[국내논문]차나무(Camellia sinensis) 추출물이 아급성 알코올 투여 마우스의 항산화 및 알코올 분해 효소 활성에 미치는 영향 Effects of Camellia sinensis Extracts on the Antioxidant System and Alcohol Down-Regulation Enzymes in Sub-Acute Ethanol Treated ICR Mice원문보기
Mouse에 알코올을 투여한 결과 항산화 효소의 활성이 감소하는 것을 볼 수 있으며 ADH 및 ALDH활성도 모두 감소하였다. 녹차, 홍차, 우롱차 및 보이차의 알코올 섭취 mouse에서의 항산화 및 알코올 분해효소에 미치는 영향을 측정하여 비교한 결과 네 가지 차 모두에서 투여하지 않은 군에 비하여 항산화 및 알코올 분해 촉진효과를 나타내었으며 그 중 보이차가 간에서의 SOD 및 GR활성을 크게 증가시켰고 MDA함량을 감소시켰다. 또한 우롱차는 혈액에서의 SOD 및 GSH-PX활성을 크게 증가시켰고 MDA함량을 감소시켰으며 녹차와 홍차의 항산화 효과는 이들에 비하여 비교적 낮았다. 또한 알코올 분해에 관여하는 효소인 ADH, ALDH 활성은 녹차를 투여한 군에서 매우 높게 나타났으며 녹차 다음으로는 우롱차가 ADH 활성측정에서, 보이차가 ALDH 활성측정에서 높은 수치를 보였고 홍차 투여 군에서 가장 낮았다. 따라서 네 가지 차 중 우롱차와 보이차를 섭취하였을 때 높은 항산화 효과를 기대할 수 있으며 알코올 분해에는 녹차의 섭취가 가장 효율적일 것으로 사료된다.
Mouse에 알코올을 투여한 결과 항산화 효소의 활성이 감소하는 것을 볼 수 있으며 ADH 및 ALDH활성도 모두 감소하였다. 녹차, 홍차, 우롱차 및 보이차의 알코올 섭취 mouse에서의 항산화 및 알코올 분해효소에 미치는 영향을 측정하여 비교한 결과 네 가지 차 모두에서 투여하지 않은 군에 비하여 항산화 및 알코올 분해 촉진효과를 나타내었으며 그 중 보이차가 간에서의 SOD 및 GR활성을 크게 증가시켰고 MDA함량을 감소시켰다. 또한 우롱차는 혈액에서의 SOD 및 GSH-PX활성을 크게 증가시켰고 MDA함량을 감소시켰으며 녹차와 홍차의 항산화 효과는 이들에 비하여 비교적 낮았다. 또한 알코올 분해에 관여하는 효소인 ADH, ALDH 활성은 녹차를 투여한 군에서 매우 높게 나타났으며 녹차 다음으로는 우롱차가 ADH 활성측정에서, 보이차가 ALDH 활성측정에서 높은 수치를 보였고 홍차 투여 군에서 가장 낮았다. 따라서 네 가지 차 중 우롱차와 보이차를 섭취하였을 때 높은 항산화 효과를 기대할 수 있으며 알코올 분해에는 녹차의 섭취가 가장 효율적일 것으로 사료된다.
This study was conducted to investigate the effects of four kinds of tea (Camellia sinensis) extracts on the antioxidant defense systems as well as the activities of alcohol dehydrogenase (ADH) and acetaldehyde dehydrogenase (ALDH) in ethanol administered ICR mice. According to the results, treatmen...
This study was conducted to investigate the effects of four kinds of tea (Camellia sinensis) extracts on the antioxidant defense systems as well as the activities of alcohol dehydrogenase (ADH) and acetaldehyde dehydrogenase (ALDH) in ethanol administered ICR mice. According to the results, treatment with puerh tea significantly increased the superoxide dismutase activity and glutathion reductase activity in liver. In addition, the group treated with oolong tea exhibited higher superoxide dismutase activity and glutathion reductase activity in serum than those of puerh tea, green tea and black tea treated groups. The oolong tea and puerh tea also reduced malondealdehyde contents in both liver and serum. These results suggested that puerh tea and oolong tea were the most effective against alcohol-induced oxidative damage among the Camellia sinensis teas. On the other hand, in the measurement of alcohol break-down enzyme activities, the group treated with green tea exhibited the highest hepatic ADH and ALDH activities, suggesting that the group treated with green tea might be useful for alcohol down-regulation.
This study was conducted to investigate the effects of four kinds of tea (Camellia sinensis) extracts on the antioxidant defense systems as well as the activities of alcohol dehydrogenase (ADH) and acetaldehyde dehydrogenase (ALDH) in ethanol administered ICR mice. According to the results, treatment with puerh tea significantly increased the superoxide dismutase activity and glutathion reductase activity in liver. In addition, the group treated with oolong tea exhibited higher superoxide dismutase activity and glutathion reductase activity in serum than those of puerh tea, green tea and black tea treated groups. The oolong tea and puerh tea also reduced malondealdehyde contents in both liver and serum. These results suggested that puerh tea and oolong tea were the most effective against alcohol-induced oxidative damage among the Camellia sinensis teas. On the other hand, in the measurement of alcohol break-down enzyme activities, the group treated with green tea exhibited the highest hepatic ADH and ALDH activities, suggesting that the group treated with green tea might be useful for alcohol down-regulation.
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문제 정의
본 실험의 목적은 녹차, 우롱차, 홍차, 보이차에 대한 알코올을 투여한 mouse 의 혈액과 간에서의 항산화적 활성 및알코올 분해 효소활성에 미치는 효과를 측정하고 비교, 검정함으로써 알코올로 인한 독성에 가장 효과적으로 대응할 수있는 우수활성자원을 선발하고자 하였다.
가설 설정
2) All values are mean±SD.
3) Means with the different alphabets in the same column are significant at p<0.05.
제안 방법
HPLC 를 이용한 Farris 와 Reed(27) 의 방법을 보완하여 측정하였다. Potassium phosphate buffer(0.
고형사료와 물을 충분히 공급하면서 2주일간 실험실 환경에 적응시킨 후 실험을 실시하였고 실험기간 중 동물사육실 온도는 24±2oC였으며, 습도는 40-50%, 명암은 12시간주기로 전환하였다.
실험 동물을 각각 8마리씩 normal(D.W.), control(D.W. + alcohol), GT(녹차+ alcohol), OT (우롱차+ alcohol), BT (홍차+ alcohol), PT(보이차+ alcohol) 투여군으로 나누었다. 실험시료는 일일 1회, 3주간 경구투여하였고, 알코올 대사 유도를 위해 22% 알코올(2 g/kg)을 실험물질투여 30분후 경구로 투여하였다.
+ alcohol), GT(녹차+ alcohol), OT (우롱차+ alcohol), BT (홍차+ alcohol), PT(보이차+ alcohol) 투여군으로 나누었다. 실험시료는 일일 1회, 3주간 경구투여하였고, 알코올 대사 유도를 위해 22% 알코올(2 g/kg)을 실험물질투여 30분후 경구로 투여하였다. 3주 후 24시간 절식시 키고, ether로마취 후 심장에서 전혈을 채취하였고, 간은 생리식염수로 lysis 하여 적출하고 항산화 활성과 알코올분해효소 활성측정을 위해 효소액으로 제조하였다.
실험시료는 일일 1회, 3주간 경구투여하였고, 알코올 대사 유도를 위해 22% 알코올(2 g/kg)을 실험물질투여 30분후 경구로 투여하였다. 3주 후 24시간 절식시 키고, ether로마취 후 심장에서 전혈을 채취하였고, 간은 생리식염수로 lysis 하여 적출하고 항산화 활성과 알코올분해효소 활성측정을 위해 효소액으로 제조하였다.
100 uL 효소액과 10 uL ethan이을 섞 어 ice bath에 30분간방치한 후 TritonX-100RS 10 uL에 위 반응액을 10 uL 넣고 sodium phosphate buffer(0.05 M, pH 10.2, 0.01 mM EDTA 포함) 240 uL, 0.066 M H2O2 250 uL를 넣은 후 1분후 240 nm에서 흡광도를 측정하였으며, contr이군을 100%로 하여활성수치를 계산하였다(25).
Flohe와 Gunzler(26)의 방법을 수정하여 측정하였다. 효소액 50 uL에 650 uL sodium phosphate buffer(0.
효소액 50 uL에 650 uL sodium phosphate buffer(0.05 M, pH 10.2, 0.1 mM EDTA포함), 100 uL 0.01 M GSH, 100 uL 1.5 mM NADPH, 100 uL 0.24 U GR, 12 mM t-butylhy- droperoxide 50 uL를 넣고 3분 후 340 nm에서 흡광도를 측정하였으며, contr이군을 100%로 하여 활성수치를 계산하였다.
2 mM EDTA포함)에 GSSG(oxidized glutathion)를 20 mM로녹인 후 50 uL 취 하여 potassium phosphate buffer 850 uL를넣고 2 mM NADPH 50 uL와 효소액 50 uL를 가하였다. 3분후 340 nm에서 흡광도를 측정하여, contr이군을 100%로설정 하고 비 교활성 수치 를 계 산하였다.
ADH효소 활성의 측정은 Lebsaek 등(29)과 Shin 등(30)의 방법에 준하여 340 nm에서 NADH 생성속도를 지표로 설정하였다. ADH 활성은 37oC 에서 기질을 가하여 측정하였으며, controle 100%로 하여비교수치 로 나타내었다. 반응액 의 조성 은 0.
ADH 활성은 37oC 에서 기질을 가하여 측정하였으며, controle 100%로 하여비교수치 로 나타내었다. 반응액 의 조성 은 0.1 M Tris-HCl buffer(pH 8.5) 2.6 mL, 0.2 M ethanol 0.1 mL, 0.05 M semicarbazide HCl 0.1 mL, 0.1 M NAD(in 0.01 M HCl) 0.02 mL의 혼합액과 효소원 0.1 mL를 넣고 inhibitor인 rotenone 을 첨가하여 총 3 mL가 되도록 하였고 기질만을 제거한 측정치를 제한 값을 효소활성으로 설정하였다.
3% sodium deoxycholerate를 가하여 50, 000 rpm에서 1시간 동안 원심분리하고 그 상등액을 mitochondrial ALDH(acetaldehyde dehydrogenase) 효소원으로 사용하였다. ALDH에 대한 활성도 검사는 ADH 활성측정 과 마찬가지로 NADH 생성 량을 340 nm에서 측정하여 지표로 설정하였다. ALDH 활성은 25oC에서 propionaldehyde 를 기질로 가하여 반응을 개시하였으며, ALDH 반응액의조성은 0.
ALDH에 대한 활성도 검사는 ADH 활성측정 과 마찬가지로 NADH 생성 량을 340 nm에서 측정하여 지표로 설정하였다. ALDH 활성은 25oC에서 propionaldehyde 를 기질로 가하여 반응을 개시하였으며, ALDH 반응액의조성은 0.2 M-tris HCl buffer(pH 8.3) 1.25 mL, 1 M KCl 0.1 mL, 0.1 M pyrazole 0.02 mL, 1 M 2-mercaptoethanol 0.02 mL, 0.1 M propionaldehyde 0.06 mL, 0.1 M NAD(in 0.01 M HCl) 0.1 mL 및 제조된 효소원 0.1 mL를 가하고 inhibitor를 첨가하였다. 기질만을 제거한 측정치를 제한 값을 효소활성으로 하였고 효소 단백질의 정량은 Lowry 등 (23)의 방법에 의하여 실시하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 녹차(green tea)는 (쥐쌍계제다(한국)의대작을, 우롱차(oolongtea)는 쥐Teazen(한국)의 중국 고산차를 구입하여 사용하였다. 홍차(black tea)는 쥐Fortnum & Mason(영국)의 오렌지 페코 제품을 구입하여 사용하였고보이차(puerh tea)는 쥐코리아컨피던스(한국)에서 제공받아 사용하였으며 알코올은 22% 에탄올을 실험에 사용하였다.
구입하여 사용하였다. 홍차(black tea)는 쥐Fortnum & Mason(영국)의 오렌지 페코 제품을 구입하여 사용하였고보이차(puerh tea)는 쥐코리아컨피던스(한국)에서 제공받아 사용하였으며 알코올은 22% 에탄올을 실험에 사용하였다.
본 연구에 사용된 동물은 체중 31-33 g의 8주령 수컷 ICR mouse를 쥐오리엔트(한국)로부터 구입하여 사용하였다. 고형사료와 물을 충분히 공급하면서 2주일간 실험실 환경에 적응시킨 후 실험을 실시하였고 실험기간 중 동물사육실 온도는 24±2oC였으며, 습도는 40-50%, 명암은 12시간주기로 전환하였다.
녹차, 우롱차, 홍차, 보이 차 각 5 g을 100 mL의 증류수에 70~80℃에서 5분간 교반하여 5%(w/w) 추출액을 제조하고시료로 사용하였다.
데이터처리
모든 실험 결과는 SAS(statistical analysis system) 통계프로그램을 이용하여 분석하였다. 각 시료의 활성수치는 ANOVA로 분석하였으며, 군 간의 유의성은 Duncan's multiple range test를 이용하여 p<0.
이용하여 분석하였다. 각 시료의 활성수치는 ANOVA로 분석하였으며, 군 간의 유의성은 Duncan's multiple range test를 이용하여 p<0.05에서 유의성을 검증하였다(31).
이론/모형
Homogenate는 700 rpm에서 10분간, 4, 000 rpm에서 10분간 원심 분리하여그 상등액을 취하였고, 다시 50, 000 rpm에서 1시간 동안 원심 분리하여 상등액을 cytosolic ADH(alcohol dehydrogenase) 효소원으로 사용하였다. ADH효소 활성의 측정은 Lebsaek 등(29)과 Shin 등(30)의 방법에 준하여 340 nm에서 NADH 생성속도를 지표로 설정하였다. ADH 활성은 37oC 에서 기질을 가하여 측정하였으며, controle 100%로 하여비교수치 로 나타내었다.
1 mL를 가하고 inhibitor를 첨가하였다. 기질만을 제거한 측정치를 제한 값을 효소활성으로 하였고 효소 단백질의 정량은 Lowry 등 (23)의 방법에 의하여 실시하였다.
성능/효과
Mouse 에 알코올을 투여한 결과 항산화 효소의 활성이 감소하는 것을 볼 수 있으며 ADH 및 ALDH활성도 모두 감소하였다. 녹차, 홍차, 우롱차 및 보이차의 알코올 섭취 mouse 에서의 항산화 및 알코올 분해효소에 미치는 영향을 측정하여 비교한 결과 네 가지 차 모두에서 투여하지 않은 군에 비하여 항산화 및 알코올 분해 촉진효과를 나타내었으며 그중 보이차가 간에서 의 SOD 및 GR활성을 크게 증가시 켰고 MDA함량을 감소시켰다.
녹차, 홍차, 우롱차 및 보이차의 알코올 섭취 mouse 에서의 항산화 및 알코올 분해효소에 미치는 영향을 측정하여 비교한 결과 네 가지 차 모두에서 투여하지 않은 군에 비하여 항산화 및 알코올 분해 촉진효과를 나타내었으며 그중 보이차가 간에서 의 SOD 및 GR활성을 크게 증가시 켰고 MDA함량을 감소시켰다. 또한 우롱차는 혈액에서의 SOD 및 GSH-PX 활성을 크게 증가시켰고 MDA 함량을 감소시켰으며 녹차와 홍차의 항산화 효과는 이들에 비하여 비교적 낮았다.
녹차, 홍차, 우롱차 및 보이차의 알코올 섭취 mouse 에서의 항산화 및 알코올 분해효소에 미치는 영향을 측정하여 비교한 결과 네 가지 차 모두에서 투여하지 않은 군에 비하여 항산화 및 알코올 분해 촉진효과를 나타내었으며 그중 보이차가 간에서 의 SOD 및 GR활성을 크게 증가시 켰고 MDA함량을 감소시켰다. 또한 우롱차는 혈액에서의 SOD 및 GSH-PX 활성을 크게 증가시켰고 MDA 함량을 감소시켰으며 녹차와 홍차의 항산화 효과는 이들에 비하여 비교적 낮았다. 또한 알코올 분해에 관여하는 효소인 ADH, ALDH 활성은 녹차를 투여한 군에서 매우 높게 나타났으며 녹차 다음으로는 우롱차가 ADH 활성측정에서, 보이차가 ALDH 활성측정에서 높은 수치를 보였고 홍차 투여 군에서 가장 낮았다.
또한 우롱차는 혈액에서의 SOD 및 GSH-PX 활성을 크게 증가시켰고 MDA 함량을 감소시켰으며 녹차와 홍차의 항산화 효과는 이들에 비하여 비교적 낮았다. 또한 알코올 분해에 관여하는 효소인 ADH, ALDH 활성은 녹차를 투여한 군에서 매우 높게 나타났으며 녹차 다음으로는 우롱차가 ADH 활성측정에서, 보이차가 ALDH 활성측정에서 높은 수치를 보였고 홍차 투여 군에서 가장 낮았다. 따라서 네 가지 차 중 우롱차와 보이차를 섭취하였을 때 높은 항산화 효과를 기대할 수 있으며 알코올 분해에는 녹차의 섭취가 가장 효율적일 것으로 사료된다.
또한 알코올 분해에 관여하는 효소인 ADH, ALDH 활성은 녹차를 투여한 군에서 매우 높게 나타났으며 녹차 다음으로는 우롱차가 ADH 활성측정에서, 보이차가 ALDH 활성측정에서 높은 수치를 보였고 홍차 투여 군에서 가장 낮았다. 따라서 네 가지 차 중 우롱차와 보이차를 섭취하였을 때 높은 항산화 효과를 기대할 수 있으며 알코올 분해에는 녹차의 섭취가 가장 효율적일 것으로 사료된다.
4종류의 차를 각기 투여한 알코올 섭취 mouse 의 간과 혈액에서의 SOD 측정결과는 Table 1에 나타내었다. 간과 혈액에서의 SOD활성은 normal군보다 contr이군이낮은 활성을 보였으며 시료를 투여한 군의 간에서의 SOD 활성은 보이차군(0.029 mg/mL)이 가장 높았고, 우롱차군 (0.028 mg/mL) 역시 높은 활성을 보였다. 또한 녹차군(0.
028 mg/mL) 역시 높은 활성을 보였다. 또한 녹차군(0.022 mg/mL)과 홍차군(0.022 mg/mL)도 정상군보다 SOD활성을 증가시켰으나 보이차보다 유의적으로 낮은 활성을 보였다(p<0.05). 혈액에서의 SOD활성은 우롱차군(0.
5주간 rat 에 투여한 후 CAT 활성이 투여 전에 비하여 더 낮아졌다고 보고하였으며, 본 실험 결과 간과 혈액에서의 CAT활성이 normal 군보다 contr이군에서 더 떨어져 이와 일치하는경향을 나타내었다. 차 시료투여결과 유의적인 차이는 없었으나 간에서의 CAT 의 활성은 보이차군(101.83%)이 가장우수하였고 혈액에서는 우롱차군(100.21%)이 가장 우수하였다. 또한 전체적으로 혈액에서보다 간에서의 CAT활성이높았다.
21%)이 가장 우수하였다. 또한 전체적으로 혈액에서보다 간에서의 CAT활성이높았다.
간과 혈액에서의 GR 의 활성을 측정한 결과 간에서는 보이차군(163.03%)이 혈액에서는 녹차군(105.69%)이 우수한활성을 나타내었으며, 간에서는 시료 간 유의적인 차이를보이지 않았으나 혈액에서는 녹차군(100.96%)이 우롱차 (70.71%)와 보이차군(65.84%)에 비해 p<0.05 에서 유의적인차이를 보였다(Table 3).
00%)에서 활성이 떨어진 것으로 보아 알코올 섭취 후 간에서 ALDH가 작용하였음을 알 수 있었으며, 알코올성 간질환 환자 및 간 손상 환자의 ALDH 의 활성이 감소하는 것으로 보고된 바와 일치하였다(40). 차 추출물을 투여한 결과 녹차 투여 시 가장 우수한 ALDH 의 활성 (181.61%) 을 나타냈으며, contr이군보다는 차 추출물 투여군이 대체적으로 ALDH활성이 높게 나타났으나, 홍차(90.93%) 투여군에서는 낮게 나타났다(Table 6). 따라서 홍차를 제외한 3종의 차 추출물은 ALDH 가 관여하는 대사에 positive 적으로작용하는 것으로 판단된다.
5주간 rat 에 투여하기 전보다 투여한 후의 GSH-PX 활성이 더 낮았다는 Husain 등(35)의 보고와 일치 한다. 시료를 투여 한 군에서는 간과 혈액에서 모두 우롱차(간: 114.23%, 혈액: 129.50%) 군이 가장 우수한 활성을 나타내었다(Table 4). 또한 GSH- PX 와 GR 의 관계에서 GSH-PX 의 활성이 감소되면 GR 의활성은 높아진다고 발표되어져 있으나(36) 본 연구결과에서는 각 실험군별 GSH-PX 와 GR 의 명확한 상관관계를 찾아볼 수 없었고 전체적으로 GSH-PX 보다는 GR 의 활성도가 높은 경향을 나타내었다.
50%) 군이 가장 우수한 활성을 나타내었다(Table 4). 또한 GSH- PX 와 GR 의 관계에서 GSH-PX 의 활성이 감소되면 GR 의활성은 높아진다고 발표되어져 있으나(36) 본 연구결과에서는 각 실험군별 GSH-PX 와 GR 의 명확한 상관관계를 찾아볼 수 없었고 전체적으로 GSH-PX 보다는 GR 의 활성도가 높은 경향을 나타내었다.
있다(38). 본 연구의 결과 간과 혈액 중의 MDA생성량은 contr이군보다 차 추출물 투여군에서 모두 낮았으며, 간에서는 보이차(0.259 mM/mg) 투여군이, 혈액에서는 우롱차 (0.057 mM/mg) 투여군에서 MDA 생성량이 가장 낮았다 (Table 5).
Luczaj와 Skrzydlewska(39) 의 보고에 의하면 vitamin C 및 비 효소 항산화제가 간에서의 알코올 대사중의 무독화에 좋은 효능을 가진다고 제시되었으며 녹차가 다른 차에 비해 vitamin C의 함량이 많은 것이 높은 ADH활성을 보이는 한 요인으로 추측된다. 또한 알코올 대사에 중요한 작용을 하는 ADH의 활성이 normal군 (122.05%)에 비하여 control(100.71%) 군에서 활성이 낮아진것으로 보아 알코올 섭취 후 간에서 ADH 가 작용하였음을알 수 있었으며, normal군보다 보이차를 제외한 녹차, 우롱차, 홍차추출물 군에서 ADH활성이 증가하여 ADH가 관여하는 대사에 positive 적으로 작용한 것으로 판단된다.
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