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문제 정의
- 산수유의 주성분은 triterpene 계열인 saponin, ursolic acid, stearic acid, linolenic acid, palmitic acid, oleic acid, morroniside, loganin, valine, tyrosine 등이 알려져 있으며15), 생리활성으로 항알러지16), 간 보호17), 항당뇨18), 항염증19) 등의 효과가 보고되었다. 본 연구에서는 streptozotocin(STZ)의 저용량 반복투여에 의해 인슐린 의존형 당뇨병이 유발된 흰쥐에서 하소약물로 사용되는 지골피와 산수유의 물 추출물을 투여한 후 혈청 내 혈액마커의 변화 및 하소약물의 표적장부인 신장과 간 외 폐에 미치는 영향을 조사하여 유의한 결과를 얻었기에 이에 보고하는 바 이다.
- 현재 당뇨병 치료를 위해 여러 합성의약품들이 사용되고 있지만, 치료의 한계와 부작용으로 인하여 이와 유사한 효능을 가지면서도 안전하고 효과적으로 혈당을 조절할 수 있는 천연소재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다22). 본 연구에서는 한방임상에서 하소약물로 알려진 지골피와 산수유의 물 추출물을 제조하여 당뇨병에 대한 효과를 확인하였다. 즉 STZ 유발 당뇨 흰쥐모델을 제작하고 지골피와 산수유의 물추출물을 4주 동안 300 ㎎/㎏ 용량으로 경구 투여하였으며 실험기간 동안 체중과 신장 무게의 변화와 혈청 내 포도당(glucose), 총콜레스테롤(total cholesterols), 중성지방(triglyceride), 혈액요소질소(BUN), 크레아티닌(creatinine) 등의 혈액마커 분석 및 신장, 간, 폐 조직의 구조적 변화를 조사하였다.
제안 방법
- 당뇨 유발 2주째와 4주째 동물을 희생시키고 신장, 간 및 폐 조직을 각각 적출한 후 4% paraformaldehyde 용액에 하루 동안 고정하고 10~30% sucrose 용액으로 가라앉히고 자동조직과정 처리기를 이용하여 탈수, 투명, 침투화 하였다. 이를 파라핀으로 포매한 후 조직절편기(microtome)를 이용하여 4~6 µm 두께로 박절하여 연속절편을 제작하였다.
- 1 M citrate buffer를 복강 내 주사하였다. 당뇨병 유발을 확인하기 위해 STZ 마지막 투여 72시간 경과 후 12시간 동안 절식시키고 꼬리정맥으로부터 혈액을 수입하여 혈당측정검사지(Accu-Check, Roche Diagnostics GmbH, Germany)를 이용해 혈당(blood glucose)을 측정하였다. 이때 혈당수치가 200 mg/dL가 넘는 동물을 당뇨병이 유발된 것으로 보고 선별하여 실험에 사용하였다.
- 한편 한의학에서 하소 약물은 인체 내 어느 장부에 주로 작용하는가에 대한 귀경(歸經)으로써 간(肝)과 신장(腎)으로 보고 있다. 따라서 하소약물로써 응용되는 지골피의 귀경은 폐간신경이고 산수유의 귀경은 간신경이므로 이 두 약물의 귀경의 역할을 평가하기 위한 방법으로 장부에 작용하는 효능측적으로서 간과 신장 및 폐조직에서의 구조적 변화를 관찰하였다. 신장조직에서는 지골피와 산수유 추출물 모두 2주부터 당뇨에 따른 신장조직 손상이 억제되는 것을 확인하였다.
- 실험기간 동안 매일 체중을 측정하였고 투여 0일째 체중을 초기(initial) 체중으로, 28일째 체중을 마지막(final) 체중으로 하였다. 또한 day 29에 모든 동물을 희생시키고 신장을 적출하여 무게를 측정하였다. 혈액의 수집은 매주 1회에 최소 12시간 이상 절식시킨 후 꼬리정맥으로부터 수집하였으며, day 29에 모든 동물을 희생시키고 심장천자를 통해 혈액을 수집하였다.
- 5 ㎖의 생리식염수를 구강대(oral zonde needle)를 이용하여 경구 투여 하였으며, 당뇨병 대조군은 STZ 투여로 당뇨병을 유발시킨 후 생리식염수를 경구 투여 하였다. 또한 실험군은 STZ로 당뇨병이 유발된 흰쥐에 지골피와 산수유 물 추출물을 각 300 ㎎/㎏ (bw) 용량으로 day 0부터 day 28까지 매일 1회 정해진 시간에 경구 투여하였다.
- 혈청 내 총콜레스테롤(total cholesterol, TC)과 중성지방(triglyceride, TG)의 농도는 각각의 효소시약 측정용 키트(에이치비아이(주), 안양, 한국)를 사용하여 각각 546 nm와 500 nm에서 흡광도를 측정하였다. 또한 혈액요소질소(blood urea creatinine, BUN)의 농도는 BUN 측정용 키트(HiSens BUN, 에이치비아이(주))를 이용하여 340 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 크레아틴(creatine)의 농도를 크레아틴 측정용 키트(HiSens CREA, 에이치비아이(주))를 사용하여 505 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 본 연구에서는 하소약물로써 지골피와 산수유의 물추출물을 제조하고 STZ-유발 당뇨흰쥐에서의 효과를 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 실험군은 각 그룹간의 혈당수치의 평균값을 맞추어 정상군은 체중 100 g 당 0.5 ㎖의 생리식염수를 구강대(oral zonde needle)를 이용하여 경구 투여 하였으며, 당뇨병 대조군은 STZ 투여로 당뇨병을 유발시킨 후 생리식염수를 경구 투여 하였다. 또한 실험군은 STZ로 당뇨병이 유발된 흰쥐에 지골피와 산수유 물 추출물을 각 300 ㎎/㎏ (bw) 용량으로 day 0부터 day 28까지 매일 1회 정해진 시간에 경구 투여하였다.
- 실험기간 동안 매일 체중을 측정하였고 투여 0일째 체중을 초기(initial) 체중으로, 28일째 체중을 마지막(final) 체중으로 하였다. 또한 day 29에 모든 동물을 희생시키고 신장을 적출하여 무게를 측정하였다.
- 실험기간동안 일반 고형사료(삼양사료주식회사, 서울, 한국)와 물을 자유 섭취시켰으며, 실내온도 22±2 °C, 습도 55±5 %, 명암 12시간(Day light 06:00~18:00)을 주기로 실험종료 시까지 일정한 사육조건을 유지시켰다.
- 이후 hematoxylin & eosin(H&E) 염색을 위해서 xylene으로 조직 외부에 포매된 파라핀을 제거한 후 함수하고 hematoxylin 용액으로 3~6분간 염색하였다. 이를 다시 0.1~1% HCl이 포함된 75% 알코올로 수세한 후 eosin 용액으로 2~3분 염색하였으며 95~100% 알코올로 탈수, 투명과정을 시행한 후 permount 봉입제로 봉입(mounting)하여 광학현미경으로 조직의 형태적 변화를 관찰하였다.
- 이를 파라핀으로 포매한 후 조직절편기(microtome)를 이용하여 4~6 µm 두께로 박절하여 연속절편을 제작하였다.
- 인슐린 의존형 당뇨병을 유발하기 위해 streptozotocin(STZ)을 0.01 M citrate buffer(pH 4.5)로 적정한 다음 30 ㎎/㎏ body weight(bw)의 용량으로 체중 100 g당 0.1 ㎖을 매일 1회씩 5일간 복강 내 주사 하였으며, 정상군은 동일한 양의 0.1 M citrate buffer를 복강 내 주사하였다. 당뇨병 유발을 확인하기 위해 STZ 마지막 투여 72시간 경과 후 12시간 동안 절식시키고 꼬리정맥으로부터 혈액을 수입하여 혈당측정검사지(Accu-Check, Roche Diagnostics GmbH, Germany)를 이용해 혈당(blood glucose)을 측정하였다.
- 본 연구에서는 한방임상에서 하소약물로 알려진 지골피와 산수유의 물 추출물을 제조하여 당뇨병에 대한 효과를 확인하였다. 즉 STZ 유발 당뇨 흰쥐모델을 제작하고 지골피와 산수유의 물추출물을 4주 동안 300 ㎎/㎏ 용량으로 경구 투여하였으며 실험기간 동안 체중과 신장 무게의 변화와 혈청 내 포도당(glucose), 총콜레스테롤(total cholesterols), 중성지방(triglyceride), 혈액요소질소(BUN), 크레아티닌(creatinine) 등의 혈액마커 분석 및 신장, 간, 폐 조직의 구조적 변화를 조사하였다.
- 지골피와 산수유 각각 200 g에 정제수 2 L를 가하여 열탕 추출기에서 3시간 가열하여 얻은 추출물을 여과지(Whatman NO. 1)로 여과한 후 회전식 감압농축기로 감압 농축하여 동결 건조함으로써 물추출물을 제조하였다. 이때 수득율은 지골피와 산수유가 각 19 %, 66 %였으며, 시험약물은 냉장보관하면서 실험 전 생리식염수에 희석하여 사용하였다.
- 지골피와 산수유 추출물의 당뇨병 흰쥐에서 간 조직의 구조적 손상에 대한 효과를 확인하기 위해 2주와 4주 째 신장조직을 적출하여 H&E 염색을 수행하였다(Fig. 2).
- 지골피와 산수유 추출물의 당뇨병 흰쥐에서 신장조직의 구조적 손상에 대한 효과를 확인하기 위해 2주와 4주 째 신장조직을 적출하여 H&E 염색을 수행하였다(Fig. 1).
- 지골피와 산수유 추출물의 당뇨병 흰쥐에서 폐 조직의 구조적 손상에 대한 효과를 확인하기 위해 2주와 4주 째 신장조직을 적출하여 H&E 염색을 수행하였다(Fig. 3).
- 지골피와 산수유 추출물의 당뇨병 흰쥐에서의 혈액 내 성분 변화를 조사하기 위해 혈청 내 총 콜레스테롤(total cholesterols, TC), 중성지방(triglyceride, TG), 혈액요소질소(BUN) 및 크레아틴 등의 혈액마커의 양을 측정하였다(Table 3). 그 결과, 혈청 내 TC의 양은 정상군(normal)이 101±12 ㎎/㎗, 당뇨병 대조군(STZ-Con)이 138±2 ㎎/㎗로 당뇨병 유발 후 증가하였으며, 당뇨병 흰쥐에 지골피 추출물(LRC)과 산수유 추출물(CF)을 투여한 군에서는 각각 81±18 ㎎/㎗와 110±13 ㎎/㎗로 대조군에 비해 감소하는 것으로 나타났다.
- 혈액의 수집은 매주 1회에 최소 12시간 이상 절식시킨 후 꼬리정맥으로부터 수집하였으며, day 29에 모든 동물을 희생시키고 심장천자를 통해 혈액을 수집하였다.
- 혈청 내 총콜레스테롤(total cholesterol, TC)과 중성지방(triglyceride, TG)의 농도는 각각의 효소시약 측정용 키트(에이치비아이(주), 안양, 한국)를 사용하여 각각 546 nm와 500 nm에서 흡광도를 측정하였다. 또한 혈액요소질소(blood urea creatinine, BUN)의 농도는 BUN 측정용 키트(HiSens BUN, 에이치비아이(주))를 이용하여 340 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 크레아틴(creatine)의 농도를 크레아틴 측정용 키트(HiSens CREA, 에이치비아이(주))를 사용하여 505 nm에서 흡광도를 측정하였다.
대상 데이터
- 실험동물은 Sprague-Dawley계 6주령 수컷 흰쥐(rat; 180-190 g)를 (주)오리엔트바이오(경기도, 한국)로부터 분양받아 1주일 순화시킨 후 실험에 사용하였다. 실험기간동안 일반 고형사료(삼양사료주식회사, 서울, 한국)와 물을 자유 섭취시켰으며, 실내온도 22±2 °C, 습도 55±5 %, 명암 12시간(Day light 06:00~18:00)을 주기로 실험종료 시까지 일정한 사육조건을 유지시켰다.
- 당뇨병 유발을 확인하기 위해 STZ 마지막 투여 72시간 경과 후 12시간 동안 절식시키고 꼬리정맥으로부터 혈액을 수입하여 혈당측정검사지(Accu-Check, Roche Diagnostics GmbH, Germany)를 이용해 혈당(blood glucose)을 측정하였다. 이때 혈당수치가 200 mg/dL가 넘는 동물을 당뇨병이 유발된 것으로 보고 선별하여 실험에 사용하였다.
- 지골피와 산수유는 (주)광명당제약(울산, 한국)으로부터 표준약재를 구입하여 동국대학교 한의과대학 본초학교실에서 감별한 후 정선하여 시료로 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험 결과는 GraphPadprism 5 program(GraphPad Software, La Jolla, CA, USA)을 이용하여 각 실험군의 평균과 표준오차(mean±SE)를 계산하고, p<0.05 수준에서 Student t-test를 사용하여 각 실험군 간의 유의성을 검증하였다.
성능/효과
- 1. 지골피와 산수유 추출물은 STZ-유발 당뇨병 흰쥐에서 체중감소, 신장무게감소, 섭식량과 음수량의 증가에 억제효과를 나타내지 않았다.
- 2. 지골피 추출물은 산수유 추출물에 비해 효과적으로 STZ-유발 당뇨흰쥐에서 혈청 내 포도당과 중성지방 및 총콜레스테롤 양을 유의적으로 감소시켰다.
- 3. 지골피와 산수유 추출물은 모두 STZ-유발 당뇨흰쥐에서 BUN과 크레아티닌 분비를 다소 감소시켰으나 유의적이지 않았다.
- 4. 지골피와 산수유 추출물은 모두 STZ-유발 당뇨흰쥐의 신장, 간, 폐 조직의 손상을 억제하였다.
- 결론적으로 지골피와 산수유 추출물은 STZ에 의해 당뇨가 유발된 흰쥐에서 고혈당 증상을 억제하고 혈청 내 총콜레스테롤과 중성지방 수치 증가를 유의적으로 감소시키며, BUN과 크레아티닌의 증가를 다소 감소시킴으로써 신장 조직 뿐 아니라 간과 폐 조직의 구조적 손상을 막음으로써 당뇨병 개선효과가 있는 것으로 보아진다. 또한 이러한 결과를 통해 지골피와 산수유는 한의학적으로 하소약물로써 귀경에 해당하는 간과 신장에서 주로 작용하고 있음을 의미하며 향후 하소에 해당한다고 볼 수 있는 현대 약리에서의 말기 당뇨병이나 당뇨합병증의 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 2). 그 결과, 정상군(normal)의 간조직은 중심정맥 주변부와 문맥주변부의 간세포에서 세포질이나 세포핵 및 동양모세혈관 등에 병리학적인 소견을 나타내지 않았으며, 간세포의 배열도 매우 규칙적이었다. 그러나 당뇨유발(STZ-con)에 의해 간세포의 세포질, 세포핵 및 동양모세혈관 등에 형태적인 손상을 나타내었으며, 간세포의 배열이 불규칙적으로 관찰되었다.
- 1). 그 결과, 정상군(normal)의 신장조직은 정상적인 피질 부위 사구체와 세뇨관의 형태가 잘 관찰되었으며, 당뇨병 유발(STZ-Con)에 의해 사구체에서 세포외기질 비후, 세뇨관 섬유화 및 형태적 손상이 관찰되었다. 또한 당뇨 유발군에 지골피(LRC)와 산수유(CF) 추출물을 투여하였을 때 당뇨 대조군에 비해 신장조직의 병리적 변화가 감소하는 것으로 관찰되었으며 특히 지골피 투여군에서는 정상군의 신장조직에서의 형태와 유사하게 관찰되었다.
- 그 결과, 혈청 내 TC의 양은 정상군(normal)이 101±12 ㎎/㎗, 당뇨병 대조군(STZ-Con)이 138±2 ㎎/㎗로 당뇨병 유발 후 증가하였으며, 당뇨병 흰쥐에 지골피 추출물(LRC)과 산수유 추출물(CF)을 투여한 군에서는 각각 81±18 ㎎/㎗와 110±13 ㎎/㎗로 대조군에 비해 감소하는 것으로 나타났다.
- 그 결과, 정상군(normal)의 폐 조직은 조직세포의 규칙적인 배열로 세 기관지 및 폐포의 내강이 관찰되었으며, 호산구, 호중구, 단핵구 등의 염증세포의 침윤은 관찰되지 않은 반면, 당뇨병 대조군에서는 세기관지 주변 및 혈관 주변에 염증세포의 심한 침윤과 세기관지 및 폐포의 이상형태 및 협착이 관찰되었다.
- 지골피와 산수유 추출물의 당뇨병 흰쥐에서의 체중과 신장 무게의 변화에 대한 효과를 확인한 결과, 초기(initial) 체중은 정상군(normal)에서 200±4 g, 당뇨병 대조군(STZ-cont)에서 204±4 g, 지골피(LRC)와 산수유(CF)를 300 ㎎/㎏ 투여한 군에서는 각각 207±3 g, 206±3 g으로 모두 유사하게 나타났다. 그러나 4주 후 마지막(final) 체중을 측정한 결과, 정상군을 제외한 대조군과 약물 투여군에서 현저한 체중 감소가 나타났으며(Table 1), 지골피와 산수유의 투여는 대조군과 유사하게 체중이 감소함으로써 체중변화에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
- 그러나 지골피 투여군(LRC)과 산수유 투여군(CF)에서는 혈당 수치가 당뇨 대조군에 비해 1주째부터 감소하기 시작하였으며 3주까지 감소하였고 특히 2주째 대조군에 비해 지골피 투여군이 408±40 mg/dl, 산수유 투여군이 340±51 mg/dl로 혈당 변화에서 가장 유의적인 감소를 나타내었다.
- 0 g으로 정상군에 비해 대조군과 약물 투여군에서 높은 비율을 나타내었다. 그러나 지골피 투여군(LRC)에서 신장조직 무게와 체중의 비율이 다소 감소하였으며, 산수유 투여군(CF)에서는 대조군에 비해 신장 조직 무게 변화에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
- 또한 섭식량(food intake)과 음수량(water intake)의 변화를 측정한 결과, 당뇨병 대조군은 정상군 보다 섭식량과 음수량의 증가가 나타났으며, 지골피와 산수유 투여군에서도 정상군에 비해 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 지골피 투여군에서 대조군에 비해 섭식량과 음수량의 감소가 관찰되었으며, 산수유 투여군에서는 대조군에 비해 섭식량과 음수량의 변화가 관찰되지 않았다.
- 본 연구에서도 STZ에 의한 당뇨의 유발은 체중의 현저한 감소와 함께 섭식량(다식)과 음수량(다음)의 증가, 신장무게 감소 등의 생리적 변화를 유발하였다. 그러나 지골피와 산수유 추출물의 투여는 모두 당뇨에 따른 생리적 변화의 개선에 영향을 주지 못하는 것으로 나타났다.
- 따라서 본 연구에서 지골피와 산수유 추출물 투여에 의한 폐 조직 손상에 대한 억제 효과를 확인한 결과, STZ에 의해 당뇨가 유발된 흰쥐의 폐 조직에서 나타나는 세기관지와 혈관 주변에 다량의 염증세포 침윤과 폐포의 형태적 이상과 협착 등의 병리적 변화가 이들 추출물 투여 후 개선되는 것을 확인하였다.
- 그러나 당뇨유발(STZ-con)에 의해 간세포의 세포질, 세포핵 및 동양모세혈관 등에 형태적인 손상을 나타내었으며, 간세포의 배열이 불규칙적으로 관찰되었다. 또한 당뇨 유발군에 지골피(LRC)와 산수유(CF) 추출물을 투여하였을 때 당뇨 대조군에 비해 간조직의 병리적 변화가 감소하는 것으로 관찰되었으며 특히 지골피 투여군에서는 정상군의 간조직에서의 형태와 유사하게 관찰되었다.
- 그 결과, 정상군(normal)의 신장조직은 정상적인 피질 부위 사구체와 세뇨관의 형태가 잘 관찰되었으며, 당뇨병 유발(STZ-Con)에 의해 사구체에서 세포외기질 비후, 세뇨관 섬유화 및 형태적 손상이 관찰되었다. 또한 당뇨 유발군에 지골피(LRC)와 산수유(CF) 추출물을 투여하였을 때 당뇨 대조군에 비해 신장조직의 병리적 변화가 감소하는 것으로 관찰되었으며 특히 지골피 투여군에서는 정상군의 신장조직에서의 형태와 유사하게 관찰되었다.
- 그 결과, 정상군(normal)의 폐 조직은 조직세포의 규칙적인 배열로 세 기관지 및 폐포의 내강이 관찰되었으며, 호산구, 호중구, 단핵구 등의 염증세포의 침윤은 관찰되지 않은 반면, 당뇨병 대조군에서는 세기관지 주변 및 혈관 주변에 염증세포의 심한 침윤과 세기관지 및 폐포의 이상형태 및 협착이 관찰되었다. 또한 당뇨 유발군에 지골피(LRC)와 산수유(CF) 추출물을 투여하였을 때 당뇨대조군에 비해 폐의 조직학적 변화가 감소함으로써 정상군과 유사하게 나타났다.
- 또한 섭식량(food intake)과 음수량(water intake)의 변화를 측정한 결과, 당뇨병 대조군은 정상군 보다 섭식량과 음수량의 증가가 나타났으며, 지골피와 산수유 투여군에서도 정상군에 비해 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 지골피 투여군에서 대조군에 비해 섭식량과 음수량의 감소가 관찰되었으며, 산수유 투여군에서는 대조군에 비해 섭식량과 음수량의 변화가 관찰되지 않았다.
- 그러나 지골피 투여군(LRC)과 산수유 투여군(CF)에서는 혈당 수치가 당뇨 대조군에 비해 1주째부터 감소하기 시작하였으며 3주까지 감소하였고 특히 2주째 대조군에 비해 지골피 투여군이 408±40 mg/dl, 산수유 투여군이 340±51 mg/dl로 혈당 변화에서 가장 유의적인 감소를 나타내었다. 또한 지골피 투여군이 산수유 투여군 보다 효과적으로 혈당 감소 효과를 나타내었다.
- 한편 신장의 기능적 마커인 혈액요소질소(BUN)과 크레아티닌(creatinine)의 변화를 측정한 결과 BUN은 정상군에 비해 당뇨 유발군에서 증가하였으며 지골피와 산수유 추출물 투여에 의해 미미한 감소를 나타내었다. 또한 크레아티닌의 경우도 정상군에 비해 당뇨 유발군에서 증가하였으며 두 추출물 모두 미미한 감소효과를 나타내었다.
- . 본 연구에서 STZ 투여에 의한 당뇨의 유발은 혈청 내 BUN과 크레아티닌의 증가를 유도하였으며, 지골피와 산수유 추출물의 투여는 이들의 증가를 약하게 감소시키는 것으로 나타났고 신장의 조직학적 손상 또한 억제시켜주는 것으로 나타났다. 이는 지골피와 산수유 추출물이 당뇨병에 따른 신장조직의 가역적 손상을 지연시키거나 막아줄 수 있음을 의미하는 것으로써 향후 당뇨합병증으로써 당뇨병성 신장질환에서의 효능연구가 추가되면 좋을 것으로 사료된다.
- 또한 증가된 중성지방은 콜레스테롤 전달을 증가시켜서 결국에는 동맥경화와 같은 위험한 당뇨합병증을 유발시킨다고 알려져 있다25). 본 연구에서 지골피 추출물은 당뇨 유발 흰쥐에서 혈액 내 중성지방과 총콜레스테롤의 수치를 유의적으로 감소시킴으로써 지방수치 조절에 효과가 있는 것으로 나타났다. 그러나 지골피의 지질이상 조절에 따른 당뇨병 개선효과를 판단하기 위해서는 향후 LDL-콜레스테롤이나 HDL-콜레스테롤과 같은 이상지질혈증 마커 변화에 대한 분석도 추가되어야 할 것으로 사료된다.
- 이런 이유에서 당뇨의 증상으로 다음(多飮), 다식(多食), 다뇨(多尿)의 현상이 나타나게 된다24). 본 연구에서도 STZ에 의한 당뇨의 유발은 체중의 현저한 감소와 함께 섭식량(다식)과 음수량(다음)의 증가, 신장무게 감소 등의 생리적 변화를 유발하였다. 그러나 지골피와 산수유 추출물의 투여는 모두 당뇨에 따른 생리적 변화의 개선에 영향을 주지 못하는 것으로 나타났다.
- 따라서 하소약물로써 응용되는 지골피의 귀경은 폐간신경이고 산수유의 귀경은 간신경이므로 이 두 약물의 귀경의 역할을 평가하기 위한 방법으로 장부에 작용하는 효능측적으로서 간과 신장 및 폐조직에서의 구조적 변화를 관찰하였다. 신장조직에서는 지골피와 산수유 추출물 모두 2주부터 당뇨에 따른 신장조직 손상이 억제되는 것을 확인하였다. 간조직에서도 역시 지골피와 산수유 추출물 모두 당뇨에 따른 간조직 손상이 억제되어 정상군과 유사하게 관찰되었다.
- 이상의 결과로 볼 때 지골피와 산수유 추출물은 STZ에 의해 당뇨가 유발된 흰쥐에서 고혈당 증상을 억제하고 혈청 내 총콜레스테롤과 중성지방 수치 증가를 유의적으로 감소시키며, BUN과 크레아티닌의 증가를 다소 감소시킴으로써 신장조직 뿐 아니라 간과 폐 조직의 구조적 손상을 막음으로써 당뇨병 개선효과가 있는 것으로 보여진다.
- 지골피와 산수유 추출물의 당뇨병 흰쥐에서의 공복 시 혈당변화를 측정한 결과, 정상군(normal)은 초기에서 마지막날까지 86.6±4.2 ㎎/㎗에서 88±2.2 mg/dl 사이로 정상 혈당을 유지하였으나, 당뇨병 대조군(STZ-cont)에서는 정상군에 비해 1주째 부터 423±30 mg/dl으로 현저히 증가하기 시작하여 4주에는 473±4 mg/dl로 고혈당 상태를 나타내었다(Table 2).
- 지골피와 산수유 추출물의 당뇨병 흰쥐에서의 체중과 신장 무게의 변화에 대한 효과를 확인한 결과, 초기(initial) 체중은 정상군(normal)에서 200±4 g, 당뇨병 대조군(STZ-cont)에서 204±4 g, 지골피(LRC)와 산수유(CF)를 300 ㎎/㎏ 투여한 군에서는 각각 207±3 g, 206±3 g으로 모두 유사하게 나타났다.
- 7±5 ㎎/㎗, 당뇨병 대조군이 239±20 ㎎/㎗로 TC와 마찬가지로 당뇨병 유발 후 혈청 내 TG의 양이 증가하였으며, 지골피 추출물(LRC)을 투여한 후 102±6 mg/dl, 산수유 추출물(CF)을 투여한 후 199±18 mg/dl로 당뇨 대조군에 비해 감소하였다. 특히 산수유 추출물에서 보다 지골피 추출물을 투여하였을 때 당뇨 대조군에 비해 유의적인 TG의 감소를 나타내는 것으로 나타났다.
- 그 결과, 혈청 내 TC의 양은 정상군(normal)이 101±12 ㎎/㎗, 당뇨병 대조군(STZ-Con)이 138±2 ㎎/㎗로 당뇨병 유발 후 증가하였으며, 당뇨병 흰쥐에 지골피 추출물(LRC)과 산수유 추출물(CF)을 투여한 군에서는 각각 81±18 ㎎/㎗와 110±13 ㎎/㎗로 대조군에 비해 감소하는 것으로 나타났다. 특히 지골피 투여군 보다 산수유 추출물 투여군에서 당뇨 대조군에 비해 유의적인 감소효과가 있는 것으로 나타났다.
- 한편 신장의 기능적 마커인 혈액요소질소(BUN)과 크레아티닌(creatinine)의 변화를 측정한 결과 BUN은 정상군에 비해 당뇨 유발군에서 증가하였으며 지골피와 산수유 추출물 투여에 의해 미미한 감소를 나타내었다. 또한 크레아티닌의 경우도 정상군에 비해 당뇨 유발군에서 증가하였으며 두 추출물 모두 미미한 감소효과를 나타내었다.
- 한편, 신장조직 무게와 체중 비율의 변화를 측정한 결과 정상군이 6.07±0.39 g, 당뇨병 대조군이 13.1±1.1 g, 지골피 투여군이 11.9±0.1 g, 산수유 투여군이 13.5±1.0 g으로 정상군에 비해 대조군과 약물 투여군에서 높은 비율을 나타내었다.
후속연구
- 이는 지골피와 산수유 추출물이 폐 조직의 구조적 변화를 억제함으로써 당뇨병에 의한 폐 조직 손상과 폐 질환으로의 이행을 억제해 줄 수 있음을 의미한다. 그러나 당뇨병과 폐 조직 간 상호 연관성에 대해서는 아직 완전히 이해되지 않았으며이에 대한 추가 분석이 필요할 것으로 사료된다.
- 본 연구에서 지골피 추출물은 당뇨 유발 흰쥐에서 혈액 내 중성지방과 총콜레스테롤의 수치를 유의적으로 감소시킴으로써 지방수치 조절에 효과가 있는 것으로 나타났다. 그러나 지골피의 지질이상 조절에 따른 당뇨병 개선효과를 판단하기 위해서는 향후 LDL-콜레스테롤이나 HDL-콜레스테롤과 같은 이상지질혈증 마커 변화에 대한 분석도 추가되어야 할 것으로 사료된다.
- 결론적으로 지골피와 산수유 추출물은 STZ에 의해 당뇨가 유발된 흰쥐에서 고혈당 증상을 억제하고 혈청 내 총콜레스테롤과 중성지방 수치 증가를 유의적으로 감소시키며, BUN과 크레아티닌의 증가를 다소 감소시킴으로써 신장 조직 뿐 아니라 간과 폐 조직의 구조적 손상을 막음으로써 당뇨병 개선효과가 있는 것으로 보아진다. 또한 이러한 결과를 통해 지골피와 산수유는 한의학적으로 하소약물로써 귀경에 해당하는 간과 신장에서 주로 작용하고 있음을 의미하며 향후 하소에 해당한다고 볼 수 있는 현대 약리에서의 말기 당뇨병이나 당뇨합병증의 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 본 연구에서 STZ 투여에 의한 당뇨의 유발은 혈청 내 BUN과 크레아티닌의 증가를 유도하였으며, 지골피와 산수유 추출물의 투여는 이들의 증가를 약하게 감소시키는 것으로 나타났고 신장의 조직학적 손상 또한 억제시켜주는 것으로 나타났다. 이는 지골피와 산수유 추출물이 당뇨병에 따른 신장조직의 가역적 손상을 지연시키거나 막아줄 수 있음을 의미하는 것으로써 향후 당뇨합병증으로써 당뇨병성 신장질환에서의 효능연구가 추가되면 좋을 것으로 사료된다.
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