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문제 정의
- 본 연구는 기존에 알코올 해독 기능이 우수한 것으로 알려진 헛개나무 열매 추출물과 헛개나무 열매 추출물을 주성분으로 하여 매실 및 댕댕이나무 열매 추출물이 혼합되어진 새로운 식품 조성물의 항알코올 기능에 대한 효능을 비교 분석함으로써 새로운 알코올 독성 경감 소재를 개발하고자 하였다. 새로운 식품 조성물인 SAC-1을 흰쥐에게 투여한 후 알코올을 섭취시켰을 때 혈중 알코올 농노의 저하가 헛개나무 추출물에 비하여 매우 우수한 효능이 있는 것으로 나타났으며, 간손상의 지표인 GOT, GPT에 있어서 대조군에 비하여 낮은 값을 나타내어 알코올에 의한 간손상을 경감시킬 수 있는 것으로 생각된다.
- 본 연구에서는 이러한 알코올대사 활성화를 통한 혈중 알코올 농도의 감소와 알코올대사 과정상에서 나타나는 활성 산소 및 알코올의 2차 대사 산물에 의한 간 손상을 억제하는 활성을 살펴보기 위하여 최근 알코올성 간 손상을 예방할 수 있다고 알려진 헛개나무 열매 추출물을 주성분으로 하는 새로운 식품 조성물을 개발하였으며, 이 조성물의 알코올 독성 작용을 억제할 수 있는 효능을 확인하고 알코올성 장애를 예방하고 개선할 수 있는 소재 및 치료제 개발의 기초자료로서 이용하고자 하였다.
제안 방법
- 알코올을 투여하지 않은 정상 상태에서의 GOT 및 GPT의 측정은 알코올 및 시료를 투여하지 않은 시험동물군(normal group)으로부터 심장채혈 하여 얻어진 혈액으로부터 측정하였다. 또한, 각 그룹의 GOT, GPT 활성은 알코올 투여 후 8시간이 경과된 이후에 심장으로부터 채혈된 값을 사용하였다. GOT 및 GPT의 활성은 알코올 투여 후 8시간 경과된 상태에서 정상군 대비 대조군이 약 81%, 69%의 증가가 나타난 알코올 투여에 의한 간조직의 손상이 발생함을 확인할 수 있었다.
- (주)오리엔트(경기도, 한국)에서 분양받은 200 g 전후의 SD rat를 1주간 실험실에서 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 시험군은 시료를 투여하지 않는 정상군(control group)과 헛개나무 열매 추출물을 투여하는 HB군(HB group), 본 연구에서 개발된 조성물인 SAC-1을 투여한 SAC-1군(SAC-1 group)으로 분류하여 각 군당 7수씩으로 분류하였다. 사료는 제일제당(서울, 한국)에서 제조한 고형사료를 공급하였으며, 물과 식이는 자유로이 섭취하도록 하였다.
- 사료는 제일제당(서울, 한국)에서 제조한 고형사료를 공급하였으며, 물과 식이는 자유로이 섭취하도록 하였다. 실험 시료는 1 kg의 체중당 2 mL의 비율(일일섭취량)로 알코올 투여전 1시간 전에 1회 경구 투여하였다. 헛개나무 열매 추출물은 식품의약품안전청에서 인증한 농도에 준하여 체중 1 kg 당 41 mg(2460 mg/60 kg)으로 투여하였다.
- 혈중 알코올 농도를 측정하기 위한 혈액의 측정은 실험동물의 미정맥으로부터 알코올 투여전(0시간)과 알코올 투여후 각 30분, 1시간, 3시간, 5시간째에 채취하여 사용하였다. 실험동물의 희생은 diethylether가 담겨져 있는 desiccator에 20초간 방치한 후 복부 정중선을 따라 개복하여 심장으로부터 채혈하였으며, 간 조직은 적출하여 분석 전까지 -70℃에 보관하였다.
- 알코올을 투여하지 않은 정상 상태에서의 GOT 및 GPT의 측정은 알코올 및 시료를 투여하지 않은 시험동물군(normal group)으로부터 심장채혈 하여 얻어진 혈액으로부터 측정하였다. 또한, 각 그룹의 GOT, GPT 활성은 알코올 투여 후 8시간이 경과된 이후에 심장으로부터 채혈된 값을 사용하였다.
- 헛개나무 열매 추출물은 식품의약품안전청에서 인증한 농도에 준하여 체중 1 kg 당 41 mg(2460 mg/60 kg)으로 투여하였다. 알코올의 투여는 생리식염수로 희석된 ethanol(50%, v/v) 3 g/kg으로 경구 투여(oral administration)하였으며, 대조군은 생리식염수만을 경구 투여하였다. 혈중 알코올 농도를 측정하기 위한 혈액의 측정은 실험동물의 미정맥으로부터 알코올 투여전(0시간)과 알코올 투여후 각 30분, 1시간, 3시간, 5시간째에 채취하여 사용하였다.
- 혈장 및 간 조직 균질액에서 과산화지질의 정량은 변형된 Yagi법(13)을 이용하여 thiobarbituric acid(TBA)의 반응 물질(TBA-reactive substance, TBARS)을 통하여 정량 분석하였다. 즉, 조직 마쇄액 0.1 mL에 TBA reaction mixture(1% TBA : acetic acid : D.W.=1:1:1, v/v/v)를 첨가한 후 95℃에서 60분간 반응시킨 후 3 mL의 n-butanol을 가하고 원심분리한 뒤 butanol 층의 형광도를 측정하여 정량하였다. Total glutathione의 측정은 Sigma Chemical Co.
- 혈장 및 간 조직 균질액에서 과산화지질의 정량은 변형된 Yagi법(13)을 이용하여 thiobarbituric acid(TBA)의 반응 물질(TBA-reactive substance, TBARS)을 통하여 정량 분석하였다. 즉, 조직 마쇄액 0.
- 알코올의 투여는 생리식염수로 희석된 ethanol(50%, v/v) 3 g/kg으로 경구 투여(oral administration)하였으며, 대조군은 생리식염수만을 경구 투여하였다. 혈중 알코올 농도를 측정하기 위한 혈액의 측정은 실험동물의 미정맥으로부터 알코올 투여전(0시간)과 알코올 투여후 각 30분, 1시간, 3시간, 5시간째에 채취하여 사용하였다. 실험동물의 희생은 diethylether가 담겨져 있는 desiccator에 20초간 방치한 후 복부 정중선을 따라 개복하여 심장으로부터 채혈하였으며, 간 조직은 적출하여 분석 전까지 -70℃에 보관하였다.
대상 데이터
- (주)오리엔트(경기도, 한국)에서 분양받은 200 g 전후의 SD rat를 1주간 실험실에서 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 시험군은 시료를 투여하지 않는 정상군(control group)과 헛개나무 열매 추출물을 투여하는 HB군(HB group), 본 연구에서 개발된 조성물인 SAC-1을 투여한 SAC-1군(SAC-1 group)으로 분류하여 각 군당 7수씩으로 분류하였다.
- 시료제작에 사용된 각 원료는 시중에서 식품원료로 판매되는 것을 구입하여 사용하였다. 대조물질로 사용한 건강기능식품 개별인정형 원료로서 헛개나무 열매 추출물은 시중에 시판되고 있는 농축액 형태의 건강기능식품 원료를 구입하여 사용하였다.
- 시험군은 시료를 투여하지 않는 정상군(control group)과 헛개나무 열매 추출물을 투여하는 HB군(HB group), 본 연구에서 개발된 조성물인 SAC-1을 투여한 SAC-1군(SAC-1 group)으로 분류하여 각 군당 7수씩으로 분류하였다. 사료는 제일제당(서울, 한국)에서 제조한 고형사료를 공급하였으며, 물과 식이는 자유로이 섭취하도록 하였다. 실험 시료는 1 kg의 체중당 2 mL의 비율(일일섭취량)로 알코올 투여전 1시간 전에 1회 경구 투여하였다.
- 시험에 사용된 시료를 준비하기 위하여 헛개나무 추출물을 포함한 식품조성물(SAC-1)은 Table 1과 같은 비율로 각각의 원료를 혼합하여 시료로서 사용하였다. 시료제작에 사용된 각 원료는 시중에서 식품원료로 판매되는 것을 구입하여 사용하였다. 대조물질로 사용한 건강기능식품 개별인정형 원료로서 헛개나무 열매 추출물은 시중에 시판되고 있는 농축액 형태의 건강기능식품 원료를 구입하여 사용하였다.
- 시험에 사용된 시료를 준비하기 위하여 헛개나무 추출물을 포함한 식품조성물(SAC-1)은 Table 1과 같은 비율로 각각의 원료를 혼합하여 시료로서 사용하였다. 시료제작에 사용된 각 원료는 시중에서 식품원료로 판매되는 것을 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 각 결과는 평균±표준편차의 형태로 도시하였으며, Student t-test를 통해 각 군 간의 유의성 검증을 행한 뒤 유의성이 있는 군에 한하여 도표에 도시하였다.
이론/모형
- Retiman-Frankel 법(12)을 이용한 영동제약(서울, 한국)의 GOT, GPT 활성 측정용 kit를 이용하여 측정하였다.
- 실험 시료는 1 kg의 체중당 2 mL의 비율(일일섭취량)로 알코올 투여전 1시간 전에 1회 경구 투여하였다. 헛개나무 열매 추출물은 식품의약품안전청에서 인증한 농도에 준하여 체중 1 kg 당 41 mg(2460 mg/60 kg)으로 투여하였다. 알코올의 투여는 생리식염수로 희석된 ethanol(50%, v/v) 3 g/kg으로 경구 투여(oral administration)하였으며, 대조군은 생리식염수만을 경구 투여하였다.
성능/효과
- 또한, 각 그룹의 GOT, GPT 활성은 알코올 투여 후 8시간이 경과된 이후에 심장으로부터 채혈된 값을 사용하였다. GOT 및 GPT의 활성은 알코올 투여 후 8시간 경과된 상태에서 정상군 대비 대조군이 약 81%, 69%의 증가가 나타난 알코올 투여에 의한 간조직의 손상이 발생함을 확인할 수 있었다. 또한, 헛개나무 열매 추출물 투여군(HB)과 SAC-1 조성물 투여군에서는 각기 정상군 대비 GOT 활성은 약 42%, 34%의 증가가 나타났으며, GPT 활성은 34%, 19%만이 나타나 알코올에 의한 간 손상이 억제되고 있음을 알 수 있었으며, 헛개나무 열매 추출물 단독 투여군보다 SAC-1 투여군에서 그 억제 비율이 높았다.
- 6과 같다. 간 조직에서 대조군은 알코올 투여 후 total glutathione의 급속한 감소를 보이며, HB와 SAC-1 투여군은 이러한 변화를 억제하는 것으로 나타났다. Glutathione(GSH)는 생체 내에서 수용성 항산화 시스템의 근간을 이루는 중요한 물질이며, 급속한 산화적 스트레스의 발생시 그 함량이 감소하는 것으로 보고되어 있다(25).
- 또한, 매실 역시 간 기능 보호 활성을 가지고 있다(21). 따라서 본 연구에서 사용된 조성물 SAC-1이 알코올 해독에 우수한 결과를 보인 것은 헛개나무 열매 추출물 및 매실 추출물을 포함하여 알코올 해독에 유용하다라고 알려져 있는 댕댕이나무 열매 추출물 등이 상승작용에 의한 결과로 생각되며, SAC-1의 투여는 혈중 알코올 분해 속도를 향상시켜 간 독성 및 숙취 증상으로부터 인체를 보호할 수 있을 것으로 사료된다.
- Glutathione(GSH)는 생체 내에서 수용성 항산화 시스템의 근간을 이루는 중요한 물질이며, 급속한 산화적 스트레스의 발생시 그 함량이 감소하는 것으로 보고되어 있다(25). 따라서 조직에서 total glutathione의 함량의 증가는 알코올성 간 손상에서 간 조직을 보호하는데 투여한 물질들이 매우 우수한 기능을 하고 있음을 반증하는 결과라 할 수 있다.
- 헛개나무 열매는 [술을 물로 만든다]라는 민간 속설이 있을 만큼 알코올 해독에 탁월한 기능이 있는 것으로 알려져 있다고 최근 식품의약품안전청으로부터 알코올성 간 손상을 예방할 수 있다로 기능성 인증이 된 원료로서(16) 알코올 해독에 좋은 기능을 나타낸 것으로 생각된다. 또한, 본 연구에서 제조한 식품 조성물의 경우 헛개나무 과병 추출물 단독 사용에 비해서 더 우수한 효능을 발휘하는 것으로 나타났다. 본 연구개발에서 사용된 조성물 중 댕댕이나무(Lonicera caerulea) 열매는 인동과에 속하는 식물로서 베타인(betaine), 카테킨(catechins), 안토시아닌(anthocyanin) 등의 기능성 성분이 풍부하게 함유된 것으로 알려져 있다.
- 새로운 식품 조성물인 SAC-1을 흰쥐에게 투여한 후 알코올을 섭취시켰을 때 혈중 알코올 농노의 저하가 헛개나무 추출물에 비하여 매우 우수한 효능이 있는 것으로 나타났으며, 간손상의 지표인 GOT, GPT에 있어서 대조군에 비하여 낮은 값을 나타내어 알코올에 의한 간손상을 경감시킬 수 있는 것으로 생각된다. 또한, 조직에서 산화적 손상으로 효능을 살펴본 결과는 지질과산화물의 생성을 혈장과 간 조직에서 모두 억제하는 것으로 나타났으며, total glutathione의 감소를 억제하는 것으로 나타나 SAC-1은 알코올성 조직 손상에서 충분한 보호 작용을 나타낼 수 있었던 것으로 생각된다. 특히 SAC-1은 헛개나무 열매 추출물 단독 사용에 비해서 더 높은 활성을 나타낸 것으로 나타났으며, 이것은 SAC-1이 알코올 해독에 좋은 천연 성분을 함유하고 있는 결과로 추측된다.
- 알코올 투여 후 산화적 손상의 지표로 사용되는 지질과산화물을 측정한 결과 혈장 및 간 조직에서 지질과산화물의 양이 2배 이상 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 헛개 나무 열매 추출물 투여군에서는 이러한 간 조직의 지질과산화물 증가 값이 알코올 단독 투여군에 비하여 유의적으로 억제되는 모습을 확인할 수 있었다. 헛개나무 열매 추출물은 식품의약품안전청으로부터 알코올성 간 손상을 억제에 대해서 인증을 받은 원료로서 산화적 손상의 경감을 통해 보호 기능을 나타내는 것으로 사료되며 이는 Ko 등의 보고(24)에서와 동일한 결과였다.
- GOT 및 GPT의 활성은 알코올 투여 후 8시간 경과된 상태에서 정상군 대비 대조군이 약 81%, 69%의 증가가 나타난 알코올 투여에 의한 간조직의 손상이 발생함을 확인할 수 있었다. 또한, 헛개나무 열매 추출물 투여군(HB)과 SAC-1 조성물 투여군에서는 각기 정상군 대비 GOT 활성은 약 42%, 34%의 증가가 나타났으며, GPT 활성은 34%, 19%만이 나타나 알코올에 의한 간 손상이 억제되고 있음을 알 수 있었으며, 헛개나무 열매 추출물 단독 투여군보다 SAC-1 투여군에서 그 억제 비율이 높았다. 특히, SAC-1투여군은 알코올만을 단독 투여한 군에 비하여 GOT에서는 약 26%, GPT에서는 29% 정도 억제 효과를 나타내어 SAC1 투여는 알코올 섭취로 인해서 발생하는 간독성을 예방하는데 매우 유용할 뿐 아니라 복합 추출물에 의해서 상승효과가 나타남을 확인할 수 있었다.
- 본 연구에서 개발된 시료인 SAC-1 시료를 투여한 그룹에서는 1시간째에 0.130±0.009%, 3시간째에 0.084±0.009%로 각기 대조군 대비 각각 28%, 35%의 혈중 알코올 농도 감소 효능을 나타내었으며 모두 통계적 유의성이 있는 것으로 나타났다.
- 본 연구는 기존에 알코올 해독 기능이 우수한 것으로 알려진 헛개나무 열매 추출물과 헛개나무 열매 추출물을 주성분으로 하여 매실 및 댕댕이나무 열매 추출물이 혼합되어진 새로운 식품 조성물의 항알코올 기능에 대한 효능을 비교 분석함으로써 새로운 알코올 독성 경감 소재를 개발하고자 하였다. 새로운 식품 조성물인 SAC-1을 흰쥐에게 투여한 후 알코올을 섭취시켰을 때 혈중 알코올 농노의 저하가 헛개나무 추출물에 비하여 매우 우수한 효능이 있는 것으로 나타났으며, 간손상의 지표인 GOT, GPT에 있어서 대조군에 비하여 낮은 값을 나타내어 알코올에 의한 간손상을 경감시킬 수 있는 것으로 생각된다. 또한, 조직에서 산화적 손상으로 효능을 살펴본 결과는 지질과산화물의 생성을 혈장과 간 조직에서 모두 억제하는 것으로 나타났으며, total glutathione의 감소를 억제하는 것으로 나타나 SAC-1은 알코올성 조직 손상에서 충분한 보호 작용을 나타낼 수 있었던 것으로 생각된다.
- 시료를 투여하지 않은 대조군(control)의 혈중 알코올의 농도는 알코올 투여 후 30분째에 0.11±0.008%를 나타낸 후 1시간째에 0.18±0.011%로 최고점을 나타내었고, 5시간째에는 0.042±0.008%로 감소하는 모습을 나타내었다.
- 알코올 투여 후 산화적 손상의 지표로 사용되는 지질과산화물을 측정한 결과 혈장 및 간 조직에서 지질과산화물의 양이 2배 이상 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 헛개 나무 열매 추출물 투여군에서는 이러한 간 조직의 지질과산화물 증가 값이 알코올 단독 투여군에 비하여 유의적으로 억제되는 모습을 확인할 수 있었다.
- 특히 SAC-1은 헛개나무 열매 추출물 단독 사용에 비해서 더 높은 활성을 나타낸 것으로 나타났으며, 이것은 SAC-1이 알코올 해독에 좋은 천연 성분을 함유하고 있는 결과로 추측된다. 이상의 결과에서 SAC-1은 알코올로 인해 유도되어지는 조직 손상 및 숙취 증상으로부터 조직을 보호할 수 있는 능력이 있는 것으로 생각된다.
- 이상의 결과에서 알코올 해독 속도의 증가 및 알코올성간 손상을 예방하고자 개발된 식품 조성물인 SAC-1은 알코올 대사 속도를 증가시킬 뿐만 아니라 알코올대사 과정상에서 발생하는 조직 손상을 경감시키는 기능이 있음을 확인할 수 있었다. 특히, 현재 알코올성 손상을 경감시킬 수 있는 원료로 알려진 헛개나무 열매 추출물과 직접적인 비교에서 SAC-1은 동일한 1일 섭취량 기준에서 볼 때 알코올 대사 속도의 증가 면에서 더욱 우수한 면을 나타내었고, 알코올성 조직 손상에서도 헛개나무 열매 추출물과 유사하거나 또는 비교적 우수한 활성을 나타내고 있다.
- 또한, 조직에서 산화적 손상으로 효능을 살펴본 결과는 지질과산화물의 생성을 혈장과 간 조직에서 모두 억제하는 것으로 나타났으며, total glutathione의 감소를 억제하는 것으로 나타나 SAC-1은 알코올성 조직 손상에서 충분한 보호 작용을 나타낼 수 있었던 것으로 생각된다. 특히 SAC-1은 헛개나무 열매 추출물 단독 사용에 비해서 더 높은 활성을 나타낸 것으로 나타났으며, 이것은 SAC-1이 알코올 해독에 좋은 천연 성분을 함유하고 있는 결과로 추측된다. 이상의 결과에서 SAC-1은 알코올로 인해 유도되어지는 조직 손상 및 숙취 증상으로부터 조직을 보호할 수 있는 능력이 있는 것으로 생각된다.
- 또한, 헛개나무 열매 추출물 투여군(HB)과 SAC-1 조성물 투여군에서는 각기 정상군 대비 GOT 활성은 약 42%, 34%의 증가가 나타났으며, GPT 활성은 34%, 19%만이 나타나 알코올에 의한 간 손상이 억제되고 있음을 알 수 있었으며, 헛개나무 열매 추출물 단독 투여군보다 SAC-1 투여군에서 그 억제 비율이 높았다. 특히, SAC-1투여군은 알코올만을 단독 투여한 군에 비하여 GOT에서는 약 26%, GPT에서는 29% 정도 억제 효과를 나타내어 SAC1 투여는 알코올 섭취로 인해서 발생하는 간독성을 예방하는데 매우 유용할 뿐 아니라 복합 추출물에 의해서 상승효과가 나타남을 확인할 수 있었다.
- 이상의 결과에서 알코올 해독 속도의 증가 및 알코올성간 손상을 예방하고자 개발된 식품 조성물인 SAC-1은 알코올 대사 속도를 증가시킬 뿐만 아니라 알코올대사 과정상에서 발생하는 조직 손상을 경감시키는 기능이 있음을 확인할 수 있었다. 특히, 현재 알코올성 손상을 경감시킬 수 있는 원료로 알려진 헛개나무 열매 추출물과 직접적인 비교에서 SAC-1은 동일한 1일 섭취량 기준에서 볼 때 알코올 대사 속도의 증가 면에서 더욱 우수한 면을 나타내었고, 알코올성 조직 손상에서도 헛개나무 열매 추출물과 유사하거나 또는 비교적 우수한 활성을 나타내고 있다. 따라서 본 연구에서 개발되어진 식품 조성물인 SAC-1은 알코올의 독성을 경감시키는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 헛개나무 열매 추출물을 주원료로 한 SAC-1 조성물 투여군에서도 간 및 혈장의 지질과산화물 값은 유의적으로 억제되는 모습을 확인할 수 있었다. 특히, 혈장에서의 지질과산화물의 값은 헛개나무 열매 추출물 단일 투여군에 비하여 더 우수한 억제 효능을 나타내었다. 이는 혈중 알코올 농도 결과에서와 같이 SAC-1이 헛개나무 단독 추출물에 비하여 사용된 원료 간의 상승효과에 의한 결과로 사료된다.
- 그러나 혈장에서는 평균적으로 낮은 값을 나타냈으나 유의적 차이는 나타나지 않았다. 헛개나무 열매 추출물을 주원료로 한 SAC-1 조성물 투여군에서도 간 및 혈장의 지질과산화물 값은 유의적으로 억제되는 모습을 확인할 수 있었다. 특히, 혈장에서의 지질과산화물의 값은 헛개나무 열매 추출물 단일 투여군에 비하여 더 우수한 억제 효능을 나타내었다.
- 현재 건강기능성식품 원료로서 [알코올성 간 손상을 예방한다]라는 기능을 인정받은 헛개나무 열매 추출물을 투여한 HB군에서는 알코올 투여 후 30분째에 0.100±0.010%, 1시간째에는 0.160±0.0137%의 혈중 농도를 나타내어 대조군 대비 최고점(1시간)에서 약 12% 정도의 혈중 알코올 농도 감소가 나타냈으나 유의적 차이는 없었으며, 3시간째에는 0.104±0.004%로 대조군 대비 약 20% 정도의 낮은 알코올 농도를 나타내었으며 통계적으로 유의성을 나타내었다(p<0.05).
후속연구
- 특히, 현재 알코올성 손상을 경감시킬 수 있는 원료로 알려진 헛개나무 열매 추출물과 직접적인 비교에서 SAC-1은 동일한 1일 섭취량 기준에서 볼 때 알코올 대사 속도의 증가 면에서 더욱 우수한 면을 나타내었고, 알코올성 조직 손상에서도 헛개나무 열매 추출물과 유사하거나 또는 비교적 우수한 활성을 나타내고 있다. 따라서 본 연구에서 개발되어진 식품 조성물인 SAC-1은 알코올의 독성을 경감시키는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
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