쥐의 허혈 및 재관류에 의해 유도되는 심근 손상에 대한 냉수 처리한 밀가루의 심장보호 효과 (Cardioprotective Effects of Cold-Water Treated Wheat Flour on Ischemia/Reperfusion-Induced Myocardial Injury in Rats)

서지정보

· 발행기관 : 한국식품영양과학회
· 수록지 정보 : 한국식품영양과학회지 / 48권 / 5호 / 533 ~ 541페이지
· 저자명 : 임선하

초록

심근경색에 효능이 있는 밀의 열수 추출물(상등액)의 공정상 어려움을 해결하고자 냉수를 처리한 밀가루(cold-water treated wheat flour, CWWF)를 활용하였다. 식물의 세포벽을 구성하는 다당류들이 심근경색에 효능이 있음이 밝혀졌고 이에 대표적인 밀의 세포벽 구성 성분인 아라비노자일란이 그런 효능을 가지고 있다. 그렇기 때문에 이러한 유효 성분이 많이 노출될 수 있도록 하기 위한 방법으로 밀가루에 냉수를 처리하는 방법을 사용하였다. 심장보호 효과를 나타내는 밀가루와 냉수의 최적 비율을 확인하기 위하여 1대2, 1대3, 1대5의 비율로 밀가루와 냉수를 혼합하여 상온에서 1시간 동안 교반하고 그 전체를 동결 건조하여 CWWF를 획득하였다. 다양한 비율로 획득한 CWWF들을 500 mg/ kg/d의 농도로 3일 동안 쥐에게 먹여 허혈/재관류를 유도하는 심근경색모델을 진행하였다. 그 결과 처리하는 물의 양이 많을수록 심장보호 효과가 강하였고 특히 1대3부터 유의미한 결과가 나왔다. 그러나 1대5가 가장 효능이 좋았기 때문에 이 비율의 CWWF에 대해서 여러 농도로 진행하여 심장보호 효과가 나오는 최저 농도를 확인하였다. 그 결과 200 mg/kg/d의 농도부터 심장보호 효과가 관찰되었고 이는 밀의 열수 추출물(상등액)이 효과를 나타내었던 농도와도 일치하였다. 이와 달리 냉수를 처리하지 않은 생밀가루는 30 g/kg/d의 고농으로 먹여도 심장보호 효능이 관찰되지 않았다. 즉 심근경색에 효능이 있으려면 밀가루가 추출과정을 거쳐야 한다는 것을 나타낸다. 또한 밀의 열수 추출물(상등액)과 같이 CWWF도 세포자살을 억제하는지 여러 방법으로 그 기전을 조사하였다. 세포자살을 조사하는 방법으로 대표적인 biomarker인 DNA nicks를 확인하는 TUNEL 염색법을 실시하였고 그 외 Bcl-2 및 Bax에 대해 면역조직화법을 실시하였다. CWWF를 500 mg/kg/d의 농도로 먹인 군에서 대조군보다 TUNEL-positive 세포가 줄어들었고 Bcl-2/ Bax의 비율도 대조군보다 현저히 높았다. 특히 경계지역(BZA)에서 세포자살이 급격히 줄어들었는데, 그에 반해 생밀가루를 먹인 군에서는 대조군과 차이가 없이 세포자살이 많이 진행되었다. 이렇듯 CWWF가 밀의 열수 추출물(상등액)과 유사하게 세포자살을 억제하여 심장을 보호하는 효능이 있기 때문에 심근경색을 예방할 수 있는 기능성 제품을 만드는 데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

영어초록

A previous study reported that supplementation with hot-water extracted wheat (WE) reduces myocardial injury in a myocardial infarction model. On the other hand, the production of WE on a large scale results in the gelatinization of starch, which has made the production of WE difficult. To solve this problem, cold-water treated wheat flour (CWWF) was prepared to release water-soluble arabinoxylan, an active component in wheat, into the water, and this study investigated whether CWWF could show the same cardioprotective efficacy as WE. To prepare CWWF, wheat flour at various ratios of water (wheat flour:cold-water＝1:2, 1:3, or 1:5) was stirred at room temperature for one hour and then freeze-dried. The rats were supplemented with these CWWFs at a dose of 500 mg/kg/d for 3 days, and subjected to ischemia (30 min)/reperfusion (3 h) through ligation and release of the left anterior descending coronary artery. The cardioprotective effects of CWWF on the rats that had been treated with CWWFs at 1:3 and 1:5 ratios were statistically significant, in which CWWF at a 1:5 (1:5 CWWF) ratio was more effective. When the rats were fed 1:5 CWWF at various doses, a cardioprotective effect was observed at doses of more than 200 mg/kg/d. The cardioprotective effects of 1:5 CWWF were attributed to the inhibition of the apoptotic cascade through the increased ratio of Bcl-2/Bax protein, and decreased generation of nicked DNA. These results suggest that CWWF intake can reduce myocardial infarction by inhibiting apoptosis.

참고자료

· 없음