[국내논문]해조공진단의 에스트로겐 유사활성 및 난소를 절제한 흰쥐의 혈소판 응집과 혈청 내 지질 조성에 미치는 영향 The Effects of Seaweed Gongjindan on Estrogen like Activities, Platelet Aggregation and Serum Lipid Levels in Ovariectomized Rats원문보기
갱년기의 여성에는 여러 폐경 증후들이 나타나는데, 특히 에스트로겐의 감소로 인한 혈중의 지질 조성의 변화 등으로 골다공증 및 심혈관계 질환의 발병율이 높아지게 된다. Estrogen의 감소는 다양한 생리적 변화를 초래하며 특히 심혈관계 질환을 빠르게 진행시킨다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 에스트로겐 유사활성이 뛰어난 갈조류를 선정하여 해조공진단을 제조하였으며, 실험동물인 흰쥐의 난소를 절제하여 인위적으로 갱년기를 유도한 후 해조공진단이 혈소판 응집능 및 혈중 지질 함량에 미치는 영향을 검토하였다. 에스트로겐 검출시스템을 사용하여 공진단 및 갈조류 추출물의 에스트로겐 유사활성을 검증한 결과, 다시마 및 곰피 열수 추출물에서는 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성이 나타났으며, 특히 다시마 열수 추출물에서 가장 높은 활성이 나타났다. 이러한 in vitro 실험 결과를 통해 다시마 추출물을 첨가한 해조공진단을 제조한 후, 갱년기를 유도한 실험동물에 투여하여 혈소판 응집능 및 혈청 내 지질 조성에 미치는 영향을 검토하였다. 총 콜레스테롤 함량은 해조공진단 투여로 인해 OVX-CON군에 비해 감소하는 경향을 나타내었으나 유의적인 결과가 나타나지 않은 반면, 혈청 중 중성지방 함량의 경우, 해조공진단을 투여한 OVX-GJD군은 OVX-CON군과 비교하여 중성지방 함량이 유의적으로 감소하는 결과가 나타났다. 혈청 중 HDL-콜레스테롤 농도는 정상군인 SHAM군에 비해 난소를 절제한 OVX-CON군이 유의적으로 감소하였으나, 해조공진단을 첨가한 사료 섭취군(OVX-GJD)은 OVX-CON군에 비해 유의적으로 증가하는 결과를 나타내었다. 또한, 혈소판 응집 저해능을 검토한 결과에서 OVX-CON군에 비해 OVX-GJD군의 혈소판 응집이 유의적으로 감소하여 저해하는 경향을 나타내었다. 따라서 본 연구를 통해 제조된 해조공진단이 에스트로겐 유사활성을 가지고 있으며, 난소절제로 갱년기를 유도한 실험동물에게 이를 섭취시킨 결과 혈중 지질 개선 및 혈소판 응집 저해 효과가 나타나 갱년기 증상 완화에 활용 될 수 있는 소재로 기대된다.
갱년기의 여성에는 여러 폐경 증후들이 나타나는데, 특히 에스트로겐의 감소로 인한 혈중의 지질 조성의 변화 등으로 골다공증 및 심혈관계 질환의 발병율이 높아지게 된다. Estrogen의 감소는 다양한 생리적 변화를 초래하며 특히 심혈관계 질환을 빠르게 진행시킨다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 에스트로겐 유사활성이 뛰어난 갈조류를 선정하여 해조공진단을 제조하였으며, 실험동물인 흰쥐의 난소를 절제하여 인위적으로 갱년기를 유도한 후 해조공진단이 혈소판 응집능 및 혈중 지질 함량에 미치는 영향을 검토하였다. 에스트로겐 검출시스템을 사용하여 공진단 및 갈조류 추출물의 에스트로겐 유사활성을 검증한 결과, 다시마 및 곰피 열수 추출물에서는 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성이 나타났으며, 특히 다시마 열수 추출물에서 가장 높은 활성이 나타났다. 이러한 in vitro 실험 결과를 통해 다시마 추출물을 첨가한 해조공진단을 제조한 후, 갱년기를 유도한 실험동물에 투여하여 혈소판 응집능 및 혈청 내 지질 조성에 미치는 영향을 검토하였다. 총 콜레스테롤 함량은 해조공진단 투여로 인해 OVX-CON군에 비해 감소하는 경향을 나타내었으나 유의적인 결과가 나타나지 않은 반면, 혈청 중 중성지방 함량의 경우, 해조공진단을 투여한 OVX-GJD군은 OVX-CON군과 비교하여 중성지방 함량이 유의적으로 감소하는 결과가 나타났다. 혈청 중 HDL-콜레스테롤 농도는 정상군인 SHAM군에 비해 난소를 절제한 OVX-CON군이 유의적으로 감소하였으나, 해조공진단을 첨가한 사료 섭취군(OVX-GJD)은 OVX-CON군에 비해 유의적으로 증가하는 결과를 나타내었다. 또한, 혈소판 응집 저해능을 검토한 결과에서 OVX-CON군에 비해 OVX-GJD군의 혈소판 응집이 유의적으로 감소하여 저해하는 경향을 나타내었다. 따라서 본 연구를 통해 제조된 해조공진단이 에스트로겐 유사활성을 가지고 있으며, 난소절제로 갱년기를 유도한 실험동물에게 이를 섭취시킨 결과 혈중 지질 개선 및 혈소판 응집 저해 효과가 나타나 갱년기 증상 완화에 활용 될 수 있는 소재로 기대된다.
Estrogen like activities were evaluated using ethanol and hot water extracts of gongjindan (GJD) and 3 types of brown algae by an in vitro detection system. Laminaria japonica and Undaria pinnatifida represented statistically significant (p<0.001) estrogen like activities, while GJD and Ecklonia sto...
Estrogen like activities were evaluated using ethanol and hot water extracts of gongjindan (GJD) and 3 types of brown algae by an in vitro detection system. Laminaria japonica and Undaria pinnatifida represented statistically significant (p<0.001) estrogen like activities, while GJD and Ecklonia stolonifera did not. Furthermore, activities of hot water extracts ($500{\mu}g/ml$) of Laminaria japonica and three mixture (Ecklonia stolonifera : Undaria pinnatifida : Laminaria japonica, 1: 1: 1) were stronger than that of $10^{-7}M$$17{\beta}$-estradiol. These results suggest that Laminaria japonica contain estrogen like compounds. Based on these results, the prepared seaweed GJD were used for animal experiments about the effects on inhibition of platelet aggregation and serum lipid levels in ovariectomized rats. 9-week Old female SD-rats were randomly assigned to 3 groups as sham-operated rats, ovariectomized rats and ovariectomized rats that were treated with GJD. The rats were placed on prescribed diets for 5 weeks following ovariectomy. Total cholesterol and triglyceride contents on serum decreased in the SHAM group compared to the OVX-CON group. 5 weeks feeding of GJD resulted in significant lowering of triglyceride and a decreasing tendency of total cholesterol level. The level of HDL-cholesterol on serum increased significantly by feeding diets containing the GJD. The ability of platelet aggregation of group treated with GJD was less than that of the OVX-CON group. These results suggest that the beneficial effects of seaweed gongjindan may be used to improve menopausal syndrome.
Estrogen like activities were evaluated using ethanol and hot water extracts of gongjindan (GJD) and 3 types of brown algae by an in vitro detection system. Laminaria japonica and Undaria pinnatifida represented statistically significant (p<0.001) estrogen like activities, while GJD and Ecklonia stolonifera did not. Furthermore, activities of hot water extracts ($500{\mu}g/ml$) of Laminaria japonica and three mixture (Ecklonia stolonifera : Undaria pinnatifida : Laminaria japonica, 1: 1: 1) were stronger than that of $10^{-7}M$$17{\beta}$-estradiol. These results suggest that Laminaria japonica contain estrogen like compounds. Based on these results, the prepared seaweed GJD were used for animal experiments about the effects on inhibition of platelet aggregation and serum lipid levels in ovariectomized rats. 9-week Old female SD-rats were randomly assigned to 3 groups as sham-operated rats, ovariectomized rats and ovariectomized rats that were treated with GJD. The rats were placed on prescribed diets for 5 weeks following ovariectomy. Total cholesterol and triglyceride contents on serum decreased in the SHAM group compared to the OVX-CON group. 5 weeks feeding of GJD resulted in significant lowering of triglyceride and a decreasing tendency of total cholesterol level. The level of HDL-cholesterol on serum increased significantly by feeding diets containing the GJD. The ability of platelet aggregation of group treated with GJD was less than that of the OVX-CON group. These results suggest that the beneficial effects of seaweed gongjindan may be used to improve menopausal syndrome.
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문제 정의
최근, 공진단과 관련된 연구로는 선행연구에 간보호 효과[15], 항산화 효과[9], H9c2 심근조직 고사에 미치는 영향[17], alzheimer’s disease에 미치는 영향[16], 생식능력에 미치는 영향[26]등에 대한 결과가 보고되고 있다. 본 연구에서는 전통 한의약품으로 알려져 있으며 일반적으로 남성이 선호하는 보약인 공진단을 여성이 선호하는 보약으로 만들고자 에스트로겐 활성을 나타내는 성분을 첨가하여 해조공진단을 개발하고자 하였다. 공진단에 estrogen 활성을 가지는 갈조류를 첨가하여 in vitro실험에서 estrogen 유사활성에 대하여 검토한 후, 가장 활성이 뛰어난 해조공진단을 이용하여 in vivo 실험을 수행하여 해조공진단의 산업적인 활용을 검토하였다.
이러한 DNA상의 반응인자의 전사를 증대시키고 결국 특정 단백질의 발현을 유도하여 에스트로겐 유사물질에 의한 세포반응을 유도하는 것으로 알려져 있다[37]. 본 연구에서는 에스트로겐 수용체를 발현하는 것으로 알려진 인체 유방암 세포주 MCF7에 에스트로겐에 반응성을 나타내도록 고안된 CAT리포터 플라스미드인 pDsCAT-ERE119-Ad2MLP를 도입한 in vitro 검출시스템을 사용하여 에스트로겐 유사활성을 측정한 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 공진단 추출물에 대한 에스트로겐 유사활성을 측정한 결과, 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성이 나타나지 않았다.
제안 방법
이후 lysis buffer 250 μl 를 첨가하여 세포를 현탁하고 실온에서 30분간 방치한 후, CAT-ELISA Kit (Roche Applied Science, Mannheim, Germany)를 사용하여 각 세포추출물 200 μl의 chloramphenicol acetyltransferase (CAT) 단백질의 함량을 측정하였다.
여기에 각 시료들을 최종농도 5, 50, 500 μg/ml가 되도록 첨가하였고, 표준물질로 100% 에탄올에 녹인 17β-estradiol (RBI, Natick, MA, USA)을 최종농도 10-7 M이 되도록 처리하였다.
본 연구에서는 전통 한의약품으로 알려져 있으며 일반적으로 남성이 선호하는 보약인 공진단을 여성이 선호하는 보약으로 만들고자 에스트로겐 활성을 나타내는 성분을 첨가하여 해조공진단을 개발하고자 하였다. 공진단에 estrogen 활성을 가지는 갈조류를 첨가하여 in vitro실험에서 estrogen 유사활성에 대하여 검토한 후, 가장 활성이 뛰어난 해조공진단을 이용하여 in vivo 실험을 수행하여 해조공진단의 산업적인 활용을 검토하였다. 이를 위해 인위적으로 갱년기를 유도한 흰쥐를 이용하여 혈중의 지질 농도, 혈소판 응집력 및 혈액 유동성에 미치는 영향을 조사하였다.
공진단에 estrogen 활성을 가지는 갈조류를 첨가하여 in vitro실험에서 estrogen 유사활성에 대하여 검토한 후, 가장 활성이 뛰어난 해조공진단을 이용하여 in vivo 실험을 수행하여 해조공진단의 산업적인 활용을 검토하였다. 이를 위해 인위적으로 갱년기를 유도한 흰쥐를 이용하여 혈중의 지질 농도, 혈소판 응집력 및 혈액 유동성에 미치는 영향을 조사하였다.
공진단은 한국전통약선에서 제공받았으며, 함유성분으로는 당귀, 산수유, 인삼, 숙지황이 4%, 녹용가수분해물 5.1%, 추출물형태의 당귀, 산수유, 인삼, 숙지황이 28%, 꿀 47.5%, 침향 2%, 유당 1.3% 로 구성되어 있으며, 공진단에 각각의 해조류를 5%씩 첨가하여 제조하였다.
이후 lysis buffer 250 μl 를 첨가하여 세포를 현탁하고 실온에서 30분간 방치한 후, CAT-ELISA Kit (Roche Applied Science, Mannheim, Germany)를 사용하여 각 세포추출물 200 μl의 chloramphenicol acetyltransferase (CAT) 단백질의 함량을 측정하였다. CAT 단백질의 함량측정 결과는 BCA protein assay reagent kit (Pierce, Rockford, IL, USA)를 이용해 측정한 각 추출물의 총단백질 함량으로 표준화시켰다.
실험기간 동안 식이 섭취량과 체중은 매일 일정한 시간에 측정하였으며 동물실험실의 사육조건으로 온도 24±2℃, 습도 50~55%를 유지시켰고, 광주기 및 암주기를 12시간으로 조절하였다.
Washed platelet는 suspending buffer로 희석하여 혈소판 수가 5×108/ml이 되도록 하였고, 응집유도제로 collagen을 2.5 μg 가하여 5분간 반응시켜, Whole blood lumi-aggregometer (Chrono-log, U.S.A)를 사용해 37℃에서 혈소판 응집을 측정하였다.
체중이 200-300 g인 9주령의 Sprangue-Dawley계 암컷 흰쥐를 (주)오리엔트 바이오에서 분양 받아 1주일간 환경에 적응시킨 뒤 실험에 사용되었다. 적응 후 난괴법(randomized complete block design)에 의해 군을 나누어 난소절제 수술 (ovariectomy)을 하였고 비 난소절제 대조군에게는 sham-operation을 실시하였다. 수술 후 1주일간 고형 사료를 주어 상처가 회복된 후 각 군으로 나누었다.
적응 후 난괴법(randomized complete block design)에 의해 군을 나누어 난소절제 수술 (ovariectomy)을 하였고 비 난소절제 대조군에게는 sham-operation을 실시하였다. 수술 후 1주일간 고형 사료를 주어 상처가 회복된 후 각 군으로 나누었다. 즉, 실험동물은 비 난소절제대조군(SHAM), 난소절제 대조군(OVX-CON), 난소절제 후 해조공진단 투여군(OVX-GJD 5 g/kg)으로 각 6마리씩, 3군으로 나누어 매일 식이를 투여하며 5주간 사육하였다(Table 1).
수술 후 1주일간 고형 사료를 주어 상처가 회복된 후 각 군으로 나누었다. 즉, 실험동물은 비 난소절제대조군(SHAM), 난소절제 대조군(OVX-CON), 난소절제 후 해조공진단 투여군(OVX-GJD 5 g/kg)으로 각 6마리씩, 3군으로 나누어 매일 식이를 투여하며 5주간 사육하였다(Table 1). 실험기간 동안 식이 섭취량과 체중은 매일 일정한 시간에 측정하였으며 동물실험실의 사육조건으로 온도 24±2℃, 습도 50~55%를 유지시켰고, 광주기 및 암주기를 12시간으로 조절하였다.
실험동물을 5:1로 혼합한 zolletil과 rompun을 이용하여 마취 후 심마취기에 이르면 복부 절개하여 난소를 제거하고 절개부는 봉합하였다. 수술 후 3일간 모든 군에게 일반 식이를 공급하며 상처를 회복시켰다.
수술 후 3일간 모든 군에게 일반 식이를 공급하며 상처를 회복시켰다. 또한 대조군 설정을 위하여 비난소절제군은 복막 절개 단계까지 난소절제 수술과 같은 방법으로 시행하고, 양측의 난소를 노출하였다가 절제하지 않고 복막 속으로 다시 넣어 난소절제와 같은 스트레스를 주었으며, 다시 봉합하는 모의수술(sham operation)을 시행하여 이들을 대조군으로 사용하였다.
6% 이상을 포함하고 있는 실험동물 전형 고형사료(5L79 rat용 사료, Lab Diet사)를 사용하였다. 해조 추출물이 5% 함유된 해조공진단 투여군은 estrogen 유사 활성이 가장 높은 다시마 5%가 함유된 해조공진단을 분쇄된 사료에 첨가하여 성형, 제조한 고형사료 형태로 공급하였다.
흰쥐의 혈액은 희생 전 24시간 절식시킨 후 5:1로 혼합한 zolletil과 rompun을 이용하여 마취하여 개복한 후 복대정맥에서 채취하였으며, 심장, 신장, 부신, 비장, 자궁, 폐, 간을 적출하여 주위의 지방과 물기를 제거하여 무게를 측정하였다.
채취한 혈액은 실온에서 30분 방치 후 4℃, 3,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 혈청을 분리하였다. 혈청 중의 중성지방, 총 콜레스테롤, HDL-콜레스테롤 분석은 자동 측정용 slide (FUJI FILM, Japan)를 이용하여 Dry chemistry analyzer 3500i (FUJI, Japan)로 측정하였다.
갈조류인 다시마, 미역, 곰피 에탄올 추출물의 에스트로겐 유사활성을 측정한 결과, 모든 농도에서 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성을 나타내지 않았다. 따라서, 에스트로겐 유사활성이 가장 높게 나타난 다시마 열수 추출물을 공진단 제조의 원료로 첨가하는 방법으로 해조공진단을 제조하여, 갱년기를 인위적으로 유도한 실험 동물에 투여한 후 갱년기에 나타나는 혈소판 응집 및 혈중 지질 조성 변화를 검토하였다.
난소 절제로 인해 estrogen이 결핍되어 혈청 중 지질 함량이 증가한 상태에서 해조 공진단 첨가 사료의 섭취로 인한 혈소판 응집 억제효과를 검토하기 위해 washed platelet를 분리하고 collagen 2 μg로 혈소판 응집을 유도하였다.
대상 데이터
본 연구진에 의해 제작된 에스트로겐 유사물질 검정용 세포주 MCF7/pDsCAT-ERE119-Ad2MLP 세포를 10% dextrancoated charcoal stripped FBS (CSF) [37]를 포함하는 Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM, BioWhittaker, USA) 배지를 이용하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다.
갈조류로부터 추출물의 제조
제주도에서 채집한 다시마(L. japonica), 미역(U. pinnatifida), 곰피(E. stolonifera) 의 건조분말시료를 파라제주에서 구입하여 각각 10배량(w/v)의 80% ethanol 혹은 3차 증류수를 첨가한 후, 80℃에서 6시간 동안 추출을 수행하였으며, 추출액을 지름 150 mm의 여과지(Advantec, Japan)를 이용하여 2회 여과한 후, rotary vacuum evaporator (R-200, Buchi, Switzerland)로 농축하여 농축된 추출액을 동결건조장치(FD8518, Ilshin BioBase, Korea)를 이용하여 동결건조 후 추출물을 얻었다. 동결건조한 추출물 100 mg을 70% ethanol 혹은 3차 증류수 1 ml에 용해한 후, 필터(0.
체중이 200-300 g인 9주령의 Sprangue-Dawley계 암컷 흰쥐를 (주)오리엔트 바이오에서 분양 받아 1주일간 환경에 적응시킨 뒤 실험에 사용되었다. 적응 후 난괴법(randomized complete block design)에 의해 군을 나누어 난소절제 수술 (ovariectomy)을 하였고 비 난소절제 대조군에게는 sham-operation을 실시하였다.
실험 식이는 기본적으로 조단백질 18% 이상, 조지방 6.7%이상, 칼슘 0.8% 이상, 인 0.6% 이상을 포함하고 있는 실험동물 전형 고형사료(5L79 rat용 사료, Lab Diet사)를 사용하였다. 해조 추출물이 5% 함유된 해조공진단 투여군은 estrogen 유사 활성이 가장 높은 다시마 5%가 함유된 해조공진단을 분쇄된 사료에 첨가하여 성형, 제조한 고형사료 형태로 공급하였다.
A)를 사용해 37℃에서 혈소판 응집을 측정하였다. 사용된 모든 용매 및 시약은 Sigma사에서 구입하였으며, 특급시약을 사용하였다.
데이터처리
에스트로겐 유사활성 측정의 사후검증은 ANOVA를 사용하여 유의수준 p<0.001 수준으로 검증하였으며, 동물실험의 사후 검증은 Tukey HSD test를 사용하여 유의수준 p<0.05 수준으로 검증하였다.
본 실험에 대한 모든 실험의 결과는 mean±SD 치로 나타내었고, 통계적 유의성은 SPSS version 17.0 통계 프로그램을 이용하여 상호비교 하였다.
성능/효과
실험동물을 5:1로 혼합한 zolletil과 rompun을 이용하여 마취 후 심마취기에 이르면 복부 절개하여 난소를 제거하고 절개부는 봉합하였다. 수술 후 3일간 모든 군에게 일반 식이를 공급하며 상처를 회복시켰다. 또한 대조군 설정을 위하여 비난소절제군은 복막 절개 단계까지 난소절제 수술과 같은 방법으로 시행하고, 양측의 난소를 노출하였다가 절제하지 않고 복막 속으로 다시 넣어 난소절제와 같은 스트레스를 주었으며, 다시 봉합하는 모의수술(sham operation)을 시행하여 이들을 대조군으로 사용하였다.
에탄올만을 처리한 음성 대조군과 비교하여 다시마 열수 추출물은 3.0배, 미역 열수 추출물은 1.5배, three mix (1:1:1)은 3.1배의에스트로겐 유사활성을 나타냈으며, 다시마 열수 추출물은 양성 대조군인 17β- estradiol의 10-7 M 농도에서의 활성보다 더높은 활성을 보였다.
공진단 및 갈조류를 80% 에탄올 혹은 3차 증류수로 80℃에서 8시간 동안 추출하고 농축시킨 후 획득한 에탄올 혹은 열수 추출물의 수율은 Table 2에 나타내었다. 그 결과, 에탄올 추출물의 경우 13~61%의 수율을 나타냈으며, 열수 추출물의 경우 10~57%의 수율을 나타내었다. 에탄올 추출물의 경우 공진단에탄올 추출물에서 61%로 가장 높은 수율의 추출물이 획득되었고, 곰피 에탄올 추출물에서 13%로 가장 낮은 수율의 추출물이 획득되었다.
그 결과, 에탄올 추출물의 경우 13~61%의 수율을 나타냈으며, 열수 추출물의 경우 10~57%의 수율을 나타내었다. 에탄올 추출물의 경우 공진단에탄올 추출물에서 61%로 가장 높은 수율의 추출물이 획득되었고, 곰피 에탄올 추출물에서 13%로 가장 낮은 수율의 추출물이 획득되었다. 열수 추출물의 경우 공진단 열수 추출물에서 57%로 가장 높은 수율이 획득되었고, 다시마 열수 추출물에서 10%로 가장 낮은 수율 추출물이 획득되었다.
에탄올 추출물의 경우 공진단에탄올 추출물에서 61%로 가장 높은 수율의 추출물이 획득되었고, 곰피 에탄올 추출물에서 13%로 가장 낮은 수율의 추출물이 획득되었다. 열수 추출물의 경우 공진단 열수 추출물에서 57%로 가장 높은 수율이 획득되었고, 다시마 열수 추출물에서 10%로 가장 낮은 수율 추출물이 획득되었다.
1에 나타내었다. 공진단 추출물에 대한 에스트로겐 유사활성을 측정한 결과, 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성이 나타나지 않았다. 한편, 갈조류 추출물에 대하여 에스트로겐 유사활성을 측정한 결과, 곰피 열수 추출물은 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성이 나타나지 않았으나, 다시마 및 미역 열수 추출물의 경우, 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성을 나타내었다.
공진단 추출물에 대한 에스트로겐 유사활성을 측정한 결과, 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성이 나타나지 않았다. 한편, 갈조류 추출물에 대하여 에스트로겐 유사활성을 측정한 결과, 곰피 열수 추출물은 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성이 나타나지 않았으나, 다시마 및 미역 열수 추출물의 경우, 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성을 나타내었다. 한편, 이들 세 추출물을 1:1:1 (w:w:w)로 혼합한 혼합물인 Three mixture (1:1:1)도 500 μg/ml의 농도에서 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성이 나타났으나, 이러한 결과는 주로 다시마 열수 추출물의 높은 에스트로겐 유사활성에 기인한 것으로 판단되었다.
1배의에스트로겐 유사활성을 나타냈으며, 다시마 열수 추출물은 양성 대조군인 17β- estradiol의 10-7 M 농도에서의 활성보다 더높은 활성을 보였다. 갈조류인 다시마, 미역, 곰피 에탄올 추출물의 에스트로겐 유사활성을 측정한 결과, 모든 농도에서 통계적으로 유의한 에스트로겐 유사활성을 나타내지 않았다. 따라서, 에스트로겐 유사활성이 가장 높게 나타난 다시마 열수 추출물을 공진단 제조의 원료로 첨가하는 방법으로 해조공진단을 제조하여, 갱년기를 인위적으로 유도한 실험 동물에 투여한 후 갱년기에 나타나는 혈소판 응집 및 혈중 지질 조성 변화를 검토하였다.
한편 난소절제군에서의 체중 증가는 여러 연구 결과[32, 33, 39, 40]가 보고되었고, Gale와 Sclafani는 난소절제는 식이 섭취량과 식이효율을 증가시켜 거식증(hyperphagia)과 비만을 야기한다고 보고[14]하고 있으며, 이 등[28]은 난소절제한 쥐들의 체중과 체지방 무게의 증가를 보고하였다. 본 연구에서도 난소를 절제 후 해조공진단 첨가 식이를 투여한 군 또한 SHAM 군에 비해 통계적 유의성은 나타나지 않았으나 최종 체중량이 증가하였으며, 난소절제 대조군과 비교하여 비슷한 수준을 나타내었다. 따라서 난소절제 시에는 여성호르몬의 부족으로 체내 지방조직이 증가하게 되나, 해조공진단이 체중 감소에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.
해조공진단을 첨가한 사료를 섭취시킨 흰쥐의 혈청 중 총 콜레스테롤, 중성지방, HDL-콜레스테롤에 미치는 영향을 검토한 결과는 Table 5와 같다. 총 콜레스테롤 함량의 경우, 난소를 절제하여 인위적인 갱년기를 유도한 OVX-CON군은 SHAM군에 비해 증가하였으며, OVX-GJD군은 OVX-CON군과 비교하여 감소하는 경향은 나타났지만 통계적인 유의성은 나타나지 않았다. 혈청 중 중성지방 함량의 경우 SHAM군에 비해 OVX-CON군이 난소 절제로 인해 중성지방 함량이 증가하였다.
혈청 중 중성지방 함량의 경우 SHAM군에 비해 OVX-CON군이 난소 절제로 인해 중성지방 함량이 증가하였다. 해조공진단을 첨가한 사료를 섭취시킨 OVX- GJD 군의 경우, OVX-CON군과 비교하여 중성지방 함량이 유의적으로 감소하는 결과가 나타났다. 혈청 중 HDL-콜레스테롤 농도는 난소를 절제한 OVX-CON군에 비해 SHAM군이 증가하였으며, 해조공진단을 첨가한 사료 섭취군은 OVX-CON군에 비해 다소 증가하는 경향을 나타내었다.
해조공진단을 첨가한 사료를 섭취시킨 OVX- GJD 군의 경우, OVX-CON군과 비교하여 중성지방 함량이 유의적으로 감소하는 결과가 나타났다. 혈청 중 HDL-콜레스테롤 농도는 난소를 절제한 OVX-CON군에 비해 SHAM군이 증가하였으며, 해조공진단을 첨가한 사료 섭취군은 OVX-CON군에 비해 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 Anderson 등[1]이 연구한 대두 단백질 섭취가 고콜레스테롤 혈증 환자의 혈중 총 콜레스테롤 및 중성지방 농도를 감소시켰다는 효과와 유사한 것으로 해조공진단은 심혈관 질환의 예방 소재로써 활용 가능할 것으로 판단된다.
난소 절제로 인해 estrogen이 결핍되어 혈청 중 지질 함량이 증가한 상태에서 해조 공진단 첨가 사료의 섭취로 인한 혈소판 응집 억제효과를 검토하기 위해 washed platelet를 분리하고 collagen 2 μg로 혈소판 응집을 유도하였다. 그 결과, 해조공진단 첨가 사료를 섭취한 군에서 OVX-CON군에 비해 혈소판 응집을 억제하는 효과를 나타냈다(Table 6). Amplitude (%)는 각 실험동물의 혈액에서 정제된 혈소판만을 분리하여 응집유도제를 첨가하였을 때 일어나는 최대 응집 정도를 나타내는 것으로 난소절제 한 OVX-CON군에 비해 해조공진단 첨가 사료를 투여한 OVX-GJD군에서 감소하는 결과가 나타났다.
그 결과, 해조공진단 첨가 사료를 섭취한 군에서 OVX-CON군에 비해 혈소판 응집을 억제하는 효과를 나타냈다(Table 6). Amplitude (%)는 각 실험동물의 혈액에서 정제된 혈소판만을 분리하여 응집유도제를 첨가하였을 때 일어나는 최대 응집 정도를 나타내는 것으로 난소절제 한 OVX-CON군에 비해 해조공진단 첨가 사료를 투여한 OVX-GJD군에서 감소하는 결과가 나타났다. Slop (Ω/min)은 응집 유도제인 콜라겐을 첨가한 직후부터 1분 동안의 응집곡선의 기울기를 말하며 응집의 진행과 함께 혈소판이 platinum electrodes에 부착됨으로써 발생하는 전기저항의 크기를 혈소판 응집치로 나타낸 것이다.
Slop (Ω/min)은 응집 유도제인 콜라겐을 첨가한 직후부터 1분 동안의 응집곡선의 기울기를 말하며 응집의 진행과 함께 혈소판이 platinum electrodes에 부착됨으로써 발생하는 전기저항의 크기를 혈소판 응집치로 나타낸 것이다. 난소절제를 한 OVX-CON군이 난소를 절제하지 않은 SHAM군과 비교하여 slop이 증가하여 혈소판 응집이 촉진되었으나 해조공진단 첨가 사료를 투여한 OVX-GJD군에서는 OVX-CON군에 비해 감소하여 혈소판 응집이 억제되었다. 이상의 실험결과 해조공진단은 에스트로겐 유사활성을 나타내고 있으며, 난소절제로 갱년기를 유도한 실험 동물에게 이를 섭취시킨 결과 혈중 지질 개선 및 혈소판 응집 저해 효과가 나타나 갱년기 증상 완화에 활용 될 수 있는 소재로 기대된다.
후속연구
질병 치료, 예방 및 건강증진 등 생리활성을 지닌 기능성 물질의 탐색은 식품․의약품 시장에서 높은 성장가능성을 기대하는 산업분야로 떠오르고 있으며, 특히 천연물 유래 기능성 물질은 화학 합성품에 비해 각종 질병에 효과적인 경우가 많고 낮은 독성과 부작용에 대한 인식으로 소비자들에게 높은 선호도를 보이고 있다[27]. 해조류 유래 estrogen 대체효과에 대한 연구는 다양하게 이루어지고 있으나[19, 23, 36, 43], 앞으로도 지속적인 연구가 필요하다.
혈청 중 HDL-콜레스테롤 농도는 난소를 절제한 OVX-CON군에 비해 SHAM군이 증가하였으며, 해조공진단을 첨가한 사료 섭취군은 OVX-CON군에 비해 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 Anderson 등[1]이 연구한 대두 단백질 섭취가 고콜레스테롤 혈증 환자의 혈중 총 콜레스테롤 및 중성지방 농도를 감소시켰다는 효과와 유사한 것으로 해조공진단은 심혈관 질환의 예방 소재로써 활용 가능할 것으로 판단된다.
난소절제를 한 OVX-CON군이 난소를 절제하지 않은 SHAM군과 비교하여 slop이 증가하여 혈소판 응집이 촉진되었으나 해조공진단 첨가 사료를 투여한 OVX-GJD군에서는 OVX-CON군에 비해 감소하여 혈소판 응집이 억제되었다. 이상의 실험결과 해조공진단은 에스트로겐 유사활성을 나타내고 있으며, 난소절제로 갱년기를 유도한 실험 동물에게 이를 섭취시킨 결과 혈중 지질 개선 및 혈소판 응집 저해 효과가 나타나 갱년기 증상 완화에 활용 될 수 있는 소재로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
폐경기 여성의 주된 사망원인은 무엇이라고 대두되는가?
여성은 49-51세 전후로 폐경과 함께 갱년기가 시작되어 신체조직의 노화[23]와 더불어 난소의 기능이 저하되고 estrogen의 분비가 체내 요구량에 미치지 못하게 되어 이로 인해 갖가지 신체변화가 일어나게 된다[6]. 이러한 에스트로겐 결핍현상으로 인하여 홍조와 발한, 심계항진에 따르는 수면 장애, 골다공증, 성욕 감퇴, 배뇨장애 등의 증상을 보이며[20], 그 중 골다공증과 심혈관 질환은 폐경기 여성의 주된 사망원인으로 대두되고 있다[19]. 특히 폐경 약 2년 전부터 estrogen 감소로 인하여 혈중 저밀도 지질단백 콜레스테롤(LDL-cholesterol)이 증가하여 허혈성 심장질환의 발생빈도가 증가하게 된다[24].
여성이 갱년기에 접어들어 estrogen 결핍으로 겪는 신체 변화는 무엇인가?
여성은 49-51세 전후로 폐경과 함께 갱년기가 시작되어 신체조직의 노화[23]와 더불어 난소의 기능이 저하되고 estrogen의 분비가 체내 요구량에 미치지 못하게 되어 이로 인해 갖가지 신체변화가 일어나게 된다[6]. 이러한 에스트로겐 결핍현상으로 인하여 홍조와 발한, 심계항진에 따르는 수면 장애, 골다공증, 성욕 감퇴, 배뇨장애 등의 증상을 보이며[20], 그 중 골다공증과 심혈관 질환은 폐경기 여성의 주된 사망원인으로 대두되고 있다[19]. 특히 폐경 약 2년 전부터 estrogen 감소로 인하여 혈중 저밀도 지질단백 콜레스테롤(LDL-cholesterol)이 증가하여 허혈성 심장질환의 발생빈도가 증가하게 된다[24].
각종 갱년기 증상들을 예방할 수 있는 방법은 무엇이 있고 이에 따른 부작용은 무엇이 있는가?
특히 폐경 약 2년 전부터 estrogen 감소로 인하여 혈중 저밀도 지질단백 콜레스테롤(LDL-cholesterol)이 증가하여 허혈성 심장질환의 발생빈도가 증가하게 된다[24]. 이처럼 갱년기에 나타나는 홍조, 발한, 심혈관계 질환, 골다공증의 예방에 효과가 있다고 보고된 바 있는 합성 estrogen을 함유하는 호르몬 보충요법(hormone replacement therapy, HRT)이 이용되고 있으나[4], 이의 부작용으로 유방암의 발병 위험이 증가될수 있다는 보고[38]가 있으며 치료 전과 비교하여 치료 후에 혈중의 중성지방 상승으로 심혈관계 질환의 발병을 증가시킨다는 연구[31] 등으로 호르몬 보충요법의 위험성에 대한 인식이 깊어지고 있다. 또한, 폐경으로 인한 에스트로겐 부족현상이 지단백의 형태변화를 가져오고, 이는 폐경과 지질대사 관계에 있어서 폐경이나 난소 절제 시 나타나는 estrogen감소에 의해 HDL-cholesterol (high density lipoprotein cholesterol) 및 apolipoprotein A-Ⅰ의 감소와 LDL-cholesterol (low density lipoprotein cholesterol)의 증가를 초래하여 심혈관계질환 발병률이 증가한다[13].
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