[논문]Antibacterial Activity of Hydrogen-rich Water Against Oral Bacteria

Lee, Sung-Hoon; Baek, Dong-Heon

doi:10.11620/ijob.2013.38.2.081

Antibacterial Activity of Hydrogen-rich Water Against Oral Bacteria 원문보기

International journal of oral biology : official journal of the Korean Academy of Oral Biology and the UCLA Dental Research Institute, v.38 no.2, 2013년, pp.81 - 85

Lee, Sung-Hoon (Department of Oral Microbiology and Immunology, College of Dentistry, Dankook University) , Baek, Dong-Heon (Department of Oral Microbiology and Immunology, College of Dentistry, Dankook University)

Abstract ▼ AI-Helper

There are estimated to be about 700 species of bacteria in the oral cavity. Based on epidemiological investigations, some of these strains have been proposed as the pathogens responsible for oral diseases such as dental caries, gingivitis and periodontitis. Since electrolyzed hydrogen-rich water has been shown to have beneficial effects on human immunity, its use has increased. In our study, the antibacterial activity of hydrogen-rich water for oralagainst bacteria associated with oral disease was evaluated. The bacterial strains Streptococcus mutans, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis and Tannerella forsythia were cultured in specific growth medium. S. mutans, F. nucleatum and P. gingivalis were soaked to thein both hydrogen water and tap water for 30 sec and then inoculated onto mitis-salivarius agar and brain heart infusion agar including supplemented withvitamin K and hemin, respectively. The numbers of bacterial colonies were then measured after cultivation for 48 hours. In the case of T. forsythia, which does not grow well on agar plates, inoculations into modified new oral spirochete (NOS) broth were performed and growth curve analysis was undertaken every day with a spectrophotometer. Hydrogen water showed antibacterial activity against all four bacterial strains in comparison with tap-water. We conclude from this that hydrogen water may have a positive impact on oral hygiene by helping to remove cariogenic bacteria and periodontopathogens.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

최근 전기분해 수소수가 활성산소를 제거하여 건강을 증진시키는 것과 피부 염증 및 식중독 관련 세균에 대한 살균 효과가 있어 사용이 늘어나고 있다. 이러한 이유로 이번 연구에서는 전기분해 수소수가 구강세균에 대하여 얼마나 효과가 있는지, 구강양치액을 대체할 수 있는지 치아우식원성 세균인 S. mutans와 치주질환 관련 세균인 F. nucleatum, P. ginigvalis 및 T. forsythia에 대해서 항미생물 효과를 조사하였다.

제안 방법

gingivalis를 사멸시키는 것으로 나타났다. T. forsythia의 경우는 고체 배지에서 배양이 잘 되질 않아, 액체배지의 성장곡선을 이용하여 수소수의 항균효과를 관찰하였다(Fig. 4). 수소수에 노출시킨 T.
세균 부유액 1 ml을 취한 후 4,000 × g에서 10분간 원심분리하여 세균침전을 얻은 후에 전기분해 수소수 및 수돗물과 30초간 반응시켰다. 각각의 세균을 연속희석법에 의해서 10배씩 희석한 후에 S. mutans는 Mitis-salivarius (BD bioscience, Fanklin Lakes, NJ, USA) 고체배지에 접종하였으며, F. nucleatum과 P. gingivalis는 BHI에 비타민 K와 헤민이 들어간 고체배지에 접종하여 37℃ 혐기상태에서 각각 48시간, 72시간 배양하였다. 고체배지에서 성장이 잘 안되는 세균인 T.
gingivalis는 BHI에 비타민 K와 헤민이 들어간 고체배지에 접종하여 37℃ 혐기상태에서 각각 48시간, 72시간 배양하였다. 고체배지에서 성장이 잘 안되는 세균인 T. forsythia는 NOS배지에 비타민 K와 N-acetylmuramic acid를 첨가한 액체배지에 접종하여 37℃, 혐기상태에서 배양하고 시간대별로 660 nm에서 흡광도를 측정하였다.
1). 다음으로 치주질환과 관련된 F. nucleatum, P. gingivalis 및 T. forsythia에 대해서 항균효과를 관찰하였다.
그래서 이 세균들을 위험군으로 red complex 세균군으로 지칭되었다[4,5]. 이들 세균들은 트립신 유사 효소를 분비하며, 이 효소로 치주조직을 파괴하며, 과거에 치주질환이 진행되어 출혈되기 전에 미리 확인하기 위한 진단방법으로 이 효소와 benzoyl-DL-argininenaphthylamide (BANA)를 이용하여 세균을 확인하였다[6]. P.
또한 최근에는 전기분해 약알칼리수가 구강세균에 대한 항균효과를 나타내는 것으로 연구되었지만, 이 음용수는 약알칼리 수로 이 연구에서 사용하려는 전기분해 수소수와 다르다[23]. 이러한 이유로 전기분해 수소수가 구강세균에 대하여 얼마나 효과가 있는지 대표적인 그람양성 및 그람 음성 병원성 세균인 S. mutans, P. gingivalis, F. nucleatum 및 T. forsythia에 대해서 항미생물 효과를 조사하였다.
일상생활에서 쉽게 접하는 음료수를 이용하여 치아우식균 및 치주질환 원인균에 대한 녹차, 우롱차, 보리차, 커피 등의 효과를 관찰하였다[18-20]. 이들 음용수는 S.
전기분해 수소수의 항미생물 효과를 치아우식 관련 세균인 S. mutans에 대하여 먼저 조사해보았다. 수소수는 97% 정도의 세균을 제거하였으며, 수돗물은 아무런 효과를 보이지 않았다(Fig.
치아우식균인 S. mutans 및 치주질환 관련세균인 F. nucleatum, P. gingivalis 및 T. forsythia를 배양한 후, 4,000 × g에서 10분간 원심분리하여 세균을 얻었다.

대상 데이터

한 종의 치아우식균과 3종의 치주질환 관련 세균을 이 연구에 사용하였으며, Streptococcus mutans ATCC 25175, Fusobacteriumnucleatum ATCC 25586, Porphyromonasgingivalis ATCC 33277 및 Tannerella forsythia ATCC 43037를 American type culture collection에서 구매하였다. S.

데이터처리

수소수, 수돗물 및 대조군과의 통계학적 유의성은 SPSS 12.0 (SPSS, Chicago, IL, USA)를 이용하였다. 전체 수치에 대한 유의성은 Kruskal-wallis 검정으로 분석하였으며, 각각 그룹간의 유의성은 Mann-Whitney 검정을 이용하여 분석하였다.
0 (SPSS, Chicago, IL, USA)를 이용하였다. 전체 수치에 대한 유의성은 Kruskal-wallis 검정으로 분석하였으며, 각각 그룹간의 유의성은 Mann-Whitney 검정을 이용하여 분석하였다. 통계학적 유의성은 p<0.

성능/효과

F. nucleatum에 대해서도 수소수가 대략 98% 정도의 항 미생물 활성을 나타내어 5.6 × 107CFU/ml에서 1.3 × 106CFU/ml로 유의적으로 감소시켰으며, 수돗물의 경우는 약간 감소하였지만 통계학적으로 유의하지 않았다(Fig. 2).
4). 수소수에 노출시킨 T. forsythia는 성장이 나타나지 않았으며, 이는 T. forsythia가 수소수에 의해서 사멸되었다는 것을 의미한다. 수돗물도 항미생물 효과를 보였지만 수소수만큼 완벽하게 항균효과를 나타내지는 못하였다.
2의 중성을 띠고 있는 것으로 나타났다[23]. 이러한 차이점에도 불구하고 이번 실험에 사용된 전기분해 수소수는 통계학적으로 유의하게 S. mutans, P. gingivalis, F. nucleatum 및 T. forsythia에 대해서 전기분해 하지 않은 수돗물과 비교할 때 항균효과가 있는 것으로 나타났다. 항균과 관련된 전기분해 물은 양극과 음극사이를 분리한 막이 있는 물통에 NaCl을 전기분해 하여 개발되었다[29].
전기분해한수소수에 대한 물질 특성을 알아보기 위해서 pH를 측정한 결과 수돗물의 경우 pH7.24±0.06이며 전기분해한수소수는 pH7.21±0.04로 나타났다.

후속연구

결론적으로 이번 연구에 사용된 전기분해 수소수는 치아우식균 및 치주질환 관련 세균에 대하여 항균효과를 갖고 있으며, 이는 최근까지 사용된 구강양치액을 대체할 수 있는 구강 보건관련 음용수로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

참고문헌 (34)

Kim JH, Kim KK. A study on the adherence of Streptococcus mutans to glucans formed in situ in salivary pellicle. International Journal of Oral Biology. 1990;14(2): 143-9.
Rozen R, Bachrach G, Zachs B, Steinberg D. Growth rate and biofilm thickness of Streptococcus sobrinus and Streptococcus mutans on hydroxapatite. Apmis. 2001;109(2): 155-60.

상세보기
Denepitiya L, Kleinberg I. A comparison of the acid-base and aciduric properties of various serotypes of the bacterium Streptococcus mutans associated with dental plaque. Archives of oral biology. 1984;29(5):385-93.

상세보기
Haffajee AD, Socransky SS. Microbiology of periodontal diseases: introduction. Periodontology 2000. 2005;38:9-12.

상세보기
Socransky SS, Haffajee AD. Periodontal microbial ecology. Periodontology 2000. 2005;38:135-87.

상세보기
Watson MR, Bretz WA, Loesche WJ. Presence of Treponema denticola and Porphyromonas gingivalis in children correlated with periodontal disease of their parents. Journal of dental research. 1994;73(10):1636-40.

상세보기
Holt SC, Ebersole JL. Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola, and Tannerella forsythia: the "red complex", a prototype polybacterial pathogenic consortium in periodontitis. Periodontol 2000. 2005;38:72-122.
Dzink JL, Tanner AC, Haffajee AD, Socransky SS. Gram negative species associated with active destructive periodontal lesions. J Clin Periodontol. 1985;12(8):648-59.

상세보기
Budu CE, Luengpailin J, Reyes G, Doyle RJ, Cowan MM. Virulence factors of Porphyromonas gingivalis are modified by polyphenol oxidase and asparaginase. Oral Microbiol Immunol. 2003;18(5):313-7.

상세보기
Levesque C, Lamothe J, Frenette M. Coaggregation of Streptococcus salivarius with periodontopathogens: evidence for involvement of fimbriae in the interaction with Prevotella intermedia. Oral Microbiol Immunol. 2003; 18(5):333-7.

상세보기
Lee YH, Jeong SY, Na HS, Jeoung SH, Park HR, Chung J. Comparison of Cytokine Gene Induction in RAW 264.7 Cells by Porphyromonas gingivalis and Escherichia coli Lipopolysaccharide. International Journal of Oral Biology. 2010;35(3):121-8.

원문보기 상세보기
McGraw WT, Potempa J, Farley D, Travis J. Purification, characterization, and sequence analysis of a potential virulence factor from Porphyromonas gingivalis, peptidylarginine deiminase. Infect Immun. 1999;67(7):3248-56.
Masada MP, Persson R, Kenney JS, Lee SW, Page RC, Allison AC. Measurement of interleukin-1 alpha and -1 beta in gingival crevicular fluid: implications for the pathogenesis of periodontal disease. J Periodontal Res. 1990; 25(3):156-63.

상세보기
Diya Z, Lili C, Shenglai L, Zhiyuan G, Jie Y. Lipopolysaccharide (LPS) of Porphyromonas gingivalis induces IL-1beta, TNF-alpha and IL-6 production by THP-1 cells in a way different from that of Escherichia coli LPS. Innate Immun. 2008;14(2):99-107.
Beighton D, Radford JR, Naylor MN. Glycosidase activities in gingival crevicular fluid in subjects with adult periodontitis or gingivitis. Arch Oral Biol. 1992;37(5):343-8.

상세보기
Arakawa S, Nakajima T, Ishikura H, Ichinose S, Ishikawa I, Tsuchida N. Novel apoptosis-inducing activity in Bacteroides forsythus: a comparative study with three serotypes of Actinobacillus actinomycetemcomitans. Infect Immun. 2000;68(8):4611-5.
Myneni SR, Settem RP, Connell TD, Keegan AD, Gaffen SL, Sharma A. TLR2 signaling and Th2 responses drive Tannerella forsythia-induced periodontal bone loss. J Immunol. 2011;187(1):501-9.

상세보기
You SQ. [Study on feasibility of Chinese green tea polyphenols (CTP) for preventing dental caries]. Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi. 1993;28(4):197-9, 254.

상세보기
Matsumoto M, Minami T, Sasaki H, Sobue S, Hamada S, Ooshima T. Inhibitory effects of oolong tea extract on caries- inducing properties of mutans streptococci. Caries Res. 1999;33(6):441-5.

상세보기
Anila Namboodiripad P, Kori S. Can coffee prevent caries? J Conserv Dent. 2009;12(1):17-21.
Hosokawa Y, Hosokawa I, Ozaki K, Nakanishi T, Nakae H, Matsuo T. Tea polyphenols inhibit IL-6 production in tumor necrosis factor superfamily 14-stimulated human gingival fibroblasts. Mol Nutr Food Res;54 Suppl 2:S151-8.
Horiba N, Hiratsuka K, Onoe T, Yoshida T, Suzuki K, Matsumoto T, et al. Bactericidal effect of electrolyzed neutral water on bacteria isolated from infected root canals. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 1999; 87(1):83-7.
Lee SH, Choi BK. Antibacterial effect of electrolyzed water on oral bacteria. J Microbiol. 2006;44(4):417-22.

원문보기 상세보기
Lee SH, Jun HK, Lee HR, Chung CP, Choi BK. Antibacterial and lipopolysaccharide (LPS)-neutralising activity of human cationic antimicrobial peptides against periodontopathogens. Int J Antimicrob Agents. 2009;35(2):138-45.
Barnett ML. The role of therapeutic antimicrobial mouthrinses in clinical practice: control of supragingival plaque and gingivitis. J Am Dent Assoc. 2003;134(6):699-704.

상세보기
Nishihara T, Koseki T. Microbial etiology of periodontitis. Periodontol 2000. 2004;36:14-26.
Marsh PD. Dental plaque as a biofilm and a microbial community - implications for health and disease. BMC Oral Health. 2006;6 Suppl 1:S14.
Kononen E. Development of oral bacterial flora in young children. Ann Med. 2000;32(2):107-12.

상세보기
Tanaka H, Hirakata Y, Kaku M, Yoshida R, Takemura H, Mizukane R, et al. Antimicrobial activity of superoxidized water. J Hosp Infect. 1996;34(1):43-9.

상세보기
Miyamoto M, Inoue K, Gu Y, Hoki M, Haji S, Ohyanagi H. Effectiveness of acidic oxidative potential water in preventing bacterial infection in islet transplantation. Cell Transplant. 1999;8(4):405-11.

상세보기
Park H, Hung YC, Brackett RE. Antimicrobial effect of electrolyzed water for inactivating Campylobacter jejuni during poultry washing. Int J Food Microbiol. 2002;72(1-2): 77-83.
Nakagawara S, Goto T, Nara M, Ozawa Y, Hotta K, Arata Y. Spectroscopic Characterization and the pH Dependence of. Bactericidal Activity of the Aqueous Chlorine Solution. Spectroscopic Characterization and the pH Dependence of Bactericidal Activity 1998;14:691-8.
Zeng X, Tang W, Ye G, Ouyang T, Tian L, Ni Y, et al. Studies on disinfection mechanism of electrolyzed oxidizing water on E. coli and Staphylococcus aureus. J Food Sci. 2010;75(5):M253-60.
Nakajima N, Nakano T, Harada F, Taniguchi H, Yokoyama I, Hirose J, et al. Evaluation of disinfective potential of reactivated free chlorine in pooled tap water by electrolysis. J Microbiol Methods. 2004;57(2):163-73.

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증