[국내논문]홍삼 추출물 투여가 생쥐간에서 항산화 효소 활성과 지질과산화에 미치는 효과 Effects of Red Ginseng Component on the Antioxidative Enzymes Activities and Lipid Peroxidation in the Liver of Mice원문보기
홍삼 사포닌의 항산화 작용을 나타내는 활성성분을 screening하기 위하여 홍삼 추출물(물 추출물, 알코올 추출물, 지용성분획, 총 사포닌, PD 및 PT)이 항산화 효소(SOD, catalase)의활성도 변화와 $H_2O$$_2$ 및 MDA의 함량 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 항산화 효소인 SOD의 활성도를 조사해 본 결과 지용성 추출물, PD, 알코올 추출물 투여군 순으로 활성도를 높이는 것으로 조사되었으며, SOD에 의한 중간 생성물인 $H_2O$$_2$의 함량을 조사한 결과 모든 추출물 투여군에서 감소하였으며, 그 중에서도 PT 알코올 추출물 및 PD투여군이 유의성있게 감소하였다. catalase 활성도는 지용성 추출물 투여군이 가장 높았고, 그 다음으로 총 사포닌, 알코올 추출물 투여군 순으로 조사되었다. 유리기에 의해 생성된 지질과 산화의 최종산물인 MDA의 함량은 모든 추출물 투여군에서 유의성(p<0.01) 있게 감소하였으며, 그 중에서도 지용성 추출물, 알코올 추출물, PD투여군 순으로 가장 많이 감소하였다. 이와 같은 홍삼 사포닌의 항산화 효과는 SOD및 catalase와 같은 항산화 효소의 직접적인 작용과 홍삼의 특정 성분들이 생체내에서 내인성 항산화 물질의 합성능력을 강화시킴으로서 산화적 손상에 대한 방어기전을 향상시키는 결과로 생각되며, 그중에서 지용성 추출물과 PD분획물이 가장 효과적인 성분으로 생각된다.
홍삼 사포닌의 항산화 작용을 나타내는 활성성분을 screening하기 위하여 홍삼 추출물(물 추출물, 알코올 추출물, 지용성분획, 총 사포닌, PD 및 PT)이 항산화 효소(SOD, catalase)의활성도 변화와 $H_2O$$_2$ 및 MDA의 함량 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 항산화 효소인 SOD의 활성도를 조사해 본 결과 지용성 추출물, PD, 알코올 추출물 투여군 순으로 활성도를 높이는 것으로 조사되었으며, SOD에 의한 중간 생성물인 $H_2O$$_2$의 함량을 조사한 결과 모든 추출물 투여군에서 감소하였으며, 그 중에서도 PT 알코올 추출물 및 PD투여군이 유의성있게 감소하였다. catalase 활성도는 지용성 추출물 투여군이 가장 높았고, 그 다음으로 총 사포닌, 알코올 추출물 투여군 순으로 조사되었다. 유리기에 의해 생성된 지질과 산화의 최종산물인 MDA의 함량은 모든 추출물 투여군에서 유의성(p<0.01) 있게 감소하였으며, 그 중에서도 지용성 추출물, 알코올 추출물, PD투여군 순으로 가장 많이 감소하였다. 이와 같은 홍삼 사포닌의 항산화 효과는 SOD및 catalase와 같은 항산화 효소의 직접적인 작용과 홍삼의 특정 성분들이 생체내에서 내인성 항산화 물질의 합성능력을 강화시킴으로서 산화적 손상에 대한 방어기전을 향상시키는 결과로 생각되며, 그중에서 지용성 추출물과 PD분획물이 가장 효과적인 성분으로 생각된다.
The effects of each component (water extracts, alcohol extracts, lipophillic extracts, total saponin, panaxadiol, panaxatriol) of red ginseng on the antioxidative enzyme activities were investigated in the liver in order to screen antioxidative components of red ginseng. 20∼25g ICR mouse which were ...
The effects of each component (water extracts, alcohol extracts, lipophillic extracts, total saponin, panaxadiol, panaxatriol) of red ginseng on the antioxidative enzyme activities were investigated in the liver in order to screen antioxidative components of red ginseng. 20∼25g ICR mouse which were pretreated with 50 mg/kg body weight of red ginseng component for 15 days. The ability of red ginseng component to protect against oxidative damage to the mouse liver was examined by determining the level of lipid peroxidation (MDA), hydroperoxide (H$_2$O$_2$) and the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase. The hepatic total-SOD activity was highest in lipophilic extracts group and panaxadiol group next (p<0.01). The content of hepatic hydroperoxide was lowest in the order of panaxatriol group and alcohol extracts group (p < 0.01). The hepatic catalase activity in the liver was highest in order of lipophillic extracts group (p <0.01) and total saponin group (p<0.05). Finally the lipid peroxidation (MDA) level was lowest in lipophillic extracts group, alcohol extracts group and panaxadiol next (p panaxadiol >total saponins.
The effects of each component (water extracts, alcohol extracts, lipophillic extracts, total saponin, panaxadiol, panaxatriol) of red ginseng on the antioxidative enzyme activities were investigated in the liver in order to screen antioxidative components of red ginseng. 20∼25g ICR mouse which were pretreated with 50 mg/kg body weight of red ginseng component for 15 days. The ability of red ginseng component to protect against oxidative damage to the mouse liver was examined by determining the level of lipid peroxidation (MDA), hydroperoxide (H$_2$O$_2$) and the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase. The hepatic total-SOD activity was highest in lipophilic extracts group and panaxadiol group next (p<0.01). The content of hepatic hydroperoxide was lowest in the order of panaxatriol group and alcohol extracts group (p < 0.01). The hepatic catalase activity in the liver was highest in order of lipophillic extracts group (p <0.01) and total saponin group (p<0.05). Finally the lipid peroxidation (MDA) level was lowest in lipophillic extracts group, alcohol extracts group and panaxadiol next (p panaxadiol >total saponins.
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문제 정의
이처럼 항산화 효과는 단일성분에 의한 직접적인 작용이라기 보다는 여러 성분들의 조화를 통한 정상화 효과에 의한 것이라는 보고17)들이 있으나, 인삼의 항산화 활성성분 및 그 기전에 대하여 현재까지 확실히 규명되어 있지 않아 보다 세부적으로 물 추출물, 알코올 추출물, 지용성 추출물, 총 사포닌, panaxadiol saponins(PD), panaxatriol saponins(PT) 등으로 홍삼을 분리 정제하여 구체적인 항산화 효과를 가져오는 성분이 무엇인지 알아보기 위하여 생쥐 간 조직으로부터 SOD, catalase등의 항산화 효소 활성과 malondialdehyde(MDA)의 함량 및 과산화수소 함량 변화 등을 비교하고, 홍삼의 항산화 활성 성분의 규명, 항산화 효소 등과 지질과산화와의 상호 관련성 그리고 항노화에 미치는 효과를 검토하고자 한다.
제안 방법
. 100 ㎛ xylenol orange, 250 ㎛ ammonium fer-rous sulfate, 100 mM sorbitol, 25 mM H2SO4가 되도록 각각을 합한 용액을 FOX Ⅰ 시약으로 조제하고, 시료 50 ㎕에 FOX Ⅰ 시약 950 ㎕를 혼합한 후, 실온에서 30분 이상 방치한 다음, 원심분리 하여 응결된 물질을 제거하고, 560 nm에서 흡광도를 측정 하였으며, 과산화수소를 표준시 약으로 하였다.
측정하였다. 5 ㎛ xanthine, 20 ㎛ cytochrome c와 0.1 mM EDTA가 함유된 50 mM 인산완충액(pH 7.8)이 혼합된 반응액 2.9 m2에 희석시료 50 ㎕를 넣은후 50 ㎕의 xanthine oxidase를 가한 다음 25T에서 550 nm에서의 흡광도 증가속도를 측정하였으며, SOD 활성도는 위의 조건에서 cytochrome c의 환원속도를 50% 억제하는 효소의 양을 1 unit로 표시하였다.
각 홍삼 추출물의 항산화 작용을 screening하기 위하여 20-25 g의 ICR계 생쥐 5마리를 1군으로 하여 무처리군을 대조군으로 하고, 물 추출물 투여군, 알코올 추출물 투여군, 지용성 추출물 투여군, 총 사포닌 투여군, PD 투여군, PT 투여군 등 7가지로 분류하여 대조군에는 생리식염수를, 실험군에는 물 추출물, 알코올 추출물, 지용성 추출물, 총 사포닌, PD 및 PT 를 생리식염수에 녹여 50 ㎎/㎏/0.1 ml 용량으로 15일간 경구투여 한 후 실험하였다.
홍삼 사포닌의 항산화 작용을 나타내는 활성성분을 screen-ing하기 위하여 홍삼 추출물(물 추출물, 알코올 추출물, 지용성 분획, 총 사포닌, PD 및 PT)이 항산화 효소(SOD, catalase)의 활성도 변화와 H2O2 및 MDA의 함량 변화에 미치는 영향을 조사하였다.
홍삼 추출물을 15일간 경구 투여한 후 하루간 절식시킨 생쥐를 경구탈구 한 후, 간 조직을 적출 하여 차가운 생리식염수로 세척한 다음 무게를 달고 간 조직은 차가운 생리식염수에 넣고 세절하고 3회 수세하여 혈액을 제거한 후, sucrose/EDTA(0.25 M/1 mM) 용액을 넣고 마쇄기로 분쇄하여 10% 균질액을 만들었다. 이 균질액을 원심분리(20,000><g, 20분) 하고, 상등액을 시료로 하여, SOD, catalase 활성과 H2O2 및 지질 과산화(malondialdehyde; MDA), 단백질 함량 등의 측정 시료로 사용하였다.
대상 데이터
실험 동물은 4주령의 ICR계 수컷 생쥐를 24±4℃, 12시간 명암주기의 사육실에서 상품화된 마우스용 사료와 물을 자의로 먹게 하였고, 일주일간 적응시킨 후 각 실험군으로 분류하여, 체중이 20-25 g의 생쥐만을 선별하여 사용하였다.
실험에 사용한 시약은 sucrose, ethylendiamine tetraacetic acid(EDTA-2Na), xanthine monosodium salt, xanthine oxi-dase, cytochrome c, superoxide dismutase(SOD), hydrogen peroxide, sodium dodecyl sulfate(SDS), 1,1,3,3-tetrame- thoxy propanol, thiobabituric acid, pyridine, Fbline-cio-calteus phenol, potassium tartrate, bovine serum albumin, potas-sium phosphate monobasic, potassium phosphate dibasic, xylenol orange, ammonium ferrous sulfate, butylated hydroxytoluene, sulfuric acid 등은 Sigma 제품을 사용하였고, Na2CO3, NaHCO3, methanol 및 기타 시약 등은 일반 특급시약을 사용하였다.
25 M/1 mM) 용액을 넣고 마쇄기로 분쇄하여 10% 균질액을 만들었다. 이 균질액을 원심분리(20,000><g, 20분) 하고, 상등액을 시료로 하여, SOD, catalase 활성과 H2O2 및 지질 과산화(malondialdehyde; MDA), 단백질 함량 등의 측정 시료로 사용하였다.
데이터처리
의 방법에 따라 측정하였다. 또한 모든 실험 결과의 통계처리는 Sigma plot에 의한 student's t-test를 이용하여 상호 유의성을 검정하였다.
이론/모형
Catalase 활성도 측정은 Aebi19) 방법에 따라 측정하였다. 50 mM 인산 완충액(pH 7.
Hydroperoxide 함량은 Simon20)의 방법을 사용하여 측정하였다. 100 ㎛ xylenol orange, 250 ㎛ ammonium fer-rous sulfate, 100 mM sorbitol, 25 mM H2SO4가 되도록 각각을 합한 용액을 FOX Ⅰ 시약으로 조제하고, 시료 50 ㎕에 FOX Ⅰ 시약 950 ㎕를 혼합한 후, 실온에서 30분 이상 방치한 다음, 원심분리 하여 응결된 물질을 제거하고, 560 nm에서 흡광도를 측정 하였으며, 과산화수소를 표준시 약으로 하였다.
조직의 단백질 함량은 bovine serium albumin을 표준물질로 사용하여 Lowry22)의 방법에 따라 측정하였다. 또한 모든 실험 결과의 통계처리는 Sigma plot에 의한 student's t-test를 이용하여 상호 유의성을 검정하였다.
측정 시료의 지질과산화 수준은 지질의 과산화물인 MDA를 Ohkawa21)방법을 사용하여, thiobabituric acid(TBA)법에 의해 측정하였다. 간 조직의 10% 균질액 0.
성능/효과
catalase 활성도는 지용성 추출물 투여군이 가장 높았고, 그 다음으로 총 사포닌, 알코올 추출물 투여군 순으로 조사되었다. 유리기에 의해 생성된 지질과산화의 최종산물인 MDA의 함량은 모든 추출물 투여군에서 유의성(p<0.
생쥐에 홍삼 추출물을 15일 동안 경구 투여한 후 간 조직에서 활성산소에 의하여 야기되는 세포막 지질과산화의 최종산물인 MDA 함량 변화를 조사한 결과 Fig. 4에서 보는 바와 같이 대조군에 비해 물 추출물 투여군은 2.28%, 알코올 추출물 및 지용성 추출물 투여군은 각각 18.53%, 30.01%씩 감소함을 보였으며, 총 사포닌 투여군은 13.25%, PD 및 PT 투여군 역시 각각 15.92%, 11.26%씩 물 추출물을 제외한 모든 추출물에서 유의성(p<0.0l) 있게 감소함을 보였다.
생쥐에 홍삼 추출물을 15일 동안 경구 투여한 후 간 조직에서의 H2O2 함량을 조사한 결과 Fig. 2에서 보는 바와 같이대조군(8.21±0.20 mM/g liver)에 비해 물 추출물 투여군은 8.18±0.20 mM/g liver(0.37%), 알코올 추출물 투여군 및 지용성 추출물 투여군은 각각 7.84±0.20 mM/g liver(4.51%; p<0.01), 7.98±0.24 mM/g liver(2.80%)a로 조사되었으며, 총 사포닌 투여군은 8.15±0.12 mM/g liver(0.73%), PD 투여군 및 PT 투여군 역시 각각 7.90±0.20 mM/g liver(3.78%; p<0.05), 7.69±0.25 mM/g liver(6.33%; p<0.01)으로 유의성 있게 감소하였다.
생쥐에 홍삼 추출물을 15일 동안 경구 투여한 후 간 조직에서의 SOD 활성도를 측정한 결과 Fig. 1에서 보는 바와 같이대조군(57.98±4.99 U/mg protein)에 비해 물 추출물 투여군은59.83±5.48 U/mg protein(3.19%), 알코올 추출물 투여군 및 지용성 추출물 투여군은 각각 65.14±6.51 U/mg protein (12.35%; p<0.05), 74.03 + 4.95 U/mg protein(27.68%; p< 0.01)으로 조사되었으며, 총 사포닌 투여군은 61.07±2.22 U/mg protein(4.97%), PD 및 PT 투여군 역시 각각 64.31 ± 1.96 U/mg protein(10.54%; p<0.01), 61.95 ±3.03 U/mg protein(6.48%; p<0.05)으로 물 추출물 투여군과 총 사포닌 투여군을 제외한 모든 군에서 유의성 있게 증가함을 보였다.
생쥐에 홍삼 추출물을 15일 동안 경구 투여한 후 간 조직에서의 catalase 활성도 변화를 조사한 결과 Fig. 3에서 보는 바와 같이 생리식염수 투여군인 정상 대조군(56.39±7.49 U/mg protein)에 비해 물 추출물 투여군은 58.85±4.76 U/mg pro- tein(4.36%), 알코올 추출물 및 지용성 추출물 투여군은 각각 65.31±4.37 U/mg protein(15.82%; p<0.05), 69.19±3.13 U/ mg protein(22.70%; p <0.01)으로 조사되었으며, 총 사포닌 투여군은 67.26±7.55 U/mg protein(19.28%), PI) 및 PT 투여군 역시 각각 60.53±3.56 U/mg protein(7.34%), 60.47± 3.75 U/mg protein(7.24%)으로 조사되었다.
catalase 활성도는 지용성 추출물 투여군이 가장 높았고, 그 다음으로 총 사포닌, 알코올 추출물 투여군 순으로 조사되었다. 유리기에 의해 생성된 지질과산화의 최종산물인 MDA의 함량은 모든 추출물 투여군에서 유의성(p<0.01) 있게 감소하였으며, 그 중에서도 지용성 추출물, 알코올 추출물, PD 투여군 순으로 가장 많이 감소하였다.
이러한 결과로 종합하여 볼 때 H2O2의 함량 변화는 SOD 활성도의 활성 증가로 인하여 catalase의 유도가 증가함으로서 과산화수소의 함량이 유의성 있게 감소되었다고 생각된다.
이러한 결과를 종합하여 볼 때 활성산소에 의해서 생성된 지질 과산화의 최종산물인 MDA 함량 변화는 SOD, catalase 등의 항산화 효소의 활성도가 증가함에 따라 유의성(p<0.01) 있게 감소됨을 볼 수 있었으며, 사포닌 중에서 특히 PD의 경우가 항산화 효과가 가장 좋은 것으로 조사되었다. 따라서 앞으로 PD계 사포닌과 PT계 사포닌에 대하여 폭 넓게 연구가 진행되어야 될 것으로 생각된다.
이런 결과를 종합하여 볼 때 PT보다는 PD가 보다 더 catalase의 활성도 증진에 기여함을 볼 수 있고, PD 분획물 중에서 Rb2가 더 특이적으로 활성도를 높일 것으로 생각된다.
한편 홍삼 사포닌 투여군에서의 상호 유의성 관계를 알아보기 위해서 총 사포닌 투여군을 대조군으로 PD 및 PT 투여군의 상호 유의성 관계를 조사한 결과 PD, PT 투여군 모두 상호 유의성이 없는 것으로 조사되었다.
한편 홍삼 사포닌 투여군에서의 상호 유의성 관계를 알아보기 위해서 총 사포닌 투여군을 대조군으로 PD 및 PT 투여군의 상호 유의성 관계를 조사한 결과 PD, PT 투여군 모두 상호 유의성이 없는 것으로 조사되었다.
한편 홍삼 사포닌 투여군에서의 상호 유의성 관계를 알아보기 위해서 총 사포닌 투여군을 대조군으로 하여 PD 및 PT 투여군의 상호 유의성을 조사한 결과 PD(p<0.05) 및 PT 투여군(p<0.01)에서 유의성 있게 감소하였으며, PD와 PT 투여군 사이의 상호 유의성은 없는 것으로 조사되었다.
한편 홍삼 사포닌 투여군에서의 상호 유의성 관계를 알아보기 위해서 총 사포닌 투여군을 대조군으로 하여 PD와 PT 상관관계를 조사한 결과 PD 투여군 만이 유의성(p<0.01) 있는 증가를 보였다.
항산화 효소인 SOD의 활성도를 조사해 본 결과 지용성 추출물, PD, 알코올 추출물 투여군 순으로 활성도를 높이는 것으로 조사되었으며, SOD에 의한 중간 생성물인 H2O2의 함량을 조사한 결과 모든 추출물 투여군에서 감소하였으며, 그 중에서도 PT 알코올 추출물 및 PD 투여군이 유의성 있게 감소하였다. catalase 활성도는 지용성 추출물 투여군이 가장 높았고, 그 다음으로 총 사포닌, 알코올 추출물 투여군 순으로 조사되었다.
후속연구
01) 있게 감소됨을 볼 수 있었으며, 사포닌 중에서 특히 PD의 경우가 항산화 효과가 가장 좋은 것으로 조사되었다. 따라서 앞으로 PD계 사포닌과 PT계 사포닌에 대하여 폭 넓게 연구가 진행되어야 될 것으로 생각된다.
이러한 결과를 종합하여 볼 때 PD성분이 SOD의 활성도를 가장 유의성 있게 증가시키는 것으로 생각되며 그 중에서도 ginsenoside Rb2 성분이 가장 활성을 띠는 성분으로 생각되고, 계속적인 실험이 수행되어져야 한다고 생각된다.
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