자 보라지유를 섭취한 그룹과 그렇지 않은 그룹간의 혈액 내 생화학적 변화를 조사하였다. 앞선 혈구분석에서도 유의적 차이를 보이지 않았던 것과 비슷하게 혈액 생화학 분석에서도 젖산탈수소효소(Lactate dehydrogenase; LDH)를 제외한 나머지항목에서는 보라지유에 의한 영향은 나타나지 않았다.
사료급여량은 각 품종별 체중을 고려하여 일일 대사 에너지 요구량을 기준으로 산정하여, 푸들 90g, 말티즈 70g, 슈나우저 120g씩을 각 처리구에 해당하는 시험 사료를 일일 2회에 나누어 총 12주간 급여하였다. 보라지유 및 시험사료의 영양성분 화학적 조성은 Table 1과 2 에 나타내었다.
처리구별 각개체를 하나의 반복수로 인정하여 처리구당 4반복으로배치하여 통계분석에 필요한 최소 반복수 3반복 이상을확보하였다. 시험 디자인은 AAFCO (2019)에서 제시하는 일일 영양소 요구량을 충족하는 일반 시판사료 급여구(무처리구)와 일반사료에 보라지유를 각각 1%와 2%를첨가한 그룹으로 설계하였다.
시험기간 동안 하루섭취 에너지 기준으로 보라지유 1% 첨가한 그룹은 평균 172 mg/d(125 mg/MJ diet ME), 그리고 2%를 첨가한 그룹은 397 mg/d(250 mg/MJ diet ME)의 감마리놀렌산을 섭취할 수 있도록 사료에 첨가하여 급여하였다. 시험기간 동안 음수는 자유 음수를 실시하였으며, 일일 2시간 이상 야외에서 운동할 수 있도록 하였다.
이러한 자료들을 근거로 본 연구에서는 보라지유 내 감마리놀렌산 농도가 최저 200 mg 이하 및 최고 400 mg 이하를 기준 범위로 설정하였다. 시험기간 동안 하루섭취 에너지 기준으로 보라지유 1% 첨가한 그룹은 평균 172 mg/d(125 mg/MJ diet ME), 그리고 2%를 첨가한 그룹은 397 mg/d(250 mg/MJ diet ME)의 감마리놀렌산을 섭취할 수 있도록 사료에 첨가하여 급여하였다. 시험기간 동안 음수는 자유 음수를 실시하였으며, 일일 2시간 이상 야외에서 운동할 수 있도록 하였다.
또한, 식약처에서는 콜레스테롤 및 피부개선 효과를 위한 경우 일일 권장량 240mg-300mg을 제시하고 있다. 이러한 자료들을 근거로 본 연구에서는 보라지유 내 감마리놀렌산 농도가 최저 200 mg 이하 및 최고 400 mg 이하를 기준 범위로 설정하였다. 시험기간 동안 하루섭취 에너지 기준으로 보라지유 1% 첨가한 그룹은 평균 172 mg/d(125 mg/MJ diet ME), 그리고 2%를 첨가한 그룹은 397 mg/d(250 mg/MJ diet ME)의 감마리놀렌산을 섭취할 수 있도록 사료에 첨가하여 급여하였다.
총 12마리의 9살 연령의 반려견 공시하였으며, 슈나우저 3 마리, 푸들 7마리, 말티즈 2마리를 3처리구에 4마리씩품종 및 체중을 고려하여 임의배치 하였다. 처리구별 각개체를 하나의 반복수로 인정하여 처리구당 4반복으로배치하여 통계분석에 필요한 최소 반복수 3반복 이상을확보하였다. 시험 디자인은 AAFCO (2019)에서 제시하는 일일 영양소 요구량을 충족하는 일반 시판사료 급여구(무처리구)와 일반사료에 보라지유를 각각 1%와 2%를첨가한 그룹으로 설계하였다.
본연구에서는 반려견이 섭취하였을 때 보라지유의 안전성과 피부장벽의 건강 상태에 미치는 변화를 알아보기 위한 실험을 실시하였다. 첫 번째로, 보라지유의 안전성을 확인하기 위한 체중 변화를 관찰하였다. 체중은 반려견의 건강 상태를 살펴보는 가장 기초적인 자료가 된다[13, 14].
피부장벽기능을 나타내는 지수인 경피 수분 손실도는핸디형 경피수분손실도 측정기(지피스킨베리어, 지파워, 한국)를 이용하여 측정하였다. 개체별로 귀, 겨드랑이, 그리고 서혜부 세 부위의 오른쪽과 왼쪽을 모두 측정하였다.
혈구 분석을 통해 면역세포들의 변화가 없는 것을 확인 후, 보라지유 섭취가 면역세포에 의한 면역 조절 사이토카인의 발현에 영향을 미치는지에 대한 조사를 실시하였다. 사료 내 첨가한 보라지유가 섭취 후 면역체계에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 IL-2, IL-10 그리고 IFN-γ의 세 가지 사이토카인의 혈액 내 발현 정도를분석하였다.
후 혈구 분석기로 분석하였다. 혈액 내에 존재하는 적혈구 및 백혈구 수치 검사는 개시 및 종료 시점 그리고 이후 4주 간격으로 실시하였다. 혈구 분석은 Mindray Medical International Co.
혈액은 23G 주사기와 EDTA가 함유되어 있는 진 공채 혈관(BD 367863)을 이용하여 경정맥에서 4 mL 채취한 후 혈구 분석기로 분석하였다. 혈액 내에 존재하는 적혈구 및 백혈구 수치 검사는 개시 및 종료 시점 그리고 이후 4주 간격으로 실시하였다.

대상 데이터

총 12마리의 9살 연령의 반려견 공시하였으며, 슈나우저 3 마리, 푸들 7마리, 말티즈 2마리를 3처리구에 4마리씩품종 및 체중을 고려하여 임의배치 하였다. 처리구별 각개체를 하나의 반복수로 인정하여 처리구당 4반복으로배치하여 통계분석에 필요한 최소 반복수 3반복 이상을확보하였다.
혈액 내에 존재하는 적혈구 및 백혈구 수치 검사는 개시 및 종료 시점 그리고 이후 4주 간격으로 실시하였다. 혈구 분석은 Mindray Medical International Co., Ltd 사에서 제조한 BC-5300 Vet과 시약을 사용하였다.

데이터처리

05 이하일 때, 처리구간의 유의성을 인정하였으며, 처리구간의 통계적 차이는 Tukey 방법으로 사후 검정을 실시하였다. 또한, 개시시점 대비 종료시점의 변화량에 대한 통계분석은 Repeated-ANCOVA를 이용하여 처리구간에 시간경과에 따른 보라지유의 첨가 효과를 분석하였다.
0 을 이용하여 분석하였다. 본 실험의 대상동물은 처리구내에 다른 품종이 공시되어, 품종 간의 차이 효과를 통제하기 위하여 품종변수를 공변량으로 설정하였으며, 보라지유 처리 농도를 독립변수로 하여 공변량 분산분석 (analysis of covariance; ANCOVA)을 실시하여 통계적 유의성을 분석하였다. 유의수준 0.
본 실험의 대상동물은 처리구내에 다른 품종이 공시되어, 품종 간의 차이 효과를 통제하기 위하여 품종변수를 공변량으로 설정하였으며, 보라지유 처리 농도를 독립변수로 하여 공변량 분산분석 (analysis of covariance; ANCOVA)을 실시하여 통계적 유의성을 분석하였다. 유의수준 0.05 이하일 때, 처리구간의 유의성을 인정하였으며, 처리구간의 통계적 차이는 Tukey 방법으로 사후 검정을 실시하였다. 또한, 개시시점 대비 종료시점의 변화량에 대한 통계분석은 Repeated-ANCOVA를 이용하여 처리구간에 시간경과에 따른 보라지유의 첨가 효과를 분석하였다.

이론/모형

10분간 원심 분리하여 혈장을 분리하였다. 혈장 내인터루킨 2(ELC-IL 2-2, Raybiotech), 인터루킨 10(ELC-IL 10-1, Raybiotech) 그리고 인터페론 감마 (ELC-IFNγ-1, Raybiotech)는 해당 항체 제품 회사에서 제시하는 방법에 따라 효소면역측정법(Enzyme-linked immunospecific assay: ELISA)을 사용하여 검출하였다.

성능/효과

Ⅱ.-2, IL-10 그리고 IFN-γ을 분석한 결과 보라지유의 섭취가 면역조절 사이토카인에도 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 이는 보라지유를 반려견이 섭취하였을 때 세포성면역 혹은 체액성 면역에 영향을 미치지 않을 가능성이 높다는 것을 의미한다.
측정하였다(Table 4). 귀, 겨드랑이, 서혜부 각각의 부위별 경피수분 손실도는 보라지유 함량 차이에 따른 유의적 차이를 보이지 않았으며, 또한 보라지유를 섭취한 그룹과 일반 사료를 섭취한 그룹 간에도 경시 수분 손실도 측정 값 간의 유의적 차이는 관찰되지 않았다.
보라지유가 포함된 사료를 먹은 개체와 그렇지 않은 개체 사이에서의 유의적 차이는 나타나지 않았다. 또한 보라지유를 1% 함유한 사료와 2%를 함유한사료를 섭취한 그룹간 증체율에 대한 유의적 차이 또한발견되지 않았다.
보라지유 섭취한 반려견의 혈액을 조사한 결과 일반사료를 섭취한 개체들과 같이 혈액세포의 조성에 유의적 변화는 발견되지 않았다. 이 결과를 통해 보라지유를 반려견 사료의 원료로 사용할 경우, 혈액 세포의 구성에 영향을 미칠만한 정도의 유해성은 존재하지 않을 것으로 보인다.
체중은 반려견의 건강 상태를 살펴보는 가장 기초적인 자료가 된다[13, 14]. 보라지유를 섭취한 그룹과 그렇지 않은 그룹간의 증체율의 변화는 관찰되지 않았고, 보라지유의 섭취가 체중 변화를 야기하는 정도의 유해성을 가지고 있지는 않은 것으로 보인다.
하지만 본 실험에 사용된 반려견들은 습진 및 아토피 등의 피부 질환을 가지고 있지 않기 때문에 보라지유의 임상적 효능을 기대하기에는 어려움이 있다. 본 실험의 결과는 보라지유의 섭취가 반려견의 피부에 부정적인 영향을 미치지 않는다는 안전성 평가로는 활용가능하다고 보인다.
사료 내 첨가한 보라지유가 섭취 후 면역체계에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 IL-2, IL-10 그리고 IFN-γ의 세 가지 사이토카인의 혈액 내 발현 정도를분석하였다. 분석 결과, 보라지유 섭취 유무에 상관없이세 가지 사이토카인 모두 영향을 받지 않은 것을 확인하였다(Table 6).
채취하여 혈액 생화학분석을 실시하였다. 일반적 항목에서의 변화는 없지만 보라지유가 함유된 사료를 섭취한실험군에서 젖산탈수소효소(Lactate dehydrogenase; LDH)의 수치가 유의적으로 감소하는 것으로 나타났다 (Table 7). 하지만 사료 내 보라지유 함량이 1%인 그룹과 2%인 그룹간의 LDH 값은 유의적 차이를 보이지 않았다.
변화 양상을 조사하였다(Table 5). 혈액세포 구성 중 백혈구와 적혈구를 포함한 혈구 조성 분석 결과, 보라지유를 섭취한 그룹과 섭취 하지 않은 그룹 간의 유의적 차이는 나타나지 않았다.

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M. Oft, "Immune regulation and cytotoxic T cell activation of IL-10 agonists - Preclinical and clinical experience", Seminars in immunology, Vol.44, No.101325, pp.1-10, Aug. 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.smim.2019.10132
K. Schroder, P. J. Hertzog, T. Ravasi, D. A. Hume, "Interferonγ: an overview of signals, mechanisms and functions", Journal of leukocyte biology, Vol.75, No.2, pp.163-189, Feb. 2004. DOI: https://doi.org/10.1189/jlb.060325

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R. Klein, O. Nagy, C. T'othov'a, F. Chovanov'a, "Clinical and diagnostic significance of lactate dehydrogenaseand and its isoenzymes in animals", Veterinary Medicine International, Vol.15, No.5346483, pp.1-11, Jun. 2020. DOI: https://doi.org/10.1155/2020/5346483

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R. P. Kristjansson, A. Oddsson, H. Helgason, G. Sveinbjornsson, G. A. Arnadottir, "Common and rare variants associating with serum levels of creatine kinase and lactate dehydrogenase", Nature communications, Vol.7, No.1, pp.1-8, Feb. 2016. DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms10572

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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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