Effect of Gelatinized Maca on Androgen Receptor Expression and Antioxidant Activity in an Aged Mouse Model = 노령 마우스 모델에서 젤라틴화된 마카가 안드로겐 수용체 발현 및 항산화 활성에 미치는 영향

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Maca has been reported to alleviate male menopause symptoms in humans and experimental animals; however, its mechanism of action in improving male menopause has not been clearly identified. This study aimed to investigate the mechanism of action of gelatinized maca in improving male menopause by analyzing serum testosterone, testicular androgen receptor (AR) expression, and testicular oxidation-antioxidation balance. Gelatinized maca was administered orally to aged male C57BL/6 mice at three doses (500, 1,000, and 1,500 mg/kg/day) for 28 consecutive days. Serum biochemical analysis showed an increase in serum hydroxysteroid 17-beta-dehydrogenase 13 (HSD17β13) concentration at 1,500 mg/kg/day and a decrease in serum sex hormone- binding globulin (SHBG) concentration at ≥ 1,000 mg/kg/day. Gelatinized maca administration also resulted in the increased expression levels of testicular AR and cyclic adenosine monophosphate response element binding protein (CREB) at 1,500 mg/kg/day. Oxidative stress analysis showed an increase in testicular superoxide dismutase and glutathione reductase activities and a decrease in testicular malondialdehyde at 1,500 mg/kg/day. In conclusion, gelatinized maca administration to aged male mice increased HSD17β13, AR and CREB expression, and antioxidant capacity and decreased serum SHBG. The results of the present study suggest that gelatinized maca may be a useful substance that can help alleviate male menopause symptoms.

국문 초록 (Abstract)

마카(Maca)는 사람 및 실험동물에서 남성 갱년기 증상을 완화하는 것으로 보고되어 왔으나, 남성 갱년기 개선에 관여하는 작용 기전은 명확히 규명되지 않았다. 본 연구는 젤라틴화 마카가 남성 갱년기를 개선하는 작용 기전을 규명하기 위해, 혈청 테스토스테론(testosterone), 고환의 안드로겐 수용체(androgen receptor, AR) 발현, 그리고 고환 내 산화-항산화 균형을 분석하는 것을 목적으로 수행되었다. 젤라틴화 마카를 39주령 수컷 C57BL/6 마우스에 3개 용량(500, 1000, 1,500 mg/kg/day)으로 28일간 반복 경구 투여하였다. 혈청 생화학 분석 결과, 1,500 mg/kg/day 용량에서 혈청 하이드록시 스테로이드17베타 탈수소효소(HSD17β13) 농도가 증가하였고, 1,000 mg/kg/day 이상 용량에서 혈청 성호르몬 결합글로불린(SHBG) 농도가 감소하였다. 또한 젤라틴화 마카 투여(1,500 mg/kg/day)에 의해 고환의 안드로겐 수용체 및 환상 아데노신 일인산(cyclic adenosine monophosphate, cAMP) 반응요소 결합단백질(response element binding protein, CREB) 발현 증가를 유도하였다. 산화 스트레스 분석에서는 고환조직에서 초과산화물 불균등화효소(superoxide dismutase, SOD) 및 글루타티온 환원효소(glutathione reductase, GR) 활성 증가, 말론다이알데하이드(malondialdehyde, MDA) 감소가 1,500 mg/kg/day에서 확인 되었다. 결론적으로, 노령 수컷 마우스에 젤라틴화 마카를 투여하였을 때 HSD17β13 증가는 테스토스테론 합성을 촉진하여 내인성 안드로겐의 생성을 증가시키며, SHBG 감소는 테스토스테론 농도를 증가시켜 생리적으로 이용 가능한 테스토스테론의 비율을 높이고, AR와 CREB 증가는 고환의 안드로겐 수용체 신호 전달을 강화시키며, SOD와 GR 증가 및 MDA 감소는 활성산소로 인한 세포 손상을 억제하고, 저테스토스테론증과 관련된 산화스트레스를 완화하는 효과를 보였다. 이러한 복합적인 작용을 통해 젤라틴화 마카는 노화 또는 기능 저하로 인한 안드로겐 감소 상태에서 호르몬 균형과 생식기능 회복에 긍정적인 영향을 미친다고 사료된다. 따라서, 본 연구 결과는 젤라틴화 마카가 남성 갱년기 증상 완화에 도움이 될 수 있는 유용한 물질임을 시사한다.

목차 (Table of Contents)

• I. Introduction 1
• II. Materials and Methods 4
• 1. Experimental animals and laboratory environment 4
• 2. Test substance and treatment 5
• 3. Test groups and dose selection 5
• 4. Clinical observation and body weight 6
• 5. Necropsy and gross pathology 6
• 6. Measurement of serum HSD17β13, SHBG, and testosterone 6
• 7. Quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR)- 7
• 8. Measurement of testicular oxidative stress 9
• 9. Histopathological examination 9
• 10. Statistical analysis 10
• III. Results 11
• 1. Effect of gelatinized maca on clinical signs and body weight 11
• 2. Effect of gelatinized maca on gross pathology 13
• 3. Effect of gelatinized maca on serum testosterone, HSD17β13, and SHBG 13
• 4. Effect of gelatinized maca on AR, CREB, and NF-κB expression 15
• 5. Effect of gelatinized maca on testicular oxidation-antioxidation balance 17
• 6. Histopathological examination 19
• IV. Discussion 21
• V. Conclusion 25
• References 26
• Abstract in Korean 33