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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 잘 알려지지 않은 생맥산과 평위산의 위장관 운동성 증진과 위장관 염증 및 당뇨병에서 생기는 위장관 운동성 질환의 개선에 관한 유의한 효과를 얻었기에 이를 보고하는 바이다.
제안 방법
- 위장관 기능 장애 생쥐를 만들기 위해서 위에서 언급한대로 acetic acid에 의한 복막 자극 유발 생쥐 및 STZ에 의한 당뇨 생쥐 모델에서 생맥산 및 평위산의 위장관 운동성기능 회복 효능을 알아보았다. Acetic acid에 의한 복막 자극은 ITR 측정 시 주사부위의 염증소견으로 확인하였고, 당뇨 유도는 STZ 투여 두 달 후, 공복 후 8시간 후에 꼬리 정맥을 통해서 채혈 후 one-touch blood glucose monitoring system (Johnson and Johnson, New Brunswick, NJ, USA)을 이용하여 혈당을 측정하였다. 혈당 수치가 16 mmol/L 이상인 경우만 실험에 이용하였다.
- ICR 생쥐(5주령)를 이용하여 당뇨병을 유발하기 위해서 STZ(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 0.1 mol/L ice-cold citrate 용액(pH 4.0)에 녹인 후 200 mg/kg의 농도로 복막 안으로 주사하였다. 표준(control) 생쥐에는 같은 양의 0.
- 정상 ICR 생쥐에 생맥산 및 평위산을 위내 투여(intragastric administration) 후 30분이 지나 Evans blue을 구위관 (orogastric tube)을 이용하여 위내 투여하였다. 다시 30분이 지난 후 생쥐 장에서 Evans blue가 유문(pylorus)에서 장까지 이동한 거리를 측정하였다. 전체 장 거리에서 Evans blue가 이동한 거리의 비율로 ITR을 결정하였다.
- 위장관 기능 장애 생쥐를 만들기 위해서 위에서 언급한대로 acetic acid에 의한 복막 자극 유발 생쥐 및 STZ에 의한 당뇨 생쥐 모델에서 생맥산 및 평위산의 위장관 운동성기능 회복 효능을 알아보았다. Acetic acid에 의한 복막 자극은 ITR 측정 시 주사부위의 염증소견으로 확인하였고, 당뇨 유도는 STZ 투여 두 달 후, 공복 후 8시간 후에 꼬리 정맥을 통해서 채혈 후 one-touch blood glucose monitoring system (Johnson and Johnson, New Brunswick, NJ, USA)을 이용하여 혈당을 측정하였다.
- 다시 30분이 지난 후 생쥐 장에서 Evans blue가 유문(pylorus)에서 장까지 이동한 거리를 측정하였다. 전체 장 거리에서 Evans blue가 이동한 거리의 비율로 ITR을 결정하였다. 같은 날 정상 생쥐와 위장관 운동 질환 생쥐를 모두 실험하였고, 다른 한약제와의 위장관 운동능 비교를 위해서 지실(Poncirus trifoliata Raf.
- 생맥산 및 평위산에 의한 장 이동능력은 Evans blue solution (5%)에 의한 장 이동거리(distance)로 측정하였다. 정상 ICR 생쥐에 생맥산 및 평위산을 위내 투여(intragastric administration) 후 30분이 지나 Evans blue을 구위관 (orogastric tube)을 이용하여 위내 투여하였다. 다시 30분이 지난 후 생쥐 장에서 Evans blue가 유문(pylorus)에서 장까지 이동한 거리를 측정하였다.
대상 데이터
- 8주령의 Institute of Cancer Research (ICR) 수컷 마우스(25∼30 g)를 (주)샘타코 바이오 코리아(Samtako Bio Korea Co. Ltd., Osan, Korea)에서 구입하여, 1주간 실험실 환경에 적응하도록 한 후 사용하였다.
- 전체 장 거리에서 Evans blue가 이동한 거리의 비율로 ITR을 결정하였다. 같은 날 정상 생쥐와 위장관 운동 질환 생쥐를 모두 실험하였고, 다른 한약제와의 위장관 운동능 비교를 위해서 지실(Poncirus trifoliata Raf., PF)을 사용하였다14). 지실은 대한민국에서 가장 널리 이용되는 한약재로 강력한 위장관 운동 촉진제로 알려지고 있으며 다양한 위장관 운동 질환 치료에 이용되고 있다22,23).
- 생맥산은 맥문동, 인삼, 오미자로 이루어져 있으며(성인 1회 용량; Table 1), 평위산은 창출, 진피, 후박, 감초, 대추, 생강으로 이루어져 있다(성인 1회 용량; Table 2). 생맥산과 평위산은 아이월드 제약회사(I-WORLD Pharm., Anyang, Korea; http://i-pharm.koreasme.com)에서 기증받아 사용하였다. 증류수에 0.
- 실험기간 동안 온도는 22°C±2°C, 습도 53%±2%, 환기 횟수 13∼15 times/h, 그리고 조명에 12시간의 명암(점등: 06:00, 소등:18:00) 주기가 있는 실험실 환경에서 고형사료(Samtako Bio Korea Co. Ltd.)와 물을 자유롭게 공급받았다.
데이터처리
- 대조군과 실험군 사이의 통계적 유의성 검정은 Student’s t-test를 사용하였으며 유의수준 P＜0.05를 사용하였다.
이론/모형
- 생맥산 및 평위산에 의한 장 이동능력은 Evans blue solution (5%)에 의한 장 이동거리(distance)로 측정하였다. 정상 ICR 생쥐에 생맥산 및 평위산을 위내 투여(intragastric administration) 후 30분이 지나 Evans blue을 구위관 (orogastric tube)을 이용하여 위내 투여하였다.
성능/효과
- Acetic acid에 의한 복막 자극 유발 생쥐에서 ITR의 감소를 나타냈고 (27.4%±5.4%), 이 생쥐에 생맥산 및 평위산을 위내 투여시 ITR이 회복하는 현상을 보였다.
- Acetic acid에 의한 복막 자극 유발 생쥐와 STZ에 의한 당뇨 생쥐 모델 두 경우 모두 PF (1 g/kg)에 의해서도 생맥산 및 평위산과 비슷하게 ITR을 보였다(acetic acid인 경우는 55.8%±1.3%, STZ인 경우는 63.8%±2.3%, P＜0.01; Fig. 2, 3).
- , 이번 연구에서는 위장관 운동성 개선 효과가 있음을 알 수 있었다(in vivo). 따라서 생맥산과 평위산 모두 카할간질세포의 활성을 통한 위장관 운동 개선 효과가 있음을 알 수 있다. 이번 연구 결과를 바탕으로 생맥산과 평위산이 다양한 위장관 운동성 질환 및 당뇨병에 의한 소화기능 이상으로 고생하는 많은 환자들에게 실질적으로 도움이 되어 삶의 질 향상에 도움이 되기 바란다.
- 또한 STZ에 의한 당뇨 생쥐 모델에서 ITR 의 감소를 나타냈고(48.2%±2.4%), 이 생쥐에 생맥산 및 평위산을 위내 투여 시 ITR이 회복하는 현상을 보였다.
- 본 연구는 생맥산과 평위산이 정상 생쥐 및 위장관 운동성 질환 생쥐에서 위장관 운동성을 증가시키는 기능이 있음을 확인한 연구로 생맥산과 평위산이 강력한 위장관 운동 촉진제(prokinetic activity)로서 사용 가능함을 보여주고 있다. 전통 한방 제제가 다양한 소화기 질환 치료제 및 보조 제로서 많이 사용하고 있지만, 위장관 운동성 개선에 관한 효능은 잘 알려져 있지 않다.
- 1B). 생맥산 및 평위산 모두 농도가 증가할수록 ITR이 증가하는 현상을 보였다. 다른 한약재와의 효능 비교를 위해 위장관 운동성 연구에 많이 사용되는 PF (1 g/kg)를 투여해보니 평균 ITR이 68.
- 생맥산과 평위산 모두 카할간질세포의 활성을 증가시키고(in vitro)20,21), 이번 연구에서는 위장관 운동성 개선 효과가 있음을 알 수 있었다(in vivo). 따라서 생맥산과 평위산 모두 카할간질세포의 활성을 통한 위장관 운동 개선 효과가 있음을 알 수 있다.
후속연구
- 제2형 당뇨병을 나타내는 생쥐 (db/db 생쥐)에서도 위장관 전체에서 카할간질세포의 수가 감소됨이 보고되고 있다38). 따라서 본 연구에서 STZ에 의한 당뇨 유발 생쥐에서 생맥산과 평위산의 위장관 운동성 개선 기능은 카할간질세포의 활성을 조절함으로써 나타나는 결과로 생각되며 앞으로 당뇨병 환자들에 대한 위장관 운동성 개선 치료제 및 보조제 개발에 좋은 예가 될 것으로 생각된다.
- 카할간질세포의 흥분성 조절은 세포막에 있는 비선택성 양이온 통로인 일과성 수용체 잠재 이온채널 멜라스타틴 7 아류형(transient receptor potential ion channel subtype 7)과 세포 내 칼슘에 의해 조절되는 염소이온채널(Cl channel)에 의한 것임이 밝혀졌다33,34). 따라서 앞으로 생맥산 및 평위산에 의한 이러한 이온통로의 조절 및 기전에 관한 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 따라서 생맥산과 평위산 모두 카할간질세포의 활성을 통한 위장관 운동 개선 효과가 있음을 알 수 있다. 이번 연구 결과를 바탕으로 생맥산과 평위산이 다양한 위장관 운동성 질환 및 당뇨병에 의한 소화기능 이상으로 고생하는 많은 환자들에게 실질적으로 도움이 되어 삶의 질 향상에 도움이 되기 바란다. 앞으로 위장관 운동성 조절 효능을 지니는 기능성 소재의 발굴은 사회적으로 매우 필요하며, 그 경제적, 사회적 가치 또한 매우 크다고 할 수 있다.
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