헛개나무 잎 추출물의 간 손상 억제 작용을 확인하고자, B($\alpha$)P 투여로 간 독성이 유발된 마우스에서 과산화지질의 생성 및 관련 효소의 활성 변화를 살펴본 결과 B($\alpha$)P 투여로 인해 혈청 ALT와 AST의 활성, 간 조직 중의 과산화지질 함량, cytochrome P450 함량, SOD, catalase 그리고 GSH-Px의 활성이 유의적으로 증가하였고(p<0.05), GSH 함량과 GST 활성은 감소하였다. 반면 헛개나무 잎 메탄올 추출물의 전 처리로 인해 ALT와 AST의 활성, 과산화지질 함량, cytochrome P450 함량 그리고 항산화 효소인 SOD, catalase 및 GSH-Px의 활성이 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), GSH 함량과 GST 활성은 증가하였다. 이상의 결과로 헛개나무 잎 메탄올 추출물은 생체 내에서 자유기로 인해 야기되는 간장의 산화적 손상을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 사료된다.
헛개나무 잎 추출물의 간 손상 억제 작용을 확인하고자, B($\alpha$)P 투여로 간 독성이 유발된 마우스에서 과산화지질의 생성 및 관련 효소의 활성 변화를 살펴본 결과 B($\alpha$)P 투여로 인해 혈청 ALT와 AST의 활성, 간 조직 중의 과산화지질 함량, cytochrome P450 함량, SOD, catalase 그리고 GSH-Px의 활성이 유의적으로 증가하였고(p<0.05), GSH 함량과 GST 활성은 감소하였다. 반면 헛개나무 잎 메탄올 추출물의 전 처리로 인해 ALT와 AST의 활성, 과산화지질 함량, cytochrome P450 함량 그리고 항산화 효소인 SOD, catalase 및 GSH-Px의 활성이 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), GSH 함량과 GST 활성은 증가하였다. 이상의 결과로 헛개나무 잎 메탄올 추출물은 생체 내에서 자유기로 인해 야기되는 간장의 산화적 손상을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 사료된다.
This study was carried out to investigate the protective effect of Hovenia dulcis Thumb leaves extract on liver damage in benzo($\alpha$)pyrene (B($\alpha$)P)-treated mice. Hovenia dulcis Thumb leaves methanol extract was intra-peritoneally injected once daily for 5 successive ...
This study was carried out to investigate the protective effect of Hovenia dulcis Thumb leaves extract on liver damage in benzo($\alpha$)pyrene (B($\alpha$)P)-treated mice. Hovenia dulcis Thumb leaves methanol extract was intra-peritoneally injected once daily for 5 successive days, followed by treatment with B($\alpha$)p. The elevated activities of serum aminotransferase and hepatic cytochrome P450 by B($\alpha$)p were decreased by pretreatment with Hovenia dulcis Thumb leaves extract. Hovenia dulcis Thumb leaves extract also significantly prevented the elevation of hepatic malondialdehyde content and depletion of glutathione content induced by B($\alpha$)P. In addition, the increased activities of superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase after B($\alpha$)P-treatment were decreased. On the other hand, glutathione S-transferase activity was increased by pretreatment with Hovenia dulcis Thumb leaves extract. These results suggest that Hovenia dulcis Thumb leaves extract have a protective effect on liver damage by B($\alpha$)P through the mechanisms of decreasing lipid peroxide and activities of free radical generating enzymes.
This study was carried out to investigate the protective effect of Hovenia dulcis Thumb leaves extract on liver damage in benzo($\alpha$)pyrene (B($\alpha$)P)-treated mice. Hovenia dulcis Thumb leaves methanol extract was intra-peritoneally injected once daily for 5 successive days, followed by treatment with B($\alpha$)p. The elevated activities of serum aminotransferase and hepatic cytochrome P450 by B($\alpha$)p were decreased by pretreatment with Hovenia dulcis Thumb leaves extract. Hovenia dulcis Thumb leaves extract also significantly prevented the elevation of hepatic malondialdehyde content and depletion of glutathione content induced by B($\alpha$)P. In addition, the increased activities of superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase after B($\alpha$)P-treatment were decreased. On the other hand, glutathione S-transferase activity was increased by pretreatment with Hovenia dulcis Thumb leaves extract. These results suggest that Hovenia dulcis Thumb leaves extract have a protective effect on liver damage by B($\alpha$)P through the mechanisms of decreasing lipid peroxide and activities of free radical generating enzymes.
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가설 설정
3)Values in the column with different superscripts are significantly different at p<0.05.
4)Values in the column with different superscripts are significantly different at p<0.05.
제안 방법
이 간 균질액을 1차 원심분리(4oC 600×g, 10분)하여 핵 및 미마쇄분을 제거한 상등액을 2차 원심분리(4oC 10,000×g, 20분)하여 형성된 침전물을 mitochondrial 분획으로 catalase 활성 측정에 사용하였으며, 상등액을 다시 4oC 105,000×g로 1시간 초원심분리한 후 cytosolic 분획과 microsomal 분획으로 사용하였다. Cytosolic 분획은 glutathione peroxidase(GSH-Px)와 glutathione Stansferase(GST), superoxide dismutase(SOD) 활성 측정에, microsomal 분획은 cytochrome P450 활성 측정에 사용 하였다.
일정한 조건(온도: 18±2oC, 습도: 65±2%, 명암: 12시간 light/dark cycle)에서 표준사료와 물을 충분히 공급하면서 7일간 적응시킨 후 난괴법에 따라각 군당 10마리씩 4군으로 구분하여 실험하였다. 각 실험군은 대조군(C), 헛개나무 잎 메탄올 추출물 처리군(S), 벤조피렌 단독 처리군(B) 및 헛개나무 잎 메탄올 추출물로 처리한다음 벤조피렌을 처리한 군(SB)으로 하였다.
그러므로 본 연구에서는 헛개나무 잎의 생리활성 중 간보호 작용을 알아보기 위해서, 마우스에 헛개나무 잎 메탄올 추출물을 전 처리한 다음 B(α)P을 투여하여 급성 간 손상을 유발시킨 후 간 조직에서의 지질과산화물 함량 및 항산화 효소 활성도의 변화를 측정하였다.
따라서 B(α)P에 의해 생성된 과산화지질에 대한 헛개나무 잎 메탄올 추출물의 보호효과를 알아보기 위하여 과산화지질의 산물인 malondialdehyde(MDA)를 측정하였다.
또한 급성간 손상은 시료 투여 5일째 B(α)P을 dimethylsulfoxide (DMSO)에 녹여 마우스 체중 kg당 0.5 mg 수준으로 1회복강 내로 투여하여 야기하였다.
시료의 투여량은 추출물의 농도를 마우스 체중 kg당 10 mg, 25 mg, 50 mg 및 100 mg으로 투여한 후 각각의 ALT, AST, 지질과산화물 및 glutathione 함량을 측정하여 마우스 kg당 50 mg으로 결정하였다. 헛개나무 잎 메탄올 추출물은 생리식염수에 녹여 마우스 체중 kg당 50 mg 수준으로 하루 1회로 일정시간에 5일간 복강 주사하였으며, 이때 대조군은 시료 대신 생리식염수를 동일하게 주사하였다.
실험동물을 에테르로 마취시켜 복부 대동맥으로부터 채혈하였다. 채취한 혈액은 실온에서 30분간 방치한 후 400×g 로 10분간 원심분리 하여 얻은 혈청은 alanine transaminase (ALT)와 aspartate transaminase(AST) 활성 측정에 사용하였다.
이 간 균질액을 1차 원심분리(4oC 600×g, 10분)하여 핵 및 미마쇄분을 제거한 상등액을 2차 원심분리(4oC 10,000×g, 20분)하여 형성된 침전물을 mitochondrial 분획으로 catalase 활성 측정에 사용하였으며, 상등액을 다시 4oC 105,000×g로 1시간 초원심분리한 후 cytosolic 분획과 microsomal 분획으로 사용하였다.
일정한 조건(온도: 18±2oC, 습도: 65±2%, 명암: 12시간 light/dark cycle)에서 표준사료와 물을 충분히 공급하면서 7일간 적응시킨 후 난괴법에 따라각 군당 10마리씩 4군으로 구분하여 실험하였다.
채취한 혈액은 실온에서 30분간 방치한 후 400×g 로 10분간 원심분리 하여 얻은 혈청은 alanine transaminase (ALT)와 aspartate transaminase(AST) 활성 측정에 사용하였다.
시료의 투여량은 추출물의 농도를 마우스 체중 kg당 10 mg, 25 mg, 50 mg 및 100 mg으로 투여한 후 각각의 ALT, AST, 지질과산화물 및 glutathione 함량을 측정하여 마우스 kg당 50 mg으로 결정하였다. 헛개나무 잎 메탄올 추출물은 생리식염수에 녹여 마우스 체중 kg당 50 mg 수준으로 하루 1회로 일정시간에 5일간 복강 주사하였으며, 이때 대조군은 시료 대신 생리식염수를 동일하게 주사하였다. 또한 급성간 손상은 시료 투여 5일째 B(α)P을 dimethylsulfoxide (DMSO)에 녹여 마우스 체중 kg당 0.
대상 데이터
본 실험에 사용된 헛개나무 잎은 경북 의성군 봉양면 백석 농업합명 회사에서 건조된 것을 구입하여 이물질을 제거한후 사용하였다. 건조된 헛개나무 잎은 분쇄기로 분말화한다음, 분말시료(750 g)에 10배의 80% 메탄올을 첨가한 후 10시간씩 3회 교반 추출하고 40oC에서 rotary evaporator로 감압 농축시킨 후 동결 건조하여 메탄올 추출물(48 g)로 사용하였다.
실험동물은 체중이 25~30 g되는 외견상 건강한 ICR계 웅성 마우스를 사용하였다. 일정한 조건(온도: 18±2oC, 습도: 65±2%, 명암: 12시간 light/dark cycle)에서 표준사료와 물을 충분히 공급하면서 7일간 적응시킨 후 난괴법에 따라각 군당 10마리씩 4군으로 구분하여 실험하였다.
데이터처리
실험 결과는 통계처리 하여 평균±표준편차로 나타내었 으며, 각 실험군 간의 유의성 검정은 SAS program을 이용하여 5% 수준에서 Duncan's multiple range test로 확인하였다.
이론/모형
GSH-Px의 활성은 Paglia와 Valentine의 방법(15), GST 활성은 Habig 등의 방법(16)으로 측정하였다. Cytochrome P450의 활성은 Omura 와 Sato의 방법(17)으로 측정하였으며, 단백질의 함량은 Lowry 등의 방법(18)에 따라 bovine serum albumin(SigmaAldrich Chem. Co., St. Louis, MO, USA)을 표준단백질 용액으로 하여 측정하였다.
혈청 및 간 조직 내 효소활성 측정: 혈청 중 ALT와 AST의 활성도는 Reitman과 Frankel의 방법(12), SOD의 활성 측정은 Marklund와 Marklund의 방법(13), catalase의 활성은 Aebi의 방법(14)에 의하여 측정하였다. GSH-Px의 활성은 Paglia와 Valentine의 방법(15), GST 활성은 Habig 등의 방법(16)으로 측정하였다. Cytochrome P450의 활성은 Omura 와 Sato의 방법(17)으로 측정하였으며, 단백질의 함량은 Lowry 등의 방법(18)에 따라 bovine serum albumin(SigmaAldrich Chem.
간 조직 중의 지질과산화물과 glutathione(GSH) 함량 측정: 간 조직 중의 지질과산화물 함량은 Ohkawa 등의 방법(10)에 의해 TBA법을 이용하여 생성된 malodialdehyde(MDA) 양을 측정하여 간 조직 1 g당 생성된 MDA nmole로 표시하였다. 그리고 glutathione 함량은 Ellman의 방법(11)에 준하여 비단백성 sulfhydryl group을 5,5'-dithiobis-2-nitrobenzoic acid로 발색시켜 412 nm에서 비색 정량한 다음, 그 함량은 간 조직 1 g당 μmole로 표시하였다.
그리고 glutathione 함량은 Ellman의 방법(11)에 준하여 비단백성 sulfhydryl group을 5,5'-dithiobis-2-nitrobenzoic acid로 발색시켜 412 nm에서 비색 정량한 다음, 그 함량은 간 조직 1 g당 μmole로 표시하였다.
혈청 및 간 조직 내 효소활성 측정: 혈청 중 ALT와 AST의 활성도는 Reitman과 Frankel의 방법(12), SOD의 활성 측정은 Marklund와 Marklund의 방법(13), catalase의 활성은 Aebi의 방법(14)에 의하여 측정하였다. GSH-Px의 활성은 Paglia와 Valentine의 방법(15), GST 활성은 Habig 등의 방법(16)으로 측정하였다.
성능/효과
간 조직 중 GSH 함량은 B(α)P 단독 투여 군이 대조군에 비해 유의적으로 감소하였으며, 헛개 나무 잎 메탄올 추출물을 투여한 후 B(α)P을 투여한 군은 B(α)P만 투여한 군에 비하여 유의적으로 증가하였다(p<0.05)(Table 2).
간 조직 중 GST 활성도는 B(α)P 단독 투여군이 대조군에 비하여 유의적으로 감소하였으며, 헛개나무 잎 메탄올 추출물을 투여한 후 B(α)P을 투여한 군은 B(α)P 단독 투여군에 비해 유의적으로 증가하였다(p<0.05)(Table 3).
그러나 헛개나무 잎 메탄올 추출물을 전 처리함으로써 B(α)P에 의하여 증가된 혈중 AST 및 ALT 활성이 억제된 결과로 보아 헛개나무 잎 메탄올 추출물이 B(α)P에 의한 간세포 손상에 보호 작용이 있는 것으로 사료된다.
그러므로 B(α)P이 체내로 흡수되면서 조직에 산화적 스트레스 환경을 유발하여 이를 해독하기 위한 GSH의 소모로 인해 체내 GSH가감소하였으며, 또한 헛개나무 잎 메탄올 추출물의 투여로 체내의 GSH 소모를 덜어주어 그 함량이 증가된 것으로 사료된다.
그리고 헛개나무 잎 메탄올 추출물을 투여한 후 B(α)P을 투여한 군은 B(α)P 단독 투여군에 비해 유의적으로 감소하였다(p<0.05)(Table 4).
또한 헛개나무 잎 메탄올 추출물을 투여한 후 B(α)P을 투여한 군은 B(α)P 단독 투여군에 비하여 유의적으로 감소하였다(p<0.05)(Table 3).
또한 헛개나무 잎 메탄올 추출물을 투여한 후 B(α)P을 투여한 군은 B(α)P 단독 투여군에 비해 감소하는 경향을 보였는데(p<0.05), 이것은 헛개나무 잎 메탄올 추출물의 투여로 자유라디칼의 생성이 억제된 것으로 사료된다.
반면 헛개나무 잎 메탄올 추출물의 전 처리로 인해 ALT와 AST의 활성, 과산화지질 함량, cytochrome P450 함량 그리고 항산화 효소인 SOD, catalase 및 GSH-Px의 활성이 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), GSH 함량과 GST 활성은 증가하였다.
B(α)P은 체내에 들어오면 cytochrome p488에 산화되어 7,8-diol체로 된 후 diolepoxide로 재산화되어 간에 독성을 발현하는 강력한 발암물질로 알려져 있다(20). 이러한 간 장해 유발물질을 투여하였을 때 AST 및 ALT 활성의 증가를 나타낸 것으로 보아 간 손상이 유발됨을 알 수 있었다. 그러나 헛개나무 잎 메탄올 추출물을 전 처리함으로써 B(α)P에 의하여 증가된 혈중 AST 및 ALT 활성이 억제된 결과로 보아 헛개나무 잎 메탄올 추출물이 B(α)P에 의한 간세포 손상에 보호 작용이 있는 것으로 사료된다.
이상의 결과로 보아 헛개나무 잎 메탄올 추출물 투여로 B(α)P에 의해 유도되는 자유 라디칼의 생성을 감소시킴으로써 지질과산화를 억제한 것으로 사료된다.
05), GSH 함량과 GST 활성은 증가하였다. 이상의 결과로 헛개 나무 잎 메탄올 추출물은 생체 내에서 자유기로 인해 야기되는 간장의 산화적 손상을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 사료된다.
이는 B(α)P 투여로 증가한 cytochrome P450 함량이 목이버섯 메탄올 추출물의 투여에 의해 유의적으로 감소되었다는 Bae등(27)의 보고 및 사염화탄소에 의해 유도된 간 손상이 현호색의 투여로 감소되었다는 보고(28)와 일치하였다. 이상의 결과로 헛개나무 잎은 cytochrome P450의 함량을 억제시켜간 조직의 과산화지질 생성을 저하하고 간 보호효과를 나타낼 것으로 사료된다.
이와 같이 헛개나무 잎 메탄올 추출물이 생체 내 자유 라디칼의 생성을 억제함으로써 항산화 효소인 catalase 및 GSH-Px 활성도를 낮춘 것으로 사료된다. 이상의 결과에서 헛개나무 잎 메탄올 추출물은 항산화 효소및 항산화 물질 등과 같은 생체 내 방어기능을 활성화시킴으로써 자유라디칼에 의한 산화적 손상을 효과적으로 억제할수 있을 것으로 사료된다. 따라서 앞으로 헛개나무 잎 추출물로부터 간 보호물질의 동정 및 좀 더 세밀한 기전연구 등 계속적으로 다양한 연구가 필요하리라 사료된다.
헛개나무 잎 메탄올 추출물 투여군의 혈청 AST 및 ALT 활성도는 대조군과 유사하였으나, B(α)P 투여로 유의적으로 그 활성이 증가하였다(p<0.05).
헛개나무 잎 추출물의 간 손상 억제 작용을 확인하고자, B(α)P 투여로 간 독성이 유발된 마우스에서 과산화지질의 생성 및 관련 효소의 활성 변화를 살펴본 결과 B(α)P 투여로 인해 혈청 ALT와 AST의 활성, 간 조직 중의 과산화지질함량, cytochrome P450 함량, SOD, catalase 그리고 GSH-Px 의 활성이 유의적으로 증가하였고(p<0.05), GSH 함량과 GST 활성은 감소하였다.
후속연구
이상의 결과에서 헛개나무 잎 메탄올 추출물은 항산화 효소및 항산화 물질 등과 같은 생체 내 방어기능을 활성화시킴으로써 자유라디칼에 의한 산화적 손상을 효과적으로 억제할수 있을 것으로 사료된다. 따라서 앞으로 헛개나무 잎 추출물로부터 간 보호물질의 동정 및 좀 더 세밀한 기전연구 등 계속적으로 다양한 연구가 필요하리라 사료된다.
이에 본 연구자 등(9)은 헛개나무 잎 추출물이 benzo(α)pyrene과 MNNG 및 4-NQO에서 항돌연변이 효과를 나타냄을 확인하였으며, 또한 위암세포 및 결장암세포에서 암세포 성장억제효과도 관찰하였다. 이와 같이 헛개나무 잎은 항암효과를 가진 성분을 포함하여 여러 다양한 생리활성 물질을 함유하고 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
헛개나무의 열매에서 분리한 무엇이 알코올 분해 및 간 기능 회복에 효과가 있는가?
또한 헛개나무는 민간요법으로 잎, 줄기 및 열매로 만든 차가 주독제거와 과음 시 부작용으로 나타나는 황달, 지방간, 간경화증, 위장병 및 대장염 등의 간 기능 보호에 효능이 뛰어난 것으로 전해지는데 이는 헛개나무 열매의 알코올 분해능과 간 해독작용에 대한 연구가 그 효능을 뒷받침하고 있다. 최근에는 헛개나무의 열매에서 분리한 (+)-dihydromyricetin이 알코올 분해 및 간 기능 회복에 효과가 있다는 보고가 있다. 또한 헛개나무 열수 추출물에서 분리한 3- methyl-4-hydroxybenzoic acid와 3-methyl-4-hydroxycinnamic acid는 항산화 및 항균작용을 나타낸다고 보고되고 있으며 헛개나무 열매 추출물에서 분리한 hovenodulinol 은 쥐의 알코올 분해에 효과가 있음이 보고되었다(7,8).
헛개나무는 무엇인가?
또한 생체 내 자유 라디칼의 유해성에 대해서 많이 알려지면서 이러한 자유 라디칼을 제거해주는 항산화계 효소의 활성을 촉진시키는 물질을 식품과 천연물에서 찾으려는 연구도 활발히 진행되고 있다(6). 한편 헛개나무(Hovenia dulcis Thumb)는 갈매나무 과의 교목으로 지구자나무라고도 한다. 높이는 10~17 m이고 수피는 흑 회색이며 열매는 갈색이 돌고 지름 8 mm 정도이며 닭의 발톱모양이다.
헛개나무의 특징은 무엇인가?
한편 헛개나무(Hovenia dulcis Thumb)는 갈매나무 과의 교목으로 지구자나무라고도 한다. 높이는 10~17 m이고 수피는 흑 회색이며 열매는 갈색이 돌고 지름 8 mm 정도이며 닭의 발톱모양이다. 열매와 줄기는 단맛과 향을 내어 식용, 과주 및 약용으로 주독을 제거하는데 사용되어 왔다. 또한 헛개나무는 민간요법으로 잎, 줄기 및 열매로 만든 차가 주독제거와 과음 시 부작용으로 나타나는 황달, 지방간, 간경화증, 위장병 및 대장염 등의 간 기능 보호에 효능이 뛰어난 것으로 전해지는데 이는 헛개나무 열매의 알코올 분해능과 간 해독작용에 대한 연구가 그 효능을 뒷받침하고 있다.
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