생화학 과제제목: 고혈압과 고지혈증의 연관성과 동시 치료가 효과적일까?서론:고혈압을 앓는 사람들 중 많은 사람들이 고지혈증을 같이 앓고 있는 것을 군대에 있을 때 많이 보았으며 실제로 두 증상에 대한 약을 동시에 복용하는 것도 확인하였었다. 또 여러 전공 수업들을 들으면서도 고지혈증과 고혈압이 연관되어 있다는 것을 배웠다. 이를 보고 이에 대하여 자료들을 찾아보고 실제로 연관이 있는지 확인해보기로 하였고 또 둘을 동시에 치료하면 두 증상을 보다 효과적으로 치료를 할 수 있는지에 대해서 찾아보기로 하였고 유한양행의 복합제제인 듀오웰 에이 정의 성분들을 이와 관련하여 찾아보기로 하였다.방법:1) Lippincott’s Illustrated Reviews Biochemistry를 참고하여 lipid metabolism에 대한 전반적인 내용들에 대해서 알아보고 이해한다.2) 듀오웰 에이 정에 대하여 찾아보기 위해 유한양행 자체 사이트에 들어가서 제품성분 및 효능효과에 대해서 찾아보았다.3) Google 및 Google Scholar를 이용하여 내가 찾는 내용의 이론 논문들을 찾아보고 경희대학교 중앙도서관 사이트를 이용하여 해당 논문을 다운 받아 읽어보고 찾는 내용이 있다면 이를 활용하였다.결과1) 콜레스테롤 과다 형성과 고혈압의 연관성우리 몸에는 Chylomicron, VLDL(very low density lipoprotein), LDL(low density lipoprotein), HDL(high density lipoprotein) 이라는 lipoprotein들이 존재하는데 안에 내용물들에 따라서 그 크기와 밀도가 달라진다. EQ * jc3 * hps10 * "Font:맑은 고딕" oal(sup 9(1),이들은) 바깥에는 hydrophilic layer를 형성하고 있고 여기에는 protein, phospholipid가 있으며 hydrophobic layer에는 triacylglycerol, cholesterol 그리고 cholesteryl estersup 9(3),N)iacin(Nicotinic Acid)Niacin은 혈중 지방 농도를 낮추는 약들 중 가장 오래된 형태의 약으로 혈중 triacylglycerol, cholesterol, 그리고 LDL cholesterol을 낮춤으로써 HDL 농도를 높여주는 약이다. 이는 niacin이 triacylglycerol과 apolipoprotein-B를 갖고 있는 VLDL, LDL과 같은 lipoprotein의 양을 줄여주기 때문이다. 또 간에서 diacylglycerol acyltransferase의 작용을 억제하여 triacylglycerol의 생성을 억제함으로써 VLDL, LDL secretion을 낮춤으로써 혈중 지질 농도를 낮추게 되는 것이다.EQ * jc3 * hps10 * "Font:맑은 고딕" oal(sup 9(4),S)tatinStatin계 약물들은 현재 가장 흔히 쓰이고 있는 고지혈증 약으로 콜레스테롤 형성을 억제하는 약이다. 이는 HMG CoA reductase를 억제하는 약물로 HMG CoA가 mevalonoate가 되는 것을 막아서 cholesterol이 되는 것을 억제한다. Mevalonate를 형성하는 것이 cholesterol 형성에 있어서 rate limiting step이기에 mevalonate를 생성하는 것을 억제하는 것이 중요한 것이다. 뿐만 아니라 Mevalonate가 ATP들을 사용하여 활성화된 형태가 되고 이후 더 큰 형태의 분자가 되면서 콜레스테롤을 형성하게 되는 것을 착안하여 핵심 분자인 mevalonate의 생성을 막는 것이다.EQ * jc3 * hps10 * "Font:맑은 고딕" oal(sup 9(5),F)ibric Acid Derivatives(Fibrates)Fibric acid는 우리 몸의 혈중 cholesterol뿐만 아니라 triacylglycerol 등의 지질의 농도를 낮추는 약이다. 이 작용은 firbric acid가 peroxisome proliferator-activat hps10 * "Font:맑은 고딕" oal(sup 9(8),이)는 칼슘이온통로를 차단하여 혈관의 smooth muscle cell을 이완시켜서 혈관이 수축되어 있는 것을 이완시켜 혈관이 확장되어 혈압을 낮추는 역할을 하게 된다. EQ * jc3 * hps10 * "Font:맑은 고딕" oal(sup 9(8),같)은 계열의 비슷한 약물들에 비해서 amlodipine이 더욱 효과적인 이유는 half-life가 더욱 길고 distribution이 잘 일어나며 gradual elimination이 일어나기 때문에 보다 약효를 오랫동안 일정하게 지속할 수 있기 때문이다.(zotero 참고 + 다른 워드 파일에 있는 거 참조로 쓰기)EQ * jc3 * hps10 * "Font:맑은 고딕" oal(sup 9(9),Telmisartan)은 angiotensin II의 antagonist로 작용함으로써 혈관을 확장시키고 체내 수분량을 감소시켜 혈압을 낮추는 작용을 한다. 이때 angiotensin II는 중추신경계에 작용하여 vasopressin의 생성량을 증가시키고 이로 인해서 혈관의 smooth muscle의 contraction을 유발한다. EQ * jc3 * hps10 * "Font:맑은 고딕" oal(sup 9(10),이러한) 작용을 하는 angiotensin II를 억제함으로써 혈관이 수축하는 것을 방지하고 고혈압을 치료하는데 사용될 수 있다. EQ * jc3 * hps10 * "Font:맑은 고딕" oal(sup 9(10),이) 약물 또한 마찬가지로 half-life가 길어서 혈압을 낮추는데 있어서 오랫동안 지속할 수 있다.듀오웰 에이에 들어있는 고지혈증 치료제의 약리작용EQ * jc3 * hps10 * "Font:맑은 고딕" oal(sup 9(11),Rosuvastatin)은 statin 계열 약물로 체내에서 hydroxymethyglutaryl coenzyme A(HMG-CoA)의 작용부분의 환자들이 따로 약을 복용할 때보다 복합제를 복용할 때 복약하기 편리하다고 하였으며 복합제를 더 선호한 것으로 나타났다. 즉, 고혈압과 고지혈증을 한 번에 치료하는 복합제는 고지혈증을 더욱 효과적으로 치료하기 보다는 편리성을 증가시켜 보다 복약률을 높여 꾸준한 복약으로 인한 효과 발현 증가가 있는 것으로 보면 좋을 것 같다.Conclusion이번 탐구를 통하여 고지혈증으로 인한 혈관 수축으로 인해서 고혈압이 생길 수 있음을 알 수 있었다. 고지혈증을 치료하기 위한 약들은 Niacin, Statin, Fibric Acid Derivatives(Fibrates), Bile Acid Sequestrants 등이 있음을 알았다. 고혈압과 고지혈증을 치료하기 위한 복합제인 유한양행의 듀오웰 에이에는 고지혈증을 치료하기 위한 Statin 계열의 약물인 Rosuvastatin이 들어있고 고혈압을 치료하기 위한 약물로는 Amlodipine Besylate, Telmisartan이 들어있다는 것을 확인했다. 이 내용들을 바탕으로 과연 이들을 복합적으로 사용하면 고혈압과 고지혈증을 치료하는데 더 효과적일까에 대하여 알아보았으나 생물학적으로 직접적인 영향은 없는 것으로 판단하였다. 하지만 복약에 있어서 보다 간편하여 복약률이 증가함에 따라서 보다 약효가 발현 증가가 있는 것으로 볼 수 있을 것이다.참고문헌1. Lippincott’s Illustrated Reviews Biochemistry, 219-2362. Linton MF, Yancey PG, Davies SS, Jerome WG, Linton EF, Song WL, Doran AC, Vickers KC. The Role of Lipids and Lipoproteins in Atherosclerosis. 2019 Jan 3. In: Feingold KR, Anawalt B, Boyce A, Chrousos G, de Herder WW, Dhatariya K, Dungan K, Hershman JM, Hofland J, nts and Related Methodology on ScienceDirect" Profiles of Drug Substances, Excipients and Related Methodology, Gennady Ananchenko, Jasmina Novakovic, Johnathan Lewis, 20129. 약학정보원, https://www.health.kr/searchIngredient/detail.asp?ingd_code=I00531510. Sharpe M, Jarvis B, Goa KL. Telmisartan: a review of its use in hypertension. Drugs. 2001;61(10):1501-29. doi: 10.2165/00003495-200161100-00009. PMID: 11558835.11. Carswell CI, Plosker GL, Jarvis B. Rosuvastatin. Drugs. 2002;62(14):2075-85; discussion 2086-7. doi: 10.2165/00003495-200262140-00008. PMID: 12269853.12. 약학정보원, Hyperlink "https://www.health.kr/searchIngredient/detail.asp?ingd_code=I003587" https://www.health.kr/searchIngredient/detail.asp?ingd_code=I00358713. Chapman RH, Benner JS, Petrilla AA, et al. Predictors of adherence with antihypertensive and lipid-lowering therapy. Arch Intern Med. 2005;165:1147–115214. Benner JS, Chapman RH, Petrilla AA, Tang SSK, Rosenberg N, Schwartz JS. Association between prescription burden and 0:29
당뇨 증상 완화와 바나나Ganugapati, Jayasree, Aashish Baldwa, and Sarfaraz Lalani. "Molecular Docking Studies of Banana Flower Flavonoids as Insulin Receptor Tyrosine Kinase Activators as a Cure for Diabetes Mellitus." Bioinformation 8.5 (2012): 216-20. Web.약과학과2018102292 차진탁1. 탐구 계기현대사회에 들어서서 많은 사람들이 중년의 나이가 되면서 당뇨에 걸리게 된다. 이로 인해서 많은 사람들이 맛있는 음식(예를 들면 단 음식, 술 등)을 먹는 것에 있어서도 제한을 받게 되고 식사 후 꾸준히 운동을 해주어야 하며, 혈당량을 측정해야 하고 그리고 귀찮더라도 꼭 약을 먹어주어야 한다. 이로 인해서 생활하는데 있어서 매우 불편하다. 따라서 많은 사람들이 이런 당뇨병에 걸리지 않으려고 많은 노력을 하지만 이미 걸렸다면 돌아올 수 없는 강을 건넌 것과 마찬가지이다. 따라서 나는 당뇨를 치료하는 방법에 대해서 자세히 알아보려고 하였으며 그 중 polyphenol이 효과가 있음을 알고 polyphenol이 많이 들어있다는 바나나와 당뇨의 관계에 대해 알아보았다.2. 당뇨의 종류와 그에 따른 원인당뇨병은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사질환의 일종으로, 혈중 포도당의 농도가 높아지는 고혈당을 특징으로 하며, 고혈당으로 인하여 여러 증상 및 징후를 일으키고 소변에서 포도당을 배출하게 된다.(1) 당뇨의 종류에는 제 1형과 제 2형이 있는데, 제 1형 당뇨는 이자에서 insulin 분비가 잘 일어나지 않는 것으로 선천적일 수도 있고 후천적일 수도 있다. 선천적인 것은 유전적으로 이자에서 insulin이 생성되지 않아서 형당 농도를 낮출 수 없는 상태이며 후천적인 것은 insulin을 분비하는 β-cell이 공격을 당하거나(자가면역 등) 어떤 외적 요인용되지 못하여 β-amyloid가 뇌 혈관에 축적되어 치매를 유발하게 된다고 한다.당뇨에는 제 1형과 2형이 크게 존재하며, 특수한 경우로 제 3형을 분류하기도 한다. 또 다른 여러 종류의 당뇨들이 존재하지만 이에 대한 정의가 명확하지 않기에 생략하도록 한다.그렇다면 인슐린은 어떻게 혈당을 낮추는 것일까? Insulin receptor는 tetramer로 구성된 tyrosine kinase로 α subunit이 2개 β subunit이 2개로 이루어져 있다. 먼저 α subunit이 2개 모여서 extracellular domain을 구성하고 β subunit이 intracellular kinase domain을 구성한다. 즉, insulin이 α subunit으로 구성된 extracellular domain에 binding 후 conformational change가 일어난다. 이는 바로 β subunit의 intracellular kinase domain을 활성화시켜서 tyrosine kinase가 activation된다. 이로 인해서 autophosphorylation이 일어나고 이를 통해서 여러 signal들이 전달되며 glucose를 흡수 및 pyruvate로 전환하는 과정이 실행된다. 따라서 제 2형 당뇨를 치료하는데 있어서 autophosphorylation을 시키는 것이 제일 중요하다.(3) 자세한 glucose흡수와 분해에 대한 내용은 뒤에서 다루도록 한다.3. Polyphenol이 당뇨 치료에 주는 효과이렇게 autophosphorylation이 잘 일어날 수 있도록 도와주는 여러 물질들 중 우리가 섭취하는 음식에 존재하는 것들도 있다. 그런 물질들 중에는 polyphenol이라는 물질이 있는데, 이는 2개 이상의 페놀(phenol)성 수산기를 가진 benzene화합물이다.(4) 이런 물질들은 카카오, 커피, 각종 차 및 여러 과일들, 곡물에 풍부하게 존재한다. 이렇게 식물에 존재하는 물질을 phytochemical이라고 부르는데 이는 식물들ones(e.g. naringenin and hesperitin), flavanols(=catechins)(e.g. epicatechin and gallocatechin), anthocyanidins(e.g. cyanidin and pelargonidin), isoflavones(e.g. genistein and daidezin)가 있는데 이들은 모두 공통적으로 C6-C3-C6구조를 갖는데 이는 2개의 aromatic ring이 3개의 carbon으로 연결되어 있음을 뜻한다.(5)(6)이렇게 생긴 flavonoid는 자체로 insulin secretagogues로 작동을 하거나 insulin mimetics로 작동하여 insulin이하는 역할을 수행하기도 한다. 나는 이런 물질들이 들어있는 여러 식품들 중 바나나에 중점을 맞춰서 조사를 진행하였다.바나나는 인도에서 옛날부터 민간요법으로 당뇨를 치료하는데 사용했다고도 하는데 특히 바나나의 꽃에 flavonoid가 많이 존재한다고 한다. 이 꽃에서 chloroform, water, ethanol을 이용해서 추출하면 Leucocyaniin (CID155206), Cyanidin (CID128861), Malvidin (CID159287), Pelargonidin(CID440832), Peonidin(CID441773), Hesperetin (CID 72281), Naringenin (CID 932), Hesperetin Triacetate (CID 457809), Hesperetin Dihydrochalcone ( CID 147608 ), Naringenin Pelargonidin ( CID 439246), Naringenin Flavanone (CID 25244584), Hesperetin (Anion) (CID 49859576)을 얻을 수 있다. 이렇게 추출한 물질 중 naringenin 종류의 물질을 alloxan diabetes에 걸린 rat에 intraperitoneal administration한 결과 h앞에서 말한 것들을 해결할 수 있게 된 것이다.Banana에 있는 flavonoid로 insulin receptor tyrosine kinase를 activation 할 수 있는데 이는 flavonoid들이 receptor랑 수소결합을 통해서 결합될 때 receptor protein의 구조를 변형시켜서 activation된 상태를 유지할 수 있게 한다. 이로 인해서 여러 신호가 전달되는데, insulin이 하는 역할 중 하나인 cAMP의 양이 감소되어서 active한 PKA의 양이 감소한다. 이는 PFK-2, FBP-2 bifunctional enzyme이 dephosphorylated된 상태로 유지시켜준다. 이로 인해서 fructose 2,6 biphosphate가 많아지며, glycolysis가 활발해진다.또한 banana에서 추출된 여러 물질들 중 naringenin과 hesperitin이 애초에 당이 흡수되는 것을 방지하는 효과를 갖고 있음이 밝혀졌고, cyanidin은 insulin secretion이 향상된 결과를 보여주었다. 당을 흡수되는 과정은 sodium-dependent glucose transporter SGLT1과 sodium-independent transporter 인 GLUT2를 통해서 흡수되는데, SGLT1은 소장의 luminal side에 존재하는 것으로 glucose가 세포를 통과하여 enterocyte로 이동하게 도와주며 이렇게 들어온 glucose는 GLUT2를 통해서 enterocyte를 나와서 체내 순환계로 들어가게 된다. 이 과정에서 앞에 말한 물질들 중 naringenin이 SGLT1을 통해서 glucose가 흡수되어서 체내로 들어오는 과정을 막는 것을 in vitro 환경에서 입증했다고 한다.(7)4. 결론 및 의견앞에서 말한 내용들을 정리하면 바나나에 들어있는 여러 종류의 flavonoid들이 glucose의 uptake하는 양을 증가시켜서 hypoglycemia인 상태로 만들어주며, insulin이 하는 역할을 있어서 노화도 예방할 수 있으며 또 바나나 자체에 있는 섬유소들이 배변활동을 도와주는 등 우리 몸에 좋은 많은 일들을 해준다. 그리고 이러한 역할을 하는 음식에는 바나나 뿐만 아니라 가공되지 않은 상태의 음식에 많이 들어있다. 물론 가공을 아예 하지 않고 음식을 먹으라는 것이 아니다. 우리가 먹기 편하게 적당한 양의 가공은 필요하다. 하지만 가공과정 중에서 이런 성분들을 잃게 되는 과정을 많이 거친 음식들은 피하는 것이 좋다는 것이다. 예를 들면 껍질을 완전히 벗겨낸 백미나 밀가루, 흰 설탕과 같이 가공과정을 많이 거친 식품들은 몸에 그다지 좋지 않다. 따라서 가급적이면 이런 과정을 거치지 않은 음식을 먹는 것이 건강에 이롭다.앞에서 말한 phytochemical들은 우리 몸의 metabolism에 도움을 주는데 이런 물질들에 대한 연구를 조금 더 진행하고 화학적인 변화를 준 유도체를 만들어서 화학적, 생물학적인 효과를 보완하게 된다면 보다 우리에게 좋은 영향을 줄 것으로 예상된다.출처 및 참고(1) 출처: 당뇨병 [diabetes mellitus] (서울대학교병원 의학정보, 서울대학교병원)(2) JAMA: The Journal of the American Medical Association; Chicago Vol. 305, Iss. 24, (Jun 22-Jun 29, 2011): 2592. 참고(3), (5) Ganugapati, Jayasree, Aashish Baldwa, and Sarfaraz Lalani. "Molecular Docking Studies of Banana Flower Flavonoids as Insulin Receptor Tyrosine Kinase Activators as a Cure for Diabetes Mellitus." Bioinformation 8.5 (2012): 216-20. Web. 참고(4) 출처: 정동효, 윤백현, 이영희. 차생활문화대전 (2017)(6) Shin Nishiumi1, Shingo Miyamoto2,고
