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근위축(muscle atrophy)은 노화, 중증질병, 신경손상 등으로 인해 오랫동안 움직일 수 없는 상태에 처하거나 영양공급장애로 인해 발생하는 근육세포와 근조직의 크기 및 질량적 손실로 정의할 수 있다. 초고령화 사회로 들어가고 있는 한국사회에서 노인성 근위축(sarcopenia)은 늘어가는 고령층의 삶의질(quality of life)개선의지와 웰빙을 추구하는 사회분위기를 타고 큰 주목을 받고 있다. 하지만 ...

근위축(muscle atrophy)은 노화, 중증질병, 신경손상 등으로 인해 오랫동안 움직일 수 없는 상태에 처하거나 영양공급장애로 인해 발생하는 근육세포와 근조직의 크기 및 질량적 손실로 정의할 수 있다. 초고령화 사회로 들어가고 있는 한국사회에서 노인성 근위축(sarcopenia)은 늘어가는 고령층의 삶의질(quality of life)개선의지와 웰빙을 추구하는 사회분위기를 타고 큰 주목을 받고 있다. 하지만 근위축의 병인기전은 아직까지 명확히 규명되지 않았으며 따라서 영양공급과 운동요법 이외에 근위축 질병을 치료하거나 개선할 수 있는 뚜렷한 치료제로시장에 출시된 약물은 전무한 상태이다. 본 연구에서는 오미자(SC), 구기자(LC),두충(EU)으로 이루어진 복합추출물(SSLE)의 근위축 예방효과를 규명하기 위하여, invitro/in vivo 근위축 모델에서 복합추출물의 근위축 예방효과를 확인하고, 그 기전에대해 밝혀내었다.
먼저, C2C12 cell 에 TNF-α 를 처리하여 근위축을 유발한 in vitro 모델에서, TNF-α 의 처리와 동시에 복합추출물의 각 구성약물인 SC, LC, EU 와 복합물인 SLE,SSLE 를 각각 처리하여 근위축으로 인한 근섬유세포의 직경감소를 관찰하였다. 실험결과, 단일추출물의 실험군에서는 SC 가 가장 근섬유세포의 직경감소를 억제하는 효과를 보였고, 복합추출물은 단일추출물에 비해 더 유효적인 효과를관찰할 수 있었다. 또한, 복합추출물 중 오미자의 함량이 더 높은 SSLE (2:1:1SC:LC:EU)가 가장 유효적인 효과를 나타내었다. SD rat 의 하지를 고정시켜 불용으로 인한 근위축을 유발한 in vivo 모델에서는, SSLE 가 근위축으로 인해 발생하는 근육의 중량, 근력(grip strength), 근섬유의 cross-sectional area 의 감소를 상당부분 억제하는 효과를 가진 것으로 확인되었다. 또한 근위축으로 인해 발생하는 soleus 근육조직의 근섬유 type shift 현상도 억제하였다. C2C12 cell 에서 SSLE 의 처리는 TNF-α 로 인해 발현이 유도된 atrogenes (atrogin-1, MuRf-1)의 발현양을 억제하였고, myoblastdifferentiation 의 지표인 myoD 와 myogenin 의 발현양을 크게 증가시키고 Akt/mTORsignaling 을 활성화 시키는 것을 관찰하였다.
이러한 결과들을 볼 때, SSLE 는 ubiquitin-proteasome system 을 억제할 뿐만 아니라 myoblast 의 differentiation 과 muscle protein 의 synthesis 도 증가함을 시사함으로써 근위축과 그에 수반되는 근력의 약화에 대한 치료제 개발에 매우유용하다고 사료된다. 또한, 한의학 복합처방의 중요한 특징인 다수의 성분약재들 간의 상승효과를 통해 최상의 약효를 발휘한다는 점을 실험적으로 입증하였고, 이는 한의학의 주요 처방원리인 ‘군신좌사’이론을 반영하는 결과라고 할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The effects of an herbal formula consisting of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill (SC), Lycium chinense Mill (LC) and Eucommia ulmoides Oliv (EU) on muscle atrophy were evaluated in C2C12 myotubes and in a rat model of immobilization-induced muscle atrophy. When taken individually, SC was the most ...

The effects of an herbal formula consisting of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill (SC), Lycium chinense Mill (LC) and Eucommia ulmoides Oliv (EU) on muscle atrophy were evaluated in C2C12 myotubes and in a rat model of immobilization-induced muscle atrophy. When taken individually, SC was the most effective of the three in inhibiting tumor necrosis factor alpha (TNF-α)-induced degeneration of C2C12 myogenesis. The formulation with a mass ratio of 2:1:1 SC:LC:EU (SSLE) was more effective against TNF-α-induced muscle atrophy than was a 1:1:1 SC:LC:EU formula or any of the single herbal extracts. In a rat model of disuse muscle atrophy, the SSLE formula significantly inhibited reductions in muscle weight, grip strength and muscle fiber size induced by hindlimb immobilization, in a dose-dependent manner. The formula also inhibited immobilization-induced shifting of the muscle fiber type in soleus muscle. Treatment with SSLE inhibited TNF-α-induced expression of the atrogenes (atrogin-1 and muscle RING-finger protein 1) in C2C12 cells. The SSLE formula also increased myoblast differentiation markers (myoD and myogenin) and activation of the Akt and mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway. These findings suggest that the SSLE formula prevents muscle atrophy through inhibition of the ubiquitin-proteasome system as well as upregulation of myoblast differentiation and muscle protein synthesis in C2C12 cells. Taken together, we conclude that the SSLE formula is invaluable for the development of therapeutic medicines or functional foods to prevent disuse muscle atrophy and its accompanying muscle weakness.

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