인삼 분말이 $B({\alpha})P$의 투여로 간 독성이 유발된 마우스에서의 항산화 효소, 글루타치온 및 과산화지질 함량 변화에 미치는 영향으로 살펴보았다. 먼저 인삼 분말의 투여시 $B({\alpha})P$ 투여로 인한 간 조직중의 SOD, catalase 그리고 GSH-Px의 활성은 유의적으로 증가되었다가, 인삼분말의 처리로 이들 활성이 유의적으로 감소하였다. 반면, GST 활성과 간 조직중의 글루타치온 함량은 $B({\alpha})P$ 단독 투여군에서는 감소되었다가 인삼 분말 투여시 유의적인 증가를 보였다. 그러나 cytochrome P-450 활성과 지질과산화물 함량은 $B({\alpha})P$ 투여시 증가되었다가 인삼 분말의 투여시 유의적으로 감소되었다. 이상의 결과로 인삼 분말은 $B({\alpha})P$에 의한 간 손상에 대한 보호효과를 가지는 것으로 사료된다.
인삼 분말이 $B({\alpha})P$의 투여로 간 독성이 유발된 마우스에서의 항산화 효소, 글루타치온 및 과산화지질 함량 변화에 미치는 영향으로 살펴보았다. 먼저 인삼 분말의 투여시 $B({\alpha})P$ 투여로 인한 간 조직중의 SOD, catalase 그리고 GSH-Px의 활성은 유의적으로 증가되었다가, 인삼분말의 처리로 이들 활성이 유의적으로 감소하였다. 반면, GST 활성과 간 조직중의 글루타치온 함량은 $B({\alpha})P$ 단독 투여군에서는 감소되었다가 인삼 분말 투여시 유의적인 증가를 보였다. 그러나 cytochrome P-450 활성과 지질과산화물 함량은 $B({\alpha})P$ 투여시 증가되었다가 인삼 분말의 투여시 유의적으로 감소되었다. 이상의 결과로 인삼 분말은 $B({\alpha})P$에 의한 간 손상에 대한 보호효과를 가지는 것으로 사료된다.
In order to determine the effects of ginseng powder on the antioxidant enzyme activities of hepatotoxicity in $benzo({\alpha})pyrene[B({\alpha})P]-treated$ mice, the mice were divided into 5 groups. Ginseng powder was injected intraperitoneally once a day for 5 successive days, followed b...
In order to determine the effects of ginseng powder on the antioxidant enzyme activities of hepatotoxicity in $benzo({\alpha})pyrene[B({\alpha})P]-treated$ mice, the mice were divided into 5 groups. Ginseng powder was injected intraperitoneally once a day for 5 successive days, followed by the administration of $B({\alpha})P$ treatment on the fifth day. We also evaluated the relationship existing between lipid peroxidation and ginseng powder on oxidative stress. The increased activities of superoxide dismutase, catalase, and glutathione peroxidase observed following $B({\alpha})P-treatment$ were reduced as the result of ginseng powder treatment. Whereas, the glutathione content and glutathione S-transferase activity depleted by $B({\alpha})P$ were increased significantly, but the $B({\alpha})P-associated$ elevation of cytochrome P-450 activities and lipid peroxide content were reduced as the result of ginseng powder treatment. These results indicate that ginseng powder may exert a protective effect against $B({\alpha})P-induced$ hepatotoxicity in mice.
In order to determine the effects of ginseng powder on the antioxidant enzyme activities of hepatotoxicity in $benzo({\alpha})pyrene[B({\alpha})P]-treated$ mice, the mice were divided into 5 groups. Ginseng powder was injected intraperitoneally once a day for 5 successive days, followed by the administration of $B({\alpha})P$ treatment on the fifth day. We also evaluated the relationship existing between lipid peroxidation and ginseng powder on oxidative stress. The increased activities of superoxide dismutase, catalase, and glutathione peroxidase observed following $B({\alpha})P-treatment$ were reduced as the result of ginseng powder treatment. Whereas, the glutathione content and glutathione S-transferase activity depleted by $B({\alpha})P$ were increased significantly, but the $B({\alpha})P-associated$ elevation of cytochrome P-450 activities and lipid peroxide content were reduced as the result of ginseng powder treatment. These results indicate that ginseng powder may exert a protective effect against $B({\alpha})P-induced$ hepatotoxicity in mice.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 간 기능 회복 및 간 기능항진, 항산화능이 우수한 기능성식품으로 보고되고 있는 인삼 분말을 마우스에 전 처리한 다음, benzo(a)pyrene[B(a)P]을 투여하여 급성 간독성을 유발시킨 후 마우스의 혈액 및 간 조직에서의 효소학적인 변화, 특히 글루타치온의 함량, 지질과산화물의 함량변화, 항산화 효소 활성 등을 비교 측정하여 인삼의 B(a)P에 대한 간 독성에 대한 보호 효과를 살펴보고자 하였다.
제안 방법
그리고 간은 생리식염수로 관류하여 간 조직에 남은 혈액을 제거하여 적출한 뒤 간 조직 1 g당 4배량의 0.1 M 인산완충액(pH 7.4)를 가하여 균질기로 마쇄시킨 후, 4"C 이하에서 600Xg로 10 분간 원심분리한 다음 microsomal 분획을 분리하였다. 이를 10, 000 Xg에서 20분간 원심분리하여 mitochondria 분획을 얻고, 분리된 상징액은 다시 l05,000Xg에서 1시간 동안 초원심분리히여 cytosol 분획과 microsome 분획을 취하여 각 효소 활성에 사용하였다.
인삼 분말을 마우스 체중 kg 당 50 mg 또는 100 mg으로 5일간 I일 1회 일정시간에 투여한 다음, B(a)P는 시료 투여한 다음 5일째에 체중 kg당 0.5 mg으로 1회 복강 주사하여 24시간 후 처치하였다. B(a)Pe 다환방향족 탄화수소 화합물로 유기화합물의 불연소 과정에서 주로 생성되고 체내로 들어오면 cytochrome P- 450에 의해 산화되어 7-8-diol체로 된 다음 diepoxide로 재산화되어 간장을 target otgan으로 독성을 발현하는 물질이다(26).
대상 데이터
실험동물은 한국 실험동물개발로부터 분양받은 4주령된 ICR계25~30g의 male mouse를 사용하였다. 이 mouse는 온도 23 ± 2℃,습도 60+5%, 12시간 주기로 명암이 유지되는 사육실에서 사육하였다.
인삼은 풍기특산물 영농조합 법인에서 구입한 4년근 수삼을 건조한 다음, wailing blender> 이용하여 3, 000 rpm에서 5분 동안분쇄하여 분먈화 하였다. 분말시료는 -2(TC에 보관하면서 실험에사용하였다.
데이터처리
실험결과는 통계 처리하여 평균치와 표준편차를 계산하였으며, 각 실험군 간의 유의성 검정은 SAS program을 이용하여 5% 수준에서 Duncarfs multiple range test를 이용하여 통계분석하였다.
이론/모형
240nm에서 소실되는 과산화수소의 양을 측정하였다. 또한 GSH-Px의 활성은 Paglia와 Valentine의 방법(20)에 준하여 NADPH, hydrogen peroxide 및 산화형 글루타치온이 NADPH에의해 환원될 때 NADPH의 감소량을 340nm에서 홉광도를 측정하여 나타냈으며, GST 횔성은 Habig 등(21)의 방법에 준하여 기질인 2, 4-dinitrochlorobenzene과 환원형 글루타치온을 기질로 하여생성된 GSH-DNCB 공액의 분자흡광계수 9.6 mM~' cnP를 이용하여 산정하였고, cytochrome P-450의 활성은 Omura오)" Sato(22) 의 방법으로 측정하였다. 그리고 단백질의 정량은 Lowry 등(23)의 방법에 준하여 bovine serum albumin(Sigma-Aldrich Chem.
6 mM~' cnP를 이용하여 산정하였고, cytochrome P-450의 활성은 Omura오)" Sato(22) 의 방법으로 측정하였다. 그리고 단백질의 정량은 Lowry 등(23)의 방법에 준하여 bovine serum albumin(Sigma-Aldrich Chem. Co., St. Louis, MO, USA)을 표준품으로 하여 측정하였다.
발색시켜 412nm에서 비색정량한 다음, 그 함량은 간 조직 1 g당 Umole로 나타내었다. 그리고 지질과산화물의 함량은 Ohakawa 등 (25)의 방법에 의한 TBA법을 이용하여 생성된 malondialdehyde (MDA) 양을 측정하여 간 조직 1 g당 생성된 MDA nmoleS. 표시하였다.
혈청 중 aminotransferase의 활성도는 Reitman과 Frankel의 방법 (17)으로 측정하였고, 간내 SOD의 활성 측정은 Marklund와 Markkind 의 방법(18)에 준하여 cytochrome C를 50% 억제하는 enzyme 량을 1 unit로 산정하였고, catalase의 활성은 Aebi(19)의 방법으로기질인 IOmM 과산화수소용액 및 효소엑을 가하여 25℃에서 반응시켜 240nm에서 소실되는 과산화수소의 양을 측정하였다. 또한 GSH-Px의 활성은 Paglia와 Valentine의 방법(20)에 준하여 NADPH, hydrogen peroxide 및 산화형 글루타치온이 NADPH에의해 환원될 때 NADPH의 감소량을 340nm에서 홉광도를 측정하여 나타냈으며, GST 횔성은 Habig 등(21)의 방법에 준하여 기질인 2, 4-dinitrochlorobenzene과 환원형 글루타치온을 기질로 하여생성된 GSH-DNCB 공액의 분자흡광계수 9.
성능/효과
B(a)P과 인삼 분말 50㎎/㎏ 또는 100㎎/㎏ 투여군은 시료 농도에 관계없이 B(a)P 투여군에 비해 ALT의 활성이 유의적으로 감소되었다. 또한 인삼분말 100㎎/㎏ 으로 처리시 ALT의 활성은 B(a)P 투여군에 비해 유의적으로 감소되어 시료 자체의 독성은 보이지 않았다.
Catalase의 활성은 Table 2와 같이 B(a)P 단독 투여군이 대조 군에 비해 유의적으로 증가하였으며, 50 ㎎/㎏ 및 100 ㎎/㎏의 인삼분말과 B(a)P을 투여한 군은 B(a)P 단독 투여군에 비해 catalase의 활성이 유의성 있게 감소하였다.그리고 SOD 효소의 활성은 B(a)P 단독 투여군이 대조군에 비하여 유의적으로 증가 하였는데, 이러한 결과는 B(a)P의 투여로 인하여 생성된 자유라 디칼에 의해 SOD 활성이 증가된 것으로 보여 진다.
또한 50mg/ kg의 인삼분말과 B(a)P을 투여한 군은 B(a)P 단독 투여군에 비해 SOD 활성이 유의성 있게 감소하였으나, 100㎎/㎏의 인삼분 말과 B(a)P을 투여한 군은 B(a)P 단독 투여군에 비해 SOD 활 성은 감소되었으나 유의성은 보이지 않았다. SOD 효소 활성은 catalase의 활성 변화와 유사한 경향이었으며, 인삼분말은 B(a)P 처리로 생성된 자유 라디칼의 생성을 억제함을 알 수 있었다. 이는 인삼 추출물이 고지방식이로 증가된 SOD 활성을 감소시켰는 데 지방합성 억제와 축적을 억제하여 항산화효소의 활성 증가보다 활성산소를 제거하여 나타난 결과(6)와 유사한 경향이었다.
간 조직 중의 GST활성의 변화는 대조군에 비하여 B(a)P 단독 투여군에서 유의적으로 감소하였다(Table 3). 인삼분말 50 ㎎/㎏ 을 B(a)P과 함께 투여시 대조군과 유사하게 GST 활성이 증가되 었으나 인삼 lOOnig/kg과 B(a)P을 함께 투여한 군에서는 GST 활 성이 약간 증가하였으나 유의성은 없었다.
환원 및 간 해독에서 중요한 역할을 담당한다(36). 간 조직 중의 글루타치온 함량은 Table 4와 같이, B(a)P 단독 투여군 이대 조 군에 비해 현저히 감소되었으며, 인삼 분말 lOOmgeg 및 B(a)P을 투여한 군에서는 B(a)P만 투여한 군에 비하여 글루타치온 함량이 증가하는 경향이었으나 유의성은 없었고, 인삼 분말50 ㎎/㎏ 및 B(a)P을 투여한 군에서는 B(a)P만 투여 한 군에 비하여 글루타치온 함량이 유의적으로 증가하였다.
Catalase의 활성은 Table 2와 같이 B(a)P 단독 투여군이 대조 군에 비해 유의적으로 증가하였으며, 50 ㎎/㎏ 및 100 ㎎/㎏의 인삼분말과 B(a)P을 투여한 군은 B(a)P 단독 투여군에 비해 catalase의 활성이 유의성 있게 감소하였다.그리고 SOD 효소의 활성은 B(a)P 단독 투여군이 대조군에 비하여 유의적으로 증가 하였는데, 이러한 결과는 B(a)P의 투여로 인하여 생성된 자유라 디칼에 의해 SOD 활성이 증가된 것으로 보여 진다. 또한 50mg/ kg의 인삼분말과 B(a)P을 투여한 군은 B(a)P 단독 투여군에 비해 SOD 활성이 유의성 있게 감소하였으나, 100㎎/㎏의 인삼분 말과 B(a)P을 투여한 군은 B(a)P 단독 투여군에 비해 SOD 활 성은 감소되었으나 유의성은 보이지 않았다.
따라서 인삼분말은 독성물질인 B(a)P의 투여로 생성된 유해 활성 산소를 소거시키기 위해 유리기 해독계 효소로 알려진 SOD, catalase 및 GSH-Px 효소의 활성 증가보다 활성산소를 제거하여 세포손상으로부터 생체를 보호하는 작용을 하고, B(a)P 투여시 감소된 글루타치온을 함량을 증가시켜 간 독성에 대한 보호 효과를 가지는 것으로 생각되었다. 특히 인삼 분말 50mg&g의 투 여가 B(a)P에 대한 간 독성물질을 체외로 배출시켜 해독작용을 더 우수하게 하는 것으로 생각되었다
혈청내 AST의 활성도 B(a)P 투여시 증가하다가, 인삼분말 투 여시 이들 활성이 유의적으로 감소하였다. 따라서 혈청내 ALT 및 AST의 활성은 B(a)P 투여시 증가하다가, 인삼분말 투여시 감 소되는 경향을 보였다. 이는 사염화탄소를 투여하여 유발된 간독 성에 대해 홍삼추출물을 50㎎/㎏~100㎎/㎏ 투여하면 ALT 및 AST의 활성이 감소되었다는 보고(28)와 유사한 경향이었다.
그리고 SOD 효소의 활성은 B(a)P 단독 투여군이 대조군에 비하여 유의적으로 증가 하였는데, 이러한 결과는 B(a)P의 투여로 인하여 생성된 자유라 디칼에 의해 SOD 활성이 증가된 것으로 보여 진다. 또한 50mg/ kg의 인삼분말과 B(a)P을 투여한 군은 B(a)P 단독 투여군에 비해 SOD 활성이 유의성 있게 감소하였으나, 100㎎/㎏의 인삼분 말과 B(a)P을 투여한 군은 B(a)P 단독 투여군에 비해 SOD 활 성은 감소되었으나 유의성은 보이지 않았다. SOD 효소 활성은 catalase의 활성 변화와 유사한 경향이었으며, 인삼분말은 B(a)P 처리로 생성된 자유 라디칼의 생성을 억제함을 알 수 있었다.
이는 발암원인 B(a)P 투여로 생성된 free radical을 글루타치온이 대사시켜 체외로 배출하는데 이용되므로 글루타치온 함량이 저하되고 해독기구에 관여하는 효소인 GST의 활성도 감소되지만, 인삼분말의 투여로 B(a)P 투여에 의해 감소되었던 GST의 활성 감소를 대조군 수준 으로 회복시켜 체내 독성물질을 전이 또는 분해시키고, 글루타치 온 함량이 증가되어 독성을 해독시킨 것으로 보여진다. 또한 인 삼분말 50 ㎎/㎏ 투여가 B(a)P에 의해 유도되는 간독성 에 대해 더 효과적인 해독작용을 가짐을 알 수 있었다.
활성이 유의적으로 감소되었다. 또한 인삼분말 100㎎/㎏ 으로 처리시 ALT의 활성은 B(a)P 투여군에 비해 유의적으로 감소되어 시료 자체의 독성은 보이지 않았다.
지질과산화물의 함량의 경우 B(a)P만 투여한 군에서 대조군에 비하여 유의적인 증가를 보였고, 인삼분말과 B(a)P을 투여한 군은 B(a)P만 투여한 군에 비하여 유의성 있는 감소를 나타내었으나 시료 농도별에 따른 차이는 없었다. B(a)P과 같은 생체 이물질의 대사시 약물대사 효소계로부터 생성된 여러 자유라디칼들이 지질과슨}화를 증가시켰다는보고(37)처럼, B(a)P에 의해 유도되는 자유라디칼 생성이 인삼분말의 투여로 감소되어 지질 과산화가 억제된 것으로 보여진다.
따라서 인삼분말은 독성물질인 B(a)P의 투여로 생성된 유해 활성 산소를 소거시키기 위해 유리기 해독계 효소로 알려진 SOD, catalase 및 GSH-Px 효소의 활성 증가보다 활성산소를 제거하여 세포손상으로부터 생체를 보호하는 작용을 하고, B(a)P 투여시 감소된 글루타치온을 함량을 증가시켜 간 독성에 대한 보호 효과를 가지는 것으로 생각되었다. 특히 인삼 분말 50mg&g의 투 여가 B(a)P에 대한 간 독성물질을 체외로 배출시켜 해독작용을 더 우수하게 하는 것으로 생각되었다
또한 정상 쥐에 사염화탄소를 투여하여 지질과산화물의 함량이 약 4배정도 증가하였다가 홍삼추출물을 투여하면 지질과산화물 의 함량이 감소된 결과(28)와도 유사한 경향이었다. 특히 인삼분 말 50 ㎎/㎏ 투여가 B(a)P에 의해 유도되는 지질과산화는 억제 하면서 글루타치온 함량은 유의적으로 증가함을 알 수 있었다.
혈청내 AST의 활성도 B(a)P 투여시 증가하다가, 인삼분말 투 여시 이들 활성이 유의적으로 감소하였다. 따라서 혈청내 ALT 및 AST의 활성은 B(a)P 투여시 증가하다가, 인삼분말 투여시 감 소되는 경향을 보였다.
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