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문제 정의
- 본 연구진은 알코올을 투여한 쥐에서 나타나는 정신행동학적 변화에 대하여 월계수, 자리, 백년초 추출물 각각의 효과를 알아본 바 있다. 선행 연구결과에 의하면 월계수, 자리, 백년초는 모두 알코올 투여에 의한 정신행동학적 변화들을 완화시키고 혈중 알코올 농도를 낮추는 작용을 보여주었다.
- 이번 연구에서는 알코올 투여에 의해 나타나는 정신행동학적 변화들을 가장 잘 완화시킬 수 있는 최적의 천연물 조합을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 자리, 백년초, 월계수 추출물을 여러가지 비율로 혼합한 후 에탄올을 투여한 흰쥐에게 경구투여 하고 행동변화 및 혈중 에탄올 농도에 미치는 영향을 알아 보았다.
제안 방법
- 7주령 SD 랫드를 준비하여 1주일간 안정화시킨 후에 시험 목적에 맞게 대조군(생리식염수 투여)과 시험물질투여군(천연물 혼합물 A, B, C, D군)으로 분류하여 천연물 혼합물을 경구투여하고 30분 후에 에탄올(25% w/v) 4 g/kg을 경구 투여한 후 1, 2, 4 및 8시간 후에 하기의 실험들을 시행하였다. 실험기간 동안 실험동물들은 항온(22±2℃), 항습(55±5%), 200~300 LUX 12시간/1일 조명, 40 dB 이하 소음, 적정한 식이와 음수 조건 및 기타 스트레스 자극이 없는 환경에서 사육되었다.
- 가속 회전봉 시험 − 10~30 rpm으로 가속하는 회전판(Scitech Korea Inc.)에 5분간 실험동물을 올려놓은 후 처음 떨어지기까지 걸리는 시간과 떨어지는 횟수를 측정함으로써 진정, 운동기능 실조, 운동집중력과 운동 지속능의 평가에 활용하였다.
- 개방장 시험 − 동물 행동 관찰 장치인 EthoVision system (Noldus IT b.v., Netherlands)과 프로그램세트를 활용하여, 열린 행동관찰 상자(47×47×42 cm)에서 자유롭게 움직이는 실험동물의 5분간 움직인 거리와 활동 시간을 측정하여 운동기능 실조, 진정, 흥분 등의 평가에 활용하였다.
- 냉욕 수영능 시험 − 동물이 차가운 물속에서 견디는 능력을 시험하는 것으로서 운동 유지능, 체온 조절능력 등의 평가에 활용 되는데, 숙취 시 체온 조절능의 감퇴로 냉수(8±2℃)에서 수영지속능이 감소하므로 실험동물을 10분간 냉욕조에 넣어 수영을 포기할 때까지의 시간을 측정하였다.
- 에탄올 투여 후 1시간, 2시간, 4시간, 8시간에 심장에서 전혈을 채취 후 혈중 에탄올 및 아세트알데히드 분석에 사용하였다. 에탄올과 아세트알데히드 농도는 Headspace coupled Gas Chromatography/mass spectrometry(HS-GC/MS)로 측정하였다.
- 에탄올 투여 후 1시간, 2시간, 4시간, 8시간에 심장에서 전혈을 채취 후 혈중 에탄올 및 아세트알데히드 분석에 사용하였다. 에탄올과 아세트알데히드 농도는 Headspace coupled Gas Chromatography/mass spectrometry(HS-GC/MS)로 측정하였다. 20)
- 이번 연구에서는 알코올 투여에 의해 나타나는 정신행동학적 변화들을 가장 잘 완화시킬 수 있는 최적의 천연물 조합을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 자리, 백년초, 월계수 추출물을 여러가지 비율로 혼합한 후 에탄올을 투여한 흰쥐에게 경구투여 하고 행동변화 및 혈중 에탄올 농도에 미치는 영향을 알아 보았다.
- Louis, MO)에서 구입하였으며 그 외의 시약들도 특급 제품들을 구입하여 사용하였다. 자리는 열매를 짜서 액상으로 하여 농축한 다음 분말건조 하였다. 백년초는 액상으로 한 후 농축한 것을 사용하였다.
- 정신 운동 기능의 항진과 저하, 진정, 흥분, 불안, 우울, 회피 정도를 알아보기 위해 일반 운동 활성을 측정하였다. 5분간 전체 움직인 거리(cm)와 움직인 시간(sec)을 측정한 결과 에탄올 투여군에서 일반 운동 활성이 음성대조군에 비하여 모든 시간에서 현저히(p<0.
- 천연물 혼합물을 에탄올 투여 30분 전에 경구투여하고 혈중 에탄올 및 아세트알데히드 농도에 미치는 영향을 알아보았다. 혈중 에탄올 농도는 에탄올 대조군에 비하여 혼합물 투여군에서 전반적으로 감소하는 경향을 보였다(Table I).
- 철봉 시험 − 평형 철사(길이 148 cm, 높이 55 cm)에 동물을 올려놓은 후 처음 떨어지기까지 걸리는 시간과 2분간 떨어지는 횟수를 측정함으로써 운동기능 실조, 진정, 운동집중력 등의 평가에 활용하였다.
대상 데이터
- 건조한 월계수 잎은 분쇄 후 100배의 물을 가하고 25℃에서 8시간 동안 냉침추출한 후 추출액을 여과 후 감압 농축하고 분무 건조하였다. 각 추출물은 자리 : 백년초 : 월계수 비율을 A 군(100 : 100 : 100 mg/kg), B군(50 : 100 : 100 mg/kg), C군(100 :100 : 50 mg/kg), D군(100 : 200 : 100 mg/kg)으로 각각 증류수에 조제하여 준비하였다. 혼합물의 조제는 각 추출물을 50 mg/ml이되도록 증류수에 녹인 후 해당 비율대로 혼합하였으며 최종 혼합물의 투여 전에 10 ml/kg이 되도록 증류수를 가하여 희석하였다.
- 자리는 열매를 짜서 액상으로 하여 농축한 다음 분말건조 하였다. 백년초는 액상으로 한 후 농축한 것을 사용하였다. 건조한 월계수 잎은 분쇄 후 100배의 물을 가하고 25℃에서 8시간 동안 냉침추출한 후 추출액을 여과 후 감압 농축하고 분무 건조하였다.
- 아세트알데히드와 에탄올(EtOH) 표준품은 시그마(St. Louis, MO)에서 구입하였으며 그 외의 시약들도 특급 제품들을 구입하여 사용하였다. 자리는 열매를 짜서 액상으로 하여 농축한 다음 분말건조 하였다.
데이터처리
- 모든 자료는 평균값과 평균의 표준오차(standard error of mean, SEM)으로 표기하였고, 통계처리는 이원분산분석(two-way ANOVA)을 실시하였으며 사후검증(post hoc test)으로 본페로니 시험(Bonferroni test)을 사용하여 p<0.05를 기준으로 유의성을 검정하였다.
성능/효과
- 숙취로 인한 정신적 증상으로는 현기증, 인식저하, 우울감, 불안 등이 있다. 2) 숙취의 원인은 탈수, 알코올 및 알코올 대사물(아세트알데히드, 포름알데히드, 아세톤 등) 의 독성, 흡수장애에 의한 영양소(혈당, 비타민, 무기질) 결핍으로 알려져 있으며, 숙취 정도는 유전 및 환경적 요인에 따라 다르게 나타난다.4) 알코올 대사에 관여하는 효소로는 알코올 탈수 소효소(Alcohol dehydrogenase; ADH), 알데히드 탈수소효소 (Aldehyde dehydrogenase; ALDH) 및 시토크롬효소(CYP2E1) 등이 있으며 이 외에도 알코올 대사과정에서 생성되는 활성산소를 없애주는 글루타치온 S-전이효소(glutathione S-transferase, GST)도 숙취에 영향을 미친다.
- 1) 과도한 음주는 알코올성 간질환과 같은 건강상의 심각한 문제 뿐 만 아니라 오심, 구토, 현기증, 탈수, 두통, 근육통 등의 숙취증상을 동반하며 일상생활에 문제를 일으키기도 한다.2) 음주로 인한 사회경제적인 비용은 우리나라 GDP 대비 2.9% 수준 (2004년)으로 일본(GNP 대비 1.9%), 캐나다(GDP 대비 1.09%) 등과 비교해도 높은 편이다.3)
- 2) 숙취의 원인은 탈수, 알코올 및 알코올 대사물(아세트알데히드, 포름알데히드, 아세톤 등) 의 독성, 흡수장애에 의한 영양소(혈당, 비타민, 무기질) 결핍으로 알려져 있으며, 숙취 정도는 유전 및 환경적 요인에 따라 다르게 나타난다.4) 알코올 대사에 관여하는 효소로는 알코올 탈수 소효소(Alcohol dehydrogenase; ADH), 알데히드 탈수소효소 (Aldehyde dehydrogenase; ALDH) 및 시토크롬효소(CYP2E1) 등이 있으며 이 외에도 알코올 대사과정에서 생성되는 활성산소를 없애주는 글루타치온 S-전이효소(glutathione S-transferase, GST)도 숙취에 영향을 미친다.5)
- 5분간 전체 움직인 거리(cm)와 움직인 시간(sec)을 측정한 결과 에탄올 투여군에서 일반 운동 활성이 음성대조군에 비하여 모든 시간에서 현저히(p<0.01) 감소하였다(Fig. 1).
- 하지만 혼합물의 경우에는 이들을 모두 더한 D군보다 자리 50 mg, 백년초 100 mg, 월계수 100 mg을 혼합한 B군이 좋은 결과를 보여주었다. D군과 비교하면 B 군은 자리와 백년초의 투여량을 절반으로 줄인 것으로 숙취해소 작용을 나타내는데 필요한 천연물의 용량을 절감할 수 있는 가능성을 보여주었다. D군은 일반 활성 등 거의 모든 지표에서 다른 투여군에 비해 숙취 개선 효과가 낮게 나타났는데 이는 과용량 투여에 따른 반응 상쇄 또는 위해 효과의 가능성을 시사한다.
- 4). 각 측정시간별로 A군(64.6%, 8.8%, 53.8%, 68.0%), B군(64.2%, 9.0%, 48.8%, 50.4%), C군(53.4%, 58.8%, 42.5%, 63.3%)과 D군(71.5%, 85.8%, 56.9%, 94.2%)이 지속적으로 수영 지속시간을 증가시켰다. 이는 혼합물이 알코올 섭취시 저하되는 체온조절능력과 운동활성을 개선할 수 있음을 시사한다.
- 숙취 시 체온 조절능이 감퇴되어 알코올 투여군에서 수영 지속시간이 음성대조군에 비하여 유의성 있게(p<0.001) 감소함을 확인하였다.
- 3B). 에탄올 투여로 감소한 최초로 떨어지는 시간은 각 측정 시간별로 B군(12.7%, 13.0%, 20.8%, 14.7%)과 C군(23.4%, 19.4%, 22.2%, 29.4%)이에탄올 투여군에 비해 회복하는 경향을 보였다. 이는 혼합물이 에탄올 섭취시 저하되는 운동능력을 개선할 수 있음을 시사한다.
- 3A). 에탄올 투여로 증가한 떨어지는 횟수는 각 측정 시간별로 C군이 51.0%, 135.2%, 51.2%, 69.3%로 가장 많은 회복을 보였으며 A군(22.7%, 34.6%, 42.3%, 60.1%)과 B군(19.9%, 146.2%, 42.3%, 46.1%)은 비슷한 회복 경향을 나타냈다. 철봉에서 처음으로 떨어진 시간의 경우 혼합물 투여군이 에탄올 대조 군에 비하여 회복하는 경향을 보였다(Fig.
- 이상의 결과를 요약하면 천연물 추출물의 혼합물의 투여는 에탄올 투여에 따른 정신운동 변화와 혈중 에탄올 및 아세트알데히드 농도 상승을 완화시켰다. 특히 혼합물 B(자리 50 mg, 백년초 100 mg, 월계수 100 mg)가 천연물 단독 및 다른 혼합물에 비하여 더 개선된 효과를 보였다.
- 추출 물이 에탄올 투여에 의한 정신운동 변화와 혈중 알코올 및 아세트알데히드 농도 상승을 완화시킨 것과 유사하다. 천연물 추출 물을 단독으로 투여한 경우, 자리 100 mg/kg, 백년초 200 mg/kg, 월계수 100 mg/kg 투여가 정신행동 변화 및 에탄올 혈중 농도에 대한 가장 좋은 효과를 보였다. 하지만 혼합물의 경우에는 이들을 모두 더한 D군보다 자리 50 mg, 백년초 100 mg, 월계수 100 mg을 혼합한 B군이 좋은 결과를 보여주었다.
- 철봉에서의 운동 활성은 2분간 측정하였는데, 알코올 투여군이 음성대조군에 비해서 처음 떨어질 때까지 걸리는 시간(s)과 떨어지는 횟수가 유의성(p<0.001) 있게 감소하였다(Fig. 3).
- 이상의 결과를 요약하면 천연물 추출물의 혼합물의 투여는 에탄올 투여에 따른 정신운동 변화와 혈중 에탄올 및 아세트알데히드 농도 상승을 완화시켰다. 특히 혼합물 B(자리 50 mg, 백년초 100 mg, 월계수 100 mg)가 천연물 단독 및 다른 혼합물에 비하여 더 개선된 효과를 보였다. 이는 개별 추출물을 단독으로 투여했을 때보다 자리와 백년초 등 개별 용량을 절감할 수 있는가능성을 시사한 것이다.
- 천연물 추출 물을 단독으로 투여한 경우, 자리 100 mg/kg, 백년초 200 mg/kg, 월계수 100 mg/kg 투여가 정신행동 변화 및 에탄올 혈중 농도에 대한 가장 좋은 효과를 보였다. 하지만 혼합물의 경우에는 이들을 모두 더한 D군보다 자리 50 mg, 백년초 100 mg, 월계수 100 mg을 혼합한 B군이 좋은 결과를 보여주었다. D군과 비교하면 B 군은 자리와 백년초의 투여량을 절반으로 줄인 것으로 숙취해소 작용을 나타내는데 필요한 천연물의 용량을 절감할 수 있는 가능성을 보여주었다.
- 숙취를 일으키는 원인물질인 에탄올은 천연물 혼합물의 투여시 에탄올 투여 1시간에 유의성 있게 혈중 농도가 감소하였으나 아세트알데히드의 경우 에탄올 투여 8시간에 유의성 있는 감소를 나타냈다. 한편 정신운동 활성 면에서는 회전봉 시험과 철봉시험에서는 4시간 이후에 혼합물 투여에 의한 유의성 있는 회복을 나타냈다. 이는 천연물 투여에 의한 정신운동활성 개선 효과가 혈중 아세트알데히드 농도의 감소와 관련 있음을 시사한다.
- 냉수에서의 회복능력은 단독 투여 및 혼합물B 투여가 비슷한 회복능력을 보였다. 한편 혈중 에탄올 농도에 대한 영향에서는 혼합물B를 투여시 1시간에서 49.3%의 에탄올 농도 증가 억제 효과가 나타났는데 이는 개별 추출물을 단독 투여했을 때의 효과(자리 18.6%, 백년초 16.8%, 월계수 39.9%)에 비하여 개선된 것이다. 혈중 아세트알데히드 농도 감소도 8시간에 B군은 70.
- 9%)에 비하여 개선된 것이다. 혈중 아세트알데히드 농도 감소도 8시간에 B군은 70.6%였는데 혼합물 단독투여시의 효과(자리 38.3%, 백년초 1.0%)에 비하여 개선되었다.
- 혈중 아세트알데히드 농도는 에탄올 투여 8시간에 혼합물이 A군(65.8%), B군(70.6%), C군(81.8%), D군(72.7%)에서 각각 유의성(p<0.05) 있게 감소하였다(Table II).
- 0%의 회복을 보였다. 회전봉에서 떨어진 횟수는 천연물 단독 투여시 에탄올 투여 4시간에 자리 37.5%, 백년초 62.7%, 월계수 44.1%의 회복을 보였으며 혼합물B도 44.5%로 유사한 회복력을 보였으나, 철봉에서 떨어진 횟수는 4시간에 자리 35.6%, 백년초 3.3%, 월계수 17.3%에 비하여 혼합물B는 42.3%로 개선된 회복력을 보였다. 냉수에서의 회복능력은 단독 투여 및 혼합물B 투여가 비슷한 회복능력을 보였다.
후속연구
- 이는 개별 추출물을 단독으로 투여했을 때보다 자리와 백년초 등 개별 용량을 절감할 수 있는가능성을 시사한 것이다. 그러므로 향후 숙취해소를 위한 건강 식품 개발에 자리, 백년초, 월계수를 혼합한 천연물을 응용할 수있을 것으로 사료된다.
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