감귤과피로부터 분리한 식이섬유가 흰쥐의 지방 및 cadmium대사에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 감귤과피로부터 분리한 총 식이섬유(total dietary fibers : TDF), 불용성 식이섬유(insoluble dietary fibers : IDF) 그리고 수용성 식이섬유(soluble dietary fibers : SDF)가 지방대사 및 cadmium(Cd) 대사에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 평균 체중이 186.7±2.6 g인 Sprague-Dawley 종 수컷 흰쥐 60마리를 식이내 Cd 수준을 달리하여 Cd 공급군에는 CdCl_(2)을 400ppm 수준으로 첨가하고 감귤과피로부터 분리한 TDF, IDF, SDF와 시판 α-cellulose, citrus pectin을 각각 4% 첨가한 식이로 2주간 사육한 후 혈청, 간, 변의 지질농도를 분석하여 지방대사를 알아보았고 혈액과 소장, 간, 신장 조직내 Cd 농도 및 이들 조직의 metallothionein(MT) 농도, 뇨와 변의 Cd 배설량 등을 측정하여 Cd 대사를 알아보았다. 감귤과피에서 추출한 총 식이섬유는 신선물 기준으로 2.79%였고 불용성 및 수용성 식이섬유는 각각 2.01%, 0.34%였다. 총 식이섬유의 순도는 77.6%였으며 불용성 식이섬유가 65.1%, 수용성 식이섬유가 12.5%로 불용성이 수용성의 5.2배이었다. 식이를 통하여 Cd을 공급하였을 때 Cd 비공급군들에 비하여 식이 섭취량이 감소하고 체중 증가량 및 식이 효율이 음의 수치를 보였으며 간, 신장의 무게가 감소하였다. 혈청 triglycerides(TG), high-density lipoproteins(HDL)-cholesterol, HDL : total cholesterol ratio가 감소하였고 간의 총지방, cholesterol, TG 농도도 감소하였으며 변의 무게 및 변으로 배설되는 총지방, cholesterol, TG의 양도 감소하였다. 또한 Cd 공급으로 인해 혈액의 Cd 농도가 증가하였고 소장, 간, 신장에 Cd이 축적되었으며 뇨와 변을 통한 Cd 배설량이 증가하였다. 그리고 소장, 간, 신장에서 MT 합성이 유도되었으며 사구체 여과율은 Cd 비공급군과 유의적인 차이가 없어 사육기간 중 신장기능에 손상이 오지 않았음을 알 수 있었다. 식이섬유 종류에 따른 효과를 보면 식이 섭취량은 Cd 비공급군에서는 TDF, IDF 첨가군이 높았고 Cd 공급군에서는 pectin 첨가군이 높았으며 체중 증가량 및 식이효율은, 가장 낮았던 α-cellulose 군을 제외한 나머지 군들 사이에는 유의적인 차이가 없었다. 간과 신장의 무게는 Cd 공급군들에서는 식이섬유 종류에 따른 차이가 없었으나 Cd 비공급군들에서는 TDF, IDF를 첨가한 군이 높았으며, 소장은 각 군들간에 유의적인 차이가 없었다. 지방대사를 살펴보면 혈청내 cholesterol은 Cd 공급군 중 pectin을 첨가한 군이 가장 낮았고 SDF, TDF 첨가군도 Cd 공급군과 비공급군 모두에서 낮았다. 혈청내 TG는 Cd 공급군 종 α-cellulose, TDF 첨가군이 낮았다. HDL-cholesterol과 HDL : total cholesterol ratio는 Cd 비공급군 중 IDF 첨가군만이 유의적으로 높고 나머지 군간에는 차이가 없었다. 간의 총지방, cholesterol, TG 농도는 Cd 비공급군에서는 식이섬유 종류에 따른 유의적인 차이가 없었으나 Cd 공급군에서는 SDF와 TDF 첨가군이 낮았다. 변의 무게는 Cd 공급군들에서는 유의적 차이가 없었으나 Cd 비공급군들에서는 IDF, α-cellulose 첨가군이 유의적으로 높았고, 변으로의 총지방, cholesterol, TG 배설량은 IDF, α-cellulose 첨가군과 더불어 SDF 군도 높았다. Cadmium을 공급받은 동물에서의 Cd 대사를 살펴보면 혈액내 Cd 농도는 식이섬유 종류와 상관없이 식이섬유를 첨가함으로써 다소 증가하는 경향을 보였고 소장, 간의 Cd 농도는 SDF, IDF, pectin 첨가군이 낮았으며 신장의 Cd 농도는 군간에 유의적 차이가 없었다. 뇨로의 Cd 배설량은 α-cellulose, pectin 첨가군이 높았고 그 다음으로 TDF, SDF, IDF 첨가군도 식이섬유 비첨가군보다 높았다. 변으로의 Cd 배설량은 수용성인 pectin, SDF 첨가군이 높아서 Cd 보유율이 가장 낮았고 그 다음으로 α-cellulose, IDF 첨가군도 변을 통한 Cd 배설량이 높았다. 소장, 간, 신장의 MT 농도는 소장의 경우 SDF, α-cellulose 첨가군이 낮았고 간, 신장에서는 Cd 농도와 마찬가지로 식이섬유 종류에 따른 유의적 차이는 없었으나 식이섬유 비첨가군보다는 낮은 경향을 보였다. 이상의 결과로 볼 때 감귤과피의 TDF, IDF, SDF 및 시판 α-cellulose, pectin을 식이무게의 4%로 흰쥐에게 2주간 공급하였을 때 Cd 중독으로 인한 성장저하를 막는 효과는 보이지 않았으나 SDF, pectin이 뇨·변으로의 Cd 배설량을 증가시켜 Cd 흡수를 감소시키고 소장, 간, 신장으로의 Cd 축적을 억제했으며 IDF, TDF, α-cellulose 도 식이섬유를 첨가하지 않은 군보다 Cd 중독을 완화시키는 경향을 보였다. 지방대사에 미치는 효과를 보면 불용성인 IDF와 α-cellulose 첨가군이 변무게를 증가시켜 이에 따른 변으로의 지방 배설량을 증가시키고 혈청 TG 및 간 지질 함량을 낮추었다. SDF 첨가군도 변을 통한 지방 배설을 증가시켜 혈청 cholesterol을 낮추었으며 조직내 지질 농도도 낮추었다. 즉, 감귤과피로부터 분리한 식이섬유 중 불용성 식이섬유(IDF)는 특히 지방대사에 영향을 주어 변무게를 증가시켜 변을 통한 총지방 및 cholesterol 배설을 촉진시켜 혈청 및 간 지질 함량을 낮추는 효과를 보였으며 수용성 식이섬유(SDF)는 지방대사 뿐만 아니라 Cd 대사 에서도 Cd이 변으로 배설되는 것을 촉진시켜 조직내 Cd 함량을 낮추고 Cd 중독을 완화시키는 경향을 보였다.;This study was performed to investigate the effects of dietary fibers from tangerine peels on lipid and cadmium metabolism. And effects were compared with those of commercial dietary fibers( α-cellulose, citrus pectin). Sixty male rats of Sprague-Dawley strain weighing 186.7±2.6g were blocked into 12 groups according to body weight, and were raised for 2 weeks. Cadmium chloride was given at the levels of 0 or 400 ppm in diet. Various dietary fibers were given at the level of 0 or 4% (w/w) of diet. The results are summarized as follow. In lipid metabolism, insoluble fibers[insoluble dietary fibers from tangerine peels(IDF), α-celluolse] increased fecal excretion of lipids by increasing feces weight, and decreased the concentrations of serum triglyceride and liver lipids. Soluble dietary fibers from tangerine peels(SDF) decreased the concentrations of serum cholesterol and liver lipids by increasing fecal lipids, too. In cadmium metabolism, soluble fibers(SDF, pectin) inhibited Cd absorption by increasing fecal Cd excretion and decreased Cd concentrations of intestine, liver and kidney. In conclusion, among the extracted fibers , SDF were more effective on lipid and Cd lowering activity and IDF had effect of increasing fecal lipid excretion.