발효당귀가 지방간 개선에 미치는 영향

Effect of Fermented Angelica gigas Nakai
on Hepatotoxicity and Oxidative Stress in the Rat

생명공학과 안 희 영
지 도 교 수 조 영 수

최근 들어 비만 또는 음주가 잦은 사람들 중 뚜렷한 증상이 없지만 간 기능 검사에 이상이 있거나, 지방간으로 진단되는 환자가 늘고 있다. 지방간은 쉽게 치료되기도 하지만 대부분 장기간에 걸쳐 심각성을 깨닫지 못하고 방치하여, 간 섬유화를 유발하며 심하면 간경화증 또는 간암에까지 이르게 되는 것으로 보고되어 사회적 문제로 대두되고 있다. 현재까지 임상적으로 사용되고 있는 대표적인 간장 질환 치료제인 silybin 및 silymarin의 경우 국화과 식물인 마리아엉겅퀴(Silybum marianum)의 열매에서 분리되었으며, 차전자(Plantago asiatica)의 aucubin, ursodesoxycholic acid 및 vitamin B complex 등이 지방간 치료제로 사용되고 있으나, 이들 질환의 심각성과 빈도수에 비해 개발된 치료제가 많지 않은 실정을 감안하면 천연물에서의 간장 질환 치료제의 개발은 그 의미가 크다고 할 수 있다.
본 연구에서는 당귀분말을 Monascus purpureus 균주로 발효시켜 당귀분말의 유용성분을 최대한 활용할 수 있는 상승효과로 간 기능 및 간 질환 개선 효과를 탐색할 목적으로 일반 이화학적 특성과 동물실험을 통해 생리활성을 규명하고자 하였다.
참당귀의 잎,줄기혼합물 및 뿌리의 추출방법에 따른 생리활성 물질 분석과 항산화 활성 및 환원력을 측정 하였다. HPLC 분석에 의한 참당귀 잎, 줄기, 뿌리의 decursin 및 decursinol angelate의 혼합 면적 비율은 각각 뿌리와 잎에서 가장 높았다. 항산화 활성은 참당귀 잎, 줄기혼합물 및 뿌리 각각의 열수 추출물에서 가장 높았으며, Tyrosinase 저해 활성은 참당귀 잎,줄기혼합물 및 뿌리의 열수 추출물에서 가장 높은 것으로 나타났다. 이상의 실험 결과 참당귀에탄올 추출물에서는 페놀성 화합물과 플라보노이드 함량 및 환원력이 높았으며, 열수 추출물에서는 항산화 효과가 높았다.
참당귀 뿌리를 3종류의 곰팡이 균주, Aspergillus oryzae, Aspergillus kawachii 및 Monascus purpureus 균주로 발효시켜 생리활성 물질 분석과 항산화, 환원력 및 tyrosinase 활성을 측정 하였다. 참당귀 뿌리의 decursin과 decursinol angelate의 총 면적에 대한 함량 비율은 각각 44.0 및 27.3% 였으며, 한편 A. oryzae, A. kawachii 및 M. purpureus에 의한 발효당귀의 decursin 함량 비율은 각각 52.0, 54.4 및 53.7% 였다. Tyrosinase 저해 활성은 당귀 뿌리의 18%에 비해 A. oryzae, A. kawachii 및 M. purpureus 발효 당귀에서 각각 34, 37 및 45%로 발효에 의해 2배 이상 증가하였다. 이상의 실험결과 발효 당귀에서 대표적인 화합물인 decursin과 decursinol angelate 함량이 증가하고, 항산화 활성 및 tyrosinase 저해 활성이 증가하였다.
M. purpureus 균주를 이용하여 Orotic acid-유발 지방간의 개선 효과를 알아보기 위해 발효된 당귀 분말을 식이에 5% 수준으로 첨가하였다. 그 결과 발효 당귀 분말 투여 군에서 지방간 개선 효과가 확인되었다. 또한 발효 당귀 분말은 Orotic acid 지방간 유발 흰쥐의 간 조직 및 혈청 중성지질 농도를 낮춰주고, 혈청 지질농도를 정상 수준으로 올려주어 지방간 개선에 도움을 주었다. MTP활성은 N군에 비하여 AG군과 FAG군에서 약간 증가하였으며, PDI활성은 N군과 비교해 볼 때 AG군과 FAG군에서 1.6배 증가 수치를 나타내었다. 간 기능 지표로 활용되는 혈중 AST, ALT, LDH, ALP 및 Cholinesterase 활성 변화 역시 정상 수치와 비슷한 수준으로 감소되었다. 또한 미네랄 측정 결과 비헴철과 아연을 정상수치로 되돌려주는 기능이 있었으며, Orotic acid 지방간 유발로 인해 저하된 글루타치온 함량을 높여주는 것을 확인할 수 있었다.
M. purpureus 균주에 의해 발효된 당귀분말을 식이 중에 5% 수준으로 첨가하여 30% 알코올과 함께 4주간 흰쥐에 급여한 후 혈중 지질 농도 및 조직내 산화 스트레스에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 혈중 중성 지질 농도 및 유리 지방산 농도는 알코올 대조군에서의 증가가 알코올 실험군에서 모두 감소하였고, 특히 발효당귀군에서 낮은 감소수치를 보였다. 혈중 총 콜레스테롤 농도는 전반적으로 유의적인 차이는 없었으나, HDL-cholesterol 농도에서 발효당귀군이 증가수치를 나타내었다. 간장, 심장, 비장, 신장, 고환 및 혈청에서 생체막 과산화지질 생성 정도는 정상군에 비해 알코올 대조군에서 유의적으로 증가하였고, 이러한 증가는 발효당귀군과 양성 대조군에서 정상 수준으로 회복되었다. 간 조직 내 내인성 항산화 물질인 glutathione 농도는 알코올 대조군에서 유의적으로 감소하였고, 발효당귀군에서 유의적으로 증가하여, 과산화 지질 생성정도와 glutathione 농도는 유의적인 차이가 인정되었다.
M. purpureus 균주에 의해 발효된 당귀분말을 식이 중에 5% 수준으로 첨가하여 4주간 흰쥐에 급여한 후, 해부하기 2일전에 2회 사염화탄소를 복강주사하여 급성 간손상을 일으켜 임상생화학적 특성 및 조직내 항산화 활성 및 간 조직에 미치는 영향을 검토하였다. 체중 증가량과, 식이 섭취량 및 음료섭취량은 각 실험군 모두 감소하는 경향을 보였다. 간 손상 임상 지표인 AST, ALT, LDH, 활성도 각 실험군 모두 유의적으로 감소하였으나, 그중 발효당귀분말을 투여한 군에서 가장 낮은 활성을 보였다. 각 조직과 혈청의 과산화지질(TBARS)을 측정한 결과 발효당귀는 높은 과산화지질 억제작용을 나타내어 조직 내 항산화 물질로 잘 알려진 glutathione농도 또한 모든조직과 혈청 내에서 높은 함량을 보였다. 미네랄 함량 측정결과 지방의 산화를 촉진하는 비헴철과 항산화 성분인 아연이 정상수준까지 회복되는 경향을 보였다.


주요어 : Angelica gigas Nakai, Monascus purpureus strain, decursin, 지방간, 간독성, orotic acid, alcohol, CCl4, ADH, ALDH. glutathione, silymarin