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초록
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사람의 본태성 고혈압 연구 모델인 SHR에 PCE 에탄올 추출물을 농도별로 음용수로 섞어서 8주간 공급한 결과, SBP 및 DBP 모두 대조군에 비해 유의적으로 감소되었다. 특히, PCE에 의한 SBP 저하효과는 2주째부터 현저하였으며 PCE 농도에 의존적이었고 DBP는 4주째에 유의적인 차이가 나타나기 시작하여 이후의 실험시간 동안 낮게 유지되었다. 신장 조직에서 측정한 ACE 저해활성은 고농도의 PCE군들(PCE100 및 PCE500)에서 대조군보다 유의적으로 높게 나타났다. 혈장의 총항산화능은 PCE500에서 매우 높았으며 모든 PCE군들이 대조군에 비해 유의적으로 높았다. 조직의 단백질 산화는 PCE 투여에 의해 절반 정도로 억제되며 간 손상의 지표로 사용한 GOT 및 GPT는 PCE 투여군과 대조군 사이에 차이가 나타나지 않았다. 이상의 실험결과로 미루어볼 때, 줄기부의 활용도가 높은 맹종죽 줄기 추출물은 본태성 고혈압 예방의 목적으로 상용할 수 있는 천연식물 자원으로서의 가치가 높을 것으로 짐작되며, ACE 활성저해는 조직 산화의 억제 및 총항산화력의 증가와 더불어 PCE에 의한 혈압 저하의 기전으로 설명될 수 있을 것으로 사료된다. 끝으로, 선행 연구 및 본 연구에서 드러난 맹종죽 줄기 추출물의 in vitro 및 in vivo ACE 저해활성으로 볼 때, 맹종죽 줄기에서 ACE 활성저해의 원인 물질을 분리 동정해 내는 것이 향후 연구의 귀결점이 되어야할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study investigated the anti-hypertensive effect of Phyllostachys pubescens culm extract (PCE) by examining its effects on renal angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibition and blood pressure using the spontaneously hypertensive rat (SHR) system. Systolic blood pressure (SBP) and diastolic bl...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  •  ABTS(2,2'-AZINO-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid))을 7 mM이 되게 증류수에 녹인 후 2.45 mM potassium persulfate이 첨가된 ABTS stock solution을 만들어 12~16시간 동안 상온, 암소에 두어 ABTS radical cation(ABTS˙+)을 생성하도록 하였다.
  •  EDTA를 첨가한 주사기를 사용하여 심장에서 얻은 혈액은 3,000×g에서 10분간 원심 분리하여 혈장을 분리하고 -80oC에서 보관하면서 총항산화능 측정 실험에 사용하였다.
  • ACE 저해활성은 Cushman과 Cheung(28)의 방법을 다소 수정한 것으로, 기질인 hippuryl-L-histidyl-L-leucine(Hip-His-Leu)과 ACE가 작용하여 생성된 hippuric acid의 흡광도 측정으로 이루어졌으며 반응액 중 존재하는 ACE inhibitor에 의해 상대적으로 줄어드는 hippuric acid의 생성 양으로 산출하였다.
  • 결과는 농도별로 조제한 Trolox와 비교하여 2.5 mM Trolox를 1로 보고 TE(Trolox Equivalent value)값으로 환산하여 나타내었다.
  • 계산은 370 nm에서 각 시료의 흡광도를 측정한 후 평균 분자흡광계수(22.0×106 M-1cm-1)를 이용하여 시료의 카보닐 그룹의 몰수로 계산하였다.
  • 군별 시료의 투여는 총 4군으로 대조군은 일반 음용수를 투여하였고 PCE50, PCE100 및 PCE500군에는 대나무 추출물 50, 100 및 500 mg/kg/day를 각각 음용수에 녹여 투여하였다.
  •  대나무 추출물의 투여량은 실험이 시작되기 전, 하루에 섭취하는 음용수량을 확인하고 그 양에 맞게 추출물을 섞어 공급하였으며 모두 섭취하였음을 확인하였다. 또한 추출물을 섞은 음용수를 모두 섭취한 뒤에는 다음 추출물을 공급할 때까지 일반 음용수를 자유로이 섭취할 수 있도록 하였다.
  • 만들어진 추출용 시료는 70% 에탄올로 3회 반복 추출 및 감압여과한 후 대용량 감압 농축기(EYELA N11, CA1112AS, Japan)를 이용하여 water bath 55oC에서 용매를 증발시켜 시료를 농축한 후 동결건조기(바이오트론 CleanVac 24T, Korea)로 건조하여 실험용 시료로 제조하였다.
  • 맹종죽 줄기 추출물의 장기 급여에 의한 간독성 여부를 파악하기 위해 SHR의 혈장에 존재하는 glutamate oxaloacetate transaminase(GOT) 및 glutamate pyruvate transaminase(GPT) 함량을 효소법으로 측정하였다.
  • 본 연구에서는 사람의 본태성 고혈압 모델로 활용되는 spontaneously hypertension rat(SHR)을 이용하여 유전적으로 혈압이 상승하는 기간을 포함하는 생후 8주부터 15주까지 맹종죽 줄기 추출물에 의한 in vivo ACE 저해활성을 검토하였다.
  • 사육실 온도는 25±1oC, 습도는 55±3%를 유지하였고 12시간 조명주기 하에서 음용수과 고형 쥐 사료를 자유로이 공급하였다.
  • 생리식염수 관류로 심장, 신장, 비장, 폐와 간에서 혈액을 제거한 후 적출하고 여지로 남은 수분과 혈액을 제거하여 무게를 측정하였다.
  • 생리식염수 관류로 심장, 신장, 비장, 폐와 간에서 혈액을 제거한 후 적출하고 여지로 남은 수분과 혈액을 제거하여 무게를 측정하였다. 신장과 간 시료는 호일에 봉하여 -80oC에서 보관하면서 ACE 저해활성 측정과 항산화효소 활성을 측정하는데 사용하였다. 나머지 시료는 실험하기 전까지 -80oC에서 보관하였다.
  • 실험종료 후 실험동물을 16시간 동안 절식시키고 이산화탄소로 사전 마취한 다음 에테르 마취하여 채혈하였다. EDTA를 첨가한 주사기를 사용하여 심장에서 얻은 혈액은 3,000×g에서 10분간 원심 분리하여 혈장을 분리하고 -80oC에서 보관하면서 총항산화능 측정 실험에 사용하였다.
  • 아울러, 맹종죽 줄기 추출물 장기투여에 의한 혈압 저하효과, 간독성 여부, 단백질 산화 및 혈장의 총항산화능도 알아보았다.
  • 15% KCl(9 volumes)로 균질화하여 4oC에서 800×g으로 10분간 원심분리하고 상층액을 단백질 산화 측정에 사용하였다. 우선 단백질 정량으로 1 mg protein이 되게 한 후 시료를 blank와 test로 나누어 실험하였다. 20% TCA(w/v)를 동량 넣어 4oC에서 4,000×g으로 3분간 원심분리하고 그 침전물에 10% TCA를 1 mL 첨가하여 다시 원심분리한 후, 그 상층액을 제거하였다.
  • 일일 사료 섭취량은 이틀 간격으로 섭취량을 조사하여 식이섭취량(g/day)을 산출하였으며 체중은 1주에 한 번 측정하여 체중증가량(g/day)으로 나타내어 식이섭취량에 대한 체중증가량을 식이효율(%)로 나타내었다.
  • 혈압 측정의 오차범위를 줄이기 위해 SHR을 혈압측정기의 플라스틱 고정 장치에 매일 30분씩 적응시켰으며, 혈압 측정 시 충분한 혈관 확장을 위해 test chamber를 28~30oC 정도로 데워서 사용하였다.
  • 혈압의 측정은 실험동물의 꼬리 동맥에서 IITC NIBP Sensors를 이용하여 간접적으로 혈압 수치를 데이터화하고 수축기, 이완기 혈압을 혈압측정기(Indirect Blood Pressure Analyzer, 3R229 3 channel rat system, Life Science, USA)로 측정하였다.

대상 데이터

  • 본 연구에 사용한 실험동물은 본태성 고혈압 쥐(SHR)로 실험 개시일 기준으로 생후 6~7주령, 평균체중 200 g 가량의 수컷 20마리를 (주)효창 사이언스에서 공급받았으며, 1주간의 예비 사육기간을 거친 뒤 난괴법(randomized complete block design)으로 실험군당 5마리씩 배치하여 8주간 사육하였다.
  • 실험에 사용한 대나무 줄기는 남부임업시험장 가좌시험림(경남 진주시)에서 맹종죽(Phyllostachys pubescens)을 분양받아 줄기를 세척한 후 건조 및 분쇄하여 추출용 시료로 사용하였다.

데이터처리

  • a,bDifferent superscripts in the figure indicate significant difference at the p<0.05 level by Duncan's multiple range test.
  • a-cDifferent superscripts in the figure indicate significant difference at the p<0.05 level by Duncan's multiple range test.
  • a-dDifferent superscripts in the figure indicate significant difference at the p<0.05 level by Duncan's multiple range test.
  • 실험결과의 통계처리는 SPSS(12.0 version)를 이용하여 각각의 실험치를 평균±편차로 표시하였으며, 집단 간의 유의차를 알아보기 위해 일원배치 분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였으며 Duncan's multiple range test로 사후 검정하였다(p<0.05).

이론/모형

  • 맹종죽 줄기 추출물을 8주간 급여한 SHR의 혈장을 이용하여 Roberta 등의 방법(29)에 따라 TEAC를 측정하였다. ABTS(2,2'-AZINO-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid))을 7 mM이 되게 증류수에 녹인 후 2.
  • 조직의 산화 정도는 Oliver 등의 방법(30)에 따라 간 조직을 1.15% KCl(9 volumes)로 균질화하여 4oC에서 800×g으로 10분간 원심분리하고 상층액을 단백질 산화 측정에 사용하였다.
  • 측정에는 Reitman-Frankel법으로 정량용 kit(아산제약)를 사용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고혈압 치료에 요구되는 것은? 세계보건기구(World Health Organization)의 World Health Statistic 2007에 따르면 2030년까지 예측되는 사망원인에서 허혈성 심장질환, 뇌혈관질환이 암 다음으로 높게 나타났을 뿐만 아니라(1), 한국 통계청(Korea National statistical Office)에서 제시한 2005년 기준 사망원인에서도 순환기계통 질환이 두 번째 사망원인으로 나타나(2) 고혈압의 치료 및 예방이 전 세계적인 과제로 떠오르고 있다. 특히, 원인불명으로 알려져 있는 본태성 고혈압이 전체 고혈압의 80%에 해당하고 고혈압 치료에는 꾸준한 약물치료가 요구되기 때문에 의료비 부담뿐만 아니라 약물부작용을 줄이고자 항고혈압 효과가 있는 천연물에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다(3,4).
활성산소종이 야기하는 질환은? 체내로 유입되는 산소 중 2~3%는 세포내의 전자운반 과정이나 에너지 대사과정 및 다양한 외부 자극에 의해서 활성산소종(Reactive Oxigen Species; ROS)으로 전환되는데, superoxide radical(O2-ㆍ), hydroxyl radical(ㆍOH) 그리고 비유리기 종인 hydrogen peroxide(H2O2) 등을 포함한다. 이러한 ROS는 세포막을 구성하는 지질을 산화시킬 뿐만 아니라 DNA를 손상시키며 돌연변이 생성에 영향을 주어 동맥경화, 암, 고혈압, 당뇨병 등 만성 퇴행성 질환들을 야기한다(5,6). 건강한 사람의 체내에 존재하는 항산화효소계는 superoxide anione 및 hydrogen peroxide를 인체에 무해한 물로 전환시킬 수 있는 반면, 과량의 산화생성물과 항산화 시스템의 부족은 고혈압과 내피의 기능장애를 초래하고 또한 이는 고혈압을 유지하는데 관여한다고 보고되었다(7).
고혈압은 어떤 질환인가? 고혈압은 만성 순환기계 질환 중 발생빈도가 가장 높은 질환으로 비교적 증상이 없는 편이지만 뇌졸중, 심부전, 관상동맥질환 등 치명적인 합병증을 유발할 수 있기 때문에 보다 적극적인 환자 관리와 치료가 요구되는 질환이다. 세계보건기구(World Health Organization)의 World Health Statistic 2007에 따르면 2030년까지 예측되는 사망원인에서 허혈성 심장질환, 뇌혈관질환이 암 다음으로 높게 나타났을 뿐만 아니라(1), 한국 통계청(Korea National statistical Office)에서 제시한 2005년 기준 사망원인에서도 순환기계통 질환이 두 번째 사망원인으로 나타나(2) 고혈압의 치료 및 예방이 전 세계적인 과제로 떠오르고 있다.
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참고문헌 (40)

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