Anti-obesity effects of rutin in high-fat diet induced obese rats

Abstract

The present study was performed to investigate anti-obesity effects of rutin in high-fat diet-induced obese rats. Male Sprague-Dawley rats were divided into 3 groups (n=8) and fed with normal diet (NOR), 45 % high-fat diet (HF), 45 % high-fat diet containing 0.1 % rutin (HF+Rutin) for 12 weeks. The final body weight was decreased by 9 % in the rutin supplement group compared to the HF group (P<0.05), while the energy intakes were not statistically different among the groups. The white adipose tissue weight was decreased in the rutin supplement group compared to the HF group (P<0.05), while the brown adipose tissue weight was increased compared to the HF group (P<0.05). Haematoxylin and eosin (H&E) staining of white adipose tissue showed a considerable decreased in the size of adipocytes in the rutin supplement group. The mitochondria size of brown adipose tissue and muscle was larger in the rutin supplement group compared with the HF group, while lipid-droplet size of brown adipose tissue was smaller than HF group. The level of serum triglyceride, LDL-cholesterol, hepatic triglyceride and total cholesterol in rutin supplement group was decreased relative to the HF group. The levels of HDL-cholesterol and fecal triglyceride in rutin supplement group were increased relative to HF group (P<0.05). The mRNA levels of adipogenic genes such as PPAR-γ, SREBP1c and aP2 in the white adipose tissue were significantly decreased in the rutin supplement group compared with the HF group (P<0.05). Also, the mRNA levels of mitochondria biogenesis related gene such as PGC-1α and UCP1 in the brown adipose tissue were significantly increased in the rutin supplement group compared to the HF group (P<0.05). These results suggest that intake of rutin may lead to anti-obesity through mitochondria biogenesis and by down-regulation of adipogenic genes expression and up-regulation of mitochondria biogenesis related gene expression.;본 연구는 고지방식이로 유도된 비만쥐에서 루틴의 항비만 효과를 보기 위해 실시되었다. 3주령의 SD (Sprague-Dawley) 수컷 흰쥐 (n=24) 를 난괴법에 따라 각 군당 8마리씩 나누었고, 각 그룹은 일반식이, 45 % 고지방식이, 45 % 고지방식이에 루틴 0.1 %를 첨가하여 12주간 사육하면서 체중, 식이섭취량, 에너지효율 등을 조사하였고, 부고환 지방과 신장주변 지방 및 갈색지방의 무게를 측정하였다. 또한 혈중 중성지방과 총 콜레스테롤의 농도를 분석하였으며, 간 총 지질량과 중성지방, 총 콜레스테롤, 변 총 지질량과 중성지방의 농도를 분석하였다. 백색지방조직의 지방세포 크기를 비교하고자 H&E (Haematoxylin& Eosin) 염색을 실시하였으며 미토콘드리아의 크기와 개수 확인을 위해 갈색지방조직과 근육에서 전자현미경 분석을 하였다. 체중은 루틴 섭취 그룹이 고지방식이군에 비해 유의적으로 감소하였으며 (P<0.05), 12주의 실험기간 동안 각 군간 식이섭취량과 에너지섭취량은 유의적인 차이를 보이지 않았다. 또한 루틴 섭취 그룹의 백색지방 무게가 고지방식이군에 비해 유의적으로 감소하였으며 갈색지방 무게는 유의적으로 증가하였다 (P<0.05). H&E 염색결과 루틴 섭취 그룹이 고지방식이군에 비해 지방구의 크기가 작아졌다. 전자현미경 분석 결과 갈색지방조직과 근육에서 루틴 섭취 그룹이 고지방식이군에 비해 미토콘드리아의 개수가 증가하였고 지방구의 크기는 줄어들었다. 혈중 중성지방, LDL-콜레스테롤 및 간 내 총 지질 함량과 중성지방, 총 콜레스테롤 농도는 루틴 섭취그룹이 고지방식이군에 비해 유의적으로 감소하였고 HDL-콜레스테롤은 유의적으로 증가하였다 (P<0.05). 변의 총 지질량은 루틴 섭취그룹이 고지방식이군에 비해 유의적으로 증가하지 않았지만 중성지방은 유의적으로 증가하였다 (P<0.05). 특히, 본 연구에서는 비만이 억제되었는지를 알아보기 위해 백색지방조직에서 지방합성에 관여하는 유전자 (PPARγ, SREBP-1c, aP2)와 갈색지방조직에서 미토콘드리아 생합성에 중요한 역할을 하는 유전자 (PGC-1α, UCP1)의 발현 정도를 살펴보았다. PPARγ, SREBP-1c, aP2의 발현은 고지방식이군에 비해 루틴 섭취군이 유의적으로 감소하였으며, 이에 반해PGC-1α, UCP1의 발현은 유의적으로 증가하였다 (P<0.05). 위의 결과들을 종합하여 볼 때, 루틴 섭취는 비만유도 쥐의 체중증가를 억제시키고 간과 혈중지질을 감소시키는 항비만 효과가 있음을 확인하였다. 이러한 루틴의 항비만 효과는 지방합성 유전자 발현을 억제시키고, 에너지 소비를 촉진하는 미토콘드리아 생합성 유전자 발현을 증가시키는 작용기전과 관련 있을 것으로 사료된다.