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문제 정의
- 10,11) 그러므로 생식기 질병 치료에 부작용을 최소화하고 재감염을 예방할 수 있는 천연물질 소재를 이 연구에서 탐색하고자 한다.
- 생식기 질환의 재감염이 발생되는 가장 큰 윈인은 생식기 질병을 치료하는 과정에서 Lactobacillus acidofillus도 제거됨으로써 조직이 보호되지 못하여 치료된 후에도 빈번하게 재발되는 것으로 판단되어 본 연구는 생식기 질환 중 가장 많이 감염을 일으키는 C. albicans 및 임질균 N. gonorrhoeae에 대하여 천연물질 중에서 생식기 조직에 부작용이 없고 살균작용이 뛰어난 천연소재로서 biomax, biopole, catechin, tannic acid를 이용하여 살균 효과를 각각 검사하는 동시에 재발을 방지하기 위하여 조직에 있어야 할 Lactobacillus acidofillus를 보호하도록 서식에 필요한 lactic acid로 실험을 시행함으로써 감염균을 제거하는 동시에 보호균을 생존시킬 이중효과를 가지는 물질과 적절한 농도를 검색하고자 한다.
제안 방법
- 실험물질 − Candida albicans 및 Neisseria gonorrhoeae균으로 인한 질환치료에 일반적으로 항염, 항암 및 항산화 작용이 있다는 천연성분으로서 생합성물질인 biomax, biopole과 polyphenol 중 catechin, tannic acid와 그리고 lactic acid를 이용하여 살균 효과를 검사하였다.
- 각 배지에 실험물질을 0.05%부터 8%의 농도로 37oC±0.5oC에서 48시간 동안 암상태에서 10-4 및 10-5배로 petri dish에 streaking 하여 배양된 균의 콜로니를 정량 분석하여 최적 농도를 탐색하였다.
- C. albicans 실험방법 − C. albicans(균주 ATCC10231, 국립보건원)균에 대한 실험을 YM 배지(DIFCO) 2.1 g/ 100 ml를 기본으로 사용하고, 천연물 성분인 biomax, biopole, catechin, tannic acid 및 lactic acid(한국 파메드)를 각각 농도별로 첨가하여 시행하였다.
- 위와 같은 생합성 혹은 천연 물질들인 biomax, biopole, catechin, tannic acid 및 lactic acid를 C. albicans 및 N. gonorrhoeae 균에 대하여 살균효과를 나타내고 조직을 보호하는 Lactobacillus acidofillus 균의 생존 가능성 여부와 복합적으로 작용할 농도를 각각 검사하는 것에 사용하였다.
- 1 g/ 100 ml를 기본으로 사용하고, 천연물 성분인 biomax, biopole, catechin, tannic acid 및 lactic acid(한국 파메드)를 각각 농도별로 첨가하여 시행하였다. 각 농도별로 petri dish에 5개씩 배양하여 배양된 균주수의 평균치를 산정하였다. 각 배지에 실험물질을 0.
- 2%(BBL)를 100 ml 첨가한 후, N. gonorrhoeae 증식 내지 살균작용 여부를 확인하기 위하여 18~24시간 내에 만들어진 bacto chocolate agar에 Isovital x enrichment 2 ml을 첨가하여 균을 streaking한 후 37oC±0.5oC에서 5% CO2 배양기에 48시간 배양하여 biomax, biopole, catechin, tannic acid 및 lactic acid의 최적 살균 효과를 나타내는 농도를 각각 조사하였다.
- Lactobacillus acidofillus 실험방법 − Lactic acid로 살균작용과 함께 조직보호기능이 보존될 수 있도록 L. acidofillus가 생존할 수 있는 lactic acid의 최적 농도를 탐색하는 실험을 위와 같은 방법으로 시행하였다.
- 국내 뿐 아니라 세계적으로 수억 명의 여성이 앓고 있는 생식기 질환의 병원균 중 가장 널리 감염되어 있는 C. albicans 및 N. gonorrhoea에 대한 살균물질들로 천연물질인 biomax, biopole, catechin, tannic acid 및 lactic acid의 효과를 알아내기 위하여 단계적으로 저농도에서 부터 고농도로 실험을 시행하였다.24)
- 지금까지 실험에서 biopole, catechin과 lactic acid는 각각 농도를 증가시킬수록 살균효과가 비례적으로 증가하여 최대 100%의 살균작용을 나타냈으나, 효과가 나타나는 고농도의 물질보다 최소한의 복합물질로 여러 면으로 고도의 효과를 획득할 수 있는 실험을 시행하였다. 이를 위하여 먼저 저농도에서 최고의 효과를 나타낸 catechin과 조직보호를 위한 lactic acid로 시행하여 Table II와 같은 결과를 얻었다.
- 지금까지 실행한 2가지 혼합물의 실험결과는 완전살균에 미치지 못하여 100%로 완벽한 효과를 얻을 수 있는 보다 나은 실험으로 지금까지의 결과를 바탕으로 다음과 같이 3가지의 천연혼합물질로 다양하게 시도하였다.
- 지금까지의 C. albicans 실험에서 C. albicans는 살균되고 L. acidofillus가 생존하는 결과가 N. gonorrhoea 임질균에도 긍정적인 결과가 나타나는가를 실험하였다. N.
- 1% 농도와 biopole 2% 농도에 lactic acid 2%의 농도가 포함된 것이 긍정적인 효과를 보이는 조성함유율로 나타났다. 그러나 C. albicans에 대한 살균작용도 얻기 위하여 catechin 0.2%가 필요하므로[Fig. 5], 두 가지 생식기 감염균을 살균시키기 위한 것으로 2% 농도의 biopole과 0.2% 농도의 catechin에 2% 농도의 lactic acid를 최적의 천연혼합물질로 획득하였다. 이 천연혼합물질은 각각의 물질로 사용할 경우이거나 복합물질에서 lactic acid가 결여된 것으로 사용할 경우에 일시적인 작용으로 재발할 가능성이 희박하고, 또한 천연물질로서 내성이 발생할 우려가 없으므로 인체에 적용할 경우 부작용이 없고 재발을 예방할 수 있는 적합한 치료제로 활용할 가치가 높다고 판단된다.
성능/효과
- p>국내에서 생식기 질염의 원인균 중 약 60% 이상을 차지하고 있는 C. albicans가 감염된 질병을 칸디다증이라 하는데, 감염속도가 빨라 통계에 의하면 여성의 약 75%가 일생에 한 번 이상 경험하며 45%의 여성이 1년에 2회 이상 경험하게 되는 아주 흔한 질환으로 조사되었다.1,2) 동남아나 아프리카, 남미 등의 외국에서도 많은 감염자를 위하여 치료연구에 관심이 높은 편이다.
- 1,2) 동남아나 아프리카, 남미 등의 외국에서도 많은 감염자를 위하여 치료연구에 관심이 높은 편이다.3) 모체의 질에 곰팡이류 감염이 있는 경우 항생제 치료로 구강내 병원체의 정상적인 균형이 깨져서 출생 시 신생아가 산도에서 감염되어 출생 후 발생할 위험이 높고, 합병증으로 다른 점막 부위인 구강, 직장, 피부, 후두, 위장관, 호흡기 등으로 감염이 퍼질 수 있고, 치료하여도 위험한 것은 아니지만 재발 경향이 있다.4)
- 19) Biopole(한국 파메드, B2589)은 조직의 유기노폐물을 제거할 수 있는 polyanionic 생중합체로서 lysine의 E-aminogroup과 threosine serine 및 tyrosine의 hydroxyl group oil로 되어 있어 조직의 손상 없이 계면활성제 기능이 큰 생물질이다.21) Polyphenol 성분 중 대표로 꼽는 catechin(C15H14O6)은 분자당 페놀 그룹이 한 개 이상 있는 것으로 두 개 이상의 히드록시기로 치환된 산화 방지제 기능이 있어 항염, 항암작용에 관하여 많은 연구가 알려져 있으며, 노화를 촉진하는 과산화지질 생성을 억제하기 때문에 토코페롤에 비해 노화를 억제하는 효과가 탁월하다고 보고되어 있고, 중금속이나 니코틴과 결합하는 성질이 강하기 때문에 장이나 폐에서 중금속이 흡수되지 않고 체외로 배출되는 효과가 있다고 밝혀져 있다.8,22) Tannic acid (C14H10O9·nH20 약산성)는 인체 내에서 항산화 작용으로 순환계 효과를 보이는 것으로 심장과 혈압 조절에 좋다고 알려져 있다.
- Fig. 1에서도 볼 수 있듯이 biopole, catechin의 농도가 증가함에 따라 살균작용이 상승하였고, lactic acid도 농도를 증가시킬수록 C. albicans에 대한 효과가 증대하여 100%의 살균작용이 나타났다.
- 7%로 저조한 편이었고, 그 이상의 농도에서는 물질의 특성상 배지조성의 어려움으로 실험진행이 불가능하였다. 생합성물질인 biopole은 저농도에서는 비교적 낮은 효과를 보이다가 7% 농도에서 59.1%, 8% 농도에서 100%로 확실한 효과를 보였다.
- Catechin은 점차 농도가 증가됨에 따라 살균효과가 상승되어 2%의 농도에서 90.8%로 증가하여 2.5%이상의 농도에서 100%의 완전살균작용을 보였다. Tannic acid의 효과는 농도 0.
- 5%이상의 농도에서 100%의 완전살균작용을 보였다. Tannic acid의 효과는 농도 0.25%에서 12.7%, 농도 0.5%에서 30.3%의 살균효과를 보이고, 1%의 농도에서 84.2%의 두드러진 효과가 나타났다. 그 이상의 농도에서는 biomax 실험에서와 같이 배지조성의 어려움으로 실험진행이 불가하였다.
- C. albicans에 대한 lactic acid의 작용은 농도 1%에서 5.4%로 저조하였으나, 점차 증가하여 2%의 농도에서는 9.2%, 4%의 농도에서는 51.5%로 나타났고 6%의 농도에서 거의 완전한 살균작용에 근접하는 99.6%로 나타났으며, 농도 7% 이상에서는 100%의 완벽한 살균효과를 보였다[Fig. 1, 2].
- 4%로 증식하였다. 반면에 농도 3% 이상에서는 100%로 L. acidofillus를 살균시키는 효과가 나타남으로써 lactic acid 2.5% 미만의 농도가 L. acidofillus의 생존에 적합한 것으로 확인되었다[Fig. 3].
- L. acidofillus가 생체조직에서 생존 가능하고 생식기 감염균을 살균할 수 있는 것으로 catechin과 latic acid, 2가지 혼합물질로 실험을 시도한 결과 [Table II], lactic acid 1%에 catechin 0.5% 농도를 포함한 것에서 91.2%의 살균효과를 보였고, lactic acid 2% 농도에 catechin 0.4% 농도를 포함한 것에서 95.6%로 완전한 살균작용에 근접한 결과를 보였다[Fig. 4].
- C. albicans에 대한 실험에서와 같이 살균효과를 보인 biopole과 catechin으로 각각 실험한 결과, biopole은 8%, catechin은 0.25%의 농도에서 100%로 살균효과를 나타내었고, lactic acid는 5%의 농도에서 살균효과를 보였다[Table III].
- C. albicans에 대한 실험에서와 같이 N. gonorrhoea에 대한 실험에서도 역시 L. acidofillus의 생존이 가능하여야 하므로 C. albicans에 대한 실험에서 얻은 3가지 혼합물질로 시험한 결과 Table IV와 같이 lactic acid 농도 1%에서는 살균효과를 보이지 못하고, lactic acid 농도 2%에 biopole 농도 2%와 catechin 농도 0.1%를 첨가한 3가지 혼합물질에서 살균작용이 일어나는 것으로 확인되었다. C.
- N. gonorrhoea에 대하여 순수 천연혼합물질의 최적 조성 함유율이 catechin 0.1% 혹은 0.2%와 biopole 2%에 lactic acid 2% 농도로 추가된 것으로 나타났다. 그러나 C.
- 2%와 biopole 2%에 lactic acid 2% 농도로 추가된 것으로 나타났다. 그러나 C. albicans에 대한 살균효과도 동시에 얻기 위하여 catechin이 최소 0.2%의 농도가 필요하므로[Fig. 5], 최종적으로 선택할 수 있는 생식기 질환감염 치료물질로 catechin 0.2% 농도와 biopole 2% 농도에 lactic acid 2%의 농도를 포함한 혼합물질이 C. albicans균과 N. gonorrhoea균을 동시에 제거하면서 L. acidofillus를 보존할 수 있는 최적의 천연복합물질로 확인되었다.
- 폴리페놀류인 EGCG를 포함한 플라보노이드 생합성 물질인 biomax와 tannic acid는 C. albicans 및 N. gonorrhoea에 대한 효능이 저조하게 나타났다. 이는 이미 밝혀낸 녹차 추출물 EGCG나 tannic acid 실험 결과와 유사한 것으로 보아 EGCG나 EGCG를 포함한 물질 혹은 tannic acid는 생식기 항균작용이 미미한 것으로 확인되었다.
- Catechin과 tannic acid도 각각 항균 및 항산화작용이 뛰어나 항노화 효과가 이미 잘 알려져 있어 생식기 감염균에 대한 살균효과를 재확인 결과 순환계에 좋다는 tannic acid보다 같은 농도에서 catechin의 효과가 월등히 높았다.
- 5II]. 최소한의 농도로 뛰어난 살균작용과 L. acidofillus를 보존 능력을 갖는 혼랍물을 탐색한 결과 Fig. 5에서와 같이 biopole 2%농도와 catechin 0.2%에 lactic acid 2%의 혼합물이 100%의 효능을 보이는 것을 확인하였다.
- gonorrhoea에 대한 연구는 사포닌, coumarins, 플라보노이드, 탄닌, quinones, alkaloids, triterpenes, 그리고 스테로이드로 긍정적인 결과를 보여주었고, 그 외에도 녹차의 추출물인 catechin, EGCG 그리고 quercetin으로 살균 효과를 보았으나,25,31) 조직보호와 항균을 위한 L acidofillus를 동시에 생존할 수 있는 연구부분은 배제되어 있다. 이 실험에서는 그러한 부분을 보완하여 저농도에서 완전한 살균효과를 볼 수 있는 천연혼합물질을 획득하였는데, 특히 3가지 혼합물의 조성에서 lactic acid의 역할이 중요한 것으로 확인하였고, 순수 천연물질의 혼합인 catechin 0.1% 농도와 biopole 2% 농도에 lactic acid 2%의 농도가 포함된 것이 긍정적인 효과를 보이는 조성함유율로 나타났다. 그러나 C.
- C. albicans와 N. gonorrhoea균에 대한 살균작용과 조직 보호를 위하여 L acidofillus 보존이 가능한 천연물질과 농도를 탐색하는 실험결과에서 실험물질에 따라 농도별로 효과가 있음을 확인하였다. C.
- gonorrhoea균에 대한 살균작용과 조직 보호를 위하여 L acidofillus 보존이 가능한 천연물질과 농도를 탐색하는 실험결과에서 실험물질에 따라 농도별로 효과가 있음을 확인하였다. C. albicans균에 대한 살균효과를 보이는 단일 천연물질로서 항염 물질이 함유되어 있는 생합성물질 biopole, 폴리페놀류인 catechin과 lactic acid에서 살균작용이 유의성 있게 나타났고, N. gonorrhoea균에도 3가지 천연물질 biopole, catechin, lactic acid가 각각 C. albicans에 대한 작용보다 낮은 농도에서 살균효과를 보였다. 생식기 조직의 보호역할을 하는 L.
- albicans에 대한 작용보다 낮은 농도에서 살균효과를 보였다. 생식기 조직의 보호역할을 하는 L. acidofillus균의 생존을 위하여 latic acid가 중요함을 확인하였으며, L. acidofillus균의 생존으로 생식기 조직을 보호하여 생체조직 감염 및 재발을 방지 할 수 있는 동시에 저농도로 C. albicans와 N. gonorrhoea를 확실하게 살균할 수 있는 천연혼합물질로 2% 농도의 biopole과 0.2% 농도의 catechin 그리고 2% 농도의 lactic acid가 첨가된 최적 농도를 얻어냄으로써 부작용이 없는 천연물질로 활용가치가 높게 평가된다.
- 어느 정도의 lactic acid 존재 하에서 L. acidofillus가 생존할 수 있는지 농도를 검사한 결과, 농도 1%에서 42.8%로 증식률을 보였고, 2%에서 그보다 낮은 15.4%로 증식하였다. 반면에 농도 3% 이상에서는 100%로 L.
- 그 결과, biopole 2% 농도와 catechin 0.2% 농도에 lactic acid 1% 농도의 혼합물로 실험한 결과에서는 L. acidofillus가 생존하지만, C. albicans는 완전 살균되지 않아 100%의 효과를 볼 수 없었다. 그러나 lactic acid 2% 농도로 혼합한 물질에서는 L.
후속연구
- guajava라는 식물의 4가지 추출물로 실험하여 확인하였으나 완벽한 효과는 얻지 못한 것으로 보고되었고,25) 또한 fluconazole이나 nystain 물질로는 100% 치료효과를 보지만, 치료속도가 87%와 74%로 차이를 보여,3) biopole이나 catechin의 효과가 더 우월함이 확인되었다. Candida 균이 pH를 조절하는 Pra1 유전자가 활성화 되어 neurophil 호중구성 백혈구가 자극됨으로써 항균작용을 향상 시키도록 하여 살균된다는 연구를 통하여 실험결과에서 얻어진 3가지 천연혼합물이 생식기 조직 내에서 pH를 조절시켜 확실한 살균효과를 보일 것으로 판단된다.26) 플라보노이드로 C.
- 2% 농도의 catechin에 2% 농도의 lactic acid를 최적의 천연혼합물질로 획득하였다. 이 천연혼합물질은 각각의 물질로 사용할 경우이거나 복합물질에서 lactic acid가 결여된 것으로 사용할 경우에 일시적인 작용으로 재발할 가능성이 희박하고, 또한 천연물질로서 내성이 발생할 우려가 없으므로 인체에 적용할 경우 부작용이 없고 재발을 예방할 수 있는 적합한 치료제로 활용할 가치가 높다고 판단된다.
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