흰쥐에서 식이단백질 수준이 유즙 성분과 새끼의 영양상태에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 임신, 수유기 동안의 식이 단백질 수준이 모유의 성분에 미치는 영향을 조사하고, 태아 때 모체의 식이와 출생후 성장기에 섭취한 식이의 구성이 아기의 성장발달에 미치는 영향을 살펴보았으며, 또한 우리나라 여성의 모유 성분을 조사하기 위하여 건강한 수유부의 젖을 수집하여 분석하였다. 동물실험은 200∼300g된 암컷 흰 쥐를 수컷과 교배시켜 임신한 날부터 10%와 25% Isolated soy protein(ISP) 식이로 사육하였으며, 수유 1주, 2주, 3주째에 유즙을 채취하였고, 출산 4주후에 어미와 각 모체의 새끼의 일부를 희생하였다.(제 1실험기) 제 1실험기의 단백질 수준이 다른 식이로 사육된 어미가 출산한 새끼를 각기 두군으로 나누어 10%, 25% ISP 식이로 이유후 4주간 더 사육하였다.(제 2실험기) 제 1실험기에서 임신,수유기의 어미의 단백질 섭취량이 25% ISP군에서 높았으며, 체중 증가량은 임신기에만 25% ISP군이 높았고 수유기에는 차이가 없었다. 출생시 무게는 어미의 식이 단백질 수준에 따른 차이가 없었지만, 수유 4주째까지의 새끼 체중은 25% ISP군이 유의적으로 무거웠다. 장기의 경우 어미의 신장과 비장의 무게가 25% ISP군에서 높았다. 어미의 경우 적혈구 용적률(Hct)은 정상범위로 25% ISP군이, 혈청성분중 단백질과 칼슘(Ca), 철분(Fe), 아연(Zn), 칼륨(K)도 25% ISP군이 유의적으로 높았다. 반면 혈청 지방과 콜레스테롤은 10% ISP군에서 높았으며, 혈청 마그네슘(Mg), 구리(Cu), 나트륨(Na)은 식이 단백질 수준에 영향받지 않았다. 생후 4주된 새끼의 경우도 어미와 비슷한 경향을 보여, 적혈구 용적률, 혈청 칼슘은 25% ISP군에서, 혈청 콜레스테롤은 10% ISP군이 유의적으로 높았다. 어미의 식이 단백질 수준이 유즙성분에 미친 영향을 살펴보면, 유당과 철분농도는 25% ISP군에서 높았고, 지방, 중성지방, 칼슘, 구리는 10% ISP군에서 높게 나타났다. 또한, 기간에 의한 영향으로 지방량의 경우 수유기간이 경과함에 따라 감소하였고, 중성지방은 급격히 증가하다 말기에 감소하였으며, 유당은 중반에 급격히 감소한 것으로 나타났다. 단백질과 콜레스테롤, 마그네슘, 아연, 칼륨은 식이 단백질 수준과 기간에 의한 영향을 보이지 않았다. 그러므로, 수유기간이 경과함에 따른 유즙성분의 변화는 영양소에따라 다른 양상을 보이고 있었다. 제 2실험기의 각군에서 식이 섭취량은 어미가 25% ISP식이를 섭취한 군(HH,HL)에서 높았으며, 새끼가 섭취한 식이의 영향은 없었다. 단백질 섭취량은 어미가 25% ISP식이를 섭취한 군(HH,HL)에서, 성장기때 25% ISP식이를 섭취한 군에서 (HH,LH)에서 높았다. 체중증가량도 어미가 25% ISP식이를 섭취한 군(HH,HL)이 또한 성장기에 25% ISP식이를 섭취향 군(HH,LH)에서 유의적으로 높았다. 식이효율은 성장기에 25% ISP식이를 ,단백질 효율은 10% ISP식이를 섭취한 군에서 높았다. 장기 무게는 간(HH)과 신장(HH,HL)이 어미의 식이의 영향을 받아 25% ISP군에서 높았으며, 소장은 어미와 새끼의 식이 영향을 받아 모두 25% I SP 식이를 섭취한 군이 높았다. 혈액의 경우 적혈구 용적률, 혈청 단백질, 지방, 중성지방, 콜레스테롤, 칼슘, 마그네슘, 구리, 철분, 아연, 나트륨, 칼륨의 조사된 모든 성분에서 어미와 성장기의 식이 단백질 수준에 의한 4군(HH, HL, LH, LL)의 차이가 없었다. 이상의 체중증가량과 장기무게의 결과에서 볼때 태아때 모체로부터 받은 식이의 영향이 성장기에 섭취한 식이에 의해 극복될 수 있다고 사료된다. 우리나라의 건강한 성인에게서 수집된 모유의 분석 결과 유즙내 성분들의 농도범위는 단백질은 2-5g/㎗, 지방은 1-4.5g/㎗, 중성지방은 1-2.5g/㎗, 콜레스테를은 9-14㎎/㎗, 유당은 3.8-4.4g/㎗, 칼슘은 240-260ppm(=㎍/㎖), 마그네슘은 47-59ppm, 구리는 0.31-0.34ppm, 철분은 0.23-0.24ppm, 아연은 5.6-10.8ppm, 칼륨은 500-540ppm, 나트륨은 205-315ppm이었으며, 초유와 성숙유를 비교해보면, 단백질량, 콜레스테롤량은 초유가 유의적으로 많았으며, 지방, 중성지방 함량은 성숙유에 많았다. 무기질 중에서 마그네슘, 아연, 나트륨은 초유에 유의적으로 많았고, 칼슘은 성숙유에 많았다. 유당과 구리, 철분, 칼륨은 초유와 성숙유 간의 차이가 없었다. 이상의 결과를 종합해보면 (1) 임신, 수유기의 식이 단백질 수준이 어미와 새끼의 영양상태및 유즙성분에 영향을 미쳐, 고단백군(25% ISP)이 저단백군(10% ISP)에 비해 좋은 상태를 유지하였다. (2) 성장기의 식이 단백질 수준의 영향은 태내에서 받은 어미의 식이의 영향을 어느 정도 보완할 수 있었다. 이때 장기무게와 체중증가가 극복될 수 있었다. (3) 건강한 한국인의 모유의 성분은 초유에 단백질, 마그네슘, 아연, 나트륨이 많았으며, 성숙유에 지방, 콜레스테롤, 중성지방, 칼슘이 맡았다.;This study was performed to investigate the effect of dietary protein level throughout gestaton and lactation on milk composition and postnatal growth in infants, using rats as an animal model. Also, human milk from healthy women in Seoul were analized. Female Sprague-Dawley rats were provided with either high (25% ISP (Isolated Soy Protein)diet) or low protein diet (10% ISP diet) throughout gestation and lactation. Milk samples were taken for analysis from the lactating rats at days of 7,14,21, of lactation. Dams and some pups were killed after 4 weeks from parturition. ( Experiment 1 ) 12 pups from dams of each diet groups were randomly selected and reared with 25% or 10% ISP diet for 4 more weeks. ( Experiment 2) In experiment 1, maternal protein intake and weight gain throughout gestation and lactation was higher in high protein group. The weights of kidney and spleen were heavier in high protein group. Maternal Hematocrit was in normal range and was higher in high protein group. Serum protein, Ca, Fe, Zn, K concentrations were significantly higher in high protein group. Serum Mg, Cu, Na were unaffected by dietary protein level. There was no difference in birth weight between two groups, however the mean body weights at 4 weeks postpartum was signifcantly higher in high protein group. Serum levels of pups at weaning were similar to that of dams. Hct, serum Ca of pups were higher in high protein group and serum cholesterol were higher in low protein diet group. Milk composition were changed during lactation processes and were affected by dietary protein level. Lactose and Fe concentrations in milk were higher in high protein diet group, whereas, lipid, triglyceride were higher in low protein diet group. Among minerals Ca and Cu were higher in high protein group and no differances were observed in concentrations of Mg, Zn, K. In experiment 2, food intake was higher in pups from dams of high protein group (HH,HL) but was unaffected by pup's dietary protein level after weaning. Food efficiency was higher in high protein diet groups(HH,LH) and protein efficiency ratio was higher in low protein groups(HL.LL) after weaning. The weights of liver and kidney were affected by maternal protein intake and so that was higher in high protein groups.(HH.HL) The weight of intestine was affected by both maternal protein intake and pup's diet. The weights of kidney, spleen and thymus was affected by dietary protein level after weaning and so that was higher in low protein groups. The weights of femur and scapula were affected by maternal protein intake and so that were higher in high protein groups. There were no differances between four groups in Hct, serum protein, lipid, triglyceride, cholesterol, Ca, Mg, Cu, Fe, Zn, Na, K. Therefore, as mentioned above, it seemed that the effect of maternal low protein diet intake on fetus was able to be overcome to some extent by high protein diet intake after weanig. The results of human milk analysis from healthy Korean women were within normal range the concentrations of protein, cholesterol, Mg, Zn and Na were higher in colostrum than mature milk and lipid, triglyceride and Ca were higher in mature milk. There was no differances between colostrum and mature milk in concentrations of lactose, Cu, Fe, K. Range of these nutrients were the following ; protein(l3-16g/㎗), lipid(8-16g/㎗), triglyceride(3-7g/㎗), cholestero1(580-880㎎/㎗), lactose(l.l-1.9g/㎗), Ca(1900-3100ppm), Mg(245-270ppm), Cu(3.8-4.3ppm), Fe(5.1-7.8ppm1, Zn(14-21ppm), K(1350-1590ppm), Na(350-700ppm) In conclusion, 1) Dietary protein level throughout gestation and lactation affected both nutritional status of dams and pups and milk composition : high protein group supported better nutritional states than low protein group. 2) It seemed that effect of dietary protein level after weaning on pups was able to be overcome the influence of maternal diet in fetus. 3) Among the milk contents of healthy korean women protein, Mg, Zn and Na were higher in colostrum and lipid, cholesterol, triglyceride, Ca were higher in mature milk.