Hypoglycemic effect of Chlorella vulgaris intake in type 2 diabetic Goto-Kakizaki and normal Wistar rats

Abstract

본 연구에서는 클로렐라가 6주 령의 Goto-kakizaki 종 (GK, n=30) 수컷 흰쥐 및 6주 령의 Wistar 종 (n=30) 수컷 흰쥐에 미치는 항당뇨 효과에 대해서 알아보았다. 실험 동물들은 난괴법에 의하여 각 3군으로 나눈 후 각기 다른 수준 (0%, 3%, 5% (w/w))의 클로렐라를 함유하고 있는 실험식이를 8주 간 공급하였다. 클로렐라가 인슐린 분비능에 미치는 영향을 알아보기 위한 지표로 실험 식이 공급 후 6주에 insulinogenic-index를 계산하였다. 또한 인슐린 민감성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실험 식이 공급 후 7주에 포도당 경구 당부하 검사를 실시하였고, 실험기간이 종료 된 후 당화혈색소, 공복 혈당, 혈장 내 공복 인슐린과 글루카곤 및 간 지질 농도를 측정하였으며, 인슐린 저항성 지표인 HOMA-IR을 계산하였다. Goto-kakizaki 종 제 2형 당뇨 쥐를 이용한 실험 결과, insulinogenic-index는 군 간 유의적 차이가 없었다. 포도당 경구 당부하 검사 결과, 모든 시간의 혈당은 군간 유의적 차이가 없었으나 3%클로렐라군과 5%클로렐라군의 0분, 30분, 60분, 90분 혈당 및 포도당 반응 면적이 대조군에 비하여 낮은 경향을 보였다. 또한 혈장 글루카곤, 인슐린/글루카곤 비율 및 간 중성지방 농도가 3%클로렐라군과 5%클로렐라군에서 대조군에 비하여 유의적으로 낮았고 당화 혈색소, 공복 혈당, 혈장 인슐린의 농도 및 HOMA-IR은 낮은 경향을 보였다. Wistar 종 정상 흰쥐를 이용한 실험 결과, 5%클로렐라 군의 insulinogenic-index가 대조군 및 3%클로렐라군에 비하여 높은 경향이 나타났다. 포도당 경구 당부하 검사 결과, 포도당 반응 면적과 0분, 30분, 60분 및 90분 혈당이 군 간 유의적인 차이가 나타나지 않았으나 3%클로렐라군과 5%클로렐라군에서 낮은 경향을 보였고, 5%클로렐라군의 120분 혈당은 대조군에 비하여 유의적으로 높았으며 3%클로렐라군에 비하여 높은 경향을 보였다. 또한 5%클로렐라군은 대조군 및 3%클로렐라에 비하여 혈장 글루카곤 및 인슐린/글루카곤 비율의 농도가 유의적으로 높았으며 혈장 인슐린 농도 및 HOMA-IR, 간 중성지방 농도는 유의적이지 않으나 낮은 경향을 보였다. 이상의 결과를 종합해 보면, 클로렐라의 섭취는 제 2형 당뇨 쥐 및 정상 흰쥐의 인슐린 분비능에는 영향을 미치지 않았지만, 인슐린 민감성 증진에 도움이 된 것으로 보인다.;The aim of this study was to examine the hypoglycemic effect of chlorella in 6 week-old type 2 diabetic Goto-Kakizaki (GK, n=30) rats and 6 week-old normal Wistar (n=30) rats. Animals were randomly assigned to 3 groups respectively, and were fed three different experimental diets containing 0%, 3% or 5% (w/w) chlorella for 8 weeks. The insulinogenic-index was calculated to determine the effect of chlorella on glucose-stimulated insulin secretion. The oral glucose tolerance test (OGTT) was performed. The level of blood HbA1c and the concentrations of fasting blood glucose, plasma insulin and glucagon, and the hepatic lipids were measured, and the Homeostatic model assessment (HOMA)-index was calculated using the concentrations of fasting blood glucose and plasma insulin to determine the effects of chlorella on insulin sensitivity. In diabetic GK rats, the insulinogenic-indices were not significantly different among the groups. In the OGTT, the blood glucose concentrations were not significantly different among the groups at all experimental times, but the blood glucose concentrations at 0, 30 and 60 minutes and the area under the curve (AUC) of the GK-3%chlorella and GK-5%chlorella groups were slightly lower than the GK-control group. The concentrations of the fasting plasma glucagon and hepatic triglyceride, and the insulin/glucagon ratios of the GK-3%chlorella and GK-5% chlorella groups were significantly lower than the GK-control group. The level of blood HbA1C and HOMA-index, and the concentrations of fasting blood glucose and plasma insulin of the GK-3%chlorella and GK-5%chlorella groups were slightly lower than the GK-control group. In normal Wistar rats, the insulinogenic-indices were not significantly different among the normal groups, but that of the 5% chlorella group was slightly higher than the other groups. In the OGTT, the AUC and blood glucose concentrations at 0, 30 and 60 minutes of the Wistar-3%chlorella and Wistar-5%chlorella groups were slightly lower, and that of the Wistar-5%chlorella group was significantly higher, than the control group at 120 minutes. The concentrations of fasting blood glucose and plasma insulin, and the HOMA-index of the Wistar-5% chlorella group were a little higher, and the fasting plasma glucagon concentration and the insulin/glucagon ratio of the Wistar-5% chlorella group were significantly higher than the Wistar-control and Wistar-3% chlorella groups. In conclusion, this study shows that the glucose-stimulated insulin secretion did not affected by the intake of chlorella, but could be beneficial in improving insulin sensitivity in type 2 diabetic GK and normal Wistar rats.