가르시니아 캄보지아 추출물(HCA)이 고탄수화물 및 고지방 식이를 섭취한 흰쥐의 체중과 지질 대사에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 고탄수화물 및 고지방 식이를 섭취하는 흰쥐에게 식이를 통하여 garcinia cambogia로부터 추출한 hydroxycitric acid(HCA)를 공급하였을 때 체중과 지질대사에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 평균체중이 289.72±0.86g인 8주령 Sprague-Dawley종 수컷 흰쥐 70마리를 군당 10마리씩 7군으로 나누었다. 대조군(7%(w/w)fat diet)을 제외하고 고탄수화물 식이(sugar)군과 고지방 식이(fat)군으로 나누고 HCA 수준을 식이 무게의 0.0%(HCA 비첨가군), 1.6%, 3.2%로 달리하여 8주간 사육하였다. 실험기간 중 실험동물의 식이 섭취량과 체중 증가량을 측정하였으며 실험기간 종료 일주일 전에 이틀간 변을 채취하여 무게를 측정하였고, 희생 후 부고환의 지방 및 신장주변 조직, 갈색 지방 조직의 무게, 간, 비장, 신장 무게를 측정하였다. 실험시료의 간기능 관련 효소 평가를 위하여 혈장의 aspartate aminotransferase(AST)와 alanine aminotransferase(ALT)의 활성을 측정하였고, 혈장 내 총 단백과 알부민 농도를 측정하여 단백질 영양상태를 평가하였다. 실험동물의 지질대사를 알아보기 위하여 혈장 내 총 지방과 중성 지방, 총 콜레스테롤, HDL-콜레스테롤 농도를 분석하였고, 간 내의 총 지방과 중성 지방, 총 콜레스테롤 수준을 측정하였으며 변으로의 지질 배설량을 알아보기 위하여 변 내 총 지방과, 중성 지방, 총 콜레스테롤 수준을 측정하였다. 또한 HCA의 섭취가 지방합성 및 분해에 미치는 영향을 알아보기 위하여 간 내 ATP-citrate lyase효소와 carnitine palmitoyltransferase(CPT) 효소 활성을 측정 하였다. 혈장의 AST와 ALT의 활성을 측정한 결과 모든 군에서 대조군과 유의적인 차이가 없었고 정상수준에 근접하였다. 혈장 총 단백과 알부민의 농도 또한 정상 수준 (총 단백: 5.9~7.9g/㎗, albumin: 2.8~4.4g/㎗)에 해당하였다. 실험 기간 동안 일일 열량 섭취량을 조사한 결과 고지방 식이군에 비하여 고탄수화물 식이군에서 유의적으로 높았고, sugar+0.0HCA군에 비하여 sugar+HCA 첨가군에서 유의적으로 열량 섭취량이 낮았으나 고지방 식이군들에서는 HCA의 공급에 의한 유의적 차이가 없었다. Surat+ HCA 첨가군들과 fat+HCA 첨가군들 간의 유의적인 차이는 없었다. 체중증가량은 HCA 비첨가군들에 비하여 HCA 첨가군들에서 유의적으로 감소하였는데 fat+HCA 첨가군에 비하여 sugar+HCA 첨가군에서 유의적으로 낮았고 이는 대조군에 비해서도 유의적으로 낮았다. 열량섭취 100㎉당 체중 증가량은 열량급원 및 HCA의 영향이 유의적이었다. HCA는 열량 효율을 낮추어 sugar+HCA 첨가군들은 대조군보다 유의적으로 낮았고, fat+HCA 첨가군에 비해서도 유의적으로 낮았다. 부고환 지방조직의 무게는 sugar+0.0HCA군과 비교하여 sugar+HCA 첨가군들에서 유의적으로 감소하였으나, 고지방 식이군에서는 HCA의 영향이 유의적이지 않았다. Fat+HCA 첨가군들에 비하여 sugar+HCA 첨가군들에서 부고환 지방의 무게가 유의적으로 낮았다. 신장주변 지방 무게는 HCA의 영향이 뚜렷하여 sugar+0.0HCA군에 비하여 sugar+3.2HCA군에서 유의적으로 낮았으나 고지방 식이군에서는 유의적이지 않았다. 갈색 지방 조직의 무게는 sugar+HCA 첨가군에 비하여 fat+HCA 첨가군에서 유의적으로 낮았다. 혈장 내 지질수준을 살펴보면 총 지방, 중성 지방, 총 콜레스테롤 농도 모두 고지방 식이군에 비하여 고탄수화물 식이군에서 유의적으로 높았다. 혈장 내 총 지방과 중성 지방의 농도는 sugar+0.0HCA군에 비하여 sugar+HCA 첨가군들에서 감소되었으나, 고지방 식이군에서는 HCA의 영향이 유의적이지 않았다. 총 콜레스테롤의 농도는 HCA의 영향이 뚜렷하지 않았다. HDL-콜레스테롤 농도와 HDL-콜레스테롤/총 콜레스테롤 비율은 HCA에 의한 유의적인 차이가 없었다. 간 내 총 지방 수준은 열량급원의 영향이 유의적이지 않았으나 sugar+3.2HCA군은 대조군과 비교하여 유의적으로 높았다. 간 내 중성지방의 수준은 열량급원과 HCA의 영향이 유의적인 차이가 없었다. 총 콜레스테롤 농도는 고탄수화물 식이군에 비하여 고지방 식이군에서 유의적으로 높았으며, HCA 비첨가군들과 비교하여 HCA 3.2% 첨가군들에서 유의적으로 높았다. 변에서 측정한 총 지방, 중성 지방, 총 콜레스테롤의 배설량은 모두 고탄수화물 식이군에 비하여 고지방 식이군에서 유의적으로 높았다. 총지방과 중성지방 배설량은 HCA에 의한 영향이 뚜렷하지 않았으나, 총 콜레스테롤 배설량은 HCA 비첨가군들에 비하여 HCA 3.2% 첨가군들에서 유의적으로 증가되었다. 지방산의 합성 과정에 관여하는 ATP-citrate lyase의 활성은 열량급원과 HCA에 의한 유의적인 차이는 없었으나, 고탄수화물 식이군에서는 HCA의 첨가 수준이 증가할수록 ATP-citrate lyase 활성이 감소하는 경향을 보였다. 지방연소를 촉진하는 효소인 CPT의 활성은 HCA의 영향이 유의적이지 않았으나 고탄수화물 식이군에서는 HCA의 첨가 수준이 증가할수록 CPT 활성이 높은 경향을 보였다. 이상의 결과를 종합해보면 HCA의 공급은 체중 증가량과 열량효율을 유의적으로 감소시켰다. 고지방 식이에 비하여 고탄수화물 식이와 함께 HCA를 공급하였을 때 열량 섭취량을 감소시키고 체중 증가량 및 체지방량을 더 효과적으로 감소시켰다.;This study was performed to investigate the effect of HCA-containing Garcinia cambogia on body weight and lipid metabolism in rats fed a high-carbohydrate or high-fat diet. Seventy male rats(Sprague-Dawley), eight weeks age, weighing 289.72±0.86g were blocked into seven groups according to body weight and raised with experimental diets containing different HCA levels(0, 1.6, 3.2%) and calorie sources(carbohydrate, fat) for 8 weeks. Food intake and body weight gain were recorded for experimental period and perirenal fat pad, epididymal fat pad and brown adipose tissue were weighed. Plasma aspartate aminotransferase(AST) and alanine aminotransferase(ALT) activities were measured to examine the safety of experimental compound in rats and plasma total protein and albumin levels were analyzed to determine the protein nutritional state of rats. And in order to examine the change of lipid metabolism, total lipid, triglyceride, total cholesterol, HDL-cholesterol concentrations in plasma, total lipid, triglyceride, total cholesterol levels and ATP-citrate lyase and carnitine palmitoyltransferase, activities in liver and total lipid, triglyceride, total cholesterol excretions in feces were measured. Plasma AST and ALT activities were not significantly different among all groups and plasma total protein and albumin levels were in normal levels (total protein: 5.9~7.9g/dl, albumin: 2.8~4.4g/dl). Daily food intake and calorie intake were significantly higher in high-carbohydrate groups than high-fat diet groups and HCA groups in carbohydrate diet groups were significantly decreased food intake and calorie intake compared with S0.0HCA group. HCA groups were significantly decreased body weight gain and high-carbohydrate diet with HCA was more weight gain reduction than high-fat diet with HCA. Body weight gain and calorie efficiency ratio (weight gain(g)/calorie intake(100kcal)) in S0.0HCA and F0.0HCA group were significantly higher than those in high-carbohydrate and high-fat diets with HCA. HCA groups were decreased significant weight gain/calorie intake. Perirenal fat pad weight was no differences by energy source. Perirenal fat pad weight of S1.6HCA and S3.2HCA groups was significantly lower than control group. Epididymal fat pad in High-fat diet groups was higher than high-carbohydrate diet groups and high-carbohydrate diet with HCA were significantly lower than that of high-fat diet groups with HCA. Brown adipose tissue weight was higher in high-carbohydrate diet groups with HCA than high-fat diet groups with HCA. Plasma total lipid, triglyceride, total cholesterol concentrations in high-carbohydrate diet groups were lower than those in High-fat diet. Total lipid and triglyceride in S3.2HCA group were significantly lower than S0.0HCA group. But plasma total lipid, triglyceride, total cholesterol in high-fat diet groups were no differences by HCA. HDL-cholesterol concentration and HDL-cholesterol/total cholesterol ratio were not affected by HCA. Total lipid level in liver was not affected by energy sources but S3.2HCA group was significantly higher than control group. Total cholesterol concentrations in HCA 3.2% groups was significantly higher than HCA 0.0% groups. Fecal total lipids, triglyceride and total cholesterol in high-fat diet groups were significantly higher than those in high-carbohydrate diet groups. The levels of fecal total lipids and triglyceride were not significantly affected by HCA. Total cholesterol concentration of feces was significantly increased in dietary level of increasing HCA. The activities of hepatic ATP-citrate lyase and CPT were not significantly influenced by energy source and HCA. In conclusion, intake of HCA was effective in reduction of body weight and body fat. And calorie efficiency ratio(weight gain(g)/calorie intake(100㎉) in high-carbohydrate and high-fate diet with HCA was significantly lower than no HCA groups. High carbohydrate diet with HCA was more effective than high-fat diet with HCA in reduction of body weight and body fat accumulation.