Effect of corn gluten hydrolysate on body weight reduction in diet-induced obesity (DIO) rats

Abstract

본 연구에서는 옥수수 글루텐 가수분해물과 그 속에 많이 함유되어 있는 BCAA와 Leucine이 비만을 유도한 흰쥐의 체중 감소에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 초기 체중이 378.17 ± 1.40g인 생후 8주령의 수컷 흰쥐 80마리를 정상 식이군(17% calories from fat)(CON, n=8)과 고지방식이군(HF, 60% calories from fat)(n=72)의 두 군으로 나누어 13 주간 비만을 유도하였다. 비만유도(Diet iduced obesity)를 확인하기 위하여 정상식이군과 고지방식이군 중 여덟 마리(8/72)를 희생시켜(Sacrifice) 체중, 장기의 무게, 당 대사, 지질 대사 및 아디포카인을 측정하였다. 과체중 유도기간에 식이 섭취량은 정상 식이군이 고지방 식이군에 비하여 유의적으로 높았으나 체중변화량과 식이효율에 있어 고지방 식이군이 정상 식이 군에 비하여 유의적으로 높았다. 지방 조직의 무게에 있어서도 유의적인 차이를 보였다. 정상 식이군과 비교했을 때 고지방 식이군의 부고환지방, 신장 주변지방은 유의적으로 높았고, 갈색지방조직의 경우 유의적으로 낮았다. 또한 간의 총 지질, TG 함량(concentration), 혈중 leptin(plasma leptin)은 고지방식이 군에서 유의적으로 높았다. 비만유도확인 후 남아있는 동물을 각 군당 8마리씩 총 8군으로 나누어 식이 지방 수준(17% calories from fat, 60% calories from fat)과 단백질 급원을 달리하여 8주간 사육하였다. 대조군의 단백질 급원으로는 Casein을, 실험군의 단백질 급원으로는 카제인, Corn gluten hydrolysate-옥수수 가수분해물, 카제인 + BACC, 카제인 + Leucine을 공급하였다. 실험 동물의 평균 하루 섭취량, 체중 변화량, 식이효율은 지방수준에 상관없이 옥수수 글루텐 가수분해물을 섭취한 군만이 감소하여 유의적인 차이를 보였다. 또한, 옥수수 글루텐 가수분해물을 섭취한 군의 경우 신장주변지방은 감소하였고 근육은 유의적으로 증가하여 다른 군들과 유의적인 차이를 보였다. 실험식이가 당대사에 미치는 영향을 알아보기 위하여 희생 후 공복 혈당, 인슐린, C-peptide, HOMA-IR을 측정하였고 이러한 지표들은 지방 수준에 상관없이 옥수수 글루텐 가수분해물을 섭취한 군에서만 유의적으로 감소하였다. 옥수수 글루텐 가수분해물 섭취군은 지질대사에 있어서도 다른 군들과 유의적인 차이를 보였다. 다른군 들과 비교했을 때 옥수수 글루텐 가수분해물 섭취군의 경우 혈장의 중성지방, 유리지방산 및 간의 총 지질과 콜레스테롤이 유의적으로 가장 낮았다. 또한 변으로의 총 지질의 배설은 다른 군들에 비하여 가장 많은 경향을 보였다. 실험식이가 아디포카인에 미치는 영향을 알아보기 위하여 혈중 렙틴과 아디포넥틴을 측정한 결과, 옥수수 글루텐 가수분해물을 섭취한 군만이 유의적인 차이를 보였으며 다른 군들과 비교했을 때 렙틴의 경우 가장 낮고 아디포넥틴의 경우 가장 높은 결과를 보였다. 본 연구를 통하여 옥수수 글루텐 가수분해물이 체중 감소효과 효능을 알아보았다. 결론적으로 옥수수 글루텐 가수분해물을 섭취하는 것은 비만한 성인 쥐의 체중을 감소시키데 효과적인 영향을 미치는 것을 보였다. 이러한 옥수수 글루텐 가수분해물을 섭취에 의한 체중저하 효과는 식물성 단백질을 이용한 가수분해물의 항비만 소재로서의 가능성을 보여주었다 ;In this study, we compared corn gluten hydrolysate, BCAAs, and leucine for their effects on body weight reduction in high fat-induced obese rats in order to determine the major active components in the corn gluten hydrolysate. Eight-week-old male Sprague-Dawley rats weighed 378.17 ± 1.40 g and they were stratified according to body weight and randomly into two groups (Normal diet=8, High fat=72) for the obesity induced periods of thirteen weeks. To ensure inducing obesity, randomly chose one group(n=8) among high fat diet group(n=72) and normal diet group were sacrificed and measured weight, weight of organ, glucose metabolism, lipid metabolism and adipokines. Normal diet group had significantly higher diet intake during obesity inducing period compare to high fat group. However, high fat diet group had significantly higher weight change and diet efficiency compare to normal diet group. Adipose tissue also had significant difference. Compared to normal diet group, high fat diet group had significantly higher epidydimal fat and perirenal fat pad while had significantly lower brown adipose tissue. Also, high fat diet group had significantly higher total lipid , TG concentration in liver, and plasma leptin. After obesity was induced for 13 weeks with high fat diet, the overweight-induced SD rats (n=64) were stratified according to body weight, randomly blocked into eight treatments, and raised for 8 weeks. Four groups were changed to a normal diet and the other groups remained on the high fat diet. Each of the groups within both diets was fed casein, corn gluten hydrolysate, leucine, or branched chain amino acids, respectively. Daily food intake, body weight gain, and food efficiency ratio were significantly lower in the corn gluten hydrolysate groups compared to the other groups, regardless of the high fat diet or normal fat diet. The rats fed the corn gluten hydrolysate diet had the lowest weight for perirenal fat pads, whereas muscle weight was significantly increased. To investigate the effect of the diets on glucose metabolism, fasting blood glucose, insulin, C-peptide, and HOMA-IR were measured. Fasting blood glucose, insulin, C-peptide, and HOMA-IR levels were also significantly reduced in the corn gluten hydrolysate groups, regardless of fat level. The rats fed corn gluten hydrolysate groups were significant differences in lipid profiles. In Regardless of fat level, corn gluten groups had significantly low value in plasma TG and FFA concentrations. Total lipid in liver was significantly lowest in corn gluten groups. Also, in feces excretions, total lipid excretion was significantly higher in corn gluten hydrolysate groups. To investigate the effect of the diets on adipokines, plsma leptin and adiponectin were measured. Levels of both of these adipokines were significantly affected by protein source, in which leptin levels were significantly lower and adiponectine levels significantly higher in the corn gluten hydrolysate groups In conclusion, this study investigated the effects of corn gluten hydrolysate on weight reduction in diet-induced obese rats. This effect of weight reduction by ingestion of corn gluten hydrolysate suggests the the plant protein hydrolysate can be available as an antiobesity fuctional food.