비만을 유도한 흰 쥐에서 백미, 율무, 메밀, 찰보리의 섭취가 지질대사에 미치는 영향

Abstract

The purpose of this study is to determine the effects of white rice(WR), job's tears(JT), buckwheat(BW) and waxy barley(WB) on serum 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 for 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 and sucrose (45% 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 waxy barley (50% carbohydrate as w/w) instead of corn starch (44%). The results were as followed: 1. The weight gain and food efficiency ratio(FER) in WB group were significantly lowered than those in WR and JT groups. The food intake of the BW group was significantly higher than that of the JT and WB groups. Compared to the BW and WB groups, the weight of liver was significantly higher in the JT group. 2. The transit time of the WB group was significantly shorter than that of the WR group and the fecal weight of the WB group was significantly heavier than other groups. 3. The TC and LDL-C levels in BW and WB groups were significantly lower than those in the WR and JT groups . HDL-C level in BW and WB groups was significantly higher than that in the WR group. The BW and WB groups were significantly lowered TG level compared with the WR group. 4. Though the thiobarbituric acid reactive substance(TBARS) level in liver was not significantly different among groups, TBARS level in the BW and WB groups tended to be lower than that in the WR group. 5. The glutathione peroxidase(GSH-Px) activity in the WB group was significantly higher than that in the WR group. And the BW and WB groups showed significantly higher glutathione S-transferase(GST) activity and glutathione(GSH) level compared with the WR group. Though superoxide dismutase(SOD) and glutathione reductase(GR) activities were not significantly different among groups, the GR activity in the BW and WB groups tended to be lower than that in the WR and JT groups and the SOD activity of the WB group was tended to be higher than that of the WR group. 6. The lumen area of the BW group and WB group was significantly wider than that of the WR group and JT group and the aortic wall thickness of the WB group was significantly thinner than that of the WR group. The results were shown that BW and WB have anti-atherogenic effects by decreasing plasma lipids level and antioxidative effects by being higher GSH-Px, GST activities and GSH level compared to WR. Furthermore BW and WB are effective to reduce the thickness of the aortic wall and to prevent from narrowing the area of lumen.; 본 연구는 국내산 백미, 율무, 메밀, 찰보리의 섭취가 비만을 유도한 흰쥐의 혈중 콜레스테롤 저하효과, 체내 항산화 효소의 증가, 장통과 시간의 단축에 따른 비만예방 효과와 대동맥의 형태학적 변화에 미치는 영향에 대해 알아보고자 실시하였다. 3주령 Sprague-Dawley rat 40마리를 일주일간 적응시킨 후 4주간 비만을 유도하는 식이를 실시하였다. 탄수화물 급원으로 전분과 설탕을 이용하고 단백질은 식이무게의 20%로 지방은 식이무게의 20%로 하여 콩기름, 우지, 돈지, 옥수수유를 혼합하였고, 1% cholesterol을 첨가하여 AIN-93G식이를 기본으로 배합하여 4주간 고콜레스테롤형 비만을 유도하였다. 그후 난괴법을 이용하여 rat을 10마리씩 4그룹으로 나눈 후 4주간 실험식이를 공급하였다. 성인식인 AIN-93M식이를 기본으로 단백질 함량을 14%로 조정한 후 전분대신 백미, 율무, 메밀, 찰보리를 배합하였다. 사육 시 일주일에 한번 체중을 측정하였고, brilliant blue를 이용해 transit time을 측정하였다. 해부 시 실험 식이에 따른 혈청 내 지질성분과 간조직의 지질과산화물 함량, 항산화효소 활성도, 대동맥의 형태학적 변화를 살펴보았으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 체중증가량과 FER은 백미군과 율무군에 비해 찰보리군이 유의적으로 낮았고, 식이섭취량은 율무군과 찰보리군에 비해 메밀군이 유의적으로 높았다. 간, 신장, 비장의 장기 무게에서 간 무게만이 메밀군과 찰보리군에 비해 율무군이 높았고, 체중대비 장기무게인 liver index, kidney index, spleen index는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 2. 장통과시간과 변의 무게는 유의적인 차이를 보였는데, 장통과시간은 평균 9.4시간인 백미군에 비해 찰보리군이 평균 5.8시간으로 짧았고, 변의 무게 또한 다른 군에 비해 찰보리군이 가장 무거웠다. 3. 혈청 지질농도는 total cholesterol(TC)와 LDL cholesterol(LDL-C) 수준이 백미군과 율무군에 비해 메밀군과 찰보리군에서 유의적으로 낮게 나타났고, triglyceride(TG) 수준은 백미군에 비해 메밀군과 찰보리군이 유의적으로 낮게 나타났다. 또한, HDL-cholesterol(HDL-C) 수준은 백미군에 비해 메밀군과 찰보리군이 유의적으로 높게 나타났다. 4. 간 조직 내의 지질과산화물인 thiobarbituric acid reactive substance 함량은 유의적이지는 않았으나, 백미군에 비해 메밀군, 찰보리군에서 낮은 수치를 보였다. 5. 간 조직내 glutathione peroxidase(GSH-Px), glutathione S-transferase (GST)의 항산화 효소 활성도와 glutathione(GSH) 농도는 유의적인 차이를 보였는데, GSH-Px 수준은 백미군에 비해 찰보리군이 높았고, GST 활성도와 GSH 농도는 백미군에 비해 메밀군, 찰보리군이 높았다. SOD(superoxide dismutase)와 GR(glutathione reductase)은 유의적인 차이는 보이지 않았으나 GR은 백미군, 율무군에 비해 메밀군, 찰보리군이 낮은 편이었으며, SOD는 백미군에 비해 찰보리군에서 높았다. 6. 동맥조직의 조직학적 병변에 대한 분석결과, 본 실험에서 내강면적은 백미군과 율무군에 비해 메밀군과 찰보리군이 유의적으로 넓었으며 동맥두께는 백미군에 비해 찰보리군에서 유의적인 차이는 없었으나 낮은 경향을 보였다. 이들 결과를 종합하여 보면 메밀과 찰보리는 백미에 비해 혈장지질농도를 감소시킴으로써 항동맥경화 효과를 보이고 GSH-Px, GST활성과 GSH농도가 높음을 보임으로써 항산화 효과가 있다고 여겨진다. 또한 메밀과 찰보리는 동맥벽의 두께를 감소시키고 내강 넓이의 감소를 방지하는 효과가 있음을 실험결과에서 나타났다. 따라서, 메밀과 찰보리가 지질대사와 항산화계 개선 효과가 있음을 이 연구에서 보여주었다.