• Applied Biological Chemistry
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• 제45권1호
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• pp.42-46
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• 2002

국내의 한약재 시장 등에서 당뇨병의 민간요법 약재로 많이 판매되고 있는 엄나무(Kalopanax pictus NAKAI)수피의 열수 추출물에서 인슐린성 물질과 인슐린 민감성 약제로서의 가능성을 탐색하기 위해 3T3-L1 섬유아세포(fibroblast)가 3T3-L1 지방세포(adipocytes)로 분화할 때 미치는 영향과 지방 세포내로의 포도당 섭취(glucose uptake)에 미치는 영향을 조사하였다. 엄나무의 수피를 열수 추출하고 동결건조하여 만든 분말 엑스시료를 증류수에 녹여 각각 $10{\mu}g/ml$ 및 $l{\mu}g/ml로$ 3T3-L1 섬유아세포를 처리한 후, 분화유도 물질만을 첨가한 대조군의 분화 정도를 100%로 정하였을 때 이에 대한 백분율로 환산하여 결정하였다. 분화유도물질이 첨가되지 않은 경우 $1{\mu}g/ml$와 $10{\mu}g/ml$의 농도에서 각각 $115.4{\pm}5.1%(p<0.05)$와 $122.3{\pm}2.1%(p<0.05)$로 유의성있게 분화를 촉진시켰다. 분화유도물질을 첨가하였을 때, $1{\mu}g/ml$에서는 $127.0{\pm}5.3%(p<0.001)$ 분화를 촉진시켰고, $10{\mu}g/ml$에서는 분화에 거의 변화가 없었다. 3T3-L1 지방 세포내로의 포도당 섭취량은 소량의 인슐린(3ng/ml)과 함께 $0{\sim}10%$ 메탄올 분획층(Fr. 1)과 30% 메탄올 분획층(Fr. 3)을 0.3와 $3{\mu}g/ml$ 첨가하였을 때 분획층을 첨가하지 않은 대조군에 비해 모두 $3.3{\pm}0.5$배 증가시켜 인슐린 50ng/ml에서 반응하였을 때와 유사한 섭취 정도를 나타내었다. 엄나무의 수피는 인슐린성 물질을 함유하고 있으며, 추출물을 분획한 Fr. 1과 Fr. 3은 인슐린 저항성을 감소시키는 물질이 함유되어 있어 인슐린 민감성 제재로 개발할 수 있는 가능성을 암시하고 있다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권1호
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• pp.89-96
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• 2021

이 연구의 목적은 Caulerpa okamurae 에탄올 추출물(COE)이 제2형 당뇨병 치료의 약물 표적 중 하나인 당 대사 및 인슐린 민감성에 미치는 영향을 평가하는 것이다. COE는 in vitro 실험에서 단백질 티로신 포스타제 1B (PTP1B)와 디펩티딜 펩티데이즈-IV (DPP-IV) 효소 활성을 유의하게 억제시켰다. 또한, COE는 3T3-L1 지방세포와 제브라피쉬에서 당 흡수, 인슐린 수용체 기질(IRS-1) 및 당 수송체(GLUT4) 단백의 발현을 대조군에 비해 유의하게 향상시켰다. L6 근육세포의 덱사메타손(dexamethasone)으로 유도된 인슐린 저항성 모델에서도 COE는 인슐린 신호전달 및 당 흡수 단백의 발현을 효과적으로 증가시켰다. 더불어 인슐린 저항성 지표로 알려진 IRS-1 Ser307의 인산화 활성도 COE 첨가에 의해 유의하게 억제되었다. 그러나 COE는 췌장 베타세포의 인슐린 분비에는 아무런 영향을 미치지 않았다. 결론적으로 COE는 인슐린 표적세포와 제브라피쉬에서 인슐린 신호전달과 당 수송체 GLUT4 단백 발현의 조절을 통해 당 대사 및 인슐린 민감성을 개선시키는 것으로 밝혀졌다.

• 공업화학
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• 제1권2호
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• pp.107-115
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• 1990

Glucose의 redox 반응에 의한 새로운 인슐린 방출계를 5, 5'-dithiobis(2-nitrobcnzoic acid)의 disulfide 결합을 이용해 인슐린을 pmma 막과 glucose oxidase에 고정화시켜 합성하였다. glucose와 glucose dehydrogenase 및 glucose oxidise와의 산화반응에 의해 disulfide 결합이 파괴되어 막과 효소로부터 인슐린이 방출된다. enzyme cofact들(nicotinamide adenin dinucleotide와 flavin adenin dinucleotide)을 coimmobilization 시켜 membrane device에 대해 electron mediator로 작용하도록 하여 glucose의 농도 민감성을 향상시켰고 protein device에 대해서는 glucose oxidase에 인슐린을 직접 고정화시켜 민감성을 더욱 향상시켰다. 이 두 가지 계들은 glucose 특이성을 나타내며 방출된 인슐린은 생체인슐린과 구분되지 않았다. 방출인슐린의 생리활성은 생체인슐린의 81%였다.

• 식품과학과 산업
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• 제40권2호
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• pp.46-58
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• 2007

제2형 당뇨병은 대사성 질환으로 간, 근육 그리고 지방 조직 세포에서 인슐린 작용의 장애로 나타나는 인슐린 저항성으로 혈당의 이용이 감소하여 혈당이 높아짐에도 불구하고 췌장의 베타세포에서 인슐린 분비가 충분하지 못할 때 유발된다. 서구에서는 비만 등으로 인해 인슐린 저항성이 증가하면 인슐린 분비가 높은 고인슐린혈증을 나타내어 당뇨병으로의 진전은 늦다. 하지만 우리나라를 비롯한 아시아의 사람들은 인슐린 저항성이 증가할 때 인슐린 분비가 충분치 못해 혈청 인슐린 농도가 정상인과 비슷하거나 더 낮은 상태에서 당뇨병으로 진전된다. 이러한 차이는 우리나라를 비롯한 아시아 사람들에게서 제2형 당뇨병의 발생이 급격하게 증가할 것이라는 보고되었다. 결국 당뇨병은 간, 근육 및 지방조직에서의 인슐린 작용의 장애와 췌장의 베타세포에서 인슐린 분비의 부족의 복합적인 장애에 의해서 나타나고 이것은 공통적으로 각 조직에서의 인슐린/insulin growth factor (IGF)-1 신호전달의 장애와 관련이 있다. 베타세포에서의 인슐린분비 자체는 인슐린/IGF-1 신호전달과 관계가 없지만 간접적으로 관련이 있다. 인슐린 분비능은 베타세포의 증식과 생존에 의한 베타세포의 양과 밀접한 관련이 있는데 인슐린/IGF-1 신호전달은 베타세포의 증식과 생존을 조절한다. 그러므로 혈당 조절에 관여하는 기능성 식품은 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 특성을 가지거나, 혈당이 높아질 때 인슐린 분비를 촉진시키는 insulinotropic 작용을 하는 성질을 가지고 있어야 하겠다. 전자의 대표적인 약은 1999년에 미국 FDA에서 승인 받은 peroxisome proliferator-activated receptor $(PPAR)-{\gamma}$ agonist 인 thiazolidinedione 계통의 약물인 troglitazone, pioglitazone, rosiglitazone 등이 있고, 후자는 2007년에 승인 받은 Exenatide는 glucagon like peptide (GLP)-1 agonist이다. 이 두 가지 약은 모두 자연계에 존재하는 동식물에서 유래된 것으로 식품에도 많이 다양한 종류의 인슐린 민감성 물질이나 insulinotropic 작용을 하는 물질이 함유되어 있을 것이다. 이러한 기능 이외에 혈당조절 약이나 식품으로 사용되는 것은 탄수화물의 소화를 방해하는 것으로 탄수화물 소화효소인 a-amylase 또는 maltase의 활성을 억제하여 식후 혈당의 급격한 상승을 방지하는 것이 있다. 우리나라 사람들은 탄수화물의 섭취가 너무 많아서 실제로 이러한 식품이나 약의 효능이 높지 않을 것이다. 혈당을 조절하는 기능성 식품은 이 세 가지 효능 중 일부를 가지고 있는 것이 될 수 있다. 이러한 기능을 스크리닝하기 위해서 3가지 단계를 거쳐야 한다. 먼저 시험관에서 또는 세포 실험을 통해서 앞서 언급한 3가지 기능을 가지고 있는 지 여부를 각각 조사한다. 이중에서 효과가 있는 것은 당뇨 동물 모델을 사용하여 in vivo에서 혈당 강하기능과 혈당 강하기전을 조사하는 실험을 한다. 효과가 있는 식품이 우리가 전통적으로 식품으로 섭취해 왔다면 독성 검사를 거쳐야 할 필요가 없지만 한약재이거나 특수 식품의 경우에는 in vivo 실험 전에 GLP 기관에서 반드시 독성 실험을 거쳐 독성 유무를 확인할 필요가 있다. 동물 실험에서 효과적인 것은 인체 실험을 거쳐 혈당 조절 기능성 식품으로 식약청에서 허가를 받을 수 있겠다. 결론적으로 식품에는 항당뇨 특성을 가진 물질들이 함유되어 있는 것들이 상당히 많다. 혈당 조절기능이 있는 기능성 식품으로 개발할 때 고려해야 할 것은 1) 그 양이 혈당 강하 기능성 식품으로 지정받을 수 있을 정도로 충분히 함유되어 있느냐, 2) 혈당을 강하시키는 기전이 단순히 당의 배설을 촉진시켜서 혈당을 저하시키는 것이 아니라, 인슐린 작용을 촉진시키거나, 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 촉진시키거나 탄수화물의 소화 흡수를 억제시킴으로 혈당을 강하시키는 지 등을 파악하는 것이다. 이러한 조건을 만족시키는 식품은 지속적으로 섭취할 때 당뇨병을 예방하거나 진전을 지연시킬 수 있는 혈당조절기능이 있는 기능성 식품으로 개발 가능성이 있겠다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제33권6호
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• pp.951-957
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• 2004

한의학에서 당뇨병 (소갈) 처방으로 사용되는 생진양혈탕과 황금탕 처방 성분 중의 하나인 오매의 포도당 이용에 대한 효과를 조사하기 위해서 오매를 70% 에탄올로 추출한 후 메탄올과 물을 섞은 용액으로 단계별로 XAD-4 column으로 분획하였다. 본 연구에서는 3T3-L1 섬유아세포와 지방세포에서 오매의 추출 분획물이 인슐린처럼 작용하는 인슐린성 물질이거나, 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 물질이거나, 또는 $\alpha$-glucoamylase 활성을 억제하는 물질로 작용하는 지 여부를 조사하였다. 오매 분획물은 인슐린성 물질로 작용하지 않았다. 반면에 20%나 40% 메탄올 분획층은 분화 유도 물질의 작용을 억제하여 3T3-L1 섬유아세포에서 지방세포로의 분화를 억제하였다. 한편 오매 분획층 중 60%, 80% 그리고 100% 메탄올 분획층은 3T3-L1 지방세포에서 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성제로 작용하였다. in vitro 실험에서 20 그리고 40% 메탄올 분획층은 $\alpha$-glucoamylase의 활성을 저하시켜 말토스와 dextrin의 분해를 방해하였다. 그러나 in vivo에서는 오매 에탄올 추출물을 말토스나 dextrin을 투여하기 10분전에 투여하였을 때 최고 혈당 값과 area under the curve 값은 대조군과 차이가 없었다. 결론적으로 오매에는 지방 세포의 분화를 억제하는 물질과 인슐린 민감성을 향상시키는 물질이 함유하고 있으므로 비만을 동반한 당뇨병 및 인슐린 저항성의 치료와 예방에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제39권6호
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• pp.701-707
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• 2007

민간요법에서 항당뇨 및 항비만 효과가 있는 것으로 알려진 길경의 항당뇨 효과가 있는 지 여부를 in vitro에서 조사하기 위해서 길경을 70% 에탄올로 추출한 후 메탄올과 물을 섞은 용액으로 단계별로 XAD-4 column으로 분획하였다. 본 연구에서는 1) 3T3-L1 섬유아세포와 지방세포에서 길경의 추출 분획물이 인슐린처럼 작용하는 인슐린성 물질이거나, 2) 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 물질이거나, 또는 3) 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 향상시키거나, 4) 베타세포의 기능과 양을 증가시키는데 관여하는 유전자인 IRS-2, glucokinase, PDX-1의 mRNA 발현을 향상시키거나, 5) $\alpha-glucoamylase$ 활성을 억제하는 물질로 작용하는 지 여부를 조사하였다. 길경 추출 분획물은 인슐린성 물질로 작용하지 않았다. 반면에 0, 20와 100%메탄올층은 3T3-L1 지방세포에서 인슐린 자극에 의한 포도당 흡수를 증가시켰다. 이 분획층 중에서 특히 0%과 100% 메탄올 분획층은 분화 유도물질의 작용을 향상시켜 3T3-L1 섬유아세포에서 지방세포로의 분화 및 중성 지방의 축적을 증가시켰다. 그러므로 이들은 $PPAR-{\gamma}$ agonist로 작용하는 물질을 함유할 가능성이 매우 높다. 인슐린을 분비하는 세포인 Min6 세포에서 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 향상시키는 지 여부를 조사하였는데 20, 80 그리고 100% 메탄올층은 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 증가시켰다. 그 기전은 인슐린 분비와 베타세포의 증식에 관여하는 유전자의 IRS-2, glucokinase 그리고 PDX-1의 mRNA의 양을 증가시키는 것과 관련이 있다. 결론적으로 길경은 지방 세포의 분화를 촉진하는 물질, 인슐린 민감성을 향상시키는 물질 그리고 베타세포의 기능과 증식을 촉진시키는 물질을 함유하고 있으므로 우리나라 및 아시아의 사람들에서 많이 유발되는 비만을 동반하지 않은 당뇨병 및 인슐린 저항성의 치료와 예방에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.340-346
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• 2009

리튬은 기저수준의 당수송 활성도에 있어 단지 최소한의 효과만 있고, 반면 인슐린에 대한 민감성을 매우 증가시켜 인슐린에 의해 증가된 당수송 활성도를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 또한 리튬은 인슐린의 반응성을 증가시키는 효과도 보이고 있다. 한편, 당수송 과정을 증가시키는 리튬의 효과는 인슐린 자극 당수송에만 국한되는 것이 아니라, 최대하 수준의 근수축에 의한 당수송의 민감성을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 하지만 사전실험을 통해 리튬이 최대수준의 근수축에서도 당수송의 활성도가 증가하는 당수송의 반응성의 가능성이 제기되었다. 따라서 본 연구에서는 최대수준의 당유입을 자극하는 근수축에 대해 리튬이 미치는 영향을 조사하여, 리튬이 근수측에 의한 당수송의 반응성도 강화시키는지의 여부를 확인하고자 하였다. 본 연구의 목적에 따라 쥐의 활차근을 분리하여, 당수송을 최대수준으로 활성화시키는 근수축 자극 그리고/혹은 인슐린 자극과 병행하여 리튬을 처치하였다. 그 결과 리튬은 근수축 그리고/혹은 인슐린-자극 당유입을 강화시켜 당수송의 반응성을 향상시키지만, 리튬의 단독 처치는 당수송에 대한 향상에 효과가 매우 적은 것으로 나타났다. 따라서 리튬은 근수축 그리고 혹은 인슐린과의 복합처치를 통해 당수송의 반응성을 증가시킴으로써 인슐린 저항성이나 당뇨 치료에 중요한 역할을 할 수 있는 가능성을 갖는 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제47권2호
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• pp.258-264
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• 2004

한의학에서 당뇨병 (소갈) 처방으로 사용되는 옥천산 처방의 성분 중의 하나인 오미자의 포도당 이용에 대한 효과를 조사하기 위해서 오미자를 70% 에탄올로 추출한 후 메탄올과 물을 섞은 용액으로 단계별로 XAD-4 column 으로 분획하였다. 오미자를 복용한 후 혈당을 낮추기 위해서는 인슐린처럼 작용하는 인슐린성 물질이거나, 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 물질로 작용하거나, 또는 ${\alpha}-glucoamylase$ 활성을 억제하여 탄수화물의 소화를 방해 작용이 있어야 하므로 본 연구에서는 섬유아세포와 지방세포 3T3-L1에서 각 분획층이 이러한 3가지 기전에 관여하는 지를 조사하였다. 오미자 분획물은 인슐린성 물질로 작용하거나 ${\alpha}-glucoamylase$의 활성을 저하시켜 탄수화물의 소화를 방해하지 않았다. 그러나 오미자 분획층은 인슐린의 작용을 향상시켜 포도당의 흡수를 증가시키는 효과가 매우 컸다. 특히 오미자 분획층 중 Fr. 4(메탄올 60%)와 Fr. 5(메탄올 80%)는 지방세포 3T3-L1에서 포도당의 흡수를 현저하게 증가시켜 인슐린을 50 ng/ml를 처리한 것보다도 효과적으로 포도당 흡수를 증가시켰다. Fr. 4와 Fr. 5에서 포도당 흡수가 증가한 것은 Fr. 4와 5가 인슐린 작용을 향상시켜 세포막에 GLUT4양을 증가시진 결과이었다. 결론적으로 오미자 중 특히 Fr. 4와 Fr. 5에 인슐린 민감성 제제가 함유되어 있을 것으로 추정된다.

• 한국식품과학회지
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• 제36권3호
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• pp.472-477
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• 2004

한의학에서 당뇨병(소갈) 처방으로 사용되는 육미지황환의 성분 중의 하나인 목단피의 혈당 강하 효과를 조사하기 위해서 목단피를 70% 에탄올로 추출한 후 XAD-4 column으로 분획하여 인슐린 민감성을 향상시키고 ${\alpha}-glucoamylase$ 활성을 억제하는 분획층이 있는지를 조사하였다. 3T3-L1 지방세포에서 소량의 인슐린(1 ng/mL)의 존재하에서 20, 40, 60% 메탄올 분획층은 인슐린 작용을 증가시켜 포도당 흡수를 효과적으로 증가시키는 인슐린 민감성 성분이 함유되어 있었다. 또한 20, 40, 60, 80% 메탄올 분획층에는 ${\alpha}-glucoamylase$의 활성을 억제하여 말토즈와 dextrin의 ${\alpha}-glucoamylase$ 결합이 분해되는 것을 억제시키는 성분이 함유되어 있었다. In vivo에서 실험동물에게 목단피의 70% 메탄올 추출물을 투여한 후 말토즈와 dextrin로 경구부하 검사를 하였을 때 dextrin만이 투여하였을 때에 대조군인 셀룰로즈에 비해 혈당의 상승이 현저하게 낮았고 이것은 dextrin의 소화 흡수의 감소에 의한 것으로 추정된다. 앞으로 효과가 있는 분획층을 더 분리하여 인슐린 민감성 물질과 ${\alpha}-glucoamylase$의 활성을 억제시키는 유효성분을 분리하고자 한다.

• 한국식품과학회지
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• 제39권3호
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• pp.330-335
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• 2007

기존의 연구에서 보고된 잎새버섯의 항당뇨 효과에 대한 메카니즘을 설명하고자 본 연구에서는 잎새버섯의 인슐린 민감성 향상 제재로서의 가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위하여 잎새버섯 열수추출물의 분획물을 분리하여 인슐린 저항성을 가진 3T3-L1 지방세포에서의 포도당 흡수 정도를 관찰하였다. 실험결과 HW-I이 3T3-L1 지방세포의 인슐린 민감성을 향상시켜 세포 내로의 포도당 섭취를 대조군 대비 4.2배 향상시켰다. 제2형 당뇨모델인 5주령 $KK/A^{y}$ 마우스를 3주간 적응시킨 뒤 HW-I을 8주간 자유 식이 하면서 식이 섭취량, 음수 섭취량 및 체중변화를 관찰하였고 혈액중 포도당 농도, 혈장 인슐린 농도, 당화혈색소를 측정하였으며 결과는 다음과 같다. HW-I식이군은 control군과 비교하여 식이 섭취량 및 최종 체중간에는 유의적인 차이가 없었으나 음수 섭취량에 있어서는 control군에 비해 거의 2배정도 적은 섭취량을 보여 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.001). 혈중 포도당 농도는 HW-I 식이군의 경우 control군과 비교하여 식이 1주째 $335.4{\pm}51.8$ mg/dL로 유의적으로 낮은 혈당치를 나타내기 시작하여(p<0.01) 식이 8주째 $311{\pm}96.8$ mg/dL로 유의적인 혈당 억제 효과를 나타내었다(p<0.001). 혈장 인슐린 농도는 HW-I 식이군의 경우 $84.7{\pm}18.9$ ng/mL로 control군의 $342.7{\pm}125$ ng/mL 비교하여 24.7% 수준으로 유의적인 감소 효과를 나타내었다(p<0.001). 당화혈색소 농도는 HW-I 식이군의 경우 8.99%로 control군의 9.87%보다 유의적인 감소 효과를 나타내었다(p<0.05). 이상에서 잎새버섯 열수추출물의 조다당체인 HW-I이 인슐린 민감성 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며 제2형 당뇨모델인 $KK-A^{y}$ 마우스를 이용한 동물실험에서도 뚜렷한 혈당강하효과를 나타내어 인슐린 민감성 제재로 개발 할 수 있는 가능성을 보여 주었다.