Effects of Harmaline and Harmalol on the Oxidative Injuries of Hyaluronic Acid, Lipid and Collagen by $Fe^{2+}$ and $H_2O_2$

$Fe^{2+}$와 $H_2O_2$에 의한 Hyaluronic Acid, Lipid와 Collagen의 산화성 손상에 나타내는 Harmaline과 Harmalol의 영향

${\beta}-Carboline$ alkaloids including harmaline have been shown to inhibit enzymatically or nonenzymatically induced-lipid peroxidation of microsomes. This study was done to explore the antioxidant ability of harmaline and harmalol on the oxidative injuries of hyaluronic acid, lipid and collagen by $Fe^{2+}$ and $H_2O_2$. Their scavenging actions on reactive oxygen species were also examined. Harmaline, harmalol, superoxide dismutase, catalase and DMSO inhibited both degradation of hyaluronic acid by $Fe^{2+}$ and $H_2O_2$ and lipid peroxidation of microsomes by $Fe^{2+}$. In these reactions, DABCO inhibited degradation of hyaluronic acid but did not affect lipid peroxidation. ${\beta}-Carbolines$ inhibited degradation of cartilage collagen by $Fe^{2+}$, $H_2O_2$ and ascorbic acid. The reduction of ferricytochrome c due to autoxidation of $Fe^{2+}$, which is inhibited by superoxide dismutase, was not affected by harmaline and harmalol. They also did not have a decomposing action on $H_2O_2$. Hydroxyl radical production in the presence of $Fe^{2+}$ and $H_2O_2$ was inhibited by harmaline, harmalol and DMSO. Harmaline and harmalol may inhibit the oxidative injuries of hyaluronic acid, lipid and cartilage collagen by $Fe^{2+}$ and $H_2O_2$ through their scavenging actions on reactive oxygen species, OH and probably iron-oxygen complexes and exert antioxidant abilities.

Harmaline을 포함한 ${\beta}-Carboline$ 알카로이드들은 마이크로조움의 효소성 또는 비효소성 지질 과산화를 억제한다고 제시되고 있으나, 이들의 항산화 작용기전은 분명하지 않다. 본 연구에서는 $Fe^{2+}$와 $H_2O_2$에 의한 hyaluronic acid, 지질과 콜라젠의 산화성 손상에 있어 harmaline과 harmalol의 항산화 능력을 관찰하였다. 또한 반응성 산소대사물에 대한 이들의 제거작용을 조사하였다. Harmaline, harmalol, superoxide dismutase, catalase와 DMSO는 $Fe^{2+}$와 $H_2O_2$에 의한 hyaluronic acid의 변성과 $Fe^{2+}$에 의한 지질 과산화를 억제하였다. 이들 반응에서 DABCO는 hyaluronic acid의 변성을 억제하였으나 지질 과산화에 영향을 나타내지 않았다. ${\beta}-Carboline$은 $Fe^{2+}$, $H_2O_2$와 ascorbic acid에 의한 cartilage collagen의 변성을 억제하였다. Superoxide dismutase에 의하여 억제되는 $Fe^{2+}$의 자가산화에 따른 ferricytochrome c의 환원은 harmaline과 harmalol의 영향을 받지 않았다. 또한 이들은 $H_2O_2$에 대하여 분해작용을 나타내지 않았다. $Fe^{2+}$와 $H_2O_2$의 존재하에서 OH 생성은 harmaline, harmalol과 DMSO에 의하여 억제되었다. Harmaline과 harmalol은 반응성 산소대사물인 OH 과 아마도 철이온-산소 복합체에 대한 제거작용으로써 $Fe^{2+}$와 $H_2O_2$에 의한 hyaluronic acid, 지질과 콜라젠의 산화성 손상을 억제하고, 항산화 능력을 나타낼 것으로 추정된다.