[논문]갈화 및 초두구를 주재로 하는 알코올 해독제

박정숙; 김기영; 한건

문제 정의

본 연구에서 사용한 초 두 구 추출물은 흰쥐의 혈중 알코올 농도를 낮추어 주는 것으로 나타났으며, in vitro 실험에서 항산화 활성이 큰 것으로 나타났다. 따라서 본 연구자는 지속적인 연구를 통하여 초두구 추출물 중 알코올 대사를 촉진 시키는 물질 및 그기전을 밝히고 이 물질(들)의 항산화 활성과의 관련성 등에 대하여 밝히고자 한다.
본 연구는 충북대학교 교내연구비 지원(2006)에 의해 수행되었으므로 이에 감사드린다.
초두구(Alpinia katsumadai Hayata)는刀 생강과(Zingiberaceae) 식물로 종자를 약재로 사용하며 주성분은 d-4-terpinyl acetate, d-a-terpineol 등을 주로 한 정유로, 그 효능은 위장을 따듯하게 하고 과다 분비된 위장의 점액성 물질 및 과잉의 수분 대사를 촉진시키므로 구토, 설사, 복부 팽만 및 식욕부진 등에 사용된다. 본 연구에서는갈화 및 초 두 구를 주요 구성성분으로 하며 그밖에 향부자, 갈근, 진피 , 산사, 창출, 후박, 적복령, 사인, 신곡, 감초, 양강, 작약, 당귀, 천궁, 황기, 목향 등의 한약재를 첨가하여 이들의 협동 작용에 의해 음주 후의 알코올 해독 효과가 탁월한 알코올 해독용 한방제제(解酎丸)을 개발하고자 하였다.

가설 설정

알코올은 알코올탈수소효소에 의해 아세트알데하이드로 분해되고, 이것은 다시알데히드탈수소효소(aldehyde dehydrogenase; 이하 ALDH라 함) 에 의하여 아세테이트로 산화된다.1)이 과정에서 두 효소 모두 조효소 NAD+를 필요로 한다. 따라서 분해할 수 있는 능력을 초과한 알코올을 섭취하게 되면 알코올 대사 과정에서 체내에 아세트알데히드의 생성량이 증가하게 되고 NADH/NAD+ 비가 높아지게 된다.

제안 방법

갈근 16 g, 갈화 16 g, 진피 16 g, 향부자 12 g, 창출 12 g, 작약 12g, 산사 8g, 후박 8g, 적복령 8g, 사인 8g, 신국 8g, 초 두 구 8g, 양강 8g, 당귀 8g, 천궁 8g, 황기 8g, 목향 8g, 감초 8g 등을 분쇄한 후 잘 혼합하여 통상의 방법에 따라 환제로 하였다. 해주환은 갈화해성탕과 대금음자를 기본 처방으로 하여 가감한 것으로 갈화해성탕은 갈화, 사인, 백두 구, 청피, 백출, 건강, 신곡, 택사, 인삼, 저령, 백복령, 진피, 목향 등의 약재로 이루어져 있으며, 대금음자는 진피, 후박, 창출 감초 등으로 구성되어있다.
갈화 또는 초 두 구의 알코올 해독작용을 스크리닝 하고자 흰쥐를 시험시작 2시간 전에 식이 및 물 공급을 중지하고, 대조군은 에탄올 3gkg(30% 에탄올 2.5 m/X 경구투여하였으며, 시험 군은 알코올 투여 1시간 전에 갈화 추출물 또는 초두구 추출물 0.5 g/kg, 또는 1.0 g/kgt 각각 투여 후, 대조군과 마찬가지로 알코올을 투여하였다. 알코올 투여 1시간 후에 에테르를 써서 실험동물을 마취한 후, 복부를 절개하고 간문맥을 통해 혈액 (ImZ) 를 채혈하였다.
갈화 또는/및 초 두 구의 혈중 알코올 농도의 측정은 시그마사 (Sigma Chem. Co., U.S.A.)의 에탄올 분석용 키트를 사용하여 아래와 같은 원리를 이용하여 알코올의 체내 반응산물인 NADH 의 생성량을 측정함으로써 체내 알코올 농도를 산출하였다. 즉, 에탄올은 간세포에 존재하는 ADH에 의해 다음과 같은 반응을 거쳐 아세트알데히드로 대사되며, 이때 생성된 NADH는 적외선/ 자외선 분광광도계의 특정 파장을 흡수하는 성질을 가지고 있다.
이들 성분에 대한 최근 연구보고들로 Keung et aUe Syrian golden hamster를 이용한 실험에서 갈근 및 갈화에 들어 있는 isoflavone인 daidzin 및 daidzein이 알코올 섭취를 억제하는 것으로 보고하였다. 그 기전을 연구하기 위해 햄스터 간 미토콘드리아를 분리하여 5-hydrox刈tryptamine(5-HT)와 dopamine 을 기질로 한 실험에서 daidzine 미토콘드리아에서 monoamine 대사를 촉진하는 주경로인 MAO/ALDH₂의 첫 번째가 아니라 두 번째 단계를 억제하는 것으로 밝혔다. 즉, MA。의 작용에서 유래된 5-hydroxyindol-3-acetaldehyde(5-HIAL) 및/또는 DOPAL 과 같은 biogenic aldehyde의 분해를 억제함■으로써 이들이 알코올 탐닉 억제의 매개체로 작용하도록 하는 것으로 추정하였다.
따라서 본 실험에서는 상기에 기술한 바와 같이 간 문맥으로부터 채취한 혈액을 원심분리(6000 rpm, 5분)하여 혈장을 얻은 후, 이 혈장 10 以에 3.0 m2의 NAD-ADH 용액을 가하여 조심스럽게 섞은 다음 30℃에서 10분간 반응시킨 후 색의 변화를 적 외* 선] 외선 분광광도계를 이용하여 파장 340nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 알코올 농도는 표준 용액을 이용하여 각 군별 혈중 알코올 농도를 계산하였다.
증상을 제거해주는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 위장관에서의 불쾌한 증상을 제거하고자 갈화 및 초 두 구 외에 향부자, 갈근, 진피, 산사, 창출, 후박, 적복령, 사인, 신곡, 감초, 양강, 작약, 당귀, 천궁, 황기, 목향 등의 한약재를 첨가하여 환제를 제조하였다. 환제를 비글(beagle)에 투여한 결과 시간에 따른 알코올의 혈중농도 감소가 유지되는 것을 확인하였다.
0g/kg을 각각 투여 후, 대조군과 마찬가지로 알코올을 투여하였다. 알코올 투여 15분, 30분, 45분, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간 및 8시간째에 대퇴정맥으로 삽입한 관을 통해 혈액(500 防을 채혈하였다.
5g/kg을 경구투叫 후, 대조군과 마찬가지로 알코올을 투여하였다. 알코올 투여 1시간 후에 시간별로 비글의 앞다리 정맥으로부터 혈액(1起)를 채혈하였다.
0 g/kgt 각각 투여 후, 대조군과 마찬가지로 알코올을 투여하였다. 알코올 투여 1시간 후에 에테르를 써서 실험동물을 마취한 후, 복부를 절개하고 간문맥을 통해 혈액 (ImZ) 를 채혈하였다.
한편, 갈화 또는 초 도구 추출물의 시간에 따른 혈중 에탄올 농도 감소효과를 측정하기 위해서는 흰쥐를 실험 시작 24시간 전에 식이를 중지한 랫트를 에테르로 마취한 후, 대퇴부를 절개하고 정맥에 삽관한 후 대조군은 에탄올 1.8g4g(30% 에탄올 1.5 起) 를 경구투여 하였으며, 시험 군은 알코올 투여 1시간 전에 갈화추출물 또는 초 두 구 추출물 1.0g/kg을 각각 투여 후, 대조군과 마찬가지로 알코올을 투여하였다. 알코올 투여 15분, 30분, 45분, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간 및 8시간째에 대퇴정맥으로 삽입한 관을 통해 혈액(500 防을 채혈하였다.
해주환의 알코올 해독 작용 측정을 위해서는 비글을 시험시작 24시간 전에 식이를 중지하고, 대조군은 에탄올 1.5 g/kg(30% 에탄올 5m//kg)을 경구투여하였으며 시험 군은 알코올 투여 1시간 전에 해 주환 0.5g/kg을 경구투叫 후, 대조군과 마찬가지로 알코올을 투여하였다. 알코올 투여 1시간 후에 시간별로 비글의 앞다리 정맥으로부터 혈액(1起)를 채혈하였다.

대상 데이터

갈화 및 초 두 구 추출물의 투여 후 혈중 에탄올 농도를 측정하기 위하여 실험동물은 체중 220±5 g의 Spra即ie-Dawley계 웅성 흰 쥐를 샘타코(경기도 오산)에서 구입하여 항온(23±1℃), 항습 (55±10%)과 빛(12시간)을 유지한 동물 실에서 3일간 미리 적응 시켜 사용하였다. 이 기간 동안 사료 및 정제수를 자유롭게 섭취토록 하였으며, 실험동물의 수는 각 군당 5~6마리로 하였다.
갈화 및 초 두 구를 한약업사(청주, 원창약업사)로부터 구입하여각각 삼각플라스크에 넣고 증류수와 메탄올 1:1 혼합액을 약재가 잠길 만큼 붓고 1일간 상온에 방치하면서 때때로 흔들어 주어 유효성분이 추출되도록 한 후 여과하여 여액을 취하였다. 다시 증류수와 메탄올 1:1 혼합액을 삼각플라스크에 붓고 1일간 방치한 후 여과하여 얻은 여액을 먼저 채취한 여액과 합쳐서 회전식 증발기를 이용하여 농축하였다.
사용하였다. 이 기간 동안 사료 및 정제수를 자유롭게 섭취토록 하였으며, 실험동물의 수는 각 군당 5~6마리로 하였다. 한편 해주환 투여 후 혈중 에탄올 농도를 측정하기 위해서는 체중 10±0.
이 기간 동안 사료 및 정제수를 자유롭게 섭취토록 하였으며, 실험동물의 수는 각 군당 5~6마리로 하였다. 한편 해주환 투여 후 혈중 에탄올 농도를 측정하기 위해서는 체중 10±0.5kg의 비글을 샘타코(경기도 오산)에서 구입하여 항온, 항습과 빛을 유지한 동물 실에서 7일간 미리 적응 시켜 사용하였다.

이론/모형

시간에 따른 혈중 알코올 농도의 분석은 흰쥐 및 비글 모두에서 가스크로마토그라피 - 헤드 스페이스 법 (您as chromatographyhead space method)을A 사용하였다. 즉 혈액 200 B에 염화나트륨 포화용액 200 B 및 내부 표준물질로써 부탄올(t-butanol) 200 B를 10 m/ 바이알에 넣고 밀봉한 후 60。(3로 가온하여 및기체상 및 액상이 평형이 이루어지도록 한 후 기체상을 가스크로마토그라피에 주입하여 알코올 농도를 정량并였다.

성능/효과

5g/kg을 투여한 후 에탄올을 투여한 경우의 혈중 에탄올 농도를 측정한 결과이다. 3마리 모두 에탄올 단독 투여 시에 비해 해 주환 투여 후 에탄올 투여 시, 혈중 에탄올 농도가 상당히 감소한 결과를 나타내어 AUC가 약 1/2로 감소한 결과를 나타내었다. 또한 해 주환 투여 후 에탄올의 혈중 최고 농도가 22% 정도 감소하였으며, 최고 혈중농도에 도달하는 시간도 단축된 결과를 나타내었다.
0 g/kg을 에탄올 투여 1시간 전에 투여 후 에탄올 투여 1시간째에, 혈중 에탄올 농도의 지표인 NADH를 측정하여 간접적으로 에탄올 농도를 측정한 결과이다. 갈화 추출물 투여군 및 초 두 구 추출물 투여군 모두 대조군에 비해 혈중 에탄올 농도 감소를 나타내었으며, 투여량이 많은 경우 더 낮은 알코올 혈중 농도를 나타내어 알코올 해독제로써의 사용 가능성을 나타내었다. 또한 갈화 및 초두구 추출물 0.
0眺g을 투여 후, 혈중 에탄올 농도를 측정한 결과이다. 갈화추출물 투여군 및 초 두 구 추출물 투여군 모두 대조군에 비해 혈중 에탄올 농도가 시간에 따라 감소되는 양상을 나타내었으며, 특히 초 두 구 50% MeOH 추출물 투여의 경우 혈중 에탄올 농도가 현저히 감소된 결과를 나타내었다.
갈화 추출물 투여군 및 초 두 구 추출물 투여군 모두 대조군에 비해 혈중 에탄올 농도 감소를 나타내었으며, 투여량이 많은 경우 더 낮은 알코올 혈중 농도를 나타내어 알코올 해독제로써의 사용 가능성을 나타내었다. 또한 갈화 및 초두구 추출물 0.5 以kg 투여 시 혈중 에탄올 농도 상승 억제율은 각각 15.97%, 16.54%인 것으로 나타났으며 이들을 병용 투여 시 억제율은 52.78%로 단순한 상가 작용이라기보다는 상승효과가 있는 것으로 나타났다.
3마리 모두 에탄올 단독 투여 시에 비해 해 주환 투여 후 에탄올 투여 시, 혈중 에탄올 농도가 상당히 감소한 결과를 나타내어 AUC가 약 1/2로 감소한 결과를 나타내었다. 또한 해 주환 투여 후 에탄올의 혈중 최고 농도가 22% 정도 감소하였으며, 최고 혈중농도에 도달하는 시간도 단축된 결과를 나타내었다.
또한 앞서 밝혔듯이 알코올 대사계는 기본적으로 효소 및 조효소가 관여된 산화환원 반응으로 이들의 기능을 활성화시키기 위해서는 항산화 활성을 가지고 있는 물질들이 필요할 것으로 생각된다. 본 연구에서 사용한 초 두 구 추출물은 흰쥐의 혈중 알코올 농도를 낮추어 주는 것으로 나타났으며, in vitro 실험에서 항산화 활성이 큰 것으로 나타났다. 따라서 본 연구자는 지속적인 연구를 통하여 초두구 추출물 중 알코올 대사를 촉진 시키는 물질 및 그기전을 밝히고 이 물질(들)의 항산화 활성과의 관련성 등에 대하여 밝히고자 한다.
본 연구에서는 초 두 구 추출물이 알코올 대사계 중 어느 단계에 작용하는 지를 아직 밝혀내지 못하였으나, xanthine oxidase 저해에 의한 항산화 활성 측정 시 초 두 구 추출물은 Vit E에 비해 12.8배의 높은 항산화 활성을 나타내었다(데이터 나타내지 않음). 따라서 초 두 구 추출물은 음주로 인한 체내 내인성 알코올 류 대사 방해에 의한 독성 발현을 줄여줄 수 있을 것으로 생각된다.
05%로 나타나 갈 화의 에탄올 대사에 관여하는 성분이 약간 비극성으로 추정되며, 갈 화는 메탄올로 추출하는 것이 보다 바람직한 것으로 생각된다. 이상의 결과로부터 초 두 구 메탄올 추출물의 AUC 및 Cmw는 갈화 메탄올 추출물의 71.94, %, 66.66% 로 초두구의 에탄올 대사 능력이 갈화보다 우세한 것으로 나타났다. 한편, 대조군 및 약물 투여군 사이에 있어 Tmax에 도달하는 시간은 초 두 구 및 갈 화의 메탄올 추출물이 45분菇 대조군(57분)에 비해 약간 빠른 것으로 나타났다.
따라서 본 연구에서는 위장관에서의 불쾌한 증상을 제거하고자 갈화 및 초 두 구 외에 향부자, 갈근, 진피, 산사, 창출, 후박, 적복령, 사인, 신곡, 감초, 양강, 작약, 당귀, 천궁, 황기, 목향 등의 한약재를 첨가하여 환제를 제조하였다. 환제를 비글(beagle)에 투여한 결과 시간에 따른 알코올의 혈중농도 감소가 유지되는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과로부터 초 두 구 및 갈화 추출물을 주재로 한 본 제제는 알코올 해독제로서의 사용 가능성을 나타내었다.

후속연구

체내 알코올 혈중 농도를 낮추는 것이 필요하다. 또한 앞서 밝혔듯이 알코올 대사계는 기본적으로 효소 및 조효소가 관여된 산화환원 반응으로 이들의 기능을 활성화시키기 위해서는 항산화 활성을 가지고 있는 물질들이 필요할 것으로 생각된다. 본 연구에서 사용한 초 두 구 추출물은 흰쥐의 혈중 알코올 농도를 낮추어 주는 것으로 나타났으며, in vitro 실험에서 항산화 활성이 큰 것으로 나타났다.

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