알로에 분말이 콜레스테롤 첨가 식이를 섭취한 흰쥐의 지질대사에 미치는 영향

Abstract

본 연구는 오래전부터 건강식품으로 알려져 있으며 많은 적응증이 소개되어 만병통치약인 것처럼 생각될수 있는 알로에를 복용시 현대인의 식생활변화가 주요원인 중의 하나로 알려져 있는 성인병과 연관지어 건강에 어떠한 영향을 미칠수 있는 가를 알아보고자 수행되었다. 실험은 세 부분으로 나누어 수행되었는데 실험 1에서는 2개월간 우지 10%(w/w)에 콜레스테롤 2%(w/w) 첨가 식이를 섭취하는 흰쥐에게 알로에 분말을 각기 다른 양 separate feeding함으로써 알로에 투여량 증가에 따라 혈청 및 간조직의 지질대사가 어떻게 변하는 가를 보았다. 실험 2에서는 모든 쥐들을 실험 1과 같은 우지 10%에 콜레스테롤 2% 첨가 식이를 8주간 공급하여 간의 지방축적과 혈청 지질의 상승을 유도한 후, 다섯 군으로 나누어 한 군은 먼저 희생시키고 나머지 네 군은 콜레스테롤을 첨가하지 않은 우지 10%에 알로에 함량을 달리한 식이를 4주간 더 공급하므로써 식이콜레스테롤 제거시에 나타나는 변화와 알로에 분말 함량증가에 따른 간과 혈청의 지질대사 변화를 측정하여 보았다. 실험 3에서는 콜레스테롤 함량을 0.1%(w/w)로 낮추고 지방의 급원을 지방산의 불포화도가 차이가 나는 세 종류의 기름(팜유, 채종유, 대두유)을 10%(w/w)가 첨가한 세가지 식이와 각 식이에 알로에 분말 0.1%(w/w)가 첨가된 식이를 실험비교군으로 9주간 공급하여 간기능이 손상되지 않은 상태에서의 기름종류에 따른 차이와 알로에 분말의 첨가효가를 측정하였다. 본 실험에 사용된 알로에 분말은 껍질을 제거한 후 200:1로 냉동건조시킨 제품이었다. 실험 1에서 식이내 2% 콜레스테롤 첨가로 혈청콜레스테롤과 간무게가 유의적으로 증가하였고 간기능 관련 효소들(AST, ALT, ALP)의 활성도 증가되었다. 콜레스테롤 2%와 알로에 분말을 동시에 2개월간 투여한 경우 알로에를 투여하지 않은 군에 비해 적은량의 알로에(100mg/kg b.w.)투여시 혈청 콜레스테롤과 중성지방의 유의적은 아니었으나 감소되는 경향을 보였다. 반면 많은량의 알로에(1g/kg b.w.)투여시는 혈청 콜레스테롤이 증가되는 경향을 보였으며 혈청 중성지방은 차이가 없었다. 한편 간에서는 알로에 투여군의 경우 투여량 증가에 다라 간무게가 덜 증가되는 경향을 보였다. 알로에를 가장 많이 투여한 군에서는 간조직 단위 무게당 총지질량도 감소하였다. 또한 간기능 관련효소들의 활성이 유의적으로 감소되었으며 간기능을 민감하게 반영하는 것으로 알려진 혈액응고시간(PT, APTT)이 알로에 투여량 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 특히 PT는 dose-response effect가 나타나 알로에 분말의 증가에 따른 간기능 회복을 보여주었다. 콜레스테롤 2% 첨가 식이를 섭취하면서 알로에 분말을 많은량 투여하는 겨우 간조직의 지방축적은 방지되나 혈청 콜레스테롤은 증가하는 반면 알로에 분말을 적은량 투여하는 경우 반대로 혈청내 중성지방과 콜레스테롤은 감소되나 간조직의 손상은 개선되지 않은 것을 볼 때 혈청 지질이 간조직의 지질상태와 일치되게 나타나는 것으로 볼 수 없었다. 실험 2에서 2% 콜레스테롤 식이를 8주간 섭취시켜 간조직의 지방축적을 유도하고 혈청 총지질 및 콜레스테롤을 증가시킨 후 식이내 콜레스테롤을 제거하고 알로에 분말이 각기 다른량 첨가된 식이로 4주간 더 사육하였더니 간무게가 유의적으로 감소하였고 혈청내 총지질과 콜레스테롤량이 유의적으로 감소하였으며 혈청내 중성지방이 증가하였다. 알로에 분말의 첨가량에 따른 차이는 적은량(0.15%) 첨가한 경우 실험 1에서와 같이 유의적은 아니었으나 혈청 콜레스테롤과 중성지방이 감소하였다. 반면 많은량(1.5%)의 알로에 첨가 식이군의 경우 혈청내 중성지방이 유의적인 차이는 아니었으나 증가되는 경향을 보였으며 혈청내 지단백질 분포양상은 a와 b이 증가되나 pre-b는 감소되는 경향을 보였고 또한 HDL-콜레스테롤이 증가되는 경향을 보인 것으로 볼때 간으로부터 b-VLDL의 유출이 증가되며 이것의 HDL로의 전환이 증가되는 것으로 생각된다. 또한 간기능 관련효소 중 AST, ALT, LDH의 활성은 식이내 콜레스테롤 제거시 변화가 없거나 증가하는 경향을 보인 반면 ALP와 GGT의 활성은 식이내 콜레스테롤 제거후 유의적인 감소를 보였으며 특히 ALP의 경우는 알로에 첨가량 증가에 따라 점차 감소되는 경향을 보였다. 한편 간조직의 병리학적 소견을 볼 때 식이내 콜레스테롤의 제거시 간조직에 축적되었던 지방의 유출이 부위에 따라 달리 나타났다. 즉 중앙의 간정맥 근처의 지방축적은 줄든 반면 말초의 간문맥과 담도 주위의 지방구는 계속 존재하였다. 알로에분말 첨가량 증가에 따라 담도의 폐쇄시 민감하게 증가하는 ALP활성이 유의적으로 감소되는 것을 볼 때 많은량의 알로에는 담도가 위치한 말초부위의 지방유출도 증가시켜 담도의 폐쇄를 완화시키며 적은량의 알로에 분말을 섭취한 군에 비해 유의적은 아니었으나 간무게를 더 감소시킨 것으로 생각된다. 실험 3에서 기름의 종류와 알로에 분말 첨가에 따른 혈청과 간조직의 지질대사 변화를 보았더니 지방산의 포화도에 따라 혈청내 총지질 및 중성지방이 유의적인 차이를 보여 팜유군이 대두유군에 비해 유의적으로 높았으며 혈청 콜레스테롤도 유의적은 아니었으나 같은 양상을 보였다. 알로에 0.1%첨가로 팜유군에서는 혈청 총지질, 중성지방 및 총콜레스테롤이 감소하는 경향을 보인 반면 대두유 군에서는 이러한 경향을 볼 수 없었다. 한편 간조직 단위 무게당 총지질량은 0.1% 알로에 분말 첨가시 유의적은 아니었으나 팜유군과 대두유군에서 모두 증가되는 경향을 보였는데 대두유군의 증가폭이 더 컸으며 채종유군의 경우는 약간 감소하는 경향을 보였다. 간조직의 조직학적 소견에서도 채종유군의 경우 알로에 분말 첨가시 간조직내의 지방유입이 감소된 것을 볼수 있었다. 기름의 종류에 관계없이 0.1% 알로에 분말의 첨가로 AST와ALT가 증가되었고 PT는 감소되었는데 모두 정상수준인 것으로 보아 기능적인 손상을 반영한다기 보다는 알로에 분말에 들어있는 아직 밝혀지지 않은 특수한 성분으로 인하여 그 활성이 증가되는 것으로 보인다. 결론적으로, 알로에 분말은 고콜레스테롤 섭취로 인한 혈액과 간조직 지질대사 변화에 대해 함량에 다른 dose-response effect를 나타내지 않았으며 적은량에서는 혈청지질 개선에 도움을 주나 간조직내 지방축적으로 인한 간기능 손상 방지와 회복에는 많은량이 더 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 간기능이 손상되지 않은 상태에서 알로에 분말을 적은량 섭취하는 경우 혈청지질과 간조직내 총지질량에 미치는 영향은 기름의 종류에 따라 달리 나타나 포화지방산이 풍부한 팜유를 많이 섭취하는 경우 혈청지질 개선에 좋은 효과를 기대할수 있으나 불포화지방산이 많은 대두유와 함께 섭취하는 경우 간조직내 지방유입과 같이 도리어 해로운 방향으로 진행될 수도 있으므로 건강식품으로써 알로에 분말 섭취는 함께 섭취하는 지방의 종류도 고려하여 신중히 복용토록 하여야 할 것이다. ; This study examined the effects of aloe power(Nam Yang Aloe, 200:1 freeze dried powder), which is used as health food, on serum and hepatic lipid metabolism using Sprague-Dawley Rats. This study was performed in three sets of experiment. In experiment 1, 10% beef tallow and 2% high cholesterol diet and different amounts of aloe powder were used. Aloe powder was given I separate dish. Total lipid and cholesterol in serum and liver were measured and triglyceride, HDL-cholesterol were measured in serum. AST, ALT and ALP activities were measured in serum for liver function test. PT and APTT were also measured. This experiment showed that in case cholesterol and aloe powder were given simultaneously for 2 months, small dose of aloe powder(100mg/kg body weight) lowered serum cholesterol and triglyceride but large dose of aloe powder(1g/kg body weight)did not. However, liver weights of large dose group were less than those of small dose one and large dose group had the least AST, ALT and ALP activities. PT and APTT were decreased as dose were increased and especially PT showed dose-response effect. It shows that liver damage might be prevented in large dose of aloe powder. In experiment 2, after producing fatty livery by 2% cholesterol and 10% beef tallow as same as experiment 1 for 8 weeks, only 10% beef tallow (no cholesterol)and different dose of aloe powder were mixed in diets, and were given for 4 weeks. Besides of all the items measured in experiment 1, lipoprotein profile and lipase, LDH and GGT activities in serum were also measured. Liver tissues were fixed In 10% formalin and stained with hematoxylin and eosin for histological observation and frozen sections were stained with Oil-red-O for lipid stain. After ommision of cholesterol from diets, all groups showed significant decrease in serum total lipid and cholesterol but significant increase in triglyceride. And there was a decreasing tendency of liver weight, liver cholesterol and blood glucose as amounts of aloe powder were increased. Results of lipoprotein profile showed that liver weight decrease might be due to increasing VLDL and cholestrol-enriched b-VLDL release from liver. Liver tissue histology showed that more lipid droplets were found in peripheral part than center area. Also activities of ALP and GGT, biliary track enzymes, were decreased as amount of aloe powder increased. It means that after omission of cholesterol from diet, lipid droplets near terminal hepatic venule were released more rapidly than around portal tract, and large dose of aloe powder increase the release of lipid droplet around the portal tract and ameliorate the bile duct obstruction. In experiment 3, using 3 different oils (plam oil, canola oil, soybean oil)and 0.1% cholesterol and 0.1% aloe powder, effect of different source of fat and saturation of fatty acids on serum and hepatic lipid metabolism in state of normal condition of liver was examined. Serum triglyceride was significantly decreased by addition of 0.1% aloe powder in palm oil group but other oil groups showed no difference. There was also a tendency of serum cholesterol decrease in palm oil group by addition of 0.1% aloe powder. However, in soybean oil group, addition of aloe powder increased total lipid per g live. Regardless of oil source, AST and ALT were increased by aloe powder addition and PT was decreased but all values were in normal range. In conclusion, effect of aloe powder on serum cholesterol, triglyceride and HDL-cholesterol did not show dose-response effect. In case cholesterol and aloe power were given simultaneously, small dose of aloe powder lowered serum cholesterol and triclyceride and increase HDL-cholesterol but did not prevent liver lipid deposition. On the other hand, large dose of aloe powder did not show any serum cholesterol lowering effect but decreased liver weight gain and improved liver function. PT was decreased with dose-response manner as addition of aloe powder increased. In case cholesterol was not added in diet, large dose of aloe powder lowered liver weight gain and liver cholesterol. ALP and GGT were decreased as dose of aloe powder increased but AST and ALT did not show the dose-response effect. Histological observation of liver tissue showed that lipid droplets near central hepatic venule were decreased more rapidly than portal vein area. Decrease of ALP activity suggests that large dose of aloe powder increase release of lipid droplets in peripheral part and ameliorate the bile duct obstruction. Preventing effect of large dose of aloe powder on liver weight gain seems to be produced by different mechanisms according to addition or omission of cholesterol in diets. That is, in case cholesterol is included in diet, aloe powder seems to prevent chylomicron remnant and LDL uptake through receptors in liver, on the other hand, after omission of cholesterol from diet, aloe powder enhance the release of b-VLDL and VLDL from liver. Small dose of aloe powder lowered serum cholesterol and triglyceride in 10% beef tallow diet and 10% palm oil diet but did not show this effect in canola oil and soybean oil diet group. In soybean oil group, liver total lipid was increased by addition of aloe powder. Aloe powder increased AST and ALT activities ad decreased PT regardless of oil type but all values were in normal range. Therefore, in case aloe powder is used as health food, it should be taken prudently because its effects on lipid metabolism were different according to cholesterol level and source of oil in diets.