J Koren Soc Food Sci Nutr 한국식품영양과학회지 44(4), 491~496(215) http://dx.doi.org/.3746/jkfn.215.44.4.491 대봉감의항산화, 항염증및면역증강효과 이희재 1 임소영 1 강민경 1 박정진 1 정현정 1 양수진 2 1 전남대학교식품영양과학부 생활과학연구소 2 서울여자대학교식품영양학과 Beneficil Effects of Deong Persimmon ginst Oxidtive Stress, Inflmmtion, nd Immunity in vivo Hee Je Lee 1, So Young Lim 1, Min-Gyung Kng 1, Jeongjin Prk 1, Hyun-Jung Chung 1, nd Soo Jin Yng 2 1 Division of Food nd Nutrition nd Humn Ecology Reserch Institute, Chonnm Ntionl University 2 Deprtment of Food nd Nutrition, Seoul Women s University ABSTRACT The purpose of this study ws to ssess the ntioxidnt, nti-inflmmtory, nd immuno-enhncing effects of Deong persimmon (DP) nd Bnsi (BS) in vivo. Two types of stringent persimmons (DP nd BS) were used for this experiment. C57BL/6J mice were ssigned to the following groups: 1) len control, 2) high-ft diet control (HF), 3) A region DP (3% wt/wt) with HF diet (A-DP), 4) B region DP with HF diet (B-DP), 5) C region DP with HF diet (C-DP), 6) D region BS with HF diet (D-BS), nd 7) E region BS with HF diet (E-BS). All mice were srificed fter 4 weeks of tretment, fter which lood nd tissues were collected. Antioxidnt enzyme tivities, inflmmtory mrkers, nd immune ftors were evluted. DP nd BS tretments did not lter food intke or ody weight, compred with HF. Administrtion of B-DP incresed ctlse tivities in serum. Heptic levels of mlondildehyde, product of lipid peroxidtion, were significntly lower in A-DP mice thn in the HF group. A-DP hd down-regultory effects ginst inflmmtion induced y high-ft diet feeding, s shown y significnt reduction of interleukin (IL)-1β, IL-6, nd tumor necrosis ftor-α. Additionlly, A-DP tretment exerted n immuno-stimultory effect, s shown y incresing levels of immunogloulin G. DP tretment improved the level of insulin-like growth ftor-1. These results indicte tht DP hs eneficil helth effects on oxidtive stress, inflmmtion, nd immunity in vivo. Key words: nti-oxidtive effect, nti-inflmmtory effect, Deong persimmon, immuno-enhncing tivities 서 생활환경과식생활의서구화로인한고지방식사의섭취가증가함에따라비만, 당뇨병, 고혈압, 심 뇌혈관계질환, 암등의발병이증가하고있다 (1). 이러한만성질환들은지속적인산화적스트레스로인한만성적염증과관련이깊다 (2). 비만, 스트레스, 지방축적등에의해활성산소의생성량이증가하고이를제거하는항산화시스템의기능이약화되면, 즉항산화방어시스템이활성산소를효율적으로처리하지못하는불균형상태가되면결과적으로산화적스트레스는증가하게된다 (3). 과도한산화적스트레스상태는생체막의지질산화, 단백질변성, DNA 손상을일으켜세포와조직의정상적인기능을억제하고, 결국만성염증반응과관련되어있는퇴행성질환, 심 뇌혈관계질환, 암, 치매등 Received 5 Decemer 214; Accepted 23 Decemer 214 Corresponding uthor: Soo Jin Yng, Deprtment of Food nd Nutrition, Seoul Women s University, Seoul 139-774, Kore E-mil: sjyng89@swu..kr, Phone: +82-2-97-5643 론 을초래한다 (4). 따라서산화적스트레스를감소시키기위한항산화효과가있는식품및기능성성분에대한관심이높아지고있다. 염증반응은본래면역반응의일환으로만간주되어왔으나, 최근에는암, 비만, 당뇨병, 비알코올성지방간질환등많은질환의발병과진행에있어중요한역할을하는것으로알려져있다 (5). 염증반응은세포에서분비되는 interleukin (IL)-1, IL-6, tumor necrosis ftor-lph(tnf-lph) 와같은사이토카인에의해조절되며, 병리적인상황에서의전염증성반응 (pro-inflmmtory response) 은이러한사이토카인이과도하게분비되는상태로정의된다 (6). 이같은과도한염증반응의조절은다양한염증관련질환을개선하는데중요하다고할수있다. 면역은병원체와같은외부물질에대한저항반응으로특별한물질의존재를인식하고그것을제거하여신체의항상성을유지시키는것이다. 세포매개성면역은 T-림프구 (T-lymphocytes) 나 NK 세포 (nturl killer cell) 가인터페론 (interferon), IL, TNF-lph 등을분비하여이물질을
492 이희재 임소영 강민경 박정진 정현정 양수진 제거하는것이고, 체액성면역은 B 세포에의해생성되는항체가항원과결합하여이물질을제거하는것으로두가지면역기전의상호작용을통해면역시스템이유지된다. 면역반응에서중요한역할을하는면역글로불린 (immunogloulin, Ig) 항체중특히 IgG는체액성면역에서세균에대항하는역할을한다. 최근의연구는성장호르몬과 insulin-like growth ftor(igf)-1이면역글로불린생성수준에영향을미친다고보고하였다 (7). 질병의발생및감염은주로면역기능이저하된상태에서발생하기때문에건강유지를위해면역증진은중요하다. 감 (Diospyros kki L.) 은한국, 일본, 중국등에서주로재배되는과실로 (8) 크게단감과떫은감으로나눌수있고떫은감의대표적인품종으로는대봉감과반시가있다 (9). 감의과실내에는페놀성화합물인 gllic id, ctechin, epictechin, epiglloctechin, ctechingllte, epictechin gllte 및 epiglloctechin gllte 등이함유되어노화방지, 심혈관질환예방및항암효과등이있는것으로알려져있다 (). 특히떫은감은 diospyrin과같은수용성탄닌성분을함유하고있어감의떫은맛을내고체내에서혈관을튼튼하게하며고혈압, 심장병등의성인병에탁월한효과가있는것으로알려져있다 (11). 감의기능성에관한연구로는감에서다양한폴리페놀을추출하여인간림프구성백혈병세포에처리하였을때감추출물, epiglloctechin, ctechingllte 등이백혈병세포의성장을저해하는효과 (12) 와대봉감을부위별로나누어메탄올로추출하여인간대장암유래세포주에처리하였을때대봉감씨와꼭지의항산화활성과항암활성이보고된바있다 (13). 콜레스테롤을섭취한 rt에게 4주간식이의 7% 를건조감으로제공시, 혈중총콜레스테롤과저밀도지단백콜레스테롤농도가건조감이포함된식이를섭취한군에서는유의적으로증가하지않았다는연구결과도있다 (14). 그러나떫은감의대표품종인대봉감과반시의항산화, 항염증및면역증강효과를비교한연구는거의이루어져있지않다. 따라서본연구에서는대표적인떫은감품종인대봉감과반시의항산화, 항염증및면역증강효과를탐색, 비교하고자하였다. 재료및방법실험재료실험에사용된감시료는 A, B, C 지역에서재배된대봉감을구입하였고 D, E 지역에서는반시를구입하여실험에사용하였다. 감시료는깨끗이세척한뒤식용가능한과육과과피를제외한감꼭지, 감잎, 감씨, 감중심의흰색심지를모두제거하였다. 대봉감및반시의과육과과피는동결건조시킨후 (Industril Vuum Freeze Dryer, SFDTS K, Smwon Freezing Engineering Co., Busn, Kore) 분말화하였다. 분말화한시료는실험에사용할때까지 -2 C 냉동고에저장보관하였다. 실험동물및실험설계항산화, 항염증및면역증강효과확인을위한실험설계는다음과같다. 6주령의 C57BL/6J 수컷쥐에게분말형태의표준식이 (D124B, Reserch Diets, New Brunswick, NJ, USA) 를 1주동안제공하여실험환경에적응시켰다. 실험식이는동결건조된감분말 (3% wt/wt) 을열량대비 45% 고지방분말식이 (D12451, Reserch Diets) 에혼합하여 4 주동안공급하였다 (Tle 1). 실험동물은각군당 마리로총 7개군으로나누어진행하였다. 표준식이를제공하는대조군 (control, CON), 고지방식이를제공하는고지방식이대조군 (high-ft diet control, HF), 각 3% 의 A, B, C 지역대봉감및 D, E 지역반시분말과고지방식이를혼합한 A대봉감군 (A-DP), B대봉감군 (B-DP), C대봉감군 (C-DP), D 반시군 (D-BS), E반시군 (E-BS) 으로나누었다. 실험동물사육조건은온도와습도를 2±5 C, 55±5% 로조절하였으며, 명암주기는 12시간간격으로설정하였다. 물과식이는자유롭게섭취하도록하였다. 본논문에서의동물실험은전남대학교동물실험윤리위원회의승인을받고그규정에따라실행하였다. 시료수집실험동물은졸레틸 (Zoletil, mg/kg) 과럼푼 (Rompun, 5 mg/kg) 을 2:1 비율로혼합하여생리식염수 (phosphte uffered sline) 에 1/로희석시킨마취제.2 ml를복강내주사하여마취하였다. 마취후흉곽절개하여심장에서혈액을채취하였다. 혈액및조직을즉시적출하여생리식염수로세척하였으며, 조직표면의수분을제거한후무게를측정하였다. 혈액은 2시간동안방치한후 2, g, 4 C에서 2분간원심분리하여혈청을분리하였다. 혈청과조직은분석하기전까지 -8 C 냉동고에서보관하였다. Tle 1. Composition of experimentl diets (g/kg diet) Ingredients Control diet High-ft diet Csein, 3 mesh L-Cystine Corn strch Mltodextrin Sucrose Cellulose, BW Soyen oil Lrd Minerl mix S26 Diclcium phosphte Clcium cronte Potssium citrte Vitmin mix V1 Choline itrtrte 3 315 35 3 25 2 13 5.5 16.5 2 3 72.8 172.8 25 177.5 13 5.5 16.5 2
대봉감의항염증및면역증강효과 493 항산화효소활성및지질과산화물측정항산화효소인카탈레이즈 (ctlse) 는상업용분석키트 (Cymn Chemicl, Ann Aror, MI, USA) 를이용하여분석하였다. 측정된카탈레이즈 1 unit은 25 C에서 1분당 1 nmole의포름알데히드를형성하는효소의양으로정의하였다. 간조직의지질과산화물수준은 thiorituric id (TBA) 와반응하는 mlondildehyde(mda) 의농도를측정하여확인하였다. 간조직의 배에해당하는생리식염수를더한후균질화하여실험에사용하였다. 간균질액.1 ml 에 15% trichloroetic id,.4% TBA를함유한 thiorituric id retive sustnces 용액.5 ml, 증류수.15 ml를혼합한후, heting lock을이용하여 95 C에서 3분간반응시켰다. 2, g에서 분간원심분리하고상층액을취하여 49 nm에서흡광도를측정하였다. 표준시약으로 1,1,3,3-tetrethoxypropne을사용하였고, 간조직의지질과산화물함량은 nmol MDA/mg protein으로나타냈다. 시료의단백질함량은 Brdford 방법을이용하였으며, 표준물질로는 ovine serum lumin을사용하였다. 항염증효과측정 IL-1 et, IL-6 및 TNF-lph는효소면역분석법 (enzyme-linked immunosorent ssy, ELISA; R&D Systems, Minnepolis, MN, USA) 을이용하여측정하였다. 미리희석한혈청을항체가코팅된 96 well plte에넣어주고상온에서 2시간동안방치하였다. 이후시료를넣었던 well을 wshing uffer를이용하여 5번세척하고물기를제거하였다. 물기가완전히제거된 well에 conjugte 용액을넣고 2시간동안상온에서반응시킨후 5회세척을반복하였다. 기질용액을넣고빛을피해다시 3분간반응시킨 후반응을멈추기위해서 stop solution을첨가하였다. 흡광도를측정하기위하여분광광도계 (imrk Microplte reder, Bio-Rd, Hercules, CA, USA) 를이용하여 595 nm에서흡광도를측정하였다. 면역증강효과측정면역증강효과를측정하기위해 IgG와 IGF-Ⅰ을상업용 ELISA 분석키트 (R&D Systems) 를이용하여측정하였다. 통계처리본연구에사용된모든통계분석은 SPSS 2.(SPSS, Inc., Chicgo, IL, USA) 을사용하였다. 모든실험결과는평균 ± 표준오차 (men±sem) 로제시하였다. 대조군과실험군간의평균차이는 One-wy ANOVA 분석후 Turkey 사후검정을통해분석하였으며, 통계적인유의성검정은유의수준.5를기준으로하였다. 결과및고찰식이섭취량및체중 5개지역의대봉감및반시의섭취가식이섭취량과체중에미친영향은 Tle 2와같다. 4주간의감시료의섭취는대조군과비교시식이섭취량에유의적인영향을주지않았다. 또한 4주간의대봉감및반시의공급은대조군과비교했을때체중에유의적인영향을주지않았다. 항산화효과 4주간의대봉감및반시의섭취가항산화효소활성및지질과산화물에미친영향은 Fig. 1과같다. 3개지역의대 Tle 2. The effect of Deong persimmon (DP) nd Bnsi (BS) on ody weight (BW) nd food intke (FI) BW (g) FI (g/d) 28.6±.6 2.7±.2 29.1±.8 2.4±.1 3.1±.5 2.6±.1 3.6±.7 2.6±.2 29.±.7 2.6±.2 Dt re expressed s men±sem (n= per group). CON, control; HF, high-ft diet control. 29.8±.7 2.7±.1 3.3±.5 2.7±.1 A Ctlse tivity (nmol/min/ml). 8 7 6 4 3 2 B Heptic MDA (nmol/mg protein). 25 2 15 5 Fig. 1. The effect of Deong persimmon (DP) nd Bnsi (BS) on serum ctlse tivity nd the heptic levels of mlondildehyde (MDA). Dt re expressed s men±sem (n= per group). Different letters within vrile re significntly different t P<.5. CON, control; HF, high-ft diet control.
494 이희재 임소영 강민경 박정진 정현정 양수진 봉감섭취는고지방식이대조군과비교하여혈중카탈레이즈활성수준을증가시키는경향을보여주었으며, B지역의대봉감을섭취한군의경우유의적으로카탈레이즈활성수준이증가하였다. 간조직의지질과산화물인말론디알데하이드수준은고지방식이대조군대비 A지역대봉감을섭취한군에서유의적으로감소하였다. 말론디알데하이드는산화적스트레스에의해세포막에지질이분해될때생성되는산물중하나이고산화손상의지표물질이다. 고지방식이섭취가간의지질과산화물수준을증가시킨다는결과는꾸준히보고되었으며, 간에서의지질과산화물증가는지방간 (heptic stetosis) 등으로이어질수있으므로각별한주의가필요하다 (3). 4주간의대봉감과반시의섭취는지질과산화물의수준을고지방식이군과대비하여대조군과유사한수준으로감소시켰다. 특히 A지역의대봉감섭취는지질과산화물의수준을유의적으로감소시켰으며, 이러한효과는대봉감이함유하고있는폴리페놀성분들이지질과산화물을생성하는과산화수소의생성을억제한것으로사료된다 (15). 본연구진의분석결과 A지역대봉감시료의베타카로틴과총페놀화합물함량이다른지역시료에비해유의적으로높은것으로분석되어이들성분이대봉감의항산화효과에기여했을것으로보인다. 항염증효과 5개지역대봉감과반시의섭취에의한항염증효과는 Fig. 2와같다. 4주간의 A지역대봉감섭취는염증인자인 IL-1 et의수준을고지방식이군대비유의적으로감소시 켰다. IL-1은세포에서분비되는사이토카인중하나로활성화된백혈구에서생산된다. IL-1은염증반응에서중요한매개자역할을하고다양한세포활성에도관여한다 (16). 따라서본실험결과에서 IL-1 et의수준이 A지역의대봉감을섭취한군에서가장낮게측정되어, A지역대봉감이효과적으로염증반응을감소시킴을알수있었다. 또다른대표적인염증인자인 IL-6의수준은고지방식이대조군과비교하여 A지역, B지역대봉감을섭취한그룹에서유의적으로감소하였다. IL-6는체액성면역과세포성면역에관련되어신체방어와조직손상에영향을주는것으로알려져있으며, IL-1은종양괴사인자 (TNF-lph) 와함께염증반응의중요한매개체로작용한다. IL-6이과도하게증가하게되면염증반응의증가로인한전염증상태가될수있다 (17). TNF-lph 수준은 A지역과 B지역의대봉감을섭취한군에서고지방식이대조군대비유의적으로감소되었다. 감소수준은 A지역대봉감군에서가장크게나타났다. 이를통해타지역대봉감및반시와비교하여 A지역대봉감군의강력한항염증효과를확인할수있었다. TNF-lph는면역반응의초기에분비되는전염증성사이토카인으로염증의활성화, 호중구활성화, 세포괴사등에관여하여장기부전을유발하는것으로알려져있으며, 인체에서높은수준의 TNFlph는천식이나류마티스성관절염등과같은질환의염증반응조절에관여한다 (18). 감은당류와비타민 C, 탄닌과칼슘, 칼륨, 마그네슘등이풍부하고다양한페놀성화합물을함유하고있어이들성분이암등각종질병의개선에효능이있는것으로알려져있다 (19). 폴리페놀은면역조절 A 1 B 3 d IL-1 et (pg/ml). 8 6 4 IL-6 (pg/ml). 2 1 c c d d d C 2 TNF-lph (pg/ml). 1 cd cd cd d Fig. 2. The effect of Deong persimmon (DP) nd Bnsi (BS) on inflmmtory mrkers in serum. Dt re expressed s men± SEM (n= per group). Different letters within vrile re significntly different t P<.5. CON, control; HF, high-ft diet control; IL-1, interleukin-1; TNF-lph, tumor necrosis ftor-lph.
대봉감의항염증및면역증강효과 495 A 3 3 B 4 3 c c lgg (ng/ml). 2 IGF-Ⅰ(ng/mL). 3 2 1 Fig. 3. The effect of Deong persimmon (DB) nd Bnsi (BS) on immune ftors in serum. Dt re expressed s men±sem (n= per group). Different letters within vrile re significntly different t P<.5. CON, control; HF, high-ft diet control; IGF, insulin-like growth ftor; IgG, immunogloulin G. 과항염증반응과도관련되어있으며, 따라서감에들어있는페놀성화합물에의해서항염증효과가나타난것으로보인다 (2). 본연구진에의한분석결과 A지역대봉감시료가타지역시료에비해총페놀화합물함량이높고항산화활성이높은것으로분석되어, 이들성분과활성이 A지역대봉감시료의항염증효과에기여한것으로판단된다. 면역강화효과 5개지역의대봉감및반시의섭취가면역관련인자에미치는영향은 Fig. 3과같다. 4주간의 A지역대봉감섭취는 IgG의수준을고지방식이대비유의적으로증가시켰다. 면역체계는노화또는운동, 흡연, 음주와같은생활습관, 스트레스, 영양상태등에따라변화하며, 면역기능에영향을주는식이요인으로는총에너지섭취량, 단백질, 무기질과비타민섭취상태등이있다 (21-25). 면역글로불린은면역의중심역할을하는베타세포와형질세포에서생성되는단백질이며, 항체기능을가지고있는면역인자이다. 특히 IgG는외부에서체내로침입하는바이러스나균등을통한감염에대한방어에관여한다. A지역대봉감을 4주간섭취한군에서유일하게 IgG의유의적인증가가나타났으며, 이를통해 A지역대봉감의우수한면역증강효과를확인할수있었다. 과다한지방섭취는면역능력의저하를초래한다 (26). 면역능과밀접한관련이있는영양소인아연, 철분, 베타카로틴이풍부하게함유된대봉감의섭취는 IgG 수준을높여, 4주간의고지방식이로저하된면역능력을향상시킨것으로보인다. 4주간의 A, B, C 지역대봉감의섭취는 IGF-1의수준을고지방식이대조군에대비하여유의적으로증가시켰다. IGF-1은인슐린과유사한구조를가졌으며, 세포의분화와증식에관여하는내분비조절자로태아와소아성장에필수적이다 (27). 이러한기능이외에도 IGF-1은면역과염증을조절하는중요한역할을하는데, 하나의예로면역기능을담당하는 T-림프구, B-림프구, NK 세포등이 IGF-1의수준에민감하게반응한다 (28-3). 대봉감의섭취는면역체계에서중요한역할을담당하는 IGF-1의수준을고지방식 이를섭취한군에비해유의적으로높여면역체계를강화하는효과를보였다. 요 본연구는대표적인떫은감품종인대봉감과반시의항산화, 항염증및면역증강효과를탐색, 비교하였다. 쥐모델을대상으로 4주간대봉감과반시의섭취는식이섭취량과체중변화에영향을미치지않았다. B지역의대봉감섭취는고지방식이대조군대비유의적으로카탈레이즈활성수준을증가시켰으며, 간조직의지질과산화물인말론디알데하이드수준은고지방식이대조군대비 A지역대봉감을섭취한군에서유의적으로감소하였다. 또한 A지역대봉감의섭취는염증인자인 IL-1 et의수준을고지방식이군대비유의적으로감소시켰다. 또다른대표적인염증인자인 IL-6는고지방식이대조군과비교하여 A지역과 B지역의대봉감을섭취한군에서유의적으로감소시켰다. TNF-lph 수준은 A 지역의대봉감을섭취한군에서고지방식이대조군대비유의적으로감소되었다. A지역대봉감섭취는 IgG의수준을고지방식이대조군대비유의적으로증가시켰다. IGF-1의수준은고지방식이대조군과비교하여 A, B, C 지역대봉감섭취군에서증가하였다. 이상의결과로부터대봉감의섭취는우수한항염증효과와면역증강효과가있을것으로사료된다. 약 감사의글 본연구는영암대봉감향토사업클러스터사업단의지원으로수행된연구결과로이에감사드립니다. REFERENCES 1. Lee HK. 1996. Koren disese pttern nd nutrition. Koren J Nutr 29: 381-383. 2. Reuter S, Gupt SC, Chturvedi MM, Aggrwl BB. 2.
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