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문제 정의
- 능소화과인 Tabebuia avellanedae인 타히보는 중앙아메리카와 남아메리카의 아열대 우림지역에서 서식하며 이들은 민간 약제로 사용되어 왔다. 본 연구는 타히보 추출물의 라디칼 소거활성에 기초한 항산화 활성과 운동능력 향상 효과에 대한 활성을 검토하였다. 타히보로부터 얻은 두 추출물 타히보 열수 추출물(TAW)과 타히보 80% 에탄올 추출물(TAE)의 운동능력 향상 효과와 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량과 항산화 활성을 평가하였다.
- 본 연구에서 타히보의 항산화 능력이 운동능력 향상을 가져올 수 있다는 점에 착안하여 마우스의 한계유영운동능력을 측정하였다.
제안 방법
- 동물 구입 후 7일간의 적응기간을 거쳐 후 마우스용 유영수조를 이용하여 8 L/min의 운동 강도에서 2번의 한계유영운동시간을 측정한 후 평균 한계유영운동시간이 동일하도록 3그룹으로 8마리씩 배분하여 군 분리를 시행하였다. 15일간 시료(1 g/kg body weight/day)를 투여한 후 한계유영운동시간을 측정하였다.
- 7% Na2CO3를 10 mL 넣고 총량이 25 mL가 되도록 증류수를 첨가한 후 23°C에서 90분간 방치하고 750 nm에서 분광광도계(Optizen-pop, Mecasys, Daejeon, Korea)를 이용하여 흡광도를 측정하였다.
- 각 추출물을 각 용매에 녹인 후 30 μg/mL, 60 μg/mL의 추출물을 시료로 제조하였다.
- 각 추출물을 각 용매에 녹인 후 30 μg/mL와 60 μg/mL의 추출물을 시료로 제조하였다.
- 7% Na2CO3를 10 mL 넣고 총량이 25 mL가 되도록 증류수를 첨가한 후 23°C에서 90분간 방치하고 750 nm에서 분광광도계(Optizen-pop, Mecasys, Daejeon, Korea)를 이용하여 흡광도를 측정하였다. 각 추출물의 phenolic compound 함량은 표준물질인 gallic acid로 작성된 표준곡선식을 이용하여 계산하였고 3회 반복 실험한 후 그 평균값을 mg GAE/g으로 제시하였다.
- 동물 구입 후 7일간의 적응기간을 거쳐 후 마우스용 유영수조를 이용하여 8 L/min의 운동 강도에서 2번의 한계유영운동시간을 측정한 후 평균 한계유영운동시간이 동일하도록 3그룹으로 8마리씩 배분하여 군 분리를 시행하였다. 15일간 시료(1 g/kg body weight/day)를 투여한 후 한계유영운동시간을 측정하였다.
- 8배 증가하였다. 두 추출물의 항산화 활성은 라디칼 소거활성(DPPH와 ABTS)으로 평가하였다. 동일 농도에서 TAE는 TAW와 비교하여 라디칼 소거활성이 높게 났고 TAE의 총 폴리페놀 함량이 항산화 활성과 연관되어 있는 것으로 나타났으며, 이는 운동으로 인한 산화스트레스를 방어함으로써 마우스의 운동능력 향상 효과를 나타낸 것으로 사료된다.
- 또한 타히보 분말을 2 L 둥근 플라스크에 50 g 넣고, 중량의 20배(w/v)의 80% 에탄올을 넣고 75°C에서 2시간 동안 환류 추출한 후 추출한 용액은 Whatman No. 6 여과지(Whatman)를 사용하여 감압여과하고, 회전 진공농축기로 회전 농축한 후 동결건조 하여 에탄올 추출물(TAE)을 얻었다.
- 시료 10 μL에 ABTs 반응용액 390 μL를 첨가하여 vortex로 10초간 진탕하고 734 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 양성대조군은 5 μg/mL의 Vit C를 취하여 분석하였다.
- 추출물 내의 페놀성 화합물들이 Folin-Ciocalteu's reagent 내의 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색으로 발색하는 것을 원리로 분석하였다(7).
- 추출물에 대한 운동능력 효과를 측정하기 위해 마우스는 몸무게와 수영시간을 유의적인 차이가 없게 그룹화하고, 추출물들을 15일 경구 투여한 후 한계유영시간을 측정하였다. 대조군(23.
- 본 연구는 타히보 추출물의 라디칼 소거활성에 기초한 항산화 활성과 운동능력 향상 효과에 대한 활성을 검토하였다. 타히보로부터 얻은 두 추출물 타히보 열수 추출물(TAW)과 타히보 80% 에탄올 추출물(TAE)의 운동능력 향상 효과와 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량과 항산화 활성을 평가하였다. 운동능력 향상 효과는 TAW가 대조군 대비 2.
- 한계유영운동 직후 꼬리 정맥혈을 테스트 스트립(ARKRAY, Kyoto, Japan)을 사용하여 젖산을 측정하였다.
대상 데이터
- 4주령의 ICR 웅성마우스(20±0.3 g) 24마리를 구입하여 사용하였다.
- ex Griseb로 제조된 타히보(Native Ind. Farm. Ltd., São Paulo, Brasil)를 구입하여 사용하였다.
- 동물은 polycarbonate cage(폭 26 cm, 기류속도 13∼18 cm/sec, 환기횟수 10∼20 회/hr, 기압차 2∼10 mmHg, 명암 cycle 07:00 점등∼19:00 소등, 조도 150∼300 Lux)에서 실험동물용 사료인 AIN-76A와 물을 자유 섭식시키면서 사육하였다.
데이터처리
- The asterisk above a result indicates a statistically significant difference compared to the Control by Student's t-test (P<0.05).
- The sharp above a result indicates a statistically significant difference compared to the Control by Student's t-test (P<0.1).
- 동물실험 결과는 Student's t-test로 검정하였고, 항산화 실험에서는 각 시료별 농도에 따른 차이는 ANOVA-test를 한 후 각 통계적 유의성을 P<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test에 의해 검정하였다.
- 본 실험 결과는 동물실험 결과는 평균±표준오차로 항산화 실험 결과는 평균±표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- Flavonoid 함량은 Zhishen 등(8)의 비색법을 이용하여 측정하였다. 추출물 1 mL에 4 mL의 증류수를 첨가하고 5% NaNO2 0.
- Total polyphenol은 Folin-Ciocalteu's 비색법을 이용하여 측정하였다.
성능/효과
- 30 μg/mL와 60 μg/mL의 농도에 따라 TAW는 51.8±2.6%와 79.4±3.1%의 ABTS 라디칼 소거활성을 나타내었고, TAE는 64.3±0.8%와 90.8±0.7%의 ABTS 라디칼 소거활성을 나타내었다.
- 7%의 ABTS 라디칼 소거활성을 나타내었다. 각 추출물은 농도 증가에 따라 ABTS 라디칼 소거활성이 증가되었으며, 각 추출물의 동일농도에서 TAE는 TAW와 비교하여 통계적으로 유의하게 높은 활성을 나타내었다. Lee 등(21)이 제시한 복분자 열수 및 80% 에탄올 추출물, Kim 등(25)이 제시한 생강 80% 에탄올 추출물과 비교하여 각 타히보 추출물은 높은 ABTS 라디칼 소거활성을 나타내었다.
- 8%의 DPPH 라디칼 소거활성을 나타내었다. 각 추출물은 농도의 증가에 따라 DPPH 라디칼 소거활성이 증가되었으며, 각 추출물의 동일농도에서 TAE는 TAW와 비교하여 통계적으로 유의하게 높은 활성을 나타내었다. 폴리페놀의 hydroxyl group은 DPPH와 반응하기 쉬운 입체구조를 갖는 것으로 알려져 있다(26).
- 각 타히보 추출물의 수율은 TAW는 13%, TAE는 9.5%로 나타났다. 선행연구에서 타히보의 열수 추출물은 3.
- 대조군(23.2±4.4분)에 비해 TAW군(45.6±6.9분, P<0.05)과 TAE군(41.1±7.9분, P<0.1) 모두 수영시간이 증가했으며 특히 TAW군은 통계적으로 유의하게 증가하였다(Fig. 1).
- 두 추출물의 항산화 활성은 라디칼 소거활성(DPPH와 ABTS)으로 평가하였다. 동일 농도에서 TAE는 TAW와 비교하여 라디칼 소거활성이 높게 났고 TAE의 총 폴리페놀 함량이 항산화 활성과 연관되어 있는 것으로 나타났으며, 이는 운동으로 인한 산화스트레스를 방어함으로써 마우스의 운동능력 향상 효과를 나타낸 것으로 사료된다.
- 식물성 식품 중 폴리페놀의 phenol hydroxyl기는 자유라디칼과 함께 resonance stabilized phenoxyl radical을 형성하여 직접적으로 자유라디칼을 소거하거나 항산화 효소와 함께 연속적인 couple reaction들을 통해 간접적으로 자유라디칼을 제거하는 항산화 생리활성 기능성을 나타내는 것으로 알려져 있다(20). 동일한 실험방법에 따라 분석된 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 비교하였을 때 Lee 등(21)이 제시한 항산화 활성을 갖은 복분자 열수 및 80% 에탄올 추출물과 비교하여 높은 함량을 나타내었고, Jang 등(22)의 산삼, 산양삼, 인삼 80% 에탄올 추출물, Kang 등(23)의 고추 90% 에탄올 추출물, Kim 등(24)의 마늘 80% 에탄올 추출물 및 파 80% 에탄올 추출물, Kim 등(25)이 보고한 산국대 열수 추출물과 비교하여 각 타히보 추출물은 높은 총 폴리페놀 함량을 나타내었다. 따라서 타히보 열수 및 80% 에탄올 추출물의 섭취는 폴리페놀이 갖는 항산화 활성을 나타낼 것으로 판단된다.
- 폴리페놀의 hydroxyl group은 DPPH와 반응하기 쉬운 입체구조를 갖는 것으로 알려져 있다(26). 따라서 타히보 80% 에탄올 추출물 내의 폴리페놀들이 타히보 열수 추출물보다 상대적으로 높은 DPPH 라디칼 소거활성에 기여하였을 것으로 판단된다.
- 동일한 실험방법에 따라 분석된 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 비교하였을 때 Lee 등(21)이 제시한 항산화 활성을 갖은 복분자 열수 및 80% 에탄올 추출물과 비교하여 높은 함량을 나타내었고, Jang 등(22)의 산삼, 산양삼, 인삼 80% 에탄올 추출물, Kang 등(23)의 고추 90% 에탄올 추출물, Kim 등(24)의 마늘 80% 에탄올 추출물 및 파 80% 에탄올 추출물, Kim 등(25)이 보고한 산국대 열수 추출물과 비교하여 각 타히보 추출물은 높은 총 폴리페놀 함량을 나타내었다. 따라서 타히보 열수 및 80% 에탄올 추출물의 섭취는 폴리페놀이 갖는 항산화 활성을 나타낼 것으로 판단된다.
- 5 mg GAE/g으로 나타났다. 본 연구에서 타히보 80% 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량은 선행 보고된 95% 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량보다 상대적으로 높은 값을 나타내었다(18). 플라보노이드는 담황색 등의 노란색을 띠는 화합물로 항균･항암･항바이러스･항알레르기 및 항염증 활성을 나타내며 독성은 거의 없는 것으로 알려져 있다(19).
- 5%(14), 70% 에탄올 추출물은 13%(15), 90% 에탄올 추출물은 18% (16)로 수율이 보고된 바 있다. 열수 추출물은 선행연구와 비교하여 더 높은 수율을 나타냈으나 에탄올 추출물은 상대적으로 낮은 수율을 나타내었다. 선행연구와의 수율 차이는 두 추출물 모두 추출시간의 차이에 의한 것으로 나타났다.
- 운동 후 TAW군 (5.5±0.3 mmol/L)과 TAE군(5.0±0.4 mmol/L)은 대조군(7.2±0.4 mmol/L)에 비해 젖산의 수준이 유의적으로 낮게 나타났으며, 이는 추출물의 운동능력을 향상시키는 데 중요한 인자로 작용된 것으로 사료된다(Fig. 2).
- 타히보로부터 얻은 두 추출물 타히보 열수 추출물(TAW)과 타히보 80% 에탄올 추출물(TAE)의 운동능력 향상 효과와 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량과 항산화 활성을 평가하였다. 운동능력 향상 효과는 TAW가 대조군 대비 2.0배, TAE는 1.8배 증가하였다. 두 추출물의 항산화 활성은 라디칼 소거활성(DPPH와 ABTS)으로 평가하였다.
- 7 mg CE/g으로 나타났다. 타히보 열수 및 80% 에탄올 추출물의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 TAE가 상대적으로 높게 나타났다(Table 1). 식물성 식품 중 폴리페놀의 phenol hydroxyl기는 자유라디칼과 함께 resonance stabilized phenoxyl radical을 형성하여 직접적으로 자유라디칼을 소거하거나 항산화 효소와 함께 연속적인 couple reaction들을 통해 간접적으로 자유라디칼을 제거하는 항산화 생리활성 기능성을 나타내는 것으로 알려져 있다(20).
- 타히보 추출물들의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과 TAW는 93.3±1.6 mg GAE/g, TAE는 115.7±1.5 mg GAE/g으로 나타났다.
- 타히보 추출물들의 플라보노이드 함량을 측정한 결과 TAW가 77.3±1.3 mg CE/g, TAE가 95.9±1.7 mg CE/g으로 나타났다.
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