A comparative study of hot water and high hydrostatic pressure extract of garlic on the obesity in diet-induced obese rats

Abstract

본 연구에서는 고지방식이를 먹인 쥐에서 열수처리를 통한 마늘 추출물(WEG)과 고압처리를 통한 마늘 추출물(HEG)의 비만억제 효과에 대해서 비교하고자 실시하였다. 3 주령의 SD (Sprague-Dawley) 수컷 흰쥐(n=24)를 난괴법에 따라 각 군 당 8마리씩 나누었고, 45% 고지방식이에 각각 0% (대조군), 0.5% WEG, 0.5% HEG를 첨가하여 11주간 사육하면서 체중, 식이 섭취량, 에너지효율 등을 조사하였으며, 부고환 지방과 신장주변 지방의 무게를 측정하였다. WEG와 HEG의 섭취가 지질 대사에 미치는 영향을 알아보기 위해 혈중 중성지방과 총 콜레스테롤의 농도가 분석되었으며, 간과 변에서의 총 지질량과 중성지방, 총 콜레스테롤의 농도가 분석되었다. 또한 지방조직 (WAT, BAT)에 있는 지방세포의 크기를 비교해보고자 H&E (Haematoxylin & Eosin) 염색을 실시하였다. 체중은 HEG군에서 유의적으로 감소하였으며 (P<0.05), 실험기간 동안 각 군간 열량섭취량과 에너지섭취량은 유의적인 차이를 보이지 않았다. 또한, HEG군의 부고환지방 무게가 유의적으로 감소하였으며 (P<0.05), H&E 염색결과 lipid droplet (LD)의 크기가 대조군에 비해 작아진 것으로 나타났다. 혈중 중성지방, 총콜레스테롤, LDL-콜레스테롤의 농도 및 동맥경화 지수는 대조군과 비교하여 HEG군에서 유의적으로 감소하였으며 (P<0.05), WEG군에서는 감소하는 경향은 보였으나 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 간 내 총 지질 함량 및 총 콜레스테롤의 농도는 대조군에 비하여 HEG군에서 유의적으로 감소하였다 (P<0.05). 분변 내 중성지방의 농도는 HEG군에서 유의적으로 증가하였다 (P<0.05). 특히, 본 연구에서는 WEG와 HEG에 의해 비만이 억제되는지를 알아보기 위해 지질생성에 관여하는 유전자 (PPARγ, SREBP-1c, aP2)와 열발생에 중요한 역할을 하는 UCP2 유전자의 상대적 발현 정도를 살펴보았다. 대조군에 비해 각 군에서 PPARγ, SREBP-1c, aP2의 발현이 유의적으로 감소하였으며, UCP2의 발현은 HEG군에서 유의적으로 증가하였다 (P<0.05). 위의 결과들을 종합하여 볼 때, 식이로 섭취한 WEG와 HEG는 고지방식이로 비만을 유도한 쥐에서 체중, 지방세포의 무게와 크기, 혈중 중성지방의 수준을 감소시키고, PPARγ, SREBP-1c, aP2 유전자 발현의 억제와 UCP2 유전자 발현의 증가와 함께 체내 지질 축적을 억제와 열발생을 통한 에너지 소비를 하여 비만을 개선시킬 수 있으며, 이러한 비만억제 효과는 WEG에 비해서 HEG를 섭취하였을 때 더 클 것으로 여겨진다.;Garlic (Allium sativum L.) is one of the spices used as a medicinal plant in many countries and its preventive characteristics of obesity have been reported. In this study, we compared the anti-obesity effect of two differently extracted garlics in high-fat diet induced obese rats. Male Sprague-Dawley rats were divided into 3 groups (n=8) and fed with 45% high-fat diet (HF), high-fat diet supplemented with 0.5% hot water extract of garlic (WEG) or 0.5% high hydrostatic pressure extract of garlic (HEG) for 11weeks. The HEG group showed reduction in body weight by 8.95%, compared to the HF group (P<0.05). The WEG group tended to show lower body weight, but there was no significant difference compared to the HF group. The HEG group significantly reduced the weight of the white adipose tissue by 15.86%, compared to the HF group. The WEG group tended to show reduced adipose tissue mass but differences were not statistically different compare to the HF group. The HEG group decreased the level of serum triglyceride, LDL-cholesterol and liver cholesterol compared to the HF group (P<0.05). Haematoxylin and eosin (H&E) staining of adipose tissue showed a considerable decreased in the size of adipocytes in the WEG and HEG groups. The mRNA levels of adipogenic genes such as peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ), fatty acid-binding protein (aP2) and sterol regulatory element-binding protein-1c (SREBP-1c) in the epididymal white adipose tissue were significantly decreased in the WEG and HEG groups compared with the HF group. Also, the mRNA level of UCP2 gene in the HEG group had significantly increased by 1.95-fold compared to the HF group. In conclusion, in the HEG group was observed to have a significant reduction in body weight, and mass and size of white adipose tissue and ameliorated the serum lipids profiles. These results postulated that the effects of dietary supplementation of HEG on the obesity might be more efficient than dietary supplementation of WEG, through at least partially mediated by down-regulation of adipogenic genes expression and up-regulation of UCP2 gene expression.