식이내 단백질의 종류와 수준이, 연령이 다른 흰쥐의 성장과 골격 성숙에 미치는 영향

Abstract

This study was performed to investigate the effects of dietary protein Level and source on browth and skeletal development in young (6wks. of age) and adult (20wks. of age) rats. Male rats of Wistar strain weighing 120.3 ± 3.1 g or 405.1 ± 6.3g were divided into 4 groups, at each age, and each group was given with one of the different 4 kind of diets for 5 weeks. The dietary protein levels used were 1.0gN% and 4.8N%, and dietary protein sources used were casein or dried Alaskan pollack protein. The body weight gain and weight of liver and kidney were not affected by protein sources, but by protein levels; those in high protein groups tended to be significantly higher than in low protein groups, and these tendency were more evident in young rats. 4 collections (days 3, 13, 23, 34) made during the experimental periods indicated different inclination to urinary Ca excretion by age. Namely, high protein groups increased urinary Ca excretion in adult rats, but decreased in young rats. But, in case of rats, because of very small portion of urinary Ca excretion among total bodily Ca excretions, those differences in urinary Ca were not found in Ca balance. The GFR (Glomerular filtration Rate) of adult rats was related to urinary Ca excretion: higher the GER, more the urinary Ca excretion. But, these tendency were not appeared in young rats. The skeletal developments (femur & scapulus) were affected not only by protein levels, but also by protein sources. The weight of femur and scapulrus increased with increase of dietary protein levels. (By way of exception, at fish groups in adult rats, low fish group had heavier bone mass as compared with high fish group.) In adult rats, there was no difference in bone composition, but in young rats, casein groups had higher ash and organic material portions and lower water portion as compared with fish groups. That indicates casein groups had more developed patterns of bone composition as compared with fish groups in young rats. Changes of bone composition were found as increase of age; increased ash proportion, decreased water proportion and increased ash vs, organic material ratio were found in adult rats as compared with young rats. Ca ratio among minerals was increased by increase of age, on the contrary, P ratio was not differed by age. In conclusion, in dietary protein Level of this study, high protein diet had better effects to growth and bone development of rats than low protein diets, and in case of same high protein levels, casein diet had better effects than dried Alaskan pollack diets, and these tendency were more evident in young rats than in adult rats.;본 연구는 나이에 차이가 있는 두 군의 흰 쥐를 이용해서, 식이내 단백질의 종류와 수준을 달리했을 때, 실험동물의 성장과 Ca 대사및 골격 성숙에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 평균 체중이 각각 120.0±3.1g (생후 6주된 어린쥐 )과 405.1±6.3g (생후 5개월된 성숙한 쥐 )인 Wistar종 흰 쥐 수컷을 이용해서, 연령별로 각각 LC군 (Low Casein), HC군 (High Casein), LF군(Low Fish), HF군(High Fish)의 4가지 식이, 합 8군으로 나누어서 5주간 사육하였다. 이 때, 단백질의 수준은 1.0gN%(식이의 약8%)와 4.8gN% (식이의 약36%)로 하였고, 단백질의 급원은 Casin과 북어를 이용하였다. 각 군당 쥐의 마리수는 7마리였고, 식이내 Ca과 P의 함량은 각각 0.6%와 0.4%로 고정시켰다. 흰 쥐의 몸무게와 장기의 무게에 있어서는 단백질의 종류보다는 수준이 영향을 미쳐서, 고단백군이 저단백군보다 체중 증가와 장기 무게가 무거웠다. 특히, 이같은 경향은 성숙한 쥐보다 어린 쥐에게서 현저했다. 실험 기간중 4차례 (실험 3,13,23,34일째)의 Ca대사 관찰시기에서, 뇨 Ca 배설량은 연령에 따라 다른 경향을 보였다. 즉, 어린 쥐에서는 저단백군이 고단백군보다 뇨 Ca 배설량이 많고, 성숙한 쥐에서는 고단백군의 뇨 Ca 배설량이 더 많거나(북어군의 경우)또는 저단백군과 차이가 나지 않았다. (Casein군의 경우). 그러나, 쥐의 경우, 뇨 Ca 배설량은 체내 총 Ca 배설량중에 매우 소량을 차지하므로, 위와 같은 차이는 체내 Ca balance에서는 나타나지 않았다. 신장의 기능을 분석한 결과, 성숙한 쥐의 뇨 Ca 배설량은 사구체 여과율(GFR)의 정도와 관련이 있어서. GFR이 높으면, 뇨 Ca 배설량이 많았지만, 어린 동물에서는 사구체 여과율과 별로 관련을 갖지 않았다. 골격(대퇴골과 견갑골)의 성장 정도는 어린 쥐와 성숙한 쥐 둘다 단백질의 수준에 의해 영향을 받았다. 즉, 고단백 식이를 주었을 때는 대체로 골격의 무게가 저단백식이군보다 더 무거웠다. (단, 성숙한 북어군의 경우에는 고단백군이 저단백군보다 골격의 무게가 약간 가벼웠다) 골격의 구성성분비율은 성숙한 쥐들사이에서는 별 차이가 없었으나, 어린 쥐들 사이에서는 단백질의 종류에 따라 차이를 보였다. 즉, 어린 쥐의 경우, Casein군이 북어군보다 회분과 유기물 함유율은 높고, 수분 함유율은 낮았는데, 이들은 모두 유의적인 차이를 나타내 보여서, 어린 시기에 Casein군이 북어군보다 골격의 빠른 성숙을 촉진하고 있음을 볼 수 있었다. 또, 골격의 구성성분비율은 연령의 증가에 따라 변화를 보여서 성숙한 동물이 어린 동물보다 수분 함유율은 낮고, 회분 함유율은 높았으며, 뼈의 마른 무게중의 무기물 대 유기물의 비율이 높았다. 이는 연령의 증가에 따라 나타나는 골격 성분의 변화로 볼 수 있다. 또, 회분 중의 P함유율은 연령에 따라 차이가 없었으나, Ca 함유율은 성숙한 동물이 어린 동물보다 더 높아서, 성숙해 감에 따라 회분중 Ca의 축적이 다른 무기 성분보다 훨씬 많음을 볼 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 식이내 단백질의 종류나 수준의 차이가 동물의 성장과 골격 성숙에 미치는 영향은, 연령에 따라 다르게 나타난 것으로 볼 수 있다. 즉, 어린 쥐에서는 단백질의 수준에 따라 고단백 식이가 저단백 식이보다 성장과 골격발달에 매우 좋은 영향을 주었고, 단백질의 종류에 따라서는 Casein군이 북어군보다 골격의 빠른 성숙을 촉진시켰으나. 성숙한 쥐에서는 식이내 단백질의 종류나 수준이 어린 쥐에서만큼 신체에 큰 영향을 미치지 못한 것으로 사료된다.