Allaben, William T.;Chou, Ming W.;Pegram, Rex A.;Leakey, Julian;Feuers, Ritchie J.;Duffy, Peter H.;Turturro, Angelo;Hart, Ronald W.
Toxicological Research
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제6권2호
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pp.167-182
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1990
Dietary restriction (caloric restriction) is the only intervention which has been reliably shown to extend the maximum life span of warm-blooded animals and delay the many phenomena associated with aging. It is also one of the most effective modulators of toxicity, especially cancer endpoints. In spite of the known modulator effects of caloric restriction, the biological mechanisms responsible for these effects had not been in vestigated until recently. The National Center for Toxicological Research (NCTR), in a collaborative effort with the National Institute of Aging (NIA), initiated a project whereby nine (9) combinations of rodent species/strains and diets were fed both restricted and ad libitum. The NIA's initiative was to identify biomarkers of aging whereas NCTR's initiative was to identify the biological effects associated with the profound effects caloric restriction has in protecting against both spontaneous (age-related) and chemically-induced toxic endpoints. Independent of sex or species, caloric restriction has similar effects on body temperature, oxygen consumption and $CO_2$production. Caloric restriction also decreased lipid glycolysis and metabolism in rats and mice, which suggest decreased production of metabolites which could lead to fatty acid epoxide formation. The age-associated loss of ciradian regulation of intermediate enzymes is also significantly reduced. Moreover, caloric restriction reduced the age-associated feminization of sexually dimorphic liver isozymes, increased several glucocorticoid responsive isozymes, elevated glucagon/insulin ratios, produced less microsomal superoxide and enhanced the capacity for utilzing detoxicating metabolic pathways. Calorically restricted rats have less than half the number of aflatoxin ($AFB_1$)-DNA adducts than ad libitum animals and urinary excretion of $AFB_1$ was increased significantly. Finally, DNA repair mechanisms are enhanced and oncogene expression is decreased in calorically restricted animals.
이유한 수컷 흰쥐를 혈장 콜레스테롤의 수준에 따라 미리 4군으로 분류한 다음 옥수수배아유, 돈지 및 달맞이꽃 종자유를 15% 함유하고 콜레스테롤이 0.5%씩 첨가된 실험식이로 사육하였다. 콜레스테롤을 첨가하지 않은 대조군의 식이유지 급원으로는 옥수수배아유를 사용하였다. 4주간의 사육실험 후 혈장 콜레스테롤과 적혈구막 및 대동맥의 지방산조성을 비교 분석하였다. 그 결과 달맞이꽃 종자유를 급여한 흰쥐는 다른 실험군에 비하여 혈장 콜레스테롤이 낮은 수준을 나타내었으며 옥수수배아유 섭취군에서 식이 콜레스테롤의 첨가 유무가 혈장 콜레스테롤의 수준에 큰 영향을 미치지는 못하였다. 그리고 상기 조직에서 달맞이꽃 종유의 섭취군에서 GLA의 대사산물인 DGLA와 AA의 함량이 증가하였다.
Drought is a severe abiotic stress that affects global crop production. A drought model was created for 'Toyonoka' Fragaria ${\times}$ ananassa, and the effects of drought stress on contents of proline, sugars, and antioxidant enzyme activities were investigated. Strawberry transplants with identical growth were chosen for the experiments and the randomized design included four replications (10 plants per block). The experimental sets differed in the moisture level of the culture medium relative to the range of moisture content as follows: control, 70-85%; mild drought stress, 50-60%; moderate drought stress, 40-50%; and severe drought stress, 30-40%. Drought stress was imposed by limiting irrigation. Plants were sampled and physiological parameters w ere measured on 0, 2, 4, 6, 8, and 10 days after the commencement of droughts tress. The water potential of strawberry leaves decreased in the plants under mild, moderate, and severe stress during the course of the water stress treatment and exhibited a significant difference from the control. Strawberry leaves subjected to drought stress had higher accumulation of proline, sugars, and malondialdehyde, and higher activities of superoxide dismutase, peroxidase, and catalase than leaves of control plants. Malondialdehyde levels increased in parallel with the severity and duration of drought stress. By contrast, antioxidant enzyme activity displayed dynamic responses to drought stress, first increasing and subsequently decreasing as the severity and duration of drought stress increased. These results suggest that strawberry plants respond to drought stress by altering the activities of antioxidant enzymes and the levels of osmotically active metabolites. These biochemical response changes may confer adaptation to drought stress and improve the capacity of plants to withstand water-deficit conditions.
Four Korean native steers ($511{\pm}17.2kg$; $2{\times}2$ replicated crossover design) fitted with duodenal cannulas were used to investigate the influence of oral administration of soluble whey protein (WP; 82.29% crude protein) on ruminal fermentation, gastrointestinal (GI) hormone secretion in the blood, pancreatic ${\alpha}$-amylase activity in the duodenum, and disappearance rate in each segment of the GI tract. Steers were orally fed the basal diet (control; TMR [total mixed ration] 9 kg/d) or the basal diet with enriched WP (400 g/d) for 14 days. The apparent crude protein disappearance rate in the rumen of the WP was higher than in control (p < 0.05). However, no difference between groups was observed in the apparent crude protein disappearance rate in the intestine and the apparent starch disappearance rates in the rumen, GI tract. The level of cholecystokinin, secretin, and ghrelin in serum and pancreatic ${\alpha}$-amylase activity in the duodenum of the WP also did not change. The changes in the level of blood urea nitrogen related to protein metabolism were higher in the WP than in the control (p < 0.05). However, the levels of total protein, lipid, carbohydrate and mineral metabolites did not change. Consequently, we suggest that the oral administration of WP in steers assisted in ruminal fermentation due to the population increase of microbes in the rumen but did not improve the starch digestion rate in the small intestine because GI hormone secretion in the blood and pancreatic ${\alpha}$-amylase activity did not change.
The primary aim of this study was to evaluate the effect of feeding alfalfa: Concentrate at different ratios (8:2 or 2:8) to Korean native black goats (KNBG) for 90 days on meat quality and bioactive compound content. Feeding KNBG alfalfa and concentrate at different ratios did not impact meat pH, color, microorganism composition, volatile basic nitrogen levels, or lipid oxidation. The low alfalfa (KLA) group exhibited increased oleic acid and monosaturated fatty acid levels, both of which impact the palatability traits of meat. The abundance of bioactive compounds increased in the loin meat of the KLA group, leading to an increase in antioxidant activities. Our results suggest that feeding alfalfa and concentrate at a 2:8 ratio to KNBG can increase taste-related fatty acids and bioactive compounds in loin meat, relative to that achieved by feeding at an 8:2 ratio. Further investigation is required to evaluate the quality and the metabolites of bioactive compounds in KNBG meat and the effect of the different dietary ratios of forage and concentrate.
Kim, Seonghye;Lee, Sujin;Lee, Wonho;Lee, Yujin;Choi, Juyoung;Lee, Hani;Li, Youzhen;Ha, Seulbin;Kim, Suhkmann
한국자기공명학회논문지
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제25권2호
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pp.12-16
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2021
Daphnia magna is used as target organism for environmental metabolomics. The metabolome of D. magna was studied with NMR spectroscopy. Most studies used the extract of D. magna, but the reproducibility cannot be obtained using extracted sample. In this study, lyophilized D. magna samples were analyzed with two different 1H NMR techniques, HR-MAS on intact tissues and solution NMR on extracted tissues. Samples were measured three times using 600 MHz NMR spectrometer. Metabolite extraction required more than twice as many D. magna, but the metabolite intensity was lower in solution NMR. In the spectra of HR-MAS NMR, the lipid signal was observed, but they did not interfere with metabolite profiling. We also confirmed the effect of swelling time on signal intensities of metabolites in HR-MAS NMR, and the results suggest that appropriate swelling should be used in lyophilized D. magna to improve the accuracy of metabolite profiles.
Background: Ginseng (Panax ginseng Mayer) is an important natural medicine. However, a long culture period and challenging quality control requirements limit its further use. Although artificial cultivation can yield a sustainable medicinal supply, research on the association between the transplantation and chaining of metabolic networks, especially the regulation of ginsenoside biosynthetic pathways, is limited. Methods: Herein, we performed Liquid chromatography tandem mass spectrometry based metabolomic measurements to evaluate ginsenoside accumulation and categorise differentially abundant metabolites (DAMs). Transcriptome measurements using an Illumina Platform were then conducted to probe the landscape of genetic alterations in ginseng at various ages in transplantation mode. Using pathway data and crosstalk DAMs obtained by MapMan, we constructed a metabolic profile of transplantation Ginseng. Results: Accumulation of active ingredients was not obvious during the first 4 years (in the field), but following transplantation, the ginsenoside content increased significantly from 6-8 years (in the wild). Glycerolipid metabolism and Glycerophospholipid metabolism were the most significant metabolic pathways, as Lipids and lipid-like molecule affected the yield of ginsenosides. Starch and sucrose were the most active metabolic pathways during transplantation Ginseng growth. Conclusion: This study expands our understanding of metabolic network features and the accumulation of specific compounds during different growth stages of this perennial herbaceous plant when growing in transplantation mode. The findings provide a basis for selecting the optimal transplanting time.
본 연구에서는 streptozotocin으로 당뇨를 유발시킨 흰쥐에게 methanol로 추출하여 분획한 참마의 $H_2O$ 분획물을 경구투여하고 selenium(Se)은 식이로 보충하여 당뇨시 14일간 에너지대사물 수준과 지질과산화에 미치는 영향을 실험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 간장과 근육의 glycogen 함량의 변화는 정상군과 당뇨대조군 사이에 유의적인 차이를 보이지 않았으며 당뇨실험군 사이에도 유의적인 차이를 보이지 않았다. 간장, 신장 및 근육의 단백질 수준도 정상군과 당뇨대조군에서 유의적이 아니었으나 근육단백질 수준이 당뇨대조군보다 DJR-Se 병용 투여군에서 높았다. 간장의 콜레스테롤 수준은 정상군과 당뇨대조군 사이에 유의적이었으며 당뇨대조군에 비해 당뇨실험군 모두에서 콜레스테롤 수준이 낮았으나 유의성은 보이지 않았다. 간장의 중성지방 수준은 당뇨대조군에 비해 DJT-Se군에서 유의적으로 높아 참마와 Se 처리의 상승작용을 보였다. 지질과산화에 영향을 주는 MDA 수준은 간장의 경우 정상군과 당뇨대조군 사이에 유의적이 아니었고 폐의 MDA 수준은 실험군과 당뇨군 모두에서 가장 낮은 수준으로 당뇨대조군에 비해 Se군에서 유의적으로 낮았다. 간장의 MDA 수준은 유의적인 차이는 아니었지만 정상군에 비해 당뇨대조군에서 높은 수준이었고 DJT-Se 병용투여군에서 모든 실험군 중 유의적으로 가장 낮은 수준이었다. 본 연구 결과 STZ 당뇨 쥐에서 참마의 $H_2O$ 분획물과 Se 투여시 지질과산화에 미치는 영향은 간장에서 MDA 수준이 가장 높았다. Se 단독 투여시 제일 큰 영향을 받는 장기는 폐였으며 다음이 신장으로 간장의 MDA 수준을 낮추는데는 DJT-Se 병용투여시 가장 효과적이었다. 참마의 $H_2O$ 분획물투여와 Se 보충은 전보의 연구 결과와 유사하게 참마나 Se를 독립적으로 섭취하는 것보다는 병용하여 보충하는 것이 지방대사물과 지질과산화에 작용하여 항산화효과에 상승작용을 보였으며 참마는 항산화에 영향하는 생리활성성분을 함유하는 식품으로 당뇨식이 처방에 유용하리라 생각된다.
키토산용액으로 발아시킨 키토산발아현미는 증류수만으로 발아시킨 일반발아현미보다 식이섬유, 총 페놀성 화합물, GABA, 그리고 phytic acid의 함량이 높게 나타났다. 또한, 체내 지방 흡수에 관여하는 lipase 저해 검정에서는 키토산 발아현미가 가장 높은 활성을 나타냈으며 일반발아현미도 현미에 비해 높은 활성을 나타냈다. 고지방 식이에 의한 흰쥐의 비만 억제 실험에서는 키토산발아현미군이 대조구와 일반발아현미에 비해 체중 및 복부지방량이 낮고 분변 중의 조지방 함량은 높은 경향을 보였다. 또한 혈중 총콜레중성지질, 및 LDL-C의 농도는 낮은 반면 HDL-C 농도는 높은 경향을 나타냈다. 발아현미 제조에 있어 키토산 처리는 발아하는 동안 비만 억제 및 콜레스테롤 감소에 효과가 있는 기능성 성분을 증대시키는 유용한 방법으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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