마그네슘 풍부 해양미네랄 용액이 hairless 마우스의 아토피성 피부염에 미치는 영향 The Effects of Magnesium Rich Sea Mineral Water on Atopic Dermatitis-like Skin Lesions in Hairless Mice원문보기
아토피성 피부염은 주로 천식과 비염 등을 동반하는, 주위에서 흔히 볼 수 있는 만성 염증성 피부질환으로 유전학적, 환경적, 면역학적 요인이 복잡하게 연관되어 발병한다. 해수에 포함된 마그녜슘염은 피부에 작용하여 피부장벽을 보호하는 것으로 알려지고 그에 대한 면역학적인 연구와 조직학적 연구는 아직 부족한 실정이다. 이번 연구에서는 피부염을 인위적으로 일으키는 hapten 형성물질인 DNCB를 hairless mice에 도포하여 아토피 피부염동물 모델로 만든 후, 마그네슘이 다량 함유된 해양 미네랄수를 처리한 후 피부장벽에 미치는 영향을 관찰하였다. DNCB로 피부염을 유발한 hairless mice에 해양미네랄수를 국소적으로 도포하였을 때 유의한 피부수분함량이 증가와 경피수분손실의 감소를 확인하였다 (p<0.01). 피부측정에서 피부거칠기(skin roughness, p<0.05)와 스케일생성(skin scaliness, p<0.01)은 실험군에서 유의한 개선효과를 나타내었으며 조직학적 검사에서도 피부손상지수의 유의한 감소(p<0.01)와 비만세포와(p<0.01) 호산구의 감소(p<0.05) 소견을 보였고 또한 혈청 IgE의 감소를 관찰할 수 있었다(p<0.01). 이상과 같이 마그네슘이 다량 함유된 해양 미네랄수 도포는 피부장벽의 손상을 줄이고 피부수분손실을 효과적으로 줄임으로 아토피성 피부염 증상 유발을 억제할 수 있음을 확인하였다. 현재까지 아토피성 피부염의 관리를 위하여 세라마이드나 식물성 오일의 보습제가 주로 활용되고 있는 상황에서 부가적인 피부장벽의 보호를 위하여 탈염 해양 미네랄수의 활용이 가능할 것으로 판단되며 장기적으로 아토피 피부염 치료의 대체, 혹은 보조적 물질로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
아토피성 피부염은 주로 천식과 비염 등을 동반하는, 주위에서 흔히 볼 수 있는 만성 염증성 피부질환으로 유전학적, 환경적, 면역학적 요인이 복잡하게 연관되어 발병한다. 해수에 포함된 마그녜슘염은 피부에 작용하여 피부장벽을 보호하는 것으로 알려지고 그에 대한 면역학적인 연구와 조직학적 연구는 아직 부족한 실정이다. 이번 연구에서는 피부염을 인위적으로 일으키는 hapten 형성물질인 DNCB를 hairless mice에 도포하여 아토피 피부염 동물 모델로 만든 후, 마그네슘이 다량 함유된 해양 미네랄수를 처리한 후 피부장벽에 미치는 영향을 관찰하였다. DNCB로 피부염을 유발한 hairless mice에 해양미네랄수를 국소적으로 도포하였을 때 유의한 피부수분함량이 증가와 경피수분손실의 감소를 확인하였다 (p<0.01). 피부측정에서 피부거칠기(skin roughness, p<0.05)와 스케일생성(skin scaliness, p<0.01)은 실험군에서 유의한 개선효과를 나타내었으며 조직학적 검사에서도 피부손상지수의 유의한 감소(p<0.01)와 비만세포와(p<0.01) 호산구의 감소(p<0.05) 소견을 보였고 또한 혈청 IgE의 감소를 관찰할 수 있었다(p<0.01). 이상과 같이 마그네슘이 다량 함유된 해양 미네랄수 도포는 피부장벽의 손상을 줄이고 피부수분손실을 효과적으로 줄임으로 아토피성 피부염 증상 유발을 억제할 수 있음을 확인하였다. 현재까지 아토피성 피부염의 관리를 위하여 세라마이드나 식물성 오일의 보습제가 주로 활용되고 있는 상황에서 부가적인 피부장벽의 보호를 위하여 탈염 해양 미네랄수의 활용이 가능할 것으로 판단되며 장기적으로 아토피 피부염 치료의 대체, 혹은 보조적 물질로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Atopic dermatitis (AD) is a chronically relapsing inflammatory skin disease that often has asthma and allergic rhinitis. Magnesium salts, the important component of minerals in Dead Sea water, are known to exhibit beneficial effects in inflammatory disease. Favorable effects of magnesium ions and se...
Atopic dermatitis (AD) is a chronically relapsing inflammatory skin disease that often has asthma and allergic rhinitis. Magnesium salts, the important component of minerals in Dead Sea water, are known to exhibit beneficial effects in inflammatory disease. Favorable effects of magnesium ions and sea water treated to the skin of patients with contact dermatitis have been reported. But histological and immunological investigations are insufficient. This study was performed to examine the inhibitory effect of magnesium-rich sea mineral water on the development of AD-like skin lesions in hairless mice. AD-like skin lesions are induced by the repeated application of 2,4-dinitrochlorobenzene (DNCB). Local application of magnesium-rich sea mineral water on hairless mice skin applied with DNCB inhibited the development of AD-like skin lesions as exemplified by a significant increase in skin hydration (p<0.01), and a decrease in epidermal water loss (p<0.01). Serum IgE level was also significantly decreased (p<0.01). These results suggest that magnesium-rich sea mineral water inhibits the development of DNCB-induced AD-like skin lesions in hairless mice. These observations indicate that magnesium-rich sea mineral water may be alternative and assistant substances for the management of AD.
Atopic dermatitis (AD) is a chronically relapsing inflammatory skin disease that often has asthma and allergic rhinitis. Magnesium salts, the important component of minerals in Dead Sea water, are known to exhibit beneficial effects in inflammatory disease. Favorable effects of magnesium ions and sea water treated to the skin of patients with contact dermatitis have been reported. But histological and immunological investigations are insufficient. This study was performed to examine the inhibitory effect of magnesium-rich sea mineral water on the development of AD-like skin lesions in hairless mice. AD-like skin lesions are induced by the repeated application of 2,4-dinitrochlorobenzene (DNCB). Local application of magnesium-rich sea mineral water on hairless mice skin applied with DNCB inhibited the development of AD-like skin lesions as exemplified by a significant increase in skin hydration (p<0.01), and a decrease in epidermal water loss (p<0.01). Serum IgE level was also significantly decreased (p<0.01). These results suggest that magnesium-rich sea mineral water inhibits the development of DNCB-induced AD-like skin lesions in hairless mice. These observations indicate that magnesium-rich sea mineral water may be alternative and assistant substances for the management of AD.
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문제 정의
그러나 해양미네랄이 알레르기성 염증반응에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이번 실험에서는 피부염을 인위적으로 일으키는 hapten 형성물질인 2, 4-dinitrochlorobenzene (DNCB)을 hairless mice에 도포하여 아토피성 피부염 유사 동물 모델을 만든 후 가공된 마그네슘 풍부 탈염 해양 미네랄 액상을 도포하여 피부염 증상에 미치는 영향과 유효성을 확인하고자 하였다.
제안 방법
안정을 취한 뒤 Cutometer MPA 580(Germany)을 이용하여 수분함량, 경피수분손실, 멜라닌 및 홍반지수를 Skin visiometer SV 600 (Skin Visiometer®, Germany)을 이용하여 피부거칠기를 측정하였다. DNCB를 도포한 지 36일째 되는 날 Cutometer MPA 580으로 피부를 측정하여 아토피성 피부염이 유발되었음을 확인하였으며 그 후 미네랄 도포 60일 후 측정하였다.
5% DNCB 100 μL를 이틀 간격으로 전 실험 기간 동안 등 피부전체에 도포해 주었다. DNCB를 도포한지 36일 후 아토피성 피부염이 유발되었음을 확인한 후 미네랄액을 도포하기 시작하여 1일 2회 60일간 시행하였다.
피부염의 정도(seventy) 는 상피의 과각화증 (hyperkeratosis), 부각화증(parakeratosis), 과증식 (hypertrophy), 염증세포의 침윤 및 진피층의 염증세포 침윤 정도를 0 (no symptoms), 1 (mild), 2 (mode- rate) 및 3 (severe)으로 나누어 광학현미경으로 100배에서 각 성적의 합계로 나타내었으며, 마리당 10구획을 관찰하여 평균값을 구하였다. 그리고 염증세포의 침윤을 알아보기 위해 toluidine bhie 염색을 통해 비만세포를 염색하였고 호산구 확인을 위하여 Congo red 염색 후 광학현미경으로 400 배에서 마리당 5구역씩 관찰하여 그 수를 합산하였다.
대조군과 실험군의 hairless mouse를 마취시킨 다음 안 와 정맥에서 heparinized capillary tube를 이용하여 혈액을 취한 후 원심분리를 통해 얻은 혈청에서 IgE 함량을 ELISA kit (Immunology Consultants Lab. Inc., Newberg, Oregon, USA)를 사용하여 측정하였다.
, 2000). 아토피성 피부염을 유발하지 않은 정상군DNCB (-)과, 아토피성 피부염을 유발시킨 대조군DNCB(+), 아토피성 피부염을 유발시킨 후 미네랄을 도포한 군DNCB(+)+SM으로 나누어 각각 8마리씩 배치하였다. 아토피성 피부염의 유발은 1% DNCB 100 를 등 전체에 도포하여 감작시킨 후 일주일 뒤부터 0.
아토피성 피부염을 유발하지 않은 정상군DNCB (-)과, 아토피성 피부염을 유발시킨 대조군DNCB(+), 아토피성 피부염을 유발시킨 후 미네랄을 도포한 군DNCB(+)+SM으로 나누어 각각 8마리씩 배치하였다. 아토피성 피부염의 유발은 1% DNCB 100 를 등 전체에 도포하여 감작시킨 후 일주일 뒤부터 0.5% DNCB 100 μL를 이틀 간격으로 전 실험 기간 동안 등 피부전체에 도포해 주었다. DNCB를 도포한지 36일 후 아토피성 피부염이 유발되었음을 확인한 후 미네랄액을 도포하기 시작하여 1일 2회 60일간 시행하였다.
피부에 미치는 영향을 확인하기 위해 비침습적 방법으로 피부 상태를 측정하였으며 실내온도 19±i℃, 실내습도 40 ~60%에서 안정을 취한 뒤 Cutometer MPA 580(Germany)을 이용하여 수분함량, 경피수분손실, 멜라닌 및 홍반지수를 Skin visiometer SV 600 (Skin Visiometer®, Germany)을 이용하여 피부거칠기를 측정하였다. DNCB를 도포한 지 36일째 되는 날 Cutometer MPA 580으로 피부를 측정하여 아토피성 피부염이 유발되었음을 확인하였으며 그 후 미네랄 도포 60일 후 측정하였다.
피부는 10% 포르말린에 고정한 후 파라핀에 포매하여 4|im 두께로 박절하여 hematoxylin-eosin으로 염색하였다. 피부염의 정도(seventy) 는 상피의 과각화증 (hyperkeratosis), 부각화증(parakeratosis), 과증식 (hypertrophy), 염증세포의 침윤 및 진피층의 염증세포 침윤 정도를 0 (no symptoms), 1 (mild), 2 (mode- rate) 및 3 (severe)으로 나누어 광학현미경으로 100배에서 각 성적의 합계로 나타내었으며, 마리당 10구획을 관찰하여 평균값을 구하였다. 그리고 염증세포의 침윤을 알아보기 위해 toluidine bhie 염색을 통해 비만세포를 염색하였고 호산구 확인을 위하여 Congo red 염색 후 광학현미경으로 400 배에서 마리당 5구역씩 관찰하여 그 수를 합산하였다.
피부조직에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 hair- lessmouse의 피부조직을 검 사하였다. 피부는 10% 포르말린에 고정한 후 파라핀에 포매하여 4|im 두께로 박절하여 hematoxylin-eosin으로 염색하였다.
대상 데이터
마그네슘 풍부 해양미네랄액은 에 이취디알 주식회사(Won- ju, Korea)에서 제조 판매되는 탈염 액상을 사용하였으며 2%로 희석하여 사용액을 제조하였다. 원액의 성분은 다음과 같다 (Table 1).
, 1999). 본 연구에서 사용된 해양미네랄 탈염 농축액은 마그네슘의 함량이 1리터당 519 g으로 고농도이며, 나트륨 36 g, 칼슘 30 mg으로 소량포함되어 있다. 나트륨은 마그네슘에 비하여 현저히 낮은 수치를 나타내므로 생체 활용에 대한 안전성 측면에서 장점을 보이나 마그네슘의 함량이 고농도이기 떄문에 아토피성 피부염 환자의 피부에 자극을 줄 수 있어서 [ : 50으로 희석하여 사용하였다.
생후 7주령 된 암컷 hairless mouse (Orientbio Inc., Seong- nam, Korea)를 온도 22±1℃, 습도 40 ~50%로 조절된 동물사육실에서 1주일 동안 적응시킨 후 2, 4-Dinitrochloro- benzene (DNCB)을 도포하여 아토피성 피부염을 유발하였다(Yoshizawa et al., 2000). 아토피성 피부염을 유발하지 않은 정상군DNCB (-)과, 아토피성 피부염을 유발시킨 대조군DNCB(+), 아토피성 피부염을 유발시킨 후 미네랄을 도포한 군DNCB(+)+SM으로 나누어 각각 8마리씩 배치하였다.
데이터처리
6. 통계처리
통계학적 인 유의성은 student t test로 검증하였고 histological severity score는 1-way ANOVA nonparametric test로 검증하였으며. p값이 0.
성능/효과
01)를 나타내었다. 경피수분손실 측정에서 실험군은 대조군에 비하여 도포 30일, 60일 각각 수분손실의 감소를 나타내었다(p<0.01). 홍반 측정에서는 피부염 유발 후 30일까지 증가하는 경향이 있은 후 감소하였으나 실험 군과 대조군의 통계학적 유의성은 보이지 않았다.
해양미네랄 용액을 도포한 실험군은 상피두께도 대조군에 비하여 얇게 나타났으며 부종과 백혈구의 침윤도 적게 관찰되었다. 광학현미경 관찰에서 확인된 피부의 손상정도는 정상군 DNCB(-)군에서 1.0± 0.1, 대조군인 DNCB(+)군에서 10.2±1.0 그리고 해양 미네랄 액을 도포한 실험군 DNCB(+)+SM에서 6.9±1.1로 나타나 유의한 조직손상의 감소차이를 나타내었다(Fig. 6,p<0.01).
등쪽의 피부를 박리한 후 조직 염색하여 관찰한 결과 DNCB로 피부염이 유발된 대조군에서 상피두께가 증가하고 상피가 진피 쪽으로 두껍게 내려가 확장된 피부 손상을 보였으며 케라틴층의 각질화와 백혈구의 침윤도 관찰되어 염증 소견을 나타내었다. 해양미네랄 용액을 도포한 실험군은 상피두께도 대조군에 비하여 얇게 나타났으며 부종과 백혈구의 침윤도 적게 관찰되었다.
, 2004). 본 실험에서도 대조군에서 상기의 증상이 유발되었으며 마그네슘 함유 해양 미네랄 액을 도포하여 유발된 피부염의 증상 개선과 혈청 IgE 의 감소가 관찰되었다. 해수의 피부염에 대한 적용은 세계적으로 이용되어 왔고 특히 사해에서 목욕을 함으로써 피부질환을 치료하는 것은 예전부터 활용되어 온 것이다
실험 60일에 시행한 피부평가에서 피부거칠기 (skin roughness) 와 스케일생성 (skin scaliness)은 실험군에서 유의한 개선 효과를 나타내었으며 피부의 편평정도(skin smoothes) 와 주름 (skin wrinkles)은 유의한 차이를 보이지 않았다(Fig. 3). 확대하여 관찰한 경우에서 해양미네랄을 도포한 실험군에서 대조군에 비하여 개선된 상태를 나타내었다(Fig.
아토피성 피부염 유발 36일째 피부검사를 시행하여 발현 정도를 평가하였으며 피부염 유발 확인 후 확인 후 해양 미네랄 액을 도포하기 시작하였다. 피부수분측정 결과 피부염 유발 후 해양미네랄 액상을 도포한 실험군 DNCB(+)+SM 에서 도포 30일과 60일 측정 모두에서 대조군과 유의한 차이 (p<0.
칼슘의 함량이 마그네슘에 비교하여 매우 적게 측정되어 일반적으로 피부보습과 관련된 칼슘의 작용은 이번 실험결과에는 큰 영향을 미치지 못하였을 것으로 판단된다. 칼슘과 마그네슘 이외의 여러 금속 이온이나 미녜랄들이 피부장벽의 보호와 피부염 개선에 미치는 영향은 명확히 밝혀져 있지 않으나 이번 연구에 사용된 탈염 해양미네랄액은 마그네슘의 효능으로 평가되며 동물에서 뿐만 아니라 인체의 아토피성 피부염 또는 접촉성피부염과 같은 인체 질환에도 유효할 것으로 생각된다.
피부 수분함량 증가를 위하여 보습제 성분에 의한 피부밀폐 효과 또는 자체 성분에 의한 수분 공급이 필요하며 부적합한 성분이 첨가된 경우 오히려 피부염 증상을 악화시킬 수도 있다. 탈염 마그네슘 풍부 해양미네랄은 일반 보습제의 역할과는 다르게 작용하고 있으나 피부 수분손실 방지 및 염증의 감소에 기여하므로 피부보습 유지를 위한 자체 또는 부가적인 원료로의 활용 가능성을 보였다.
도포하기 시작하였다. 피부수분측정 결과 피부염 유발 후 해양미네랄 액상을 도포한 실험군 DNCB(+)+SM 에서 도포 30일과 60일 측정 모두에서 대조군과 유의한 차이 (p<0.01)를 나타내었다. 경피수분손실 측정에서 실험군은 대조군에 비하여 도포 30일, 60일 각각 수분손실의 감소를 나타내었다(p<0.
나타내었다. 해양미네랄 용액을 도포한 실험군은 상피두께도 대조군에 비하여 얇게 나타났으며 부종과 백혈구의 침윤도 적게 관찰되었다. 광학현미경 관찰에서 확인된 피부의 손상정도는 정상군 DNCB(-)군에서 1.
진행을 나타내었다. 해양미네랄을 도포한 실험군은 대조군에 비하여 피부의 상태가 양호함을 확인할 수 있었다(Fig. 1).
01). 홍반 측정에서는 피부염 유발 후 30일까지 증가하는 경향이 있은 후 감소하였으나 실험 군과 대조군의 통계학적 유의성은 보이지 않았다. 멜라닌 지수는 실험군과 대조군에서 모두 증가하였으나 60일 측정에서 대조군에 비하여 유의하게 감소했다(p<0.
후속연구
탈염 해양미네랄의 도포 결과에서 혈청의 IgE의 감소는 아토피성 피부염의 개선에 대한 면역 결과로 육안관찰과 피부측정 및 조직검사 결과와 일치하는 내용이다. 미네랄제제를 이용한 피부장벽의 보호와 피부염 관리는 세계적으로 증가하는 아토피성 피부염 관리에 안전하고 간편한 보조치료제로 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였으며, 피부장벽 손상과 관련된 면역불균형에 미네랄 도포가 미치는 영향에 대하여 후속 연구가 진행되어야할 것으로 사료된다.
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