자생한방병원 척추관절연구소, 인체의 노화 막는 ‘백리향’의 방어기전 찾았다

백리향, 미토콘드리아 기능 회복…노화·각종 질병 원인 ‘산화스트레스’ 해소 기전 밝혀
임윤수 기자 | locallife@locallife.news | 입력 2020-07-28 00:20:45
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백리향(TQC, Thymus quinquecostatus Celak)은 아름다운 향기만큼이나 항산화 효과가 뛰어난 식물이다. 이 같은 이유로 백리향은 차(茶)로 끓여 마시거나, 항산화 물질을 추출해 다양한 방식으로 활용되고 있다.

 

항산화 물질은 ‘세포공장’이라 불리는 미토콘드리아의 기능을 회복하는데 효과적이라서 질병을 예방하는데 도움이 된다고 알려져 있다. 하지만 잎이나 과일, 식물 등으로부터 얻은 천연항산화 물질의 농도에 따른 미토콘드리아 기능 회복에 대한 근본적인 기전 연구는 부족한 실정이다. 

 

이러한 상황에서 자생한방병원 척추관절연구소(소장 하인혁) 홍진영 선임연구원 연구팀은 백리향의 항산화 효과와 미토콘드리아의 기능 회복의 관련성에 대한 기전을 실험연구를 통해 밝혔다고 27일 밝혔다. 해당 연구논문은 SCI(E)급 국제학술지인 ‘Antioxidants (IF=5.014)’ 6월호에 게재됐다. 

 

[사진설명] 자생척추관절연구소 홍진영 선임연구원 

 

우리 몸의 미토콘드리아는 활성산소종(ROS, reactive oxygen species)을 생산한다. 정상적인 미토콘드리아의 경우 세포대사에서 전체 산소의 90~95%를 이용해 아데노신 삼인산(ATP, adenosine triphosphate)을 생산하고, 나머지 산소는 활성산소종으로 전환된다. 이렇게 전환된 활성산소종은 세균이나 바이러스와 같은 외부 침입자를 파괴하고 호르몬을 조절한다. 

 

하지만 미토콘드리아가 손상을 받을 경우 대부분의 산소를 이용해 활성산소종을 생산한다. 과도하게 형성된 활성산소종은 세포의 손상을 유발하고 세포사멸(apoptosis) 등을 유도하는 산화스트레스(oxidative stress) 환경을 조성한다. 산화스트레스란 살아있는 세포에서 항산화 방어기전보다 산화 기전이 우세해 세포 단백, 지질, 핵산의 산화 손상을 일으키는 상태를 말한다.

 

산화스트레스는 대사증후군과 류마티스성 관절염, 신경손상성 질환 등의 발병기전에도 관련되며 노화 과정의 주요한 원인으로 꼽히기도 한다. 

 

산화스트레스 해소에는 항산화 물질이 효과적이며, 천연항산화 물질 중에는 백리향이 대표적이다. 백리향은 한국, 중국, 시베리아 등지에 분포하는 꿀풀과의 낙엽 반관목 식물이다. 백리향에는 노이드 페놀 화합물이 풍부하게 함유돼 있어 항산화 효과가 뛰어나다. 

 

이에 연구팀은 백리향의 항산화 효과와 미토콘드리아 기능 회복의 연관성을 확인하기 위해 RAW 264.7 대식세포에 LPS (lipopolysaccharide)를 처리해 산화스트레스 환경을 조성하고, 미토콘드리아 내 생성되는 ATP 분비 감소, ROS 증가와 산화적 DNA 손상 등을 확인했다.

 

 RAW 264.7 대식세포는 염증과 관련된 실험에서 흔히 사용되는 세포주이며 LPS는 생체 외(in vitro) 환경에서 RAW 264.7 대식세포에 염증 및 산화스트레스 반응을 일으키기 위해 사용된다. 

 

연구팀은 미토콘드리아의 기능회복을 확인하는 지표인 ATP 분비량 분석을 통해 LPS로 유도된 산화스트레스 환경에서 백리향을 처리하였을 때 농도의존적으로 미토콘드리아 기능 회복 효과를 확인했다.

LPS 처리를 통해 미토콘드리아의 ATP 생산이 감소한 상황에서 백리향 추출물을 50·100·200μg/ml 농도를 전처리했을 때 ATP 분비량 증가 효과를 검증했다. 그 결과 LPS 처리에 의해 감소된 ATP 생산이 백리향에 의해 회복되고, ROS 수준은 감소하는 등 백리향이 미토콘드리아 기능 회복을 통한 항산화 효과가 있음을 확인했다.  

 

염증반응의 매개체인 활성질소(NO, nitric oxide)의 생성과 산화질소 합성효소인 iNOS(inducible nitric oxide synthase)의 발현 정도도 측정했다. 그 결과 백리향의 항산화 효과가 산화스트레스로 인해 감소한 미토콘드리아의 기능을 회복시켜 ATP를 합성하는데 도움을 준다는 것을 확인했다고 연구팀은 밝혔다. 또 산화스트레스로 인해 증가한 산화 인자의 활성을 억제해 산화스트레스 환경 또한 개선하는 효과가 나타났다. 

 

해당 논문의 제1저자인 자생한방병원 척추관절연구소 홍진영 선임연구원은 “백리향의 미토콘드리아 기능 회복을 통한 항산화 효과를 규명했으며, 이는 다양한 질환의 새로운 치료 전략으로 활용될 것으로 기대한다”며 “향후 기존의 많은 천연항산화 물질의 산화스트레스 해소환경 조절의 표준치료 방향을 정하는 중요한 자료가 될 것”이라고 말했다. 

 

[사진설명] ‘Antioxidants’ 2020년 6월호에 게재된 해당 연구 논문
「Antioxidative Effects of Thymus quinquecostatus CELAK through Mitochondrial Biogenesis Improvement in RAW 264.7 Macrophages」

 

natimes@naver.com

 

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