The Effects of Water Extract of Polygonatum Odoratum (Mill) Druce on Insulin Resistance in 90% Pancreatectomized Rats

90% 췌장 절제 백서에서 둥굴레뿌리의 물추출물이 인슐린 저항성에 미치는 영향

We determined whether the supplementation of Polygonatum Odoratum (Mill) Druce (POD) extract had a good effect on insulin resistance in peripheral tissues of 90% pancreatectomized (Px) and sham-operated (Sham) male Sprague Dawley rats. Px and Sham rats were divided into two groups; one group daily consumed 0.3 g of POD extracts per 1 ㎏ body weight for two months, and the other group had a placebo. All rats freely consumed a 40% fat diet. At the end of the experiment, a euglycemic hyperinsulinemic (EH) clamp was performed in a fasting, awake, and unstressed state to determine insulin resistance. At EH clamp, body weights were higher in Sham rats than Px rats, and serum glucose levels of baseline were affected by diabetic status and POD administration. Serum insulin concentrations were higher in Sham rats than Px rats, and POD administration decreased them in Sham rats compared to P. Glucose disposal rates in peripheral tissues increased with POD in both Px (n=10) and Sham (n=10) rats. But glycogen deposits in soleus muscle increased with POD administration in Px and Sham rats, and total glycogen synthase activity and fraction velocity were higher in POD groups. Triglyceride contents in quadriceps muscles decreased with POD in Px rats. In conclusions, POD improves insulin resistance by enhancing glucose utilization with increasing glycogen deposit and decreasing triglyceride contents in muscles.

현재까지 인슐린의 작용력을 향상시키는 약으로 시판되고 있는 것은 thiazolidinediones이 있고 그외에도 몇가지 종류의 물질에 대해서 그 효과를 조사하고 있다. 본 연구에서는 당뇨병의 치료에 효과가 있다고 알려진 한약재로부터 추출한 POD의 인슐린 저항성에 미치는 영향을 조사하였다. 체중이 $338{\pm}35\;$ 인 Sprague Dawley 백서를 두군으로 나누어 한군은 sham 수술을 하여 정상군으로, 다른 한군은 90% 췌장 적제술을 하여 당뇨군(Px)으로 정하였다. Px 백서는 90% 췌장제거 수술을 한 후 2 주동안 혈당을 측정하여 공복 혈당이 9.4 mmol/L이상인 백서를 선택하였다. Sham 백서와 당뇨 백서는 다시 각각 2군으로 나누어 한군은(n=10) 하루에 POD을 0.3 g/kg 체중의 용량으로 식이에 섞어 공급하였고, 다른 한군은(n=10) 위약(P)을 8 주 동안 투여하였다. 식이는 40%지방 식이를 자유롭게 섭취하도록 하였다. 7 주 째 되었을 때 인슐린 저항성을 측정하기 위해 경동맥과 경정맥에 도관을 삽입하였고, 8주째에 $15{\sim}18$시간 금식후 EH clamp 실험을 실시하였다. POD와 P를 투여하기 전에 Px 백서의 혈당은 $9.9{\pm}0.6\;mmol/L$이었고, 정상군의 혈당은 $6.4{\pm}0.5\;mmol/L$이었다. EH clamp를 할 때 체중은 Px 백서에 비해 Sham백서에서 높았으며, 혈당은 POD 투여와 당뇨에 의한 차이가 있었다. Px 백서가 Sham 백서에 비해 기초 인슐린 농도가 낮았고, Sham 백서에서는 POD군이 P군에 비해 낮았다. 체내 포도당 제거 속도는 Sham+POD군이 $53.9{\pm}7.7$, Sham+P군이 $38.7{\pm}13.6$, Px+POD군이 $36.0{\pm}10.6$, Px+P군이 $29.2{\pm}6.8\;mg/kg$ 체중/min이었다. 체내 포도당 제거속도는 POD군이 P군에 비해 높았고, Px군이 Sham군에 비해 낮았다(P<0.01). Soleus 근육의 글리코겐 양은 POD군에서 P군에 비해 높았다. Px 백서에서는 soleus과 quadriceps 근육의 글리코겐 양은 정상군에 비해 낮았다. Soleus근육의 glycogen synthase의 활성은 P군에 비해 POD군에서 높았고(P<0.05), Px 백서가 Sham 백서에 비해 낮았다(P<0.05). Px 백서의 quadriceps 근육내 중성지방 축적량이 Sham 백서에 비해 높았는데, P에 비해 POD를 공급하였을 때 중성지방의 축적양이 낮아졌다. 결론적으로 POD은 당뇨와 정상 백서에서 인슐린 저항성을 감소시킴을 알 수 있었고 이러한 인슐린 저항성의 감소 현상은 근육에서의 glycogen synthase 활성과 관련이 있을 것으로 생각되었다.