• 제목/요약/키워드: 건강노화

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ARPE-19 세포에서 산화적 스트레스에 대한 갈색거저리 추출물의 항산화 효과 (Antioxidative Effects of Tenebrio molitor Larvae Extract Against Oxidative Stress in ARPE-19 Cells)

  • 김봉선;최라영;반유진;이준하;김인우;서민철
    • 생명과학회지
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    • 제32권11호
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    • pp.865-871
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    • 2022
  • 황반 변성은 현대 사회에서 발병율이 급격히 증가한 질환 중 하나이다. 황반 변성의 대표적인 원인은 노화로 인한 산화 스트레스로 널리 알려져 있고 최근 노령화로 인해 발병 연령은 40대부터 급격하게 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 TMH를 이용해 산화적 스트레스에 대한 항산화 효능 및 세포 사멸 억제연구를 통해 눈 건강 개선 소재를 개발하였다. 먼저 TMH의 인간 망막색소상피세포 사멸 억제 효능 평가를 위해 MTS assay로 세포 생존율을 측정하였다. 망막색소상피세포에서 H2O2에 의한 산화적 스트레스로 인해 약 60%의 세포 생존율을 확인 할 수 있었고 TMH에 의해 농도 의존적으로 세포 사멸을 억제됨을 확인할 수 있었다. 또한 LDH release assay를 통해 세포막 보호 효능을 확인 하였으며 세포 내 ROS 측정을 통해 세포 내 활성산소종 조절을 통한 항산화 효능을 확인 할 수 있었다. 마지막으로 세포 생존과 사멸에 관여하는 세포 내 신호 단백질인 MAPKs의 인산화 조절, 항산화 효소인 HO-1 발현 조절, 세포 사멸 관여 단백질인 Bax/Bcl-2의 발현 그리고 cleaved caspase-3 단백질 분석을 통해 TMH의 산화 스트레스에 대한 항산화 그리고 세포 사멸 억제 경로를 확인 하였다. 위와 같은 결과 도출을 통해 TMH의 눈 건강 기능성 소재로서의 가능성을 확인하였다.

고과당식이를 급여한 흰쥐에 있어서 토종보리수 추출물의 인슐린 저항성 및 비알콜성 지방간 개선 효과 (Effects of autumn olive berry extract on insulin resistance and non-alcoholic fatty liver in high fructose-fed rat)

  • 최하늘;최지혜;김정인
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제56권6호
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    • pp.629-640
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    • 2023
  • 토종보리수 열매 추출물의 비알콜성 지방간 질환 개선효과를 규명하기 위해 흰쥐에게 65% 고과당 식이와 함께 토종보리수 열매 에탄올 추출물을 식이의 0.5%, 1.0% 수준으로 10주간 제공하였다. 고과당군은 대조군에 비해 공복 혈당과 혈청 인슐린, HOMA-IR값이 유의적으로 증가하였고, 고농도 보리수 열매 추출물군의 공복혈당은 고과당군에 비해 유의적으로 감소하였다. 저농도 보리수 열매 추출물군 및 고농도 보리수 열매 추출물군의 혈청 인슐린과 HOMA-IR값은 고과당군에 비해 유의적으로 감소하였다. 혈청 중성지방 및 총 콜레스테롤 농도는 고과당군이 대조군에 비해 유의적으로 증가하였으며, 저농도 보리수 열매 추출물군 및 고농도 보리수 열매 추출물군은 고과당군에 비해 유의적으로 감소하였다. 간조직 중성지방 함량은 고과당군이 대조군에 비해 유의적으로 증가하였으며, 저농도 및 고농도 보리수 열매 추출물의 섭취는 고과당군에 비해 유의적으로 감소하였다. 혈청 ALT 및 AST 활성은 고과당군이 대조군에 비해 유의적으로 증가하였고, 저농도 및 고농도 보리수 열매 추출물군의 ALT 활성은 고과당군에 비해 유의적으로 감소하였다. 고농도 보리수 열매 추출군의 AST 활성은 고과당군에 비해 유의적으로 감소하였다. 간조직의 SREBP-1c 및 ChREBP 단백질 발현도는 고과당군이 대조군에 비해 유의적으로 증가하였다. 저농도 및 고농도 보리수 열매 추출물군의 SREBP-1c 및 ChREBP 단백질 발현도는 고과당군에 비해 유의적으로 감소하였고, 대조군과 유의적인 차이가 없었다. 따라서, 고과당을 섭취한 흰쥐에서 토종보리수 열매 추출물의 섭취는 고혈당과 인슐린 저항성 상태를 개선하였고, 혈청 지질과 간조직 중성지방 함량을 감소시켰으며, 간조직의 SREBP-1c 및 ChREBP 단백질 발현을 감소시켜, 비알코올성 지방간질환 개선 효과를 나타내는 것으로 사료된다.

추적 관찰을 통한 한국 농촌 노인의 수면 장애 예측 (Prediction of Sleep Disturbances in Korean Rural Elderly through Longitudinal Follow Up)

  • 박경미;김우정;최은채;안석균;남궁기;염유식;김현창;이은
    • 수면정신생리
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    • 제24권1호
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    • pp.38-45
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    • 2017
  • 목 적 : 불면 증상을 나타내는 수면 장애는 고령화 현상과 더불어 매우 급격히 증가중인 질환이다. 3년간 추적 관찰한 우리나라 농촌의 60세 이상 노인 코호트를 대상으로 수면 장애의 유병률과 이를 예측하는 요인을 알아보고자 하였다. 방 법 : 한국인의 사회적 삶, 건강과 노화에 대한 2012년과 2014년의 조사를 통해 두 번 데이터를 얻었다. 뇌졸중, 심근경색증, 협심증, 관절염, 폐결핵, 천식, 백내장, 녹내장, B형 간염, 요실금, 전립선 비대, 암, 골다공증, 고혈압, 당뇨, 고지혈증, 대사증후군에 대한 진단 여부를 물었다. 치매선별용 간이정신상태검사를 이용하여 인지 기능을 평가하였고 역학연구 우울척도를 이용하여 우울 증상을 평가하였다. 2015년에는 이 중 235명에게 DSM-IV의 제1축 장애의 구조화된 임상적 면담을 시행하였고 피츠버그 수면 질 척도로 불면증의 정도, 즉 수면 장애를 평가하였다. 또한, 지각된 스트레스 척도와 상태-특성 분노표현 척도를 시행하였다. 수면장애를 예측하기 위하여 성별, 나이, 교육, 첫 번째와 세 번째 주기의 우울 점수, 공존 질환의 개수, 그리고 현재의 분노 억제 점수와 지각된 스트레스 정도를 설명 변인으로 삼아 로지스틱 회귀분석을 시행하였다. 결 과 : 조사 대상의 27%가 수면 장애를 가지고 있었다. 회귀 분석 결과, 3년 전의 공존 질환 수, 1년 전의 우울 점수 및 현재 지각된 스트레스 정도가 수면 장애를 유의하게 예측하였다. 결 론 : 3년 전 측정한 공존 질환과 1년 전 평가한 우울증상이 현재의 수면 장애를 예측할 수 있었다. 공존 질환 및 우울 증상의 치료가 수면 장애를 호전시킬 수 있는지 추가적 연구가 필요하다.

폐경기 노화 유도 전후의 로얄제리 식이공급이 백서 표피의 필라그린과 유리아미노산 함량 및 관련 대사 효소의 단백질 발현 변화에 미치는 영향 (The Dietary Effect of Royal Jelly Supplementation on Epidermal Levels of Filaggrin and Free Amino Acids during Menopause in Rats)

  • 김예지;한상미;조윤희
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.389-396
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    • 2013
  • 본 연구에서는 난소절제를 통하여 폐경기가 유도된 백서 모델에서 생산지가 다른 국내산 로얄제리 식이와 이소플라본을 식이로 공급한 후 표피의 필라그린 및 유리아미노산의 함량과 관련 대사 효소의 발현 변화를 정상대조군인 SHAM군 및 난소절제군인 OVX군과 비교 분석하였다. Profilaggrin, filaggrin 및 total filaggrin의 발현은 SHAM군> RJ2군> OVX군=IF군> RJ1군 순으로 RJ1군의 profilaggrin, filaggrin의 발현량이 가장 낮게 나타났다. Profilaggrin에서 filaggrin으로, filaggrin에서 유리아미노산으로의 분해하는 과정에 관여하는 여러 효소 중에 PAD3의 발현은 RJ2군에서 가장 높았으나 SHAM군을 비롯하여 OVX군, RJ1군, IF군에서는 군간 유의성이 없었다. 전체 유리아미노산의 함량은 SHAM군에 비해 OVX군에서 다소 감소하였으나 RJ1군 및 IF군에서 SHAM군보다 높게 나타났다. 특히 RJ1군에서 aspartate와 proline의 함량이 SHAM군에 비해 현저히 높아졌다. 결론적으로 RJ1군에서는 filaggrin의 함량 감소가 있었지만 표피 보습 유지기능이 있는 aspartate 및 proline을 비롯한 전체 유리아미노산의 함량이 높아졌다. RJ1군의 로얄제리가 폐경으로 인해 감소되는 표피의 보습인자 중 궁극적으로 피부 보습에 관여하는 천연보습인자의 유리아미노산의 발현을 증가시켜 손상된 표피의 장벽기능 보완에 긍정적 영향을 보였다. RJ2군은 profilaggrin, filaggrin을 포함한 total filaggrin의 함량이 증가되었으나 그 분해산물인 유리 아미노산의 함량은 SHAM군과 유사하였다. RJ2군의 로얄제리가 유리아미노산의 전구단백질의 발현 증가를 야기하나 유리아미노산으로의 분해는 촉진시키지 못하였음을 시사한다. 이는 산지별 로얄제리의 피부 보습 기능에 미치는 영향이 다르게 나타날 수 있음을 의미하며 추후 각 산지별 유효성분의 분석과 함께 관련 효능에 대한 연구가 이루어질 필요성이 있다. 본 연구에서 국내산 로얄제리의 식이 공급이 피부 보습 관련 건강기능식품 개발 소재로서의 가능성이 있을 것으로 사료된다.

야생 및 재배 참취 에탄올 추출물의 항산화성 (Antioxidant activities of ethanol extracts of Aster scaber grown in wild and culture field)

  • 김규민;홍주연;우숙이;이현석;최영준;신승렬
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.567-576
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    • 2015
  • 본 연구는 산지에 자생하는 참취와 밭에서 재배하는 참취의 품질과 기능성을 평가하기 위하여 에탄올 추출물의 항산화 물질 및 항산화성에 대하여 조사하였다. 참취의 에탄올 추출물의 수율은 블랜칭 건조한 시료에서 높았고, 폴리페놀 함량은 야생 및 재배 블랜칭 건조한 시료에서 각각 35.59, 26.83 mg/g으로 야생 조에서 높은 함량을 보였다. 전자공여능은 농도가 증가함에 따라 모든 군에서 활성이 증가했고 블랜칭 건조가 가장 높은 전자공여능을 보였다. SOD 유사활성능은 야생 참취는 생채에서 높은 활성을 보였고, 재배 참취는 블랜칭 건조에서 높았다. 아질산염 소거능 pH 1.2에서는 생채와 재배 추출물의 농도가 높을수록 높은 소거능을 보였고, 재배보다 생채 참취 추출물이 더 높았다. Xanthine oxidase 저해효과, tyrosinase 저해효과 측정 결과에서는 추출물의 농도가 증가할수록 저해효과가 높았으며 야생 참취에서 높은 저해활성을 보였다. 환원력은 추출물의 농도가 증가함에 따라 환원력은 증가함을 보였고 블랜칭 건조가 높은 환원력을 보였으며 야생 참취 추출물에서 높은 환원력을 나타내었다. 이상의 결과에서 참취에탄올 추출물의 항산화 활성은 재배 참취의 추출물에 비해 야생 참취의 추출물에서 높았다. 참취 추출물의 항산화 활성은 생채 및 블랜칭 건조 참취 추출물의 항산화 활성이 자연건조 참취 추출물에 비해 전반적으로 높았다. 따라서 참취는 영양성과 항산화 활성이 우수하여 항산화 및 노화예방에 우수한 식품이며, 참취를 이용한 다양한 가공식품의 개발은 국민 건강과 더불어 참취의 소비확대 및 부가가치 창출에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.

폐렴경과 중 순환 호중구의 Respiratory Burst 활성도 변화 (Longitudinal flowcytometric measurement of respiratory burst activity of neutrophils in patients with pneumonia)

  • 이재명;이종민;김동규;최정은;모은경;박명재;이명구;현인규;정기석;박찬정
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제43권5호
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    • pp.728-735
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    • 1996
  • 연구배경: 말초혈액내 백혈구의 약 60%를 차지하는 호중구는 세균 및 진균 감염시 일차 방어기전으로 염증부위에 모여 세균 및 진균을 탐식하고 이때 활성화된 호중구는 산화율을 생성하고 이와 함께 탈과립된 효소 등에 의해서 살균작용이 이루어진다. Respiratory burst에 의하여 생성된 산화물은 감염에서의 살균 작용 외에, 염증반응의 중추 역할을 하는 물질로서 조직손상, 약물대사, 노화, 발암과정에 관여하여 각종 질환과의 연관성을 제시하고 있다. 본 연구는 폐렴환자에 있어서 폐렴의 경과 중에 중요한 역할을 하는 호중구로부터 산화물의 생성능력을 보기 위해 Respi ratory burst 활성도를 측정하였다. 방법: 건강인 24명과 폐렴으로 진단된 24명의 환자를 대상으로 혈액내 호중구의 respiratory burst 활성도를 입원 1일, 3일, 5일, 7일, 9일째에 자극하지 않은 상태 및 fMLP(formyl- MethionylLeucyl-Phenylalanine)와 PMA(phorbol myristate acerate)로 자극한 상태에서 DCF-DA를 이용한 유세포분석법으로 측정하였다. 결과: 정상인 호중구는 생리적 자극제인 fMLP에 대해 통계학적으로 의미는 없지만 약간 높은 활성도를 보였고 비생리적 자극제인 PMA에 대해서는 통계학적으로 의미있는 높은 활성도를 나타냈다. 그러나 폐렴환자의 호중구는 PMA에 자극은 되었으나 정상인 호중구보다 활성도가 덜 증가하였다(p<0.01). 호중구의 respiratory burst 활성도를 폐렴과 정상인에서 비교할 때, 자극 전에는 양군간에 차이가 없었고 fMLP로 자극한 경우에도 의미있는 차이는 없었다. 그러나 PMA로 자극한 경우 내원 1일부터 10일까지 폐렴환자는 정상인에 비해 자극에 대한 respiratory burst 활성도의 증가폭이 통계적으로 의미있게 폐렴 초기에 저하되었다가 치료가 진행됨에 따라 정상화되는 양상을 보였다. 결론: 폐렴으로 진단된 환자의 치료과정 중 혈중 호중구로부터의 과산화수소 생성능은 항생제 투여전에는 감소된 상태였으며 이후 치료 개시와 함께 점차 증가하여 9일째에는 정상인 수준으로 회복되었다.

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마이크로 멀티니들을 이용한 고주파 피부미용 의료기기를 위한 출력 장치 개발 (Developed an output device for high-frequency cosmetic medical equipment using micro multi-needle)

  • 김준태;주규태;차은종;김명미;정진형
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.394-402
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    • 2021
  • 고령사회의 진입과 인간의 평균 수명이 연장되고, 여성의 사회적 진출 및 남성들의 외모에 대한 관심증가, 미디어 매체를 통한 K-문화가 전 세계적으로 관심을 받으면서 자연스럽게 관심은 K-Bueaty에 집중되고 있다. 최근, 의료관광 분야의 점유를 보면 성형 및 피부과와 같은 피부미용 의료관광의 경우 중국, 일본 등 아시아뿐만 아니라 북미, 유럽 등에서 인기를 누리고 있다. 사람의 노화를 가장 먼저 외면적으로 확인할 수 있는 부위는 바로 얼굴의 피부 주름이다. 깨끗하고 주름이 없으면서 탄력성 있는 건강한 피부는 대부분의 사람들이 원하는 바람이다. 대표적으로 집속형초음파자극(HIFU:High Intensity Focused Ultrasound)와 저주파, 고주파(RF:Radio Frequency), 미세전류를 이용한 갈바닉 테라피, 급속 냉각을 이용한 크라이오 테라피 등 피부의 컨디션과 상태에 따라 관리하는 방식이 달라지며, 같은 기전을 이용한 의료기기 및 피부미용 기기의 시술 역시 출력 및 자극 부위 등에 따라 시술의 효과가 차이가 난다. 본 연구는 수많은 피부미용 의료기기 및 미용기기 중 마이크로니들을 이용한 침습형 고주파 피부 의료기기를 개발하고자 국제규격인 IEC 60601-2(의료기기개별기준규격)및 MFDS(Ministry of Food and Drug Safety : 식품의약품안전처)에서 고시한 고주파 자극기 기준 규격을 준수한 고주파 출력 장치를 설계 및 개발하였다. 회로 설계는 Class-A Topology를 이용한 증폭장치(AMP:Amplifier)와 Half-Bridge Topology를 이용한 전원장치로 이루어져 있다. 개발된 고주파 출력 장치를 측정한 결과 평균 63.86%의 효율을 얻었으며, 최대출력은 116.7W, 50.67dBm으로 측정되었다.

유산균을 이용한 홍고추의 발효를 통한 항비만과 항당뇨 효과 (Effects Against Obesity and Diabetes of Red Pepper (Capsicum annuum L.) Fermented with Lactic Acid Bacteria)

  • 이준형;김병혁;윤여초;김중규;박예은;박혜숙;황학수;권인숙;권기석;이중복
    • 생명과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.354-361
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    • 2019
  • 고추(Capsicum annuum L.)는 한국 전통 음식의 중요한 채소 중 하나이며, 비타민 A, 비타민 C, 비타민 E, 폴리페놀 및 플라보노이드를 많이 함유하고 있다. 또한 고추는 높은 항산화능을 가지고 있으며, 비만, 당뇨병, 고혈압, 소화 장애, 스트레스 및 노화를 예방하는데 효과적이라고 알려져 있다. 본 연구에서는 발효 홍고추 및 발효하지 않은 홍고추의 항비만 및 당뇨병 효과를 조사하였다. 8 주 동안 45% HFD를 공급하여 비만 유도 시킨 C57BL / 6N 마우스는 HFD 사료와2.5% NRM, 1.25% FRM, 2.5% FRM을 함유한 HFD 사료를 8 주간 투여하였다. 식이섭취 시킨 후 7주 경과 후 경구당 부하검사(OGTT)를 진행하였고 8주 경과 후 체중, 간, 부고환 지방량, 혈청 인슐린 수치 및 HOMA-IR을 측정하고 지질 함량 검사를 시행하였다. 이 연구의 결과는 2.5% FRM이 HFD와 2.5% NRM보다 체중, 조직 중량, 지질 함량, 혈청 인슐린 수치 및 HOMA-IR을 감소시켰다. 이 결과를 통해 발효 홍고추는 항비만 및 항당뇨에 효과가 있는 것을 확인하였다. 또한, 본 연구는 발효 홍고추를 이용한 건강기능식품 및 기능성 생리활성증대 소재의 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

키토산올리고당의 효소적 대량생산 및 생리활성 (Large scale enzymatic production of chitooligosaccharides and their biological activities)

  • 김세권;신경훈
    • 식품과학과 산업
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    • 제53권1호
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    • pp.2-32
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    • 2020
  • 키토산은 천연에 존재하는 풍부한 고분자 다당류이며 동시에 항균작용, 항암작용, 면역 활성 증강 작용 등 다양한 생리 기능성을 가진 생체 물질(biomaterial)이다. 그러나 키토산은 수용액에 쉽게 용해되지 않고 체내 흡수율도 매우 낮은 고분자 물질이기 때문에 그 자체로는 생체 내에서 기능을 발휘하지 못한다. 따라서 체내 흡수율이 용이하고 보다 다양한 생리 활성을 나타내는 키토산올리고당으로 섭취할 필요가 있다. 키토산으로부터 키토산올리고당을 만드는 방법은 온화한 조건에서 부반응이 없는 효소분해가 가장 이상적이다. 그러나 키토산을 분해시킬 수 있는 효소의 가격이 매우 비싸고 효소 활성이 낮아 산업적으로 효소를 이용하여 키토산올리고당을 대량 생산하는데는 경제적으로 큰 문제가 있었다. 따라서 효소 분해에 의한 키토산올리고당의 생산을 산업적으로 적용시켰을 때 대량으로 소모되는 효소의 높은 생산 비용을 경감하기 위하여 효소의 재이용을 위한 생산 시스템을 도입하였고 한외여과막과 효소 반응기를 결합시킨 한외여과막 효소반응기를 키토산올리고당의 생산에 적용시킴으로써 대량 생산이 가능해졌다. 이 시스템은 사용하는 막의 종류에 따라 원하는 분자량의 키토산올리고당을 생산 할 수 있어 분자량 크기에 따라 생체 내에서 다른 생리기능을 나타내는 키토산올리고당을 각기 목적에 맞는 제품으로 대량 생산할 수 있다. 키토산올리고당은 암세포 성장에 영향을 미치는 면역을 증진시키고 암 전이 관련 효소인 MMP-2 및 MMP-9의 발현을 저지하여 암 전이를 억제할 뿐만 아니라 암세포의 신생 혈관형성을 억제하므로 암의 예방이나 치료에 활용될 수 있다. 또한 키토산올리고당은 생체 노화를 촉진시키는 초과산화 라디칼, 히드록시라디칼, 과산화 라디칼과 같은 활성산소종을 소거시킴으로써 활성산소종에 의해 유발되는 질환도 예방한다. 더 나아가서, 키토산올리고당은 양전하를 가진 아미노기를 갖고 있어 미생물 세포막의 음전하와 결합하여 세포막의 기능을 상실시킴으로써 막을 통해 출입하는 대사에 필요한 물질들을 봉쇄한다. 이것은 미생물의 성장과 증식을 감소시키는 효과가 있어 식품분야에서도 천연 보존제로서 활용될 것으로 기대된다. 지금까지 고혈압 및 심장 질환의 치료는 레닌엔지오텐신 시스템(RAS)경로의 치료조작(mani pulator) 및 ACE 저해에 초점이 맞추어져 왔다. Captopril, Enalapril, Alcacepril 및 Lisinopril같은 합성 ACE 저해제는 고혈압 치료 및 예방을 위해서도 널리 사용되고 있으나 기침, 알레르기 반응, 맛 장애 및 피부발진과 같은 부작용을 야기시킬 위험이 있다. 그러므로 고혈압의 치료나 관리를 위한 치료제로서 자연계에 존재하는 천연성분인 키토산올리고당이 바람직한 대안으로 사용될 수 있을 것이다. 고령 사회로 진입하면서 노인의 치매 발병률은 현저하게 증가하는 추세이나 아직까지 효과가 뛰어난 치매치료제는 개발되지 않고 있는 실정이다. 키토산올리고당이 치매유발효소인 베타-세크레테이즈뿐만 아니라 아세틸콜린 에스테르가수분해효소를 저해하고, 산화에 의한 뇌세포의 손상을 저해하는 효능이 있는 것으로 밝혀져 앞으로 치매 예방이나 치료에 적극적으로 활용되어야 한다. 최근에 소비자나 환자들은 다양한 부작용을 낳는 화학적으로 합성된 의약품을 기피하는 경향이 있어 자연식품이나 천연 생리기능성 물질과 자가치료에 대한 욕구가 높아지고 있다. 그러므로 의약품에 비해 다소 효능이 낮을지라도 특정한 질병의 예방이나 치료를 위해 특수한 생리 기능성 물질의 섭취는 더욱 더 인기를 끌게 될 것이다. 따라서 항암, 항산화, 항염증, 항균, 항고혈압, 항치매, 항당뇨, 항알레르기 등 다양한 생리활성을 나타내는 키토산올리고당을 활용한 건강기능성식품(nutraceuticals), 의약품(pharmaceuticals) 및 기능성 화장품(cosmeceuticals) 등 다양한 제품이 개발될 것으로 기대된다.

일주기 리듬과 일주기 유형이 경두개 직류전기자극에 의한 뇌기능 변화에 미치는 영향 탐색 (The impact of functional brain change by transcranial direct current stimulation effects concerning circadian rhythm and chronotype)

  • 정다운;유수민;이현수;한상훈
    • 인지과학
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    • 제33권1호
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    • pp.51-75
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    • 2022
  • 경두개 직류전기자극(transcranial Direct Current Stimulation; tDCS)은 지각, 인지, 운동 등의 뇌기능 향상 및 발달 효과가 입증되며, 다양한 분야에서 활용 및 응용되는 비침습적 뇌자극술이다. tDCS 효과는 뇌의 해부학적 구조, 뇌의 노화 정도 등의 뇌신경활성화 특징에 따라 다르게 나타난다는 연구결과들이 보고되고 있다. 일주기 리듬(circadian rhythm)은 대략 하루 주기의 수면과 각성의 생리적 변화패턴을 의미하며 뇌신경활성화 상태는 일주기 리듬에 따라 다르게 나타난다. 일주기 유형(chronotype)은 하루 중에 발현되는 각성도의 크기에 따라 아침의 각성도가 큰 유형은 아침형으로 저녁의 각성도가 큰 유형은 저녁형으로 나누어진다. 본 연구는 일주기 리듬에 의해 변하는 뇌기능 특징이 tDCS 효과에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 총 20명의 건강한 성인 대상으로 실험을 진행하였고, 참가자들은 일주기 유형을 분류하기 위해 아침형-저녁형 설문지에 의해 주간형(아침형, 중간형)과 야간형(저녁형)으로 분류했다. 본 실험은 Zoom 프로그램을 이용하여 참가자와 실험자가 온라인으로 만나서 실험을 진행했다. 실험이 확정된 참가자는 실험자로부터 뇌파 기기, 뇌파 데이터를 획득하는 앱이 있는 핸드폰, 핸드폰 거치대, 뇌자극 기기의 사용방법에 대한 설명을 듣고 기기를 테스트해보고 기기를 전달받았다. 기기사용의 어려움을 가진 2명의 참가자는 대면 실험을 진행하여, 실험자가 기기작동을 하여 실험에 참여했다. 일주기 리듬의 상태에 따른 뇌자극 효과를 알아보기 위해 1주일 간격으로 아침과 저녁에 실험했으며, tDCS 자극 전과 후의 신경활성화 반응의 차이를 뇌파를 이용하여 측정하였다. 뇌자극에 의한 뇌기능 변화를 확인하기 위해 자극 전의 뇌파와 자극 후 뇌파가 다른 패턴을 보이며 분류가 잘되는 지를 예측 정확도로 분석했으며, 뇌기능 특징 변화가 일주기 리듬과 일주기 유형에 따라 다르게 나타나는지 확인하기 위해 각 조건의 분류조건(아침/저녁, 주간형/야간형)에서 추출된 주요 EEG 특성을 비교했다. 54개의 뇌파 특성값을 추출하여 SVM(Support Vector Machine) 기계학습 알고리즘으로 분류 모델을 구축하였고, 구축된 모델을 Leave-One-Out 교차검증(Leave-One-Out Cross-Validation)을 사용하여 자극 전과 후의 뇌파 반응을 예측하는지 평가하였고, 분류예측모델의 주요 예측 인자를 확인하는 주요 특성 분석을 진행하였다. 아침과 저녁의 tDCS에 따른 뇌파 특징을 분류하는 예측 정확도는 모두 98%로 나타났으며, 주간형의 아침 자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 92%와 96%이며, 야간형의 아침자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 모두 94%로 나타났다. 아침 자극 전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성결과는 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 좌측 측두 두정엽과 전전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽의 뇌파 특성값들만 나타났다. 저녁 자극전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성 결과 또한 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 우측 측두 두정엽과 좌측 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽과 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났다. 이와 같은 연구결과는 일주기 리듬과 유형에 따라 아침과 저녁의 뇌기능 특징이 다르게 나타나서 뇌자극 효과가 다르게 나타날 수 있음을 확인한 결과이다. 본 연구의 결과는 효과적인 뇌자극을 위해 개인의 뇌신경 활성화 상태 및 특징에 따라서 뇌자극 프로토콜을 조정할 필요성을 제시한다는 데에 의의를 찾을 수 있다.