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문제 정의
- 지금까지 부분적으로 보고되고 있는 길경, 녹차, 황기, 오미자, 양파 등의 추출물이 발암물질인 니코틴을 인체에 무해한 코티닌으로의 전이를 가능케 하는지를 동물실험을 통해 증명해 보고자 한다.
- 본 연구에서는 니코틴분해에 효과가 있는 천연식물 추출물질 (NDM)을 시험관에서 직접 혼합한 경우와 렛트를 이용한 동물 실험을 통해서 니코틴의 코티닌 전이를 조사해 보았다. 니코틴 분해제 (NDM)에 의한 니코틴의 코티닌으로의 분해를 시험관에서 확인한 결과 혼합 90분경과 후 대조군과 대비하여 약 2.
제안 방법
- 추출물을 얻었다. 즉, 대상 식물에 대하여 각각 건조중량 100 g을 증류수 700 mL에 침지하고, 녹차추출물은 8 (TC에서 48시간 가열하고, 나머지 추출물은 100℃에서 5시간 가열한 후 10 网 필터페이퍼로 여과하여 수용성 추출물을 수득하였다. 이후 7000 rpm에서 20분 동안 원심 분리하여 상등 액을 분리한 후 10 呻 필터페이퍼를 사용하여 여과하였다.
- 제조한 니코틴 분해용 천연식물 추출물에 니코틴을 분해하는 물질이 있는지 분석하기 위하여 물과 니코틴 분해용 천연식물 추출물에 각각 니코틴을 직접 흔합하여 니코틴 분해기능을 측정하였다. 실험방법은 1.
- 측정하였다. 실험방법은 1.5 mL 마이크로튜브에 1 mM 의 니코틴 (Sigma Chemical Co., USA) 200 와 천연식물추출물 200 μL를 잘 혼합한 후 0, 10, 20, 30, 60, 90분 경과 후 생성된 코티닌의 양을 측정하였으며, 반응온도는 25℃이었다. 코티닌 (Sigma Chemical Co.
- , USA)의 변화량 측정은 Barlow 등(9)에 의해 개발된 방법을 변형하여 사용하였다. 1.5 mL 마이크로튜브에 1 mM 니코틴 200 와 동량의 NDM을 혼합한 것을 실험군으로 하고, 1 mM 니코틴 200 와 동량의 완충용액 또는 증류수를 혼합한 것을 대조군으로 하여 실험을 수행하였다. 이때 실험결과의 신뢰성을 얻기 위하여 한 샘플 당 3회 반복실험을 수행하였다.
- 5 mL 마이크로튜브에 1 mM 니코틴 200 와 동량의 NDM을 혼합한 것을 실험군으로 하고, 1 mM 니코틴 200 와 동량의 완충용액 또는 증류수를 혼합한 것을 대조군으로 하여 실험을 수행하였다. 이때 실험결과의 신뢰성을 얻기 위하여 한 샘플 당 3회 반복실험을 수행하였다. 측정 대상 시료에 4 M sodium acetate trihydrate 완충액 (pH 4.
- 흡광도 측정은 UV/VIS spectrophotometer (Genova MK3, Jenway)를 이용하였으며, 490 tun에서 측정하여 변화량 분석을 수행하였다.
- 40 g이었다. 5마리씩 두 그룹으로 나누어서 한 그룹에는 물을 투여하고, 다른 그룹에는 4.24 g/kg 양의 NDM을 구강 투여하였다. 2주 후 니코틴 3 ㎎/㎏을 복강 투여한 다음 30, 60, 90분 간격으로 안와정맥을 통해 혈액을 채취하였다.
- 24 g/kg 양의 NDM을 구강 투여하였다. 2주 후 니코틴 3 ㎎/㎏을 복강 투여한 다음 30, 60, 90분 간격으로 안와정맥을 통해 혈액을 채취하였다. GC 분석을 위해 샘플은 혈청 0.
- 2 呻 filtering을 한 후 사용하였다. 분석은 표준시료를 주입한 후 peak에 대한 검량선의 기울기가 1이 되게 하고 검사 시료를 주입하여 표준시료와 검사시료의 면적을 비교하여 농도를 비교 분석하였다. 이때 캐리어 가스로는 질소가스를 사용했으며 nitrogen phosphorous detector (NPD, Hewlett Packard, USA)를 사용하였고 capillary column (HP5, Hewlet Packard, USA) 이용하여 혈중의 니코틴 및 코티닌의 농도를 측정하였다.
- 분석은 표준시료를 주입한 후 peak에 대한 검량선의 기울기가 1이 되게 하고 검사 시료를 주입하여 표준시료와 검사시료의 면적을 비교하여 농도를 비교 분석하였다. 이때 캐리어 가스로는 질소가스를 사용했으며 nitrogen phosphorous detector (NPD, Hewlett Packard, USA)를 사용하였고 capillary column (HP5, Hewlet Packard, USA) 이용하여 혈중의 니코틴 및 코티닌의 농도를 측정하였다.
- Fig. 1에서 보듯이 1 mM 니코틴 200 “L와 천연식물로부터 추출해서 제조한 NDM을 동량 넣고 직접 혼합한 다음 생성되는 코티닌의 양을 측정하였다. 10, 20, 30, 60, 90분경과 후에 NDM이 들어있는 실험군과 물을 이용한 대조군의 흡광도를 비교한 결과, 20분까지는 실험군과 대조군의 O.
- 동물실험을 수행하였다. 즉, 6주령의 렛트 10마리를 두 그룹으로 나누어서 각각의 그룹에 대해 2주간 천연식물추출물인 NDM과 물을 복용시킨 후, 니코틴을 복강 투여하여 혈액을 채취한 다음 각각의 그룹에 대해서 니코틴과 코티닌의 농도를 조사하였다. Fig.
- 이러한 결과는 직접혼합법에서 흡광도 비교분석 결과와 일치하는 내용으로서, NDM에 의해 니코틴이 빠르게 분해 되어 감소됨을 알 수 있었다. 동시에 동일 샘플에 대해서 니코틴이 코티닌으로 전환되었는지를 확인하기 위해 가스크로마토그래피를 이용하여 렛트 혈액 내의 코티닌을 측정하였다(Fig. 3). 이 결과 또한 물을 투여한 대조군의 경우 혈액 내에서 코티닌의 농도 변화가 없는 반면, NDM을 투여한 실험군의 경우 약 57% 이상의 코티닌 농도 증가를 보여주었다.
- Comparison of nicotine concentration in rat blood. The experimental and control groups were orally fed with NDM and water, respectively, for 2 weeks, and then both groups were administered by intraperitoneal injection with 3 ㎎/㎏ nicotine.
- , USA) 200 와 천연식물추출물 200 μL를 잘 혼합한 후 0, 10, 20, 30, 60, 90분 경과 후 생성된 코티닌의 양을 측정하였으며, 반응온도는 25℃이었다. 코티닌 (Sigma Chemical Co., USA)의 변화량 측정은 Barlow 등(9)에 의해 개발된 방법을 변형하여 사용하였다. 1.
- 이러한 효과를 보다 확실하게 알아보기 위해서 렛트를 이용한 동물실험을 수행하였다. 즉, 6주령의 렛트 10마리를 두 그룹으로 나누어서 각각의 그룹에 대해 2주간 천연식물추출물인 NDM과 물을 복용시킨 후, 니코틴을 복강 투여하여 혈액을 채취한 다음 각각의 그룹에 대해서 니코틴과 코티닌의 농도를 조사하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 체내 니코틴 대사에 있어서 코티닌으로의 전이를 측정하기 위해, 국내 자생하는 식물의 추출물을 사용하였다. 지금까지 부분적으로 보고되고 있는 길경, 녹차, 황기, 오미자, 양파 등의 추출물이 발암물질인 니코틴을 인체에 무해한 코티닌으로의 전이를 가능케 하는지를 동물실험을 통해 증명해 보고자 한다.
- 식품으로 가능한 식물 중 니코틴 분해효과를 가진 것으로 추정되는 녹차, 오미자, 길경, 황기, 양파 등으로부터 물을 이용하여 추출물을 얻었다. 즉, 대상 식물에 대하여 각각 건조중량 100 g을 증류수 700 mL에 침지하고, 녹차추출물은 8 (TC에서 48시간 가열하고, 나머지 추출물은 100℃에서 5시간 가열한 후 10 网 필터페이퍼로 여과하여 수용성 추출물을 수득하였다.
- 일반적으로 약효/약리 평가시험에서 흔히 사용되는 sprague dawley계 특정병원균 부재 (SPF) 수컷 랫트를 (쥐 중앙실험동물에서 구입하였다. 6주령인 쥐 10마리를 입수하였으며, 입수 시 체중은 278.
- 구입하였다. 6주령인 쥐 10마리를 입수하였으며, 입수 시 체중은 278.20~315.40 g이었다. 5마리씩 두 그룹으로 나누어서 한 그룹에는 물을 투여하고, 다른 그룹에는 4.
이론/모형
- 반면에 thiocyanate는 음식물에 다양하게 존재하므로, 외부요인에 의하여 오차가 크고, carboxyhemoglobin 측정법은 일산화 산소에 의해 변동이 심한 단점이 있다. 본 실험에서는 니코틴의 코티닌으로의 전이도를 시험관 내에서 측정하기 위해 Barlow 등(9)에 의해 개발된 직접혼합법을 사용하여 실험을 수행하였다.
성능/효과
- 보았다. 니코틴 분해제 (NDM)에 의한 니코틴의 코티닌으로의 분해를 시험관에서 확인한 결과 혼합 90분경과 후 대조군과 대비하여 약 2.5배의 분해능을 보였다. 랫트를 이용한 동물실험에서 NDM의 니코틴분해능 확인결과 혈중 니코틴 농도는 90분 경과 후 대조군 대비 약 33%의 감소를 나타냈고, 코티닌의 혈중 농도는 약 57%의 증가를 나타내었다.
- 5배의 분해능을 보였다. 랫트를 이용한 동물실험에서 NDM의 니코틴분해능 확인결과 혈중 니코틴 농도는 90분 경과 후 대조군 대비 약 33%의 감소를 나타냈고, 코티닌의 혈중 농도는 약 57%의 증가를 나타내었다. 이러한 결과를 통해 NDM이 니코틴 분해에 우수한 효과가 있음을 확인하였다.
- 랫트를 이용한 동물실험에서 NDM의 니코틴분해능 확인결과 혈중 니코틴 농도는 90분 경과 후 대조군 대비 약 33%의 감소를 나타냈고, 코티닌의 혈중 농도는 약 57%의 증가를 나타내었다. 이러한 결과를 통해 NDM이 니코틴 분해에 우수한 효과가 있음을 확인하였다. 본 연구결과에서 알 수 있듯이 기존 알려진 여러 천연식물추출물들은 니코틴의 대사경로 중 인체에 무해한 코틴닌으로의 전이유도를 촉진하는 물질을 함유하고 있는 것으로 나타났으며, 단일 추출물질이 아닌 복합추출물질로 구성되어 기존의 니코틴 분해제에 비해 탁월한 효과를 보여 주었다.
- 이러한 결과를 통해 NDM이 니코틴 분해에 우수한 효과가 있음을 확인하였다. 본 연구결과에서 알 수 있듯이 기존 알려진 여러 천연식물추출물들은 니코틴의 대사경로 중 인체에 무해한 코틴닌으로의 전이유도를 촉진하는 물질을 함유하고 있는 것으로 나타났으며, 단일 추출물질이 아닌 복합추출물질로 구성되어 기존의 니코틴 분해제에 비해 탁월한 효과를 보여 주었다.
- 1에서 보듯이 1 mM 니코틴 200 “L와 천연식물로부터 추출해서 제조한 NDM을 동량 넣고 직접 혼합한 다음 생성되는 코티닌의 양을 측정하였다. 10, 20, 30, 60, 90분경과 후에 NDM이 들어있는 실험군과 물을 이용한 대조군의 흡광도를 비교한 결과, 20분까지는 실험군과 대조군의 O.D.값 변화가 각각 +0.04와 +0.02 정도의 변화를 보이다가 90분경과 후에는 실험군의 O.D.값이 0.38 정도 증가를 보였다. 반면 대조군에서는 30분경과 후 O.
- 11 정도의 증가를 보이다가 그 이후에는 더 이상의 증가를 보이지 않았다. 즉 NDM 이 들어있지 않은 대조군에서는 니코틴 분해가 거의 이루어지지 않은 것을 알 수 있었다. 이러한 의미는 코티닌의 흡광 영역이 490 nm인 점을 감안할 때, 니코틴이 NDM에 의해 분해되어 코티닌으로 전환되는 변환율이 대조군에 비해 월등히 우수하다는 사실을 입증하는 것이고 이러한 결과는 코티닌의 생성이 NDM 존재 하에서 가속화되는 것을 보여주었다.
- 이러한 의미는 코티닌의 흡광 영역이 490 nm인 점을 감안할 때, 니코틴이 NDM에 의해 분해되어 코티닌으로 전환되는 변환율이 대조군에 비해 월등히 우수하다는 사실을 입증하는 것이고 이러한 결과는 코티닌의 생성이 NDM 존재 하에서 가속화되는 것을 보여주었다. 결국 이러한 결과는 니코틴의 코티닌으로의 전이에 천연식물추출물인 NDM이 효과적으로 작용하였다는 사실을 잠재적으로 보여주고 있는 것이다.
- 즉, 6주령의 렛트 10마리를 두 그룹으로 나누어서 각각의 그룹에 대해 2주간 천연식물추출물인 NDM과 물을 복용시킨 후, 니코틴을 복강 투여하여 혈액을 채취한 다음 각각의 그룹에 대해서 니코틴과 코티닌의 농도를 조사하였다. Fig. 2에서 보듯이, 물만 복용시킨 대조군의 경우에서는 니코틴의 농도가 30, 60, 90분 각각의 시간대에서 거의 변화가 없는 반면, NDM을 복용시킨 실험군의 경우는 시간이 경과하면서 니코틴의 농도가 약 33% 정도 감소되었음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 직접혼합법에서 흡광도 비교분석 결과와 일치하는 내용으로서, NDM에 의해 니코틴이 빠르게 분해 되어 감소됨을 알 수 있었다.
- 2에서 보듯이, 물만 복용시킨 대조군의 경우에서는 니코틴의 농도가 30, 60, 90분 각각의 시간대에서 거의 변화가 없는 반면, NDM을 복용시킨 실험군의 경우는 시간이 경과하면서 니코틴의 농도가 약 33% 정도 감소되었음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 직접혼합법에서 흡광도 비교분석 결과와 일치하는 내용으로서, NDM에 의해 니코틴이 빠르게 분해 되어 감소됨을 알 수 있었다. 동시에 동일 샘플에 대해서 니코틴이 코티닌으로 전환되었는지를 확인하기 위해 가스크로마토그래피를 이용하여 렛트 혈액 내의 코티닌을 측정하였다(Fig.
- 3). 이 결과 또한 물을 투여한 대조군의 경우 혈액 내에서 코티닌의 농도 변화가 없는 반면, NDM을 투여한 실험군의 경우 약 57% 이상의 코티닌 농도 증가를 보여주었다. 이러한 결과는 천연식물로부터 추출한 NDM이 생체 내에서 니코틴 분해를 촉진하면서 동시에 인체에 무해한 코티닌으로 전이를 촉진시키는 효과가 있음을 직접적으로 보여준다고 할 수 있다.
- 이러한 성분들은 성분구조상 수산기 (-OH)를 여러 개 함유하고 있어 체내에서 발생하는 활성 라디칼에 수소 원자를 공여함으로써 라디칼 연쇄반응을 멈추게 하여 중금속이나 독성분, 니코틴 등의 흡착을 용이하게 하는데 이러한 일련의 작용들이 니코틴의 코티닌 전환에 관여하는 것으로 사료된다(10). 따라서 천연식물추출물인 NDM 을 인체에 적용시킬 경우 NDM이 니코틴으로부터 인체에 무해한 코티닌으로의 전이를 촉진시킨다는 가능성을 제시할 수 있다. 본 연구는 흡연으로 인한 피해를 경감시키고 니코틴 제거기능에 대한 과학적인 근거를 제시함으로써 금연 보조제로서의 천연식물추출물을 이용한 기능성 식품 개발에 기여할 수 있을 것으로 사료된다 .
후속연구
- 따라서 천연식물추출물인 NDM 을 인체에 적용시킬 경우 NDM이 니코틴으로부터 인체에 무해한 코티닌으로의 전이를 촉진시킨다는 가능성을 제시할 수 있다. 본 연구는 흡연으로 인한 피해를 경감시키고 니코틴 제거기능에 대한 과학적인 근거를 제시함으로써 금연 보조제로서의 천연식물추출물을 이용한 기능성 식품 개발에 기여할 수 있을 것으로 사료된다 .
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