⋅교신저자 : 임윤경, 대전광역시 동구 용운동 96-3 대전대학교 한의 과대학 경락경혈학교실, Tel 042-280-2610, Fax 042-280-2641, E-mail : [email protected]
⋅투고 : 2008/05/19 심사 : 2008/06/10 채택 : 2008/06/20
양릉천 전침의 항산화 효과에 대한 실험적 연구
최준수
1⋅이현
2⋅임윤경
1대전대학교 한의과대학1경락경혈학교실, 2침구학교실
A Study on the Anti-oxidative Effect of Electroacupuncture at Yangreungcheon(GB34) in rats
Joon-Soo Choi1, Hyun Lee2, Yun-Kyoung Yim1 Dept. of 1Meridian & Acupoint, 2Acupuncture & Moxibustion,
College of Oriental Medicine, Daejeon University.
Abstract
Objectives : The purpose of this study is to observe the anti-oxidative effects of electroacupuncture at GB34(Yangreungcheon) in rats.
Methods : The authors performed several experimental items including measurements of body weight, relative liver weight, levels of albumin, total bilirubin, LDL-cholesterol, LDH, GOT and GPT in blood serum, levels of SOD, glutathione, catalase, NO and MDA in liver, and histological analysis of liver. The conclusions are as follows.
Results :
1. In the GB34-EA group, liver index was lower than those of the control group and the holder group.
2. In the GB34-EA group, the levels of albumin and total bilirubin in serum were increased significantly compared to those of the control and the holder group. LDL-cholesterol level was decreased significantly compared to those of the control group and the holder group.
3. In the GB34-EA group, liver SOD, glutathione, catalase activity were increased, and NO concentration in liver was decreased significantly compared to those of control and the holder group.
4. In the GB34-EA group, the density of liver tissue was more similarly maintained to that of the normal group compared to those of the control group, holder group and sham-EA group.
Conclusions : These results suggest that electroacupuncture at GB34 may have an antioxidant effect in rat.
Key words : anti-oxidation, Yangreungcheon(GB34), electroacupuncture
Ⅰ. 서 론
산화란 인간이 생명유지에 필요한 에너지 를 만들 때, 또는 방사선이나 외부 항원 등 에 의해 발생하는 활성 산소종(reactive
oxygen species, ROS)들에 의해 일어나는 반응
1)으로, 세포의 노화, 변형을 초래하고, 여러 가지 질병을 야기 시키며, 더 나아가서 는 암을 유발시키기도 하는 것으로 알려져 있다.
이러한 산화반응에 관여하는 free radical
은 주로 세포막에 손상을 주어 비가역적인
손상을 일으키는 것으로, 불완전한 전자배치 를 가지고 있어서 반응성 즉 공격성이 매우 높다. 이는 세포막의 주성분인 脂質 등과 반 응하여 酸化를 유발시키며, 그 결과 비가역 적인 막손상을 일으켜 老化나 成人病 및 각 종 急慢性 질환을 야기 시킨다
2).
電針療法은 經穴에 자침한 후 전류를 통 하게 하여 해당 경혈 및 경락에 자극하는 방법으로 동양의학의 침요법과 현대과학기 술의 결합에 의하여 발전된 新鍼治療法의 하나로, 장시간의 지속적인 運針에 대체할 수 있으며 인력을 절약할 수 있고 비교적 객관적으로 자극량을 조절할 수 있다. 또한 어느 一點에 자극을 집중시킬 수 있는 장점 이 있어서 최근에 임상에서 다양하게 응용 되고 있다
3).
양릉천은 足少陽膽經上의 經穴인데 여기 서 少陽이란 六氣의 관점에서 볼때 少陽相 火에 해당하는 기운을 갖고 있다. 少陽相火 란 無根之火로서 흔히 말하는 화병에 해당 하는 병리적인 성질을 나타낼 수 있다. 현대 의 개념으로는 스트레스에 해당한다고 볼 수 있는데 스트레스를 받으면 산화반응에 의해 노화나 성인병 등의 급만성 질환이 생 기기 쉬운데 이는 한방에서 병리적 少陽相 火의 개념과 일맥상통하는 면이 있다. 그 중 에서도 양릉천은 筋會, 陽之陵泉이라고도 하 며, 종아리의 가쪽 또는 종아리뼈 작은 머리 의 앞 아래 오목한 곳에 위치하여 膽經의 合土穴이고, 八會穴 中 筋會, 六腑下中合穴 (膽)의 하나로 舒筋脈, 淸泄濕熱, 驅腿膝風 邪, 疏肝經濕滯, 强健腰腿의 효능이 있어서
4)본 실험의 취지와 잘 부합하므로 선혈 하였
다.
양릉천에 대한 기존 연구로는 약침을 이 용한 비만에 대한 연구
5)와 양릉천 전침자극 이 fMRI (functional Magnetic resonance imaging)상 뇌활성 변화에 미치는 영향
6)등 에 대한 연구가 있었으나, 양릉천 전침자극 의 항산화 효능을 밝힌 연구는 접할 수 없 었다.
이에 저자는 백서에 AAPH (2,2'-azobis(2 -amidinopropane) dihydrochlorodie)로 산화 적 스트레스를 주고, 舒筋脈, 淸泄濕熱, 驅腿 膝風邪, 疏肝經濕滯, 强健腰腿하는 양릉천(G B34)에 2Hz의 전침 자극을 가한 후, 혈액학 적 검사 및 간 조직에서의 항산화 효과를 측정하여 유의성 있는 결과를 얻었기에 보 고하는 바이다.
Ⅱ. 실 험 1. 재료
1) 동물
실험동물은 (주)대한 바이오 링크(한국) 로 부터 공급받은 웅성의 6주령 Sprague- Dawley Rat(180±10g)을 1주일 동안 일정한 조건의 실험실환경(온도: 22±2℃, 습도:
50%, 명암: 12시간 light/dark cycle)에서 적 응시킨 후 실험에 사용하였다.
2. 방 법
1) 실험군 설정
실험동물은 각각 정상군(normal group),
대조군(control group), 구속대조군(holder group), 임의혈전침군(sham-EA group), 양 릉천유침군(GB34-NR group), 양릉천전침군 (GB34-EA group)으로 분류하였고, 각 실험 군은 각각 8마리씩 배정하였다.
⑴ 정상군(normal group): Normal SD rat 군.
⑵ 대조군(control group): 1주간 매일 AAPH(50㎎/㎏)를 복강투여한 군.
⑶ 구속대조군(holder group) : 1주간 매 일 AAPH(50㎎/㎏)를 복강투여하고 주 3회 15분간 아크릴 홀더에 구속한 군.
⑷ 임의혈전침군(sham-EA group) : 1주 간 매일 AAPH(50㎎/㎏)를 복강투여하 고 주 3회 아크릴 홀더에 넣은 상태에 서 좌측 둔부에 15분간 전침자극 (electro-acupuncture)한 군.
⑸ 양릉천유침군(GB34-NR group) : 1주 간 매일 AAPH(50㎎/㎏)를 복강투여하 고 주 3회 아크릴 홀더에 넣은 상태에 서 왼쪽 양릉천 (GB34)에 자침 후 15 분간 유침(needle retention)한 군.
⑹ 양릉천전침군(GB34-EA group) : 1주 간 매일 AAPH(50㎎/㎏)를 복강투여하 고 주 3회 아크릴 홀더에 넣은 상태에 서 왼쪽 양릉천 (GB34)에 자침 후 15 분간 전침자극(electro-acupuncture)한 군.
2) AAPH에 의한 산화적 스트레스 유발 정상군을 제외한 모든 군의 실험동물에게 AAPH를 매일 오전에 50 mg/kg씩 1 주일간 복강에 투여하여, 산화적 스트레스를 유발하
였으며, 각 군에 맞게 유침 및 전침처치를 실시하였다.
3) 취혈 및 전침 처치
길이 20㎝, 지름 5㎝의 원통형 아크릴 홀 더를 제작하여 4개의 구멍을 뚫어 실험동물 의 사지를 노출하여 자침 및 전침을 시행할 수 있도록 하였다. 멸균된 stainless steel 호 침(0.25mm×30mm, Dong Bang Acupuncture Co. Korea )으로 골도분촌법에 준하여 인체 의 양릉천(GB34)에 상응하는 부위를 실험 동물의 좌측 후지에 취하여 약 2~3㎜ 깊이 로 자입 하였다. 전침 자극군은 0.5×1㎠의 패드를 좌측 양릉천(GB34) 상응 부위인 뒷 다리 외측 종아리뼈 머리의 앞쪽 아래 함요 처에 부착한 후, 저주파 치료기(PG-6, Suzuki iryoki, Japan )의 한쪽 극을 자입된 침의 끝에 연결하고 다른 한쪽 극을 패드에 연결하여 2Hz의 저빈도에서 근육의 수축이 육안으로 확인되는 정도로 전압을 조절하여 15분간 자극을 가하였다. 전침자극은 AAPH 투여 기간 동안 격일로 오후에 시행하였다.
임의혈전침군은 좌측 둔부에 같은 방법으로 전침자극을 가하였고, 양릉천유침군은 좌측 양릉천에 자침 후 전침 자극을 가하지 않고 15분간 유침하였다.
4) 항산화 효과 측정
⑴ 체중 및 간비중 측정
실험 기간 동안, 매일 실험동물의 체중을
측정 하여, 산화적 스트레스로 인한 체중의
변화를 확인하였으며, 실험 종료 시의 체중
에 대한 간 무게의 비율을 계산하여 전체 몸 에서 차지하는 간의 비중을 확인 하였다.
liver
index = 실험동물 체중 (g) 간 무게 (g) × 100
⑵ Blood chemistry 분석
실험 종료 후, ethyl ether를 이용하여 rat 를 마취하고 심장 채혈법으로 혈액을 채취 하였다. 채취한 혈액을 (주) 이원 임상검사 센터(대전. 한국)에 의뢰하여 혈중 LDL Cholesterol, Total Bilirubin, Albumin, Glucose, GOT, GPT를 측정하였다.
⑶ 간에서의 항산화 효과 측정
① 간 조직의 적출 및 분획
생리 식염수로 관류하여 혈액을 제거한 후 간과 비장 조직의 일부를 적출하여 여지 로 혈액 및 이물질을 제거하고 Bansal등의 방법
7)에 의해 간 조직 1 g에 4 배의 150 mM의 KCl을 가하여 homogeniger를 이용하 여 균질화하였다. 균질화한 조직을 600×g에 서 10분간 원심분리하여 균질화 되지 않은 조직 등을 제거한 후 상등액을 10,000×g에서 20분간 원심분리 하여 mitochondrial fraction을 얻었다. 이 상등액을 105,000×g에 서 1시간 원심분리 하여 cytosolic fraction을 얻고, 그 침전물에 동일한 양의 0.1 M potassium phosphate buffer를 가하여 현탁 시켜 microsomal fraction을 얻었다.
microsomal fraction은 glutathione의 함량과 MDA(malondiadehyde)의 함량을 측정하였 고, cytosolic fraction을 이용하여 SOD 생성 저해 효과와 NO 함량을 측정하였으며, Mitochondrial fraction에서 catalase의 활성 을 측정하였다.
② Superoxide dismutase (SOD) activity SOD 활성도는 SOD assay kit(Dojindo, Japan )을 이용하였다. 간 분획으로 얻은 sample중에서 20000rpm으로 얻은 sample을 사용하였으며, sample solution을 96well plate에 각 well과 blank2에 20㎕씩 분주한 다. Blank1과 blank3에 D.W.를 분주한 뒤, WST working solution을 200㎕/well으로 모 든 well에 첨가한다. blank2과 blank3 well에 dilution buffer를 20㎕씩 분주하고, enzyme working solution을 각 sample well과 blank 1 에 20㎕/well으로 분주한다. 20분 동안 3 7℃에서 incubating을 실시하고 450 nm에 서 흡광도를 측정 하고 SOD 활성도를 환산 하였다.
SOD activity (inhibition rate %)
={[(A
blank1-A
blank3)-(A
sample-A
blank2)]/
(A
blank1-A
blank3)} × 100
③ Glutathione
조직 내 Glutathione함량은 kit(Dojindo, Japan )를 이용하여 405 nm에서 흡광도를 측정해서 결과를 얻었다.
④ NO assay
조직 내 NO함량은 kit(Oxford, USA )을 이용하여 540nm에서 흡광도를 측정해서 계 산하였다.
⑤ Lipid peroxidation
Lipid peroxidation assay kit(Oxford Biomedical Research. USA )을 이용하여 586nm에서 흡광도를 측정한 후 MDA를 계 산하였다.
⑥ Catalase
Catalase assay kit(Oxford Biomedical
Research. USA ) 를 이용하여 520nm에서 흡 광도를 측정하여 조직 내 Catalase 함량을 계산하였다.
5) 조직학적 분석
실험 종료 후, 간 조직을 취하여
cryotome 을 이용하여 절편한 후, Hematoxylin and eosin염색을 하고, 100 또는 400배율로 현미 경에서 관찰을 하였으며, 사진 촬영을 실시 하였다.6) 통계처리
본 실험에서 얻은 결과에 대하여 ANOVA and Bonferroni-type multiple t-test (parametric), Ver 1.1 로 분석하여 p값을 구 하였다. 각 실험군을 비교하여 p<0.05 일 때 유의성이 있는 것으로 판정하였다.
Ⅲ. 결 과 1. 체중 변화
산화적 스트레스를 받은 실험동물의 체중 변화를 알아보기 위하여, 실험 시작일 부터 매일 실험동물의 체중을 측정하였다. 실험 종료 시점에서 normal군은 꾸준한 체중의 증가를 나타내었으며, GB34-NR군 및 GB34-EA군은 체중이 약간 증가하는 경향 을 나타내었으나 통계적 유의성은 없었다 (Fig. 1-A).
2. 간비중 측정
실험 종료 후, 실험동물의 간 무게를 측정 하여 체중에 대한 간 무게의 비율을 계산 하였다. Control군에 비하여 GB34-NR군과 GB34-EA군의 간비중이 감소하였으나 통계 적 유의성은 없었다(Fig. 1-B).
(A) 200 220 240 260 280 300 320
1day 2day 3day 4day 5day
body weight (g)
Normal Control Holder Sham-EA GB34-NR GB34-EA
( B ) 3
3.5 4 4.5 5
Normal Control Holder Sham-EA GB34-NR GB34-EA
liver index (%)
Fig. 1. The effect of EA at GB34 on body weight and liver index of oxidized rats.
3. Blood chemistry 분석
각 실험군의 혈청으로부터 albumin, total bilirubin, LDL-cholesterol, LDH, Glucose, GOT 및 GPT의 농도를 측정하였다(Table 1, Fig. 2).
1) Albumin
혈청 albumin의 농도를 측정한 결과,
control군, holder군에서 normal군에 비하여
혈청 albumin 농도가 유의하게 감소하였으
며, GB34-EA군에서는 control군에 비하여
혈청 albumin 농도가 유의하게 증가하였다
(Table 1, Fig. 2-A).
Parameter Normal Control Holder Sham-EA GB34-NR GB34-EA Albumin(g/㎗) 2.820
±0.086 2.535
±0.03 2.230
±0.035 2.383
±0.122 2.838
±0.083 2.924
±0.225 Total bilirubin(㎎/㎗) 0.578
±0.115 0.360
±0.008 0.340
±0.014 0.405
±0.083 0.554
±0.131 0.722
±0.258 LDL-cholesterol
(㎎/㎗) 12.750
±2.5 25.250
±2.217 23.500
±4.123 14.000
±1.414 13.200
±1.304 12.000
±1.581 LDH(IU/ℓ) 2766.750
±31.627 2799.250
±31.784 2621.000
±178.189 2735.000
±95.209 2703.600
±68.424 2714.800
±71.768 Glucose(㎎/㎗) 116.250
±9.535 78.500
±11.676 117.750
±10.658 89.500
±17.292 89.000
±14.674 86.200
±10.232 GOT(IU/ℓ) 344.250
±49.802 380.250
±92.446 496.670
±126.303 290.250
±49.149 230.600
±34.312 261.750
±41.265
GPT(IU/ℓ) 39.000
±4.243 48.250
±6.994 61.330
±20.982 41.000
±7.528 50.400
±10.691 50.200
±8.438 Table 1. The Effect of EA at GB34 on Serum Level of Oxidized Rats
2) Total bilirubin
혈청 total bilirubin의 농도를 측정한 결과, normal군에 비하여 control군, holder군 및 sham-EA군에서 total bilirubin의 농도가 감소하였으며, GB34- EA군에서는 control군, holder군 및 sham -EA군에 비하여 total bilirubin의 농도가 유의하게 증가하였다(Table 1, Fig. 2-B).
3) LDL cholesterol
혈청 LDL-cholesterol의 농도를 확인한 결 과, normal군에 비하여 control군과 holder군 에서 유의한 증가를 나타냈으며, sham-EA 군, GB34-NR군, GB34-EA군에서는 control 군과 holder군에 비하여 유의한 감소를 나타 내었다(Table 1, Fig. 2-C).
4) LDH
혈청 LDH의 농도를 측정한 결과 모든 실험군에서 유의한 차이가 나타나지 않았다 (Table 1).
5) Glucose
혈청 glucose의 농도를 확인한 결과, GB34-EA군에서 holder군에 비하여 유의하 게 증가하였다(Table 1).
6) GOT
혈청 GOT의 농도를 측정한 결과, normal 군에 비해 control군에서 증가하는 것을 확 인하였으나 통계적 유의성을 나타내지는 못 하였다. GB34-NR군과 GB34-EA군에서는 holder군에 비하여 GOT의 농도가 유의하게 감소하였다(Table 1).
7) GPT
혈청 GPT의 농도를 측정한 결과, normal
군에 비해 holder군에서 유의하게 증가하였
으며, GB34-NR군과 GB34-EA군에서는
holder군에 비하여 감소하였으나 통계적 유
의성은 없었다(Table 1).
Parameter Normal Control Holder Sham-EA GB34-NR GB34-EA SOD
activity(%) 55.794
±5.119 29.024
±4.719 28.221
±5.733 30.402
±11.482 37.289
±3.184 47.390
±2.428 GSH conc.
(umol/ℓ) 126.993
±4.695 81.357
±3.802 81.397
±5.857 123.027
±5.01 121.777
±1.74 122.627
±5.074 NO conc.
(umol/ℓ) 29.730
±1.855 45.910
±2.996 37.610
±2.282 28.320
±6.338 37.350
±4.324 16.833
±2.002 MDA conc.
(umol/㎖) 0.410
±0.01 0.563
±0.065 0.627
±0.006 0.597
±0.031 0.640
±0.044 0.560
±0.03 Catalase
activity(U/㎎) 167.997
±0.058 99.823
±10.107 168.233
±0.155 168.283
±0.092 168.097
±0.115 167.977
±0.234 Table 2. The Effect of EA at GB34 on the Level of Various Oxidants and Antioxidants in Oxidized Rat
Liver (A)
(B)
(C)
Fig. 2.The effect of EA at GB34 on the levels of albumin, total bilirubin, LDL-cholesterol in oxidized rat serum.
4. 간에서의 항산화 효과
실험동물의 간 조직으로부터 SOD activity, glutathione농도, catalsase activity 및 NO 농도, MDA 농도를 측정하였다 (Table 2).
1) SOD activity
간 조직 내 SOD의 활성은 normal군에 비 하여 control군 및 holder군에서 유의하게 감 소하였으며, GB34-NR군 및 GB34-EA군에 서는 control군, holder군 및 sham-EA군에 비하여 유의하게 증가하였다. GB34-NR군에 비하여 GB34-EA군에서 SOD 활성도의 더 높게 나타났다(Table 2, Fig. 3-A).
2) Glutathione concentration
간 조직 내 glutathione의 함량은 normal
군에 비해서 control 및 holder군에서 감소하
였으며, GB34-NR군과 GB34-EA군에서는
control 및 holder군에 비하여 유의하게 증가
하였다(Table 2, Fig. 3-B).
3) Nitric oxide concentration
간 조직 내 NO함량은 normal군에 비하여 control군 및 holder군에서 유의하게 증가하 는 것을 확인 할 수 있었다. GB34-NR군의 NO함량은 control군에 비하여 감소하였으나 통계적 유의성은 없었으며, GB34-EA군에서 는 control군, holder군 및 sham-EA군에 비 하여 유의하게 감소하였다(Table 2, Fig.
3-C).
4) MDA concentration
간 조직 내 MDA함량은 normal군에 비하 여 control군에서 유의한 증가를 확인하였다.
GB34-EA군에서는 control군, holder군 및 sham-EA군에 비하여 별다른 변화를 나타내 지 않았다(Table 2).
5) Catalase activity
간 조직 내 catalase 농도는 normal군에 비하여 control군에서 유의한 감소를 나타내 었으며, GB34-EA군에서는 control군에 비하 여 유의한 증가를 나타내었다(Table 2, Fig.
3-D).
5. 조직학적 분석
항산화에 의한 간 조직에서의 변화를 확 인하기 위하여 간 조직을 적출하여 Hematoxilin and Eosin(H&E) 염색법을 이 용하여 염색한 후 관찰하였다. Normal군 (A)에 비해 control군(B) 및 holder군(C)의 간 조직의 세포 조밀도가 저하된 것을 확인 하였다. GB34-NR군과 GB34-EA군에서는
세포의 조밀도가 정상군과 유사하게 유지되 었다(Fig. 4).
(A)
(B)
(C)
(D)
Fig. 3. The effect of EA at GB34 on SOD, glutathione, NO, catalase concentration in oxidized rat liver.
Fig. 4. Histological analysis of oxidized rat liver.