비만 유도 쥐에서 곡류별 섭취가 지질대사, 항산화계, 대동맥의 형태에 미치는 영향

Abstract

본 연구는 고지방식이로 비만을 유도한 흰쥐에게 저지방식이로 대체하여 국내산 잡곡류인 백미, 율무, 메밀, 찰보리를 섭취하도록 하였을 때 장통과 시간에 미치는 영향과 이에 따른 체중과 식이효율의 변화, 체내 지질대사와 항산화계에 미치는 영향, 대동맥의 형태학적 변화에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 생후 3주령 된 SD계 수컷 흰쥐들을 일주일간 고형사료로 적응시킨 후 4주간 고지방 식이로 비만을 유도하였다. 탄수화물 급원으로 전분과 설탕을 이용하였고, 단백질은 식이무게의 20%로 카제인을 사용하였다. 지방은 식이무게의 20%로 콩기름, 옥수수유, 돈지, 우지를 각각 5%씩 사용하였고, 1%의 콜레스테롤을 첨가하여 AIN-93G 식이를 기본으로 배합하여 고콜레스테롤형 비만을 유도하였다. 그 후 난괴법을 이용하여 흰쥐를 10마리씩 4그룹으로 나눈 후 4주간 실험식이를 공급하였다. 성인식인 AIN-93M 식이를 기본으로 단백질 함량을 14%로 조정한 후 탄수화물의 주공급원인 전분 대신 백미, 율무, 메밀, 찰보리를 배합하였다. 또한 저지방 식이로 식이 내 지방의 함량을 7% 수준으로 사용하였다. 실험기간동안 일주일에 한번 체중을 측정하였고, brilliant blue를 이용해 장통과 시간을 측정하였다. 사육한 뒤 희생시켜 실험설계에 따른 혈청 내 지질성분과 간 조직의 지질과산화물 함량, 항산화효소의 활성도, 대동맥의 형태학적 변화를 살펴보았으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 체중증가량과 식이효율은 찰보리군이 다른군에 비해 유의적으로 낮게 나타났고(p<0.01), 식이 섭취량은 찰보리군에 비해 백미, 율무, 메밀을 섭취한 군이 유의적으로 높게 나타났다(p<0.001). 실험동물의 장기 무게에서 간의 무게는 백미와 율무군이 메밀과 찰보리를 섭취한 군에 비해 유의적으로 높게 나타났고(p<0.01), 비장의 무게는 백미군이 찰보리군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 체중대비 장기무게인 liver index(LI), kidney index(KI), spleen index(SI) 중 LI만 백미군이 찰보리군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 2. 장통과 시간은 백미군에 비해 메밀과 찰보리를 섭취한 군이 유의적으로 짧게 나타났고(p<0.05), 변의 양은 율무, 메밀, 찰보리를 섭취한 군이 유의적으로 많은 것으로 나타났다(p<0.001). 3. 혈장 지질농도는 HDL-C농도가 백미군이 율무, 메밀, 찰보리군 보다 유의적으로 낮게 나타났고(p<0.001), 또한 율무군에 비해 메밀, 찰보리군이 유의적으로 높게 나타났다. LDL-C농도는 백미군에 비해 메밀군과 찰보리군이 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). TG와 T-C의 농도는 유의적이지는 않지만 백미군이 가장 높게 나타났고, 율무, 메밀, 찰보리 순으로 나타났다. 4. 간 조직 내의 지질과산화물인 TBARS함량은 유의적인 차이는 없었으나, 백미, 율무, 찰보리, 메밀 순으로 낮은 경향을 보였다. 5. 간 조직 내 항산화효소 활성도를 보면 실험군 간에 SOD, GR 활성도와 GSH는 유의적인 차이를 보였고, GSH-Px, GST의 활성도는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. SOD 활성은 백미군에 비해 찰보리군이 유의적으로 높게 나타났고(p<0.05), GSH-Px 활성은 각 군 간에 유의적인 차이는 없었으나 백미군에 비해 율무, 메밀, 찰보리 군이 높은 경향을 보였다. 또한 GST 활성은 GSH-Px와 같은 양상을 띠며 유의적인 차이는 없었다. GR 활성은 백미군에 비해 메밀군과 찰보리군이 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.05), GSH 농도는 백미군에 비해 메밀군이 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 6. 대동맥의 형태학적 변화에 대한 분석 결과를 보면, 동맥벽의 두께는 백미군에 비해 찰보리군이 유의적으로 얇게 나타났고(p<0.01), 내강면적은 백미군에 비해 메밀과 찰보리군이 유의적으로 넓게 나타났다(p<0.05). 이들 결과를 종합해 보면, 백미과 율무에 비해 메밀과 찰보리가 장통과 시간이 더 짧게 나타남에 따라 영양소 흡수량에 영향을 주어 체중과 식이효율이 더 낮게 나타났고, 흰쥐의 혈액 내 지질수준에도 좋은 영향을 미침으로서 심순환계 질환 예방에 효과가 있을 것으로 생각되어지고, SOD, GR활성과 GSH수준이 높게 나타나 항산화 효과가 있다고 여겨진다. 또한 동맥벽의 두께를 감소시키고 내강면적의 감소를 방지하는데 효과가 있었다. 따라서 비만으로 인해 발생할 수 있는 만성질환 위험을 예방하기 위해 백미와 율무보다는 메밀, 찰보리 등을 혼합하여 섭취하는 것이 효과가 있을 것으로 기대되어 앞으로 더 많은 연구가 이루어져야 할 것이다.; The purpose of this study was to investigate the effect of white rice, job's-tears, buckwheat and glutinous barley in low fat diet on transit time, weight gain, food efficiency ratio, plasma lipid profile, antioxidative system of liver and aorta histopathology in obesity induced rats. Male Sprague-Dawley rats (n=40), three-weeks old, were adapted to experimental conditions for one week and fed obesity inducing diet 4 weeks. For inducing hypercholesterolic obesity, diets based on AIN-93G were mixed with 1% cholesterol and lipids (20% lipid as w/w). The source of carbohydrate was corn starch (44% carbohydrate as w/w) and sucrose (5% carbohydrate as w/w) and protein source was casein (20% protein as w/w). Rats were divided into 4 groups of 10 each by using a randomized complete block design and fed one of the experimental diets for 4 weeks. The experimental diets based on AIN-93M were prepared with lower level of protein (14% protein as w/w) and four different sources of carbohydrates, white rice, job's-tears, buckwheat and glutinous barley (64% carbohydrate as w/w) instead of corn starch (44%). And lower level of lipid (7% lipid as w/w) by low fat diet. The results were as followed: 1. The weight gain and food efficiency ratio (FER) in GB group were significantly lower than those in WR, JT and BW groups. The food intake of WR, JT and BW group were significantly higher than that of the GB group. Compared to BW and GB groups, the weight of liver were significantly higher in the WR and JT groups. The weight of spleen and LI in WR group were significantly higher than that of the GB group. 2. The transit time of the WB, GB groups were significantly shorter than that of the WR group and the fecal weight of the JT, WB, GB group were significantly heavier than that of the WR group. 3. The HDL-C level in WR was significantly lower than those in JT, BW and GB groups. HDL-C level of JT group was significantly lower than BW and GB groups. The LDL-C in WR group was significantly higher than those in BW and GB groups. 4. The thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) level in liver was not significantly different among groups. 5. The superoxide dismutase (SOD) activity in the GB group was significantly higher than that in the WR group. And the BW, GB groups showed significantly higher glutathione reductase (GR) activity compared with the WR group. Glutathione (GSH) level in the BW group was significantly higher than that in the WR group. Though glutathione peroxidase (GSH-Px) and glutathione S-transferase (GST) activities were not significantly different among groups, GSH-Px and GST activity in the JT, BW and GB groups tended to be higher than that in the WR group. 6. The aortic wall thickness of the GB group was significantly thinner than that of the WR group and the lumen area of the BW group and GB group were significantly wider than that of WR group. The results were shown that BW and GB have anti-atherogenic effects by decreasing plasma lipids level and antioxidative effects by being higher SOD, GR activities and GSH level compared to WR. Furthermore BW and GB are effective to reduce the thickness of the aortic wall and to prevent from narrowing the area of lumen.