• 제목/요약/키워드: Diabetic mice

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Anti-diabetic effect and mechanism of Korean red ginseng extract in C57BL/KsJ db/db mice

  • ;;정성현
    • 고려인삼학회:학술대회논문집
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    • 고려인삼학회 2007년도 추계 학술대회
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    • pp.57-58
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    • 2007
  • Purpose: Ginseng is a well-known medical plant used in traditional Oriental medicine. Korean red ginseng (KRG) has been known to have potent biological activities such as radical scavenging, vasodilating, anti-tumor and anti-diabetic activities. However, the mechanism of the beneficial effects of KRG on diabetes is yet to be elucidated. The present study was designed to investigate the anti-diabetic effect and mechanism of KRG extract in C57BL/KsJ db/db mice. Methods: The db/db mice were randomly divided into six groups: diabetic control group (DC), red ginseng extract low dose group (RGL, 100 mg/kg), red ginseng extract high dose group (RGH, 200 mg/kg), metformin group (MET, 300 mg/kg), glipizide group (GPZ, 15 mg/kg) and pioglitazone group (PIO, 30 mg/kg), and treated with drugs once per day for 10 weeks. During the experiment, body weight and blood glucose levels were measured once every week. At the end of treatment, we measured Hemoglobin A1c (HbA1c), blood glucose, insulin, triglyceride (TG), adiponectin, leptin, non-esterified fatty acid (NEFA). Morphological analyses of liver, pancreas and white adipose tissue were done by histological observation through hematoxylin-eosin staining. Pancreatic islet insulin and glucagon levels were detected by double-immunofluorescence staining. To elucidate an action of mechanism of KRG, DNA microarray analyses were performed, and western blot and RT-PCR were conducted for validation. Results: Compared to the DC group mice, body weight gain of PIO treated group mice showed 15.2% increase, but the other group mice did not showed significant differences. Compared to the DC group, fasting blood glucose levels were decreased by 19.8% in RGL, 18.3% in RGH, 67.7% in MET, 52.3% in GPZ, 56.9% in PIO-treated group. With decreased plasma glucose levels, the insulin resistance index of the RGL-treated group was reduced by 27.7% compared to the DC group. Insulin resistance values for positive drugs were all markedly decreased by 80.8%, 41.1% and 68.9%, compared to that of DC group. HbA1c levels in RGL, RGH, MET, GPZ and PIO-treated groups were also decreased by 11.0%, 6.4%, 18.9%, 16.1% and 27.9% compared to that of DC group, and these figure revealed a similar trend shown in plasma glucose levels. Plasma TG and NEFA levels were decreased by 18.8% and 16.8%, respectively, and plasma adiponectin and leptin levels were increased by 20.6% and 12.1%, respectively, in the RGL-treated group compared to those in DC group. Histological analysis of the liver of mice treated with KRG revealed a significantly decreased number of lipid droplets compared to the DC group. The control mice exhibited definitive loss and degeneration of islet, whereas mice treated with KRG preserved islet architecture. Compared to the DC group mice, KRG resulted in significant reduction of adipocytes. From the pancreatic islet double-immunofluorescence staining, we observed KRG has increased insulin production, but decreased glucagon production. KRG treatment resulted in stimulation of AMP-activated protein kinase (AMPK) phosphorylation in the db/db mice liver. To elucidate mechanism of action of KRG extract, microarray analysis was conducted in the liver tissue of mice treated with KRG extract, and results suggest that red ginseng affects on hepatic expression of genes responsible for glycolysis, gluconeogenesis and fatty acid oxidation. In summary, multiple administration of KRG showed the hypoglycemic activity and improved glucose tolerance. In addition, KRG increased glucose utilization and improved insulin sensitivity through inhibition of lipogenesis and activation of fatty acid $\beta$-oxidation in the liver tissue. In view of our present data, we may suggest that KRG could provide a solid basis for the development of new anti-diabetic drug.

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가시까치밥나무(Ribes diacanthum Pall.) 추출물의 Alloxan 투여 마우스에서 혈당 상승 억제 효과 (Preventive Action of Ribes diacanthum Pall. against High Blood Glucose Level in Alloxan-induced Diabetic Mice)

  • 김은선;비야르마 비라수렌;김미리
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.53-60
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    • 2013
  • 가시까치밥나무(Ribes diacanthum Pall.) 투여가 alloxan으로 유도된 당뇨 모델 마우스에서 혈당 저하 효과 및 혈청 지질에 미치는 영향을 관찰하였다. 마우스는 Normal 군, Alloxan 투여 대조군(Control 군), alloxan+가시까치밥나무 추출물(1 mg /kg B.W/day)(RDP-1), alloxan+가시까치밥나무 추출물(3 mg /kg B.W/day)(RDP-2) 군으로 나누어 실험하였다. 가시까치밥나무 투여군들은 14일 동안 RDP 추출물을 두 가지 농도로 경구 투여한 후 꼬리정맥으로 alloxan을 주입하여 당뇨를 유도하였다. RDP 추출물의 항산화 실험 결과, 총 폴리페놀 함량은 0.5 mg/g으로 분석되었다. 또한 식이 섭취량과 수분섭취량은 alloxan 투여군이 Normal 군에 비하여 유의적으로 증가하였고, 간과 신장의 무게 또한 Normal 군에 비하여 유의적으로 증가하였다. 혈당 개선 실험 결과, alloxan의 정맥주사에 의해 유도된 제1형 당뇨 마우스 모델에 있어서, RDP 추출물의 투여가 Control 군에 비하여 혈당의 상승을 크게 억제하였으며, RDP 추출물 농도 간에는 혈당 개선에 크게 차이가 나지 않았다. 혈액 분석 결과, 중성 지질 함량과 총 콜레스테롤 함량은 Normal 군에 비해 Control 군에서 다소 높아 유의적인 차이를 보였으며, RDP 추출물의 투여군들은 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. HDL-cholesterol은 그룹 간의 유의적인 차이를 나타내지 않았지만, 혈청 AST 활성도와 BUN은 RDP 추출물 투여군에서 Control 군에 비하여 유의적으로 감소하였다. 본 실험에서는 insulin 함량과 인슐린을 분비하는 췌장 ${\beta}$-cell의 기능을 알 수 있는 C-peptide 함량은 측정되지 않아 보다 더 많은 연구가 필요하나, 이러한 결과로 보아 RDP 추출물은 혈당 개선을 위한 기능성 식품소재 혹은 산업적 응용가능성이 높은 유용한 소재인 것으로 사료된다.

당뇨 마우스에서 cyanidin-3-O-glucoside의 식후 고혈당 완화 효과 (Cyanidin-3-O-glucoside Ameliorates Postprandial Hyperglycemia in Diabetic Mice)

  • 최경하;최성인;박미화;한지숙
    • 생명과학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.32-37
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    • 2017
  • Cyanidin-3-O-glucoside (C3G)는 오디와 붉은색의 과일에 풍부하게 함유되어 있으며, 항염증과 항산화 효과와 관련하여 보고되어있다. 그러나, C3G의 식후 혈당에 관한 연구 결과는 보고되지 않았다. ${\alpha}-glucosidase$ 억제제는 소장에서 탄수화물 소화의 속도를 방해함으로써 식후 고혈당을 조절한다. 본 연구에서는 C3G가 ${\alpha}$-글루코시다아제와 ${\alpha}$-아밀라아제에 미치는 억제효과 및 스트렙토조토신(STZ)이 유발하는 당뇨병 생쥐의 식후고혈당에 미치는 완화 효과를 조사하였다. ICR 마우스와 streptozothocin (STZ)으로 유도된 당뇨병 마우스에 수용성 전분(2 g/kg body weigh)으로 경구부하 후 C3G (10 mg/kg body weight) 또는 acarbose (10 mg/kg body weight)를 단독 또는 함께 투여하였다. 혈액 샘플은 꼬리에서 0, 30, 60, 120분 간격으로 채취하였다. ${\alpha}$-글루코시다아제와 ${\alpha}$-아밀라아제에 대한 C3G의 $IC_{50}$ 값은 각각 13.72와 $7.5\;{\mu}M$의 결과값을 나타내어, 양성대조군인 acarbose보다 더 효과적이었다. STZ으로 유발된 당뇨 쥐의 식후 혈당 수치는 대조군에 비해 C3G 투여시 유의적으로 더 낮았다. 게다가, C3G 투여는 당뇨병 흰쥐에서 포도당 반응에 대한 곡선하면적 감소와 관련이 있었다. 그러므로, C3G는 ${\alpha}$-글루코시다아제의 강력한 억제제이며 식이 탄수화물의 흡수를 지연시킬 수 있음을 나타낸다.

Streptozotocin으로 유발한 당뇨 마우스에서 식물성 지방 급원에 따른 혈액 및 간조직의 지질 조성 (Effect of Different Kind of Plant Oil Sources on Serum and Hepatic Lipid levels of Streptozotocin-induced Diabetic Mice)

  • 이성현;전혜경;박홍주;이연숙;장순옥
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.710-714
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    • 2003
  • 본 연구는 식물성 지방급원이 당뇨모델의 지질대사에 미치는 영향을 검토하고자 수행하였다. 실험 모델은 STZ의 투여로 유발된 인슐린의존형 당뇨 마우스를 이용하였고, 4종류(라아드 10%에 각각 대두유, 쌀눈기름, 쌀겨 기름, 참기름 10% 첨가)의 실험식이를 7주간 급여하여 체내 지질 함량 및 대변으로의 배설량을 조사하였다. 그 결과 실험동물의 식이섭취량과 체중 및 장기 무게는 실험군 사이에 큰 차이가 없었으나, 혈청 중성지방은 쌀눈기름 및 쌀겨기름 첨가군에서 다른 실험군들보다 낮은 경향을 보였고, 간의 총콜레스테롤 함량은 쌀눈기름 첨가군에서 대조군보다 낮은 경향을 보였으며, 간의 총지질 함량도 쌀눈기름 첨가군에서 대조군보다 낮은 경향을 보였다. 그리고 대변으로의 총지질 및 총콜레스테롤 배설량은 쌀눈기름 첨가군과 쌀겨기름 첨가군에서 대조군인 대두유군보다 유의하게 많은 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 쌀눈기름과 쌀겨기름 급여군에서 체내 지질 함량이 낮았고 쌀눈기름군에서 쌀겨기름군보다 낮은 경향을 보였다. 그러므로 쌀눈기름은 인슐린의존형 당뇨마우스에서 체내 지질 함량 저하 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며, 이는 쌀눈기름의 대변중 총지질 및 총콜레스테롤 배설량 증가와 관련된 것으로 평가되었다. 따라서 쌀눈기름은 대두유나 참기름보다 당뇨병 모델의 체내 지질대사에 개선 효과가 있는 것으로 보인다.

Anti-diabetic effect of purple corn extract on C57BL/KsJ db/db mice

  • Huang, Bo;Wang, Zhiqiang;Park, Jong Hyuk;Ryu, Ok Hyun;Choi, Moon Ki;Lee, Jae-Yong;Kang, Young-Hee;Lim, Soon Sung
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제9권1호
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    • pp.22-29
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    • 2015
  • BACKGROUND/OBJECTIVES: Recently, anthocyanins have been reported to have various biological activities. Furthermore, anthocyanin-rich purple corn extract (PCE) ameliorated insulin resistance and reduced diabetes-associated mesanginal fibrosis and inflammation, suggesting that it may have benefits for the prevention of diabetes and diabetes complications. In this study, we determined the anthocyanins and non-anthocyanin component of PCE by HPLC-ESI-MS and investigated its anti-diabetic activity and mechanisms using C57BL/KsJ db/db mice. MATERIALS/METHODS: The db/db mice were divided into four groups: diabetic control group (DC), 10 or 50 mg/kg PCE (PCE 10 or PCE 50), or 10 mg/kg pinitol (pinitol 10) and treated with drugs once per day for 8 weeks. During the experiment, body weight and blood glucose levels were measured every week. At the end of treatment, we measured several diabetic parameters. RESULTS: Compared to the DC group, Fasting blood glucose levels were 68% lower in PCE 50 group and 51% lower in the pinitol 10 group. Furthermore, the PCE 50 group showed 2-fold increased C-peptide and adiponectin levels and 20% decreased HbA1c levels, than in the DC group. In pancreatic islets morphology, the PCE- or pinitol-treated mice showed significant prevention of pancreatic ${\beta}$-cell damage and higher insulin content. Microarray analyses results indicating that gene and protein expressions associated with glycolysis and fatty acid metabolism in liver and fat tissues. In addition, purple corn extract increased the phosphorylation of AMP-activated protein kinase (AMPK) and decreased phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK), glucose 6-phosphatase (G6pase) genes in liver, and also increased glucose transporter 4 (GLUT4) expressions in skeletal muscle. CONCLUSIONS: Our results suggested that PCE exerted anti-diabetic effects through protection of pancreatic ${\beta}$-cells, increase of insulin secretion and AMPK activation in the liver of C57BL/KsJ db/db mice.

The non-saponin fraction of Korean Red Ginseng (KGC05P0) decreases glucose uptake and transport in vitro and modulates glucose production via down-regulation of the PI3K/AKT pathway in vivo

  • Park, Soo-Jeung;Lee, Dasom;Kim, Dakyung;Lee, Minhee;In, Gyo;Han, Sung-Tai;Kim, Sung Won;Lee, Mi-Hyang;Kim, Ok-Kyung;Lee, Jeongmin
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제44권2호
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    • pp.362-372
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    • 2020
  • Background: The non-saponin fraction of Korean Red Ginseng has been reported to have many biological activities. However, the effect of this fraction on anti-diabetic activity has not been elucidated in detail. In this study, we investigated the effects of KGC05P0, a non-saponin fraction of Korean Red Ginseng, on anti-diabetic activity in vitro and in vivo. Methods: We measured the inhibition of commercially obtained α-glucosidase and α-amylase activities in vitro and measured the glucose uptake and transport rate in Caco-2 cells. C57BL/6J mice and C57BLKS/Jdb/db (diabetic) mice were fed diets with or without KGC05P0 for eight weeks. To perform the experiments, the groups were divided as follows: normal control (C57BL/6J mice), db/db control (C57BLKS/Jdb/db mice), positive control (inulin 400 mg/kg b.w.), low (KGC05P0 100 mg/kg b.w.), medium (KGC05P0 200 mg/kg b.w.), and high (KGC05P0 400 mg/kg b.w.). Results: KGC05P0 inhibited α-glucosidase and α-amylase activities in vitro, and decreased glucose uptake and transport rate in Caco-2 cells. In addition, KGC05P0 regulated fasting glucose level, glucose tolerance, insulin, HbA1c, carbonyl contents, and proinflammatory cytokines in blood from diabetic mice and significantly reduced urinary glucose excretion levels. Moreover, we found that KGC05P0 regulated glucose production by down-regulation of the PI3K/AKT pathway, which inhibited gluconeogenesis. Conclusion: Our study thereby demonstrated that KGC05P0 exerted anti-diabetic effects through inhibition of glucose absorption and the PI3K/AKT pathway in in vitro and in vivo models of diabetes. Our results suggest that KGC05P0 could be developed as a complementary food to help prevent T2DM and its complications.

C57BL/Ksj-db/db 제 2형 당뇨모델을 이용한 갈색거저리 유충(밀웜) 추출물의 인슐린 감수성 및 혈당개선효과 (Tenebrio molitor (Mealworm) Extract Improves Insulin Sensitivity and Alleviates Hyperglycemia in C57BL/Ksj-db/db Mice)

  • 김선영;박재은;한지숙
    • 생명과학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.570-579
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    • 2019
  • 당뇨병은 서구화된 식습관으로 발생하는 심각한 만성대사질환의 하나이며, 당뇨병의 치료는 혈당을 정상적인 수준으로 유지하며 당뇨 합병증을 예방하는 것이다. 따라서 본 연구는 당뇨병 및 인슐린 저항성에 대한 유전적 분석에 널리 이용되는 C57BL/Ksj-db/db 당뇨동물모델을 이용하여 갈색거저리 유충(밀웜) 추출물의 6주간 섭취가 혈당개선에 미치는 영향에 대해 조사하고 이에 인슐린 민감성 개선과 당대사 조절을 통한 항당뇨 효과를 규명하고자 하였다. 제 2형 당뇨동물모델 실험 결과, db/db-MWE군(식이 0.5%)이 db/db-control군에 비해 유의적(p<0.05)으로 혈당이 감소하였다. 약물군인 db/db-RG군(식이 0.05%)은 부작용에 의해 눈에 띄게 체중이 증가하였으나, db/db-MWE군에서는 약물군에서의 체중증가와 같은 큰 부작용 없이 혈당 감소효과를 나타내었다. HbA1c와 혈장인슐린 농도의 경우 db/db-control군에 비해 db/db-MWE군이 유의적(p<0.05)으로 낮았다. 또한 골격근에서 p-IRS, p-AKT, PM-GLUT4의 발현을 확인한 결과, db/db-MWE군에서 db/db-control군에 비해 p-IRS, p-AKT, PM-GLUT4의 발현이 증가된 것을 알 수 있었다. 이는 밀웜 추출물의 섭취가 골격근 내로 당이 원활이 유입되도록 도와주어 인슐린 민감성을 개선시키며, 고혈당 증상을 개선시킨 것으로 사료된다. 밀웜 추출물을 식이에 0.5% 첨가하여 6주간 C57BL/Ksj-db/db 당뇨동물모델에 제공한 결과, 공복혈당과 HbA1c의 감소 및 인슐린 저항성을 개선시켰다. 이는 인슐린 민감성을 증가시키고, 당 대사 조절을 통해 고혈당 증상의 완화에 기인한 것으로 보인다. 따라서 밀웜은 당뇨병의 예방과 치료에 유용한 소재가 될 것으로 기대되며, 향후 제 2형 당뇨병 개선을 위해 더욱 다양한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

산약의 항당뇨 특성 연구(2) - NGF 유도 신경병증예방 - (Characteristics of Antidiabetic Effect of Dioscorea rhizoma(2) - Prevention of Diabetic Neuropathy by NGF Induction -)

  • 강동호;최상진;이태호;손미원;박지호;김선여
    • 한국식품영양학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.430-435
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    • 2008
  • The main cause of diabetic neuropathy, one of the most debilitating complications, is the chronic hyperglycemia, the increase sorbitol or the decrease of nerve growth factor(NGF). NGF, a protein, plays a major role in the development and maintenance of peripheral nervous system. Systemic administration of NGF prevents manifestations of neuropathy in rodent models of diabetic neuropathy. In the previous investigation, we report the hypoglycemia effect of Dioscorea rhizoma extract(DRE) in diabetic mice. The present study shows protective effect of DRE on diabetic neuropathy by induction of NGF protein. We investigated the NGF level in salivary gland and sciatic nerve of normal mouse and the effect of DRE on sciatic nerve conductivity and thermal hyperalgesia test in Type 2 db/db mouse. DRE increased endogenous NGF level in salivary gland and sciatic nerve of mouse. And sensory nerve conductivity velocity(SNCV), motor nerve conductivity velocity(MNCV) and thermal hyperalgesia increased in DRE treatment mice compared with control group. On the basis of our results, we conclude that DRE increase induction of endogenous NGF level and have protective effect on diabetic neuropathy by induction of NGF. Therefore, we propose that long-term use of DRE might help prevention of diabetes-associated complication; diabetic neuropathy.

Dioscorea Extract (DA-9801) Modulates Markers of Peripheral Neuropathy in Type 2 Diabetic db/db Mice

  • Moon, Eunjung;Lee, Sung Ok;Kang, Tong Ho;Kim, Hye Ju;Choi, Sang Zin;Son, Mi-Won;Kim, Sun Yeou
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제22권5호
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    • pp.445-452
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    • 2014
  • The purpose of this study was to investigate the therapeutic effects of DA-9801, an optimized extract of Dioscorea species, on diabetic peripheral neuropathy in a type 2 diabetic animal model. In this study, db/db mice were treated with DA-9801 (30 and 100 mg/kg, daily, p.o.) for 12 weeks. DA-9801 reduced the blood glucose levels and increased the withdrawal latencies in hot plate tests. Moreover, it prevented nerve damage based on increased nerve conduction velocity and ultrastructural changes. Decrease of nerve growth factor (NGF) may have a detrimental effect on diabetic neuropathy. We previously reported NGF regulatory properties of the Dioscorea genus. In this study, DA-9801 induced NGF production in rat primary astrocytes. In addition, it increased NGF levels in the sciatic nerve and the plasma of type 2 diabetic animals. DA-9801 also increased neurite outgrowth and mRNA expression of Tieg1/Klf10, an NGF target gene, in PC12 cells. These results demonstrated the attenuation of diabetic peripheral neuropathy by oral treatment with DA-9801 via NGF regulation. DA-9801 is currently being evaluated in a phase II clinical study.

당뇨 모델쥐의 간관 췌장에서 타우린이 지질과산화물 생성과 글루타티온 의존성 효소의 활성에 미치는 영향 (Effect of Taurine Supplement on the Lipid Peroxide Formation and the Activity of Glutathione-Dependent Enzyme in the Liver and Islet of Diabetic Model Mice)

  • 임은영;김해리
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.195-201
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    • 1995
  • 당뇨 모델에서 타우린의 보강에 의한 지질과산화물의 생성과 GSH 관련 효소들의 활성에 미치는 영향을 알아보고자 alioxan을 이용한 I형과 KK-mouse에 고열량식이를 이용하여 II형 당뇨를 유도하였다. I형과 II형 각각에 정상대조군, 타우린보강군, 당뇨군, 타우린보강 당뇨군을 두어, 모두 8개 군으로 나누었으며, 타우린의 보강은 7일 동안 5%(w/v) 수준으로 자유로이 마시게 하였다. 간과 췌장에서 malondialdehycel(MDA), gluta-thione peroxidase(GPX), glutathions S-transferase(GST)의 활성을 측정하였다. 간조직에서 지질과산화물의 함량은 I형의 경우 당뇨군에서 매우 증가했고 타우린 보강에 의한 유의적으로 감소한 것을 볼 수 있었으며, II형에서는 타우린보강에 의해 유의적인 차이가 없었다. 췌장도 간과 같은 결과를 나타내었다. GPX의 활성은 간에서 I형 당뇨군이 유의적으로 증가했으나, II형 당뇨군에서는 유의적으로 감소했다. 타우린의 보강에 의해 GPX활성에는 유의적인 차이가 없었으며 췌장에서도 간과 비슷한 결과를 보였다. GST의 경우에도 당뇨 유도에 의한 활성 변화는 있었으나 타우린의 보강에 의한 활성 변화는 보이지 않았다. 이상의 결과들로 미루어 당뇨에 있어 타우린의 항산화작용은 당뇨 모델의 종류에 따라 다르며, GSH 관련 효소들의 활성변화 보다는 I형 당뇨 모델의 간과 췌장에서 지질과산화물의 생성을 억제하는 작용을 하리라고 생각 된다.

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