비만관련 흰쥐의 생리학적 변화에 미치는 미역 성분의 영향

Abstract

오늘날 과학문명의 발달과 이에 따른 국민의 소득향상으로 인하여 영양의 과다섭취 및 운동량의 부족 때문에 비만경향이 두드러지고 있다. 비만이랑 지방조직에 지방이 이상축적하는 병태로서, 비만이 되면 운동능력이 저하할 뿐만 아니라 체내 물질대사에도 영향을 미쳐서 고혈압, 동맥경화, 뇌졸증 등 순환기계질환, 그 밖의 당뇨병, 관절염, 비만 합병증 등이 나타나는 것으로 보고되어 있어, 국민건강의 커다란 위협요소로 등장하고 있다. 비만의 예방과 치료에는 운동요법과 식욕억제제 등을 사용하는 약물요법, 절식요법 및 소화흡수 저해제 등에 관한 많은 연구와, 또한 식물섬유로서 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 및 알긴산 등의 비만방지 연구가 보고되어 있다. 본 연구에서는 식물섬유(dietary fiber)의 비만억제효과 연구의 일환으로서, 미역이나 다시마 등 갈조류와 세포벽의 주성분인 알긴산을 이용하여, 알긴산의 용량별 첨가사료를 비만을 유도한 흰쥐에게 투여했을 때 비만 및 그 관련 생리학적인 변화에 미치는 영향을 비교하여 유의성있는 결과를 얻었다. 실험사료의 조성은 단백질의 열량비를 18%로 고정하고 알긴산을 각각 0, 3, 6, 9%로 첨가한 사료를 사용하여, 고지방식이로 유도한 비만 흰쥐에게 투여하여 얻은 실혐결과는 다음과 같다.

1. 사료 섭취량은 각 군간의 유의적인 차이가 나타나지 않는 반면, 체중 증가량은 알긴산 무첨가군과 비교하여 6%, 9% 첨가군에서 각각 43.7%, 37.9%로 현저한 감소가 나타남으로써 알긴산의 첨가용량에 따라 비만 억제 효과가 뚜렷한 것으로 나타났다(p<0.01-0.001). 2. 사료효율로서 feed efficiency는 대조군과 비교하여 6%, 9% 알긴산 첨가군에서 각각 57.3%, 50.7%로 감소하였으며, 또 에너지 효율로서 gross efficiency도 각각 65.4%, 60.9%로 현저한 감소가 나타나서 비만 억제효과가 뚜렷하게 나타났다(p<0.01). 3. 비만 판정지수로서 Rohrer index를 대조군과 비교하였을 때 알긴산 9% 첨가군에서(p<0.01), T.M. index 및 Lee index를 대조군과 비교하였을 때 알긴산 6%, 9% 첨가군에서 각각 뚜렷한 감소가 나타났고(p<0.05-0.01), 체지방의 함량을 비교하였을 때도 6%, 9% 첨가군에서 체지방의 감소효과가 나타났다(p<0.05-0.01). 4. 비만에 대한 알긴산의 보다 직접적인 효과의 비교로서 신장과 부고환 주위의 지방조직중 지방 세포수와 세포 크기를 측정하였을 때, 알긴산 9% 첨가군에서 단위면적당 지방 세포수의 유의적인 증가와 세포크기의 현저한 감소가 나타난 체지방 축적의 억제효과가 있을 것으로 판단되었다(p<0.01-0.001). 5. 혈중 글루코오스 함량은 알긴산 6%, 9% 첨가군에서 뚜렷한 감소가 나타나, 비만의 공통적인 증상인 고혈당증의 개선에도 효과가 있을 것으로 판단되었다(p<0.05-0.01) 6. 여러가지 성인병의 원인 물질인 혈중 중성지질치 및 콜레스테롤치를 비교했을 때 알긴산 6%와 9% 첨가군에서 유의적인 감소가 나타났고(p<0.05-0.01), 나이가 들어감에 따라 증가하는 것으로 알려진 콜레스테롤/인지질(Ch/Ph)의 비를 간장 세포막의 미토콘드리아와 마이크로솜 획분에서 비교하였을 때 마이크로솜의 알긴산 3% 첨가군에서 유의적인 감소가 나타났다(p>0.05). 7. 혈중 리포단백 콜레스테롤의 함량을 비교해 보면, LDL-콜레스테롤은 알긴산의 3% 이상 첨가군에서 뚜렷한 감소가 나타난 반면(p>0.05), 항동맥경화인자인 HDL-콜레스테롤은 약간의 감소가 있을 뿐 유의성있는 변화는 발견할 수 없었다. 그러나 총 콜레스테롤에 대한 HDL-콜레스테롤의 비, 즉, HDL-Ch/TCh의 비는 알긴산 첨가에 의해 서서히 증가하는 경향이 나타남으로써 생체노화방지와 항상성 유지에 도움을 줄 것으로 판단되었다. 8. 연령에 따라 증가하는 것으로 알려진 과산화지질 함량은 혈청중에서 알긴산 첨가량 증가에 따라 뚜렷한 감소가 나타났고(P<0.05-0.01), 간장 세포막에 있어서는 미토콘드리아 획분의 알긴산 6% 첨가군에서(p>0.05), 마이크로솜 획분의 알긴산 6%, 9% 첨가군에서 각각 유의적인 감소효과가 나타났다(p<0.05-0.01). 9. 혈중 지방산 함량은 알긴산의 첨가에 의해 포화 및 불포화 지방산 함량의 뚜렷한 변화는 나타나지 않았고, n-6/n-3의 비가 대조군에 비해 약간씩 감소하는 경향이 나타났다. 10. 간장의 미토콘드리아 획분도 알긴산 첨가에 따라 n-6지방산은 감소하는 반면 n-3 지방산이 증가하는 경향이 나타났고, n-6/n-3 비도 감소경향을 나타내었다. 또 리놀산과 아라키돈산의 함량은 알긴산 9% 첨가군에서 뚜렷한 감소가 나타났고, 불포화/포화의 비도 대조군에 비해 감소하는 경향이 나타났다. 간장의 마이크로솜 획분증의 지방산 함량의 변화는, 포화지방산의 함량에 있어서는 큰 변화가 없는 반면, 불포화 지방산의 함량이 약간씩 감소하는 경향이었고, n-6/n-3 비도 약간 감소하는 것으로 나타났다. 11. 성장기의 흰쥐 및 비만이 유도된 흰쥐에 미치는 알긴산의 효과를 비교해보았을 때 동일한 양의 알긴산 첨가군일지라도 비만의 유도된 흰쥐에서 비만억제효과가 더욱 현저한 것으로 나타나서 비만한 사람에게 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

이상의 결과를 종합해 보면, 알긴산 투여에 의해 사료섭취량은 변화가 없고, 사료 및 에너지 효율의 감소와 이에 따른 소화 흡수율의 감소로 총에너지 섭취량이 감소함으로써 비만이 억제되는 것으로 보인다. 비만 억제효과는 Rohrer index, T.M. index, Lee index 및 체지방 함량의 감소로 나타났고, 또한 지방조직의 세포크기의 감소와 단위면적당 지방세포수의 증가에서도 확인되었다. 또, 알긴산의 비만관련 생리적 변화로서 알긴산 첨가에 의해 혈청 트리글리세리드 및 콜레스테롤의 함량이 감소하였고, 조직 지질과산화 반응의 억제, 콜레스테롤/인지질의 비의 감소 등이 나타남으로써, 알긴산 섭취에 의해 비만억제 뿐만 아니라 성인병의 예방과 노화과정에 대해서도 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 판단된다.