고본(Lingusticum sinense)의 n-Hexane 세분획물의 섭취가 Streptozotocin 유발 당뇨 흰쥐의 혈당과 지질과산화에 미치는 영향 = Effects of n-Hexane Soluble Extract Subfractions of Lingusticum sinense on Blood Glucose Levels and Lipid Metabolism in Streptozotocin Induced Diabetic Rats
저자
발행사항
서울 : 德成女子大學校, 2004
학위논문사항
學位論文(碩士)-- 德成女子大學校 大學院 : 食品營養學科 2004. 2
발행연도
2004
작성언어
한국어
DDC
641
발행국(도시)
서울
형태사항
vii, 80 p. : 삽도 ; 26 cm.
일반주기명
참고문헌
소장기관
식용 및 약용으로 쓰여오던 식물을 이용 본 연구실에서 단계적으로 실시해온 항당뇨 효과에 대한 선행연구에서 혈당강하 효과가 확인된 고본(Lingusticum sinense)의 계통분획물 중 hexane 분획물을 liquid column chromatography를 실시하여 세분획을 하였다. 혈당강하효과를 보인 고본의 hexane 세분획물과 대조약물인 tolbutamide를 이용하여 streptozotocin(45mg/kg b.w.)으로 당뇨를 유발시킨 흰쥐에게 14일간 경구투여한 후, 당뇨쥐에서 혈당과 지질대사에 미치는 영향을 살펴보았고, 당뇨로 인한 자유기(free radical)의 생성이 초래하는 조직의 산화적 및 기능적 손상을 관찰하였다.
고본의 hexane 세분획물과 tolbutamide 투여에 따른 14일 후 체중변화는 정상군 보다는 낮은 수준이지만 Subfraction B, D, E 및 F 투여군에서 체중증가를 보였고, 특히 Subfraction B, E 및 F 투여군에서는 Tolbutamide 투여군 보다도 큰 체중증가를 보였다. 식이섭취량은 당뇨 대조군에 비해 Subfraction B, E, F 및 Tolbutamide 100 투여군에서 감소하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 식이이용효율은 정상군에 비해 당뇨대조군과 당뇨실험군 모두에서 유의적으로 낮게 나타났으며, 당뇨대조군에 비해 Subfraction B, E, F 및 Tolbutamide 100 투여군에서 유의적이지는 않지만 높은 경향을 보였다. 장기 무게를 체중 100g당 환산하였을 때 당뇨쥐의 간장, 신장 및 폐의 무게가 정상쥐에 비해 당뇨실험군에서 증가함을 확인할 수 있었으나 비장, 췌장 및 심장의 무게는 정상군과 유의적 차이를 보이지 않았다. 혈장 AST활성은 당뇨대조군과 모든 당뇨실험군간의 유의차가 없게 나타났으며, ALT 활성은 정상군에 비해 당뇨대조군에서 유의적으로 증가하였으나 모든 당뇨실험군은 당뇨대조군에 비해 유의적으로 낮게 나타났다. 특히 Subfraction B, C 및 D 는 정상군과 비슷한 수준이었다. 혈장 포도당은 실험 14일 후 당뇨대조군과 당뇨실험군을 비교해 보았을 때 모든 실험군에서 혈당강하효과를 나타냈으며 특히 Subfraction A 투여군을 제외하고는 모두 유의적으로 감소하였다. 혈장 인슐린은 당뇨대조군과 당뇨실험군간의 유의적인 차이가 없이 나타났다. 간장의 glycogen 함량은 정상군에 비해 당뇨대조군이 유의적인 차이를 보이며 감소하였고, 당뇨대조군과 실험군을 비교해보았을 때 뚜렷한 유의적인 차이를 보이지 않았으나 Subfraction B, D 및 F 투여군은 정상군과 비슷한 수준이었다. 근육 glycogen 함량은 정상군에 비해 당뇨대조군에서 증가하였고, 당뇨실험군은 당뇨대조군에 비해 Subfraction D와 E 투여군에서 유의적으로 낮았으나, 전반적으로 볼 때 정상군과 당뇨실험군 모두에서 유의적인 차이점을 발견하지 못했다. 간장, 신장, 폐 및 췌장의 단백질 함량을 분석한 결과, 단백질 함량은 당뇨에 의해 크게 영향을 받지 않았음을 알 수 있었다. 혈장 cholesterol 함량은 14일 후 당뇨대조군에 비해 모든 실험군에서 유의적으로 감소하였다. 혈장 중성지방의 함량은 당뇨대조군에 비해 모든 실험군에서 감소하였으며 특히 Subfraction A 와 B 투여군에서 유의적으로 감소하였다. 혈장 HDL-cholesterol은 정상군에 비해 당뇨대조군 및 당뇨실험군에서 모두 유의적으로 증가하였다. 혈장 유리 지방산 함량은 모든 당뇨 실험군에서 당뇨대조군보다 낮게 나타났고 특히 Subfraction B, C 및 Tolbutamide-100 투여군에서 유의적인 차이를 보이며 감소하였다. 간장 내 cholesterol 함량은 당뇨대조군에 비해 Subfraction C, E, F 및 Tolbutamide 투여군에서 유의적으로 증가하였다. 간장의 중성지방 함량은 당뇨대조군이 정상군에 비하여 유의적으로 낮은 수준을 보였고, 모든 당뇨실험군을 당뇨대조군과 비교했을 때 유사한 수치를 나타냈으며 Subfraction A와 D는 정상군보다 유의적으로 낮게 나타났다. 특히 Subfraction F 투여군은 유의적이지는 않지만 다른 당뇨실험군들 중 높은 수치를 나타내었다. 당뇨시 지질과산화를 알아보기 위한 간장, 신장 및 폐의 MDA함량중 간장의 MDA 함량은 당뇨대조군과 당뇨실험군간에 유의적인 차이가 나타나지 않았으나 그 중 Subfraction B, C, D 및 F 투여군은 유의적이진 않지만 당뇨대조군보다 낮은 수치를 보였다. 신장의 MDA 함량은 당뇨대조군이 정상군에 비해 유의적이진 않지만 높은 경향을 나타냈고 Tolbutamide-100 투여군에서 당뇨대조군에 비해 유의적으로 낮은 경향을 보여 정상군과 비슷한 수치를 보였다. 폐의 MDA 함량은 정상군과 당뇨대조군간의 유의적인 차이를 보이지 않았고, 당뇨대조군에 비해 Subfraction D 와 E 투여군은 유의적인 차이를 보이며 증가하였다. 췌장의 MDA함량은 정상군에 비해 모든 당는실험군에서 유의적인 차이를 보이며 낮은 수치를 나타냈다. XOD 활성도는 정상군에 비해 당뇨대조군이 유의적으로 감소하였고, 당뇨실험군중 Subfraction C, D 및 E 투여군은 유의적인 차이를 보이며 당뇨대조군에 비해 증가하였다. GST 활성도는 정상군과 당뇨대조군 사이에는 유의차가 없었으나, 당뇨대조군에 비해 모든 당뇨실험군에서 유의적인 차이를 보이며 높게 나타났다. GSH-peroxidase 활성도는 Cumene hydroperoxide를 기질로 사용한 경우, 정상군에 비해 당뇨대조군과 당뇨실험군 모두에게서 유의적인 차이를 보이며 낮게 나타났다. H_(2)O_(2)를 기질로 사용한 경우 정상군에 비하여 당뇨대조군이 유의적으로 높은 활성을 보였고, 당뇨대조군에 비해 Subfraction A, D, F 및 Tolbutamide 50 투여군에서 유의적인 증가를 보였다. GR의 활성도는 당뇨대조군과 당뇨실험군간의 유의적인 차이를 보이지 않았다.
그러므로 고본(Lingusticum sinense)의 계통분획물 중 hexane 세분획에서 Subfraction E 와 F 투여군이 당뇨병으로 인한 고혈당과 당뇨합병증으로 인한 지질과산화적 손상을 완화시키는데 기여함을 알 수 있었고, 특히 Subfraction B, E 및 F 투여군은 대조약물인 Tolbutamide 투여군과 비교했을 때 전반적으로 좋은 결과를 나타내었다.
The effects of n-hexane extract subfractions of Lingusticum sinense on blood glucose levels and lipid hyperoxidation in streptozotocin(STZ) induced diabetic rats were investigated. Diabetes mellitus was induced in male Sprague-Dawley rats weighing 200 ∼ 245g by injection of streptozotocin(STZ) into the tail vein at a dose of 45mg/kg and were divided into ten groups ; normal, diabetic control, and eight experimental groups(n-hexane subfraction A, B, C, D, E, F, tolbutamide-50 and tolbutamide-100). The rats of all groups were fed an AIN-93 diet and six diabetic groups were orally administered with each of the subfractions, two diabetic groups with tolbutamide 50mg and looms for 14days. The body weight, diet intake and food efficiency ratio(FER) were monitored every day and the organ weights were measured after the termination. The plasma levels of glucose, insulin, HDL-cholesterol, triglyceride, free fatty acid and activities of aspartate and alanine aminotransferase were analyzed. The levels of glycogen, cholesterol, triglyceride and protein in liver and the level of glycogen in muscle were determined. The malondialdehyde(MDA) levels in liver, kidney, lung, pancreas and microsome of liver were assayed. The activities of xanthine oxidase (XOD), glutathione-S-transferase(GST), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase(GSH-Px) and glutathione reductase(GR) in liver cytosol were analyzed. Diabetic rats showed the lower weight gain and higher diet intake compared to the normal rats. The groups of subfraction B, E and F, however, had gained weight more than the groups of tolbutamide. The weights of liver, kideny and lung of the diabetic groups were higher than that of normal rats. The levels of a ALT in subfraction B, C and D groups were similar to the normal group. A comparable hypoglycemic effect was evidenced after 14 days of oral administration of six subfractions and tolbutamide. The plasma glucose levels of the subfraction B, C, D, E, F and tolbutamide groups were significantly 3ower than that of the diabetic control group. The liver glycogen levels of the subfraction B, D and F groups were not different to the normal group and the muscle glycogen levels of all the diabetic groups did not show any significant differences compared to the normal. The protein levels of the liver, kideny, lung and pancreas had shown no significant difference among all the groups. The plasma cholesterol levels of all the experimental groups were significantly lower than that of diabetic control group. The plasma TG levels of the subfraction A, B and tolbutamide group were also significantly lower than that of diabetic control group. The subfraction B, C and tolbutamide 100 groups showed significantly lower plasma free fatty acid levels compare to the diabetic control group. There was no difference in liver cholesterol levels while liver triglyceride levels of a1l the experimental groups were lower than that of diabetic control group. The MDA levels in liver were lowed by the diabetic groups of subfraction B, C, D and F although they are not significantly. Tolbutamide 100 had significantly decreased the MDA levels in kidney and the levels were lowed in all he diabetic groups in pancrease. In the liver cytosol, XOD activities of subfraction C, D and E groups had significantly increased. The GST activities of all the experimental groups had also significantly increased compared to the diabetic control group. The activities of GSH-px were significantly decreased in all the diabetic groups when cumene hydroperoxide was used as the substrate. The activities were increase, however, when H_(2)O_(2) was used as the substrate. There was no difference between the GR activities.
The results suggested that the administration of hexane subfractions of Lingusticum sinense an anti-diabetic effect. The subfractions of E and F, especially, may be effective in anti-hyperglycemia by lowering the blood glucose levels and can possibally protect diabetes mellitus from oxidative cellular injury.
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