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서진 지
5 years ago
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1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 16, No. 6 pp , ISSN / eissn 홍경희 1, 김현순 2,3, 장기효 4, 강순아 2,3* 1 동서대학교식품영양학과, 2 호서대학교벤처대학원융합공학과, 3 호서대학교보건산업연구소, 4 강원대학교식품영양학과 The Improvement Effects of β-glucan on Adiposity and Serum Lipids Levels in High Fat Diet-Induced Obese Rats Kyung Hee, Hong 1, Hyun-Soon, Kim 2,3, Ki-Hyo, Jang 4 and Soon Ah, Kang 2.3* 1 Dept. of Food Science and Nutrition, Dongseo University 2 Dept. of Conversing Technology, Graduate School of Venture, Hoseo University 3 Institute of Health Industry, Hoseo University 4 Dept. of Food and Nutrition, Kangwon University 요약본연구는미생물유래베타-글루칸의항비만효과를검증하기위하여동물실험을통해식이베타- 글루칸이체지방형성과혈중지질에미치는영향을조사하였다. Sprague-Dawley종흰쥐를 6주간고지방식이로사육하여비만을유도한후베타-글루칸을각각식이무게의 0%( 고지방대조군 ), 0.1%, 0.5% 로함유한식이로 5주간사육하였다. 정상대조군은 AIN-76A 식이로사육하였다. 고지방식이군에서단위체중당체지방이많았으며, 0.1% 베타- 글루칸공급은고지방식이에의해유도된복막지방, 내장지방축적을각각 16% 와 19% 억제하였고, 혈중렙틴을 28% 감소시켰다 (P<0.05). 정상대조군과비교하여고지방대조군의평균지방세포크기는 1.7배높았으며, 베타- 글루칸섭취군에서는감소하여정상대조군수준으로낮아졌다 (P<0.05). 0.1% 베타- 글루칸섭취에의해혈청유리지방산농도는 19% 감소하였고, 반면 HDL 콜레스테롤 50% 증가하였다 (P<0.05). 결론적으로베타-글루칸공급은렙틴과같은호르몬분비와지단백질대사변화로지질대사개선을유도하고체지방형성과축적을억제하는것으로보인다. 본연구결과베타-글루칸은고지방식사에기인하는비만과이상지혈증개선에도움이되는기능성식품소재로사용될수있을것으로사료된다. Abstract This study was aimed to investigate the effect of dietary β-glucan obtained from bacterial fermentation on the adiposity and serum lipids level in rats. Sprague-Dawley rats fed high fat diet for 6 weeks to induce obesity, and subsequently fed with 0% (high fat control group), 0.1% or 0.5% β-glucan supplemented high-fat diets (w/w) for another 5 weeks. For comparison, normal control groups fed AIN-76A diet. Supplemented with 0.1% β-glucan resulted in a significant reduction of high-fat induced peritoneal fat and visceral fat development by 16%, 19%, and 28%, respectively(p<0.05). Serum free fatty acid levels were reduced(by 19%), whereas the HDL cholesterol level was increased(by 50%) by 0.1% dietary β-glucan(p<0.05). In conclusion, dietary β-glucan reduced adiposity and improved serum lipids in obese rats fed high fat diet. The present study suggest that β-glucan supplementation to the diet is beneficial in suppressing diet-induced obesity and dyslipidemia. Key Words : beta-glucan, Fat mass, Leptin, Obesity, Serum lipid 본논문은교육과학기술부 (MEST) 연구비지원 ( : 2013M3A9B ) 을받아수행된연구로이에감사드립니다. * Corresponding Author : Soon Ah Kang(Hoseo Univ.) Tel: sakang@hoseo.edu Received March 3, 2015 Accepted June 11, 서론 비만은전세계적으로가장심각한건강문제로대두 되고있으며, 국민건강영양조사에서우리나라만 19세이상성인인구의 32.5% 에이르는사람이비만으로분류될만큼우리나라의비만인구또한상당히높은수준 Revised (1st April 14, 2015, 2nd May 20, 2015) Published June 30,

2 한국산학기술학회논문지제 16 권제 6 호, 2015 이다 [1]. 환경적요인과유전적요인이비만을유발하는데중요한역할을하며, 에너지섭취증가와소비감소로인한에너지불균형이주요한환경적요인으로꼽히고있다. 이중식이로유도되는비만이가장주요한의학적문제가되고있다 [2]. 비만을예방또는치료할수있는물질에대한많은연구가진행되고있으며, 항비만효과의가능성을보여주는식품소재로인체에서소화되지않는다당류인베타-글루칸을들수있다. 베타- 글루칸은진균류를포함한미생물의주요세포벽성분으로발견되며, 보리, 귀리등의곡류를비롯하여버섯, 이스트, 조류 (algae), 박테리아등에도포함되어있다 [3,4,5]. 베타-글루칸은젤을형성하는특성에의해식품의질감또는수분보유력, 열안전성을향상시키는소재로사용되며, 두부, 어묵, 국수, 소시지, 젤리, 잼등다양한식품가공에사용된다 [6]. 베타- 글루칸의체내효능으로는면역증강과항암효과에대하여비교적많은부분이알려져있는데, 베타- 글루칸은암세포를직접공격하기보다는사이토카인분비를조절하고면역세포의면역기능을활성화시켜암세포의증식과전이및재발을억제하는것으로알려져있다 [7,8,9]. 베타-글루칸은방사선에대한보호작용및다양한병원체의감염에대한방어작용을한다고알려져있으며 [10], 혈압및혈당강화작용등의효능도알려져있다 [11,12]. 보리또는귀리의베타-글루칸은섭취시혈중중성지방과 LDL 콜레스테롤을감소시키는등이상지혈증을개선하는효과를나타내며 [13,14], 체지방감소에의한항비만효과를나타낸다고보고되었다 [15,16]. 그러나이러한효과는베타-글루칸의점도, 수용성비율, 분자량등에따라다르게나타나는것으로보인다 [17]. 본연구에사용된베타-글루칸은미생물에서유래한것으로 Agrobacterium spp. R259 KCTC 10197BP로부터생산되었으며, 분자량이약 30만정도로 β -1,3-glucosidic bond로만연결되어있다. 또한산과구강에서의효소적분해에대해매우높은안전성을가지며, 수용성인보리나귀리의베타-글루칸과달리불용성으로여러가지물성에서차이를보인다. 선행된연구 [18] 에서미생물유래베타-글루칸을식이무게의 1% 또는 5% 로고용량공급했을때항비만효과와혈중지질강하효과를나타내는것이확인되었다. 하지만, 이러한고농도 (1%, 5%) 의베타- 글루칸은단기간에목적하는효능을확인하기에는유리하나, 사람이실제로복용하는 용량으로는너무높다. 따라서, 본연구에서는미생물유래베타-글루칸을기능성식품소재로사용할수있을정도의저용량 (0.1%, 0.5%) 으로공급하면서베타-글루칸의비만및혈중지질관련효능을검증하고자하였다. 고지방식이로유도된비만쥐에서베타-글루칸을 0.1% 또는 0.5% 함유한식이가체중및체지방분포, 혈청지질및렙틴, 인슐린등에너지대사와관련한변화에미치는영향을조사하여베타-글루칸의항비만기능성식품소재로서의활용가능성을알아보고자한다. 2. 재료및방법 2.1 실험동물의사육및식이본연구에서는 3주령 Sprague-Dawley종숫컷흰쥐를중앙실험동물사에서구입하여 1주일간적응시킨후실험동물 4주령부터 6주간고지방식이를공급하여비만을유도하였다. 선행연구 [19] 에서 Sprague-Dawley종숫컷흰쥐를 4주령부터성장기 6주간의고지방식이섭취는체지방축적을증가시켜비만을유도함을확인하였다. 비만유도후 10주령부터 5주간베타 = 글루칸을각각 0%, 0.1%, 0.5% 함유한실험식이 (w/w) 를공급하여고지방대조군 (HF), 0.1% 글루칸군 (HF-0.1G), 0.5% 글루칸군 (HF-0.5G) 으로하였다. 정상대조군 (N) 은 4주령부터 11주의실험기간동안 AIN-76A diet # (Dytes Inc., Bethleham. PA, USA) 를공급하였고, 고지방식이군은지방급원으로 beef tallow를사용하여 AIN-76A diet # (Dytes Inc., Bethleham. PA, USA) 으로총열량의 40% 를지방으로공급하여사육하였다. 실험동물의체중은 6주간의비만유도후, 즉 10주령의체중을시작체중으로하였고, 5주간실험식이를공급한후 15주령의체중을최종체중으로하였다. 식이효율 (food efficiency ratio) 은실험식이공급 5주간의체중증가량을식이섭취량으로나누어산출하였다. 2.2 시료수집실험동물을 15주령에희생하여혈액과장기를채취하였다. 간과복막지방 (peritoneal fat), 내장지방 (visceral fat), 부고환지방 (epididymal fat) 갈색지방조직 (brown adipose tissue) 을분리하여무게를측정하였다. 혈액은희생시복대정맥으로부터채취한후 3,000rpm에서 15분간원심 3974

분리하여혈청을얻었으며이들시료는분석시까지 -70 에서보관하였다. 2.3 지방세포크기측정 15주령의실험동물의내장지방조직을채취하여지방세포의크기를측정하였다 [20]. 내장지방조직 0.5g을취하여 3% BSA(bovine serum albumin) 을함유한 145 mmol/l NaCl-buffer로세척한후, 작은조각으로쪼개어 collagenase 1.

3 분리하여혈청을얻었으며이들시료는분석시까지 -70 에서보관하였다. 2.3 지방세포크기측정 15주령의실험동물의내장지방조직을채취하여지방세포의크기를측정하였다 [20]. 내장지방조직 0.5g을취하여 3% BSA(bovine serum albumin) 을함유한 145 mmol/l NaCl-buffer로세척한후, 작은조각으로쪼개어 collagenase 1.5mg을함유한 NaCl-buffer 1 ml를첨가하여 37 에서 1시간동안방치하였다. 그후 450 μm nylon mesh로여과하여초직으로부터분리된지방세포를얻고 5 mm 포도당을함유한 NaCl-buffer로 2회씩세척하였다. 세척후 NaCl-buffer 1 ml를첨가하여눈금이표시된현미경 (Olumpus CK2, USA) 으로지방세포의크기를관찰하였다. 각조직마다 30개세포의직경을측정하여평균을구하였다. Fig. 1과같다. 실험식이를 5주간공급하는동안의체중변화에서는실험군간에통계적인유의성이나타나지않았다. 식이섭취량은정상대조군에비해고지방식이군들이유의적으로낮았고, 0.5% 글루칸식이를섭취한군에서고지방대조군에비해낮은경향을보였다. 식이효율은정상대조군에비해고지방식이군들에서높았고, 0.5% 글루칸군에서높아지는경향을보였다. 2.4 혈청지질및 AST, ALT 분석혈청중성지방, 총콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 유리지방산, AST(aspartate transaminase), ALT(alanine transaminase) 의농도를 Sigma Chemical사 (St. Louis, MO, USA) 의 kit을이용하여측정하였다. 2.5 혈청렙틴및인슐린농도분석혈청렙틴농도는 Linco Leptin Assay Kit(Linco research Immunoassay, St. Charles, MO, USA) 를이용하여방사선면역능을측정하였고, 인슐린농도는 rat insulin standard(linco research Immunoassay) 를이용하여방사선면역능을측정하였다. 2.6 통계분석모든통계분석은 SAS programe을이용하여평균 (mean)± 표준편차 (standard deviation, SD) 로표시하였다. 각실험군간의차이는 one-way ANOVA에의하여검정하고, Duncan's multiple range test를실시하여유의성을검증하였다. 3. 결과 3.1 식이섭취, 체중및식이효율실험동물의식이섭취량, 체중, 식이효율의결과는 Fig. 1. Daily food intake, body weight gain and food efficiency ratio of rats fed experimental diets for 5 weeks. Values are mean±sd. Values within a column with different superscript letters are significantly different from each other at p<0.05 by Duncan's multiple range test. 3.2 간무게및혈청 AST, ALT 활성실험동물의간조직무게및간기능관련효소활성도 3975

한국산학기술학회논문지제 16 권제 6 호, 2015 의변화를 Table 1에나타내었다. AST 및 ALT는세포가손상되었을때유리되어혈중으로분비되므로혈장에존재하는이들효소의양은조직세포, 특히간손상의척도로사용되고있다. 본연구결과간무게와혈청 AST 및 ALT 활성모두실험군간차이가나타나지않았다. Table 1. Effect of dietary β-glucan on liver weight and serum AST and ALT Liver weght (g/100g body weight) AST (IU/L) ALT (IU/L) N 2.

4 한국산학기술학회논문지제 16 권제 6 호, 2015 의변화를 Table 1에나타내었다. AST 및 ALT는세포가손상되었을때유리되어혈중으로분비되므로혈장에존재하는이들효소의양은조직세포, 특히간손상의척도로사용되고있다. 본연구결과간무게와혈청 AST 및 ALT 활성모두실험군간차이가나타나지않았다. Table 1. Effect of dietary β-glucan on liver weight and serum AST and ALT Liver weght (g/100g body weight) AST (IU/L) ALT (IU/L) N 2.86± ± ±10.93 HF 2.86± ± ±8.94 HF-0.1G 2.95± ± ±6.31 HF-0.5G 2.82± ± ±5.88 1) Values are Mean±S.D. 3.3 지방조직무게및지방세포크기 식이지방과글루칸공급에따른복막지방, 내장지방, 부고환지방, 갈색지방조직무게를비교한결과는 Table 2와같으며, 각지방조직모두 100 g 체중에대한조직무게로환산하여표시하였다. 복막지방무게는정상대조군에비해고지방대조군이 1.3배높았고, 0.1% 글루칸군은정상대조군수준으로감소하였고, 0.5% 글루칸군은정상대조군보다도낮은값을보여고지방대조군의 69% 수준이었다. 내장지방무게또한복막지방과유사하게고지방대조군에서높아진값이글루칸섭취에의해낮아지는경향을보였다. 부고환지방무게는실험군간에통계적유의성은타나나지않았다. 갈색지방조직무게는정상대조군과고지방대조군간에는유의적차이가나타나지않았고, 글루칸식이를공급받은실험동물에서정상대조군또는고지방대조군에비해높은결과를보였다. 내장지방세포의크기를측정하여각군의평균치를측정한결과 (Table 2), 내장지방세포의크기는글루칸군에서지방조직무게가낮았던결과와유사한결과를나타내었다. 정상대조군과비교하여고지방대조군의평균지방세포크기는 1.7배높았으며, 글루칸섭취군에서는고지방대조군에비해낮아져정상대조군수준으로감소하는결과를보였다. 3.4 혈청지질농도혈청중성지방과총콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 유리지방산의농도는 Fig. 2에나타내었다. 혈청중성지방은정상대조군에비해고지방대조군에서약간증가하고 0.5% 글루칸군에서약간감소하는경향을보였으나통계적유의성은없었다. 혈청총콜레스테롤농도또한실험군간통계적유의성은나타나지않았다. HDL 콜레스테롤은정상대조군이나고지방대조군보다글루칸군들에서높은값을보여 0.1% 글루칸군, 0.5% 글루칸군은고지방대조군의각각 1.5배, 1.3배였다. 혈청유리지방산농도는고지방대조군에비하여글루칸들에서정상대조군수준으로낮아지는경향을보였고, 0.1% 글루칸군에서가장낮은값을보여고지방대조군의 81% 수준이었다. Table 2. Effect of dietary β-glucan on adipose tissue mass and adipocyte size Peritoneal fat Visceral fat Epididymal fat Brown adipose tissue Adiocyte size g/100g body weight μm N 2.06±0.41b 1.34±0.54b 1.25± ±0.019b ±30.26bc HF 2.68±0.49a 2.48±0.92a 1.79± ±0.020b ±41.08a HF-0.1G 2.25±1.05b 2.01±1.40ab 1.81± ±0.017a ±32.05b HF-0.5G 1.85±0.85bc 2.14±0.59ab 1.73± ±0.022ab ±9.33bc 1) Values are Mean±S.D. 2) Values within a column with different superscript letters are significantly different from each other at p<0.05 by Duncan's multiple range test Fig. 2. Effect of dietary β-glucan on serum triglyceride, total cholesterol, HDL cholesterol and free fatty acid levels. Values are mean±sd. Values within a column with different superscript letters are significantly different from each other at p<0.05 by Duncan's multiple range test. 3976

3.5 혈청렙틴및인슐린농도 혈청렙틴농도는정상대조군에비해고지방대조군이유의적으로높은값을보였고, 글루칸식이공급에의해감소하여 0.1%, 0.5% 글루칸군은각각고지방대조군의 23%, 34% 수준으로, 모두정상식이군과유사한수준으로낮은값을보였다 (Fig. 3). 혈청인슐린농도는고지방대조군과 0.1% 글루칸군에서약간낮은값을보였으나실험군간큰차이는나타나지않았다. Fig.

5 3.5 혈청렙틴및인슐린농도 혈청렙틴농도는정상대조군에비해고지방대조군이유의적으로높은값을보였고, 글루칸식이공급에의해감소하여 0.1%, 0.5% 글루칸군은각각고지방대조군의 23%, 34% 수준으로, 모두정상식이군과유사한수준으로낮은값을보였다 (Fig. 3). 혈청인슐린농도는고지방대조군과 0.1% 글루칸군에서약간낮은값을보였으나실험군간큰차이는나타나지않았다. Fig. 3. Effect of dietary β-glucan on serum leptin and insulin levels. Values are mean±sd. Values within a column with different superscript letters are significantly different from each other at p<0.05 by Duncan's multiple range test. 4. 고찰 본연구는글루코오스중합체인베타-글루칸의지질대사조절에미치는영향과항비만효과를알아보기위하여수행하였다. 6주간고지방섭취로유도된비만쥐에서베타- 글루칸을식이의 0%, 또는 0.1%, 0.5% 로 5주간공급한후, 체지방형성및분포화지방세포크기를측정하였고, 혈중지질및렙틴과인슐린농도를분석하였다. 식이섭취, 체중및식이효율결과는고지방식이로사육한실험동물정상대조군에비해식이섭취량이적었음에도체중증가량에차이가없고, 식이효율이증가하는경향을보인것은성장기동안식사에서의높은지방섭 취율이비만의원인으로작용할수있음을시사한다. 베타-글루칸섭취는동물실험에서체중증가를억제하고인체실험에서항비만효과를나타내는것으로보고되고있는데이는베타-글루칸섭취에의해 GLP(glucagon-like peptide)-1, PYY(peptide tyrosine tyrosine), 그렐린, CCK(cholecystokinin) 등의식욕조절호르몬이분비가조절되어포만감을증가시키고식이섭취량이감소하기때문인것으로생각되고있다 [11,16]. Ning 등 [21] 은고지방식이로유도된비만쥐에서귀리베타-글루칸섭취가에너지섭취를감소시켰음을보고하여본연구와유사한결과를나타내었다. 백미밥과베타- 글루칸이풍부한보리밥을비교한임상연구에서도보리밥섭취군이백미밥섭취군에비해포만감을더많이느꼈고에너지섭취가적은것으로보고되었다 [22]. 본연구에서 0.5% 글루칸식이공급에의해식이섭취량이감소한결과를볼때체중증가량에는영향이없었으나베타- 글루칸의식욕조절효과를기대해볼수있다고사료된다. 간무게및혈청 AST, ALT 활성결과에 (Table 1) 에의하면실험식이섭취로인한간기능손상유발문제는없는것으로사료되며식이베타-글루칸의안전성을확인할수있었다. 지방조직무게및지방세포크기분석에서는베타-글루칸함유식이를공급받은쥐의복막지방과내장지방이고지방식이만공급받은쥐에비해감소하여, 고지방식이로유도된체지방축적이식이글루칸에의해억제되었다. 본연구결과와유사하게 Zhang 등 [23] 은고지방식이로비만을유도한쥐에서 6주간식이의 2% 또는 5% 베타- 글루칸을공급했을때지방조직무게와체지방율이감소하였고, 정상식이로사육한쥐에서도 10% 귀리베타-글루칸식이공급으로대조군에비해체지방율이낮아졌음을보고하여 [16] 베타- 글루칸의체지방축적억제에의한항비만효과를보여주었다. 임상연구에서도베타-글루칸을포함한보충제를식이로공급하였을때체지방감소가촉진되었다 [15,24]. 고지방식이는내장지방을 2배까지증가시키는결과를나타내는데 [25], 본실험결과에서도고지방식이에의한영향이갈색지방조직보다는내장지방축적에더크게나타나고, 내장지방이만성퇴행성질환의유병률을높이는큰위해요인임을시사한다. 갈색지방조직은발열반응의주요담당기관으로본 3977

6 한국산학기술학회논문지제 16 권제 6 호, 2015 연구에서베타- 글루칸공급에의해갈색지방조직의무게가증가한것은열발생에의해에너지소비량이증가하게됨을보여주며 [26], 따라서베타-글루칸의체지방증가억제효과는에너지소비량증가가기여할수있음을시사한다. 본연구결과, 체지방무게변화와유사하게고지방식이에의한지방세포의크기증가도글루칸식이에의해정상수준까지억제되어베타-글루칸의고지방식이로유도되는체지방증가억제효과를확인시켜주었다. 이러한결과로베타-글루칸에의한체지방축적억제는지방세포의 hypertrophy를억제한결과임을알수있다. 또한이러한결과는베타-글루칸이수용성섬유소와유사하게작용하여장내미생물에의한베타-글루칸의발효로생성되는단쇄지방산 (short-chain fatty acid, SCFA) 과호르몬분비변화에의해지방합성과지질운반관련유전자발현을억제하여나타난결과로생각된다 [27]. 또한본연구결과에서나타난바와같이식이글루칸공급에의해체중에는변화가없는상태에서체지방축적이억제된것은체지방의비율을낮추는변화를가져와더욱의미가크다고하겠다. 기존에알려진보리 [13] 또는귀리 [14,21], 버섯 [28], 이스트 [9] 등으로부터유래한베타-글루칸은혈중지질개선효과가뛰어난것으로동물실험과임상실험을통해보고되었다. 본연구결과에서는박테리아유래의베타- 글루칸에의한혈중지질개선효과가확인되었다. 즉, 실험결과고지방식이공급후베타-글루칸식이는고지방식이로유도된혈청중성지방증가를감소시켰으나유의적인차이는없었고, 혈청 HDL 콜레스테롤의증가를가져왔다. HDL 콜레스테롤은항동맥경화지표로서체내콜레스테롤을말초혈관으로부터간으로운반하여관상동맥질환에대하여방어작용을한다고알려져있다. 역학조사에서심혈관질환의위험인자와 HDL 농도의감소사이에상관관계가밝혀졌는데심혈관질환자의경우 HDL 이외의다른지단백분획, 나이, 체중과는무관하게 HDL의감소가관찰되었으며 HDL 농도가감소하면체내콜레스테롤 pool이증가하였다고보고되었다 [30]. 본연구결과실험군간의혈청총콜레스테롤에유의적차이가없는상태에서베타- 글루칸섭취로혈청 HDL 콜레스테롤이증가하였는데, 이는베타-글루칸이지질대사를개선하여심혈관질환의위험을낮추는효과가있음을보여주었다. 이러한베타- 글루칸에의한혈중지질개선효과는수용성섬유소의지질개선효과기전과마찬가지로몇가지로설명할수있다. 첫째, 베타-글루칸은소장에서소화물의점성을증가시키고소장점막의 unstirred layer 를두껍게하여지방및콜레스테롤, 담즙산의흡수를저해하는것으로생각된다 [31,32]. 둘째, 베타-글루칸은장내미생물에의해발효되어프로피온산등의단쇄지방산을생성하고 [16], 이단쇄지방산이간에서의콜레스테롤합성을저해하는것으로생각된다 [33]. 셋째, 베타-글루칸에의한지질대사개선은호르몬분비의변화와지단백질대사변화에기인한것으로생각된다 [11]. 내장지방은지방분해활성도가높아혈중유리지방산의농도를상승시키는데본연구결과에서는베타- 글루칸공급군에서내장지방과혈청유리지방산의감소가함께나타나베타- 글루칸이내장지방저장을감소시키는효과가있음을확실히보여주고있다고하겠다. 렙틴은식욕과에너지소비율을조절하는호르몬으로체지방의양에비례하여지방조직에서분비되며뇌의시상하부에서식욕을조절하여체내지방축적과체중증가를억제하는기능을한다 [34,35]. 따라서본연구결과혈청렙틴농도가낮게나타난것은베타-글루칸섭취에의하여체지방축적이억제된결과에기인하는것으로사료된다. 렙틴은에너지가과잉축적될경우생성이증가하여비만지표로사용될수있는데 [36], 이러한관점에서볼때글루칸군에서혈청렙틴농도가낮은것은글루칸의비만개선효과를보여주는지표가될수있다고하겠다. 연구결과를종합해보면다음과같다. 1) 식이섭취량은 0.5% 글루칸군에서낮았다. 2) 고지방식이군에서단위체중당체지방이많았으며, 글루칸군에서내장지방과복막지방무게가감소하여베타- 글루칸섭취에의해체지방축적이억제됨을보여주었다. 3) 글루칸군에서지방세포크기가감소하여베타-글루칸섭취가지방세포의지방축적을억제함으로써체지방형성을감소시킴을나타내었다. 4) 글루칸군에서혈청유리지방산농도가감소하여베타-글루칸의내장지방감소효과를확인시켜주었다. 5) 글루칸군에서 HDL 콜레스테롤수준이증가하여베타-글루칸섭취가지질대사를개선시킬수있 3978

7 음을보여주었다. 결론적으로베타-글루칸은지질대사개선을유도하여체지방형성과축적을억제하는효과를나타내는것으로보인다. 본연구결과베타- 글루칸은비만과이상지혈증개선에도움이되는기능성소재가될수있음을제시한다. 또한, 본연구에서사용한베타- 글루칸최저농도는 0.1% 였으며, 이농도이하에서는실험을진행하지않았다. 따라서, 향후후속연구에서는 0.1% 이하의베타 -글루칸농도에서이러한효과들이관찰되는지에대한연구가필요하다고판단된다. References [1] Ministry of Health and Welfare, Korea National Health and Nutrition Examination Survey, [2] B. K. Kit, E. Kuklina, M. D. Carroll, Y. Ostchega, D. S. Freedman, C. L. Ogden, "Prevalence of and trends in dyslipidemia and blood pressure among US children and adolescents ", JAMA Pediatr, 169(3), , DOI: [3] B. Delaney, R. J. Nicolosi, T. A. Wilson, "Beta-glucan fractions from barley and oats are similarly antiatherogenic in hypercholesterolemic Syrian golden hamsters", J Nutr, 133, pp , [4] K. Babı cek, I. Cechova, R. R. Simon, "Toxicological assessment of a particulate yeast (1,3/1,6)-beta-D-glucan in rats", Food Chem Toxicol, 45, pp , DOI: [5] M. cintosh, B. A. Stone, V. A. Stanisich, "Curdlan and other bacterial (1(3)-beta-D-glucans", Appl Microbiol Biotechnol, 68, pp , [6] G. J. Dijkgraff, P. H. Li, J. Bussey, Cell-wall β-glucan of Saccharomyces cervisiae, pp , In Erick Vandamme, Sophie De Baets, and Alexander Steinbuchel (eds.), Biopolymers, Vol 6. Wiley-VCH Verlag Gmbh, Germany, [7] M. J. Kim, H. W, Ryu, G. H. Cho, H. W. Kim, "Expression of inflammatory cytokine by beta-glucan in macrophage cell line", J Pharm Soc Korea, 52(1), pp , DOI: [8] M. D. Han, Y. H. Kim, W. J. Kim, "In vivo growth inhibition of Sarcoma-180 cells by a β-glucan from the mushroom Ganoderma lucidum", J Life Sci, 24(7), pp , DOI: [9] V. Vetvicka, J. Vetvickova, "Effects of yeast-derived beta-glucans on blood cholesterol and macrophage functionality", J Immunotoxicol, 6(1), pp , DOI: [10] G. D. Brown, S. Gordon, "Fungal beta-glucans and mammalian immunity", Immunity, 19(3), pp , DOI: [11] D. E. l. Khoury, C. Cuda, B. L. Luhovyy, G. H. Anderson, "Beta glucan: health benefits in obesity and metabolic syndrome", J Nutr Metab, 2012(851362), pp. 1-28, DOI: [12] S. M. Tosh, Y. Brummer, T. M. S. Wolever, P. J. Wood, Glycemic response to oat bran muffins treated to vary molecular weight of β-glucan Cereal Chemistry, 85(2), pp , DOI: [13] S. S. AbuMweis, S. Jew, N. P. Ames, "β-glucan from barley and its lipid-lowering capacity: a meta-analysis of randomized, controlled trials", Eur J Clin Nutr, 64(12), pp , DOI: [14] A. Whitehead, E. J. Beck, S. Tosh, T. M. Wolever, "Cholesterol-lowering effects of oat β-glucan: a meta-analysis of randomized controlled trials" Am J Clin Nutr, 100(6), pp , DOI: [15] W. Yokoyama, P. Davis, C. Hudson, R. Backus, D. Richter, B. Knuckles, B. O. Schneeman, "Postprandial lipid, glucose, insulin, and cholecystokinin responses in men fed barley pasta enriched with beta-glucan", Am J Clin Nutr, 69(1), pp , [16] C. L. Adam, P. A. Williams, M. J. Dalby, K. Garden, L. M. Thomson, A. J. Richardson, S. W. Gratz, A. W. Ross, "Different types of soluble fermentable dietary fibre decrease food intake, body weight gain and adiposity in young adult male rats", Nutr Metab (Lond), 11(36), pp. 1-12, DOI: [17] P. J. Wood, M. U. Beer, G.. Butler, "Evaluation of role of concentration and molecular weight of oat beta-glucan in determining effect of viscosity on plasma glucose and insulin following an oral glucose load", Br J Nutr, 84(1), pp , [18] K. H. Hong, K. H. Jang, J. C. Lee, S. H. Kim, M. K. KIm, I. Y. Lee, S. M. Kim, Y. H. Lim, S. A. Kang, 3979

8 한국산학기술학회논문지제 16 권제 6 호, 2015 "Bacterial β-glucan exhibits potent hypoglycemic activity via decrease of serum lipids and adiposity, and increases of UCP mrna expression", J Microbio Biotechnol, 15(4), pp , [19] K. H. Hong, S. A. Kang, S. H. Kim, R. W. Choue, "Effects of high fat diet on serum leptin and insulin level and brown adipose tissue UCP1 expression in rats", Korean J Nutrition, 34(8), pp , [20] L. F. Nordfors, L. Jansson, M. Thorne, A. Schalling, M. P. Arner, "Leptin secretion from adipose tissue in women", J Clin Invest, 99, pp , DOI: [21] N. Lin, Y. Li, L. Tang, J. Shi, Y. Chen, "In vivo effect of oat cereal β-glucan on metabolic indexes and satiety-related hormones in diet-induced obesity C57-Bl mice", Mol Nutr Food Res, 57(7), pp , [22] S. Aoe, T. Ikenaga, H. Noguchi, C. Kohashi, K. Kakumoto, N. Kohda, "Effect of cooked white rice with high β-glucan barley on appetite and energy Intake in healthy Japanese subjects: A randomized controlled trial", Plant Foods Hum Nutr, 69(4), pp , DOI: [23] Y. Zhang, L. Xia, W. Pang, T. Wang, P. Chen, B. Zhu, J. Zhang, "A novel soluble β-1,3-d-glucan salecan reduces adiposity and improves glucose tolerance in high-fat diet-fed mice", Br J Nutr, 109(2), pp , DOI: [24] R. Nicolosi, S. J. Bell, B. R. Bistrian, I. Greenberg, R. A. Forse, G. L. Blackburn, "Plasma lipid changes after supplementation with beta-glucan fiber from yeast", Am J Clin Nutr, 70(2), pp , [25] P. A. Hansen, D. H. Han, L. A. Nolte, M. Chen, J. O. Holloszy, "DHEA protects against visceral obesity and muscle insulin resistance in rats fed a high-fat diet", Am J Physiol, 273, R , 1997 [26] A. M. Mistry, A. G. Swick, D. R. Romsos, "Leptin rapidly lowers food intake and elevates metabolic rates in lean and ob/ob mice", J Nutr, 127(10), pp , [27] L. A. Drozdowski, R. A. Reimer, F. Temelli, R. C. Bell, T. Vasanthan, A. B. Thomson, "Beta-glucan extracts inhibit the in vitro intestinal uptake of long-chain fatty acids and cholesterol and down-regulate genes involved in lipogenesis and lipid transport in rats", J Nutr Biochem, 21(8), pp , DOI: [28] G. Kanagasabapathy, S. N. Malek, A. A. Mahmood, K. H. Chua, S. Vikineswary, U. R. Kuppusamy, "Beta-glucan-rich extract from Pleurotus sajor-caju (Fr.) singer prevents obesity and oxidative stress in C57BL/6J mice fed on a high-fat diet", Evid Based Complement Alternat Med, 2013(185259), pp. 1-10, DOI: [29] R. Nicolosi, S. J. Bell, B. R. Bistrian, I. Greenberg, R. A. Forse, G. L. Blackburn, "Plasma lipid changes after supplementation with beta-glucan fiber from yeast", Am J Clin Nutr, 70(2), pp , [30] N. E. Miller, "The evidence for the antiatherogenicity of high density lipoprotein in man" AOCS Annual Meeting, St. Louis, Missouri, [31] P. C. K. Cheung, "The hypocholesterolemic effect of extracellular polysaccharide from the submerged fermentation of mushroom", Nutr Res, 16, pp , DOI: [32] H. M. Seong, S. R. KIm, H. D. Choi, H. M. Kim, "Effects of β-glucan-enriched barley fractiono on the lipid and cholesterol contents of plasma and feces in rat", Korean J Food Sci Technol, 34, pp , [33] J. Shimizu, N. Tsuchihashi, K. Kudoh, M. Wada, T. Takita, S. Innami, "Dietary curdlan increases proliferation of bifidobacteria in the cecum of rats", Biosci Biotechnol Biochem, 65(2), pp , DOI: [34] Y. Zhang, R. Proenca, M. Maffei, M. Barone, L. Leopold, J. M. Friedman, "Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue", Nature, 372, pp , DOI: [35] A. Sainsbury, I. Cusin, F. Rohner-Jeanrenaud, B. Jeanrenaud, "Adrenalectomy prevents the obesity syndrome produced by chronic central neuropeptide Y infusion in normal rats", Diabetes, 46(2), pp , DOI: [36] P. J. Havel, "Role of adipose tissue in body-weight regulation: mechanisms regulating leptin production and energy balance", Proc Nutr Soc, 59(3), pp , DOI:

홍경희 (Kyung Hee Hong) [ 정회원 ] 1993 년 2 월 : 이화여자대학교대학원식품영양학과 ( 이학석사 ) 2003 년 8 월 : 경희대학교동서의학대학원임상영양전공 ( 의학영양학박사 ) 2007 년 1 월 ~ 2009 년 2 월 : ( 주 ) 농심

2 월 : 서울대학교가정대학식품영양학과 ( 이학석사 ) 1991 년 2 월 : 미국퍼듀대학교식품영양학과 ( 이학박사 ) 2014 년 12 월 ~ 현재 : 농림축산식품부식품산업진흥위원회심위위원 2013 년 11 월 ~ 현재 : 호서대학교보건산업연구소소장 2012

~ 현재 : 호서대벤처전문대학원융합공학박사과정 2014 년 3 월 ~ 현재 : 호서대보건산업연구소연구원 < 관심분야 > 식품치료, 생활향기치료, 발효식품학 장기효 (Ki-Hyo Jang) [ 정회원 ] 1993 년 2 월 : 경희대학교식품가공학과 (

9 홍경희 (Kyung Hee Hong) [ 정회원 ] 1993 년 2 월 : 이화여자대학교대학원식품영양학과 ( 이학석사 ) 2003 년 8 월 : 경희대학교동서의학대학원임상영양전공 ( 의학영양학박사 ) 2007 년 1 월 ~ 2009 년 2 월 : ( 주 ) 농심 R&BD 센터과장 2009 년 3 월 ~ 2014 년 2 월 : 배화여자대학교식품영양학과교수 2014 년 3 월 ~ 현재 : 동서대학교에너지생명공학부식품영양학과교수 < 관심분야 > 영양학, 기능성식품학 강순아 (Soon Ah Kang) [ 정회원 ] 1983 년 2 월 : 서울대학교가정대학식품영양학과 ( 이학석사 ) 1991 년 2 월 : 미국퍼듀대학교식품영양학과 ( 이학박사 ) 2014 년 12 월 ~ 현재 : 농림축산식품부식품산업진흥위원회심위위원 2013 년 11 월 ~ 현재 : 호서대학교보건산업연구소소장 2012 년 10 월 ~ 현재 : 호서대학교벤처대학원융합공학과교수 < 관심분야 > 영양학, 기능성식품학, 발효식품학 김현순 (Hyun-Soon Kim) [ 정회원 ] 2010 년 3 월 2012 년 8 월 : 경기대대체의학대학원석사 ( 식품치료전공 ) 2014 년 3 월 ~ 현재 : 호서대벤처전문대학원융합공학박사과정 2014 년 3 월 ~ 현재 : 호서대보건산업연구소연구원 < 관심분야 > 식품치료, 생활향기치료, 발효식품학 장기효 (Ki-Hyo Jang) [ 정회원 ] 1993 년 2 월 : 경희대학교식품가공학과 ( 식품미생물학석사 ) 1998 년 10 월 : 호주빅토리아대학교 CBFT( 식품미생물학박사 ) 2003 년 9 월 ~ 2006 년 2 월 : 삼척대학교식품영양학과교수 2006 년 3 월 ~ 현재 : 강원대학교식품영양학과교수 < 관심분야 > 발효식품학, 식품미생물학 3981

Pharmacotherapeutics Application of New Pathogenesis on the Drug Treatment of Diabetes Young Seol Kim, M.D. Department of Endocrinology Kyung Hee Univ

Pharmacotherapeutics Application of New Pathogenesis on the Drug Treatment of Diabetes Young Seol Kim, M.D. Department of Endocrinology Kyung Hee Univ Application of New Pathogenesis on the Drug Treatment of Diabetes Young Seol Kim, M.D. Department of Endocrinology Kyung Hee University College of Medicine & Hospital E mail : ycell2@yahoo.co.kr Abstract