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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 스트레스 경감 효능 평가를 위해 酸棗仁에 養陰, 造血, 活血, 解鬱의 약재인 生地黃, 當歸, 鬱金 4종 및 복합추출물 1종을 10주간 사육된 만성 스트레스 모델 rat에게 경구투여 한 후 강제수영부하실험(Forced Swimming Test)을 통해 행동변화를 살펴보고, 스트레스로 인한 신체 및 호르몬에 대한 영향을 평가하였다. 이 실험을 통해 향후 藥膳 또는 한방 기능성식품 개발을 위한 기초 자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
- 이 실험은 두 번에 걸쳐 이루어지는데, 첫 번째 날은 높이 40cm, 지름 20cm의 투명한 아크릴원통형 수조에 25℃의 물에 rat의 꼬리가 바닥에 닿지 않을 정도의 물 높이에 강제로 빠뜨린 다음 15분간 있게 하였다. 1차 강제수영 일주일 후 2차 강제수영을 시행했으며 5분간 같은 환경에서 강제 수영을 시키고, 여기서 immobility을 측정하였는데 immobility란 Rat가 얼굴을 포함한 상체의 일부분만 수면 위로 드러낸 채 몸의 균형을 유지하기 위하여 약간의 움직임만을 나타낼 뿐 물 위에 떠 있는 상태로 처음 수분간은 이를 벗어나기 위해 Rat가 심한 저항을 보이나, 시간이 흐를수록 점점 부동자세를 보이는 시간이 늘어나는데 이런 현상을 유지하는 시간을 측정하였다.
- 5주간 Rat에게 물 또는 먹이 박탈, 빈 물병 제시, 주야 주기의 역전, 깜박이는 불빛, 주기적 소음 등의 스트레스 및 강제수영부하시험으로 스트레스를 주고 다시 5주간 약용식물 추출물을 경구투여 하여 스트레스 저감 효과를 알아보았다.
- 실험에 사용된 약재 추출물은 100 mg/kg 함량으로 경구 투여하였다. CSM 처치는 Willner 등(1996)에 의해 개발된 절차에 수정을 가하여 실시하였다. NC군을 제외한 CSM 집단에 속한 나머지 군의 Rat은 분리된 방에서 10주간 CSM에 노출되었다.
- 동일한 방법으로 얻은 혈청 중 혈당치는 시험물질 투여전과 투여개시 후부터 1회/2주 12시간 절식 후 꼬리정맥에서 혈당측정기를 이용하여 측정하였다.
- 분변 변화는 사료 섭취 후 24시간 분변량을 측정하여 변화율을 측정하였다.
- 와 같다. 실험 기간은 총 10주로 만성 스트레스 기간을 5주로 설정하고 그 후부터는 추출물 투여 기간을 5주로 설정하여 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 약재 추출물은 100 mg/kg 함량으로 경구 투여하였다.
- 실험 기간은 총 10주로 만성 스트레스 기간을 5주로 설정하고 그 후부터는 추출물 투여 기간을 5주로 설정하여 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 약재 추출물은 100 mg/kg 함량으로 경구 투여하였다. CSM 처치는 Willner 등(1996)에 의해 개발된 절차에 수정을 가하여 실시하였다.
- 이 검사법은 약물개발시의 항우울효과를 검색하는 기본적인 실험으로 알려져 있다. 이 실험은 두 번에 걸쳐 이루어지는데, 첫 번째 날은 높이 40cm, 지름 20cm의 투명한 아크릴원통형 수조에 25℃의 물에 rat의 꼬리가 바닥에 닿지 않을 정도의 물 높이에 강제로 빠뜨린 다음 15분간 있게 하였다. 1차 강제수영 일주일 후 2차 강제수영을 시행했으며 5분간 같은 환경에서 강제 수영을 시키고, 여기서 immobility을 측정하였는데 immobility란 Rat가 얼굴을 포함한 상체의 일부분만 수면 위로 드러낸 채 몸의 균형을 유지하기 위하여 약간의 움직임만을 나타낼 뿐 물 위에 떠 있는 상태로 처음 수분간은 이를 벗어나기 위해 Rat가 심한 저항을 보이나, 시간이 흐를수록 점점 부동자세를 보이는 시간이 늘어나는데 이런 현상을 유지하는 시간을 측정하였다.
- 중추신경계통에 대한 억제작용으로 카페인에 의한 중추신경 흥분작용을 억제한다. 이 약재들의 작용은 항스트레스 효과와 관련이 있는 것으로 사료되어 항스트레스 효능을 평가하기 위해 酸棗仁, 生地黃, 當歸, 鬱金 및 4가지 복합물에 대해 실험하였다.
- 이에 본 연구에서는 스트레스 경감 효능 평가를 위해 酸棗仁에 養陰, 造血, 活血, 解鬱의 약재인 生地黃, 當歸, 鬱金 4종 및 복합추출물 1종을 10주간 사육된 만성 스트레스 모델 rat에게 경구투여 한 후 강제수영부하실험(Forced Swimming Test)을 통해 행동변화를 살펴보고, 스트레스로 인한 신체 및 호르몬에 대한 영향을 평가하였다. 이 실험을 통해 향후 藥膳 또는 한방 기능성식품 개발을 위한 기초 자료로 활용하고자 한다.
- 체중은 동일한 사육실 내에서 매주 월요일 오후 3시에 전자저울을 이용하여 측정하였으며, 섭취량은 1마리 당 1일 섭취량(1주간 섭취한 양을 1일 평균내어 사용)을 평균을 구하였다. 사료효율15)은 기간중 체중증가량(g)÷기간중 사료섭취량(g) X 100을 이용하여 계산하였다.
- Rat를 가볍게 에테르로 마취시킨 후 3mL 용량의 일회용주사기로 복부 대정맥으로부터 혈액을 취하여 원심분리(3000rpm, 5min)하여 혈청을 얻었다. 혈액 내 Corticosterone 함량은 MultiplexⓇMAP kits(USA)를 사용하여 측정하였다.
대상 데이터
- SD rat 수컷 64마리를 듀얼바이오텍(Seoul, Korea)에서 구입하여 고형사료와 물을 충분히 공급하면서 5일 이상 실험실 환경(22℃, 12시간 간격 조명)에 적응시킨 후 사용하였다.
- 약재는 경동 시장에서 구입하여 사용하였으며 실온에서 48h 추출한 후 감압 농축하여 동결 건조물로 제조하여 실험에 쓰였다. 약재의 조성은 Table 1과 같다.
데이터처리
- 모든 실험은 SPSS(ver. 10, Statistical Package for Social Science, Chicago, IL, USA) 통계프로그램의 one-way ANOVA를 실시한 후 p<0.05의 유의수준에서 Duncan's multiple range test에 의하여 각 실험군의 평균치 간의 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 본 실험에서는 절망행동검사(behavioral despair test)라고도 하는 표준화된 검사법인 FST를 이용하였다. 이 검사법은 약물개발시의 항우울효과를 검색하는 기본적인 실험으로 알려져 있다.
- 실험모델 설계는 만성 스트레스 모델 (CSM)로 하였으며 실험 설계 계획과 실험군은 Table 2.와 같다. 실험 기간은 총 10주로 만성 스트레스 기간을 5주로 설정하고 그 후부터는 추출물 투여 기간을 5주로 설정하여 실험을 진행하였다.
성능/효과
- 1. 加減酸棗仁湯은 스트레스 호르몬인 Corticosterone 수치를 낮춰주며 체중과 수영시간을 증가시켜 체력적으로 스트레스 완화에 도움을 준다.
- 2. 酸棗仁은 강제 수영부하 실험을 통한 수영 시간을 증가시키고 부동시간이 감소되어 급성 스트레스에 효과가 있다. 뿐만 아니라 스트레스 2시간 후 분변 빈도가 가장 낮게 나타났다.
- 분변 빈도 측정 결과에서 강제수영 2h와 24h 후의 양상이다소 다르게 나왔다. 2h 후 분변 측정 결과 酸棗仁의 분변 빈도가 가장 낮아 좋은 효과를 보였고, Stress control과 Fluoxetine, 복합제는 분변 빈도가 높았는데, 이는 스트레스로 인한 장의 유동성 증가로 분변량이 증가 된 것으로 생각된다. 반면 24시간 후 분변 빈도가 정상으로 회복이 되어 치료군별로 유의성이 적은 것으로 나타났는데, 이는 24시간 후에는 스트레스에 적응하여 몸이 정상으로 회복 된 것으로 판단된다.
- 4. 鬱金은 스트레스로 인한 혈당수치를 낮춰주지만 유의적 차이는 보이지 않았다.
- 5. 加減酸棗仁湯은 그 구성 약재들의 상호작용을 통해 만성스트레스 완화에 도움을 준다.
- 대조군(SC)과 비교하여 SZT를 포함한 전체 약용식물 투여군의 증체량이 좋았으며, 특히 항우울제인 Fluoxetine을 급여한 처리군과 비교하여 當歸와 SZT를 급여한 처리군의 증체량이 상대적으로 높게 나타났다(p<0.05).
- 대조군과 비교하여 FLX 및 전 약용식물 처리군의 수영시간이 길었으며, 특히 FLX와 酸棗仁 그리고 SZT가 유의적으로 높은 결과를 보였다(p<0.05).
- 1-2와 같다. 대조군의 분변량은 酸棗仁이 生地黃, 當歸, 鬱金 등에 비해 분변 빈도가 낮아 좋았지만 SC대조군과 FLX는 상대적으로 분변 빈도가 높았다. 24h이 지난 후에 스트레스로 인해 짧아졌던 분변 빈도가 정상으로 회복이 되었으나 유의적인 차이가 나타나지 않았다.
- 2h 후 분변 측정 결과 酸棗仁의 분변 빈도가 가장 낮아 좋은 효과를 보였고, Stress control과 Fluoxetine, 복합제는 분변 빈도가 높았는데, 이는 스트레스로 인한 장의 유동성 증가로 분변량이 증가 된 것으로 생각된다. 반면 24시간 후 분변 빈도가 정상으로 회복이 되어 치료군별로 유의성이 적은 것으로 나타났는데, 이는 24시간 후에는 스트레스에 적응하여 몸이 정상으로 회복 된 것으로 판단된다.
- 사료섭취량은 전 약용식물 처리군이 FLX보다 유의적으로 더 높았으며, 음수량은 生地黃을 제외하고 나머지 다른 약용식물 처리군은 FLX와 유사한 결과를 보였으며(p<0.05), 鬱金과 SZT가 음수량이 가장 높게 나타났다.
- 수영시간을 조사한 결과 酸棗仁이 우울증 치료제인 Fluoxetine의 효과 보다 수영시간이 길어 효과가 가장 좋았고 그 외 추출물은 Fluoxetine보다 떨어지는 것을 알 수 있다. 또한 酸棗仁, 生地黃 시험군에서 부동시간이 가장 짧았는데 이는 정서적 개선 효과가 있는 것으로 스트레스 완화에 도움을 주리라 생각된다.
- 스트레스 호르몬인 Corticosterone 수치는 Stress control군에서 가장 뚜렷하게 나타났고, 복합제가 단일 약재들에 비해 유의적으로 낮은 함량을 보였다. 이는 여러 선행연구 결과19-21)에서와 같이 각각의 실험 약용식물은 모두 스트레스 완화시키는 작용에 영향을 주며, 위의 결과를 종합해 봤을 때 단일약재를 사용하는 것보다 복합제를 사용하는 것이 좋은 것으로 확인되었다.
- 스트레스로 인한 호르몬 수치는 대조군과 비교하여 酸棗仁를 제외한 다른 약용식물 처리군에서 유의적으로 낮게 나타났다(Fig. 5). 특히 SZT에서 호르몬 함량이 가장 낮게 나타났으며, 當歸, 酸棗仁 및 鬱金의 호르몬 함량은 FLX와 유의적인 차이를 보이지 않았다.
- 05), 生地黃에서 부동행동이 가장 높았으며, 이는 柴胡, 靑皮 추출물을 투여했을 때 부동 행동이 감소한다는 연구결과와 비슷한 양상이라 할 수 있다20-21). 실험군 중 生地黃과 酸棗仁의 부동시간이 가장 짧아 유의성 있는 결과를 나타냈고, 대조군보다 약 50%의 활동 증가를 보인 것으로 스트레스 완화에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.
- 스트레스 호르몬인 Corticosterone 수치는 Stress control군에서 가장 뚜렷하게 나타났고, 복합제가 단일 약재들에 비해 유의적으로 낮은 함량을 보였다. 이는 여러 선행연구 결과19-21)에서와 같이 각각의 실험 약용식물은 모두 스트레스 완화시키는 작용에 영향을 주며, 위의 결과를 종합해 봤을 때 단일약재를 사용하는 것보다 복합제를 사용하는 것이 좋은 것으로 확인되었다.
- 5). 특히 SZT에서 호르몬 함량이 가장 낮게 나타났으며, 當歸, 酸棗仁 및 鬱金의 호르몬 함량은 FLX와 유의적인 차이를 보이지 않았다. 본 결과는 酸棗仁과 當歸가 포함되어 있는 歸脾湯을 급여한 Eun 등22)의 결과와도 동일하다.
후속연구
- 수영시간을 조사한 결과 酸棗仁이 우울증 치료제인 Fluoxetine의 효과 보다 수영시간이 길어 효과가 가장 좋았고 그 외 추출물은 Fluoxetine보다 떨어지는 것을 알 수 있다. 또한 酸棗仁, 生地黃 시험군에서 부동시간이 가장 짧았는데 이는 정서적 개선 효과가 있는 것으로 스트레스 완화에 도움을 주리라 생각된다.
- 복합제의 구성 약재인 酸棗仁의 寧心, 生地黃의 淸虛熱, 當歸의 補血, 鬱金의 解鬱 작용으로 서로 보완작용을 통해 스트레스 개선 및 우울증 완화 효과가 있는 것으로 사료된다. 향후 약선 식품 및 한약제제로 활용할 때는 단일 약재 보다는 복합제제로 이용하는 것이 좋은 것으로 판단된다.
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