쥐의 심근 손상 모델에 대한 분리 정제한 사과 다당류들의 심장 보호 효과 (Cardioprotective Effects of Extracted Apple Polysaccharides on Myocardial Injury in Rats)

서지정보

· 발행기관 : 한국식품영양과학회
· 수록지 정보 : 한국식품영양과학회지 / 49권 / 3호 / 219 ~ 228페이지
· 저자명 : 임선하, 이종원

초록

심근경색에 효능이 있는 사과의 열수 추출물로부터 심장 보호 효능이 있는 사과의 다당류 성분을 확실히 조사하고자 직접 성분들을 분리하는 과정을 실시하였다. 이전 선행 연구에서 사과의 열수 추출물이 세포자멸사를 줄여서 심근세포의 사멸을 막는 것을 확인하였고 이에 그의 구성성분 중 대표적인 다당류들에 대해서도 그 효능을 관찰하였다. 하지만 이때 확인한 것은 상품으로 판매하고 있는 사과 펙틴과 tamarind에서 유래한 자일로글루칸을 구매하여 확인한 것이었기 때문에 사과에서 직접 분리한 펙틴과 자일로글루칸의 효능을 확인할 필요성이 있었다. 이에 사과를 열수 추출하여 CDTA, Na2CO3, KOH 등을 이용하여 사과의 펙틴과 자일로글루칸을 분리하였다. 이전에 구매해서 실시한 사과 펙틴과 tamarind 자일로글루칸의 결과와 비교하기 위해 심장 모델에서 효과가 잘 관찰된 100 mg/kg/d의 농도에서 분리된 사과 펙틴(extracted apple pectin, EAP)과 분리된 사과의 자일로글루칸(extracted apple xyloglucan, EAXG)에 대해서도 동일한 동물 모델을 적용하였다. 즉 3일 정도 이들 다당류들을 미리 섭취한 동물의 관상동맥을 30분 동안 결찰하고 3시간 동안 재관류를 시켰을 때 심근의 손상이 대조군에 비해 확연히 줄어든 것을 관찰하였다. 또한 세포자멸사 억제 여부를 확인하기 위해 실시한 TUNEL assay에서도 대조군에 비해 BZ 영역에서 확실히 줄어든 것을 관찰하였다. 이에 그 기전을 더 조사하기 위해 Bax와 Bcl-2의 발현율을 western blotting으로 확인한 결과 EAP와 EAXG에서 Bax/Bcl-2의 비율이 대조군에 비해 줄어들었다. 즉 EAP와 EAXG가 확실히 세포자멸사를 억제하여 허혈/재관류가 일어난 심근 경색 모델에서 심근의 손상을 줄이는 것을 확인하였다. 이에 그 기전이 항산화와 관련이 있을지 확인하기 위해 대표적인 항산화단백질인 SOD2와 Gstm2의 단백질 발현율을 western blotting으로 조사하였다. EAXG는 SOD2와 Gstm2의 발현이 대조군에 비해 유의하게 증가하여 항산화단백질의 발현율을 증가시켜 세포자멸사를 억제하는 것을 알 수 있었다. 그에 비해 EAP는 항산화단백질 중 SOD2의 발현율을 통계적으로 유의하지 않았지만 증가시키는 경향을 보였다. 이에 EAXG와 EAP는 항산화에 영향을 주어 세포자멸사를 억제하여 허혈/재관류 조건에서 심근의 손상을 줄이는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 사과의 열수 추출물이 허혈/재관류에 의한 심근경색에 효능이 있었던 것이 사과를 구성하고 있는 대표적인 다당류인 펙틴과 자일로글루칸이 그 기능을 담당하는 것을 확인하였고 더 나아가 이를 이용하여 심근 손상을 줄이는 고기능성 제품으로 개발될 수 있을 것으로 판단된다.

영어초록

A process of directly separating the components of hot water extracted apples (HWEA) was performed to determine the polysaccharide components of apples with cardioprotective effects. Previous studies showed that HWEA and the representative polysaccharides of apples reduce the level of apoptosis and prevent cardiomyocyte death. The efficacy of pectin and xyloglucan isolated directly from apples was confirmed by comparing with purchased apple pectin and tamarind-derived xyloglucan. HWEA was used to separate pectin and xyloglucan from apples using CDTA, Na2CO3, and KOH solutions. Extracted apple pectin (EAP) and xyloglucan (EAXG) were applied at 100 mg/kg/d to the same heart model using rats, and the data were compared with the results of previously commercial apple pectin and tamarind xyloglucan. The rats were supplemented with these apple polysaccharides at a dose of 100 mg/kg/d for three days and subjected to ischemia (30 min)/reperfusion (3 h) through the ligation and release of the left anterior descending coronary artery. The cardioprotective effects of EAP and EAXG were attributed to inhibition of the apoptotic cascade by the removal of reactive oxygen species, decreased ratio of the Bax/Bcl-2 protein, and reduced generation of nicked DNA. These results suggest that supplementation of apple polysaccharides can reduce myocardial infarction by inhibiting apoptosis. In addition, this study demonstrates the feasibility of developing apple polysaccharides for cardioprotection.

참고자료

· 없음