Changes of Serum Fatty Acid and Carnitine Levels after Administration of L-carnitine in Rats

흰쥐에서 L-carnitine 투여 후에 혈청 지방산과 Carnitine의 농도 변화

Purpose : Obesity is known to be associated with hypertension, dyslipidemia, and fatty liver and is thought to be associated with increased levels of free fatty acids. One of the strategies for decreasing free fatty acid levels is stimulation of hepatic lipid oxidation with L-carnitine. Carnitine is an essential cofactor for transport of long-chain fatty acid into mitochondria for oxidation. This study was designed to evaluate the changes of serum fatty acids and carnitine levels after exogenous injection of L-carnitine. Methods : Sprague Dawley rats were divided into two groups. Group A was control. Group B was given intraperitoneal injection with L-carnitine(200 mg/kg) daily for two weeks. Serum lipid (total cholesterol, triglyceride, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol) and fatty acid levels were analyzed on the first day of the first and second weeks after injection of L-carnitine. Total, free, and acyl carnitine levels also were performed by a enzymatic cycling techniques at the same day intervals. Results : There was no significant difference between the two groups in total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol levels before and after the administration of L-carnitine. But triglyceride levels were significantly decreased at the first week in group B compared with group A. Among free fatty acids, linoleic acid showed significant decrement(A group : $131.3{\pm}31.3mg/dL$ vs B group : $90.0{\pm}7.0mg/dL$) at the first week. Total, free, and acyl carnitine levels showed significant increments at all days intervals, but only free carnitine showed significant increments according to cumulative doses of carnitine. Conclusion : Plasma linoleic acid, a long-chain fatty acid, showed significant decrement after administration of L-carnitine in the first week. This may suggest that L-carnitine can be used as an antilipidemic agent for obese patients. A prospective study will investigate obese children in the future.

목 적: L-carnitine은 carnitine acyltransferase 효소에 의해 장쇄(long chain)지방산을 세포질에서 미토콘드리아로 이동시킬 때 필요한 효소로 미토콘드리아 내로 이동된 장쇄 지방산은 ${\beta}$-산화를 거쳐 신체의 에너지원으로 사용된다. 비만 치료 방법의 하나로 L-carnitine을 투여하여 간과 근육세포의 산화를 증가시켜 혈청 지방을 감소시키려는 시도가 있으며, 실제로 L-carnitine이 혈청 지방산을 낮추는지를 알아보기 위해 본 연구를 실시하였다. 방 법: 250 g 내외의 Sprague Dawley 쥐를 두 군으로 나누어 실험하였다. A군은 정상 대조군, B군에서 L-carnitine을 200 mg/kg씩 매일 복강 내로 투여하였다. Hitachi 기기를 이용하여 총 콜레스테롤, 중성지방, 고분자량 콜레스테롤, 저분자량 콜레스테롤을 측정하였고, 혈청 C6-C18 지방산은 GC/MS 분석에 의해 1일, 1주, 2주에 측정하였다. Cycling 기법을 이용하여 총 carnitine, 유리 carnitine, 아실 carnitine을 정량 분석하였다. 결 과 : 1) 혈청 총 콜레스테롤, 고분자량 콜레스테롤, 저분자량 콜레스테롤은 두 군 사이에 유의한 차이가 없었으나, 중성지방은 1주일째에 A군은 $131.3{\pm}31.3mg/dL$인데 반하여 B군은 $90.0{\pm}7.0mg/dL$로 의미있는 감소를 보였다. 2) 혈청 총 지방산은 A군에 비해 B군에서 1주에만 약간의 감소를 보였으나 통계학적 유의성은 없었다. 1주일째 장쇄 지방산인 리놀레인 산(linoleic acid)이 B군에서 A군에 비해 유의하게 감소하였다. 3) L-carnitine투여 후 carnitine(total, free, acyl) 치는 1일째, 1주일째 및 2주일째에 모두 B군이 A군보다 유의하게 높았으나, 유리 carnitine 만이 투여 누적 용량에 따라서 유의한 증가를 보였다. 결 론 : L-carnitine 투여 후 1주일째에 혈중 중성 지방의 농도가 감소하였고, 리놀레인 산이 미토콘드리아 내로 이동함으로 혈중 농도의 감소를 보였다.