천연소재가 Streptozotocin으로 유도한 당뇨병 쥐의 질대사 및 항산화 활성에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

당뇨병(Diabetes mellitus)은 고혈압, 동맥경화증, 당뇨병 망막증, 신증, 말초 신경증, 고지혈증 등의 합병증을 일으키는 만성 대사성 질환으로 알려져 있으며, 현재 국내외에서 천연식물을 이용한 항당뇨병 소재의 개발에 관심이 모아지고 있다. 본 연구에서는 우리나라의 차식품으로 이용되어온 둥글레(Polygonatum odoratum)와 결명자(Cassia tora L.)의 항당뇨병성 효과를 평가하기 위하여 혈당과 지질대사물 수준 및 항산화 방어계에 미치는 영향을 알아보았다.
당뇨병 흰쥐를 대상으로 하여 15일 동안 둥글레(Polygonatum odoratum)와 결명자(Cassia tora L.)식이를 투여하였으며, 식이군은 control basal diet group (대조군)과 Polygonatum odoratum 10% diet group(PO10군), Polygonatum odoratum 20% diet group(PO20군), Cassia tora L. 10% diet group(CT10군)의 네 군으로 하였다.
실험 마지막 날의 체중은 대조군에 비하여 PO10군, PO20군, CT10군의 모든 실험군에서 유의적인 차이는 없었다. 장기무게 중, 췌장 무게는 모든 실험군에서 유사하였고, 간장 및 신장 무게가 대조군에 비해 모든 실험군에서 유의적으로 낮았으나 정상쥐의 간장 및 신장 무게와 비교하여 볼 때에는 유사한 정도였다. 실험 마지막 날, 혈당 수준은 대조군과 비교하여 PO10군, PO20군, CT10군에서 유의적인 감소를 보였고, 혈청 중성지방 W-V는 대조군과 비교하여 PO20군과 CT10군에서 유의적으로 감소하였으며, 총콜레스테롤 농도는 대조군에 비해 PO10군, PO20군, CT10군의 모든 실험군에서 유의적으로 감소하였다. HDL-콜레스테롤 농도는 대조군에 비해 PO20군에서 증가하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 없었다. 한편, 간 조직의 catalase 활성은 대조군에 비해 PO10군과 PO20군에서 유의적인 증가를 보였으며, glutathione reductase 활성은 대조군에 비해 PO20군에서 유의적인 증가를 보였다. 그러나 glutathione peroxidase 활성은 대조군과 비교해서 모든 실험군에서 유의적인 차이가 없었다.
본 연구 결과를 볼 때에, 둥글레와 결명자가 당뇨병에 있어서 혈당 감소는 물론이고, 지질대사물로는 혈청 중성지방과 총콜레스테롤의 감소, 그리고 항산화 효소로서는 간 조직의 catalase와 glutathione reductase 활성 증가에 영향을 주는 것으로 나타나서, 혈당 이외에 당뇨병에서 문제가 되고 있는 고지질혈증과 저항산화계와 관련지어 건강소재로서의 활용 가능성이 있다고 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Diabetes mellitus, a chronic disease resulting from insufficiency of insulin secretion or action, is associated with several complications related to the abnormal antioxidative system and lipid metabolism. Therefore, this study was performed to investigate the effects of Polygonatum odoratum and Cassia tora L. on lipid metabolites and antioxidative capacity in streptozotocin-induced diabetic rats.
Twenty four male Sprague-Dawley diabetic rats were induced diabetes mellitus by the STZ injection(45mg/kg body weight) into intraperitoneum and divided into four groups,' control group and three experimental groups of 10%, 20% Polygonatum odoratum diets, and 10% Cassia tora L. diets(PO10, PO2O and CT10, respectively). All diets contained 60% carbohydrate, 20% protein, and 20% fat by kcal. Feeding period in all groups was 15 days. Fasting blood samples were collected at day 0 for the intial values and at day 15 for the final values. The initial and final levels of serum glucose, triglyceride, total cholesterol, and HDL-cholesterol were measured. The activities of hepatic antioxidant enzymes such as catalase, glutathione reductase(GSR), and glutathione peroxidase(GSH-px) were also measured.
Final body weights in the PO10, PO20, and CT10 groups were similar compared to the control group. Relative weights of pancreas to 100g body weight were similar in all groups. However, relative weights of liver and kidney to 100g body weight in the three experimental groups were significantly lower than those in the control group, but similar to those in the normal rats. The final levels of s-glucose in the PO10, PO20, CT10 groups were significantly lower than those in control group. Moreover, the final levels of s-triglyceride in the PO20 and CT10 groups and s-total cholesterol in the PO10, PO20, CT10 groups were significantly lower than those in control group. However, s-HDL-cholesterol levels were not different among all four groups. Hepatic catalase activities in the PO10 and PO20 groups increased significantly than in the control group. Hepatic GSR activity in the PO20 group was significantly greater than that in the control group. However, there was no significant difference in the GSH-px activity among all four groups.
These results indicate that orally administered Polygonatum odoratum and Cassia tora L. have hypoglycemic, hypotriglyceridemic, hypocholesterolemic, and antioxidative effect in streptozotocin induced diabetic rats. Therefore, we expect to Polygonatum odoratum and Cassia tora L. may alleviate the hyperlipidemic and oxidative complications in the diabetics.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• List ot figures = i
• List of tables = iii
• 국문초록 = iv
• ABSTRACT = vi
• I. 서론 = 1
• II. 연구 목적 = 5
• III. 연구재료 및 방법 = 6
• A. 실험 재료 = 6
• B. 실험 방법 = 6
• 1. 실험 동물 및 사육 방법 = 6
• 2. 실험 식이 = 6
• 3. 당뇨 유발 = 8
• 4. 혈액 및 장기의 채취 = 8
• 5. 혈당 측정 = 8
• 6. 혈청 중 지질 함량의 측정 = 9
• a. 혈청 중 triglyceride 함량의 측정 = 9
• b. 혈청 중 total cholesterol 함량의 측정 = 9
• C. 혈청 중 high density lipoprotein(HDL)-cholesterol 함량의 측정 = 9
• 7. 항산화 효소 활성의 측정 = 10
• a. 효소원의 조제 = 10
• b. 간 조직의 catalase 활성 측정 = 12
• c. 간 조직의 glutathione peroxidase 활성 측정 = 12
• d. 간 조직의 glutathione reductase 활성 측정 = 12
• e. Mitochondria와 cytosol fraction의 단백질 함량 측정 = 13
• 8. 통계처리 = 13
• IV. 연구 성적 = 14
• A. 체중 변화 및 먹이 섭취량 = 14
• 1. 체중 변화 = 14
• 2. 먹이 섭취량 = 14
• B. 혈당의 변화 = 18
• C. 혈청 중 지질 함량의 변화 = 18
• 1. 혈청 중 triglyceride 함량의 변화 = 18
• 2. 혈청 중 total cholesterol 함량의 변화 = 23
• 3. 혈청 중 high density lipoprotein(HDL)-cholesterol 함량의 변화 = 23
• D. 항산화 효소 활성의 측정 = 26
• 1. 간 조직의 catalase 활성 = 26
• 2. 간 조직의 glutathione reductase 활성 = 26
• 3. 간 조직의 glutathione peroxidase 활성 = 26
• E. 장기 무게의 측정 = 31
• V. 고찰 = 36
• VI. 결론 = 42
• VII. 참고문헌 = 44