천연물 성분의 약효와 간독성에 관여하는 기전연구의 일환으로 사염화탄소로 유발된 흰쥐에서 혈청 중의 효소 활성도, 지질함량 및 과산화지질을 측정하여 홍화자 추출물과 분획물이 사염화탄소로 유발되는 간독성에 미치는 효과를 규명하고자 하였다. 홍화자는 홍화(Carthamus tinctorius L.)의 씨로서 성미는 신, 온하며 활혈거제 및 소 지통의 효능을 가진 구어혈제로서 자궁에 대한 흥분작용과 관상동맥을 확장시키는 작용이 있으며 혈압을 하강시키는 작용이 있다. 또한 고cholesterol 혈증을 낮추고 혈전폐색성 맥간염을 치료하는 효과도 있다고 한다.
참굴에 다환성방향족탄화수소(PAHs)의 축적성과 이 물질들이 미치는 독성을 평가하기 위해 해양환경에서 빈번히 검출되는 PAHs 중의 하나인 fluoranthene을 사용한 모델연구를 수행하였다. Fluoranthene을 0.01-1ppm의 농도로 2주간 참굴에 노출시켰을 때 참굴 조직내의 fluoranthene의 농도는 노출기간 및 노출농도에 비례하여 최고 40-70배까지 증가하였다. 소화맹낭과 폐각근의 지질 과산화물가는 노출기간 및 노출농도에 관련하여 현저히 증가하였으며 수용성단백질의 함량은 노출기간이 길어짐에 따라 서서히 감소하였다. 그러나 glycogen 함량, nucleoside/nucleotide, DNA 및 RNA 함량은 변화하지 않았다. 이 결과로 fluoranthene은 굴의 조직내로 원활하게 축적함을 확인하였다. 또한 과산화지질의 함량은 fluoranthene에의 오염에 대해 신속히 반응하는 지표의 하나로 추정되며 수용성단백질의 감소도 비록 시간적으로 다소 둔감하기는 하나 또 다른 지표가 될 수 있을 것으로 사료된다.
참굴에 다환성방향족탄화수소(PAHs)의 축적성과 이 물질들이 미치는 독성을 평가하기 위해 해양환경에서 빈번히 검출되는 PAHs 중의 하나인 anthracene을 사용한 모델연구를 수행하였다. Anthracene을 0.01-1ppm의 농도로 2주간 참굴에 노출시켰을 때 참굴 조직내의 anthracene의 농도는 노출기간 및 노출강도에 비례하여 최고 25-85배까지 증가하였다. 소화맹낭과 폐각근의 지질 과산화물가는 노출기간 및 노출농도에 관련하여 현저히 증가하였으나 수용성단백질, glycogen, nucleoside/nucleotide 및 핵산의 함량은 변화하지 않았다. 이 결과로 anthracene은 굴의 조직내로 원할하게 축적됨을 확인하였으며 과산화지질의 함량은 anthracene에의 오염에 대한 예민한 생화학적 지표가 될 수 있을 것으로 사료된다.
항산화 및 미백효과가 있는 생약재을 탐색하기 위해 생약재 70% 에탄을 추출물의 전자공여효과, 지질 과산화 억제효과 및 tyrosinase 억제효과를 검색하였다. 70% 에탄을 추출물의 전자공여 효과는 10$\mu\textrm{g}$/m1의 농도에서는 연교>홍화씨 >오미자>운지, 감초 순으로 나타났고 100$\mu\textrm{g}$/m1의 농도에서는 연교>운지 >감초>오미자>상지 >홍화씨 순으로서 연교의 전자공여효과가 가장크게 나타났다. 또한 l$\mu\textrm{g}$/ml에서 연교는 37%, 홍화씨는 31% 정도로서 매우 낮은 농도에서도 상당한 전자공여효과를 나타냈다. 지질과산화 억제효과는 쑥>감초>생지황>상지 순으로서 쑥이 가장 높은 항산화 효과를 나타내었고 tyrosinase 활성의 저해효과는 상지> 쑥> 느타리버섯 순으로서 상지가 가장 좋은 효과가 있음을 악 수 있었다. 위의 결과는 연교, 쑥 그리고 상지 등이 피부노화 억제 기능성 화장품의 소재로 이용될 수 있음을 시사한다.
여러 가지 생약재와 녹용이 첨가되어 보혈 강장제, 활력강화 및 성장촉진 효과가 있는 전통 한약탕제인 녹용대보탕에 대하여 in vitro에 의한 전자 공여작용과 지질과산화 억제효과 등의 항산화 활성과 아질산염 소거효과, tyrosinase 억제효과 그리고 혈소판 응집 억제활성 등을 분석하였다. 본 실험에서 사용한 한약탕제의 총 페놀함량은 151.3$\pm$2.6 mg%로 확인되었으며, 80.9%의 전자 공여효과를 나타냈다. 리놀레산을 이용한 지질과산화 억제효과는 88.1%로 나타났으며, pH에 따른 아질산염 소거효과를 비교 검토한 결과 시료의 아질산염 소거 효과는 산성 pH에서 70%정도의 활성을 나타냈으며 pH 1.2에서 가장 높고, pH 6.0에서 가장 낮은 소거효과를 나타내 pH가 높아질수록 그 활성이 낮았다. Tyrosinase 억제효과는 80%이상으로 나타났으며, SD rat의 혈소판을 ADP로 자극하였을 때 일어나는 혈소판 응집 에 대한 저해활성을 측정한 결과 약30%의 혈소판 응집 억제효과를 보였다. 또한 이들 억제효과는 농도 의존적으로 일어남을 알 수 있었다.
Napier grass (Penninsetum purpureum)의 50% 에탄올 추출물의 수율, 폴리페놀 함량 및 항산화 활성을 확인하였다. Napier grass 추출물의 수율은 $6.3{\pm}0.35%$이었고, 총 페놀성 화합물 함량은 $79.6{\pm}3.65{\mu}g$ gallic acid equivalents/mg-추출물로 나타났다. Napier grass 추출물의 유리라디칼과 양이온라디칼 소거능, 환원력, 아질산염 소거능 및 지질과산화 억제능은 모두 추출물의 농도에 비례하여 증가하였다. Napier grass 추출물의 DPPH 유리라디칼에 대한 $EC_{50}$값은 $1,930.0{\mu}g/mL$로 유리라디칼에 대한 소거활성이 높지 않았다. Napier grass 추출물의 ABTS 양이온라디칼 소거, 환원력 및 아질산염 소거에 대한 $EC_{50}$값은 각각 350.0, 840.0 및 $1,470.0{\mu}g/mL$로 나타나 유리라디칼 소거활성에 비해 높은 항산화 능력을 보유하고 있었다. 특히 Napier grass 추출물은 $85.0{\mu}g/mL$의 농도에서 과산화물의 생성을 74.6% 억제할 정도로 뛰어난 지질과산화 억제활성을 보여주었다.
한약재 향유의 정유성분, absolute 및 oleoresin을 추출분리 동정하고, 지질과산화 억제활성, 세포독성, 돌연변이 유발성 검정 및 거담효과 등의 생리활성을 측정하였다. 향유의 정유성분의 수율은 0.34%이었으며, naginate ketone이 29.37%와 elsholtizia ketone이 14.37%로 가장 많이 함유되어 있었다. 향유의 absolutes의 수율은 11.33%이었으며, methyl linolenate가 12.07%이었고, palmitic acid 10.46% 비율로 존재하고 있었다. 향유의 oleoresins의 수율은 15.24%이었으며, 9,12,15-octadecatrienoic acid가 18.62%로 가장 높은 비율을 차지하고 있었다. 세 방법의 지질과산화 억제활성시험에서 향유의 정유성분과 oleoresins을 $200\;{\mu}g/m{\ell}$의 농도로 처리했을 때 지질과산화를 잘 억제하였으나. absolutes는 같은 농도에서 거의 억제하지 못하였다. 향유의 정유성분과 oleoresins은 24시간에서 $EC_{50}$값이 $25\;{\mu}g/m{\ell}$이하로 고농도에서만 약간의 세포독성이 있으며, 향유의 absolues와 oleoresins은 고 농도에서도 돌연변이 유발성과 향균성이 나타나지 않았으나 정유성분은 $500\;{\mu}g/plate$ 이상 처리시 돌연변이 유발성 뿐만 아니라 항균성도 있는 것으로 나타났다. 향유의 정유성분과 oleoresins은 약간의 거담효과가 있는 것으로 판단된다.
Adriamycin (Doxorubicin HCl)의 혈관밖 유출에 따른 조직의 손상, 특히 피부괴양 및 괴사 기전을 규명하기 위한 연구의 일환으로 흰쥐 피부세포를 이용한 in vitro 실험에서 adriamycin에 의한 산소라디칼 생성 및 그와 관련된 세포독성 기전으로 지질과산화를 검토하였다. Adriamycin은 흰쥐 태자 피부의 배양세포에서 lactic dehydrogenase(LDH) 유리를 용량 및 시간 의존적으로 증가 시켰으며, NADPH 및 NADH 첨가 조건에서 $superoxide\;anion(O^-\;_2{\cdot})$ 생성을 현저히 증가시켰다. Adriamycin은 지질과산화 반응의 척도인 malondialdehyde(MDA) 생성을 역시 NADPH, NADH 존재하에서 용량의존적으로 증가시켰고, 산소라디칼 제거물질들인 superoxide dismutase (SOD), catalase 및 thiourea와 항산화물질인 butylated hydroxytoluene(BHT), ${\alpha}-tocopherol$은 MDA 생성증가를 현저히 억제하였다. 1, 3,-bis(2-chloroethyl)-1-nitrosourea(BCNU)를 처리하여 산화성 공격에 대한 방어기전의 하나인 glutahione 체계를 억제할 경우 adriamycin에 의한 MDA 생성은 더욱 현저히 증가하였고, 이는 역시 항산화 물질들에 의하여 억제되었다. 이상의 연구성적에서 adriamycin은 산소라디칼 생성의 증가와 그에 따른 지질과산화를 촉진하므로서 피부세포에 손상을 줄 것으로 사료되었다.
천연 항산화제를 개발하기 위하여 80% 에탄올을 용매로 환류냉각 추출한 마가렛, 국화 및 낙동구절초의 꽃과 잎줄기(shoot)의 페놀성 물질 함량, DPPH radical과 ABTS radical 소거능, ferrous ion chelating 효과 및 linoleic acid에 대한 지질과산화 억제활성을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량, 총플라보노이드 함량, DPPH radical 소거능, ABTS radical 소거능은 국화 잎줄기 추출물에서 가장 높았으며, 특히 국화 잎줄기 추출물의 ABTS radical 소거능은 천연 항산화제인 ascorbic acid와 합성 항산화제인 BHT와 유사하였다. 그러나 $Fe^{2+}$ chelating 효과는 국화 잎줄기 추출물에서 가장 낮았으며, 국화 꽃 추출물에서 가장 우수하였다. Linoleic acid에 대한 지질과산화 억제활성은 마가렛과 국화 잎줄기 추출물에서 가장 우수하였으나, BHT보다 억제활성이 낮았다. 연구의 결과, 국화 잎줄기 추출물은 페놀성 물질 함량 및 radical 소거활성이 우수하여 천연 항산화제로 개발 가치가 매우 높은 것으로 생각되었다. 그러나 금속이온 chelating 및 지질 과산화 억제활성은 다소 낮으므로, 다발적으로 발생하는 산화스트레스를 방지하기 위한 항산화제를 개발하고자 할 때는 국화 잎줄기 추출물과 다른 항산화제를 같이 사용하는 것이 좋을 것으로 생각된다.
본 연구에서는 머위 엽병의 에탄올 추출물을 용매 극성에 따라 hexane, chloroform, ethyl acetate 및 n-butanol로 분배한 분획물에 대해 전자공여능, 지질과산화 억제능 및 lipoxygenase 저해효과 효과를 살펴봄으로써 항산화능을 측정하였다. 분획물 중 ethyl acetate 분획물의 경우 $100\;{\mu}g/mL$ 농도에서 전자공여능, 지질과산화 억제능 및 lipoxygenase 저해능에서 각각 65.41%, 37.04%, 50.67%로 가장 우수한 항산화능을 나타내었다. 이를 근거로 하여 ethyl acetate 분획물로부터 머위 엽병의 항산화 활성 성분을 규명하기 위하여 open column chromatography를 이용하여 화합물 PJ-4를 분리, 정제하였으며, 1H- 및 13C-NMR 분석을 통해 kaempferol로 동정하였다. 단리된 kaempferol의 항산화 활성을 확인하기 위하여 앞에서 언급한 세 가지 항산화 측정법을 통해 실험한 결과, 농도 의존적으로 활성이 증가하는 양상을 보였다. 특히 $100\;{\mu}g/mL$의 농도에서 전자공여능, TBARS에 의한 지질과산화 억제 및 lipoxygenase 저해실험에서 각각 65.76%, 43.47%, 58.60%로 높은 항산화 활성을 나타내었다. 이와 같은 결과를 통해 kaempferol은 머위 엽병의 항산화 활성에 있어서 기여하는 물질일 것으로 보이며, 이로써 머위엽병을 이용한 천연항산화제 개발 및 활용에 긍정적인 가능성을 제시할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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