Anti-obesity Effects of Oleoresin Capsicum (OC) Nanoparticles in Diet-induced Obese Rats

Abstract

The present study was performed to investigate anti-obesity effects of Oleoresin Capsicum (OC) and nano-emulsion Oleoresin Capsicum. OC is an extract from dried red pepper with organic solvents, which its major component is known as capsaicin. Male Sprague-Dawley rats were divided into 5 groups (n=7) and fed with 45% of high-fat diet containing 0% OC, 0.01% OC, 0.02% OC, 0.01% nano-emulsion OC, 0.02% nano-emulsion OC respectively for 14 weeks. The final body weight and the body weight gain were significantly lower in 0.02% OC diet group and 0.01%, 0.02% nano-emulsion OC supplemented groups compared to the control group (p<0.05). 0.01% nano-emulsion OC supplementation reduced the body weight much more effectively than 0.01% OC supplementation. There was no significant difference in energy intake between control and 0.01% OC and both the nano-emulsion OC supplemented groups. However, energy intake of the group supplemented with 0.02% OC was reduced significantly compared to the control. There were no significant differences in energy efficiency ratio (body weight gain/ energy intake: EER) among the groups. The weight of white adipose tissue in the group supplemented with 0.02% OC, 0.01% and 0.02% nano-emulsion OC was significantly lower than that of the control group (p<0.05). Haematoxylin and eosin (H&E) staining of adipose tissue showed a considerable decrease in the size of adipocytes in OC and nano-emulsion OC supplementeded groups. Liver sections stained with H&E revealed that lipid droplets in the liver, which were numerous in the control group, significantly disappeared after supplemented with dietary OC. Rats fed on diet supplemented with OC or nano-emulsion OC dose-dependently decreased in the level of serum triglyceride. Especially, the diet with 0.02% nano-emulsion OC significantly decreased the level of serum triglyceride by 49% in comparison with the control group (p<0.05). Serum total cholesterol level and hepatic, fecal lipid profile tended to decrease in dose dependent manner, but the levels were not statistically significant compared to the control. In conclusion, OC and nano-emulsion OC significantly reduced body weight, mass and size of white adipose tissues, and serum triglyceride in high-fat diet induced obese rats. Also, nano-emulsion OC tended to be much more effective than OC. From these results, OC may be a useful bioactive substance for attenuation of obesity.;본 연구에서는 고지방식이를 먹인 쥐에서 Oleoresin Capsicum (OC) 과 nano-emulsion Oleoresin Capsicum이 비만 억제에 효과를 나타내는지 알아보기 위하여 실시되었다. OC는 고추의 건조열매를 유기용제(향신료올레오레진류의 추출용매)로 추출하여 얻어지는 것으로서, 그 주성분은 캡사이신(C18H27NO3) 등이 있다. 45%의 고지방식이에 각각 0% (대조군), 0.01% OC, 0.02% OC, 0.01% nano-emulsion OC, 0.02% nano-emulsion OC를 첨가하여 14주간에 걸쳐 Sprague-Dawley 수컷 쥐에게 공급한 뒤 체중, 식이 섭취량, 에너지효율 등을 조사하였고, 부고환지방과 신장주변지방의 무게를 측정하였다. OC가 지질대사에 미치는 영향을 알아보기 위하여 혈청 내의 중성지방, 총 콜레스테롤 농도가 분석되었으며, 간의 총 지질, 중성지방, 총 콜레스테롤 농도가 분석되었다. 지방과 간에 있는 지방세포의 크기를 보고자 H&E (Haematoxylin & eosin) 염색을 실시하였다. 또한, 분변에서 배설된 총 지질, 중성지방, 총 콜레스테롤 농도가 분석되었다. 14주간의 실험기간 동안 동물들의 체중을 조사한 결과, 대조군에 비해 0.02% OC와 0.01%, 0.02% nano-emulsion OC를 고지방식이와 함께 먹인 그룹의체중이 유의적으로 감소 한 것으로 나타났다. 또한, 0.01% OC를 섭취한 그룹보다 0.01% nano-emulsion OC를 섭취한 그룹에서 체중감소 효과는 더 큰 것으로 나타났다. 0.01% OC 첨가군과 0.01%, 0.02% nano-emulsion OC 첨가군의 에너지 섭취량은 대조군의 에너지 섭취량과 유의적인 차이를 보이지 않았고 0.02% OC 첨가군에서 유의적으로 감소하는 것으로 나타났다. 그러나, 에너지 섭취효율 (EER) 은 OC 또는 nano-emulsion OC 첨가군들과 대조군 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 지방조직의 무게는 0.02% OC, 0.01%와 0.02% nano-emulsion OC 첨가군에서 유의적으로 작았다. H&E 염색을 통해 지방조직의 크기를 비교해본 결과, 대조군에 비해 OC 또는 nano-emulsion OC를 첨가한 그룹에서 지방조직의 세포 크기가 작아진 것을 확인할 수 있었으며 그 효과는 nano-emulsion OC 첨가군에서 더 크게 나타났다. 또한, 간을 H&E 염색한 결과, 대조군에서는 lipid droplets이 많이 관찰된 반면에, OC 첨가군에서는 lipid droplets의 수가 현저히 감소하는 것으로 나타났다. 혈중 중성 지방을 분석한 결과, OC 또는nano-emulsion OC를 첨가한 군에서 농도 의존적으로 혈중 중성 지방의수준이 낮아졌으며 특히, 0.02% nano-emulsion OC 첨가군에서 대조군에 비해 49% 감소한 것으로 나타났다. 위의 결과들을 종합하여 볼 때, 식이로 섭취한 OC와 nano-emulsion OC는 고지방식이로 비만을 유도한 쥐에서체중, 지방세포의 무게와 크기, 혈중 중성지방의 수준을 감소시켜 비만을 개선시킬 수 있으며, 항비만 효과는 nano-emulsion OC를 섭취하였을 때 더 클 것으로 여겨진다.