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문제 정의
- 이에 저자는 갑상선기능항진증을 각 체질별로 소양인은 胸膈熱證, 소음인은 鬱狂證, 태음인은 肝燥熱證으로 변증하였으며, 주치료법으로 淸熱을 선택하였다. 따라서 『東醫四象新編』7에서 淸熱藥으로 제시하고 있는 소양인의 양격산화탕, 소음인의 팔물군자탕, 태음인의 청폐사간탕이 갑상선기능항진증에 효과가 있을 것으로 판단하여, 대표적 항갑상선제인 Propylthiouracil(PTU)와 함께 Levothyroxine(LT4)로 갑상선기능항진증을 유발시킨 랫트로 그 효과를 비교, 평가하고자 하였다.
제안 방법
- L-thyroxine으로 유발된 갑상선기능항진증 랫트를 이용하여 四象醫學에서 소양인의 胸膈熱證, 소음인의 鬱狂證, 태음인의 肝燥熱證에 사용할 수 있는 대표적 약물인 양격산화탕, 팔물군자탕 및 청폐사간탕의 갑상선기능항진증에 대한 효과를 비교 평가하여 다음의 결과를 얻었다.
- LT4(Sigma-Aldrich, St. Louise, MO, USA) 대신 생리식염수를 피하 투여한 뒤 멸균 증류수를 경구 투여한 정상 매체 대조군(intact control), LT4 투여시작 12일 후부터 멸균 증류수를 투여한 LT4 유발 대조군(LT4 control), LT4 투여시작 12일 후부터 PTU 10 mg/kg를 복강 투여한 실험군(PTU), LT4 투여시작 12일 후부터 각각 YS, PG, CS 500 mg/kg을 15일간 경구 투여한 실험군(YS, PG, CS)으로 구분하여 실험하였다.
- 본 실험에 사용된 약재는 제천한방약초(Jecheon, Korea)에서 구매한 것을 현미경하 관능검사를 거쳐 선정 및 사용하였으며, 양격산화탕, 팔물군자탕 및 청폐사간탕 각 1첩 분량의 구성은 Table 1-3과 같다. 각각 선정된 10첩 분량의 약제를 취하여 정제수 10 L로, 100℃에서 4시간 가열 추출한 뒤, 흡인 여과한 여과액을 감압·농축하여 점조성의 추출물을 얻은 다음 동결 건조시켜, 각각 수율 16.82, 17.54 및 21.00%의 YS, PG 및 CS를 얻어 실험에 사용하였다. YS, PG 및 CS는 -20℃의 냉장고에 보관 후 용매인 증류수에 100 mg/ml의 농도까지 연갈색 또는 갈색의 용액으로 용해하여 사용하였다.
- 본 연구에서는 갑상선기능항진증을 체질별로 소양인은 胸膈熱證, 소음인은 鬱狂證, 태음인은 肝燥熱證으로 변증한 후 각 증에 사용되는 약물인 양격산화탕, 팔물군자탕 및 청폐사간탕18이 갑상선기능항진증에 효과가 있을 것으로 생각하여, 대표적 항갑상선제인 PTU와 함께 LT4로 유발된 갑상선기능항진증 랫트에 미치는 영향을 관찰하였다.
- 이에 저자는 갑상선기능항진증을 각 체질별로 소양인은 胸膈熱證, 소음인은 鬱狂證, 태음인은 肝燥熱證으로 변증하였으며, 주치료법으로 淸熱을 선택하였다. 따라서 『東醫四象新編』7에서 淸熱藥으로 제시하고 있는 소양인의 양격산화탕, 소음인의 팔물군자탕, 태음인의 청폐사간탕이 갑상선기능항진증에 효과가 있을 것으로 판단하여, 대표적 항갑상선제인 Propylthiouracil(PTU)와 함께 Levothyroxine(LT4)로 갑상선기능항진증을 유발시킨 랫트로 그 효과를 비교, 평가하고자 하였다.
- YS, PG 및 CS는 각각 100 mg/ml의 농도로 멸균증류수에 용해시켜 동물 체중 kg 당 5 ml의 용량으로 LT4 투여시작 12일 후부터, LT4 투여 30분 후, 매일 1회씩 15일간 금속제 zonde가 부착된 5 ml 주사기를 이용하여 강제 경구 투여 하였으며, PTU는 10 mg/ml 농도로 생리식염수에 용해시켜, 1 ml/kg의 용량으로 동일 기간 동안 복강 투여하였다. 정상 매체 및 LT4 대조군에서는 YS, PG 및 CS 대신 동일한 용량의 멸균증류수만 경구 투여하였다. PTU의 투여 용량 10 mg/kg 역시 이전의 문헌들9을 토대로 하여 선정하였으며, YS, PG 및 CS의 투여 용량은 이전 독성10,11 및 실험적 연구12를 바탕으로 독성이 없는 범위 안에서 고용량인 500 mg/kg으로 선정하였다 (Figure 1).
대상 데이터
- 순화과정 및 실험 전 기간 동안 온도(20~25℃)와 습도(30~35%)가 조절된 사육실에서 사육하였고, 명암 주기는 12시간 주기로 조절하였고, 사료(Samyang, Seoul, Korea)와 음수는 자유롭게 공급하였다. 10일간 실험실 환경에 순화시킨 다음 체중이 일정한 랫트(평균 250.00 ± 10.55 g, 231~260 g)를 선정하여 군당 8마리씩 총 48마리를 실험에 사용하였다. 이중 8마리는 정상 대조군으로 사용하였고, 40마리는 LT4를 투여하여 갑상선기능항진증을 유발한 뒤 8마리는 LT4 유발 대조군으로 나머지 32마리는 실험물질 투여군으로 사용하였다.
- 81 마리의 수컷 Sprague-Dawley 랫트(6주령, OrientBio, Seungnam, Korea)를 10일간의 순화과정을 거쳐 실험에 사용하였다. 순화과정 및 실험 전 기간 동안 온도(20~25℃)와 습도(30~35%)가 조절된 사육실에서 사육하였고, 명암 주기는 12시간 주기로 조절하였고, 사료(Samyang, Seoul, Korea)와 음수는 자유롭게 공급하였다.
- 본 실험에 사용된 약재는 제천한방약초(Jecheon, Korea)에서 구매한 것을 현미경하 관능검사를 거쳐 선정 및 사용하였으며, 양격산화탕, 팔물군자탕 및 청폐사간탕 각 1첩 분량의 구성은 Table 1-3과 같다. 각각 선정된 10첩 분량의 약제를 취하여 정제수 10 L로, 100℃에서 4시간 가열 추출한 뒤, 흡인 여과한 여과액을 감압·농축하여 점조성의 추출물을 얻은 다음 동결 건조시켜, 각각 수율 16.
- 55 g, 231~260 g)를 선정하여 군당 8마리씩 총 48마리를 실험에 사용하였다. 이중 8마리는 정상 대조군으로 사용하였고, 40마리는 LT4를 투여하여 갑상선기능항진증을 유발한 뒤 8마리는 LT4 유발 대조군으로 나머지 32마리는 실험물질 투여군으로 사용하였다.
데이터처리
- 등분산일 경우, one way ANOVA test를 실시한 다음 least-significant differences(LSD) test로 사후 검증을 실시하여 군 간의 유의성을 측정하였다
- 모든 수치는 평균±표준편차로 표시하였고, 다중비교검증을 이용하여 통계처리를 실시하였으며, Levene test를 통해 분산동질성을 검증 하였다
- 비등분산일 경우에는 Kruskal-Wallis H test를 실시하여 유의성이 인정된 경우, Mann-Whitney U(MW) test를 실시하여 군 간의 유의성을 검증하였다
성능/효과
- 본 실험에 사용된 약재는 제천한방약초(Jecheon, Korea)에서 구매한 것을 현미경하 관능검사를 거쳐 선정 및 사용하였으며, 양격산화탕, 팔물군자탕 및 청폐사간탕 각 1첩 분량의 구성은 Table 1-3과 같다. 각각 선정된 10첩 분량의 약제를 취하여 정제수 10 L로, 100℃에서 4시간 가열 추출한 뒤, 흡인 여과한 여과액을 감압·농축하여 점조성의 추출물을 얻은 다음 동결 건조시켜, 각각 수율 16.
- 우리나라에서 갑상선기능항진증은 2014년 기준 국민건강보험에 가입된 5,000만명 중에 23만명이 치료받을 정도로 흔한 질환으로, 50~59세가 가장 많이 이환되어 있으며 여자가 남자보다 2~3배 정도 더 많다3. 하지만 치료는 방사선 요오드법, 갑상선절제술, 항갑상선제 투여요법 등 갑상선호르몬의 과도한 생산을 조절하여 정상화시키는 대증 요법에 국한되어 있을 뿐이다.
- 3
- 준비된 MF homogenate를 25% trichloroacetic acid(Merck, San Francisco, CA, USA) 0.1 ml에 침전시킨 다음, 4℃ 조건하에서 4,200 rpm으로 40분간 원심분리하여 침전물을 제거하였다. 이후 상층액에서 5,5’-dithiobis(Sigma-Alrich, St.
- YS, PG 및 CS는 각각 100 mg/ml의 농도로 멸균증류수에 용해시켜 동물 체중 kg 당 5 ml의 용량으로 LT4 투여시작 12일 후부터, LT4 투여 30분 후, 매일 1회씩 15일간 금속제 zonde가 부착된 5 ml 주사기를 이용하여 강제 경구 투여 하였으며, PTU는 10 mg/ml 농도로 생리식염수에 용해시켜, 1 ml/kg의 용량으로 동일 기간 동안 복강 투여하였다. 정상 매체 및 LT4 대조군에서는 YS, PG 및 CS 대신 동일한 용량의 멸균증류수만 경구 투여하였다.
- 4. 간 손상 억제 효과: 간 중량과, 혈중 AST, ALT 함량, 간의 조직병리학적 차이를 평가하여, YS, PG, CS 순으로 간 손상 억제 효과가 나타났다.
- 3. 갑상선 위축 억제 효과: 갑상선 중량과 갑상선의 조직병리학적 차이를 평가하여, YS, PG, CS 순으로 갑상선 위축 억제 효과가 나타났다.
- 2. 갑상선 호르몬 조절 효과: 혈중 TSH, T3, 및 T4 함량의 차이를 평가하여, YS, PG, CS 순으로 갑상선 호르몬 조절 효과가 나타났다.
- 또한 조직병리학적으로 갑상선기능항진증시 간세포가 현저하게 증생하여 sinusoid 공간이 감소한다33. 본 실험에서도 LT4 투여군에서 낮은 간 중량, 현저하게 높은 혈중 AST 및 ALT 함량, 높은 단위 면적당 간세포의 수와 같이 현저한 간 손상이 나타났다. 한편 PTU, YS, PG, CS 투여군에서는 간 중량이 높았고, 혈중 AST, ALT 함량 및 단위 면적당 간세포 수가 낮게 나타났다 (Figure 3, 4, 5, 6).
- 본 실험의 결과에서도 LT4 투여군에서는 간 조직내 MDA 함량이 현저하게 높았고, 내인성 항산화제인 GSH 함량이 낮았으며, 증가된 reactive oxygen species의 제거를 위해 SOD 및 CAT의 활성도가 높게 나타났으나, 모든 실험군에서는 LT4 대조군에 비해 간 지질 과산화, SOD 및 CAT 활성이 낮았고 GSH 함량이 높게 나타났다. 특히 MDA 함량이 YS, PG, PTU, CS 투여군 순으로 낮았고, 간 조직내 GSH 함량은 YS, PTU = PG, CS 투여군 순으로 높았으며, 간 조직내 SOD 및 CAT의 활성도는 YS, PG = PTU, CS 투여군 순으로 낮았다 (Table 5).
- 이상 YS, PG 및 CS는 항산화 효과를 통해 LT4 대조군에 비해서 유의한 갑상선호르몬 조절, 갑상선 위축 억제 및 간 보호 효과를 보였으며, 이는 갑상선기능항진증에 양격산화탕과 팔물군자탕을 이용하여 좋은 결과를 얻은 기존 치험례5,14와도 부합한다. 세 약물 모두 PTU에 비해 갑상선기능항진증에 대한 효과는 낮았으나 YS는 다른 두 약물에 비해 우수한 효과를 보였으며, 특히 갑상선기능항진증으로 유발된 간 손상과 항산화에 있어 YS는 PTU보다 우수한 효과를 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구는 갑상선기능항진증의 임상시험 및 임상진료에 있어 양격산화탕, 팔물군자탕 및 청폐사간탕을 사용하는 근거로 활용되며 또한 갑상선기능항진증에 대한 四象醫學的 연구를 더욱 촉진시킬 것으로 기대된다.
- 이상 YS, PG 및 CS는 항산화 효과를 통해 LT4 대조군에 비해서 유의한 갑상선호르몬 조절, 갑상선 위축 억제 및 간 보호 효과를 보였으며, 이는 갑상선기능항진증에 양격산화탕과 팔물군자탕을 이용하여 좋은 결과를 얻은 기존 치험례5,14와도 부합한다. 세 약물 모두 PTU에 비해 갑상선기능항진증에 대한 효과는 낮았으나 YS는 다른 두 약물에 비해 우수한 효과를 보였으며, 특히 갑상선기능항진증으로 유발된 간 손상과 항산화에 있어 YS는 PTU보다 우수한 효과를 보였다.
- 이상의 결과에서 양격산화탕, 팔물군자탕, 청폐사간탕은 각각 항산화 방어 시스템의 조절을 통하여 LT4로 유발된 갑상선기능항진증과 관련 간 손상에 유효한 효과를 나타내었으며, 특히 양격산화탕이 갑상선기능항진증에 가장 유효한 효과를 나타내었다.
- 1. 체중 감소 억제 효과: 체중 변화와 부고환 주위 지방 중량 및 지방세포의 조직병리학적 차이를 평가하여, YS, PG, CS 순으로 체중 감소 억제 효과가 나타났다.
- 5. 항산화 효과: 간 조직내 MDA, GSH 함량과 CAT, SOD의 활성도를 평가하여, YS, PG, CS 순으로 항산화 효과가 나타났다.
후속연구
- YS, PG, 및 CS는 각각 수많은 생리활성 물질을 함유하고 있어, 추후 구성 약재 각각에 대한 효능과 생리활성을 나타내는 화학성분의 검색 및 다양한 방면의 기전적인 연구가 필요할 것으로 판단되며, 임상에 이용중인 四象醫學 각 체질과의 약효 상관관계 또한 세밀하게 검토해야 할 것으로 판단된다.
- 이러한 체중 및 축적 지방의 소모가 PTU, YS, PG, CS 투여군 순으로 현저히 억제되었다 (Figure 2, 3, 4, 7). 따라서 YS, PG 및 CS는 각각 LT4 투여 갑상선기능항진증시 유발되는 체중 및 축적 지방의 감소를 효과적으로 억제하는 것으로 판단되며, LT4로 초래되는 신체 전반의 장기 손상을 어느 정도 보호하는 것으로 보여, 추후 다양한 장기에 대한 이들 처방의 보호 효과 평가가 필요하다고 생각된다.
- 기존에 양격산화탕34과 팔물군자탕24이 cytochrome P450(CYP450) 효소의 활성을 억제하여 간을 보호한 효과와, 청폐사간탕35이 carbon chloride(CCl4)로 유발된 간 독성에 있어 간을 보호한 효과가 있었다. 본 실험에서도 갑상선기능항진증으로 유발된 간 손상에 있어 간 보호 효과를 나타내어, 이들 약물에 직접적인 간 보호 효과가 있을 것으로 판단되며, 추후 간 보호 효과에 대한 더 많은 기전 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 세 약물 모두 PTU에 비해 갑상선기능항진증에 대한 효과는 낮았으나 YS는 다른 두 약물에 비해 우수한 효과를 보였으며, 특히 갑상선기능항진증으로 유발된 간 손상과 항산화에 있어 YS는 PTU보다 우수한 효과를 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구는 갑상선기능항진증의 임상시험 및 임상진료에 있어 양격산화탕, 팔물군자탕 및 청폐사간탕을 사용하는 근거로 활용되며 또한 갑상선기능항진증에 대한 四象醫學的 연구를 더욱 촉진시킬 것으로 기대된다.
- 갑상선 조절에 있어 YS, PG 및 CS는 PTU보다 효과가 비교적 낮았으나, PTU와 유사한 기전으로 항산화 방어 시스템 활성과 이를 통한 갑상선 여포세포 변화의 억제로 갑상선기능항진증에 유효한 효과를 나타낸 것으로 생각된다. 하지만 정확한 기전은 본 실험에서 알 수 없기에 다양한 기전 연구가 추후 수행되어야 할 것으로 판단된다.
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