21세기에 들어서면서 산업화, 서구화됨에 따른 생활습관의 변화로 점차 구강 관련 질환도 다양해지고 심각한 사회문제 중 하나로 대두되고 있다. 최근 WHO의 치과질환에 관한 보고에 의하면 전 세계 성인의 60%가 치아우식과 치주질환을 겪고 있다고 한다1). 이러한 구강 내 질환은 대개 치면이나 치은 및 치은하방에 군집을 이루는 상주세균에 의한 감염질환들로 알려져 있다2). 사람의 구강 내에는 500종 이상의 세균이 상주하고 있으며 치태에는 약 108-109 CFU/mg정도의 세균이 존재하는 것으로 보고되었다3). 치주질환과 ...
21세기에 들어서면서 산업화, 서구화됨에 따른 생활습관의 변화로 점차 구강 관련 질환도 다양해지고 심각한 사회문제 중 하나로 대두되고 있다. 최근 WHO의 치과질환에 관한 보고에 의하면 전 세계 성인의 60%가 치아우식과 치주질환을 겪고 있다고 한다1). 이러한 구강 내 질환은 대개 치면이나 치은 및 치은하방에 군집을 이루는 상주세균에 의한 감염질환들로 알려져 있다2). 사람의 구강 내에는 500종 이상의 세균이 상주하고 있으며 치태에는 약 108-109 CFU/mg정도의 세균이 존재하는 것으로 보고되었다3). 치주질환과 치아우식증으로 대표되는 구강내질환의 가장 중요한 요인은 구강 내 상주세균으로 구성된 치태라고 할 수 있는데4). 치아우식증은 Streptococcus mutans나 Streptococcus sobrinus와 같은 세균에 의해 발생되며 치주질환과 관련된 주요 세균들로 Porphyromonas gingivalis, Actinobacillus actinomycetemcomitans, Fusobacterium nucleatum같은 그람 음성 간균(bacilli)등이 치주병변에서 빈번히 발견되고 치주질환의 시작과 진행에 연관되어 있다는 연구 등이 보고되었다5). 또한 근래에는 이러한 구강 내 질환 뿐 아니라 구강 내 세균들이 폐렴이나 심혈질환 등의 관계 전신질환과도 연관이 있는 것으로 보고되고 있다6,7) 치아 우식증은 구강세균에 의해 발생되어 치질의 파괴와 상실을 일으키는 질환이다. 치아의 법랑질 표면에 산을 생성하는 세균인 Streptococcus mutans등이 당분을 영양분으로 하여 불용성 당단백막을 형성하고 시간이 지남에 따라 세균막내의 높은 산도에 따라 무기질의 탈회가 일어나게 된다. 치아 우식증의 초기 병소에서는 무기질의 탈회와 침착이 가역적으로 발생하므로 탈회를 억제하고 침착을 일으킬 수 있도록 조치를 한다면 우식증을 예방할 수 있으며, 이러한 조치들로는 치아의 내산성을 증대시키거나 재석회화를 촉진시키는 방법, 산을 생성하는 세균의 성장을 억제하는 방법 등이 있다8). 미생물학적 관점에서 살펴본다면 우식 유발성 미생물이 치면에 정착, 증식하는 것을 막고, 또 그 미생물들이 우식작용을 발휘하기 위해 필수적인 기질의 공급을 가능한 한 억제하는 것이 최우선의 전략이라 할 수 있다. 구체적인 억제 방법으로는 치면세균막의 기계적 제거, 식생활의 개선을 포함하는 비?저우식 유발 감미료의 이용, 항균제, 치면세균막 억제재의 이용, 우식 유발 미생물에 대한 예방접종의 개발 등을 들 수 있다9). 치아우식의 원인균인 S. mutans를 구강 세균총으로부터 제거하려는 시도 또한 계속되어져 왔는데 Jarvinen등은 ampicillin, chlorhexidine, erythromycin, penicillin, tetracycline, vancomycin과 같은 항생제가 치아우식을 예방하는 데 효과적이라 하였다10). 치주질환은 대부분 치면세균막 세균 특히 치은열구 세균에 의해 발생하는 치주조직을 파괴하는 질환이다9). 이러한 치주질환은 크게 치은염과 치주염으로 구분되는데, 치은염은 치아의 부착조직에는 영향을 주지 않고 치은에 국한된 염증을 일컬으며, 치주염은 부착조직과 치조골의 파괴를 동반하는 질환이다11). 심각한 구강질환으로 문제시되고 있는 치주질환을 예방하기 위해서 가장 중요한 것은 치면세균막을 제거하는 것인데 치태를 기계적으로 제대로 제거한다 하더라도 세균은 남아 있게 된다. 이에 보조적으로 구강양치용액을 이용하는 것이 세균을 감소시키는데 도움을 줄 수 있다는 많은 연구결과들이 보고되고 있다5). Fine등에 의하면 구강양치액의 효과는 양치액의 살균효과 뿐 아니라 치면에 세균집락의 형성을 방해하는 효과가 있다고 하였다12). 구강 양치액으로 널리 알려져 있는 클로르헥시딘(Chlorhexidine)은 세균의 세포막을 공격하여 세포구성물의 누출이나 침전을 일으키고13), 또한 타액의 뮤신(mucin)에 결합하여 salivary pellicle형성을 감소시켜 치태의 군집을 방해하며 세균에 결합하여 세균이 치면에 흡착되는 것을 방해한다고 한다4). 하지만 클로르헥시딘은 맛이 쓰고, 혀와 치아에 착색을 일으키며, 점막의 작열감을 일으키는 등의 부작용이 있으며 유기물이 있는 경우 그 효과가 크게 감소하고, 치아우식 유발균에는 효과가 없다는 연구결과들도 보고된 바 있다15). 또한 이러한 화학제재의 과도한 사용의 문제점은 구강 내 미생물총 뿐 아니라 장관 미생물총에도 혼란을 초래하여 다른 세균에 의한 감염, 구토나 설사 등의 원치 않는 부작용을 가져올 수 있다는 것이다16). 이에 항균활성을 가지는 천연물에 대한 연구들이 진행되어 왔으며 그 중 일례로 Sanguinaria canadensis의 근경(rhizome)에서 분리된 sanguinarine이라는 알칼로이드가 구강내의 다양한 세균에 넓은 항균범위를 가지고 있어 항우식효과를 가진 치약이나 구강양치액으로 이용되어왔다. 그러나 sanguinarine이 구강내 전암병소인 구강 백반증(oral leukoplakia)과 관련이 있음이 밝혀져 그 사용이 크게 감소하고 있다16). 따라서 이러한 문제점을 해결하고 약물의 부작용으로부터 안전하게 사용할 수 있는 구강치료제에 대한 관심이 고조되고 있으며 특히 구강 내 세균에 대한 선택적 효과가 있는 차세대 항균 소재에 대한 연구 및 개발의 필요성이 더욱 요구되어지는 실정이다. 최근에는 치면세균막과 관련된 치아우식이나 치주질환 예방을 위한 천연물에 대한 관심이 고조되고 있으며 항생제에 대한 내성이 증가함으로써 새로운 차세대 항생소재로써 천연항균물질에 대한 관심이 더욱 고조되어지고 있다17). Essential oil이란, 향기가 나는 식물에서 물리적으로 분리한 휘발성 물질을 일컫는다. 일반적으로 Essential oil은 추출한 식물의 이름을 따서 명명하며 맛과 향기의 정수(精髓, essence)로 여겨 Essential oil(精油)이라 불리어 왔다. 식물에서는 Essential oil의 주된 역할은 고유한 꽃의 향기성분으로써 자연 선택적으로 특정 곤충을 유인하는 작용을 하며, 잎·나무·뿌리 등의 Essential oil성분은 식물에 기생하는 생물이나 외부 동물로부터 자신을 방어하는 수단으로 사용된다. 또한 식물에 상처가 생기면 함유수지를 분비함으로써 수액이 방출되는 것을 막고 병균의 침입을 막는 보호막으로 작용하는 것으로 알려져 있다. 이러한 Essential oil은 고대로부터 오랫동안 사용되어져 왔으며, 주로 방향제(芳香劑)· 화장품· 향수· 비누· 세제· 향신료 등으로 이용되고 있다18). 최근에는 Essential oil의 항균, 항염증, 항진균, 항바이러스 및 항암 효과 등이 보고되고 있으며, 동물사료· 살충제 ·치과용 상품 및 대체의약품 등으로 다양한 산업분야에 활용되어지고 있다19-24). 이들 소재들은 방향성 원료에 따라 다양한 향기를 동반하며 고유의 성분에 의해 유용한 생리활성 효과를 나타내고 있으나 이들 성분 중에는 이용하기에 부적절한 냄새를 함유한 경우도 적지 않아 우수한 효과에도 불구하고 구강질환을 비롯한 임상치료에 활용하기에는 다소 제한적으로 여겨져 왔다. 따라서 본 연구에서는 구강 소재로 사용하기에 적합한 향기를 동반하고 있는 식물성 Essential oil을 선별하여 구강 내 세균에 대한 항균활성에 대해 알아보고자 하였다. 새로운 차세대 항균소재에 대한 관심의 일환으로 천연항균 소재 중 다양한 식물로부터 추출한 여러 가지 Essential oil들의 혼합물로 구성된 R, LG, FR, O, NM 등 5종의 Essential oil의 구강 내 세균에 대한 항균제로써의 이용가치를 확인하고 나아가 구강질환치료제로써 이용될 수 있는 가능성을 제공함으로써 구강관련 감염성 질환의 예방 및 치료에 실제적인 기초자료를 제시하고자 하였다.
21세기에 들어서면서 산업화, 서구화됨에 따른 생활습관의 변화로 점차 구강 관련 질환도 다양해지고 심각한 사회문제 중 하나로 대두되고 있다. 최근 WHO의 치과질환에 관한 보고에 의하면 전 세계 성인의 60%가 치아우식과 치주질환을 겪고 있다고 한다1). 이러한 구강 내 질환은 대개 치면이나 치은 및 치은하방에 군집을 이루는 상주세균에 의한 감염질환들로 알려져 있다2). 사람의 구강 내에는 500종 이상의 세균이 상주하고 있으며 치태에는 약 108-109 CFU/mg정도의 세균이 존재하는 것으로 보고되었다3). 치주질환과 치아우식증으로 대표되는 구강내질환의 가장 중요한 요인은 구강 내 상주세균으로 구성된 치태라고 할 수 있는데4). 치아우식증은 Streptococcus mutans나 Streptococcus sobrinus와 같은 세균에 의해 발생되며 치주질환과 관련된 주요 세균들로 Porphyromonas gingivalis, Actinobacillus actinomycetemcomitans, Fusobacterium nucleatum같은 그람 음성 간균(bacilli)등이 치주병변에서 빈번히 발견되고 치주질환의 시작과 진행에 연관되어 있다는 연구 등이 보고되었다5). 또한 근래에는 이러한 구강 내 질환 뿐 아니라 구강 내 세균들이 폐렴이나 심혈질환 등의 관계 전신질환과도 연관이 있는 것으로 보고되고 있다6,7) 치아 우식증은 구강세균에 의해 발생되어 치질의 파괴와 상실을 일으키는 질환이다. 치아의 법랑질 표면에 산을 생성하는 세균인 Streptococcus mutans등이 당분을 영양분으로 하여 불용성 당단백막을 형성하고 시간이 지남에 따라 세균막내의 높은 산도에 따라 무기질의 탈회가 일어나게 된다. 치아 우식증의 초기 병소에서는 무기질의 탈회와 침착이 가역적으로 발생하므로 탈회를 억제하고 침착을 일으킬 수 있도록 조치를 한다면 우식증을 예방할 수 있으며, 이러한 조치들로는 치아의 내산성을 증대시키거나 재석회화를 촉진시키는 방법, 산을 생성하는 세균의 성장을 억제하는 방법 등이 있다8). 미생물학적 관점에서 살펴본다면 우식 유발성 미생물이 치면에 정착, 증식하는 것을 막고, 또 그 미생물들이 우식작용을 발휘하기 위해 필수적인 기질의 공급을 가능한 한 억제하는 것이 최우선의 전략이라 할 수 있다. 구체적인 억제 방법으로는 치면세균막의 기계적 제거, 식생활의 개선을 포함하는 비?저우식 유발 감미료의 이용, 항균제, 치면세균막 억제재의 이용, 우식 유발 미생물에 대한 예방접종의 개발 등을 들 수 있다9). 치아우식의 원인균인 S. mutans를 구강 세균총으로부터 제거하려는 시도 또한 계속되어져 왔는데 Jarvinen등은 ampicillin, chlorhexidine, erythromycin, penicillin, tetracycline, vancomycin과 같은 항생제가 치아우식을 예방하는 데 효과적이라 하였다10). 치주질환은 대부분 치면세균막 세균 특히 치은열구 세균에 의해 발생하는 치주조직을 파괴하는 질환이다9). 이러한 치주질환은 크게 치은염과 치주염으로 구분되는데, 치은염은 치아의 부착조직에는 영향을 주지 않고 치은에 국한된 염증을 일컬으며, 치주염은 부착조직과 치조골의 파괴를 동반하는 질환이다11). 심각한 구강질환으로 문제시되고 있는 치주질환을 예방하기 위해서 가장 중요한 것은 치면세균막을 제거하는 것인데 치태를 기계적으로 제대로 제거한다 하더라도 세균은 남아 있게 된다. 이에 보조적으로 구강양치용액을 이용하는 것이 세균을 감소시키는데 도움을 줄 수 있다는 많은 연구결과들이 보고되고 있다5). Fine등에 의하면 구강양치액의 효과는 양치액의 살균효과 뿐 아니라 치면에 세균집락의 형성을 방해하는 효과가 있다고 하였다12). 구강 양치액으로 널리 알려져 있는 클로르헥시딘(Chlorhexidine)은 세균의 세포막을 공격하여 세포구성물의 누출이나 침전을 일으키고13), 또한 타액의 뮤신(mucin)에 결합하여 salivary pellicle형성을 감소시켜 치태의 군집을 방해하며 세균에 결합하여 세균이 치면에 흡착되는 것을 방해한다고 한다4). 하지만 클로르헥시딘은 맛이 쓰고, 혀와 치아에 착색을 일으키며, 점막의 작열감을 일으키는 등의 부작용이 있으며 유기물이 있는 경우 그 효과가 크게 감소하고, 치아우식 유발균에는 효과가 없다는 연구결과들도 보고된 바 있다15). 또한 이러한 화학제재의 과도한 사용의 문제점은 구강 내 미생물총 뿐 아니라 장관 미생물총에도 혼란을 초래하여 다른 세균에 의한 감염, 구토나 설사 등의 원치 않는 부작용을 가져올 수 있다는 것이다16). 이에 항균활성을 가지는 천연물에 대한 연구들이 진행되어 왔으며 그 중 일례로 Sanguinaria canadensis의 근경(rhizome)에서 분리된 sanguinarine이라는 알칼로이드가 구강내의 다양한 세균에 넓은 항균범위를 가지고 있어 항우식효과를 가진 치약이나 구강양치액으로 이용되어왔다. 그러나 sanguinarine이 구강내 전암병소인 구강 백반증(oral leukoplakia)과 관련이 있음이 밝혀져 그 사용이 크게 감소하고 있다16). 따라서 이러한 문제점을 해결하고 약물의 부작용으로부터 안전하게 사용할 수 있는 구강치료제에 대한 관심이 고조되고 있으며 특히 구강 내 세균에 대한 선택적 효과가 있는 차세대 항균 소재에 대한 연구 및 개발의 필요성이 더욱 요구되어지는 실정이다. 최근에는 치면세균막과 관련된 치아우식이나 치주질환 예방을 위한 천연물에 대한 관심이 고조되고 있으며 항생제에 대한 내성이 증가함으로써 새로운 차세대 항생소재로써 천연항균물질에 대한 관심이 더욱 고조되어지고 있다17). Essential oil이란, 향기가 나는 식물에서 물리적으로 분리한 휘발성 물질을 일컫는다. 일반적으로 Essential oil은 추출한 식물의 이름을 따서 명명하며 맛과 향기의 정수(精髓, essence)로 여겨 Essential oil(精油)이라 불리어 왔다. 식물에서는 Essential oil의 주된 역할은 고유한 꽃의 향기성분으로써 자연 선택적으로 특정 곤충을 유인하는 작용을 하며, 잎·나무·뿌리 등의 Essential oil성분은 식물에 기생하는 생물이나 외부 동물로부터 자신을 방어하는 수단으로 사용된다. 또한 식물에 상처가 생기면 함유수지를 분비함으로써 수액이 방출되는 것을 막고 병균의 침입을 막는 보호막으로 작용하는 것으로 알려져 있다. 이러한 Essential oil은 고대로부터 오랫동안 사용되어져 왔으며, 주로 방향제(芳香劑)· 화장품· 향수· 비누· 세제· 향신료 등으로 이용되고 있다18). 최근에는 Essential oil의 항균, 항염증, 항진균, 항바이러스 및 항암 효과 등이 보고되고 있으며, 동물사료· 살충제 ·치과용 상품 및 대체의약품 등으로 다양한 산업분야에 활용되어지고 있다19-24). 이들 소재들은 방향성 원료에 따라 다양한 향기를 동반하며 고유의 성분에 의해 유용한 생리활성 효과를 나타내고 있으나 이들 성분 중에는 이용하기에 부적절한 냄새를 함유한 경우도 적지 않아 우수한 효과에도 불구하고 구강질환을 비롯한 임상치료에 활용하기에는 다소 제한적으로 여겨져 왔다. 따라서 본 연구에서는 구강 소재로 사용하기에 적합한 향기를 동반하고 있는 식물성 Essential oil을 선별하여 구강 내 세균에 대한 항균활성에 대해 알아보고자 하였다. 새로운 차세대 항균소재에 대한 관심의 일환으로 천연항균 소재 중 다양한 식물로부터 추출한 여러 가지 Essential oil들의 혼합물로 구성된 R, LG, FR, O, NM 등 5종의 Essential oil의 구강 내 세균에 대한 항균제로써의 이용가치를 확인하고 나아가 구강질환치료제로써 이용될 수 있는 가능성을 제공함으로써 구강관련 감염성 질환의 예방 및 치료에 실제적인 기초자료를 제시하고자 하였다.
Industrialization and westernization of living changed the life style and the change diversified the oral diseases. Most of the oral diseases are known to be caused by infectious and normal oral bacteria. Usually, antibiotics or antibacterial chemical agents have been used for control growth of oral...
Industrialization and westernization of living changed the life style and the change diversified the oral diseases. Most of the oral diseases are known to be caused by infectious and normal oral bacteria. Usually, antibiotics or antibacterial chemical agents have been used for control growth of oral bacteria to maintain good oral health. Recently, however, concern for the generation of antibiotics-resistant bacteria evoked a growing interest on screening alternatives to antibiotics, including naturally occurring organic substances with a antibiotic activity. Among the possible candidate as antimicrobial agents, essential oil from plants are considered as one of the promising agents. Essential oils are mixture of volatile, lipophilic compounds originating from plants. Essential oils have potential biological effects, i.e., antibacterial, antifungal, spasmolytic and antiplasmodial activities and insect-repellent property. In this study, five essential oils, namely R, LG, FR, O, and NM, extracted from various aromatic plants were used to test their antimicrobial activity against the oral microorganisms. Those essential oils were known to consist of citral, pineole, linalool, eugenol, limonene, pinene, etc. The effects of essential oils were investigated against eight important bacteria, Streptococcus mutans (S. mutans), Staphylococcus aureus (S. aureus), Streptococcus sanguis (S. sanguis), Streptococcus anginosus (S. anginosus), Actinobacillus actinomycetemcomitans (A. actinomycetemcomitans), Streptococcus sobrinus (S. sobrinus), Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis), and Escherichia coli (E. coli). Essential oils, except NM, effectively inhibited the growth of tested oral pathogenic microorganisms dose-dependently. However, the essential oils didn't show a significant inhibitory effect against E. coli and S. epidermidis. Consequently, these results represented that essential oil-mediated anti-microbial activity was prominent against the oral pathogenic bacteria. For example, minimum bactericidal concentration(MBC) of R, LG, FR oil against A. actinomycetemcomitans was very low as 0.078mg/mL. In addition, minimum inhibitory concentration (MIC) of R, LG, FR, O oil against S. mutans was low as 0.156mg/mL in vitro. Although Essential oils show excellent antimicrobial activity against several oral pathogenic microorganisms, the precise activity was different depending on the essential oils and microorganisms tested. Collectively, these results may suggest essential oils could be considered as good candidates for the development of safe alternatives for oral bactericidal agents.
Industrialization and westernization of living changed the life style and the change diversified the oral diseases. Most of the oral diseases are known to be caused by infectious and normal oral bacteria. Usually, antibiotics or antibacterial chemical agents have been used for control growth of oral bacteria to maintain good oral health. Recently, however, concern for the generation of antibiotics-resistant bacteria evoked a growing interest on screening alternatives to antibiotics, including naturally occurring organic substances with a antibiotic activity. Among the possible candidate as antimicrobial agents, essential oil from plants are considered as one of the promising agents. Essential oils are mixture of volatile, lipophilic compounds originating from plants. Essential oils have potential biological effects, i.e., antibacterial, antifungal, spasmolytic and antiplasmodial activities and insect-repellent property. In this study, five essential oils, namely R, LG, FR, O, and NM, extracted from various aromatic plants were used to test their antimicrobial activity against the oral microorganisms. Those essential oils were known to consist of citral, pineole, linalool, eugenol, limonene, pinene, etc. The effects of essential oils were investigated against eight important bacteria, Streptococcus mutans (S. mutans), Staphylococcus aureus (S. aureus), Streptococcus sanguis (S. sanguis), Streptococcus anginosus (S. anginosus), Actinobacillus actinomycetemcomitans (A. actinomycetemcomitans), Streptococcus sobrinus (S. sobrinus), Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis), and Escherichia coli (E. coli). Essential oils, except NM, effectively inhibited the growth of tested oral pathogenic microorganisms dose-dependently. However, the essential oils didn't show a significant inhibitory effect against E. coli and S. epidermidis. Consequently, these results represented that essential oil-mediated anti-microbial activity was prominent against the oral pathogenic bacteria. For example, minimum bactericidal concentration(MBC) of R, LG, FR oil against A. actinomycetemcomitans was very low as 0.078mg/mL. In addition, minimum inhibitory concentration (MIC) of R, LG, FR, O oil against S. mutans was low as 0.156mg/mL in vitro. Although Essential oils show excellent antimicrobial activity against several oral pathogenic microorganisms, the precise activity was different depending on the essential oils and microorganisms tested. Collectively, these results may suggest essential oils could be considered as good candidates for the development of safe alternatives for oral bactericidal agents.
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