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고지방식이 비만마우스 모델에서 파키스탄산 및 중국산 마황으로 조성된 降脂丸-1, 2, 3, 4와 降脂丸-1合加味消滯丸의 체중감량효과 비교

Abstract

Objectives:

This study was investigated the improvement effects of Pakistani Ephedra herba-containing Gangji-hwan-1, 2, 3 (Di-fatty; DF-1, 2, 3), Chinese Ephedra herba-containing Gangji-hwan-4 (DF-4) and combination of DF-1 and Gamisoche-hwan (GSH) on obesity in a high fat diet-fed obese mouse model.

Methods:

Eight-week-old C57BL/6N mice were divided into seven groups: a normal lean group given a standard diet, an obese control group given a high fat diet, and DF-1, 2, 3, 4, and DF-1+GSH groups given a high fat diet with DF-1, 2, 3, 4 (40, 80, 160, 80 mg/kg), and DF-1+ GSH (80 mg/kg), respectively. After 8 weeks of treatment, body weight gain, feeding efficiency ratio (FER), blood lipid markers, liver histology, and fat weight and histology were examined.

Results:

Body weight gain was significantly decreased in DF and DF-1+GSH groups compared with control. The extent of decreases was eminent in DF-1+GSH group. FER and circulating concentration of leptin were decreased in DF and DF-1+GSH groups compared with control. Circulating concentrations of triglyceride, glucose and insulin were decreased in DF and DF-1+GSH groups compared with control. The size of adipocytes were decreased by DF and DF-1+GSH groups compared with control, whereas the adipocyte number per unit area was increased by them, suggesting that DF and DF-1+GSH groups decreased the number of large adipocytes.

Conclusions:

In conclusion, these results suggest that DF and DF-1+GSH groups decrease FER, plasma leptin concentration, blood anti-obesity biomarkers and fat mass, improves body weight gain. In addition, these effects were more effective in DF-1+GSH combination group than in DF-1, 2, 3, 4 groups.

서론

비만은 에너지섭취가 에너지소모보다 더 클 때 잉여의 에너지가 지방에 축적된 상태를 말한다. 비만한 사람은 비만하지 않은 사람에 비하여 제2형 당뇨병, 고지혈증, 인슐린 저항성, 대사증후군, 담낭질환, 관상동맥질환, 고혈압, 암 등과 같이 대사적 이상에 의한 질환과 골관절염, 허리통증, 수면무호흡증 등과 같이 과도한 체중에 의한 질환을 동반할 위험이 높아진다. 이로 인해 비만은 이환율, 장애발생률, 사망률을 유의하게 높일 뿐 아니라 삶의 질까지도 저하시킨다. 하지만 전문가적 견해와 보고에 의하면 5%∼10% 정도의 체중 감량만으로도 비만과 관련된 질환, 증상 및 이로 인한 합병증을 임상적으로 크게 감소시킬 수 있는 것으로 알려져 있으므로 중등도의 체중 감량만이라도 장기간 유지되도록 하는 것이 바람직하다1). 우리나라는 2013년도 국민건강영양조사에 의하면 19세 이상 성인 비만율은 31.8% (남자 37.6%, 여자 25.1%)로, 남성은 30∼40대(30대 47.1%, 40대 41.5%)에서 가장 높고 여성은 60∼70대(60대 42.7%, 70대 38.6%)에서 가장 높았다. 장기적인 비만율 추이는 남성의 경우 최근에도(2010∼2013년) 과거 10년 동안(2001∼2010년) 증가추세를 지속하고 있으며, 여성은 다소 감소하는 경향을 보이고 있다. 비만과 동반질환 발생위험은 고혈압 2.5배, 당뇨병 2.0배, 고콜레스테롤혈증 2.3배, 저 high density lipoprotein (HDL) 콜레스테롤혈증 2.2배, 고중성지방혈증 2.4배로 나타났다2). 따라서 적극적인 비만관리와 치료가 필요한 것으로 생각된다.
降脂丸 (Di-fatty, DF)은 현재 J 한의원에서 비만과 비알콜성 지방간질환(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)의 치료에 사용되고 있는 원내 처방으로 麻黃, 大黃과 紫草의 세 가지 약물로 조성되어 있고, 비알콜성 지방간질환의 치료 효과를 실험적으로 입증하여 학계에 보고한 바 있다3-5). 최근 우리나라는 麻黃의 주생산지인 중국으로부터 수입이 어렵게 되자 점차로 파키스탄산 麻黃의 사용이 늘어나는 추세이다. 이런 현실을 반영하여 중국산 麻黃과 파키스탄산 麻黃으로 조성된 DF의 체중감량 효과를 실험적으로 비교하여 학계에 보고하였다6). 또한 J 한의원에서는 消滯丸7)을 加減하여 만든 가미소체환(Gamisoche-hwan, GSH)을 消食劑로 DF와는 별개로 다년간 사용해 오다가 우연히 두 방제를 병용하여 체중감량과 NAFLD 치료제로 사용한 결과 그 효과가 우수하여 다년간 사용하게 되었다. 이에 근거하여 파키스탄산 麻黃으로 조성된 DF에 GSH를 병용하여 체중감량과 NAFLD 개선효과를 실험적으로 비교한 학술논문으로 발표하였다8,9). 시중에 유통되고 있는 파키스탄 마황은 약용으로 사용가능한 Ephedra intermedia Schrenk et C.A. Meyer10)로 中麻黃이 대부분이며, 중국산 草麻黃 (Ephedra sinica Stapf.)에 비하여 총알칼로이드 함량이 2.5배 많은 것으로 알려져 있다11).
이번 연구에서는 파키스탄산 麻黃으로 조성된 DF-1, 2, 3의 세 농도와 이 중 중간농도와 같은 중국산 麻黃으로 조성된 DF-4, 그리고 파키스탄산 麻黃으로 조성된 DF-1에 임상에서 消食劑로 사용해 온 GSH를 병용한 뒤에 고지방식이 비만 마우스 모델을 이용하여 체중감량에 어떤 차이가 있는지를 조사하였다. 이를 위해 고지방식이 유발 수컷 비만 마우스 모델을 이용하여 DF-1, 2, 3, 4와 DF-1+GSH의 경구 투여가 체중감량에 미치는 영향을 체중 증가량과 혈중 지질대사 관련 지표, 지방 조직 및 간 조직의 조직학적 분석 등을 조사하였다.

대상 및 방법

1. 실험재료

1) 실험동물

(주)샘타코바이오코리아(Samtako Inc., Osan, Korea)에서 공급한 7주령의 C57BL/6N 수컷 마우스를 구입하여 1주간 실험실 환경에 적응하도록 한 후 사용하였다. 실험 기간 동안 온도 212°C±2°C, 습도 55%±5%, 환기 횟수 15∼17회/hour, 조도 150∼300 lux, 그리고 조명에 12시간의 명암(점등: 06:00, 소등: 18:00) 주기가 있는 실험실 환경에서 고형사료(Hwalim Natural Drug Co. Ltd., Busan, Korea)와 물을 자유롭게 공급받았다. 본 실험은 동의대학교 동물실험윤리위원회의 승인(승인번호: R2013-009)을 받아 동물윤리 준칙에 의거하여 실험을 진행하였다.

2) 실험물질

실험물질인 DF와 GSH의 조성약물은 화림제약(Hwalim Matural Drug Co. Ltd.)에서 구입한 후 동의대학교 한의과대학 방제학교실에서 정선하였고 ultrafine particle crusher (Korea Patent R&D Institution, Busan, Korea)에 300 mesh로 초미립 분쇄하여 냉장보관하고 실험에 사용하였다. 조성약물은 다음과 같고(Table 1, 2), 마황은 파키스탄산 麻黃과 중국산 草麻黃을 구입하여 사용하였다.
Table 1
The Composition of DF
Variable Ingredient %
Mahwang Ephedra intermedia Schrenk et C.A.Meyer* Ephedra sinica Stapf. 40
Daehwang Rheum palmatum L 20
Jacho Lithospermum erythrorhizon Siebold et Zuccarini 40
Total amounts 100

* Pakistani Ephedra Herba (Di-fatty; DF-1, 2, 3).

Chinese Ephedra Herba (DF-4).

Table 2
The Composition of GSH
Variable Ingredient %
Gamcho Glycyrrhiza uralensis Fischer 18.4
Hyangbuja Cyperus rotundus Linne 15.3
Sansayuk Zingiber officinale Roscoe 8.6
Geongang Crataegus pinnatifida Bunge 6.0
Bongnyeong Poria cocos Wolf 6.0
Yukgye Cinnamomum cassia Blume 6.0
Goryanggang Alpinia officinarum Hance 3.7
Gongsain Amomum villosum Loureiro 3.7
Jisil Poncirus trifoliata Rafinesqul 3.7
Mokhyang Aucklandia lappa Decne. 3.7
Baekdugu Amomum cadamomum Linne 3.7
Sancho Zanthoxylum bungeanum Maxim. 3.7
Gajapi Terminalia chebula Retzins 3.7
Baekchul Atractylodes macrocephala Koidzumi 3.7
Pilbal Piper longum Linne 3.7
Gwakhyang Pogostemon cablin Bentham 3.7
Jeonghyang Syzygium aromaticum Merrill et Perry 1.8
Bakhanoe Mentha arvensis Linne var. piperascens Malinvaud 0.9
Total amounts 100

GSH: Gamisoche-hwan.

3) 실험군 및 투여방법

각 군당 9마리를 체중에 따라 무작위로 군 분리를 실시하였다. 8주 동안 normal 그룹은 10 kcal% fat의 일반 식이를 공급하고, control, 약물 그룹은 45 kcal% fat의 고지방식이를 공급하여 비만을 유발하였다. 그 후 DF-1은 40 mg/kg, DF-2와 DF-4는 80 mg/kg, DF-3은 160 mg/kg의 농도로, DF-1+GSH는 각각 40 mg/kg의 농도로 혼합하였고, 8주간 경구 투여하였다(Table 3).
Table 3
Experimental Groups
Group Diet (kcal% fat) Treatment (mg/kg) Number Sex
Normal 10 Water 9 Male
Control 45 Water 9 Male
DF-1 45 40 9 Male
DF-2 45 80 9 Male
DF-3 45 160 9 Male
DF-4 45 80 9 Male
DF-1+GSH 45 40+40 9 Male

DF: Di-fatty, GSH: Gamisoche-hwan.

2. 연구방법

1) 체중 증가량 측정

DF-1, 2, 3, 4 및 DF-1+GSH가 체중 증가량에 미치는 영향을 알아보기 위해 약물을 투여하는 8주 동안 매주 2회씩 체중을 측정하고 체중 증가량을 계산하였다.

2) 식이효율(feeding efficiency ratio: FER%) 측정

DF의 단독 투여와 DF+GSH의 병용 투여가 식욕과 관련이 있는지를 알아보기 위하여 체중은 매주 2회, 사료섭취량은 매주 1회 8주 동안 측정하였고, 이를 근거로 하여 FER을 계산하였다.

3) 혈액생화학 분석

혈액 채취는 경구 투여 시작 8주 후 12시간 절식한 뒤 diethyl ether로 마취한 다음 심장에서 혈액 1 ml를 채취하였다. Blood clotting을 위해 30분 이상 실온에서 방치한 후 고속원심분리기(Micro12; Hanil, Incheon, Korea)를 이용하여 3,000 rpm에서 10분간 원심 분리하였다. 분리된 혈장은 냉동고(−20°C)에 보관하고 혈액생화학분석기(Modular analytics; Roche Diagnostics, Mannheim, Germany)를 사용하여 asparate aminotransferase, alanine aminotransferase, γ-glutamyl transferase, HDL-cholesterol, low density lipoprotein cholesterol, total cholesterol의 혈중 농도를 각각 측정하였다.

4) 동물부검

채혈한 뒤 부검하여 지방조직과 간을 수집하고 그 무게를 측정하였다.

5) 조직의 형태학적 분석

검체에서 분리한 조직은 10% formaldehyde에서 하루 이상 고정한 후 12시간 이상 흐르는 물에서 formalin을 세척한다. 50% ethanol에서 2시간, 70% ethanol에서 2시간, 80% ethanol에서 2시간, 90% ethanol에서 2시간, 95% ethanol에서 2시간, 100% ethanol에서 2시간씩 3회 단계적으로 탈수시킨다. Xylen에서 1시간씩 2회의 투명과정 후 Xylene+paraffin (1:1) 1시간 1회, paraffin 1시간씩 2회 침투를 실시한다. 이상의 포매과정(embedding)을 거쳐 제작된 paraffin block 조직을 4 μm의 두께로 박절(paraffin-section)하여 slide에 조직을 얹고 건조시킨다. H&E staining할 조직의 silde를 xylene에서 10분씩 3회, 100% ethanol에서 5분씩 2회, 95% ethanol에서 5분, 80% ethanol에서 5분, 70% ethanol에서 5분, 유수 5∼10분을 한다. Harris hematoxylene (Sigma-aldrich, St. Louis, MO, USA)에서 1∼1.5분 염색 후, 유수 3∼5분간 한다. 1% acid alcohol (HCl/100% ethanol)에서 dip 2∼3회 한 후, 유수 1분간 한다. 0.3% ammonia water에서 dip 3회 한 후, 유수 1분간 한다. Eosin (Sigma-aldrich)에서 1∼1.5분 염색 후, 유수 0.5∼1분간 한다. 80% ethanol에서 dip 3회, 95% ethanol에서 dip 3회씩 2번, 100% ethanol에서 5분씩 2회, alcohol+xylene (1:1)에서 5분, xylene에서 10분씩 3회 한다. 염색된 조직은 mounting medium (Poly-mount®; Polyscience Inc., Warrington, PA, USA)을 떨어뜨린 후 cover glass를 덮어 분석하였다. 전자 현미경(Axioskop; Zessi, Oberkochen, Germany)으로 조직을 관찰 후, 조직의 사진촬영은 image analysis system (Infinity analyze; Lumenera Corp., Ottawa, ON, Canada)을 이용하였다.

3. 통계분석

모든 값은 mean±standard deviation으로 표시하며, OriginLab Version 9.1 (OriginLab Corporation, Northampton, MA, USA)의 one way analysis of variance를 이용하여 통계적 유의성을 검증하였다.

결과

1. 체중 증가량과 지방무게

1) 체중 증가량

정상군에 비해 대조군은 체중 증가량이 36일째부터 유의하게 증가하였고(P<0.05), 43일째부터 증가폭이 더욱 커져(P<0.01) 50일째를 제외하고 실험 종료 시까지 증가폭이 유지되었다. 대조군에 비하여 DF-1은 투여 후 4일째부터 유의하게 체중 증가량이 감소하였고(P<0.05), 15일째까지 체중 증가량 감소폭이 증가하였다. 18일과 22일째에는 체중 증가량의 변화에 통계적인 유의성이 없었으나 25일째부터 체중 증가량이 통계적으로 유의하게 감소하였고(P<0.05), 29일째부터 그 정도가 증가하였으며(P<0.01), 57일째에 가장 현저한 것으로 나타났다(P<0.001). DF-2는 투여 후 4일째부터 유의하게 체중 증가량이 감소하였고(P<0.05), 그 감소폭이 증가하다가 18일째부터 잠시 감소폭이 줄어들었다. 29일째부터 다시 체중 증가량 감소폭이 증가하였고(P<0.01), 그 양상이 유지되다가 57일째에 가장 현저하였다(P<0.001). DF-3은 투여 후 4일째부터 큰 폭으로 체중 증가량이 감소하였고(P<0.001), 그 후로 체중 증가량의 감소폭이 약간 줄어들었다가 29일째부터 다시 증가하여(P<0.01) 체중 증가량의 감소가 유지되다가 57일째에 가장 현저하였다(P<0.001). DF-4는 투여 후 4일째부터 유의하게 체중 증가량이 감소하였고(P<0.05), 그 감소폭이 11일째까지 증가하다가(P<0.001) 15일째부터 다시 감소폭이 줄어들었으며, 18일째부터는 더 줄어들어 25일째까지 지속되었다(P<0.05). 29일째부터 다시 체중 증가량 감소폭이 증가하였고(P<0.01), 그 양상이 53일까지 유지되다가 57일째에 가장 현저하였다(P<0.001). DF-1+GSH는 투여 후 4일째부터 유의하게 체중 증가량이 감소하였고(P< 0.01), 8일째 그 감소폭이 증가하다가(P<0.001) 11일째부터 잠시 감소폭이 줄어들었으며(P<0.01) 15일까지 유지되었다. 18일째는 그 감소폭이 더 줄어들었고(P<0.05) 22일째는 통계적인 유의성이 없다가 25일째부터는 다시 통계적인 유의성을 나타냈다(P<0.05). 29일째부터 다시 체중 증가량 감소폭이 증가하였고(P<0.01), 32일째부터는 그 감소폭이 더 증가하였으며(P<0.001), 50일까지 그 양상이 유지되다가 53일째 잠시 주춤하였고, 57일째에 그 감소폭이 가장 현저하였다(P<0.001; Table 4).
Table 4
Changes in Body Weight Gain of DF-1, 2, 3, 4, DF-1+GSH against High Fat Diet-Fed Obese Mice
Day Normal Control DF-1 DF-2 DF-3 DF-4 DF-1+GSH
4 −0.9±0.515 −0.607±0.785 −1.547±0.725* −1.521±1.042* −1.948±0.523*** −1.748±0.849** −1.947±0.834**
8 −0.553±0.648 0.477±1.403 −2.503±1.336*** −2.459±0.835*** −2.578±0.496*** −2.598±1.024*** −2.947±0.878***
11 −0.409±0.852 −0.608±1.12 −2.652±1.162** −2.521±1.090** −2.38±0.875** −2.778±0.900*** −2.429±1.155**
15 0.054±0.792 0.138±1.824 −1.841±0.721** −2.592±0.884** −2.162±1.205** −2.376±1.107** −2.069±0.805**
18 0.203±1.077 −0.884±1.767 −2.161±0.674 −2.517±0.995* −2.588±1.02* −2.638±1.327* −2.339±0.982*
22 0.149±1.462 −0.692±1.525 −1.536±0.777 −1.934±.801* −2.828±1.429** −2.206±1.137* −2.093±1.276
25 −0.173±1.213 −0.826±1.411 −2.096±1.009* −2.059±0.864* −2.873±2.322* −2.301±0.948* −2.163±1.214*
29 −0.071±1.246 0.766±1.512 −1.410±1.393** −1.360±0.830** −1.962±2.223** −1.179±0.807** −1.516±1.202**
32 0.109±1.609 1.273±1.551 −1.000±1.280** −1.241±0.988*** −1.518±1.829** −1.240±1.264** −1.472±1.274***
36 0.326±1.828 2.223±1.659 −0.271±1.335** −0.440±1.313** −0.784±1.939** −0.073±1.110** −0.790±1.127***
39 0.757±1.676 2.922±1.877 0.116±1.666** −0.202±1.175*** −0.459±1.881** 0.280±0.964** −0.383±1.052***
43 0.921±1.773 3.634±2.08†† 0.743±1.401** 0.451±1.325** −0.003±1.717*** 0.813±1.217** −0.071±0.894***
46 1.008±1.467 3.782±2.009†† 1.228±1.609** 0.939±1.295** 0.766±1.491** 1.339±1.317** 0.534±0.818***
50 1.531±1.637 4.124±2.123 1.421±1.492** 1.500±1.076** 1.048±1.06** 1.722±0.902** 0.891±0.977***
53 1.798±1.563 4.832±2.23†† 1.967±1.418** 1.712±1.200** 1.509±1.531** 2.242±1.218** 1.777±1.093**
57 2.196±1.879 5.554±2.406†† 1.416±1.384*** 1.168±1.372*** 0.993±1.6*** 2.163±1.097*** 1.058±1.764***

Values are presented as mean±standard deviation.

DF: Di-fatty, GSH: Gamisoche-hwan.

*,**,***Value significantly different from control;

* P<0.05,

** P<0.01,

*** P<0.001.

†,††Value significantly different from normal;

P<0.05,

†† P<0.01.

이를 백분율로 환산할 경우, 대조군에 비해 DF-1은 59.37%, DF-2는 65.25%, DF-3은 69.67%, DF-4는 43.94%, DF-1+GSH는 68.00%의 체중 감량효과가 있는 것으로 나타났다. 모두에서 통계적으로 매우 현저한 체중 감량효과가 있었고(P<0.001), 그 감소폭의 정도는 DF-1+ GSH에서 더 큰 것으로 나타났다.

2) 지방무게

8주 동안 약물을 투여한 뒤에 부검하여 장간막 백색지방조직(mesenteric adipose tissue, MAT), 생식기 주변 백색지방조직(epididymal adipose tissue, EAT), 후복벽 주변 백색지방조직(retroperitoneal adipose tissue, RAT), 사타구니 주변 피하지방조직(inguinal adipose tissue, IAT)과 갈색지방조직(brown adipose tissue, BAT)의 무게를 측정하였다.
MAT, EAT, RAT, IAT와 BAT의 무게는 정상군에 비하여 대조군에서 통계적으로 유의하게 증가하는 것으로 나타났다. MAT의 경우, 대조군에 비하여 DF-2를 제외한 모든 약물투여군에서 통계적으로 유의하게 감소하는 것으로 나타났으며 그 감소폭은 DF-1+GSH의 병용투여에서 더 큰 것으로 나타났다. EAT의 경우, 대조군에 비하여 DF-1, 2, 3에서 감소하는 것으로 나타났고, DF-4와 DF-1+GSH에서 증가하는 것으로 나타났으나 모두 통계적인 유의성은 없는 것으로 나타났다. RAT의 경우, 대조군에 비하여 DF-2에서 감소하였고, 그 외의 모든 약물투여군에서 증가하는 것으로 나타났으나 모두 통계적인 유의성은 없는 것으로 나타났다. IAT의 경우, 대조군에 비하여 모든 약물투여군에서 감소하는 것으로 나타났으며 DF-3에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다. BAT의 경우, 대조군에 비하여 모든 약물투여군에서 감소하는 것으로 나타났으며 DF-1+ GSH의 병용투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다. 전체 지방량은 대조군에 비하여 모든 약물투여군에서 감소하는 것으로 나타났으며 DF-3와 DF-1+GSH에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(Fig. 1).
Fig. 1
Adipose tissue weights in high fat diet-fed obese mice. Values are presented as mean±standard deviation. DF: Di-fatty, GSH: Gamisoche-hwan. *,**,***Value significantly different from control; *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001. †,††,†††Value significantly different from normal; †P<0.05, ††P<0.01, †††P<0.001.
JKOMOR_15_09_fig_1.tif
이를 백분율로 환산하면 MAT의 경우 대조군에 비하여 DF-1은 14.72%, DF-2는 14.68%, DF-3은 15.06%, DF-4는 13.90%, DF-1+GSH의 병용 투여는 19.84%로 그 무게가 감소되는 것으로 나타났고 DF-3, 4와 DF-1+GSH에서 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났으며 그 감소폭은 DF-1+GSH에서 더 큰 것으로 나타났다. EAT의 경우 대조군에 비하여 DF-1은 4.78%, DF-2는 4.00%, DF-3은 3.06%로 그 무게가 감소하였고, 반대로 DF-4는 5.44%, DF-1+GSH의 병용 투여는 2.22%로 그 무게가 증가되었으나 모두에서 통계적인 유의성은 없었다. RAT의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 5.40%, DF-3은 3.84%, DF-4는 2.58%, DF-1+GSH의 병용 투여는 1.24%로 그 무게가 증가되었으며, 반대로 DF-2는 5.96%로 그 무게 감소하는 것으로 나타났으나 모두 통계적인 유의성은 없었다. IAT의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 4.68%, DF-2는 6.22%, DF-3은 6.58%, DF-4는 2.62%, DF-1+GSH의 병용 투여는 3.88%로 그 무게가 감소되었으며, BAT의 경우 대조군에 비하여 DF-1은 12.12%, DF-2는 10.10%, DF-3은 8.02%, DF-4는 6.26%, DF-1+GSH의 병용 투여는 14.36%로 그 무게가 감소되는 것으로 나타났다. MAT, EAT, RAT, IAT와 BAT의 무게를 합산한 전체 지방무게의 경우 대조군에 비하여 DF-1은 6.22%, DF-2는 7.70%, DF-3은 6.34%, DF-4는 2.36%, DF-1+GSH는 5.62%로 그 무게가 감소하였으며 DF-3과 DF-1+GSH의 병용투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다.

2. 식이효율(feeding efficiency ratio)와 혈중 leptin 및 adiponectin 농도

1) 식이효율

FER은 아래의 공식에 대입시켜 최종 체중 증가량을 총 사료섭취량으로 나누어 산출하고 통계분석하였다.
FER (%) = 체중 증가량(g)/사료섭취량(g)×10012)
FER은 정상군에 비하여 대조군에서 통계적으로 유의하게 높은 것으로 나타났으며(P<0.01), 대조군에 비하여 약물투여군 모두에서 통계적으로 유의하게 낮은 것으로 나타났다(P<0.001; Fig. 2A).
Fig. 2
Feeding efficiency ratio (A), fasting plasma leptin (B) and adiponectin levels (C) in high fat diet-fed obese mice. Values are presented as mean±standard deviation. DF: Difatty, GSH: Gamisoche-hwan. **,***Value significantly different from control; **P<0.01, ***P<0.001. ††,†††Value significantly different from normal; ††P<0.01, †††P<0.001.
JKOMOR_15_09_fig_2.tif
이를 백분율로 환산할 경우 정상군에 비하여 대조군은 47.80%의 FER이 높은 것으로 나타났으며, 대조군에 비하여 DF-1은 60.32%, DF-2는 66.68%, DF-3은 71.54%, DF-4는 46.72%, DF-1+GSH의 병용 투여는 68.22%로 FER이 낮은 것으로 나타났다.

2) 혈중 leptin 농도

실험시작 8주 후 혈장 내 leptin의 양을 측정한 결과, 대조군은 정상군에 비하여 통계적으로 유의하게 그 농도값이 높은 것으로 나타났고(P<0.001), 대조군에 비하여 모든 약물투여군에서 그 농도값이 낮은 것으로 나타났으나 DF-1+GSH의 병용 투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(P<0.01; Fig. 2B). 이를 백분율로 환산할 경우 정상군에 비하여 대조군은 61.62%의 그 농도값이 높은 것으로 나타났으며, 대조군에 비하여 DF-1은 17.98%, DF-2는 15.02%, DF-3은 7.94%, DF-4는 11.8%, DF-1+GSH의 병용 투여는 29.30%로 그 농도값이 낮은 것으로 나타났고, DF-1+GSH의 병용 투여에서 그 낮은 값이 더 큰 것으로 나타났다.

3) 혈중 adiponectin 농도

실험시작 8주 후 혈장 내 adiponectin의 양을 측정한 결과, 대조군은 정상군에 비하여 그 농도값이 조금 높은 것으로 나타났고, 통계적인 유의성은 없었다. 대조군에 비하여 DF-4는 그 농도값이 증가하였고, 나머지 약물투여군의 농도값은 모두 낮았으며 DF-1+GSH의 병용 투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(P<0.01; Fig. 2C). 이를 백분율로 환산할 경우, 정상군에 비하여 대조군은 0.04%의 그 농도값이 높은 것으로 나타났으며, 대조군에 비하여 DF-1은 0.54%, DF-2는 5.40%, DF-3은 9.20%, DF-1+GSH의 병용 투여는 34.78%로 그 농도값이 낮았으며, 반대로 DF-4는 6.20%로 그 농도값이 높은 것으로 나타났으며, DF-1+GSH의 병용 투여에서 그 낮은 값은 더 큰 것으로 나타났다.

3. 혈중 triglyceride, free fatty acid, glucose 및 insulin 농도

1) 혈중 triglyceride 농도

실험시작 8주 후 혈장 내 triglyceride와 free fatty acid의 양을 측정한 결과, 대조군은 정상군에 비하여 그 농도값이 높게 나타났으나 통계적인 유의성은 없는 것으로 나타났다. 대조군에 비하여 모든 약물투여군은 그 농도값이 낮은 것으로 나타났으며 DF-2, 3, 4에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(P<0.05). 이를 백분율로 환산하면, 대조군은 정상군에 비하여 그 농도값이 6.90%로 높게 나타났다. 대조군에 비하여 DF-1은 3.90%, DF-2는 10.32%, DF-3은 8.62%, DF-4는 10.24%, DF-1+GSH의 병용 투여는 7.62%로 그 농도값이 낮게 나타났다(Fig. 3A).
Fig. 3
Fasting plasma triglyceride (A) and free fatty acid (B) levels in high fat diet-fed obese mice. Values are presented as mean±standard deviation. DF: Di-fatty, GSH: Gamisoche-hwan. *Value significantly different from control; P<0.05.
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2) 혈중 free fatty acid 농도

실험시작 8주 후 혈장 내 free fatty acid의 양을 측정한 결과, 대조군은 정상군에 비하여 그 농도값이 낮게 나타났으나 통계적인 유의성은 없는 것으로 나타났다. 대조군에 비하여 약물투여군은 모두 그 농도값이 높게 나타났으며 DF-1에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(P< 0.05; Fig. 3B). 이를 백분율로 환산하면, 대조군은 정상군에 비하여 그 농도값이 5.32%로 낮게 나타났다. 대조군에 비하여 DF-1은 5.98%, DF-2는 4.70%, DF-3은 4.54%, DF-4는 5.12%, DF-1+GSH의 병용 투여는 5.34%로 그 농도값이 높게 나타났다.

3) 혈중 glucose 농도

실험시작 8주 후 혈장 내 glucose의 양을 측정한 결과, 대조군은 정상군에 비하여 그 농도값이 높게 나타났으며 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(P<0.05). 대조군에 비하여 약물투여군은 모두 그 농도값이 낮게 나타났으며 그중 DF-2, 4와 DF-1+GSH의 병용 투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(P<0.05, P<0.01; Fig. 4A). 이를 백분율로 환산하면, 대조군은 정상군에 비하여 그 농도값이 9.32%로 높게 나타났다. 대조군에 비하여 DF-1은 5.52%, DF-2는 10.68%, DF-3은 6.50%, DF-4는 11.38%, DF-1+GSH의 병용 투여는 12.48%로 그 농도값이 낮게 나타났다.
Fig. 4
Fasting plasma glucose (A) and insulin (B) levels in high fat diet-fed obese mice. Values are presented as mean±standard deviation. DF: Difatty, GSH: Gamisoche-hwan. *,**Value significantly different from control; *P<0.05, **P<0.01. †,†††Value significantly different from normal; †P<0.05, †††P<0.001.
JKOMOR_15_09_fig_4.tif

4) 혈중 insulin 농도

실험시작 8주 후 혈장 내 insulin의 양을 측정한 결과, 대조군은 정상군에 비하여 그 농도값이 높게 나타났으며 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(P<0.001). 대조군에 비하여 DF-3을 제외한 모든 약물투여군은 그 농도값이 낮게 나타났으며 그 중 DF-1+GSH의 병용 투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(P<0.01; Fig. 4B). 이를 백분율로 환산하면, 대조군은 정상군에 비하여 그 농도값이 46.62%로 높게 나타났다. 대조군에 비하여 DF-1은 12.32%, DF-2는 18.02%, DF-4는 15.04%, DF-1+GSH의 병용 투여는 37.34%로 그 농도값이 낮게 나타났으며, 반대로 DF-3은 0.12%로 그 농도값이 높게 나타났다.

4. 간의 지방축적 변화

고지방식이로 비만이 유발된 대조군 마우스는 상당량의 지방이 축적된 소견을 보였으나, DF-1, 2, 3, 4를 투여한 군에서는 농도의존적으로 간의 지방축적이 감소되었으며, DF-1+GSH를 병용 투여한 군에서 지방축적이 더 줄어든 양상을 보였다. 대조군은 정상군에 비해 통계적으로 유의하게 lesion score가 증가하였고, 대조군에 비하여 DF-1, 2, 3, 4와 DF-1+GSH는 통계적으로 유의하게 감소하였으며(P<0.05, P<0.001), 그 정도는 DF-1+GSH에서 더욱 현저하였다. 이를 백분율로 환산하면 DF-1은 5.88%, DF-2는 20%, DF-3은 38.46%, DF-4는 56.52%, DF-1+GSH의 병용 투여는 84.62% 감소하였다(Table 5, Fig. 5).
Table 5
Histological Analysis of Hepatic Lipid Accumulation in High Fat Diet-Fed Obese Mice
Variable Lesion score
Normal 0.22±0.19
Control 4±0†††
DF-1 3.56±0.19*
DF-2 2.67±0.58***
DF-3 1.78±0.39***
DF-4 1.11±0.19***
DF-1+GSH 0.33±0.33***

Values are presented as mean±standard deviation.

DF: Di-fatty, GSH: Gamisoche-hwan.

*,***Value significantly different from control

* P<0.05

*** P<0.001

††† Value significantly different from normal; P<0.001. Pathological scores of hepatic accumulation are as follows: 0, no lesion; 1, mild; 2, moderate; 3, severe; 4, very severe.

Fig. 5
Inhibition of hepatic lipid accumulation by DF-1, 2, 3, 4, and DF-1+GSH in high fat diet-fed obese mice. Representative H&E stained sections of livers are shown (×100). DF: Di-fatty, GSH: Gamisoche-hwan.
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5. 지방세포의 크기와 수

1) 피하지방세포

DF-1, 2, 3, 4와 DF-1+GSH의 병용 투여가 고지방식이 마우스 비만모델 피하지방세포의 조직학적, 형태학적 변화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 IAT 지방조직을 H&E 염색법으로 염색한 후 현미경 및 image analysis system으로 관찰하였다. 단위면적당 지방세포의 수는 정상군과 비교하여 대조군에서 통계적으로 유의하게 감소하였으며(P< 0.05), 대조군에 비하여 모든 약물투여군에서 그 수가 증가하였고 그 중에서 DF-4와 DF-1+GSH의 병용 투여군에서만 통계적인 유의성을 나타냈다. 단위면적당 지방세포 수의 증감률은 정상군에 비하여 대조군에서 22.44% 감소하는 것으로 나타났으며, 대조군에 비하여 DF-1은 10.26%, DF-2는 7.76%, DF-3은 7.60%, DF-4는 10.68%, DF-1+GSH의 병용 투여는 13.62%로 그 수가 증가하는 것으로 나타났다(P<0.05; Table 6, Fig. 6). 반면, 단위면적당 지방세포의 크기는 정상군과 비교하여 대조군에서 통계적으로 유의하게 증가되었으며(P<0.05), 대조군에 비하여 모든 약물투여군에서 그 크기가 감소하였고, 그 중에서 DF-1+GSH의 병용 투여에서만 통계적인 유의성을 나타냈다. 단위면적당 지방세포 크기의 증감률은 정상군에 비하여 대조군에서 21.74% 증가하는 것으로 나타났으며, 대조군에 비하여 DF-1은 10.7%, DF-2는 8.18%, DF-3은 7.94%, DF-4는 11.28%, DF-1+GSH의 병용 투여는 14.22%로 그 면적이 감소하는 것으로 나타났다(P<0.05; Table 6, Fig. 6).
Table 6
Number and Size of Inguinal Adipocytes in High Fat Diet-Fed Obese Mice
Inguinal Normal Control DF-1 DF-2 DF-3 DF-4 DF-1+GSH adipocytes
Cell (n) 101.22±21.10 64.11±9.02 78.78±6.11 74.89±5.93 74.67±7.02 79.44±2.72 84.33±2.08*
Cell size (μm2) 2,742.45±543.23 4,265.46±577.34 3,440.71±258.17 3,620.14±280.68 3,637.31±339.10 3,401.30±118.42 3,202.90±79.92*

The size and number of adipocytes in a fixed area (1,000,000 μm2) were quantified by an image analysis system. Values are presented as mean±standard deviation.

DF: Di-fatty, GSH: Gamisoche-hwan.

* Value significantly different from control; P<0.05.

Value significantly different from normal; P<0.05.

Fig. 6
Histology of inguinal white adipose tissues in high fat diet-fed obese mice. Representative H&E sections of inguinal adipose tissue (×100). DF: Di-fatty, GSH: Gamisoche-hwan.
JKOMOR_15_09_fig_6.tif

2) 복부지방세포

DF-1, 2, 3, 4와 DF-1+GSH의 병용 투여가 고지방식이 마우스 비만모델 복부지방세포의 조직학적, 형태학적 변화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 EAT 지방조직을 H&E 염색법으로 염색한 후 현미경 및 image analysis system으로 관찰하였다. 단위면적당 지방세포의 수는 정상군과 비교하여 대조군에서 통계적으로 유의하게 감소하였으며(P< 0.01), 대조군에 비하여 모든 약물투여군에서 그 수가 증가하였고, 그 중에서 DF-3, 4와 DF-1+GSH의 병용 투여에서만 통계적인 유의성을 나타냈다. 단위면적당 지방세포 수의 증감률은 정상군에 비하여 대조군에서 20.04% 감소하는 것으로 나타났으며, 대조군에 비하여 DF-1은 7.24%, DF-2는 7.66%, DF-3은 8.38%, DF-4는 8.22%, DF-1+GSH의 병용 투여는 11.62%로 그 수가 증가하는 것으로 나타났다(P<0.05; Table 7, Fig. 7). 반면, 단위면적당 지방세포의 크기는 정상군과 비교하여 대조군에서 통계적으로 유의하게 증가되었으며(P<0.01), 대조군에 비하여 모든 약물투여군에서 그 크기가 감소하였고, 그 중에서 DF-3, 4와 DF-1+GSH의 병용 투여에서만 통계적인 유의성을 나타냈다. 단위면적당 지방세포 크기의 증감률은 정상군에 비하여 대조군에서 20.10% 증가하는 것으로 나타났으며, 대조군에 비하여 DF-1은 6.84%, DF-2는 7.18%, DF-3은 8.48%, DF-4는 8.36%, DF-1+GSH의 병용 투여는 11.30%로 그 면적이 감소하는 것으로 나타났다(P<0.05; Table 7, Fig. 7).
Table 7
Number and Size of Epididymal Adipocytes in High Fat Diet-Fed Obese Mice
Epididymal Normal Control DF-1 DF-2 DF-3 DF-4 DF-1+GSH adipocytes
Cell (n) 87.56±4.86 58.33±4.26‡‡ 67.44±8.83 68±9.84 69±3.06* 68.78±2.01* 73.67±3.21*
Cell size (μm2) 3,089.95±167.53 4,644.68±331.414‡‡ 4,049.76±533.70 4,022.49±538.18 3,918.24±176.03* 3,927.93±115.35* 3,701.80±440.26*

The size and number of adipocytes in a fixed area (1,000,000 μm2) were quantified by an image analysis system. Values are presented as mean±standard deviation.

DF: Di-fatty, GSH: Gamisoche-hwan.

* Value significantly different from control; P<0.05.

‡‡ Value significantly different from normal; P<0.01.

Fig. 7
Histology of epididymal white adipose tissues in high fat diet-fed obese mice. Representative H&E sections of epididymal adipose tissue (×100). DF: Di-fatty, GSH: Gamisoche-hwan.
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고찰

麻黃은 비만치료제로 그 약리효능이 검증되어13,14) 한의임상에서 빈용되는 약물 중 하나이다. 마황은 심혈관계질환과 중추신경계질환의 부작용15)을 유발하는 경우도 있어 반드시 한의사의 복약지도가 수반되어야 그 부작용의 폐해를 미연에 방지할 수 있다. 최근 중국산 마황의 수입이 어려워지자 파키스탄산 마황의 수입이 늘어나는 추세이다. 본 연구에서는 파키스탄산 麻黃으로 조성된 DF-1, 2, 3의 세 농도와 이 중 중간농도와 같은 중국산 麻黃으로 조성된 DF-4, 그리고 파키스탄산 麻黃으로 조성된 DF-1에 임상에서 消食劑로 사용해 온 GSH를 병용한 뒤에 체중감량 효과의 차이를 알아보기 위해 고지방식이 비만 마우스 모델을 이용하여 체중증가량, 지방조직의 무게, FER, 혈중 leptin, triglyceride, glucose, insulin의 농도, 간조직과 지방조직의 형태학적 조직학적 변화를 조사하였다.
체중 증가량의 경우, 대조군에 비해 DF-1은 59.37%, DF-2는 65.25%, DF-3은 69.67%, DF-4는 43.94%, DF-1+GSH는 68.00%의 체중 감량효과가 있는 것으로 나타났다. 모두에서 통계적으로 매우 현저한 체중 감량효과가 있었고(P<0.001), 그 감소폭의 정도는 DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여보다는 DF-1+GSH의 병용 투여했을 때에 더 큰 것으로 나타났다(Table 4). 파키스탄산 마황으로 조성된 DF-1, 2, 3은 체중감량효과가 농도의존적이고, 약물농도가 같은 파키스탄산 마황과 중국산 마황으로 조성된 DF-2와 DF-4의 체중감량효과는 오차범위에 있어 중국산 마황을 파키스탄산 마황으로 대신해도 무리가 없을 것으로 생각된다.
MAT의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 14.72%, DF-2는 14.68%, DF-3은 15.06%, DF-4는 13.90%, DF-1+ GSH의 병용 투여는 19.84%로 그 무게가 감소되는 것으로 나타났으며 DF-3, 4와 DF-1+GSH에서 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났고 그 감소폭은 DF-1+GSH에서 더 큰 것으로 나타났다. EAT의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 4.78%, DF-2는 4.00%, DF-3은 3.06%로 그 무게가 감소하였고, 반대로 DF-4는 5.44%, DF-1+GSH의 병용 투여는 2.22%로 그 무게가 증가되었으나 모두에서 통계적인 유의성은 없었다. RAT의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 5.40%, DF-3은 3.84%, DF-4는 2.58%, DF-1+GSH의 병용 투여는 1.24%로 그 무게가 증가되었으며, 반대로 DF-2는 5.96%로 그 무게가 감소하는 것으로 나타났으나 모두 통계적인 유의성은 없었다. IAT의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 4.68%, DF-2는 6.22%, DF-3은 6.58%, DF-4는 2.62%, DF-1+GSH의 병용 투여는 3.88%로 그 무게가 감소되었으며, BAT의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 12.12%, DF-2는 10.10%, DF-3은 8.02%, DF-4는 6.26%, DF-1+GSH의 병용 투여는 14.36%로 그 무게가 감소되는 것으로 나타났다. MAT, EAT, RAT, IAT와 BAT의 무게를 합산한 전체 지방무게의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 6.22%, DF-2는 7.70%, DF-3은 6.34%, DF-4는 2.36%, DF-1+GSH는 5.62%로 그 무게가 감소하였으며 DF-3과 DF-1+GSH의 병용투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(Fig. 1). 따라서 체중감량의 효과와 일치하게 DF-1, 2, 3, 4와 DF-1+GSH의 지방량이 감소하는 것을 알 수 있고, DF의 단독 투여보다는 GSH를 병용 투여하였을 때 감량의 정도가 현저하다는 것을 알 수 있으며 특히 MAT의 감량효과는 내장지방 개선에 효과적임을 시사한다.
DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여가 FER에는 어떤 변화를 주고 있고 혈중 leptin과 adiponectin 농도에는 어떻게 반영되는지에 대해서도 조사하였다.
FER의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 60.32%, DF-2는 66.68%, DF-3은 71.54%, DF-4는 46.72%, DF-1+ GSH의 병용 투여는 68.22%로 그 FER이 낮았으며 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다. 혈중 leptin 농도의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 17.98%, DF-2는 15.02%, DF-3은 7.94%, DF-4는 11.8%, DF-1+GSH의 병용 투여는 29.30%로 그 농도값이 낮은 것으로 나타났고, DF-1+ GSH의 병용 투여에서 그 낮은 값이 더 큰 것으로 나타났으며, 병용 투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다. 혈중 adiponectin 농도의 경우, 대조군에 비하여 DF-1은 0.54%, DF-2는 5.40%, DF-3은 9.20%, DF-1+GSH의 병용 투여는 34.78%로 그 농도값이 낮았으며, 반대로 DF-4는 6.20%로 그 농도값이 높은 것으로 나타났고, DF-1+GSH의 병용 투여에서 그 낮은 값은 더 큰 것으로 나타났으며 병용 투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(Fig. 2). FER의 공식에서 의미하는 바와 같이 사료를 섭취하는 양이 많음에도 불구하고 체중의 증가가 적다는 것은 비만조절효과가 있는 것으로 볼 수 있다. FER은 비만을 나타내는 하나의 척도로 사용할 수 있고, FER의 값이 적을수록 비만조절효과가 있다고 할 수 있다. Leptin은 백색지방세포에서 분비되는 adipokine으로서 시상하부에서 작용하여 체중, 음식물섭취와 지방축적을 줄이는 작용을 한다. Leptin의 혈중 농도는 절대적으로 몸의 비만정도와 관련되고, leptin은 정상인보다 비만인에게서 몇 배 높게 분비된다16). Adiponectin도 백색지방세포에서 분되는 adipokine으로서 항염작용, 항당뇨작용, 동맥경화 개선작용, 심장보호작용, 간보호작용 및 비알코올 유도 간지방증의 발생을 예방하는 작용이 있으며17-22), 비만한 환자, 돼지와 설치류에서 adiponectin의 혈중 농도가 낮아지는 것으로23,24) 알려져 있고, leptin과 adiponectin의 혈중 농도는 반대의 양상을 나타낸다. 따라서 DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여는 FER의 값에 따라 혈중 leptin의 농도에도 반영되어 FER을 낮추고 혈중 leptin 농도는 낮추어 체중 증가량을 줄이며 이에 따라 지방무게를 줄이는 것으로 생각된다.
DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여가 체중조절 및 지질대사와 관련된 지표인 혈중 triglyceride, free fatty acid, glucose와 insulin의 농도에 미치는 영향을 조사하였다. 혈중 triglyceride의 농도값은 대조군에 비하여 DF-1은 3.90%, DF-2는 10.32%, DF-3은 8.62%, DF-4는 10.24%, DF-1+GSH의 병용 투여는 7.62%로 그 농도값이 낮게 나타났다. 혈중 free fatty acid의 농도값은 대조군에 비하여 DF-1은 5.98%, DF-2는 4.70%, DF-3은 4.54%, DF-4는 5.12%, DF-1+GSH의 병용 투여는 5.34%로 그 농도값이 높게 나타났다(Fig. 3). 혈중 glucose의 농도값은 대조군에 비하여 DF-1은 5.52%, DF-2는 10.68%, DF-3은 6.50%, DF-4는 11.38%, DF-1+GSH의 병용 투여는 12.48%로 그 농도값이 낮게 나타났으며, 그 중에서 DF-2, 4와 DF-1+GSH의 병용 투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다. 혈중 insulin의 농도값은 대조군에 비하여 DF-1은 12.32%, DF-2는 18.02%, DF-4는 15.04%, DF-1+GSH의 병용 투여는 37.34%로 그 농도값이 낮게 나타났으며, 반대로 DF-3은 0.12%로 그 농도값이 높게 나타났고 그 중에서 DF-1+GSH의 병용 투여에서만 통계적인 유의성이 있는 것으로 나타났다(Fig. 4). Insulin은 단기적으로는 혈중 glucose 농도와 장기적으로는 지방축적 정도에 따라 췌장의 β 세포에서 분비된다25). Insulin은 leptin과 함께 몸의 에너지가 남아돌면 음식물 섭취량을 줄이고 체중을 감소시킨다26-29). 따라서 DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여는 체중감량과 지방량의 감소효과와 일치하게 혈중 triglyceride, glucose와 insulin의 농도값이 감소하는 것을 보여주고 있어 DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여에 의한 실질적인 체중 증가량 감소효과와 지방량 감소효과가 혈중 체중감량지표와 지질대사에 전반적으로 영향을 미친다는 것을 시사한다.
DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여가 체중감량효과가 있고 그 결과 간의 지방축적에도 영향을 주는지 조사하였다. 간의 lesion score를 측정하면 DF-1은 5.88%, DF-2는 20%, DF-3은 38.46%, DF-4는 56.52%, DF-1+GSH의 병용 투여는 84.62% 감소하는 것으로 나타나 DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여보다는 DF-1+GSH의 병용 투여에서 그 감소정도가 더욱 현저하였다(Fig. 5). 따라서 체중감량효과가 간의 지방축적에도 영향을 주어 개선하는 효과가 있음을 시사한다.
DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여에 의한 체중감량효과가 고지방식이 마우스 비만모델의 피하 및 복부지방세포(IAT, EAT)의 조직학적, 형태학적 변화에 어떠한 영향을 미치는지 조사하였다.
IAT의 경우, 단위면적당 지방세포 수의 증감률은 대조군에 비하여 DF-1은 10.26%, DF-2는 7.76%, DF-3은 7.60%, DF-4는 10.68%, DF-1+GSH의 병용 투여는 13.62%로 그 수가 증가하는 것으로 나타났다. 반면, 단위면적당 지방세포 크기의 증감률은 대조군에 비하여 DF-1은 10.7%, DF-2는 8.18%, DF-3은 7.94%, DF-4는 11.28%, DF-1+GSH의 병용 투여는 14.22%로 그 면적이 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 6). EAT의 경우, 단위면적당 지방세포 수의 증감률은 대조군에 비하여 DF-1은 7.24%, DF-2는 7.66%, DF-3은 8.38%, DF-4는 8.22%, DF-1+GSH의 병용 투여는 11.62%로 그 수가 증가하는 것으로 나타났다. 반면, 단위면적당 지방세포 크기의 증감률은 대조군에 비하여 DF-1은 6.84%, DF-2는 7.18%, DF-3은 8.48%, DF-4는 8.36%, DF-1+GSH의 병용 투여는 11.30%로 그 면적이 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 7).
따라서 체중감량효과와 일치하게 DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여에 의하여 단위면적당 지방세포의 수는 증가하였고 그 크기는 감소하였으며, 그 정도는 DF-1+GSH의 병용 투여에 의하여 더 크다는 것을 알 수 있다.
본 연구의 제한점으로는 DF의 조성약물인 파키스탄산 마황과 중국산 마황에 대하여 관능감별과 수입산지만을 확인하였을 뿐 유전학적 감별과 화학성분의 함량을 확인하지 않았다는 점이다. 향후 실험설계에서는 마황에 대한 유전학적 감별과 화학성분의 함량을 분석하여 보다 더 과학적인 근거를 반영해야 할 것이다.
이상의 결과로 DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+ GSH의 병용 투여는 FER과 leptin 농도를 낮추고 혈중 비만지표들을 개선시키며 지방량을 줄여 체중감량효과를 나타내며, 간의 지방축적을 개선하는 데도 기여할 수 있음을 보여준다. 그 기여 정도는 DF-1+GSH의 병용 투여에서 더 현저하였다.

결론

고지방식이로 유발된 비만 마우스 모델을 이용하여 파키스탄산 麻黃과 중국산 麻黃으로 조성된 降脂丸 (DF-1, 2, 3, 4)과 파키스탄산 마황으로 조성된 降脂丸 (DF-1)에 GSH의 병용 투여에 따른 체중증가량, 혈중 지질대사 관련 지표, 간조직의 지방축적 및 지방조직의 조직학적 변화를 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
  1. 1. DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여는 대조군에 비하여 통계적으로 유의하게 체중증가량이 감소하였으며, 체중증가량의 변화와 일치하게 지방량도 감소하였고, 그 감소폭은 DF-1+GSH의 병용 투여에서 더욱 현저하였다.

  2. DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여는 대조군에 비하여 FER과 혈중 leptin의 농도를 감소시키는 것으로 나타났다.

  3. DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여는 대조군에 비하여 체중감량 및 지방량의 감소와 일치하게 혈중 triglyceride, glucose와 insulin의 농도값을 감소시키는 것으로 나타났다.

  4. DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여는 대조군에 비하여 체중감량효과와 일치하게 간의 지방축적을 감소시키며, 지방세포의 수는 증가시키고 지방세포의 크기는 감소시키는 것으로 나타났다.

결론적으로 DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여와 DF-1+GSH의 병용 투여는 FER과 혈중 leptin의 농도를 낮추고 혈중 비만지표들을 개선시키며 지방량을 줄여 체중감량효과를 나타내고, 간의 지방축적을 억제하는 데도 기여할 수 있을 것으로 생각되며, DF-1, 2, 3, 4의 단독 투여보다는 DF-1+ GSH의 병용 투여 시에 그 효과가 증대되는 것으로 보인다. 또한 중국산 麻黃이나 파키스탄산 麻黃 사이의 효능차이가 오차범위에 있어 중국산 麻黃을 대신하여 파키스탄산 麻黃을 사용해도 무방하다고 생각한다.

감사의 글

이 논문은 2014년도 정부(교육과학기술부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(No. 2012R1-A2A2A01004508).
또한 이 논문은 2015학년도 동의대학교 교내연구비에 의해 연구되었음(2015AA016).

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