Inhibitory Effects of Sasa borealis Leaves Extracts on Carbohydrate Digestive Enzymes and Postprandial Hyperglycemia

조릿대잎 추출문의 탄수화물 소화효소활성 저해 및 식후혈당강하효과

This study was designed to investigate whether Sasa borealis leaves extracts (SLE) may inhibit yeast ${\alpha}-glucosidase$ and ${\alpha}-amylase$ activities and postprandial hyperglycemia in STZ-induced diabetic mice. Freeze-dried SLE was extracted with 70% methanol and followed by a sequential fractionation with dicholoromethan, ethylacetate, butanol, and water. Both ethylacetate and butanol fractions showed high inhibitory activities against the ${\alpha}-glucosidase$ and ${\alpha}-amylase$ enzymes. The $IC_{50}$ of ethylacetate and butanol fractions against ${\alpha}-glucosidase$ were 0.54 and 0.63 mg/mL, respectively, indicating a greater inhibition effect than acarbose (0.68 mg/mL) (p<0.05). Likewise, the two fractions exhibited a smaller $IC_{50}$ against ${\alpha}-amylase$, compared with acarbose (p<0.05). However, the yield of ethylacetate fraction of SLE was relatively small. Postprandial blood glucose testing of normal mice and STZ-induced diabetic mice by starch soln. loading (2 g/kg B.W.) showed that postprandial blood glucose level at 30, 60, and 120 min were markedly decreased by single oral administration of SLE butanol fraction (200 mg/kg B.W.) in both normal (p<0.0l) and diabetic mice (p<0.0l). Furthermore, the incremental area under the curve (AUC) was significantly lowered via SLE administration (5,745 versus 12,435 $mg{\cdot}mim/dL$) in the diabetic mice (p<0.0l). The incremental AUC in normal mice corroborated the hypoglycemic effect of SLE (p<0.0l) found in the diabetic mice. These results suggest that SLE may delay carbohydrate digestion and thus glucose absorption. In addition, SLE may have the potential to prevent and treat diabetes via its ability on lowering postprandial hyperglycemia.

본 연구에서는 조릿대잎 추출물의 탄수화물 소화효소의 저해와 혈당강하효과를 조사하기 위해, 탄수화물 소화효소인 ${\alpha}-glucosidase$와 ${\alpha}-amylase$의 저해활성과 STZ 유발 당뇨생쥐를 이용한 혈당강하효과를 측정하였다. 조릿대잎 메탄올 추출물은 0.5 mg/mL 농도에서 yeast ${\alpha}-glucosidase$ 활성을 18.61% 저해하였으며, 메탄올 추출물의 ethylacetate층은 48.46%, buthanol층은 41.91%의 저해활성을 나타내어 40.31%의 저해활성을 보인 acarbose보다 ${\alpha}-glucosidase$ 저해효과가 높은 것으로 나타냈다. 또한 메탄올 추출물은 0.5 mg/mL 농도에서 ${\alpha}-amylase$ 활성을 22.16% 저해하였으며, ethylacetate층은 56.31%, buthanol층은 43.66%의 저해활성을 나타내어 41.14%를 나타낸 acarbose보다 높은 저해활성을 나타냈다. 따라서 조릿대잎 추출물 중 ethylacetate층과 buthanol층은 탄수화물 소화효소인 ${\alpha}-glucosidase$와 ${\alpha}-amylase$ 저해활성에서 제2형 당뇨병환자의 혈당 강하제로 처방되고 있는 acarbose보다 높은 저해능을 가진 것으로 나타났다. STZ으로 당뇨를 유발한 생쥐와 정상생쥐에게 시료의 수율 및 탄수화물 소화효소의 저해활성이 높은 buthanol층을 전분과 함께 경구 투여한 후 혈당 증가를 측정한 결과, 전분과 함께 조릿대 잎 추출물의 buthanol층을 경구 투여한 경우가 전분만 투여한 경우에 비해 투여 후 30, 60, 120분에 혈당 증가가 유의적으로 낮았으며(p<0.0l), 식후혈당증가 곡선의 면적에서도 대조군보다 유의적(p<0.0l) 으로 적음을 확인할 수 있었다. 이상의 연구 결과 조릿대잎 추출물중 ethylacetate층과 buthanol층은 acarbose보다 높은 ${\alpha}-glucosidase$, ${\alpha}-amylase$ 저해활성을 나타내었으며, 특히 buthanol층은 STZ 유발 당뇨생쥐를 통해 식후 혈당증가를 저하시키는 효과까지도 확인할 수 있었다.