Protective Effects of Kaempferol and Quercetin on Oxidative Stress in CPAE Cell

Flavonoids are ubiquitous substances in fruits and vegetables. A main subgroup of the flavonoids are the flavonols, of which quercetin and kaempferol are the major representatives in foods. They are used in food supplements at high doses, because of their preventive effects on degenerative diseases. The aim of this study was to determine the combined and separate effects of kaempferol and quercetin on oxidative stress in cow pulmonary artery endothelium (CPAE) cells over a broad concentration range. The results demonstrate that cell viability was greatly increased in kaempferol and quercetin treated cells whether $H_{2}O_{2}$-treated or not. Cell viability also increased when treated with flavonols in the absence of oxidative stress. Both preincubation and simultaneous incubation with kaempferol and quercetin protected against the loss of cell viability induced by 1mM $H_{2}O_{2}(5h)$. Protective effects of flavonols against oxidative stress were shown to depend on the treated flavonol concentrations. No protective effect was shown under low concentration treatment and cell viability increased 1.6 times at $200{\mu}M$ relative to the control group. At the highest flavonol concentration of $300{\mu}M$, the increased cell viability by flavonol treatment was decreased to almost half of the maximum values. Combined treatments with kaempferol and quercetin showed more protective effects against oxidative stress by $H_{2}O_{2}$ than the separate effects of each flavonol. In conclusion, the protective effect of kaempferol and quercetin against oxidative stress was very pronounced but high concentrations of flavonols can also induce cell cytotoxicity.

CPAE 세포를 이용한 Kaempferol과 Quercetin의 산화스트레스 극복효과

Flavonoid는 거의 모든 야채와 과일에 함유된 주요한 구성 성분이며 flavonol은 flavonoid 그룹 중 하나로 우리가 식품으로 섭취하는 대표적인 성분으로는 kaempferol과 quercetin이 알려져 있다. kaempferol과 auercetin은 퇴행성질병의 예방에 효과가 있다고 알려져 있어 식품 첨가물로 사용되고 있다. 본 연구의 목적은 항산화제로도 알려진 kaempferol과 quercetin을 이용하여 다양한 농도에서의 소의 폐혈관내피 세포주에 대한 각각의 산화스트레스 보호효과와 두 가지 물질의 동시 처리 시에 나타날 수 있는 상승효과를 밝히기 위함이다. 1 mM의 $H_{2}O_{2}$를 처리하여 산화스트레스를 가한 세포나 가하지 아니한 세포에서나 모두 kaempferol과 quercetin의 처리로 세포의 활성도가 높았다. 그러나 특히 산화스트레스를 가한 세포에서 항산화물의 산화스트레스 극복효과가 현저하게 나타났다. 항산화물의 농도가 고농도의 경우 오히려 증가된 세포활성도가 저하되는 반응을 보여 너무 높은 농도의 처리는 오히려 항산화효과를 억제할 수 있음을 알 수 있었다. 일반적으로 우리가 섭취하는 식품에는 kaempferol과 quercetin이 함께 포함되어 있으므로 이 두 가지 물질을 일정 비율로 서로 섞은 다음 산화스트레스 처리와 함에 처리하여 조사한 결과 단독으로 처리한 결과와 달리 고농도 조건에서도 세포활성도가 아주 높게 나타났다. 이상의 결과에서 항산화물은 생체에서 일어날 수 있는 많은 산화스트레스 상태를 완화시킬 수 있으나 가장 우수한 효능을 나타낼 수 있는 적정 농도의 조사가 중요하며 특히 각각의 항산화물을 단독으로 사용하는 것 보다 함께 사용하는 것이 상승효과를 나타낼 수 있음을 알 수 있었다.