Effects of Sunsik Added Stachys sieboldii Miq. on Lipid Improvement in Rats Fed a High Fat-Cholesterol Diet

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고지방-고콜레스테롤 유도 흰쥐에 대한 초석잠이 첨가된 선식의 지방개선 효과

⁃ 연구노트 ⁃

강재란¹․강민정¹․변희욱²․박지혜²․김동일³․정상용³․신정혜¹

1(재)남해마늘연구소

2경상대학교 응용생명과학부

3동의초석잠영농조합법인

Effects of Sunsik Added Stachys sieboldii Miq. on Lipid Improvement in Rats Fed a High Fat-Cholesterol Diet

Jae-Ran Kang¹, Min-Jung Kang¹, Hee-Wook Byun², Ji-Hye Park², Dong-Il Kim³, Sang-Yong Chung³, and Jung-Hye Shin¹

1Namhae Garlic Research Institute

2Division of Applied Life Science, Graduate School, Gyeongsang National University

3Dongui-Chosukjam Farming Association Corporation

ABSTRACT In this study, we confirmed the lipid improvement effects of Sunsik added Stachys sieboldii Miq. powder (SSP) in rats. There were four experimental groups: fed normal diet control (NC), fed high fat-cholesterol diet control (HFC), fed HFC diet for 4 weeks and Sunsik for last 2 weeks (HFS2), and fed HFC and Sunsik added diet for 4 weeks (HFS4). For final weight, total body weight gain, and food efficiency ratio of the HFS2 and HFS4 groups were significantly lower than those of the HFC group, and the HFS4 group was not different from the NC group.

Blood glucose levels of the HFS2 and HFS4 groups were significantly lower than that of the HFC group, and were not different from the NC group. The total lipid and total cholesterol serum contents of the HFS2 and HFS4 groups were significantly lower than that of the HFC group, and total cholesterol content of the HFS4 group was significantly lower than that of the HFS2 group. LDL-cholesterol content, atherogenic index, and cardiac risk factor of the HFS2 and HFS4 groups were significantly decreased compared to the HFC group. For AST and ALT activities, liver function indices of the HFS2 and HFS4 groups were lower than that of the HFC group. All lipid component contents of liver tissue occurred in the order HFC> HFS2> HFS4> NC groups. These results suggest that Sunsik added SSP can reduce serum and liver lipid components and improve lipid metabolism in hyperlipidemic rats induced with a high fat-cholesterol diet. In addition, long term intake is more effective than short term intake.

Key words: Chosukjam, Stachys sieboldii Miq., Sunsik, high fat-cholesterol diet, lipid improvement

Received 19 March 2018; Accepted 15 May 2018

Corresponding author: Jung-Hye Shin, Namhae Garlic Research Institute, Namhae, Gyeongnam 52430, Korea

E-mail: [email protected], Phone: +82-55-860-8947

서 론

초석잠(Stachys sieboldii Miq.)은 꿀풀과(Labiatae) 석 잠풀속(Stachys Linne)의 여러해살이식물로 중국에서는 본초강목에 뇌경색, 기억력 증진, 노인성 치매와 장을 강화 하는 데 효과가 있는 것으로 기술되어 전통적인 건강채소로 애용해 왔다(1,2). 초석잠은 중국 외에도 일본 및 러시아 등 에서 재배되어 오다가 최근 우리나라에서도 치매 예방에 효 과적인 약용식물로 알려지게 되면서 재배면적이 점차 증가 하고 있지만(3,4), 국내의 대중들에게는 아직 이름이 다소 생소한 식물이다. 선행연구에서 초석잠의 생리활성으로 항

산화(4,5), 항암 및 면역 효과(6), 항균 활성(7) 등이 보고되 었고, 이외에도 초석잠은 탄수화물 중 올리고당의 일종인 stachyose(galactose : glucose : fructose=2:1:1)에 기인 하여 장내 기능 촉진 및 미생물 증식에 관여함으로써 배변작 용 개선에 효능이 있음이 보고되어 있다(8,9). 최근에는 초석 잠을 활용한 가공식품으로 두부(10), 식빵(11), 양갱(12) 및 국수(13) 등이 개발되어 있으나 부가가치가 더 높은 식품의 개발이나 기능성 성분 탐색에 대한 연구는 미약한 실정이다.

지방은 필수지방산을 공급하고 에너지원으로서 효율적인 체내 에너지 저장원이지만 동물성 포화지방을 과다 섭취하 게 되면 신체활동과 성장에 필요한 에너지를 초과하여 섭취 된 열량이 중성지방의 형태로 지방조직에 과잉되어 에너지 대사 불균형으로 나타나는 비만을 야기하게 된다(14,15).

비만은 고혈압, 심혈관계 질환, 당뇨병, 암과 같은 만성질환 의 발병과 사망률을 증가시키는 것으로 알려져 있는데(16,

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17), 국민건강영양조사 분석 결과에 따르면 비만인은 고혈 압, 이상지혈증, 당뇨병 유발 위험이 정상체중 성인보다 2배 이상 높은 것으로 보고되었다(15). 또한, 비만을 두고 세계 보건기구(WHO)는 ‘21세기 신종 전염병’으로 규정하였다 (17). 이에 비만을 심각한 사회문제로 인식하게 되면서 지방 의 섭취를 줄이고 체지방을 감소시키고자 하는 식이요법과 다이어트 제품에도 많은 관심을 보이고 있다.

선식은 예로부터 선승(禪僧)들이 참선할 때 머리를 맑게 하고 위에 부담을 주지 않기 위해 먹던 편의식품류로 가열이 나 조리과정 없이 간편하게 우유나 물과 함께 즉석섭취가 가능하며, 우리나라 가정에서 곡류를 볶아 가루로 만든 미숫 가루의 형태로 간식이나 아침 식사용으로 많이 사용해왔다 (18,19). 현대에는 핵가족화, 여성의 사회진출 및 외식의 증 가와 같은 여러 요인 등에 기인한 사회 변화로 식생활에 대 한 인식이 바뀌고 편의성을 추구하게 되면서 남녀노소 및 소화기가 약한 사람 등 모든 계층에서 선식의 이용이 증가하 고 있다(20,21). 또한, 선식은 곡식 외에 채소나 해조류 등을 첨가하여 영양에 균형을 잡으면서 풍부한 식이섬유소를 바 탕으로 변비 해소에 효과가 있고 소량 섭취하고도 포만감을 느낄 수 있어 다이어트에 효과가 있는 것으로 알려져 있다 (19-21). 이러한 내용을 바탕으로 최근에는 선식을 활용한 다이어트 제품들이 많이 출시되고 있으며, 이들 제품들은 대중들에게 많은 호응을 얻고 있다.

본 연구에서는 초석잠 분말을 첨가하여 제조한 선식의 기 능성 규명 연구의 일환으로 고지방-고콜레스테롤 식이를 통 해 비만을 유도한 흰쥐에 선식의 급이 기간에 따른 체내 지 질 성분의 변화를 비교 분석하였다.

재료 및 방법

초석잠 분말 및 첨가 선식의 제조

선식에 첨가된 초석잠 분말은 건조된 초석잠에 10배의 물을 가하여 90°C에서 열수 추출한 후 여과하여 60 brix까 지 농축한 것을 분무 건조하여 사용하였다.

초석잠 분말이 첨가된 선식은 대두단백 분말 24.0%, 초석 잠 분말 14.0%, 결정과당 13.0%, 필라티노스 10.2%, 분리 귀리화이버 9.1%, 발아보리 분말 9.0%, 발아검정콩 분말 7.0%, 치커리뿌리 추출물 분말 5.0%, 이산화규소 2.0%, 차 전차피 분말 2.0%, 누룽지향 분말 1.3%, 대두식이섬유 1.0%, 해조 분말 0.8%, 녹차 추출물 분말 0.5%, 혼합유산균 분말 0.5%, 펙틴, 비타민 복합체 및 무기물 복합체를 비율에 따라 혼합하여 제조하였다.

실험동물 사양

(재)남해마늘연구소 동물실험윤리위원회(ANGRI-2016- 4)의 승인을 받아 평균 체중이 90~100 g인 Sprague- Dawley계 3주령의 수컷 흰쥐를 (주)샘타코(Osan, Korea) 로부터 분양받아 온도(22±2°C), 습도(50±5%) 및 명암주

기(12시간, 07:00~19:00)가 자동 설정된 동물 사육실에서 사육하였다. 시판 고형사료(Rat chow, Samyang Corp., Seoul, Korea)로 1주간 적응시킨 다음 2주째에 난괴법에 의해 각 군의 체중이 비슷하도록 6마리씩 4군으로 나눈 뒤 4주간 실험식이를 급이하였다.

실험식이 조성

실험식이는 AIN-93G 식이조성에서 t-butylhydroqui- none을 제외한 식이를 정상대조군(NC)으로 하고, 정상식이 의 대두유를 대신하여 7%의 돈지, 1% 콜레스테롤 및 0.25%

의 sodium cholate를 첨가한 고지방-고콜레스테롤 식이를 급이한 군을 대조군(HFC)으로 하였다. 실험군 중 HFS2군 은 총 4주간의 실험식이 급이 기간 중 초기 2주는 대조군 식이만을 공급하여 비만을 유도한 다음 후기 2주 동안 선식 을 하루 1끼를 섭취한다는 기준 하에 흰쥐에게 제공하는 1 일 식이량의 33%를 선식으로 대체하여 급이시켰다. HFS4 군은 실험식이 4주 동안 지속해서 1끼를 선식으로 대체 급 이하는 양으로 환산하여 식이를 제공하였다.

식이섭취량과 체중측정 및 식이효율

실험 사육기간 동안 식이는 매일 오후 5시에 급이하였고 다음 날 오전 10시경에 잔량을 조사하였으며, 식이섭취량의 오차를 최소화하고자 손실량을 보정하여 계산하였다. 물은 수도수를 매일 신선하게 공급하였다. 체중은 1주일에 한 번 씩 일정한 시간에 측정하였으며, 실험기간 동안의 체중증가 량을 같은 기간 동안의 총 식이섭취량으로 나누어 식이효율 (%)을 산출하였다.

실험동물의 처리

4주간 실험사육 후 최종일에 16시간 절식시킨 다음 소동 물용 흡입마취기로 마취시켜 심장 채혈하였으며, 채혈된 혈 액은 빙수 중에서 30분간 냉각시킨 후 3,000 rpm에서 15분 간 원심분리 하여 혈청을 분리해 -70°C에 보관하면서 분석 에 사용하였다. 실험동물의 조직 중 간은 생리식염수로 탈혈 하여 -70°C에 보관하면서 분석용 시료로 사용하였다.

혈액 성분 측정

혈청 중 혈당, 중성지방, 총 콜레스테롤, high density lipoprotein(HDL)-콜레스테롤 함량, aspartate aminotransferase(AST) 및 alanine aminotransferase(ALT) 효소 활성 도는 혈액자동분석기(DRI-CHEM 4000i, Fujifilm, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 혈청 총 지질 함량은 Frings 등(22)의 방법에 따라 혈청 20 µL를 진한 황산으로 분해시 킨 후 phospho-vanillin 시약을 첨가하여 37°C에서 15분간 반응시킨 다음 시료 무첨가군을 대조로 하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. Low density lipoprotein(LDL)-콜 레스테롤 함량은 혈청 총 콜레스테롤－[HDL-콜레스테롤

＋(중성지방/5)]의 계산식에 의해 산출하였다(23). 동맥경

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Table 1. Effect of formulated diet on body weight and diet intake in rats fed Sunsik added Stachys sieboldii Miq. with high fat-cholesterol diet

Item Group¹⁾

NC HFC HFS2 HFS4

Final body weight (g)

Total body weight gain (g/4 weeks) Food intake (g/d)

FER (%)²⁾

281.00±7.42â3)4) 142.00±7.58â 17.67±0.23â 31.22±1.98â

302.00±5.70^c 165.00±5.00^c 17.99±0.58^ab 35.12±1.25^c

292.00±4.47^b 154.00±5.48^b 18.40±0.30^b 33.12±1.45^b

282.00±5.70â 143.00±2.74â 17.76±0.50â 30.25±0.49â

1)NC:　fed normal diet control group, HFC: fed high fat-cholesterol diet control group, HFS2: fed high fat-cholesterol diet for 2 weeks and fed high fat-cholesterol diet with Sunsik added Stachys sieboldii Miq. for 2 weeks group, HFS4: fed high fat-cholesterol diet with Sunsik added Stachys sieboldii Miq. for 4 weeks group.

2)Food efficiency ratio＝total body weight gain (g/4 weeks)/ food intake (g/4 weeks)×100.

3)Values are mean±SD (n=6).

4)Means with different letters (a-c) within a row are significantly different at P<0.05.

화지수(atherogenic index)는 (혈청 총 콜레스테롤－HDL- 콜레스테롤)/HDL-콜레스테롤의 계산식으로부터(24), 심혈 관질환 위험지수(cardiac risk factor)는 총 콜레스테롤/

HDL-콜레스테롤의 식에 따라 계산하였다(25).

간 조직의 지질 성분 측정

간 조직의 총 지질 함량 측정을 위하여 간 조직 0.5 g에 chloroform : methanol 혼합액(C:M=2:1, v/v)을 가하고 이 를 마쇄하여 30 mL로 정용한 다음 냉암소에 하룻밤 정치시 켜 지질을 추출하였다. 이를 여과해 일정량을 취하여 50°C 수욕상에서 완전 건조한 후 진한 황산으로 분해하고, phospho-vanillin 시약을 첨가한 뒤 37°C에서 15분간 반응시켜 시료 무첨가구를 대조로 하여 540 nm에서 흡광도를 측정하 였다(26). 총 콜레스테롤 및 중성 함량은 일정량의 간지질 추출액을 50°C 수욕상에서 완전 건조시킨 뒤 총 콜레스테롤 측정용 kit 시약(AM 202-k, Asan, Seoul, Korea)과 중성 측정용 kit 시약(AM 157S-k, Asan)으로 각각 측정하였다.

통계처리

실험군당 6마리의 실험동물을 각각 분석한 결과를 SPSS (Statistical Package for Social Science, IBM Co., Endi- cott, NY, USA) 통계 package를 이용하여 평균±표준편차 로 표시하였고, 통계적 유의성 검정은 일원배치 분산분석을 한 후 P<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test로 비교 분석하였다.

결과 및 고찰

체중 변화 및 식이효율

총 4주간의 실험식이 기간 동안 후기 2주만 고지방-고콜 레스테롤 식이와 초석잠이 첨가된 선식을 함께 급이한 흰쥐 (HFS2)와 4주 동안 초석잠 선식을 함께 급이한 흰쥐(HFS4) 의 체중 변화 및 식이효율을 Table 1에 나타내었다. HFC군 과 HFS2군의 최종체중과 체중증가량은 실험기간 동안 정상 식이를 급이한 NC군에 비해 유의하게 증가하였으나 HFC군 보다는 유의하게 낮았다. HFS4군은 최종체중과 체중증가

량이 각각 282.00 g과 143.00 g으로 NC군과 통계적으로 유의차가 없었다.

실험동물의 식이섭취량은 HFS2군이 여타의 실험군보다 유의하게 높았고, 식이효율은 최종체중 및 체중증가량과 유 사한 경향으로 NC군(31.22%)과 HFS4군(30.25%) 사이에 는 유의차가 없었으나 HFC군과 HFS2군은 각각 35.12%와 33.12%로 NC군과 HFS4군에 비해 유의적으로 높았으며, HFC군은 HFS2군에 비해서도 유의적으로 높았다.

본 결과에서 초석잠 선식과 고지방-고콜레스테롤 식이를 4주간 급이한 흰쥐의 체중이 정상식이를 급이한 군과 차이 가 없는 것으로 미루어볼 때 초석잠 선식이 고지방-고콜레 스테롤 식이의 급이로 유발되는 체중의 증가를 억제하는 효 능이 있는 것으로 판단된다. 또한, HFS2군이 HFC군보다 유의적으로 체중, 체중증가량 및 식이효율이 낮은 것으로 보아 선식의 단기간 섭취도 체중감소 효과가 있는 것으로 생각된다.

이처럼 초석잠 선식의 급이가 체중 변화에 긍정적인 효과 를 보이는 것은 초석잠에 함유된 stachyose에 기인한 배변 작용의 개선(8,9) 효과가 영향을 준 것으로 추정된다. 또한, 고콜레스테롤 식이를 급이한 흰쥐에게 식이섬유소를 함께 급이시킨 결과 식이섬유소를 공급한 모든 군에서 체중증가 량과 식이효율이 식이섬유 무처리군에 비하여 유의적으로 낮았다는 Kim 등(27)의 보고로 미루어볼 때 선식에 함유된 풍부한 식이섬유도 실험동물의 체중증가 억제에 영향을 미 친 것으로 추정된다.

혈액 성분 분석

Table 2는 고지방-고콜레스테롤 식이를 2주 동안 급이 한 뒤 2주간 고지방-고콜레스테롤 식이와 선식을 함께 급이 한 흰쥐와 4주 동안 고지방-고콜레스테롤 식이와 선식을 함께 급이한 흰쥐의 혈액 성분들을 측정한 결과이다. 혈당의 경우 HFC군은 186.60 mg/dL로 NC군과 선식급이군(HFS2, HFS4)보다 유의적으로 높았다. 또한, 고지방-고콜레스테 롤 식이와 초석잠 선식을 함께 섭취한 HFS2군과 HFS4군의 혈당은 각각 153.20 mg/dL와 151.40 mg/dL로 161.00 mg/dL인 NC군과 유의적인 차이가 없는 점으로 미루어볼

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Table 2. Serum profile contents of rats fed Sunsik added Stachys sieboldii Miq. with high fat-cholesterol diet

Item Group¹⁾

NC HFC HFS2 HFS4

Glucose (mg/dL) Total lipid (mg/dL) Total cholesterol (mg/dL) Triglyceride (mg/dL) HDL-C (mg/dL) LDL-C (mg/dL) AI²⁾

CRF³⁾ AST (U/L) ALT (U/L)

161.00±10.95â4)5) 358.67±33.62â 60.40±8.96â 67.40±7.80â 46.60±3.21^b 10.32±1.64â 0.50±0.07â 1.50±0.07â 138.60±14.81^bc 27.60±2.30â

186.60±9.76^b 585.33±69.54^c 162.20±9.68^d 62.60±5.50^a 35.80±4.32^a 102.08±10.54^c 3.23±0.50^c 4.23±0.26^c 140.20±9.88^c 30.00±1.00^b

153.20±8.23â 498.00±42.27^b 113.00±5.66^c 75.60±5.73^b 37.40±2.30â 50.32±6.21^b 2.03±0.21^b 3.03±0.38^b 113.00±10.12â 28.60±0.55âb

151.40±9.61â 459.33±41.97^b 100.40±4.83^b 84.40±4.83^c 35.00±1.58â 53.00±5.44^b 2.01±0.12^b 3.01±0.38^b 123.40±10.41âb 26.80±0.84â

2)Atherogenic index＝(total cholesterol－HDL-cholesterol)/ HDL-cholesterol.

3)Cardiac risk factor＝total cholesterol/ HDL-cholesterol.

5)Means with different letters (a-d) within a row are significantly different at P<0.05.

때 초석잠 선식의 급이는 고지방-고콜레스테롤 식이 급이로 혈당이 증가하는 것을 억제하는 것으로 생각된다.

Hyun 등(28)은 현미, 수수, 보리, 율무로 구성된 선식을 소화 장애가 없는 여대생을 대상으로 섭취시킨 결과 혈당수 치가 저하되는 것을 확인하였는데, 이는 선식의 식이성분 중 수용성 식이섬유가 점성의 젤을 형성하여 위 배출 시간을 지연시켜 소화흡수 속도를 조절시킨 결과로 추정하였다. 본 연구에서 초석잠 선식을 급이한 HFS2군과 HFS4군 모두 고지방-고콜레스테롤 식이를 섭취하였음에도 NC군과 유의 적인 차이가 없는 것 또한 동일한 기전으로 혈당을 감소시키 는 효과를 가지기 때문으로 추측된다.

본 연구에 사용된 초석잠 선식 또한 곡류성분 외에도 대두 단백분말과 대두 식이섬유 등과 같은 대두 성분들이 함께 첨가되어 있는데, Lee와 Shin(29)의 전분가수분해율 및 혈 당지수에 관한 연구에서는 곡류를 단독으로 섭취하는 것보 다 곡류와 두류의 혼합식을 섭취했을 때 혈당반응 및 혈당지 수(glycemic index)를 낮추는 것으로 보고되어 있다.

총 지질은 정상식이 급이군(358.67 mg/dL)과 비교하여 HFC군(585.33 mg/dL)에서 약 1.63배 더 높았다. 실험기간 중 고지방-고콜레스테롤 식이와 함께 초석잠 선식을 함께 급이한 HFS2군과 HFS4군의 총 지질 함량은 각각 498.00 mg/dL와 459.33 mg/dL로 HFC군보다는 유의적으로 낮아 초석잠 선식의 섭취는 고지방-고콜레스테롤 식이 급이로 유 발되는 혈중 지질의 증가를 억제시킴을 확인하였다. 총 콜레 스테롤 함량은 HFC군(162.20 mg/dL)이 NC군(60.40 mg/

dL)보다 유의적으로 높았고 초석잠 선식 급이군들은 NC군 보다는 유의적으로 높았으나 HFC군보다는 낮다는 점에서 총 지질 함량의 경향과 유사하였다. HFS4군의 총 콜레스테 롤 함량은 100.40 mg/dL로 HFS2군(113.00 mg/dL)보다 유의하게 낮아 초석잠 선식을 장기적으로 섭취하는 것이 단 기간 섭취하는 것보다 고지방-고콜레스테롤 급이로 유발되

는 총 콜레스테롤 함량 증가를 더 효과적으로 억제하는 것으 로 생각된다. 중성지방 함량은 NC군과 HFC군 간에는 유의 적인 차이가 없었으며, 선식 급이군인 HFS2군과 HFS4군에 서 유의적으로 높았는데 HFS4군에서 더 높았다.

Kim 등(27)에 의하면 생식제품에 포함된 식이섬유소 성 분이 체내 콜레스테롤을 저하시키는 것으로 보고되어 있는 데, 수용성 식이섬유에 의한 콜레스테롤의 감소 효과는 점도 를 올려 지방산이 흡수되는 그 자체를 억제하거나(30), 담즙 산의 재흡수를 억제해 콜레스테롤의 배출을 증가시키거나 (31), 식이섬유의 발효로 발생하는 단쇄 지방산이 콜레스테 롤 합성을 억제하는 데서 기인하는 것으로 알려져 있다(32).

본 연구 결과 총 지질과 총 콜레스테롤은 고지방-고콜레 스테롤 식이 섭취군이 정상군보다 유의적으로 높고 혈중 중 성지방은 더 낮았는데, 이는 고지방-고콜레스테롤 식이를 급이한 마우스에 자색고구마 열수 추출물을 섭취시킨 결과 (33)에서도 동일한 경향이었다. 이러한 결과의 원인으로 Lee 등(33)은 지방세포의 크기가 최대로 증가하여 지방조직이 더 이상 지방을 축적하지 못하면 생성된 과잉의 지방은 간으 로 유입되어 중성지방, 인지질, 콜레스테롤 에스테르로 재합 성된 후 very low density lipoprotein의 형태로 혈액으로 방출되지만, 총 콜레스테롤과 LDL-콜레스테롤의 축적으로 간 조직이 손상되면 중성지방이 간에 축적되어 혈액으로의 유출이 감소하기 때문으로 추정하였다. 본 연구에서 HFC군 의 중성지방 함량이 HFS2군과 HFS4군보다 유의적으로 낮 게 나타난 것도 HFC군이 다량의 지방 섭취로 인하여 HFS2 군과 HFS4군보다 상대적으로 간 조직이 더 손상되어 혈액 으로 방출하는 중성지방의 양이 적었기 때문으로 추정된다.

HDL-콜레스테롤 함량의 경우 정상군에 비해 고지방-고 콜레스테롤 급이군들(HFC, HFS2, HFS4)에서 유의적으로 낮았으며 고지방-고콜레스테롤 급이군 간에는 유의적인 차 이가 없었다. 실험기간 동안 고지방-고콜레스테롤 식이와

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초석잠 선식을 함께 급이한 HFS2군과 HFS4군의 LDL-콜 레스테롤 함량은 각각 50.32 mg/dL와 53.00 mg/dL로 두 실험군 간에는 유의차가 없었으나 HFC군에 비해서는 50%

정도 낮았다. 본 연구 결과 초석잠 선식의 급이가 고지방-고 콜레스테롤 식이의 섭취로 유발되는 LDL-콜레스테롤의 증 가를 억제하는 것으로 생각되며, 선식의 급이기간에 따른 LDL-콜레스테롤 함량 차가 없는 점으로 미루어볼 때 초석 잠 선식이 LDL-콜레스테롤의 생성을 억제할 뿐만 아니라 감소시키는 효능도 가지는 것으로 생각된다.

과도한 에너지 섭취 증가로 인한 단순 비만의 경우 동물성 지방의 섭취 증가 및 식이섬유질의 섭취 감소 등으로 초래되 는데, 보통 이러한 비만의 경우 이상지혈증(dyslipidemia)과 같이 혈중지질 패턴의 불균형을 유발하게 된다(34). 혈액 속 의 콜레스테롤은 단백질과 결합하여 이동하는데 결합에 따 라 관상동맥의 벽에 콜레스테롤이 쌓일 위험이 높은 LDL- 콜레스테롤과 말초조직 및 혈관벽에 축적된 콜레스테롤을 제거하는 HDL-콜레스테롤 등으로 나뉘며, HDL-콜레스테 롤이 감소하고 LDL-콜레스테롤과 중성지방이 증가할 경우 LDL-콜레스테롤의 과산화가 촉진되어 다양한 혈관계질환 이 유발되는 것으로 알려져 있다(35).

동맥경화지수와 심혈관질환 위험지수는 주로 동맥경화 및 심장순환계 질환의 발병 위험도를 알리는 위험지수로 널 리 이용되고 있는데, 본 연구 결과에서 HFC군의 동맥경화 지수와 심혈관질환 위험지수는 각각 3.23과 4.23이었으며 선식을 혼합 급이한 HFS2군과 HFS4군의 동맥경화지수 및 심혈관질환 위험지수는 이보다 유의적으로 낮았다. 초석잠 선식의 급이는 고지방-고콜레스테롤 급이로 증가한 LDL- 콜레스테롤 함량을 HFC군에 비해 상대적으로 감소시켰고 동맥경화지수 및 심혈관질환 위험지수 또한 감소시킨 것으 로 보아 지방대사를 개선하여 동맥경화, 고지혈증 등 심혈관 계 질환의 위험을 감소시키는 효과가 있는 것으로 생각된다.

초석잠 분말의 첨가 수준을 달리하여 고지방-고콜레스테 롤 식이와 함께 흰쥐에 급이하였을 때 초석잠 분말의 급이는 체중 및 지방조직의 무게 감소, 혈중 지질 농도 감소, 분변으 로의 지질 성분 배설량 증가, 간 조직 내의 지방구 크기와 숫자의 현저한 감소, 부고환 지방세포의 크기 감소, fatty acid synthase의 mRNA 발현 수준 감소 효과를 통해 지방 조직에 지방의 축적을 억제하여 비만억제 및 지질개선 효과 를 나타내었는데, 이는 초석잠 뿌리에 함유된 비타민, 무기 질, 폴리페놀 화합물, 플라보노이드 등의 활성에 기인한다고 보고되어 있다(36). 초석잠 용매별 추출물은 7.18~37.25 mg/g의 총 폴리페놀 화합물과 0.21~5.21 mg/g의 플라보 노이드 화합물을 함유한 것으로 보고되어 있는데(6), 본 연 구 결과에서 초석잠을 함유한 선식의 혈중 지질 농도 개선 효과와 초석잠 및 함께 첨가된 부재료들에 함유된 페놀 화합 물, 플라보노이드, 비타민, 식이섬유 등이 복합적으로 작용 하여 항비만 효과를 유도할 것으로 추정된다.

초석잠 선식을 섭취한 고지방-고콜레스테롤 유도 흰쥐의

간과 신장 기능 이상 여부를 확인하기 위하여 측정한 AST 및 ALT 활성에서 AST 활성은 NC군과 HFC군 간에 유의적 인 차이가 없었으나 초석잠 선식 급이군들은 이들에 비해 유의적으로 활성이 낮았다. ALT 활성은 HFC군(30.00 U/

L)이 NC군(27.60 U/L)보다 유의적으로 높았으며, HFS2군 은 28.60 U/L로 HFC군에 비해 유의적인 차이가 없었지만 HFS4군의 ALT 활성은 26.80 U/L로 유의적인 감소를 보였 다.

AST와 ALT는 간세포에 존재하는 효소로 고지방 식이, 고콜레스테롤 식이, 알코올 등으로 인해 간세포에 독성이 가해질 때 장애가 발생하여 간세포가 파괴됨으로써 혈액 중 으로 방출이 항진되어 나타난다(37). Park(38)의 보고에 따 르면 고콜레스테롤 식이의 급이는 혈중 ALT와 AST 활성을 증가시킨다. 본 연구에서 고지방-고콜레스테롤 식이로 증 가한 혈청 중 AST와 ALT 활성이 초석잠 선식의 혼합급여 로 감소하는 것으로 보아 초석잠 선식이 고지방-고콜레스테 롤 상태에서 간의 지질대사를 개선하고 지방간으로 인한 간 세포의 장해를 지연시켜 간 기능 회복 및 유지에 긍정적인 효과를 가지는 것으로 생각된다.

간 조직 중 총 지질, 총 콜레스테롤 및 중성지방 함량 고지방 또는 콜레스테롤의 섭취는 간 조직에서 이상 지방 대사를 야기해 지방의 침착에 의해 간 조직이 비대해지고 간에서 지질과 콜레스테롤의 함량을 증가시키는 것으로 알 려져 있다(39,40).

고지방-고콜레스테롤 식이로 비만을 유도한 흰쥐에 있어 간장 중 지질 농도를 살펴본 결과는 Table 3과 같다. 간장 중의 총 지질 함량은 NC군이 25.55 mg/g이었으나, HFC군 은 131.39 mg/g으로 고지방-고콜레스테롤 식이의 급이로 인해 크게 증가하였다. 반면 HFS2군의 간 조직의 총 지질 함량은 97.86 mg/g으로 HFC군보다 약 25.5% 낮았고 HFS4군은 74.23 mg/g으로 HFC군에 비해 약 43.5% 낮았 다. 총 콜레스테롤과 중성지방 함량 역시 총 지질 함량과 일치된 경향으로 HFC군, HFS2군, HFS4군, NC군 순으로 유의적으로 높았다. 총 콜레스테롤 함량은 HFC군과 비교하 여 HFS2군과 HFS4군이 각각 35.1%와 50.7% 정도 낮았 고, 중성지방은 각각 36.8%와 43.2% 더 낮았다.

Lee 등(41)은 고지방-고콜레스테롤 식이와 구운 마늘 분 말을 4주간 급이한 흰쥐의 간과 지방조직, 중성지방 및 총 콜레스테롤 함량 변화를 측정한 결과, 구운 마늘 분말의 급 이로 간 조직 중 총 콜레스테롤 함량은 대조군보다 유의적으 로 낮았으나 중성지방은 유의적 차이가 없었다고 보고하였 다. Kim 등(40)이 고지방식이와 몰로키아 첨가 탈지대두 발 효물을 함께 급이시킨 결과에서는 간 조직 내의 중성지질 및 콜레스테롤 함량이 대조군에 비해 고지방식이군에서 증 가하였으며, 몰로키아 첨가 탈지대두 발효물 첨가로 인해 고지방식이군에 비해 이들 지질 농도가 감소하였으나 유의 적인 차는 없는 것으로 보고되어 있다. 이들 연구 결과와

(6)

Table 3. Lipid profile contents in liver tissue of rats fed Sunsik added Stachys sieboldii Miq. with high fat-cholesterol diet (mg/g, wet liver)

Item Group¹⁾

NC HFC HFS2 HFS4

Total lipid Total cholesterol Triglyceride

25.55±1.25â2)3) 1.75±0.24â 2.57±0.68â

131.39±9.24^d 7.97±0.87^d 18.29±0.88^d

97.86±9.65^c 5.17±0.40^c 11.56±0.48^c

74.23±4.09^b 3.93±0.40^b 10.39±0.86^b

3)Means with different letters (a-d) within a row are significantly different at P<0.05.

비교할 때 초석잠 선식은 간 조직 중의 총 콜레스테롤과 중 성지방 모두를 효과적으로 감소시킨다는 점에서 지질개선 에 효과적으로 작용하는 것으로 판단된다.

요 약

본 연구에서는 개발된 초석잠 선식의 기능성 탐색을 위한 연구의 일환으로 초석잠을 첨가한 선식을 고지방-고콜레스 테롤 유도 흰쥐에 급이시켜 혈액 및 간 조직의 지방 개선 효과를 확인하였다. 실험군은 정상식이를 급이한 군을 정상 대조군(NC), 고지방-고콜레스테롤 식이를 급이한 실험 대 조군(HFC), 총 4주간의 실험식이 급이 기간 중 초기 2주는 대조군 식이만을 공급한 다음 후기 2주 동안 고지방-콜레스 테롤 식이와 초석잠 선식을 2:1의 비율로 혼합 급이한 HFS2 군, 4주 동안 고지방-콜레스테롤 식이와 초석잠 선식을 2:1 의 비율로 혼합 급이한 HFS4군으로 나누어 실험을 진행하였 다. 최종체중과 체중증가량은 초석잠 선식 급이군들(HFS2, HFS4)이 HFC군보다 유의적으로 낮았고, 특히 HFS4군은 NC군과 유의차가 없었다. 혈당은 HFS2군과 HFS4군 모두 HFC군보다 유의적으로 낮았고 NC군과 유의차가 없었다.

초석잠 선식 급이군들의 혈중 총 지질과 총 콜레스테롤 함량 은 HFC군보다 유의적으로 낮았으며, 총 콜레스테롤 함량은 HFS4군이 HFS2군보다도 유의적으로 낮았다. 또한, 초석잠 선식 급이군들은 HFC군과 비교하여 LDL-콜레스테롤 함 량, 동맥경화지수와 심혈관질환 위험지수가 유의적으로 감 소하였다. 초석잠 선식 급이군들의 AST 활성도와 ALT 활 성도는 HFC군의 활성도보다 유의적으로 낮았다. 간 조직 중의 총 지질, 총 콜레스테롤 및 중성지질 함량은 모두 HFC>

HFS2> HFS4> NC 군의 순이었다. 상기의 결과들을 종합해 보면 초석잠 선식의 급이는 고지방-고콜레스테롤 식이의 급 이로 혈액 및 간 조직 중의 지질 성분이 증가하는 것을 억제 하는 효과를 가지는 것으로 판단되며, 초석잠 선식을 단기간 보다는 장기간 섭취하는 것이 더 효과적인 것으로 생각된다.

감사의 글

경상남도 항노화산업 육성 지원사업의 미래 선도기술 산업

화 지원과제(B20164031) 연구성과의 일부이며 연구비 지 원에 감사드립니다.

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