본 연구에서는 뉴그린(Brassica oleracea var. botytis aut italiana)의 산화방지 효과와 신경세포 보호효과 및 주요 생리활성물질을 분석하였다. 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 다른 분획물보다 총 페놀 함량(178.83 mg GAE/g of dried new green)이 높게 나타났으며, 이에 따라 아세트산에틸 분획물로 in vitro 산화방지 실험을 한 결과 상대적으로 우수한 ABTS 라디칼 소거활성과 말론다이알데하이드 생성 억제효과를 나타내었다. 신경세포에 과산화수소로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 세포 생존율을 향상시킬 뿐만 아니라 신경 세포막 손상을 보호하는 것으로 나타났다. 이러한 효과를 나타내는 뉴그린 아세트산에틸 분획물의 주요 생리활성 물질을 확인하기 위해 가스크로마토그래프질량분석을 실시한 결과 퀸산, 페룰산 및 카페산이 존재하는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과를 바탕으로, 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 우수한 산화방지 효과와 신경세포 보호효과를 나타냄에 따라, 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방할 수 있는 천연물 유래의 기능성 소재로서의 활용가치가 있다고 판단된다.
본 연구에서는 뉴그린(Brassica oleracea var. botytis aut italiana)의 산화방지 효과와 신경세포 보호효과 및 주요 생리활성물질을 분석하였다. 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 다른 분획물보다 총 페놀 함량(178.83 mg GAE/g of dried new green)이 높게 나타났으며, 이에 따라 아세트산에틸 분획물로 in vitro 산화방지 실험을 한 결과 상대적으로 우수한 ABTS 라디칼 소거활성과 말론다이알데하이드 생성 억제효과를 나타내었다. 신경세포에 과산화수소로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 세포 생존율을 향상시킬 뿐만 아니라 신경 세포막 손상을 보호하는 것으로 나타났다. 이러한 효과를 나타내는 뉴그린 아세트산에틸 분획물의 주요 생리활성 물질을 확인하기 위해 가스크로마토그래프질량분석을 실시한 결과 퀸산, 페룰산 및 카페산이 존재하는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과를 바탕으로, 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 우수한 산화방지 효과와 신경세포 보호효과를 나타냄에 따라, 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방할 수 있는 천연물 유래의 기능성 소재로서의 활용가치가 있다고 판단된다.
In vitro antioxidant activities and neuronal cell protective effects of the ethyl acetate fraction of a new green extract (Brassica oleracea var. botytis aut italiana) against $H_2O_2$-induced oxidative stress were investigated, and its industrial feasibility was evaluated. The extract sh...
In vitro antioxidant activities and neuronal cell protective effects of the ethyl acetate fraction of a new green extract (Brassica oleracea var. botytis aut italiana) against $H_2O_2$-induced oxidative stress were investigated, and its industrial feasibility was evaluated. The extract showed the highest contents of total phenolic compounds among other extracts as well as a 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) radical scavenging activity and malondialdehyde (MDA) inhibitory effect. This extract not only decreased the intracellular reactive oxygen (ROS) level but also protected the neuronal cells against $H_2O_2$-induced oxidative stress. On analysis using gas chromatograph-mass spectrometry, the following phenolic compounds were identified: quinic acid, ferulic acid, and caffeic acid. Collectively, these results suggest that this new green extract could contain functional substances that would help prevent the risk of neurodegenerative disease.
In vitro antioxidant activities and neuronal cell protective effects of the ethyl acetate fraction of a new green extract (Brassica oleracea var. botytis aut italiana) against $H_2O_2$-induced oxidative stress were investigated, and its industrial feasibility was evaluated. The extract showed the highest contents of total phenolic compounds among other extracts as well as a 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) radical scavenging activity and malondialdehyde (MDA) inhibitory effect. This extract not only decreased the intracellular reactive oxygen (ROS) level but also protected the neuronal cells against $H_2O_2$-induced oxidative stress. On analysis using gas chromatograph-mass spectrometry, the following phenolic compounds were identified: quinic acid, ferulic acid, and caffeic acid. Collectively, these results suggest that this new green extract could contain functional substances that would help prevent the risk of neurodegenerative disease.
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문제 정의
특히, 산화방지 식품으로 잘 알려진 브로콜리의 경우 산화방지 및 항염증과 같은 다양한 생리활성효과에 관한 연구가 이루어져 있으나(6,8), 뉴그린은 일반 성분 분석을 제외한 분야로는 연구가 미흡한 실정이다(9). 따라서 본 연구에서는 신경퇴행성질환을 예방할 수 있는 천연물 유래의 기능성 식품소재로서의 활용 가능성을 확인하기 위해 뉴그린의 in vitro 산화방지 효과 및 과산화수소로 유발된 산화 스트레스에 대한 신경세포 보호 효과를 확인하고, 최종적으로 가스크로마토그래프질량분석기(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)를 이용하여 주요 페놀류를 분석하고자 한다.
본 연구에서는 뉴그린(Brassica oleracea var. botytis aut italiana)의 산화방지 효과와 신경세포 보호효과 및 주요 생리활성물질을 분석하였다. 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 다른 분획물보다 총 페놀 함량(178.
제안 방법
ABTS 용액은 2.5 mM ABTS와 1.0 mM AAPH (2,2'-azobis-(2-amidin-opropane) HCl)을 100 mM 인산 완충액(pH 7.4)에 혼합하여 68°C 물중탕(water bath)에서 30분 동안 가열하고 실온에서 10분 동안 식힌 후 734 nm에서 흡광도 값이 0.700 ±0.02가 되도록 조정하였다.
그 후, 200 µM 과산화수소를 대조군을 제외한 처리군에 2시간 동안 처리하였고, 250 µM DCF-DA를 넣어 50분간 추가 배양하여 fluorescence microplate reader (Infinite 200, Tecan Co., San Jose, CA, USA)를 사용하여 485 nm (determination wave)와 535 nm (reference wave)에서 형광강도를 측정하였다.
2 여과지(Whatman Inc, Kent, UK)로 여과하여 농축하였다. 그 후, 3차 증류수 300 mL에 다시 녹인 농축물을 동등한 비율의 노말헥세인(n-hexane)을 이용하여 극성차이로 분획하였고, 남은 3차 증류수 층은 클로로폼(chloroform), 아세트산에틸(ethylacetate, EtOAc) 용매를 각각 사용하여 분획하였다(Fig. 1). 각 분획물은 농축하여 냉동건조 한 후 −20°C에서 보관하면서 실험에 사용하였다.
그 후, 4 분간 250×g로 분리한 상층액 100µL를 새로운 well에 옮긴 뒤 락트산수소떼기효소 assay kit (Sigma-Aldrich Chemical Co.)를 이용하여 측정하였다(4).
뇌 조직을 이용한 지방질과산화 억제활성은 Chang 등(11)의 방법을 변형하여 측정하였다. 마우스 뇌 조직 무게의 10배에 해당하는 20 mM 트리스-염산완충용액(Tris-HCl buffer, pH 7.
마지막으로 DMSO 100 µL를 첨가하여 반응을 종결시켰고, 흡광도는 microplate reader (model 680, Bio-rad, Tokyo, Japan)로 570 nm (determination wave)와 690 nm (reference wave)에서 측정하였다.
PC12 세포 내 산화 스트레스 생성량은 DCF-DA 측정방법으로 수행하였다(4). 비형광 화합물인 DCF-DA가 세포 내로 들어갈 때 탈 에스터화되어 세포 내 존재하는 활성산소에 의해 산화되면 DCF로 전환되어 형광을 띄게 되므로, 이 형광물질을 측정하여 세포 내에 형성된 활성산소를 측정하였다. 양성 대조군으로 사용된 바이타민 C 및 시료 용액을 농도별로 PC12 세포(104 cells/well on 96-well plate)에 처리하여 48시간 동안 선 반응 시켰다(12).
생리활성물질의 함량에 대한 분석은 photodiode array UV-Vis detector system과 연결된 고성능액체크로마토그래피(high performance liquid chromatography, HPLC) (Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan), C18 column (250×4.6 mm, 5.0 µm, ProtoSIL, BISCHOFF Chromatography, leonberg, Germany)을 사용하였다.
실험에 사용된 추출물은 30°C dry 오븐(oven)에서 건조시킨 뉴그린 20 g을 80% 에탄올(ethanol) 1 L에 첨가하여 2시간 동안 환류냉각 추출하였으며, 이 추출물은 No. 2 여과지(Whatman Inc, Kent, UK)로 여과하여 농축하였다.
아세트산에틸 분획물에 존재하는 생리활성물질을 분석하기 위하여, 가스크로마토그래프질량분석기 (Shimadzu GCMS-TQ 8030, Tokyo, Japan)를 이용하여 분석하였으며, DB-5MS capillary column (30 m×0.25 mm i.d.×0.25 µm film thickness, Restek Co., bellefonta, PA, USA)을 사용하였고 분석 조건은 Table 1과 같다.
비형광 화합물인 DCF-DA가 세포 내로 들어갈 때 탈 에스터화되어 세포 내 존재하는 활성산소에 의해 산화되면 DCF로 전환되어 형광을 띄게 되므로, 이 형광물질을 측정하여 세포 내에 형성된 활성산소를 측정하였다. 양성 대조군으로 사용된 바이타민 C 및 시료 용액을 농도별로 PC12 세포(104 cells/well on 96-well plate)에 처리하여 48시간 동안 선 반응 시켰다(12). 그 후, 200 µM 과산화수소를 대조군을 제외한 처리군에 2시간 동안 처리하였고, 250 µM DCF-DA를 넣어 50분간 추가 배양하여 fluorescence microplate reader (Infinite 200, Tecan Co.
우수한 산화방지 활성과 신경세포 보호 능력을 나타낸 뉴그린 아세트산에틸 분획물에 존재하는 주요 페놀을 확인하기 위해 가스크로마토그래프질량분석을 실시하였으며, 구성된 화합물의 fragment 이온들 및 머무름지표(retention index, RI) 값을 Wiley 및 NIST spectral libraries를 이용하여 확인하였다. Trimethylsilyl(TMS)로 유도체화된 퀸산(quinic acid)는 22.
각각의 시료 용액 1 mL에 3차 증류수 9 mL과 폴린시오칼토페놀시약 1 mL을 첨가하여 실온에서 5분간 반응시킨 후, 7% Na2CO3 용액 10 mL을 혼합한 다음 3차 증류수로 25 mL까지 정용하였다. 이 혼합 용액을 실온에서 2시간 동안 반응시킨 후, 분광광도계(UV-spectrophotometer) (Libra S32PC, Biochrom Ltd., Cambridge, UK)를 이용하여 760 nm에서 흡광도를 측정하였고, 측정된 흡광도는 갈산으로 작성된 보정선으로 총 페놀 함량을 계산하였다.
0 µm, ProtoSIL, BISCHOFF Chromatography, leonberg, Germany)을 사용하였다. 이동상으로는 아세토나이트릴(acetonitrile)과 10 mM KH2PO4 (10:90, v/v)을 등용매 용리 조건으로 설정하였고 유속을 1.0 mL/min으로 하여 205 nm에서 30분 동안 분석하였다.
페놀류는 단백질 및 기타 거대분자와 결합하는 성질을 가지며, ABTS 및 DPPH 라디칼과 같은 라디칼 소거활성에 중요한 인자로서 작용한다고 보고된다(14). 이에 따라, 총 페놀 함량이 가장 높게 나타난 아세트산에틸 분획물을 이용하여 in vitro 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과 실험을 진행하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 뉴그린(Brassica oleracea var. botytis aut italiana)은 광주광역시 북구 각화동에 위치하고 있는 광주 원예 농협에서 2014년 9월에 구입하여 사용하였다. 실험에 사용된 추출물은 30°C dry 오븐(oven)에서 건조시킨 뉴그린 20 g을 80% 에탄올(ethanol) 1 L에 첨가하여 2시간 동안 환류냉각 추출하였으며, 이 추출물은 No.
사용된 시약으로 폴린시오칼토페놀시약(Folin & Ciocalteau's phenol reagent), 갈산(gallic acid), 2,2'- azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), 과산화수소, 2',7'-dichlor-fluorescein diacetate (DCF-DA), 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay kit, 락트산수소떼기효소(lactate dehydrogenase) release assay kit, methoxyamine hydrochloride, N,O-bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide(BSTFA)+trimethylchlorosilane (TMCS)는 Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, MO, USA) 제품을 구입하였다.
신경세포의 특성을 나타내는 PC12 세포(KCLB 21721, Korean Cell Line Bank, Seoul, Korea)은 25 mM HEPES, 25 mM 탄산수소소듐(sodium bicabonate), 10% 소태아혈청(fetal bovine serum), 50 units/mL 페니실린 및 100 µg/mL 스트렙토마이신이 포함된 RPMI1640 배지에서 37°C, 5% CO2 조건하에 배양하였다.
데이터처리
모든 실험은 3회 반복 실시하여 mean±SD로 나타내었으며, 각 평균값에 대한 검정은 SAS software (version 9.1, SAS institute, Cary, NC, USA)를 이용하여 분산분석(analysis of variance, ANOVA)를 실시하였으며, Duncan의 다중범위검정법(Duncan’s multiple range test)으로 각 시료간의 유의차를 5% 수준에서 검증하였다.
이론/모형
PC12 세포 내 산화 스트레스 생성량은 DCF-DA 측정방법으로 수행하였다(4). 비형광 화합물인 DCF-DA가 세포 내로 들어갈 때 탈 에스터화되어 세포 내 존재하는 활성산소에 의해 산화되면 DCF로 전환되어 형광을 띄게 되므로, 이 형광물질을 측정하여 세포 내에 형성된 활성산소를 측정하였다.
과산화수소에 의해 유도된 PC12 세포에 대한 세포 생존율은 MTT reduction 측정법으로 수행하였다(4). 바이타민 C 및 시료 용액을 농도별로 PC12 세포(104 cells/well on 96-well plate)에 처리하여 48시간 동안 선 반응 시켰다(12).
인체 내 산화방지 균형이 무너지게 되면 지방질 및 단백질이 산화되고 DNA가 손상됨으로써 다양한 질병을 유발 할 수 있다. 과산화수소와 같은 활성산소로 인해 발생되는 산화 스트레스로 인한 신경세포의 손상은 퇴행성 뇌신경 질환의 유발과 연관될 수 있기 때문에 뉴그린 아세트산에틸 분획물이 나타내는 세포 수준의 산화 스트레스 억제 효과를 DCF-DA 측정방법으로 확인하였다(19).
뉴그린의 총 페놀 함량은 폴린시오칼토(Folin-Ciocalteu’s) 방법으로 측정하였다(1).
성능/효과
가스크로마토그래프질량분석을 통해 확인된 뉴그린의 페놀류 중 주요 화합물인 퀸산의 함량은 20.60 µg/mg of dried new green으로 나타났다.
식물의 2차 대사산물인 플라보노이드(flavonoid)류, 페놀산(phenolic acid)류 및 식물에스트로겐(phytoestrogen)류를 포함하는 페놀류는 분자 내 하이드록실기를 2개 이상 지니며, 이들이 자유기 반응하여 수소 원자를 환원시킴으로써 산화방지 활성 및 항노화 등과 같은 생리적 효과를 나타낸다(13). 각각의 추출용매에 따른 뉴그린의 총 페놀 함량은 80% 에탄올 추출물에서 44.91 mg GAE/g of dried new green으로 나타났으며, 노말헥세인, 클로로폼, 아세트산에틸 및 3차 증류수 분획물에서는 각각 22.33, 67.16, 178.83, 46.50 mg GAE/g of dried new green으로 아세트산에틸 분획물이 가장 높은 함량을 가지는 것으로 나타났다(Fig. 2).
과산화수소 처리군(130.16%)은 양성 대조군(100%)과 비교하여 활성산소가 약 30% 증가를 보인 반면, 바이타민 C 처리군(94.90%)은 과산화수소로 인한 활성산소가 대조군보다 유의적으로 더 낮은 수준으로 감소하였다(Fig. 4). 뉴그린 아세트산에틸 분획물 처리군 또한 대부분의 처리 농도에서 과산화수소 처리군보다 활성산소 형성 수준이 낮았으며, 특히 200 µg/mL 농도에서는 약 51%로, 과산화수소 처리군에 비해 약 79% 정도의 활성산소 감소율을 나타내었다.
5(B)에 나타내었다. 과산화수소 처리군(91.19%)은 대조군(62.46%)에 비해 약 29% 정도 락트산수소떼기효소 방출량이 증가하였으며, 바이타민 C 처리군(66.28%)은 락트산수소떼기효소 방출량이 과산화수소 처리군보다 약 25% 감소하였다. 뉴그린 아세트산에틸 분획물 처리군은 모든 농도에서 과산화수소 처리군보다 락트산수소떼기효소 방출량이 낮을 뿐만 아니라 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 특히 200 µg/mL에서는 62.
5(A)와 같다. 과산화수소 처리군은 대조군(100%)에 비해 75.46%의 세포 생존율을 나타내었고, 이에 반해 바이타민 C 처리군은 95%로서 약 20% 정도의 세포 생존율이 증가하였다. 뉴그린 아세트산에틸 분획물 처리군은 5 µg/mL 농도에서 바이타민 C 처리군과 유의적으로 동일한 세포 생존율을 나타내었고, 특히 농도가 증가함에 따라 세포 생존율 역시 증가하는 경향을 나타내었다.
뉴그린 아세트산에틸 분획물 처리군 또한 대부분의 처리 농도에서 과산화수소 처리군보다 활성산소 형성 수준이 낮았으며, 특히 200 µg/mL 농도에서는 약 51%로, 과산화수소 처리군에 비해 약 79% 정도의 활성산소 감소율을 나타내었다.
뉴그린 아세트산에틸 분획물 처리군은 5 µg/mL 농도에서 바이타민 C 처리군과 유의적으로 동일한 세포 생존율을 나타내었고, 특히 농도가 증가함에 따라 세포 생존율 역시 증가하는 경향을 나타내었다.
뉴그린 아세트산에틸 분획물 처리군은 모든 농도에서 과산화수소 처리군보다 락트산수소떼기효소 방출량이 낮을 뿐만 아니라 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 특히 200 µg/mL에서는 62.76%로 바이타민 C군과 유사한 신경세포 막 보호효과를 나타내었다.
뉴그린 아세트산에틸 분획물은 500 µg/mL에서 64.02%의 라디칼 소거활성을 나타내었고, 이는 양성 대조군인 바이타민 C 가 나타낸 활성 값(99%) 보다는 유의적으로 낮지만 농도가 증가함에 따라 소거활성이 증가하는 경향을 나타내었다.
botytis aut italiana)의 산화방지 효과와 신경세포 보호효과 및 주요 생리활성물질을 분석하였다. 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 다른 분획물보다 총 페놀 함량(178.83 mg GAE/g of dried new green)이 높게 나타났으며, 이에 따라 아세트산에틸 분획물로 in vitro 산화방지 실험을 한 결과 상대적으로 우수한 ABTS 라디칼 소거활성과 말론다이알데하이드 생성 억제효과를 나타내었다. 신경세포에 과산화수소로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 세포 생존율을 향상시킬 뿐만 아니라 신경 세포막 손상을 보호하는 것으로 나타났다.
뉴그린 아세트산에틸 분획물의 농도가 증가함에 따라 말론다이알데하이드 생성 억제활성이 크게 증가하는 경향을 나타내었으며, 500 µg/mL의 농도에서는 79.63%의 억제효과를 보임으로써 양성 대조군으로 사용된 카테킨(catechin) 100 µg/mL (72.27%) 보다 높은 말론다이알데하이드 생성 억제효과를 보였다.
활성산소로 인한 지방질과산화물 생성이 억제된다면 미토콘드리아에 세포독성을 나타내는 아크로레인와 같은 생리적 독성 물질로부터 신경세포를 보호할 수 있을 것이다. 따라서, 뉴그린 아세트산에틸 분획물이 신경세포 내 활성산소를 효과적으로 감소시켜 산화 스트레스로 인한 손상으로부터 신경세포를 보호한 것으로 판단된다.
또한, 200 µg/mL 최고 농도에서는 과산화수소 처리군보다 높은 130% 이상의 세포 생존율을 나타내었다.
83 mg GAE/g of dried new green)이 높게 나타났으며, 이에 따라 아세트산에틸 분획물로 in vitro 산화방지 실험을 한 결과 상대적으로 우수한 ABTS 라디칼 소거활성과 말론다이알데하이드 생성 억제효과를 나타내었다. 신경세포에 과산화수소로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 세포 생존율을 향상시킬 뿐만 아니라 신경 세포막 손상을 보호하는 것으로 나타났다. 이러한 효과를 나타내는 뉴그린 아세트산에틸 분획물의 주요 생리활성 물질을 확인하기 위해 가스크로마토그래프질량분석을 실시한 결과 퀸산, 페룰산 및 카페산이 존재하는 것으로 확인되었다.
십자화과 식물 중 대표적인 브로콜리 에탄올 추출물의 경우, 뛰어난 말론다이알데하이드 생성 억제활성을 보고하였고, 이는 브로콜리 에탄올 추출물에 존재하는 주요 성분들의 하이드록실기가 지방질층의 이중 결합으로부터 수소 원자의 방출을 억제한 결과라고 보고하였다(18). 십자화과의 브로콜리 종류인 뉴그린 또한 우수한 총 페놀 함량을 나타내면서 더불어 일정 수준에서의 ABTS 라디칼 소거활성을 나타낸 것으로 보아, 뉴그린의 주요 페놀 화합물들에 존재하는 하이드록실기의 영향으로 산화 스트레스로부터 지방질과산화를 억제하는 것으로 판단된다.
신경세포에 과산화수소로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 세포 생존율을 향상시킬 뿐만 아니라 신경 세포막 손상을 보호하는 것으로 나타났다. 이러한 효과를 나타내는 뉴그린 아세트산에틸 분획물의 주요 생리활성 물질을 확인하기 위해 가스크로마토그래프질량분석을 실시한 결과 퀸산, 페룰산 및 카페산이 존재하는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과를 바탕으로, 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 우수한 산화방지 효과와 신경세포 보호효과를 나타냄에 따라, 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방할 수 있는 천연물 유래의 기능성 소재로서의 활용가치가 있다고 판단된다.
후속연구
이러한 효과를 나타내는 뉴그린 아세트산에틸 분획물의 주요 생리활성 물질을 확인하기 위해 가스크로마토그래프질량분석을 실시한 결과 퀸산, 페룰산 및 카페산이 존재하는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과를 바탕으로, 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 우수한 산화방지 효과와 신경세포 보호효과를 나타냄에 따라, 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방할 수 있는 천연물 유래의 기능성 소재로서의 활용가치가 있다고 판단된다.
이러한 결과로 보아 뉴그린에 존재하는 주요 페놀류(퀸산, 페룰산 및 카페산)로 인해 in vitro 산화방지 활성과 과산화수소로 유발된 산화 스트레스에 대하여 신경세포를 보호하는 효과를 나타낸 것으로 판단되며, 나아가 퇴행성 뇌신경질환의 예방에도 도움이 될 수 있는 식품 소재로 사료된다.
전기적 신호전달의 기능을 위해 뇌의 신경세포들은 리놀레산(linoleic acid)나 아라키돈산(arachidonic acid)와 같은 불포화 지방산이 많고 이로 인하여 다른 조직들에 비해 활성산소 공격에 취약하며(21), 알츠하이머성 치매 환자들의 뇌에서 아크로레인(acrolein)과 같은 지방질과산화물의 생성이 증가된다는 것이 보고되었다(17). 활성산소로 인한 지방질과산화물 생성이 억제된다면 미토콘드리아에 세포독성을 나타내는 아크로레인와 같은 생리적 독성 물질로부터 신경세포를 보호할 수 있을 것이다. 따라서, 뉴그린 아세트산에틸 분획물이 신경세포 내 활성산소를 효과적으로 감소시켜 산화 스트레스로 인한 손상으로부터 신경세포를 보호한 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
십자화과 채소에 함유된 생리활성물질은?
botytis aut italiana)은 십자화과 채소로서, 추위와 습기 및 병해를 견디는 성질이 강하며 잎이 자라는 속도가 빨라 수확량이 많은 작물로서 주로 쌈이나 샐러드용으로 소비되고 있다(9). 브로콜리, 양배추 및 콜리플라워와 같은 십자화과 채소는 글루코시놀레이트(glucosinolate)류, 페놀류 및 바이타민(vitamin) 등과 같은 생리활성물질을 함유하고 있으며, 이러한 물질들의 경우 뛰어난 산화방지효과들을 나타냄으로써 우수한 천연산화방지 식품으로 보고되고 있다(10). 특히, 산화방지 식품으로 잘 알려진 브로콜리의 경우 산화방지 및 항염증과 같은 다양한 생리활성효과에 관한 연구가 이루어져 있으나(6,8), 뉴그린은 일반 성분 분석을 제외한 분야로는 연구가 미흡한 실정이다(9).
활성산소가 과잉 생성되면 어떤 질병이 발생될 수 있는가?
인체 내 대사과정에서 부산물로서 생성되는 과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2), 초과산화음이온(superoxide anion,·O2−), 하이드록실라디칼(hydroxyl radical, OH)와 같은 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 흡연, 음주, 자외선, 그리고 과도한 스트레스와 같은 외적 요인에 의해서도 생성될 수 있으며(1), 생성된 과량의 활성산소는 동맹경화, 당뇨병, 암, 치매와 같은 각종 질병의 원인으로 알려져 있다(2).
체내 내인성 산화방지제의 종류는?
활성산소는 카탈레이스(catalase, CAT), 글루타싸이온과산화효소(glutathione peroxidase, GSH-Px), 초과산화물제거효소(superoxide dismutase, SOD)와 같은 체내 내인성 산화방지제에 의해 유리기가 제거되어 산화-산화방지의 균형을 유지함으로써 DNA 손상, 단백질 변형 및 지방질과산화를 예방한다(2,3). 하지만 활성산소가 과잉 생성되면 체내 산화 균형이 무너지는 산화 스트레스(oxidative stress)를 유도하며, 이는 세포의 생존에 필수적인 에너지(ATP)를 생성하는 미토콘드리아를 손상시켜 세포의 기능장애와 세포사멸을 일으킨다.
참고문헌 (25)
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