Anti-nociceptive, Anti-inflammatory, Mental Effects of Essential Oil from Thymus magnus

시 혜 지

섬백리향 정유의 전통

,

,

김성민 • 석귀덕* 대구가톨릭대학교약학대학

(Received November 15, 2007; Revised December 7, 2007)

Anti-nociceptive, Anti-inflammatory, Mental Effects of Essential Oil from

Thymus magnus

Sun Min Kim and Kui Duk Suk우

College of Pharmacy, Catholic University of Daegu, Gyongsan 712-702, Korea

Abstract —

Thymus magnus

minatives in traditional medicine. In the literature, few scientific assays were realized on this species, such as antibiotic

{Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Salmonella enteritidis,

S. typhimurium)

T magnus

T. magnus

T. magnus

itive control prednisolone. 3) Essential oil of

T. magnus

T magnus

T magnus

T. magnus

Keywords □

Thymus ma^us,

아로마치료란향내나는허브의 엎, 꽃, 씨앗, 뿌리, 나무, 수 지흑은식물전체에서추출한향의원액인향유(정유, essential oil, aroma oil)를이용한자연치료(natural therapy, naturopathy) 률의머한 다 이 러 한 치료는고대중국, 인도, 티벳, 오스트레 일리아, 뉴질랜드, 머국, 이집트, 로마, 중동지역에서수천년간 사■§서 되어왔다 ® 현대에와서보완대체의학에대한관심과더 불어 과학적검증이시작되고항산화, 항머생물, 항버식러스, 착 색, 구충, 함 작 용 등의 많은약리작용이밝혀지고있다

백리향(rTl_1^)은남부유럽 원산의 꿀풀과(Labiatae)에속하는 다년생목본식물로세계적으로 100여종이자생하고있는것으로 알려져 있다. 우리나라에는 백 러 향

quinquecostatus

magnus

*본 논문에 관한 문의는 저자세게로 (견화) 053-650-3614 (팩스) 053-850-3614 (E-mail) [email protected]

천연기념물제5 2 ^ 지정되어있다.®수증기 증류법으로추 출한섬백리향정유는주로 terpene 및 terpene alcohol 계열의 화합물로구성되어있다. 양적으로많이함유된것으로알려진 성^ '^ p-cymcnc, y-terpene, linalyl acetate, thymol과 carvaaol 둥이다.가우리나e H서섬백러향(T

magnusYW

Aspergillus niger, A flams, Candida albicans, C. utilis, Cryptococcus neoformans, Trichosporon mucokies, Trichophyton rubrum, Blastoschyzomyces

copi'/atus에대한항진균작용에관한연구가행허여졌다.^^ 2006 년에는섬백리향정유의

Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus

aureus, Salmonella enteritidis^ S. typhimurium

]■

Thymus

Thymus

Thymus broussonetii^

연구가행하식졌다.

우러나라께서 섬백리향은에로부터구풍, 발한에시용되어왔 고, 유럽등서양에서는백리향을강심, 강장, 거담, 구층, 구풍, 부 패방지 , 살균, 살층, 이뇨, 자극, 진정 , 진해, 통경 , 해득, 항류머티 즘, 진통(요통), 항미생물작용을목적으로시용되어왔다."® 이 러한작용은사용경험과전승을근거로하는경우가대부분이어 서 EBM(Evidence Based Medicine) 관점의평가를목적으로본 연구를행하게되었다.

동물실험모델로서급성독성시험,미 arachidonic acid-induced ear edema test,고*■요® acetic acid-induced writhing test,요느에 hot plate test,요고•요크■죄 forced swimming test,요®■페 open field test,^신■요*'째 pentobarbital-induced sleep test요삼'자'®률행하여 항 염작용, 진통작용, 항우울작용, 진정작용, 수면시간증강작용을 검토하였다. 이상의 연구결과를토대로국내자원식물인섬백 리향의약리작용검증과현제 전량수입에 의존하고있는아로 마오일의국내자원식물로대체가능성을평가하고자하였다.

실험재료 및 방법

실험재료

본실험에사용한섬 백 러 향

magnus}&

급성독성시험을제외한실험에사용한섬백리향정유와에센 셜오일들은 normal saline, DMSO, tween80을가해용해시키 고(normal saline: DMSO : tween80=8:1:1), 2시간의초옴파 처리후 membrane filteration(45 [im) 을설시하고, 투여 전 30

분간초음파처리률하였다.^®>

비교를위하여 수입품아로마오일중에서 Thyme essential

oiKSanoflore, France)와많이사용되고있고그진정작용이알 려진 Lavender essential oil(Sanoflore, France) 및정신각성과 기억력 항상작용이 알려진 Rosemary essential oil(Sanoflore, France) 률사용하였다.^^

실험동물

실험동물은체중 30~35g의 6주령 ICR계응성미우스률사§•

하였으며, 일주일이상순화시육을행한후설험을실시하였다. 사육은온도 22±2°C, 습도 60±5%, 순명주기 12시간, 암주기

12시간의조건을유지한사윽실에 wire cage에 3마리씩넣어물 과고형사료를층분히공급하면서식이로사육을하였다. Forced- swimming test와 open-field test는순명주기 (10:00—15:00) 일 때실시하였다.

통계처리

모든실험의 걸과는평균과표준오차로 나타내었다(mean±

S.E.M.). 각군과대조군과의통계적인 비교는 Student's <-test 를 행하였으며, 군 간의 통계적인 비교는 Tukey's honestly significant difference test(HSD) 에 의한 one-way analysis of variance(ANOVA)률행하였다. 유의수준의 표시는 /><0.05(*),

p<O.Ol(**)

실험방법

급성독성시험 - 체중 30~35g의 ICR계웅성 P]우스 5마리를 1군으로하였다. 섬백리향정유는 normal saline, DMSO, tweenSO 을가해 용해시키고(normal saline : DMSO : tween80=44 : 5:1), 1 시간의 초음파처리 후재빨러 투여하였다. 섬백리향 정유룰 2,000 mg/kg, 3,000

mg/kg

Ear edema test - 실험동물의 피부염증에대한섬백리향정

유의 항염활성을측정하기 위하여

in vivo

^g/ear 용량으로사용하여비교하였다. 먼저 대조약물과시료

용액을마우스귀안쪽과바깥쪽에적용시키고 30분후발염제 로서 acetone에녹인 2.5% arachidonic acid(30 |i//ear)를사용하 여급성염증을유발시켰다. 발염제처러 1시간후 digital caliper 룰이용■하여귀두께증가량을측정하여 시료의 항염 활성을구

Writhing test - Acetic acid를복강내에주사하여 abdominal

constriction을유발시키는초산법을실시하였다. 섬백리향정유

는 10, 20, 40, 80m&^g 용량에서 실험하였고 대조 약물로는 aspirin을 70 mg/kg 용량에서사용하여비교하였다. 체중 30—35

요의 ICR계웅성마우스 5마리를 1군으로하고시료와대조약

물을머우스에 복강내에주사률하였다. 30분후에 1% acetic

acid 식염수용액을체중 10g당 0.1m/ 용량으로복강내에주 사하여 abdominal constriction을유도하였다. Control animals은: 동일한실험조건균}에시료를첨가하지않은용데률투쉬하였다.

510 김성민 • 석귀덕

Acetic acid틀복강내에주사한후죽시마우스를개별적으로격

리시키고 5분이 경과한후, 1Q분간발생하는 constriction 수률 죽정하였다. Writhing파 stretching의횟수를세어서기록하고다 옴식에따라 % protection을계산하였다.^^■오"^스

%protection

= [(control -treated mean)/control mean] x 100

Hot plate test-CNS에대한진통작용을측정하기 위하여

acute phasic pain test 중 hot plate test률 실시하였다. Hot plate test는사방이막힌 acrylic caged7 cmx 17 cmH 55±2°C

로가열된 metal plate에서실시하였다. 반응시간판정의기준은

마우스를 hot plate에을려놓은후점프를하거나뒷다리중하

나를 licking 또는 shaking을: 할때까지의시간으로하였다. 섬백 리향정유는 20, 40, 80, 160 mg/kg 용량에서 실험하였고양성 대조약물로는 morphine을 10 mg/kg 용량에서시용하여 비교를 하였다. 체중 30-35 요의 ICR계응성마우스 5마리률 1군으로 하고시료와대조약물의투여 전 hot plate test를실시후 개별 적으로격리시키고, f쉬 후 2시간■동단 30분' 간격으로 hot plate testft 실시하였다. 섬백리향정유와 morphine을: 각각 80, 10 mg/

kg 용량으로복강내에주사 15분전 naloxonei： 1 mg/kg 용량 으로피하주사률하식비교하였다.22•요과^

Forced-swimming test - 항우울작용의효력스크리닝에널

리사용되는 forced-swimming test를실시하였다. 체중 30—35

g의 ICR계웅성미우스률군당 5마리로분류하고, 시료로서 라

벤더, 로즈마리, 타임, 섬백리향각각의 정유률 100 mg/kg 용량 에서실험하였다. 대조약물로삼환계항우울제인 imipramine을

30 mg/kg 용량에서 사용하여비교룰하였다. 각시료및대조약

물을복강내에주사한후개별적으로격리시킨다. 30분후온 도 25±1°C, 수심 11 cm로물이채워진수조(직경 25cm, 높이 22 cm)에 1^1우스를 넣고, 5분간 o|우스운동상태를비디오녹 화한다. 녹화된비디오는 blind tests. 관찰하여패턴별로운동시 간을죽정한다. 패턴벌 운동의분류는 struggling, swimming,

immobility로분류률하였다. 각패턴별구분은다옴과같은기

준으로분류를하였다. struggling의경우는마우스가앞발을수

면위로 내밀고 수조 밖으로 나오려고 발버둥 처는 경우,

swimming은 활동적으로수영을하고있는 경우, immobility는

최소한의움직임을보이며 세발이움직이지 않거나, 뒷발중하 나를이용하쉬 ^ 하 는 경우로하였다.2

Open-field test- 실험동물의자발운동량을측정하기우1하여

open-field testft 실시하였다. 체중 30-35 g의 ICR계응성머우 스률군당 10마리로분류하였다. 시료로서 라벤더, 로즈마리, 타 임, 섬백리향각각의정유를 lOOm&Ttg 용량에서실험을하였다. 대조약물로 pentobarbital 5 mg/kg 용량으로사용하여 비교하였 다. 각시료및대조약물을복강내에주사한후개 별 적 격

리시킨다. 30분후원통저면을등면적으로 19분획한 open-field (직경 60 cm, 높이 22 cm, 불투명재질) 에넣고 1분간자발운동 량을측정하였다. 자발운동량의관단기준은머우스가적어도 세개의다리가용기 저면의구분선을통과했을때를 1회로하 였다 H28,30)

Pentobarbital-induced sleep test - 체중 30—35 요의 ICR 계응성미우스률군당 5마리로분류률하였다. 시료로서 라벤 더, 로즈마리, 타임, 섬백리향각각의 정유틀 100 mg/kg 용량에 서설험하였다. 각시료를복강내에주사후개별적으로격리시 킨다. 30분후 pentobarbital을 50 mg/kg 용량으로복강내에투 여후수면시간을측정한다. 수면시간의 판정은정상반사(right reflex)가소설되는시점 (off set)과회복되는시점 (on set)의사 이를수면시간으로하였다.2^

결과 및 고찰

에센셜오일의이용은마사지 및향의흡입을행하는경우가 많다. 마사지의경우경피를통한흡수i：이피부의조건, 오일의 농도및캐리어오일의종류에영향을많이받고_ 방향의경우저 농도와고농도일때사림미느끼는쾌•불쾌치의기호의차가큰 영향을미친다.^* 본연구에서의 동물모델은흡입및마사지의 경우와 흡수 경로가 많이 다르지만 효과가 에센설 오일의 성^ 1 호흡기를통해혈액을따라서작용하는약리작용일것으 로가정해서에센셜오일을복강내에 f여하^ 실험을행하였다.폐

급성득성시험

머우스룰이용한급성득성시험을행하였다. 섬백리향정유 를 2,000 mg^g, 3,000 mg/kg 용량으로경구투여후급성득성 시험을실시한결과투여후®뷰동안운동량저하를보였을뿐, 이상행동이나체중번화는관찰할수없었다. 2주동안사망례없 이모두생존을하였다. 생존례는부검 후장기이상유무롤관 찰하였으나이상여부는관찰할수 없었다. 경구투여시최소치 사량은 3,000 mg/kg 이상으로나타났다(Table I).

Ear edema test

마우스의 귀부종법은합성유도체, 식물성분및식물추출액

Table I - Acute toxicity of essential oil from Thymus magnus

Dose (mg/kg, ^RO.) Number of animals Mortality

vehicle 5 0/5

2 , 0 0 0 5 0/5

3,000 5 0/5

Essential oil of Thymus magnus was orally administered to mice and their mortality was observed for 2 weeks. A minimal lethal dose was found to be greater than 3000 mg/kg.

^ 0.1I ； 경_(A

(0£ .£ 0.10

Z 0.050

mm

-

M i Vehicle

[- - u Prednisolone 100^/ear ¹ -in Aspirin

70mg/kg

Thym us magnus ZOug/ear W ttM Thym us magnus iOmo/kff

1 - ¹

Thym us magnus QOug/ear

Thym us magnus 2Qmg/ko Thym us magnus 120ug/ear

.E£

Thym us magnus Ad mg/kg Thym us magnus 240ug/ear

Thym us magnus BOm ff/ko

«면

f *

HiL

Vehicle Pred. 30ug 60ug 120i/g 240t/g A dm inistraion

Fig. 1 - Anti-inflammatory activity of essential oil from Thymus magnus. A essential oil of T magnus and prednislone (100 l^g/ear) were applied topically to ears of four mice. Control group was treated with vehicle and arachidonic acid.

*/)<0.05, significantly different from the control group.

등의검정대상물질에 널리 용되는급성염증에 대한

in vivo

항염증작용측정방법이다.

Arachidonic acid에의해유발된급성피부염증에 대하여섬백

리향정유를 30, 60, 120, 240 [ig/ear 용량으로실험한결과 30 ng/

ear 용 량 로 투여한군을제외한모든시료의농도군에서대조 군에비해유의성있는억제작용을나타내었으며용량의존적이 었다. 섬백리향정유를 30, 60, 120, 240 ng/ear 용량으로투여한 군은 inhibition이각각 18.7, 40.7, 51.6, 59.3%를보였고섬백 리향정유률 120, 240

iig/ear

로 사용한군(42.9%inhibition) 보다강한억제효과률보였다

(Fig. 1).

염증은신체국소에서일어나는상해에 대한생체조직의 방어 반응이다. 미우스의귀부종법은합성유도체, 식물성분및식물 추출액등의검정대상물질에널리사용되는급성염증에대한

in vivo

■은: 5-lipoxygenase 저해제, dual cyclooxygenase/lipoxygenase 저해제및항히스타민제에 의해현저하게 억제된다.^^ 본연구 를통하여섬백리향정유는 60, 120, 240ng/ear의용량에서 유 의성있게농도의존적으로귀부중을억제함을확인할수있었 다. 차후추가적인

in vitro

Writhing test(Acetic acid-induced writhing test) Acetic acid롤복강내에주사하여 유발된 writhing 반응에대

여섬백리향정유를 10 mg/kg 용량으로투여한군을제외한모

Vehicle Aspirin ■\Omg 2 0 m g AO m g BO m g A d m in istra io n

Fig. 2 - Analgesic activity of essential oil from Thymus magnus ^on

writhing response. Essential oil from T. magnus and aspirin were administered intraperitoneally 30 min before the treatment of 1% acetic acid {i.p.) at a dose of 0 . 1 ml ^per

10 g body weight. Control animals was received vehicle alone. Data represent mean±S.E.M. determined using five mice, ***/)<0-0 0 1, significantly different from the control group.

든농도군에서유의성있는진통효과률나타내었고용량의존적 이었다. 섬백리향정유룰 10, 20, 40, 80mg/kg 용량으로투여한 군은 %protection이각각 11.15, 59.12, 68.58, 85.81% 였으며섬 백리향정유률 80 mg/kg 용량으로투여한군(85.81 %protection) 은비교약물인 aspirin(70 mg/kg) 투여군(77.70%protection) 보 다강하게 writhingi：억제하였다(Fig. 2).

통증은다양한조건에 있는개체내에서 명확한원인과강도

의기준 및표현이 상이하여분류가어려워, PNS와 CNS에대

한병태생리와관련시켜분류를한다. 동물모델을이용한진통 작용의 측정은 원인이 3가지(chemical, thermal, mechanical

stimuli.)로한정되는단점이었지만, 사람을대신해서물질의효

능과효력을에상하기에 적합한방법으로, PNS의진통작용측 정은자극적인외부화학물질을시•용하여 Long-duration stimuli test(tonic pain) 률하게된다. 그중 writhing test는자극성 화 학물질을사용하여 복강내 visceral chemoreceptor를자극하여 abdominal constriction을유발하게된다.® 본연구률통하여 섬

백리향정유는 20, 40, 80mg1?g 용량에서 유의성 있게능도의

존적으로 writhing을억제함을확인했다.

Hot plate test

섬백리향정유의 CNS에대한진통작용을측정하기위하여 hot

plate test를실시하였다. 섬백리향정유를 40m&1tg 용량으^ 투

여한군은복강내에주사를한뒤 30분후일 때 12.3초의최대

응시간을보였으며, 섬백리향정유를 20, 80, 160 mg/kg 용량

으로투여한군과비교약물인 morphine을 10 mgltg 용량으로

20

—O— Vehicle

—

T . magnus 20m g/kg 7. magnus AOm g/kg

—

T . magnus SOm g/kg

— o— T . magnus ^SQm g/kg

투여한군은복강내주사를한뒤 60& 후일때각각 13.6, 16.7,

16.3, 37.5초의최대반응시간을보였고, 시간이흐를수록반응시

간은감소하였다. 섬백러향 정유률 20, 40, 80 mg/kg 용량으로

투여한군은투여후 30, 60분■에서유의성있는반응시간의증

가를보였다. 비교약물인 morphine 10 mg/kg 용량으로투여한

E

>.

C

Tim e (m in)

Fig. 4 - Antinociceptive activities of essential oil from Thymus magnus and morphine on hot plate test. Essential oil from

Thymus magnus and morphine were administered intra­

peritoneally 30 min before the hot plate test at a dose of 0.1 ml per 10 g body weight. Naloxone (1 mg/kg, s.c.) ^was

injected 15 min before treatment with morphine (10 mg/kg,

ip.) or essential oil of Thymus magnus (80 mg/kg, ip.).

Control animals was received vehicle alone. Data represent mean±S.E.M. determined using five mice.

120

.으

S Ui

O)

Vehicle

I I Imipramine

ZOm glkg

■H lavender 100mg/ikg

1 I Rosemary

^OOm glkg

Thyme

"\ 00m glkg Thym us magnus

0Qm glkg

None

Fig.

Vehicle Imipra. Laven. Rosem. Thyme T.mag None A dm inistration

5 - Effects of various essential oils on struggling behavior in the forced-swimming test. Various essential oils and imipramine were administered intraperitoneally 30 min before the forced-swimming test at a dose of 0 . 1ml ^per

10 g body weight. Control animals was received vehicle alone. Data represent mean±S.E.M. determined using five mice. *^<0.05, **p<0.01, significantly different from the control group.

0 30 60 90 120

T im e (m in)

Fig. 3 - Antinociceptive activity of essential oil from Thymus magnus on hot plate test. Essential oil from Thymus magnus was administered intraperitoneally 30 min before the hot plate test at a dose of 0 . 1 nd ^{per 1 0} g body weight.

Control animals was received vehicle alone. Data represent mean±S.E.M. determined using five mice.

군은투여무모든시간대에서유의성 있는 시간의증가를

보였다. 섬백리향정유 80 mg/kg 용량으로투여한군은비교약

물인 morphine(10 mg/kg) 을투여한군보다반응시간이 작지

만투여후 30, 60분에서각각 15.2, 16.7초를보여대조군과비 교를 했을때다른농도군보다큰반웅시간을보였다. 섬백러 향정유군(80 mg/kg)파비교약물인 morphine(10 mg/kg>i：복강 내에주사 전 none opioid receptor antagonist인 naloxone 을 1 mg/kg 용량으로피하주사틀하였을때 morphine(10 mg/kg) 을무여한 군에서 유의성 있는 반응 시간의 단측을 보였다 (Fig. 3, 4).

CNS의진통작용죽정은 Sort-duration stimuli test(acute phasic pain) 중 thermal stimuli.를사용하는 hot plate test를행하였다. 본연구에서는섬백리향 정유롤 20, 40, 80, 160 mg/kg 용량에 서버교약물인 morphine(10mg창g>을투여한군에비해약하게 진통효과가었옴을확인하였고 80 mg/kg 용량으로투여한군이 제일큰효과를보였다. 진통효과가 CNS에서보다 PNS에서큰 것을확인하였다.

Forced-swimming test

Forced-swimming test의결과중 struggling, swimming, im­

mobility 행동패턴의 결과다옴과같다. Struggling 행동패턴의

결과에서타임과섬백리향 정유률 100mg/kg 용량으로복강내

에주사를한군은 %variability가각각 62.88, 80.51%로대조군 에비해서유의성있는감소를보였고, 비교약물인삼환계항우

512 김성민 • 석귀덕

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