Effects of High Hydrostatic Pressure Extract of Garlic on Lipid Metabolism in Rats Fed a High Fat Diet

Abstract

Cardiovascular disease (CVD) is a main cause of mortality in the whole world, and dyslipidemia is one of the major risk factors of CVD. Garlic (Allium sativum) has been widely used in clinic for treatment of cardiovascular diseases and regulation of lipid metabolism. This study investigated the effect of high hydrostatic pressure extract of garlic (HEG) on lipid profiles in rats fed high fat diet. Male Sprague-Dawley (SD) rats were fed a 45% high-fat diet or a high-fat diet supplemented with 2% HEG for 5 weeks. In HEG group, plasma triglyceride (TG) level and low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) level were significantly reduced by 19.3% and 24.3%, respectively as compared to control group. Hepatic TG and total cholesterol (TC) levels were also significantly reduced in HEG treated rats compared to control rats. In particular, plasma high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) level increased by 58.7% in HEG group as compared to control group (P<0.05). Treatment with HEG affected the expression of genes involved in lipid metabolism, such as apoA-I and CYP7A1. Dietary HEG significantly increased the mRNA level of apolipoprotein A-I (apoA-I), a primarily protein of HDL-C particles biosynthesis. Treatment with HEG affected the increase of cholesterol 7a-hydroxylase (CYP7A1) mRNA level, although it had no significant differences between groups. These results demonstrate that the hypolipidemic effects of HEG were at least partially mediated by regulation of the expression of multiple genes involved in lipid metabolism. Therefore, our results suggest that HEG has a potential as a food ingredient to treat and prevent dyslipidemia via regulation of lipid metabolism.;본 연구는 45% 고지방식이를 먹인 흰쥐에서 고압 및 효소 처리에 의한 마늘의 가수분해물(HEG)이 혈중 지질 수준에 미치는 효과를 평가하고자 실시되었다. 4 주령의 SD (Sprague-Dawley) 수컷 흰쥐 (n=20) 를 난괴법에 따라 각 군당 10마리씩 free-HEG군 (대조군) 과 2% HEG군으로 나누어 5주간 사육하면서 체중, 식이 섭취량, 에너지 효율 등을 조사하였고, 부고환 지방과 신장 주변 지방의 무게를 측정하였다. HEG가 지질 대사에 미치는 영향을 알아보기 위해 혈장 내의 중성지방과 총 콜레스테롤의 농도가 분석되었다. 또한, 간과 변에서의 총 지질량과 중성지방, 총 콜레스테롤의 농도가 분석되었다. 체중과 식이 섭취량, 에너지 효율은 각 군간에 유의적인 차이를 보이지 않았다 (P< 0.05). 혈액 중 중성지방과 LDL-콜레스테롤의 농도 및 동맥경화 지수 (Atherogenic index: AI)는 HEG군에서 대조군에 비해 유의적으로 감소하였다. HDL-콜레스테롤의 농도는 HEG 군이 대조군에 비해 유의적으로 증가하였다. 간 내 총 지질 함량, 중성지방 및 총 콜레스테롤의 농도는 HEG군에서 유의적으로 감소한 반면, 분변 내 총 지질 함량과 중성지방 및 총 콜레스테롤의 농도는 HEG군이 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타남을 보여주었다. 이러한 결과들은 HEG의 섭취가 체내 콜레스테롤 및 중성지방의 수준을 낮추고, HDL-콜레스테롤의 농도는 증가시킴으로써 다양한 심혈관계 질환의 위험을 감소시킬 수 있는 가능성을 제시해주고 있다. 특히, 본 연구에서는 HEG의 식이에 의한 혈액 중의 HDL-콜레스테롤의 증가와 관련하여 간 내에서의 apolipoprotein A-I (apoA-I) 의 유전자 발현 정도를 살펴보았다. ApoA-I는 HDL의 생합성을 증가시키는 것과 관련된 주요 단백질로 apoA-I의 유전자 발현은 HEG군에서 대조군에 비해 유의적으로 증가하였다. 또한, 간에서 콜레스테롤을 담즙산으로 전환시키는 과정 중 촉매 효소로 알려진 CYP7A1의 유전자 발현은 두 군간에 유의적인 차이를 보이지는 않았으나, HEG군에서 대조군에 비해 그 발현 정도가 증가하는 경향을 보여주었다. 이는 HEG군에서 간에서의 콜레스테롤 농도는 감소하고 분변으로 배출된 콜레스테롤의 농도가 증가하는 결과를 설명하는 것이라 할 수 있다. 이상의 본 연구 결과들을 종합하여 볼 때, 식이로 섭취한 HEG는 쥐에서의 중성지방, LDL-콜레스테롤의 농도를 감소시키고 HDL-콜레스테롤의 농도를 증가시킴으로써 체내 지질 대사를 조절하고 이상지질혈증을 개선시킬 수 있는 기능성 식품으로서의 가능성을 제시해주고 있다고 사료된다.