비만 대사기전 식품영양학과 200841007 김 수 연.

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1 비만 대사기전 식품영양학과 김 수 연

2 참고논문 고지방식이를 섭취하는 흰쥐에서 가르시니아캄보지아 껍질추출물, 대두펩타이드 및 L-카르니틴 조성물 섭취와 규칙적인 트레드밀 운동이 체중 감량에 미치는 영향 – 한국영양학회지 38(8):626~636, 2005 Masou salmon(Oncorhynchus masou) ethanol extract decreases 3-hydroxy-3-methylglutarul coenzyme A reductase expression in diet-induced obese mice –Nutrition Research 29(2009) (산천어 에탄올 추출물(MSE)을 투여한 식사유도성 비만쥐에서 나타난 HMG-CoA 환원효소의 감소)

3 목차 가르시니아캄보지아 껍질추출물 관련논문 산천어 에탄올 추출물 관련논문 두 논문에서 다루었던 비만대사 관련 효소와 호르몬
서론 실험 방법 결과 결론 산천어 에탄올 추출물 관련논문 서론 실험방법 결과 결론 두 논문에서 다루었던 비만대사 관련 효소와 호르몬 제언

4 1.고지방식이를 섭취하는 흰쥐에서 가르시니아캄보지아 껍질추출물, 대두펩타이드 및 L-카르니틴 조성물 섭취와 규칙적인 트레드밀 운동이 체중 감량에 미치는 영향 한국영양학회지 38(8):626~636, 2005

5 1-1.서론 비만 : 에너지 섭취와 소비의 불균형으로 인해 여분의 에너지가 지방으로 전환되어 피하조직과 복강등에 비정상적으로 축적된 상태 체중조절용 기능성 식품 : 가르시니아캄보지아 껍질추출물이 식이섬유보충용식품으로서 건강기능식품공전에 등재 연구목표 : 고지방 식이를 섭취하는 흰쥐를 규칙적인 유산소운동 병행시킨 군과 비운동군으로 나누고, 상기 식품소재들로 구성된 조성물의 섭취가 다양한 비만 관련 바이오마커에 미치는 영향평가

6 1-2.실험방법 실험동물 : Sprague-Dawely 수컷흰쥐 40마리
식이 : AIN-76식이조성(지방은 총 열량의 40%) 시료채취 : 혈액, 간, 부위별 내장지방조직 혈청지질농도 측정 : 혈청 T-chol, HDL-chol, TG, 유리지방산, LDL+VLDL 콜레스테롤 효소활성 측정 : 간조직에서 malic enzyme(ME), glucose-6-phosphate-dehydrogenase(G6DPH), Fatty acid synthase(FAS) 측정 호르몬 농도 : 공복시 혈청glucose, 혈청insulin, c-peptide, leptin 농도 측정 SC(비운동대조군) EC(운동대조군) SF(비운동조성물섭취군) EF(운동조성물섭취군)

7 1-3.결과 Fig1.체중증가량 SC(비운동대조군) EC(운동대조군) SF(비운동조성물섭취군) EF(운동조성물섭취군)

8 1-3.결과 Table2.체중증가량과 식이 섭취량 SC(비운동대조군) EC(운동대조군) SF(비운동조성물섭취군)
EF(운동조성물섭취군) 1-3.결과 Table2.체중증가량과 식이 섭취량 Group ANOVA SC EC SF EF Diet Exercise D×E 처음 몸무게(g) 187±3.95 188±2.51 186±2.68 185±2.52 NS 마지막 몸무게(g) 650±20.3a 561±11.6b 565±23.4b 524±17.5b * 체중증가량(g) 463±23.3a 374±11.5b 381±18.5b 342±16.6b 간 무게 (g/100g몸무게) 5.01±0.18a 4.26±0.16b 4.51±0.07b 4.51±0.14c ** 식이섭취량(g/day) 27.6±0.50a 21.4±0.33b 27.2±0.49a 22.8±0.40b 식이효율 0.266±0.009ab 0.275±0.005a 0.224±0.009c 0.241±0.011bc NS : not significant (유의적이지 않음), * :p<0.01, ** :p<0.001

9 1-3.결과 Table3.내장지방조직 무게 및 세포크기 SC(비운동대조군) EC(운동대조군) SF(비운동조성물섭취군)
EF(운동조성물섭취군) 1-3.결과 Table3.내장지방조직 무게 및 세포크기 내장지방조직 무게(g/100g몸무게) Group ANOVA SC EC SF EF Diet Exercise D×E 부고환지방 2.86±0.27a 2.29±0.073ab 2.24±0.11ab 1.94±0.24b * NS 신장주변지방 0.85±0.049a 0.66±0.022b 0.67±0.039b 0.53±0.042c *** 복강후지방 3.33±0.216a 2.72±0.154b 2.63±0.198b 2.19±0.139b ** 장간막지방 2.29±0.104a 2.05±0.091ab 1.94±0.155ab 1.86±0.107b 총 내장지방 9.33±0.584a 7.71±0.236b 7.48±0.527b 6.53±0.408b NS : not significant (유의적이지 않음), * :p<0.05, ** :p<0.01 , *** :p<0.001

10 1-3.결과 Table3.내장지방조직 무게 및 세포크기 SC(비운동대조군) EC(운동대조군) SF(비운동조성물섭취군)
EF(운동조성물섭취군) 1-3.결과 Table3.내장지방조직 무게 및 세포크기 세포크기(μm2) Group ANOVA SC EC SF EF Diet Exercise D×E 부고환지방 7.17±0.43a 4.59±0.29c 5.99±0.38b 4.63±0.23c NS *** 장간막지방 3.92±0.26NS 3.50±0.39 3.57±0.55 2.90±0.27 NS : not significant (유의적이지 않음), * :p<0.05, ** :p<0.01 , *** :p<0.001

11 1-3.결과 Fig2.부고환지방세포 크기 비운동대조군 운동대조군 비운동조성물섭취군 운동조성물섭취군

12 LDL+VLDL 콜레스테롤(mg/100ml)
SC(비운동대조군) EC(운동대조군) SF(비운동조성물섭취군) EF(운동조성물섭취군) 1-3.결과 Table4. 혈청 지질농도 혈청 Group ANOVA SC EC SF EF Diet Exercise D×E 총 콜레스테롤(mg/100ml) 163±21.2a 102±2.83b 93.7±3.39b 84.8±6.21b ** * LDL+VLDL 콜레스테롤(mg/100ml) 114±19.3a 55.7±3.36b 52.9±3.91b 41.9±4.67b HDL콜레스테롤(mg/100ml) 48.7±3.46a 41.2±1.73ab 37.1±1.81b 42.2±2.81ab NS HTR(%) 31.8±2.63b 42.7±1.62ab 41.7±2.53ab 51.0±2.80a *** 트리글리세라이드(mg/100ml) 34.4±3.08NS 34.2±2.38 27.4±2.73 35.1±1.77 FFA(mg/100ml) 16.3±1.16a 13.9±1.30a 9.36±0.54b 13.9±0.58a NS : not significant (유의적이지 않음), * :p<0.01, ** :p<0.001

13 1-3.결과 Table5. 간조직의 지방산 생합성 관련 효소활성 SC(비운동대조군) EC(운동대조군) SF(비운동조성물섭취군)
EF(운동조성물섭취군) 1-3.결과 Table5. 간조직의 지방산 생합성 관련 효소활성 단위 (enzyme unit /protein mg) Group ANOVA SC EC SF EF Diet Exercise D×E Fatty acid synthase(FAS) 10.2±0.93a 10.2±0.63a 7.63±0.80b 7.96±0.80b * NS Glucose-6-phosphate dehydrogenase 25.7±4.67NS 21.2±2.88 20.2±2.71 21.1±1.89 Malic enzyme 15.2±3.01a 10.6±1.33ab 8.36±0.79b 6.58±0.60b Ns NS : not significant (유의적이지 않음), * :p<0.01

14 지방산의 생합성 해당작용의 pyruvic acid acetyl CoA Malonyl CoA Fatty acid synthase
fatty acid synthase에 의하여 Malonyl-CoA에 Acetyl-CoA가 붙는 과정이 7번 반복되면 1분자의 Palmitic acid(Palmitate) 생성

15 가르시니아캄보지아 추출물이 citrate와 경쟁적으로 작용하여 acetyl CoA합성과 oxaloacetate 생성 저해

16 5탄당 인산경로 포도당-6-인산탈수소효소 생성된 NADPH는 지방산 합성 등 환원적 생화학 반응에 관여

17 1-3.결과 Table6. 비만 관련 호르몬 농도 SC(비운동대조군) EC(운동대조군) SF(비운동조성물섭취군)
EF(운동조성물섭취군) 1-3.결과 Table6. 비만 관련 호르몬 농도 혈청 Group ANOVA SC EC SF EF Diet Exercise D×E 포도당 (mg/100ml) 194±11.0a 163±5.22b 167±5.41b 164±90.9b NS * 인슐린(ng/ml) 3.38±0.88a 1.16±0.17b 1.72±0.31b 1.63±0.39b C-peptide (ng/ml) 5.58±0.79a 2.55±0.31b 3.31±0.44b 2.96±0.51b Leptin(μU/ml) 11.0±1.57a 5.60±0.94b 8.21±1.30ab 4.61±1.14b NS : not significant (유의적이지 않음), * :p<0.05, ** :p<0.01 , *** :p<0.001

18 C-peptide insulin의 전구물질인 proinsulin을 연결하는 connecting peptide 의 약자
혈액에 분비 Proinsulin 1분자 insulin 1분자 C-peptide 1분자

19 Leptin 지방조직에서 분비하는 체지방을 일정하게 유지하기 위한 호르몬.
렙틴이 뇌에 이르게 되면 체지방률 저하, 먹이섭취량 저하, 혈당량 저하 등을 야기하고, 대사효율이나 활동량이 증가하여 체중이 서서히 줄어든다. 뇌 이외에 여러 가지 말초조직에도 작용하여 생식이나 면역기능 조절, 당지질대사의 조절작용 등 다양한 호르몬작용 사람은 체지방의 비율과 혈중 렙틴값 사이에 정의 상관관계가 나타나므로 렙틴 부족으로 비만이 되는 것이 아니라 렙틴의 신호를 전달하는 기구에 이상이 있기 때문에 비만이 되는 것으로 생각하게 되었다.

20 Leptin 인슐린 신호 변환 저해 insulin 유전자 발현 조절

21 1-4.결론 규칙적인 유산소 운동 누적 체중 증가량 및 총 내장지방량 유의적으로 감소 인슐린, c-peptide, leptin, 혈중 총 콜레스테롤, LDL+VLDL콜레스테롤 유의적으로 감소 조성물 섭취 혈중 총 콜레스테롤, LDL+VLDL콜레스테롤, FAS,ME 유의적으로 감소 혈중 총콜레스테롤과 LDL+VLDL콜레스테롤은 운동과 조성물 섭취의 시너지 효과 관찰됨 각 실험군간 차이 평가 : 운동 프로토콜에 의해 체중 증가량 뿐 아니라 다양한 비만 관련 바이오마커들이 효과적으로 개선되어 조성물 섭취에 의한 추가 효과가 유의한 수준으로 발현되지 않음

22 2. 산천어 에탄올 추출물(MSE)을 투여한 식사유도성 비만쥐에서 나타난 HMG-CoA 환원효소의 감소 Nutrition Research 29 (2009) 123-129

23 2-1.서론 생선은 제2형 당뇨, 심혈관계질환, 체중감량의 예방에 있어서 효과적이라 하나, 생선을 직접 섭취하는 것에 있어서 그 효과가 명백하지 않다. 산천어 70%에탄올 추출물(MSE): 항산화, 돌연변이 억제 연구목표 : 지질을 낮춰주는 식품으로써 MSE의 잠재성과 그 행동의 기작을 밝히는 것으로 LDL수용기, HMG-CoA환원효소,CYP7A1과 같은 콜레스테롤 대사에서 각각의 유전자를 측정 HMG-CoA 환원효소: 지단백질 합성

24 2-2.실험방법 실험용 생선과 추출: 화천군산 산천어 동결건조 후 에탄올 추출
실험 동물 : 5주된 C57BL/6J 수컷 흰쥐 24마리 혈장&간 지질분석 :T-chol, triacylglycerol, HDL-chol 총 RNA분리와 RT-PCR: LDL receptor, HMG-CoA 환원효소, CYP7A1의 mRNA분리 확인 분석통계 Control(대조군) HF+MSE1 (High Fat+MSE 75mg) HF+MSE2 (High Fat+MSE 150mg)

25 2-3.결과 Table2. 실험 식이를 한 쥐의 몸무게와 섭취량 HF control HF+MSE1 HF+MSE2
처음 몸무게(g) 27.5±2.3a 27.3±2.6a 27.1±2.2a 마지막 몸무게(g) 31.0±1.5a 30.9±3.4a 30.7±2.2a 몸무게의 변화 3.7±0.7a 3.5±1.6a 3.7±1.1a 섭취량(g) 57.3 64.1 67.1

26 2-3.결과 Fig1. 고지방식이 비만쥐에서 MSE가 미치는 영향 a a a a a a a b b

27 2-3.결과 Fig1. 고지방식이 비만쥐에서 MSE가 미치는 영향 a a a a a a a a a

28 2-3.결과 Fig1. 고지방식이 비만쥐에서 MSE가 미치는 영향 a a a a a a a a a

29 2-3.결과 Table 3. 고지방식이 비만쥐 혈당에 MSE가 미치는 영향 Glucose(mg/dL) HF control
HF+MSE1 HF+MSE2 0주 247.9±45.1a 253.2±18.6a 217.1±30.9a 4주 285.5±35.7a 217.5±9.8b 234.1±17.5b

30 2-3.결과 Fig2. 고지방식이 비만쥐에서 MSE가 미치는 영향 a b c

31 2-3.결과 Fig2. 고지방식이 비만쥐에서 MSE가 미치는 영향 a a b

32 2-3.결과 Fig3. LDL receptor, HMG-CoA reductase, CYP7A1의 mRNA 발현정도에 MSE가 미치는 영향 a a a a a a b a c

33 LDL receptor LDL과 결합하는 단백질. 간세포, 말단조직세포에 존재 LDL은 혈액내 콜레스테롤의 60%를 이동시킴

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36 CYP7A1 Cholesterol 7 alpha-hydroxylase 기능
전형적인 경로를 통해 콜레스테롤로부터 담즙산의 합성에 관여하는 속도 - 제한 효소 혈장 콜레스테롤 수치가 낮을 때 : 단백질을 결합하는 스테롤 규제요소에 의해 조절 콜레스테롤 수준이 높을 때 : 핵 수용체 LXR (간 X 수용 체)에 의해 상승조절 이 상승조절의 효과는 담즙 산의 생산을 증가하고 간세포의 콜레스테롤 수준을 감소

37 2-4.결론 혈장과 간의 총콜레스테롤은 MSE를 공급한 실험군의 쥐에서 감소
∴ 인슐린 저항으로 생기는 제2형 당뇨병의 위험이 생선섭취에 의 해 감소됨 MSE 치료가 HMG-CoA환원효소의 mRNA발현을 상당히 감소 시킴  ∴생선을 먹는 것으로 심혈관 질환 위험을 줄일 수 있다.

38 제언 비만이 단순하게 에너지 섭취가 많아서 지방이 축적되어 생기는 것이 아니라, 여러가지 복잡한 효소와 호르몬들이 생화학적인 작용에 의해 한다는 것을 알게 되었다. 식이요법과 운동조절을 할 때 가르시니아캄보지아 추출물이나 산천어 추출물 등의 기능성 물질로 비만대사작용을 억제하여 더 나은 효과를 얻을 수 있다.

39 Thank You