[논문]창출(Atractylodes lancea) 추출물의 투여가 당뇨 유발 흰쥐의 혈당과 지질수준에 미치는 영향

한혜경; 최은영

doi:10.9799/ksfan.2020.33.5.544

창출(Atractylodes lancea) 추출물의 투여가 당뇨 유발 흰쥐의 혈당과 지질수준에 미치는 영향
Effects of Atractylodes lancea on Plasma Glucose and Lipid Profile in Streptozotocin Induced Diabetic Rats 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.33 no.5, 2020년, pp.544 - 550

한혜경 (덕성여자대학교 식품영양학과) , 최은영 (경북전문대학교 식품영양과)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to examine the effects of Atractylodes lancea (A.l.) in a dose-dependent manner on lipid levels and plasma glucose in diabetic rats induced with streptozotocin (STZ). The Sprague-Dawley rats were randomly classified into five groups: normal, STZ-control and three experimental groups [A.l.-1, diabetic treated with ethanolic extract of A.l. (1 g/kg b.w.), A.l.-2, diabetic administered with ethanolic extract of A.l. (2 g/kg b.w.), and A.l.-3, diabetic administered with ethanolic extract of A.l. (3 g/kg b.w.)]. The normal and STZ-control group were fed an AIN-93 diet and the three experimental groups were administered with A.l. extract at doses of 1, 2, and 3 g/kg b.w./day, respectively, for 14 days. The plasma glucose levels in all the experimental groups were significantly lower than the STZ-control group after 14 days of treatment. The total cholesterol of the A.l.-3 and triglyceride levels, atherogenic index (AI) of all three experimental groups were significantly lower than the STZ-control group. The ALT and AST activities at A.l.-2, A.l.-3 were significantly lower than the STZ-control group. This result that demonstrate the administration of Atractylodes lancea can reduce hyperglycemia and hyperlipidemia risk in diabetic rats.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. Composition of AIN-93 diets (g/kg diet)
표 Table 2. Initial and final body weight of normal and diabetic rats fed extract of Atractylodes lancea¹⁾
표 Table 3. Diet intake (g/day) and feed efficiency ratio (FER) of normal and diabetic rats fed extract of Atractylodes lancea¹⁾²⁾
표 Table 4. Hematocrit levels and aminotransferase activities of normal and diabetic rats fed extract of Atractylodes lancea¹⁾
표 Table 5. Plasma glucose levels of normal and diabetic rats fed extract of Atractylodes lancea¹⁾²⁾ (mg/dL)
표 Table 6. Plasma cholesterol levels of normal and diabetic rats fed extract of Atractylodes lancea¹⁾ (mg/dL)
표 Table 7. Plasma lipid profiles of normal and diabetic rats fed extract of Atractylodes lancea¹⁾²⁾

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

그 외에도 정유에서 분리해낸 furanosesquiterpene 은 항균성, 간보호, 진통, 소염 및 항산화, 진통과 진경 효과에 대한 연구도 보고되어지고 있다(Nishikawa 등 1997; Taguchi 등 2004; Huang 등 2005; Tsuneki 등 2005). 본 연구는 선행연구에서 창출의 섭취가 당뇨쥐의 혈당을 감소시키고 혈중 중성지방과 유리지방산을 유의적으로 감소시키는 등의 고지혈증개선효과를 보고한 바 있어(Han 등 2009) 창출 추출물의 용량에 따른 변화를 알아보기 위해 창출을 에탄올로 추출한 후 농도를 달리 투여하여 streptozotocin(STZ)으로 유발된 당뇨 흰쥐의 혈당과 지질수준에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다.

가설 설정

1) Values are mean±S.D. of 7 rats.
2) Values with different superscript within the same column are significantly different at p<0.05.
4) Values with different superscript within the same column are significantly different at p<0.05.

제안 방법

모든 군은 AIN-93조제식이(Table 1)(Reeves PG 1997)를 실험식이로 모두 공급하였고, 실험기간 동안 식이와 물은 자유롭게 섭취하도록 하였다. 당뇨유발군은 당뇨대조군(n=7, STZ-control)과 창출-1투여군(n=7, A.l.-1, 창출추출물 1g/kg b. w.), 창출-2투여군(n=7, A.l.-2, 창출추출물 2g/kg b. w.) 및 창출-3투여군(n=7, A.l.-3, 창출추출물 3g/kg b.w.)으로 총 5군으로 분리하여 실험하였다. 창출-1투여군은 창출추출물 1 g/kg b.
당뇨쥐에서 창출 추출물의 투여가 비공복 시 혈당변화에 미치는 영향을 알아보기 위해 1주일에 2번 채혈을 실시하여 혈당을 측정하였고 그 결과는 Table 5와 같다. 실험 0일의 혈장 포도당 함량은 STZ 주사로 인하여 모든 당뇨유발군이 대조군에 비해 유의적으로 증가하였다(p<0.
농도로 녹여 꼬리정맥에 주사하였다. 대조군은 동량의 citrate buffer 용액을 주사하였다. 주사 24시간 후에 안구 정맥총에서 혈액을 채취, 원심분리한 후 상징액을 취하여 혈당을 측정하였다.
체중은 매일 일정한 시간에 동물용 체중계로 일정한 순서로 측정하였다. 식이이용효율(feed efficiency ratio: FER)은 실험 전 기간의 체중 증가량을 같은 기간 섭취한 식이섭취량으로 나누어 계산하였다.
당뇨병 유발일을 실험 0일로 하였다. 실험기간동안의 식이섭취량을 매일 일정한 시간에 칭량 1일 섭취한 식이의 양을 측정하였다. 체중은 매일 일정한 시간에 동물용 체중계로 일정한 순서로 측정하였다.
혈액 채취는 비공복시에 일주일에 2번 실행하였다. 실험동물을 에테르로 마취시키고 안구 정맥총에서 채혈하여 3,000 rpm(Centrefuse, Hanil, Co., Korea)에서 15분간 원심분리 한 후 혈장을 취해 포도당과 콜레스테롤 농도를 측정하였다. 실험 14일 후에는 단두로 희생시킨 직후 혈액을 헤파린 처리된 시험관에 취했다.
, Korea)으로 측정하였다. 이들 측정치로부터 HTR [HTR: HDL-콜레스테롤/총콜레스테롤]과 atherogenic index [AI: (총콜레스테롤-HDL-콜레스테롤)/HDL-콜레스테롤] 를 구하였다.
대조군은 동량의 citrate buffer 용액을 주사하였다. 주사 24시간 후에 안구 정맥총에서 혈액을 채취, 원심분리한 후 상징액을 취하여 혈당을 측정하였다. 혈장 포도당의 농도가 300 mg/dL 이상인 흰쥐에 당뇨가 유발된 것으로 확인하였다.
창출 추출물이 STZ으로 유발된 당뇨쥐에서 혈당과 지질 수준에 미치는 영향을 알아보고자 용량(1 g, 2 g 및 3 g/kg b.w.)을 달리하여 14일간 경구투여한 실험에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 대조군을 비롯한 당뇨유발군, 당뇨유발에 창출을 투여시킨 군을 14일간 실험한 결과 STZ 투여로 식이섭취량은 증가된 반면 체중은 감소되었는데, 창출 추출물을 3 g 투여 시 체중증가량의 변화는 관찰되지 않은 반면 식이섭취량은 억제되었다.
)으로 총 5군으로 분리하여 실험하였다. 창출-1투여군은 창출추출물 1 g/kg b.w., 창출-2투여군은 2 g/kg b.w. 및 창출-3투여군은 3 g/kg b.w.을 매일 14일간 경구투여하였다. 한 마리씩 분리하여 stainless steel cage에 넣고 14일간 사육하였다.

대상 데이터

Sprague-Dawley계 7주령 수컷 무게 220g 내외 흰쥐를 샘 타코(Sam : TacN(SD)BR, Osan, Korea)로부터 공급받아 환경에 적응을 위해 고형사료((주) 샘타코, 경기도 오산시, 한국)로 1주일간 예비사육 하였다. 이후 체중에 따른 난괴법에 의하여 1군의 대조군(n=7, Normal)과 4군의 당뇨유발군으로 분리하였다.
강원도 삼척에서 재배하여 건조시킨 창출(Humanherb, Daegu, Korea)을 80% 에탄올에 환류하면서 4시간씩 3회 반복추출한 후, filter paper로 여과하였다. 그 여액을 회전증발기로 감압농축하여 추출물을 얻었다.

데이터처리

4) Values with different superscript within the same column are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
모든 실험 결과는 평균±표준편차로 나타냈고 그룹간 유의성 검증은 SPSS program(version 19.0)을 이용하여 One-way analysis of variance(ANOVA) test 및 duncan's multiple range test로 확인하였다.

이론/모형

이후 체중에 따른 난괴법에 의하여 1군의 대조군(n=7, Normal)과 4군의 당뇨유발군으로 분리하였다. 모든 군은 AIN-93조제식이(Table 1)(Reeves PG 1997)를 실험식이로 모두 공급하였고, 실험기간 동안 식이와 물은 자유롭게 섭취하도록 하였다. 당뇨유발군은 당뇨대조군(n=7, STZ-control)과 창출-1투여군(n=7, A.
혈당은 glucose oxidase법(Raabo & Terkildsen 1960)에 따라 조제된 kit(Bio Clinical System Co., Korea)로 분석하였다.
혈장 유리지방산은 SICDIA-NEFAZYME 효소법(Kanai & Kanai 1983) (Shinyang Chemical Co., Ltd., Korea)으로 측정하였다.
, Korea)로 분석하였다. 혈장 중의 총콜레스테롤(Richmond W 1973), HDL-콜레스테롤(Finley 등 1978) 및 중성지방(Giegel 등 1975)은 효소비색법을 이용한 kit(Bio Clinical System Co., Korea)로 측정하였다. 혈장 유리지방산은 SICDIA-NEFAZYME 효소법(Kanai & Kanai 1983) (Shinyang Chemical Co.

성능/효과

HTR은 당뇨대조군이 유의적으로 가장 낮았으며, 그 다음이 대조군, A.l.-1투여군, A.l.-2투여군 및 A.l.-3투여군 순으로 나타나 총콜레스테롤의 증가에도 불구하고 농도가 높아질수록 의존적으로 HDL의 비율이 높아지는 것으로 나타났다(p<0.05).
STZ로 유도된 당뇨쥐에서 창출 추출물이 체중에 미치는 영향을 관찰한 결과, 실험 0일 초기 체중은 대조군과 당뇨유발군 사이에 유의적인 차이가 없었는데 비해, 실험 14일 후의 체중은 대조군이 다른 당뇨군에 비해 유의적으로 높은 체중을 나타내었으나(p<0.05) 당뇨실험군간의 유의적인 차이는 없는 것으로 나타났다(Table 2).
대조군을 비롯한 당뇨유발군, 당뇨유발에 창출을 투여시킨 군을 14일간 실험한 결과 STZ 투여로 식이섭취량은 증가된 반면 체중은 감소되었는데, 창출 추출물을 3 g 투여 시 체중증가량의 변화는 관찰되지 않은 반면 식이섭취량은 억제되었다. 당뇨로 인하여 증가된 ALT 및 AST 활성도는 창출 추출물을 2 g과 3 g 투여 시 당뇨대조군에 비해 유의적으로 감소되었다. 혈장 포도당 함량은 실험 11일째부터 3g 투여군을 시작으로 14일째에서는 1 g과 2 g 투여군도 혈당치가 저하됨을 관찰할 수가 있었다.
당뇨상태에서는 혈중 HDL-콜레스테롤 함량이 감소를 보이나 본 실험에서는 대조군에 비해 유의적으로 높은 함량을 보였다(Table 6)(p<0.05).
)을 달리하여 14일간 경구투여한 실험에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 대조군을 비롯한 당뇨유발군, 당뇨유발에 창출을 투여시킨 군을 14일간 실험한 결과 STZ 투여로 식이섭취량은 증가된 반면 체중은 감소되었는데, 창출 추출물을 3 g 투여 시 체중증가량의 변화는 관찰되지 않은 반면 식이섭취량은 억제되었다. 당뇨로 인하여 증가된 ALT 및 AST 활성도는 창출 추출물을 2 g과 3 g 투여 시 당뇨대조군에 비해 유의적으로 감소되었다.
동맥경화지수(Table 7)는 대조군 에 비해 당뇨대조군에서 유의적으로 증가하였고(p<0.05) 당 뇨대조군 및 대조군과 비교해서도 A.l.-2과 A.l.-3투여군에서 유의적인 감소를 보였는데(p<0.05), 이는 창출 추출물의 투여 가 동맥경화의 예방에 상당한 효과가 있을 것으로 판단된다.
혈장의 중성지방과 유리지방산 함량은 창출 추출물 투여 시 당뇨대조군에 비해 유의적으로 감소하였다. 동맥경화지수는 창출 추출물을 투여한 모든 당뇨실험군에서 유의적으로 저하되는 것으로 나타났다. 이상의 실험결과를 통해 STZ 투여로 활성산소에 대한 감수성이 높아지고 산화적 스트레스로 인한 과산화수소 등이 증가된다.
이렇게 증가된 활성산소가 췌장의 β-세포를 파괴하여(Rhee 등 1998) 유도된 흰쥐의 고혈당을, 창출의 다양한 생리활성 성분이 STZ에 의한 peroxinitrite의 형성을 억제하고 β-세포의 손상을 완화시켜 혈당상승을 낮추는 가능성을 보였다. 또한 고혈당으로 인한 간 기능 대사저하 방지와 혈중 지질수준 및 동맥경화지수를 개선하는 효과가 있는 것으로 사료된다.
또한 혈장 AST 활성도는 창출 추출물 투여로 인하여 감소되는 것으로 나타났으며 A.l.-2투여군과 A.l.-3투여군에서 당뇨대조군과 비교해 유의적으로 낮은 수치를 나타냈다(p<0.05).
당뇨쥐의 식이섭취량이 대조군 보다 높은 이유는 인슐린이 결핍된 쥐에게서 neropeptide Y mRNA의 증가와 시상하부의 렙틴 수용체의 작용저하로 보고하고 있고, 인슐린 보충 시 식이섭취량이 감소한다고 보고하였다(Kahn CR 1985). 본 실험에서는 당뇨대조군에 비해 A.l.-2투여군을 제외한 당뇨실험군에서 감소하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 식이효율(Table 2)은 대조군과 당뇨대조군에서 유의적인 차이(p<0.
본 실험에서는 실험 7일째부터 실험 14일째까지 당뇨대조군에 비해 A.l.-3투여군에서 총콜레스테롤 함량이 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
본 연구에서 혈장 AST와 ALT 활성도 모두 당뇨대조군에서 대조군에 비해 유의적으로 높은 활성도가 관찰되었으며(p<0.05), 이는 STZ 투여에 의해 유도된 당뇨 모델을 이용한 다른 연구 결과(Steer 등 1985)와 유사하며, STZ에 의한 당뇨 유발과 고혈당으로 인한 간 기능 대사의 저하로 사료된다.
식이효율(Table 2)은 대조군과 당뇨대조군에서 유의적인 차이(p<0.05)를 보였으나 당뇨대조군과 당뇨실험군간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다.
실험 0일의 혈장 포도당 함량은 STZ 주사로 인하여 모든 당뇨유발군이 대조군에 비해 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
창출 추출물 투여 시 식이섭취량과 식이효율에 미치는 영향을 Table 3에 제시하였다. 실험 1주째 평균 식이섭취량은 대조군에 비해 당뇨대조군에서 증가하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 대조군에 비해 A.
실험 2주째 평균 식이섭취량은 대조군에 비해 당뇨대조군 및 당뇨실험군에서 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
실험 4일째에는 당뇨대조군에 비해 모든 당뇨실험군에서 감소하였으며 실험 11일째에는 A.l.-3투여군이 당뇨대조군과 비교하여 유의적인 감소를 보이기 시작하였고(p<0.05) 14일째에는 당뇨대조군에 비해 A.l.-1 및 A.l.-2투여군도 유의적인 감소를 나타내어(p<0.05) 당뇨대조군에 비해 모든 창출투여군에서 혈당이 감소하였다.
실험 0일째에는 대조군, 당뇨대조군 및 당뇨실험군 간의 차이를 보이지 않았다. 실험 4일째에는 당뇨대조군의 총콜레스테롤 함량은 대조군에 비해 유의적이지는 않으나 증가하였으며 특히 당뇨실험군 A.l.-1투여군이 대조군과 비교하여 높았으며 당뇨대조군에 비해 A.l.-2과 A.l.-3투여군에서 유의적이지는 않으나 감소하였다. 실험 7일, 실험 11일 및 실험 14일째에는 당뇨대조군에 비해 A.
실험 7일, 실험 11일 및 실험 14일째에는 당뇨대조군에 비해 A.l.-3투여군에서 유의적인 감소를 나타내었고(p<0.05) A.l.-1과 A.l.-2투여군은 당뇨대조군과 유의적인 차이를 보이지 않았다.
이상의 실험결과 창출 추출물 3 g을 투여하였을 때 실험 7일째부터 당뇨대조군에 비해 유의적으로 감소하였으며(p<0.05) 1 g 및 2 g의 투여도 실험 14일 째부터 감소하여 다양한 생리활성을 가진 창출의 성분이 STZ에 의한 peroxinitrite의 형성을 억제하고 β-세포의 손상을 완화시켜 혈당상승을 저해할 수 있는 가능성을 보였다.
동맥경화지수는 창출 추출물을 투여한 모든 당뇨실험군에서 유의적으로 저하되는 것으로 나타났다. 이상의 실험결과를 통해 STZ 투여로 활성산소에 대한 감수성이 높아지고 산화적 스트레스로 인한 과산화수소 등이 증가된다. 이렇게 증가된 활성산소가 췌장의 β-세포를 파괴하여(Rhee 등 1998) 유도된 흰쥐의 고혈당을, 창출의 다양한 생리활성 성분이 STZ에 의한 peroxinitrite의 형성을 억제하고 β-세포의 손상을 완화시켜 혈당상승을 낮추는 가능성을 보였다.
혈장 ALT 활성도는 창출 추출물 투여로 인하여 A.l.-2투여군과 A.l.-3투여군이 당뇨대조군보다 유의성있는 감소(p<0.05)를 관찰할 수 있었으며 농도에 따른 의존성을 보였다.
혈장 유리지방산 함량 (Table 7)은 대조군 및 당뇨실험군에 비해 당뇨대조군에서 유의적으로 높은 수준으로 나타내었으며(p<0.05) 당뇨대조군에 비해 당뇨실험군에서 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
혈장 포도당 함량은 실험 11일째부터 3g 투여군을 시작으로 14일째에서는 1 g과 2 g 투여군도 혈당치가 저하됨을 관찰할 수가 있었다. 혈장 총콜레스테롤 함량은 실험 7일째부터 실험 14일째까지 당뇨대조군에 비해 창출추출물 3 g 투여군에서 유의적으로 감소하였다. 혈장의 중성지방과 유리지방산 함량은 창출 추출물 투여 시 당뇨대조군에 비해 유의적으로 감소하였다.
당뇨로 인하여 증가된 ALT 및 AST 활성도는 창출 추출물을 2 g과 3 g 투여 시 당뇨대조군에 비해 유의적으로 감소되었다. 혈장 포도당 함량은 실험 11일째부터 3g 투여군을 시작으로 14일째에서는 1 g과 2 g 투여군도 혈당치가 저하됨을 관찰할 수가 있었다. 혈장 총콜레스테롤 함량은 실험 7일째부터 실험 14일째까지 당뇨대조군에 비해 창출추출물 3 g 투여군에서 유의적으로 감소하였다.
주사 24시간 후에 안구 정맥총에서 혈액을 채취, 원심분리한 후 상징액을 취하여 혈당을 측정하였다. 혈장 포도당의 농도가 300 mg/dL 이상인 흰쥐에 당뇨가 유발된 것으로 확인하였다.
혈장 총콜레스테롤 함량은 실험 7일째부터 실험 14일째까지 당뇨대조군에 비해 창출추출물 3 g 투여군에서 유의적으로 감소하였다. 혈장의 중성지방과 유리지방산 함량은 창출 추출물 투여 시 당뇨대조군에 비해 유의적으로 감소하였다. 동맥경화지수는 창출 추출물을 투여한 모든 당뇨실험군에서 유의적으로 저하되는 것으로 나타났다.
혈중 중성지방의 함량은 당뇨대조군이 대조군 및 당뇨실험군보다 유의적으로 높은 수준을 나타내었다(p<0.05).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	만성 대사질환인 당뇨병의 치료방법은?	WHO(World Health Organization)의 보고에 따르면 전세계인구의 9%가 당뇨환자이며 이수는 더 늘어날 것으로 전망하고 있다(World Health Orga- nization 2014). 당뇨병 치료는 약물치료와 식이요법을 주로 적용하고 있어 약물 독성문제와 환자의 내성문제가 대두되고 있다. 천연자원으로부터 당뇨병을 예방하거나 또는 개선할 수 있는 생리활성 물질을 찾으려는 연구와 더불어 역사적으로 민간에서 혈당강하제로 사용되어 온 여러 식물의 항당뇨병 효능을 검증하려는 연구가 진행되고 있다(Marles & Farnsworth 1995; Park JH 2004; Choi KS 2013; Lee JW 2017).
	생활습관 및 식생활의 변화로 증가하고 있는 것은?	생활습관 및 식생활의 변화로 만성질환인 당뇨병, 고지혈증, 동맥경화증, 고혈압, 면역 기능 저하로 인한 질병의 유병률이 증가하고 있다. 이러한 질환을 예방하고 발병 시 이를 개선할 수 있는 기능성식품에 대한 관심 또한 높아지고 있다.
	당뇨병이 초래하는 것은?	특히, 안전성이 확보된 천연식물로부터 기능성 물질 추출 및 이들의 효과를 규명하는 연구들이 활발히 진행되고 있다(Lee NY 2013). 당뇨병은 만성 대사질환으로 인슐린 분비장애와 말초조직 인슐린 저항에 의해 탄수화물과 지방 및 단백질 등의 생체 내 대사 기능의 이상을 초래한다(Reaven GM 1988; O'Brien & Granner1996). WHO(World Health Organization)의 보고에 따르면 전세계인구의 9%가 당뇨환자이며 이수는 더 늘어날 것으로 전망하고 있다(World Health Orga- nization 2014).

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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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