[논문]돌외 에탄올 추출물 엑스의 만성 스트레스-유도 불안작용에 대한 개선작용

최현숙; 신건성; 최순옥; 김승환; 황방연; 이종길; 이명구

돌외 에탄올 추출물 엑스의 만성 스트레스-유도 불안작용에 대한 개선작용
Ameliorating Effects of Herbal Ethanol Extract from Gynostemma pentaphyllum on Chronic Stress-Induced Anxiety in Mice 원문보기

생약학회지, v.42 no.1 = no.164, 2011년, pp.32 - 37

최현숙 (충북대학교 약학대학) , 신건성 (충북대학교 약학대학) , 최순옥 (충북대학교 약학대학) , 김승환 (경희대학교 체육대학) , 황방연 (충북대학교 약학대학) , 이종길 (충북대학교 약학대학) , 이명구 (충북대학교 약학대학)

Abstract ▼ AI-Helper

The effects of herbal ethanol extract from Gynostemma pentaphyllum (GP extract) on chronic stress-induced anxiety in mice were investigated. The animals were treated with GP extracts (50 and 100 mg/kg/day, p.o.) for 21 days before exposure to electric footshock (EF; duration and interval 10 sec for 3 min, 2 mA) for chronic stress once a day. The ambulatory locomotor activity was reduced by chronic EF stress and it was recovered by 12.9-15.1% in GP extract-treated groups. The grip strength was also significantly decreased by chronic EF stress, however, the EF-stressed groups treated with GP extract increased grip strength from 13.9% to 56.8% compared to EF-stressed groups. In addition, the serum levels of corticosterone were significantly elevated by chronic EF stress to 197% of the control levels, which was reduced to 73.1% by treatment with GP extract (100 mg/kg). In contrast, the brain levels of dopamine and serotonin were reduced to 67.6% and 63.1% by chronic EF stress, which was recovered to 90% of the control levels by treatment with GP extract. These results indicate that GP extract shows the ameliorating effects on chronic EF stress-induced anxiety in mice and it can be developed as the promising anti-anxiety agent.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

^18,22) 생체는 각종 스트레스에 대응하여 glucocorticoids 및 catecholamines 등을 유리하여 방어반응을 나타내지만, 만성적 반복적인 스트레스는 불안, 초조, 의욕상실과 우울증 등을 나타내어 운동량, 악력, 지구력, 면역기능 등의 저하반응을 나나낸다. ^13-16,19-21) 따라서 본 연구는 GP 엑스의 전처치가 만성 스트레스(전기자극)에 의하여 나타나는 불안 증상에 대한 개선효능을 검토하였다(Fig. 1).
18) 이 연구결과와 비교하기 위하여, 본 연구에서는 최종 스트레스를 부가한 다음 익일(스트레스 부가 20-22 시간 후)에 뇌중의 dopamine 및 serotonin의 함량을 측정하였다. Dopamine 함량은 만성 스트레스 부가군은 대조군(스트레스 미부가)에 비하여 감소하였으며(67.
2) 및 악력이 감소되며, 반복적인 GP 엑스의 투여는 이러한 운동량 및 악력 감소에 대한 개선효능(항불안 효능)을 나타내고 있는 것으로 사료된다. GP 엑스가 만성 스트레스에 의한 glucocortisoids(corticosterone)의 함량변화에 미치는 영향을 검토하였다. 혈액중의 corticosterone 함량은 대조군에 비하여 유의적으로 증가하였으며(197% 증가, p<0.
GP 엑스가 만성 스트레스에 의한 운동량(ambulatory activity) 감소작용에 미치는 영향을 검토하였다. 대조군(GP 엑스 미투여군+스트레스 미부가)은 운동량이 증가하기 시작하여 21일차에는 1-5일차에 비하여 113% 증가하였다(Fig.
다음으로 만성 스트레스가 악력에 미치는 영향을 검토하였다. 대조군(GP 엑스 미투여+스트레스 미부가)은 체중에 대한 악력이 증가하였다(단위 g/g weight, n=10-12)[14일차, +0.
^18,22) 이러한 GP 엑스의 항스트레스 효능 중에서 악력저하의 개선작용은 항불안 효능과 관련이 있다. 따라서 본 연구에서는 GP 엑스를 제조하고 스트레스(전기자극법)-부가 실험동물(mice)에 경구 투여한 다음, 운동량 변화, 혈중 corticosterone 함량, 뇌중의 dopamine 및 serotonin 함량 등을 측정하여, GP 엑스가 만성 스트레스에 의하여 유도되는 불안증상의 개선효능에 대하여 검토하였다.

제안 방법

GP 엑스는 투여 용량 6-760 mg/kg(rats, 24 주간, 경구투여) 범위에서 독성 반응(체중감소 및 장기변화, 간 기능 등)을 나타내지 않았으며,²⁵⁾ 스트레스 부가의 개선작용(50 mg/kg, 3 주간, 경구투여) 및 뇌세포 손상의 방어작용(30-100 mg/kg, 4 주간, 경구투여)에서도 독성반응은 나타내지 않았다. ^18,22)이 결과를 응용하여 본 연구에서는 GP 엑스(50 및 100 mg/kg/day) 투여용량을 설정하였고 GP 엑스의 21 일간의 투여는 mice에 대하여 독성 작용을 나타내지 않았다.
Experimental design. Animals were pretreated with herbal extract of Gynostemma pentaphyllum (GP Ex; 50 and 100 mg/kg, once a day, p.o.) or vehicle (0.9% saline, p.o.) for 21 days and then subjected to daily session of electric footshock stress at 13:00-14:00 once a day for 21 days (duration and interval of 10 sec for 3 min, 2 mA). The control groups of animals remained in their home cages throughout the experiments.
Corticosterone 함량 측정 −혈액(serum) 중의 corticosterone의 함량은 분석 kit(E0540m)를 이용하여 측정하였다.
Serotonin 함량 측정 − 뇌조직에 trichloroacetic acid(0.3 M, 300-500 µl) 및 HIAA(300 pmol)를 가하여 균질화시킨 다음 원심분리 하였다(12,000 x g).
3 M, 300-500 µl) 및 isoproterenol(300 pmol)을 가하여 균질화시킨 후 원심 분리하였다. 상등액은 Toyopak(IC-SP S, Na+ form, 수지량 0.5 ml)을 사용하여 전처리하고 용출액에 DPE 시약을 가하여 형광유도체화 반응을 시킨 다음, HPLC 법으로 dopamine 함량을 정량하였다.²³⁾
운동량 측정 − Mice에 대한 운동량(ambulatory locomotor) 측정은 전반부(약물투여 1-15일 기간)에는 GP 엑스 투여 2- 3 시간 후 스트레스를 부가하고, 스트레스 부가 2 시간 후 당일에 실시하였으며, 후반부(약물투여 16-21일 기간)에는 스트레스 부가 20-22 시간 후(익일 GP 엑스 투여 2-3 시간 후, 당일 스트레스 부가 전)에 실시하였다.
운동량은 원형 케이지(직경 20 cm, 높이 18 cm)를 이용한 tilting-type ambulometer(AMB-10, O'Hara, Tokyo, 일본)를 사용하여, 적응시간 10분 후 30분 동안 측정하였다.
체중변화 및 악력 측정 − 스트레스 부가 후 mice에 대한 체중 및 악력의 변화는 실험 시작 후 1, 14, 21 일째에 GP엑스 투여 1-2 시간 후 당일 스트레스 부가 전에 측정하였으며, 체중에 대한 증감 변화율로 나타내었다.
혈액 및 뇌조직 시료 − Corticosterone 함량분석을 위한 혈 액시료는 최종 스트레스 부가(21일째) 후 익일에 채취하고 원심분리하여(4℃, 20분, 12,000 x g) 시료(serum)를 얻었으며, dopamine 및 serotonin 함량 측정을 위한 뇌조직은 혈액 시료 채취한 후 단두하여 뇌조직을 적출하였다.

대상 데이터

Dopamine, isoproterenol, serotonin, acetonitrile, 5-hydroxyindole acetic acid(HIAA) 등의 시약은 Sigma(St Louis, MO, 미국)로부터 구입하였으며, 그 밖의 시약은 특급 및 HPLC용 등급을 사용하였다. Corticosterone kit는 USCN Life Sci(E0540m, Wuhan, 중국)로부터 구입하였다.
실험동물은 mice(ICR male, 체중 25-30 g)를 사용하였으며, 주야 주기 12 시간, 온도 23±2℃의 조건하에서 사육하였다. Dopamine, isoproterenol, serotonin, acetonitrile, 5-hydroxyindole acetic acid(HIAA) 등의 시약은 Sigma(St Louis, MO, 미국)로부터 구입하였으며, 그 밖의 시약은 특급 및 HPLC용 등급을 사용하였다. Corticosterone kit는 USCN Life Sci(E0540m, Wuhan, 중국)로부터 구입하였다.
실험재료− GP는 원광식품(경남 거창군 남상면 둔동리)에서 구입하여 품종을 확인하였다(표품 보관: 충북대학교 약학대학 생약학교실). GP의 잎(leaves, 10 kg) 부위를 채취하여 음건한 후 세절한 다음 ethanol(80%)로 추출하고 증발 농축하여 시료로 사용하였다(GP 엑스, 950 g). 실험동물은 mice(ICR male, 체중 25-30 g)를 사용하였으며, 주야 주기 12 시간, 온도 23±2℃의 조건하에서 사육하였다.
실험동물은 mice(ICR male, 체중 25-30 g)를 사용하였으며, 주야 주기 12 시간, 온도 23±2℃의 조건하에서 사육하였다.
실험재료− GP는 원광식품(경남 거창군 남상면 둔동리)에서 구입하여 품종을 확인하였다(표품 보관: 충북대학교 약학대학 생약학교실).
체중변화 및 악력 측정 − 스트레스 부가 후 mice에 대한 체중 및 악력의 변화는 실험 시작 후 1, 14, 21 일째에 GP엑스 투여 1-2 시간 후 당일 스트레스 부가 전에 측정하였으며, 체중에 대한 증감 변화율로 나타내었다. 악력은 Digital Force Gauges(FGN-2B, Shimpo, Kyoto, 일본)를 이용하여 측정하였다.¹⁸⁾

데이터처리

결과정리 − 실험결과는 means±S.E.M.으로 표시하였으며 유의성 검정은 Tukey 법에 의한 ANOVA 법에 의하여 계산하였다.

이론/모형

스트레스 부가실험 − 실험동물 mice에 스트레스 부가는 전기쇼크 장치(Shock generator, Seil Electric Co. 대전)를 이용한 전기자극법(electric footshock)으로 시행하였다.

성능/효과

이는 GP 엑스(50 mg/kg/day, 1-21일간의 경시적 변화)를 사용한 결과와 동일한 경향을 나타내었다.¹⁸⁾ 스트레스 부가에 의한 악력은 근이완, 불안 및 우울 증상에서 감소한다.^17,18) 따라서 mice는 만성 전기자극-부가 스트레스에 의하여 14일차 전후에서부터 불안 증상 등을 나타내고 이로 인하여 운동량(Fig.
^20,21) 그러나 최종 스트레스 부가 후에 일정시간이 경과하면 반복적 만성 스트레스에 의한 불안, 우울증상 등의 신경증상이 나타나며, 이 상태에서는 뇌중의 dopamine 및 serotonin의 함량은 감소한다.¹⁹⁾ GP 엑스 투여에 의한 dopamine 및 serotonin의 함량의 증가작용은 만성 스트레스에 의한 불안 및 우울과 같은 증상의 개선작용이 있음을 나타내고 있으며, 이러한 안정작용이 운동량 및 악력의 증강효능으로 나타난 것으로 사료된다.
GP 엑스는 독성 작용이 매우 미약하며 반복투여에 의하여 독성반응을 나타내지 않는 것으로 보고되고 있다.²⁶⁾ 따라서 GP 엑스는 반복투여가 가능하며 만성 스트레스에 의한 정신적 신체적인 기능개선 효능에 유효할 것으로 사료된다.
Dopamine 함량은 만성 스트레스 부가군은 대조군(스트레스 미부가)에 비하여 감소하였으며(67.6% 감소, p<0.05), GP 엑스 투여군(50 및 100 mg/kg+스트레스 부가)은 dopamine 함량이 대조군 수준으로 증가하였다(123% 및 143% 증가, p<0.05)(Fig. 4).
1%). GP 엑스의 효능은 100 mg/kg 투여군이 50 mg/kg 투여군보다 증가경향을 나타내었으나 유의적이지 않았다. 동물모델에서 만성 스트레스 부가는 불안, 우울 등과 같은 신경증상을 나타내며, 이는 운동량 감소작용으로 나타나고 있음이 보고되고 있다.
이 결과는 전반부에서는 스트레스 부가에 의한 흥분과 방어작용으로 운동량이 증가하였으며, 전반부 15-16일 이후 후반부에서는 반복적인 만성 스트레스 부가에 의하여 불안과 같은 증상에 의하여 운동량이 감소한 것으로 사료된다. 그러나 GP 엑스 투여군(GP 엑스 50 및 100 mg/kg/day 투여+스트레스 부가)은 전반부에서는 대조군에 비하여 운동량이 증가하였으나 스트레스 부가군 보다는 감소하였고, 후반부에서는 스트레스 부가군에 비하여 운동량이 현저히 증가하였다(12.9-15.1%). GP 엑스의 효능은 100 mg/kg 투여군이 50 mg/kg 투여군보다 증가경향을 나타내었으나 유의적이지 않았다.
또한 만성 스트레스 부가에 의하여 감소된 serotonin의 함량(63.1% 감소)는 GP 엑스 투여군(50 및 100 mg/kg+스트레스 부가)에 의하여 증가하였다(138% 및 148% 증가, p<0.05)(Fig. 5).
본 연구에서 GP 엑스는 만성 스트레스에 의한 운동량 및 악력 감소에 대한 개선작용, 혈액중의 corticosterone의 증가에 대한 감소효능, 뇌중의 dopamine 및 serotonin 함량 감소에 대한 증가효능을 나타내어, 스트레스-유도 불안 증상에 대한 항불안 효능을 나타내고 있음을 밝혔다. GP 엑스는 독성 작용이 매우 미약하며 반복투여에 의하여 독성반응을 나타내지 않는 것으로 보고되고 있다.
혈액중의 corticosterone 함량은 대조군에 비하여 유의적으로 증가하였으며(197% 증가, p<0.05), GP 엑스 투여군(50 및 100 mg/kg/day 투여+스트레스 부가)은 스트레스 부가에 의한orticosterone 증가를 감소시켰으나 대조군 수준으로는 감소하지 않았다(100 mg/kg 투여군, 73.1% 감소작용, p<0.05)(Fig. 3).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	돌외의 특징은 무엇인가?	돌외(Gynostemma pentaphyllum Makino, Gynostemmae Herba, Cucurbitaceae 덩굴차; GP)는 다년생 식물이며, 주성 분으로는 사포닌(saponins) 계열 화합물인 gypenosides, 방향성분인 phyllodulcin과 flavonoids, carotene 등을 함유하고 있다. 1-3) GP의 엑스(ethanol 또는 수침 엑기스) 및 gypenosides는 다양한 생리활성이 연구되었으며, 주요 생리 활성으로는 항산화작용 및 혈관내피세포 보호 작용, 4,5) 심혈관 기능개선 작용, 6) 콜레스테롤 저하작용, 7) 면역기능 조절 작용, 8) 암세포 성장저해 작용, 9) 항당뇨 작용, 10) 간 기능 보호 작용, 11) 항염증 작용11,12) 등이 보고되고 있다.
	인체는 다양한 만성 스트레스에 대응하여 반응하는데 무엇을 분비하여 방어반응을 나타내는가?	인체는 다양한 만성 스트레스(stress)에 대응하여 반응하며,시상하부(CRH)-뇌하수체 전엽(ACTH)-부신피질계 호르몬인 glucocorticoids(corticosterone)와 교감신경-부신수질계 호르 몬인 catecholamines(dopamine, norepinephrine, epinephrine) 를 분비하여 스트레스에 대한 방어반응을 나타낸다. 13,14) 초기의 스트레스에 의한 흥분상태에서는 근 긴장도의 증가, 혈압상승 등이 일어나지만, 만성적인 반복 스트레스는 중추 신경계에 작용하여 불안증상을 나타내고, 심화되면 두통, 편두통, 피로감, 인지기능 및 면역기능의 저하, 우울증과 같은 신경증상, 지구력 저하 등이 일어난다.
	만성 스트레스에서는 무엇이 일어나는가?	인체는 다양한 만성 스트레스(stress)에 대응하여 반응하며,시상하부(CRH)-뇌하수체 전엽(ACTH)-부신피질계 호르몬인 glucocorticoids(corticosterone)와 교감신경-부신수질계 호르 몬인 catecholamines(dopamine, norepinephrine, epinephrine) 를 분비하여 스트레스에 대한 방어반응을 나타낸다. 13,14) 초기의 스트레스에 의한 흥분상태에서는 근 긴장도의 증가, 혈압상승 등이 일어나지만, 만성적인 반복 스트레스는 중추 신경계에 작용하여 불안증상을 나타내고, 심화되면 두통, 편두통, 피로감, 인지기능 및 면역기능의 저하, 우울증과 같은 신경증상, 지구력 저하 등이 일어난다. 15)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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