뽕잎과 녹차혼합분말이 streptozotocin유발 당뇨쥐의 혈당 강하에 미치는 영향

Abstract

본 연구는 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물 식이의 이화학적 성분 분석과 더불어 streptozotocin으로 유도된 당뇨쥐의 혈청, 간 및 지방조직의 체내 지질대사 개선효과와 항당뇨 효과를 살펴보기 위하여 4주간 실시하였다. 제 1형 당뇨를 유발하고자 평균 체중 약 200 g인 수컷 쥐의 대퇴부 근육에 STZ를 주사하여 혈당량이 300mg/dL 이상인 것을 사용하였다. 실험군은 정상군(N), 당뇨대조군(STZ), 5% 뽕잎 첨가 당뇨군(STZ-M), 녹차 첨가 당뇨군(STZ-G), 및 5% 뽕잎, 녹차혼합분말 첨가 당뇨군(STZ-MG)으로 나누어 항당뇨 효과에 미치는 영향을 검토한 결과 다음과 같다.

1. 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물의 이화학적 성분을 분석한 결과, 일반성분 함량은 건량 기준(dry basis)으로 뽕잎분말의 경우 수분 함량 7.49%, 조단백질 17.69%, 조지방 5.03%, 조회분 11.22%, 식이섬유소 37.64%, 탄수화물 20.93%였고 뽕잎과 녹차의 혼합분말의 경우 수분 함량 6.42%, 조단백질 20.29%, 조지방 4.98%, 조회분 11.00%, 식이섬유소 37.01%, 탄수화물 20.30%였다. 녹차분말의 경우 수분 함량 3.13%, 조단백질 22.66%, 조지방 8.45%, 조회분 5.20%, 식이섬유소 34.85%, 탄수화물 25.71%였다. 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물에서 아미노산은 glutamic acid, 지방산은 palmitic acid, 비타민은 비타민 C, 유기산은 malic acid, 무기질은 뽕잎, 뽕잎과 녹차혼합물은 Ca이 녹차의 경우 K, 구성당은 뽕잎, 뽕잎과 녹차혼합물은 fructose가 녹차의 경우 glucose가 가장 많이 검출되었다. 2. In vivo에서 항당뇨 효능은 ① 정상군(N)에 비하여 당뇨대조군(STZ)에서 유의적으로 낮은 체중 증가량을 보였으며, 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물 분말 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)은 당뇨대조군(STZ)과 비슷한 경향을 보였다. 식이섭취량은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의적으로 증가됨을 관찰하였다. 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물 분말 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 식이섭취량이 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 식이효율은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의하게 감소하였고, 뽕잎과 녹차혼합물, 녹차 분말 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)과 당뇨대조군(STZ)이 비슷한 경향을 보였다. 수분섭취량은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의하게 증가하였고, 뽕잎 및 뽕잎과 녹차혼합물 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-MG)이 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의적으로 감소하였다. ② 체중 당 간조직의 무게는 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의적인 증가를 보였고, 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물을 첨가한 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 감소하는 경향이었지만 유의적인 차이는 없었다. 췌장, 비장, 신장, 심장의 무게도 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의적인 증가를 보였으며, 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물을 첨가한 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)도 증가하였으나 당뇨대조군(STZ)에 비하여 감소하였으며, 특히 췌장과 비장의 경우 뽕잎, 뽕잎과 녹차혼합물 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-MG)이 당뇨대조군(STZ)에 비하여 감소하였다. 장간막지방조직, 부고환지방조직 및 등지방조직의 무게를 측정한 결과 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의하게 감소하였다. 뽕잎, 녹차를 첨가한 당뇨군들(STZ-M, STZ-G)도 감소하였으나 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의차는 없었지만 증가하였고, 뽕잎과 녹차혼합물 당뇨군(STZ-MG)은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의하게 증가하였다. ③ 뇨 중 성분 분석은 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물을 첨가한 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)이 당뇨대조군(STZ)에 비하여 pH와 glucose함량이 개선되었다. ④ 전 실험기간 공복혈당을 측정 결과 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물을 첨가한 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)이 2주째부터 혈당치가 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의하게 감소하였다. ⑤ 혈청 중 포도당 함량은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의적으로 증가하였고, 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물을 첨가한 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)은 당뇨대조군(STZ)의 비하여 유의하게 감소하였으며, 이는 정상군(N)과 비슷한 경향을 나타냈다. ⑥ 혈청 중 인슐린 농도는 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의하게 감소하였으며, 뽕잎 및 녹차를 첨가한 당뇨군(STZ-M ,STZ-G)들은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의적으로 감소하였다. 뽕잎과 녹차혼합물을 첨가한 당뇨군(STZ-MG)은 정상군(N)과 비슷한 경향을 나타냈다. ⑦ 혈청 중 fructosamine 함량 변화는 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의하게 증가하였고 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물을 첨가한 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의하게 감소하였다. ⑧ 혈청 중 ALT, AST 및 ALP 활성은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의적으로 증가 하였다. 혈청 중 ALT 및 ALP 활성은 뽕잎 및 뽕잎과 녹차 혼합물 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-MG)이 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의적으로 감소하였고, 혈청 중 AST활성은 뽕잎과 녹차혼합물 첨가 당뇨군(STZ-MG)이 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의적으로 감소하였고, 혈청 중 LDH 활성은 유의차가 없었다. ⑨ 혈청 중 중성지방과 총콜레스테롤 함량은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 증가하였으나, 유의차는 없었고 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)도 증가하였지만 유의차는 없었다. ⑩ 혈청 중 HDL-콜레스테롤 함량은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의적으로 감소되었으나, 뽕잎 및 뽕잎과 녹차혼합물 첨가 당뇨군(STZ-M, STZ-MG)은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의하게 증가되었다. 혈청 중 LDL-콜레스테롤 함량은 각 실험군간 유의차는 없었다. 동맥경화증지수는 당뇨대조군이(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의적으로 증가하였고 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 감소하였으며, 정상군(N)과 비슷한 경향을 나타내었다. 심혈관계위험지수도 동맥경화지수와 비슷한 경향을 보였다. ⑪ 간조직 중 중성지방의 함량은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의하게 증가하였으며, 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의하게 감소하였다. 총콜레스테롤의 함량은 각 실험군간 유의차가 없었다. ⑫ 신장조직 중 중성지방의 함량은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 증가하였으며, 뽕잎 및 녹차 당뇨군들(STZ-M, STZ-G)은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 유의하게 감소하였다. 총콜레스테롤의 함량은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 증가하였으며 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)이 당뇨대조군(STZ)에 비하여 다소 감소하는 경향이었지만 유의차는 없었다. ⑬ 장간막지방조직 중의 중성지방과 총콜레스테롤 함량은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의하게 증가하였다. 녹차 첨가 당뇨군(STZ-G)은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 감소하였으나 유의차는 없었고 뽕잎, 뽕잎과 녹차혼합물 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-MG)은 정상군(N)과 비슷한 수치를 보였다. 부고환지방조직 중 중성지방 및 총콜레스테롤 함량은 당뇨대조군(STZ)이 정상군(N)에 비하여 유의하게 증가하였다. 뽕잎 첨가 당뇨군(STZ-M)은 당뇨대조군(STZ)에 비하여 감소하였으나 유의차는 없었고 뽕잎과 녹차혼합물, 녹차 첨가 당뇨군들(STZ-MG, STZ-G)은 정상군(N)과 비슷한 수치를 나타냈다. 등지방조직 중의 중성지방 및 콜레스테롤 함량은 당뇨대조군(STZ)과 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물 첨가 당뇨군들(STZ-M, STZ-G, STZ-MG)이 정상군(N)에 비하여 증가하였지만 유의차는 없었다.

이상의 실험 결과 in vivo에서 뽕잎, 녹차 및 뽕잎과 녹차혼합물을 섭취한 당뇨쥐의 체중, 간 및 지방조직의 무게 감소와 더불어 혈당개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 뽕잎 및 뽕잎과 녹차혼합물이 녹차에 비하여 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과는 뽕잎이 녹차에 비하여 혈압강하물질로 알려진 GABA(γ-aminobutyric acid) 성분이 약 10배 이상 함유되어 있는 것으로 밝혀졌으며(34-36), 필수지방산인 γ-linolenic acid와 DNJ도 다량 함유하고 있는 것으로 나타났다. 이로 인하여 혈당개선에 긍정적인 효과가 나타난 것으로 생각된다. 뽕잎 및 녹차에 함유된 폴리페놀류들과 카테킨류 등은 생리활성 물질에 의해 혈당을 강하하고 지방조직의 체지방 형성을 억제함으로써 체내 지질대사 개선과 당뇨병성 합병증에 예방 효과를 나타낼 수 있을 것으로 생각되어지며, 이외의 성분이 어떻게 항당뇨 및 지질대사 개선을 억제시킬 수 있는지는 생화학적인 작용기전 등이 더 연구되어야 할 것으로 사료된다.|This study was conducted to investigate the hypoglycemic effects of mulberry leaf, green tea, and mixture contained mulberry leaf and green tea. It was also compared the major chemical component of mulberry leaf, green tea, and mixture contained mulberry leaf and green tea. Green tea in crude protein and crude fat, mulberry leaf in crude ash, dietary fiber and carbohydrate exhibited higher content than the other materials. Composition of amino acid in the three materials were greater in glutamic acid. The major fatty acid was γ-linolenic acid in mulberry leaf and mixture contained mulberry leaf and green tea and palmitic acid in green tea. Vitamin C of Mulberry leaf, mixture contained mulberry leaf and green tea, and green tea were 3.56 mg%, 141.61 mg%, and 317.86 mg%, respectively. However, vitamin A was only detected in green tea. The mineral contents of mulberry leaf and mixture contained mulberry leaf and green tea were greater in order of Ca, K, Mg and Mn. The mineral contents in green tea was greater in order of K, Mg, Ca and Mn. Malic acid was the major organic acid in three materials. Fructose was the major free sugar in three materials. The results of effects of mulberry leaf, green tea and mixture contained mulberry leaf and green tea on blood glucose lowering effect in diabetic rats fed normal diet were as follows; Male Sprague-Dawley rats weighing 200 g, were divided into the non-diabetic group, and diabetic groups were further subdivided into three experimental groups; diabetic control (STZ), diabetes with 5% mulberry leaf (STZ-M), diabetes with 5% green tea (STZ-G), diabetes with 5% mixture contained mulberry leaf and green tea (STZ-MG). Food intakes, water intakes and organ weights were higher in diabetic groups than normal group. However, body weight gain and food efficiency ratio were lower in diabetic groups. Whole blood glucose concentrations were higher in diabetic groups compared with normal group, but gradually decreased in STZ-M, STZ-G and STZ-MG groups compared with STZ group. ALT and ALP activities in serum were higher in the STZ group, but these increases in relation to diabetes decreased in STZ-M and STZ-MG groups. Glucose and fructosamine contents in serum , triglyceride and total cholesterol in the mesenteric adipose tissue, atherogenic index, and cardiac risk factor were higher in the STZ group, but these increases in relation to diabetes decreased in STZ-M, STZ-G and STZ-MG groups.. Contents of insulin and HDL-cholesterol in serum were lower in STZ group, but diabetes increased in STZ-M, STZ-G and STZ-MG groups. These results indicate that the dietary supplementation of mulberry leaf, green tea, and mixture contained mulberry leaf and green tea may help prevent or attenuate the progression of diabetes STZ-induced diabetic rats.