본 연구에서는 기존의 표고버섯균사체제품 보다 \( \beta \)-glucan의 함량이 높은 LED를 제조하고, LED가 \( \mathrm{CCl}_{4} \) 로 유도된 rat의 간독성과 ethanol로 유도된 rat의 간독성을 완화시키는지를 실험하였다. LED는 간 조직 항산화 효소의 활성을 증가시켜, mem-brane의 지방산화를 억제하고, ethanol은 ROS생성을 억제하여 간독성을 완화하는 것으로 추정된다. 따라서 \( \beta \)-glucan 함량이 높은 LED는 간 기능 강화 및 보호를 증대시킬 수 있는 표고버섯균사체의 우수한 신소재라 할 수 있다.
<h1>고 찰</h1> <p>본 연구에서는 기존의 표고버섯균사체제품 보다 \( \beta \)-glucan의 함량(\( 14.1 \% \))이 높은 LED를 제조하고, LED가 \( \mathrm{CCl}_{4} \) 로 유도된 rat의 간독성과 ethanol로 유도된 rat의 간독성을 완화시켰음을 확인하였다. LED는 이들 두 system에서 간 조직 항산화 효소인 SOD, catalase, GSH peoxidase의 활성을 증가시켜, \( \mathrm{CCl}_{4} \) 및 ethanol에 의해 생성되는 free radical 소거로 mem-brane의 지방산화를 억제함으로서 간을 보호하는 것으로 추정된다. 또한 ethanol로 유도한 경우에는 ADH의 활성을 증가시키고, CYP2E1 효소 발현을 억제하여 reactive oxygen spices (ROS) 생성을 억제하여 간독성을 완화하는 것으로 생각된다.</p> <p>간은 xenobiotics와 biomolecule을 대사하는 기관으로 \( \mathrm{CCl}_{4} \)와 같은 유해물질이 간 조직 내 과산화지질을 유도함으로써 지방산 조성을 변화시키고 궁극적으로는 세포독성을 유발시킨다. \( \mathrm{CCl}_{4} \) 는 간의 mixed function (cytochrome \( \mathrm{P}_{450} \) ) oxi-dase system에 의해 free radical인 \( \mathrm{CCl}_{3} \) 로 전환되고, 전환된 free radical은 간세포의 막 단백 thiol기와 공유결합하여 막의 지질과산화 반응을 촉진시킨다. 그 결과 membrane이 파괴되고 단백합성 억제 등의 장해가 일어나 혈중 GOT, GPT 효소활성을 항진시킨다. 또한 간 세포의 내부 효소계가 파괴됨으로써 혈액 및 조직 내 과산화지질 함량이 증가하게 된다. 본 연구에서도 \( \mathrm{CCl}_{4} \) 을 처리하여 rat의 간독성을 유도한 다음,LED를 처리한 rat의 혈장 GOT, GPT, LDH 효소 활성은 Control rat 보다 유의성 \( (p<0.05) \)있게 낮아졌고, Silymarin 처리 rat의 혈장에 GOT, GPT, LDH 효소 활성과 비슷하여 LED는 간독성을 완화하는 효과가 있었다. 또한 이를 뒷받침할 수 있는 결과로서 LED를 처리한 rat의 간 조직에서 항산화 효소인 SOD, catalase, GSH peroxidase 활성이 증가하였다. 이와 같은 일련의 결과로부터 미루어 볼때, LED가 간 조직에서 SOD, catalase 및 GSH reductase의 활성을 높여, mem-brane을 \( \mathrm{CCl}_{3} \) free radical로부터 보호(TBARS 함량 감소)함으로써 간세포의 GOT, GPT 및 LDH의 방출을 억제하였기 때문으로 추정된다. 이는 표고버섯추출물을 처리한 후 \( \mathrm{CCl}_{4} \) 를 투여한 rat에서 표고버섯추출물이 \( \mathrm{CCl}_{4} \) 의 free radical을 제거함으로써 조직 중의 지질과산화를 억제한다는 보고와 일치한다. Free radical 제거에 의해 \( \mathrm{CCl}_{4} \) 로 유도된 간독성 완화효과는 표고버섯추출물 외의 다른 소재(칡의 카네킨, 양파 등)를 이용한 실험에서도 보고되었다.</p> <p>Ethanol의 분해는 이차적으로 간에서 일어나며, 주로 ADH와 \( \mathrm{NAD}^{+} \)에 의해 acetaldehyde와 \( \mathrm{NADH} \) 가 생성 된다. 간에서 생성된 acetaldehyde가 부수적인 반응에 의해 free radical을생성하고, 이로 인해 생성된 지질과산화물이 간 손상을 야기한다. 따라서 본 연구에서와 같이 LED처리가 ethanol로 유도된 간 독성을 완화하는 효과는 LED의 항산화능과 ADH활성증가 및 CYP2E1 효소 발현에 영향을 미치는데 기인하는 것으로 추정된다. LED는 간 조직에서 SOD, catalse 및 GSH peroxidase의 활성을 증가시키고 GSH 함량을 증가시켜서 membrane의 지방산 산화를 억제시켰다. 그 결과 MDA 함량이 감소한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 혈장의 GOT,GPT 및 LDH 효소의 활성을 억제시키고 HDL-cholesterol의 증가를 초래하였으며, 이는 LED가 ethanol 유도 간독성을 완화하였음을 의미한다.</p> <p>GOT 및 GPT는 간손상의 지표이다. 알콜로 인해 간세포 장애가 발생하면 GOT 및 GPT가 혈중으로 방출되고 혈장에 이들 효소의 활성이 높게 나타나면 간 세포 손상이 고도로 진행된 상태임을 의미한다. 또한 간세포 손상이 일어나면 간장에서의 담즙산 배설에 장애가 일어나서 혈장 콜레스테롤 농도가 상승하는 것으로 보고되었다. 본 연구에서 LED 처리에 의해 간의 총 cholesterol 함량이 감소한 것은 간에서 합성된 cholesterol의 biotransformation이 빠르기 때문으로 생각되고 이러한 효과는 Thomas 등이 blackgram에서 추출한 식이섬유소를 급여한 횐쥐에서도 관찰되었는데 간에서 cholesterol함량이 감소된 것은 간에서 cholesterol이 담즙산으로의 전환속도가 높아졌기 때문이라고 보고하였다.</p> <p>또한 LED 처리는 ethanol을 acetaldehyde로 전환하여 분해하는 효소인 ADH를 증가시킨 반면, microsome의 CYP2E1를 감소시켰다. 간에 ADH가 증가하면 지속적으로 공급되는 ethanol의 분해를 항진하여 ethanol에 의한 간 독성을 감소시킬 수 있다. 또한 CYP2E1 효소가 증가함으로써 ROS가 생성되어 생체 내 oxidative stress를 항진시키는 역할을 하는데, LED는 ADH 활성을 증진시킨 반면 CYP2E1 효소 발현을 억제하였다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 LED가 ethanol에 의한 간독성을 완화시키는 역할을 한다고 볼 수 있다.</p> <p>본 연구에서 LED의 간독성 완화효과는 간장 치료제인 Silymarin의 효과와 유사하였다. LED가 \( \mathrm{CCl}_{4} \) 나 ethanol로 유도한 간 독성을 완화시키는 것은 free radical을 소거하는 능력에 기인하는 것으로 생각되어 이를 입증하기위해 in vitro 실험을 실시하였다. in vitro 실험에서 LED가 DPPH의 free radical을 강력하게 소거하는 것이 입증되었다. 이와 같은 결과는 Dormandy 등의 보고와 일치한다. 또한 mouse liver mi-tochondrial fraction system에서 LED가 \( \mathrm{CuOOH} \) 의 free radi-\( \mathrm{cal} \) 과 \( \mathrm{NADPH} / \mathrm{Fe}^{2+} \) 의 free radical 소거작용이 있음도 확인되었다. 이와 같이 in vitro 실험에서 LED의 항산화작용에 관한 실험결과는 in vivo에서 간의 SOD, catalase,GSH peroxidase와 같은 항산화 효소와 ADH 효소 활성을 증가시키는 반면 CYP2E1 효소의 발현을 억제시키는 결과와도 일치한다.</p> <p>LED는 간독성 완화 효과가 있는 \( \beta \)-glucan을 다량(\( 14.1 \% \)) 함유하고 있다. 기존의 LEM은 표고버섯균사체를 열수추출 한 다음, 고형분말화 하기 위해, 덱스트린, 유당등과 같은 matrix 물질을 혼합한다. 이 LEM에는 표고버섯균사체 중의 비 수용성 \( \beta \)-glucan이 포함되지 않는 대신 덱스트린, 유당과 같은 첨가물이 포함되어 있기 때문에 \( \beta \)-glucan의 함량이 낮다. 그러나, LED는 비수용성 \( \beta \)-glucan을 소재에 포함시키고, 고형화를 위한 다른 부용재를 사용하지 않음으로써 \( \beta \)-glucan 함량을 높일 수 있는 방법으로 제조하였다. LED 제조방법은 기존의 대한민국 건강기능식품 공전에 등재되어 있는 제조방법으로써 건강기능식품제조에 사용되어 왔다. 따라서 대량생산이 용이한 표고버섯균사체 액체배양기술과 고체배양을 혼용하여 제조한 LED는 LEM에 비해 제조방법이 간편할 뿐만 아니라, \( \beta \)-glucan 함량이 높아 간 기능 강화 및 보호능을 증대시킬 수 있는 우수한 표고버섯균사체 신소재이다.</p>