Objectives : Magnoliae officinalis Cortex (MOC) has been used in traditional medicine for digestive diseases in Korea, China and Japan. However, Machili thunbergii Cortex (MTC) also has been used as a substitute of MOC in Korea sometimes. Thus, this study was carried out to investigate and compare t...
Objectives : Magnoliae officinalis Cortex (MOC) has been used in traditional medicine for digestive diseases in Korea, China and Japan. However, Machili thunbergii Cortex (MTC) also has been used as a substitute of MOC in Korea sometimes. Thus, this study was carried out to investigate and compare the effects of MOC and MTC on intestinal motility of isolated small intestinal segments from ICR mouse. Methods : Changes in motility were recorded via isometric transducers connected to a data acquisition system and amplitude, frequency and area under the curve (AUC) of intestinal spontaneous phasic contraction were compared. Results : The MOC extracts ($1{\sim}{\mu}g/mL$) dose-dependently decreased both amplitudes and frequencies of the spontaneous phasic contraction, but not AUC. However, high concentration of MOC (100 ${\mu}g$/mL) evoked tonic contraction. And it was not inhibited by tetrodotoxin, a sodium channel blocker, and nifedipine, a L-type $Ca^{2+}$ channel antagonist. These results suggested that MOC (100 ${\mu}g$/mL)-induced tonic contraction is not mediated by nerve or L-type $Ca^{2+}$ channel. On the other hand, the MTC extracts dose-dependently inhibited amplitude and AUC, but not the frequency. Conclusions : Although both MOC and MTC affected intestinal motility, MOC is more effective on intestinal motility than MTC. And MOC has been used as a traditional medicine for a long time but not MTC. Thus, we suggested that MTC should not be used in Korea as a substitute of MOC and MOC might be useful traditional medicine for gastrointestinal disease. The mechanism of MOC is still remained to elucidate.
Objectives : Magnoliae officinalis Cortex (MOC) has been used in traditional medicine for digestive diseases in Korea, China and Japan. However, Machili thunbergii Cortex (MTC) also has been used as a substitute of MOC in Korea sometimes. Thus, this study was carried out to investigate and compare the effects of MOC and MTC on intestinal motility of isolated small intestinal segments from ICR mouse. Methods : Changes in motility were recorded via isometric transducers connected to a data acquisition system and amplitude, frequency and area under the curve (AUC) of intestinal spontaneous phasic contraction were compared. Results : The MOC extracts ($1{\sim}{\mu}g/mL$) dose-dependently decreased both amplitudes and frequencies of the spontaneous phasic contraction, but not AUC. However, high concentration of MOC (100 ${\mu}g$/mL) evoked tonic contraction. And it was not inhibited by tetrodotoxin, a sodium channel blocker, and nifedipine, a L-type $Ca^{2+}$ channel antagonist. These results suggested that MOC (100 ${\mu}g$/mL)-induced tonic contraction is not mediated by nerve or L-type $Ca^{2+}$ channel. On the other hand, the MTC extracts dose-dependently inhibited amplitude and AUC, but not the frequency. Conclusions : Although both MOC and MTC affected intestinal motility, MOC is more effective on intestinal motility than MTC. And MOC has been used as a traditional medicine for a long time but not MTC. Thus, we suggested that MTC should not be used in Korea as a substitute of MOC and MOC might be useful traditional medicine for gastrointestinal disease. The mechanism of MOC is still remained to elucidate.
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문제 정의
土厚朴은 중국과 일본에서는 厚朴으로 사용하고 있지 않으며, 국내에서만 일부 土厚朴을 厚朴의 대용품으로 사용하고 있는 실정이다. 溫中益氣 消痰下氣하는 厚朴의 효능은 소장운동과도 관련되어 있을 것이라는 점에 착안하여, 흰쥐에서 적출한 소장의 운동에 대한 厚朴과 土厚朴의 효능을 비교 연구 하여 유의한 결과를 얻었기에 이를 보고하고자 한다.
본 연구에서는 厚朴과 그 주요 활성성분인 magnolol 및 honokiol의 생쥐의 소장 운동에 대한 효능을 검증하였으며, 또한 厚朴과 土厚朴의 생쥐의 소장 운동에 대한 효능 비교를 통하여 두 厚朴 간에 차이가 있음을 밝혔다. 따라서 이러한 연구결과들은 한의학 임상에서 厚朴을 장 질환에 응용하는 좋은 근거가 될 수 있을 것이라 사료되며, 또한 임상에서 마땅히 厚朴과 土厚朴을 구별하여야 함을 제시하는 것이라 사료된다.
제안 방법
pH 7.4 로 조정한 Krebs 용액이 담긴 10 mL 용량의 장기 수조의 중앙에 tissue holder를 넣어 고정한 후, 소장 분절의 상단은 등척성 근수축변환기 (FT-03, Grass, USA)에 연결하여 0.5 g의 기본 장력을 가하였다. 이후 1시간 동안 안정화를 시켰으며, 이 기간 동안 약 15분 간격으로 배양액을 교체하였다.
溫中益氣 消痰下氣의 목적으로 사용하는 厚朴의 효능이 소장 운동과 관련되어 있을 것이라는 점에 착안하여, 흰쥐에서 적출한 소장 운동에 대한 厚朴의 효능을 연구하고, 土厚朴과厚朴의 효능을 비교한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.
이후 1시간 동안 안정화를 시켰으며, 이 기간 동안 약 15분 간격으로 배양액을 교체하였다. 데이터의 기록과 저장은 Powerlab과 소프트 웨어 Chart 5.2 (ADInstruments)로 평활근의 수축과 이완을 기록하였다. 장기 수조내의 온도를 35±0.
약물을 투여하기 전과 투여 후 각각 30초 동안의 위상성 수축의 크기, 빈도 그리고 Areas under the Curve (AUC) 를 측정한 후 각 농도에 따른 변화는 약물 투여 전의 값에 대한 백분율(%)로 계산하여 Mean±S.E.으로 나타내었다.
자발적인 수축이 안정화 되었을 때, 시료를 농도 (1∼100 μg/mL) 누적적인 방법으로 투여하였다.
장기 수조내의 온도를 35±0.1℃로 일정하게 유지하면서 혼합 가스를 지속적으로 공급하였다.
체중 30∼40 g의 ICR 마우스를 암수를 구별하지 않고 사용하였으며, 경추탈골법으로 희생시킨 후 小腸을 분리하였다.
대상 데이터
Louis, MO, USA)에 녹여서 1～100 mM의 stock 용액을 만든 후 실험 전에 희석하여 사용하였다. Magnolol과 honokiol은 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Tokyo, Japan)에서 구입하였으며, 역시 DMSO에 녹여서 1～100 mM의 stock 용액을 만들어 사용하였다. 배양액내의 최종 DMSO 농도는 0.
2%를 넘지 않게 하였다. Tetrodotoxin (TTX, Sigma Chemical Co.,)은 증류수에 녹여서 stock 용액을 만들었고, nifedipine (Sigma Chemical Co.,)은 DMSO에 녹여서 stock 용액을 만들어 사용하였다. 본 실험에 사용한 Krebs 용액의 조성은 다음과 같다 (mM)； NaCl 118, KCl 4.
厚朴 M. officinalis과 후박나무 Machilus thunbergii의건조된 수피(각각 ‘厚朴’과 ‘土厚朴’)는 서울 경동시장에서 기원과 산지를 확인하여 구입하였다.
,)은 DMSO에 녹여서 stock 용액을 만들어 사용하였다. 본 실험에 사용한 Krebs 용액의 조성은 다음과 같다 (mM)； NaCl 118, KCl 4.7, KH2PO4 1.2, MgSO4 1.2, NaHCO3 25, CaCl2 2.5, glucose 11, pH 7.4 by HCl.
소장은 회맹부에서 약 5 cm 떨어진 부위로부터 1 cm 크기의 분절 (segments)을 2∼4개를 만들어 실험에 이용하였다.
데이터처리
유의성 검정은 Student t-test를 사용하여 p<0.05일 때 유의성이 있는 것으로 간주하였다.
성능/효과
1. 마우스 소장 운동에 대하여 土厚朴은 厚朴과 비교할 때 소장의 운동에 미치는 영향이 상대적으로 작은 것으로 관찰되었다. 厚朴은 위상성 수축을 이완시켰으나, 긴장성 수축을 저농도에서는 억제하고 고농도에서는 오히려 증가시켰다.
2. 厚朴의 주요 성분인 magnolol과 honokiol을 농도 누적적으로 투여하였을 때, 낮은 농도 (10-6～3×10-5 M)에서는 마우스 소장의 긴장성 수축과 위상성 수축이 감소되었으나 고농도(10-4 M)에서는 위상성 수축이 완전히 억제되었으며 긴장성 수축은 증가되었다.
3. 厚朴 추출물을 고농도 (100 μg/ml) 투여하였을 때, 초기에는 위상성 수축과 아울러 긴장성 수축이 동시에 감소되다가 이어서 긴장성 수축이 증가되는 양상은 TTX (1 μ M)와 nifedipine (10 μM)을 전처치하여도 억제되지 않 았다.
magnolol 30 μ M에서 긴장성 수축이 많이 감소되는 관계로 AUC는 음의 값 (-6.7±12.5%)을 갖게 되었으며, 전체적으로 V자 양상의 반응을 보였다(Fig. 3D).
본 실험에서 土厚朴 추출물과 厚朴 추출물은 마우스 소장의 자발적 운동에 다소 상이한 반응을 보이는 것을 확인하였다. 土厚朴 추출물은 초기에 일시적인 억제 반응을 보인 후다시 지속적으로 억제시키는 이차 억제반응을 보였고, 厚朴추출물은 저농도에서는 농도 의존적으로 위상성 수축과 긴장성 수축을 감소시키다가 고농도에서 긴장성 수축이 증가되는 이상성의 반응을 유발하였다. 이러한 厚朴 추출물의 반응은 주효 성분으로 알려진 magnolol과 honokiol에서도 재현되었다.
. 그러나 본 실험에서는 마우스 소장에 厚朴 추출물, magnolol과 honokiol을 투여하였을 경우 위상성 수축의 크기를 감소시켰을 뿐만 아니라 기초장력도 감소시켰다. 이는 종에 따라 또는 기관(Organ)에 따라 다른 작용 기전을 갖고 있을 가능성을 추정할 수 있다.
그리고 근세포 안으로의 칼슘 유입을 차단하는 L-type Ca2+통로 억제제인 nifedipine (10 μM)을 전처치한 후 厚朴 추출물 100 μg/mL를 투여할 경우에도 긴장성 수축의 증가현상은 그대로 나타났다(Fig. 5C).
또한 L-type Ca2+ 통로 차단제인 nifedipine을 투여하여 위상성 수축과 긴장성 수축이 완전히 억제된 상황에서 고농도 (100μg/mL)의 厚朴 추출물을 마우스 소장에 투여하였을 경우에도 긴장성 수축이 증가되는 반응은 계속 나타나는 것으로 보아 고농도 (100 μg/mL)의 厚朴 추출물에 의한 긴장성 수축의 증가는 세포내로의 Ca2+유입을 증가시켜서 나타나는 것은 아니라고 생각된다.
본 실험에서 土厚朴 추출물과 厚朴 추출물은 마우스 소장의 자발적 운동에 다소 상이한 반응을 보이는 것을 확인하였다. 土厚朴 추출물은 초기에 일시적인 억제 반응을 보인 후다시 지속적으로 억제시키는 이차 억제반응을 보였고, 厚朴추출물은 저농도에서는 농도 의존적으로 위상성 수축과 긴장성 수축을 감소시키다가 고농도에서 긴장성 수축이 증가되는 이상성의 반응을 유발하였다.
본 실험에서 土厚朴 추출물에 의해 소장의 위상성 수축이일시적으로 억제되는 현상이 나타났는데 이는 대표적인 억제성 신경전달물질인 nitric oxide의 작용과 유사하다. 그러나土厚朴 추출물은 nitric oxide synthase를 억제한다고 알려져 있으므로29) NO 경로가 아닌 다른 경로를 통해 작용한다고 생각된다.
본 실험에서 고농도 (100 μg/mL)의 厚朴 추출물을 마우스 소장에 투여하였을 경우 초기에 위상성 수축의 감소와 긴장성 수축의 감소가 나타난 후 이어서 긴장성 수축의 증가가 유발되는데, 이러한 반응이 Na+ 통로 차단제인 TTX를 전처치 한 후에도 재현되는 것으로 보아 厚朴 추출물의 작용이 신경을 매개로 일어나는 것은 아니라고 볼 수 있다.
이러한 상충된 결과는 아마도 추출물의 농도차이 때문이라고 생각된다. 본 실험에서도 土厚朴의 추출물은 厚朴에 비해 상대적으로 고농도에서 마우스 소장의 자발적 수축을 억제하였다.
위상성 수축의 크기는 농도 의존적으로 감소되는 경향을 보였으나 고농도(100 μ g/mL)에서도 약 절반 정도 (47.4±6.0%)의 크기가 유지되었다(Fig. 2B).
후속연구
따라서 고농도 (100 μg/mL)의 厚朴 추출물이 세포내 Ca2+저장소에서 Ca2+유리를 유발하기 때문으로 생각되나, magnolol과 honokiol이 기니피그 소장에서 아세틸콜린에 의한 세포내 Ca2+저장소에서의 Ca2+유리를 억제 한다는 보고도 있으므로20), 작용기전에 관해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다.
또한 위장관 평활근에 대한 magnolol과 honokiol의 이완작용이 장관수송능의 증가와 관련있을 것으로 추정하였으나, 본 실험의 결과 土厚朴의 추출물 역시 소장 운동에 대해 억제적으로 작용하므로 장관수송능에 대한 厚朴과 土厚朴의 효능비교는 더 많은 보강 실험이 필요할 것으로 생각된다. 또한 고농도의 厚朴 추출물, magnolol, honokiol에 의해서 일어나는 위상성 수축의 억제와 긴장성 수축의 증가가 장관수송 능에 관여하는지 아니면 부작용을 유발하는 지에 대한 연구도 필요할 것으로 보인다.
그러나, 이들 실험 모두 농도 의존적인 반응을 보이지는 않고 있으며, magnolol과 honokiol의 경우 장관수 송능 뿐만 아니라 胃排出(gastric emptying) 속도도 역시 증가시켰는데, 위배출속도는 약 50% 정도 증가된 반면에 장관 수송능은 단지 10% 정도의 증가에 그쳤으므로 위배출속도를 감안하면 과연 장관수송능이 증가되었는가에 대해 확신할 수 없다. 또한 위장관 평활근에 대한 magnolol과 honokiol의 이완작용이 장관수송능의 증가와 관련있을 것으로 추정하였으나, 본 실험의 결과 土厚朴의 추출물 역시 소장 운동에 대해 억제적으로 작용하므로 장관수송능에 대한 厚朴과 土厚朴의 효능비교는 더 많은 보강 실험이 필요할 것으로 생각된다. 또한 고농도의 厚朴 추출물, magnolol, honokiol에 의해서 일어나는 위상성 수축의 억제와 긴장성 수축의 증가가 장관수송 능에 관여하는지 아니면 부작용을 유발하는 지에 대한 연구도 필요할 것으로 보인다.
따라서 고농도 (100 μg/mL)의 厚朴 추출물이 세포내 Ca2+저장소에서 Ca2+유리를 유발하기 때문으로 생각되나, magnolol과 honokiol이 기니피그 소장에서 아세틸콜린에 의한 세포내 Ca2+저장소에서의 Ca2+유리를 억제 한다는 보고도 있으므로20), 작용기전에 관해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다. 또한 저농도에서의 위상성 수축과 긴장성 수축의 감소와 고농도에서의 긴장성 수축의 증가가 나타나는 기전이 같은 경로를 통하는 것인지 아니면 별개의 경로를 통해 유발되는 지에 대해서도 연구가 더 진행되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
magnolol과 honokiol의 효능은?
厚朴의 주요성분인 magnolol은 비교적 강한 항균작용이 있고, magnolol과 honokiol은 중추성 근이완 작용, 항궤양, 항알러지, 항염증, 항산화 작용이 있다고 张 등9)이 보고하였다. 厚朴의 수치 전, 후 magnolol 함량은 낮아지지만 시험관 내에서 최종당화산물 생성억제 효능이 증가한다고 Kim 등10) 은 보고하였고, 정신병 환자의 정신과 약물에 대한 변비에 厚朴이 효과가 있다고 Li 등11)은 보고하였고, 厚朴이 저온조건에서 흰쥐의 담즙분비를 촉진시킨다고 Meng 등12)이 보고 하였다.
한국산 土厚朴의 효능 연구는?
효능 연구로 한국산 土厚朴은 진통작용이 있으며, 적출 장관에 대해 지속적인 수축을 한다고 Lee 등7)은 보고하였고 실험동물의 소화관 수송능 억제, 장관의 자동운동 억제작용 및 이완작용, 위액분비 감소, 담즙분비 증가, 항위궤양, 항균효과 등이 있는 것으로 Lee 등8)은 보고하였다.
厚朴의 산지는?
厚朴은 4∼6월에 15∼10년생의 樹幹皮, 根皮, 枝皮를 剝取하여 코르크층을 제거하고 음건하거나, 筒狀으로 말아서 晒乾하기도 한다. 산지는 중국의 四川, 湖北, 浙江, 江蘇省 등지에 분포하고 또한 福建, 陝西, 甘肅, 貴州, 雲南省 등지에서도 산출되며 많이 재배하고 있다15).
참고문헌 (32)
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