Effect of Agaricus blazei β-Glucan and Egg Shell Calcium Complex on Bone Metabolism in Ovariectomized Rats

This study was designed to evaluate the effect of Agaricus blazei $\beta-glucan$ and egg shell calcium complex on bone metabolism in ovariectomized (OVX) rats. Forty Sprague-Dewley female rats, 10 weeks of age $(248{\pm}1.7g)$, were divided into 4 groups and fed on the experimental diets for 6 weeks: sham operated control treated with normal diet containing 0.5% calcium (Sham-C), OVX-control treated with normal diet containing 0.5% calcium (OVX-C), $OVX-\beta-glucan$ group treated with $\beta-glucan$ diet containing 0.5% calcium (OVX-G), and $OVX-\beta-glucan$ egg shell calcium complex treated with $OVX-\beta-glucan$ egg shell calcium complex containing 0.5% calcium (OVX-GE). Bone weight of femur was higher in the OVX-GE group than in the other OVX groups. Bone mineral density of femur was significantly different (p<0.05) among the experimental groups and showed the highest level in the OVX-GE group. Calcium absorption rate and retention were higher in the $\beta-glucan$ supplement groups than in the other groups (p<0.05). Alkaline phosphatase activities and osteocalcin levels of serum showed lower in the $\beta-glucan$ supplement groups than in the OVX-C group. Deoxypyridinoline crosslink values of urine, indicator of bone absorption, showed the lowest in the OVX-GE group. The $\beta-glucan$ supplemented groups had a lower bone resorption ratio than in the OVX-C group. We concluded that bioavailability of calcium is higher in $\beta-glucan$ supplement groups compared to those in OVX rats. From the above results, these findings suggest the possibility of using $\beta-glucan$ egg shell calcium complex as a functional food material related to bone metabolism, even though there is no significant difference between the groups of $\beta-glucan$ and $\beta-glucan-egg$ shell calcium complex supplementation.

난소절제 흰쥐에서 신령버섯의 β-Glucan과 난각 Ca 복합체가 골 대사에 미치는 효과

본 연구는 칼슘 급원으로서 $\beta-glucan-egg$ shell calcium complex($\beta-glucan-Ca$ 복합체)의 유효성을 확인하여 칼슘 보충제 개발에 활용하고자 실시하였다. 신령버섯에서 추출한 $\beta-glucan$과 난각의 Ca을 결합시켜 $\beta-glucan-Ca$ 복합체로 제조하여 골다공증 실험동물에서 $\beta-glucan$ 및 $\beta-glucan-Ca$ 복합체가 골 대사에 미치는 효과를 비교하였다. 10주령의 Sprague-Dewley 암컷 흰쥐의 양쪽 난소를 절제(OVX)한 후 실험식 이를 급여하였으며 Sham-대조군(Sham-C)은 실험군과 동일한 스트레스를 주기 위해 난소를 절제하지 않고 개복수술만 실시한 후 실험하였다. 식이조성은 Sham-C, OVX-대조군(OVX-C)와 $OVX-\beta-glucan$군(OVX-G)은 $CaCO_3$로 Ca 함량이 0.5%가 되도록 조정하였으며, OYX-G군은 $\beta-glucan$을 첨가하여 제공하였다. $OVX-\beta-glucan-Ca$ 복합체군(OVX-GE)은 $\beta-glucan-Ca$ 복합체의 Ca 농도가 0.5% 함유하도록 조정하여 실험식이를 각각 조제하여 6주간 급여하였다. 체중 100 g당 건조시킨 대퇴골의 무게는 Sham-C>OVX-GE>OVX-C와 OVX-G의 순으로 나타나 $\beta-glucan-Ca$ 복합체를 제공한 OVX-GE에서 다른 OVX군에 비해 상대적으로 골 무게가 증가하는 경향을 보였다. 대퇴골의 골밀도는 각 군 간의 유의적인 차이를 보였으며 Sham-C에 비해 $\beta-glucan$을 첨가한 식이를 제공받은 군에서 골밀도가 상대적으로 높은 수준을 보였고 특히 OVX-GE에서 가장 높은 골밀도를 보였다. Ca체내 흡수율과 보유량은 각 군 간에 유의적인 차이를 보였으며 OVX-C가 Sham-C에 비해 높았으며 OVX군에서는 $\beta-glucan$를 첨가한 군이 높은 수준을 보였다. ALP의 활성은 OVX군에서는 $\beta-glucan$을 첨가한 군이 다소 낮은 경향을 보였다. 요 중의 골 흡수 지표인 DPD crosslink value는 각 군 간의 유의적인 차이를 보였고 OVX군의 DPD crosslink value가 Sham-C에 비해 현저하게 높은 수준으로 나타나 OVX군의 골 흡수가 높음을 확인할 수 있었다. OVX군에서 $\beta-glucan$을 첨가한 식이를 제공한 OVX-G와 OYX-GE의 DPD crosslink value가 OVX-C에 비해 유의적으로 낮은 수준이었으며 $\beta-glucan$이 난소 절제 흰쥐 모델에서 골 대사에 영향을 미쳐 골 흡수율을 낮추어 골 보호효과를 나타내는 것으로 보인다. 이상의 결과들로 미루어 볼 때, 비록 $\beta-glucan$을 제공한 군과 $\beta-glucan-Ca$ 복합체를 제공한 두 군 간에는 유의적인 차이를 보이지 않았으나 난소절제 흰쥐모델의 골 대사에서 $\beta-glucan-Ca$복합체 형태가 골다공증 예방을 위한 기능성 식품으로서의 가능성을 보여주었으며, 앞으로 골다공증 예방을 위한 $\beta-glucan-Ca$ 복합체 형태의 효과적인 농도는 계속적으로 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.