본 연구는 동결 건조시킨 천마추출물이 알코올을 투여한 흰쥐의 해독대사 및 간기능에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 천마 및 천마혼합추출물의 생리활성력을 알아보고자 천마(CM), 천마산(CMS), 천마반하탕(CMB), 천마구등음(CMG) 동결건조분말을 제조하여 실험하였다. 천마추출물은 알코올의 해독대사를 알아보기 위하여 10주령의 SD계 수컷 흰쥐를 정상군(NC), 에탄올 투여군(EC), 100 mg/ kg B.W 천마 동결건조분말 + 에탄올 투여군(EG 100), 200 mg/ kg B.W 천마 동결건조분말 + 에탄올 투여군(EG 200), 300 mg/ kg B.W 천마 동결건조분말 + 에탄올 투여군(EG 300)으로 각각 나누었다. 그리고 알코올을 1회 3g씩 3일 동안 위관 강제투여(oral administration)를 하였다. 그리고 마지막 3일째 되는 날 알코올을 투여한지 1시간이 지난 다음 희생시키고 시료를 채취하였으며 결과는 다음과 같다.
1. 천마 및 천마혼합 추출물의 total polyphenol 함량은 CM, CMS, CMB 보다 CMG에서 p<0.05수준에서 유의하게 높은 함량을 보였다. flavonoids 함량은 CM에 비해서 CMS, CMB, CMG에서 높은 함량을 보였다. 그 중 CMS과 CMB에서 p<0.05수준에서 유의하게 가장 높은 flavonoids 함량을 보였다. Anthocyanin 함량은 CM에 비해서 CMS, CMB, CMG에서 높은 함량을 보였다. 그 중 CMG에서 p<0.05수준에서 유의하게 가장 높은 함량을 보였다. PF 활성은 CMG에서 유의적으로 가장 높았다. ADH 활성은 CMB군에서 가장 높게 나타났으며, ALDH 활성은 CM, CMB에서 가장 높게 나타났다.
2. 농도별 천마추출물에 대한 장기무게의 변화를 보았을 때 알코올 투여로 간 조직은 EC200군에서 p<0.05 수준에서 유의적으로 가장 낮은 중량을 보였으며 뇌 조직의 중량 모든 군간의 유의적인 차이는 없었다.
3. 알코올 대사 관련 지표에서 혈청중의 알코올 농도는 EC군에 비하여 EC100군에서 19.6%의 감소 효과가 나타났다. 그러나 EC300군에서는 p<0.05 수준에서 유의적인 증가 현상을 보였다. ADH 활성은 EC군에 비하여 EC100군에서 활성이 유의적으로 높았다. 알코올 투여로 증가된 acetaldehyde 농도는 혈청에서는 천마의 공급에 따른 유의적인 차이는 없었으나, 간 조직에서는 EC군에서 가장 높았으며 EG100군에서 유의적으로 가장 낮은 농도를 보였다. ALDH의 활성은 혈청에서 EC군에 비하여 EG200군이 가장 낮은 활성을 보였으며, EG100, EG300군에서도 p<0.05 수준에서 유의적으로 낮은 활성을 보였다. 간 조직에서는 EG100, EG300에서 유의적으로 낮은 활성을 보였다.
4. 간기능 관련지표에서는 에탄올의 투여로 증가된 GOT의 활성에 대해 유의적이지는 않지만 EG100군에서 경미한 GOT 활성 억제 효과를 보였다. 그리고 알코올의 투여로 혈청 중의 중성지방, 총 콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤 수준이 유의적으로 높아졌으나 EC100, EC200, EC300군에서 p<0.05 수준에서 유의적으로 감소효과를 보였다. 그리고 EC300군에서 혈청 지질 개선 효과를 보였다. 단백질 함량에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 혈청 중의 헤모글로빈과 헤마토크리트치는 EC200군에서 유의적으로 높은 수준을 보였다. 혈당에서는 EC100군에서 p<0.05 수준에서 유의적으로 높은 함량을 보였다.
5. 산화적 손상 관련지표 중 혈청과 간조직에서 MDA 함량이 에탄올의 투여로 유의적으로 증가하였으며 EG100, EG200, EG300에서 p<0.05 수준에서 유의적으로 낮아졌다. 혈청에서 EC군에서 높아진 SOD 활성을 EG100, EG300에서 p<0.05수준에서 유의하게 낮출 수 있었으며, 간 조직에서는 EG200에서 높은 활성을 보였다. 혈청과 간조직에서 에탄올의 투여로 catalase 활성이 증가하였다. 혈청에서는 EG100, EG200군에서 활성이 높아졌으며, 간 조직에서는 EG200, EG300에서 낮은 활성을 보였다. TAC는 혈청에서는 천마추출물에 의한 보호효과는 관찰되지 않았으나, 간 조직에서는 EG100에서 높은 활성을 보였다.
6. Acetylcholine 대사 관련 지표 평가 중 수중미로 실험에서는 EC군에 비해 EG100, EG200군에서 유의적인 학습증진 효과를 보였다. Acethylcholine 함량은 EG100, EG200, EG300군에서 높은 함량을 보였다. AChE의 활성은 천마추출물 투여에 의한 영향은 높지 않은 것으로 보여진다.
이상의 결과와 같이 천마 및 천마추출물의 생리활성력은 천마구등음에서 높았으며, 알코올대사에 활성평가에서는 천마반하탕에서 높았다. 농도별 천마추출액에서는 알코올 대사에서는 EG100군에서 긍정적인 효과를 보였으며, 간기능 관련지표에서는 EG100에서 경미한 효과를 보였고, EG300군에서 지질개선효과, EG200에서는 헤모글로빈과 헤마토크리트치에 효과를 보였다. 산화적 손상 Acetylcholine 대사에서 EG200에서 산화적 손상을 방어하는 효과를 보였다. 따라서 알코올 공급으로 높아진 알코올의 대사를 촉진하고 간 기능 보호를 위해 천마가 효과적인 기능성 식품으로 판단은 되지만 향후 알코올과 천마의 섭취 수준에 따른 상호작용을 규명하여 알코올 분해의 촉진을 위하여 식품원료로 사용 가능한 천마의 적절한 복용량에 대해서는 세밀한 연구가 필요할 것으로 보여진다.

The study was implemented to investigate the effect of freeze-drying Gastrodiae Rhizoma hot-water extract on alcohol-treated rats’ metabolic detoxification and liver function. To examine the biological activity of Gastrodiae Rhizoma (CM), Chunmasan (CMS), Chunmabanhatang (CMB), and Cheonmagudeungeum (CMG) freeze-drying powders were manufactured for this research experiment. To investigate alcohol metabolic detoxification of Gastrodiae Rhizoma hot-water extract, 10-week-old SD male white rats were divided into a normal group (NC), ethanol group (EC), 100 mg/ kg B.W Gastrodiae Rhizoma freeze-drying powder + ethanol group (EG 100), 200 mg/ kg B.W Gastrodiae Rhizoma freeze-drying powder + ethanol group (EG 200), and 300 mg/ kg B.W Gastrodiae Rhizoma freeze-drying powder + ethanol group (EG 300). They were force fed 3g of alcohol each time for 3 days via stomach tube (oral administration). On the final third day, samples were taken from the rats in 1 hour from alcohol administration. The findings are as follows;
1. The total polyphenol contents of Gastrodiae Rhizoma and Gastrodiae Rhizoma-mixed extract were significantly higher in CMG than CM, CMS, and CMB at the level of p<0.05. Flavonoids content was higher in CMS, CMB, and CMG than CM. Of them, CMS and CMB showed significantly the highest flavonoids content at p<0.05. Anthocyanin content was higher in CMS, CMB, and CMG, compared with CM. Of them, CMG showed the highest amount at p<0.05. PF activity was significantly the highest in CMG. ADH activity was found the highest in CMB. ALDH activity was the highest in CM, and CMB.
2. Regarding organ weight change according to Gastrodiae Rhizoma hot-water extract at each concentration level, due to the alcohol administration, liver tissue weight was significantly the lowest in the EC200 group at p<0.05. Brain tissue weight showed no significant difference between all of the groups.
3. Of the alcohol metabolism-related indexes, serum alcohol concentration dropped by 19.6% in the EC100 group, compared with the EC group. However, the EC300 group showed significant increase at the level of p<0.05. ADH activity was found significantly higher in the EC100 group than the EC group. No significant change was found in serum with increased acetaldehyde concentration due to alcohol administration according to Gastrodiae Rhizoma supply. But in liver tissue, it was the highest in the EC group and the significantly lowest concentration was found in the EG100 group. ALDH activity was the lowest in serum in the EG200 group than the EC group; and was also significantly low in the EG100, and EG300 groups at p<0.05. In liver tissue, the activity was significantly low in the EG100, and EG300 groups.
4. Regarding liver function-related indexes, a minor GOT activity inhibition effect was found in the EG100 group, though not significant, in respect to GOT activity increased by ethanol administration. The alcohol administration was found to increase serum neutral fat, total cholesterol and LDL-cholesterol significantly but significantly decreased in the EC100, EC200, and EC300 groups at p<0.05. In the EC300 group, serum lipid improvement was observed. Protein contents showed no significant change. Serum hemoglobin and hematocrit were significantly higher in the EC200 group. Blood sugar was significantly high in the EC100 group at p<0.05.
5. Among the oxidative damage-related indexes, serum and liver-tissue MDA contents rose significantly due to ethanol administration and significantly dropped in the EG100, EG200, and EG300 groups at p<0.05. In serum, the SOD activity increased in the EC group could be significantly lowered in the EG100, and EG300 groups at p<0.05.In liver tissue, the EG200 showed higher activity. With respect to serum and liver tissue, ethanol administration increased catalase activity. In serum, the EG100, and EG200 groups showed higher activity. Concerning liver tissue, the EG200 and EG300 groups showed lower activity. Regarding TAC, no protective effect by Gastrodiae Rhizoma –hot water extract was found in serum but high activity was observed regarding liver tissue in the EG100 group.
6. Of the Acetylcholine metabolism-related indexes, water maze experiment found significant learning improvement in the EG100, and EG200 groups than the EC group. Acethylcholine content was higher in the EG100, EG200, and EG300 groups. It is deemed that AChE activity was not highly influenced by the use of Gastrodiae Rhizoma –hot water extract.
As shown above, the biological activity of Gastrodiae Rhizoma and Gastrodiae Rhizoma – hot water extract was found high in Gastrodiae Rhizomaand Uncaria Decoction. The alcohol metabolism activity was assessed the highest in Chunmabanhatang. With respect to Gastrodiae Rhizoma – hot water extract in each concentration level, positive effect was observed in the EG100 group regarding alcohol metabolism. Minor effect was found in the EG100 group regarding liver function-related indexes. The EG300 group showed lipid improvement effect and the EG200 group showed effect on hemoglobin and hematocrit. Concerning oxidative-damage Acetylcholine metabolism, the EG200 group showed defensive effect against oxidative damage. Therefore, in order to facilitate the metabolism of alcohol amount increase due to alcohol administration and protect liver function, the use Gastrodiae Rhizoma is deemed as an effective functional food. More in-depth study, however, will be necessary to identify interaction according to alcohol and Gastrodiae Rhizoma intake levels and find an appropriate intake amount of Gastrodiae Rhizoma, usable as a food ingredient to facilitate alcoholysis.