출처 : http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1226845314001122
Journal of Ginseng Research
Volume 39, Issue 1, January 2015,
인삼과 진세노사이드가 멜라닌 생성에 미치는 영향과 그 작용기전
김광미, 충남 천안시 단국대 약대
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개 요
피부색의 비정상적인 변화는 외관상 문제뿐 아니라 삶의 질에도 영향을 준다. 피부색의 비정상적 변화에는 과다색소 침착과 색소유실의 두 종류가 있다. 과도하게 색소가 침착하여 피부색을 어둡게 하는 과다색소침착은 황색 피부를 가진 아시아인들에게 주요 관심사이다. 다양한 색소침착치료제가 사용되었지만 이의 치료는 아직 어려운 형편이고 그 결과에 낙담하기도 한다. 파낙스인삼은 면역조절, 신경보호, 항산화 및 항암작용으로 인해 다양한 질병의 치료제로 동아시아에서 전통적으로 사용되어 왔다. 최근에 인삼추출물, 분말 또는 일부 구성성분이 생체 내 또는 시험관 내에서 멜라닌 생성을 억제할 수 있다는 몇몇 보고가 있었다. 인삼 또는 그 성분의 항골극 성질의 기본 매커니즘은 멜라닌 생성을 위한 주요 효소를 직접적으로 저해, 멜라닌 생성에 관여하는 인자 또는 신호전달 경로의 억제, 멜라닌 생성 유도인자의 생산감소 및 항골극성 인자의 생산증강을 포함하고 있다. 인삼의 항 멜라닌 특성, 특히 염증 유발성 사이토카인 및 산화질소 생산에 미치는 영향에 관해 논쟁의 여지가 있기는 하지만, 최근 연구결과에 따르면 인삼과 그 성분은 새로운 피부미백제의 후보물질로 검토할 만 하다.
1. 서 론
파낙스인삼(인삼)은 수천년에 걸쳐 동아시아에서 전통적으로 사용되어 고혈압, 당뇨병, 간 및 신장기능 부전, 정신장애 및 폐경기 질환을 비록하여 다양한 질병치료를 위해 복용되어 왔다. 또한 상처치유와 피부염증을 완화하기 위해 외용으로도 사용되었다. 지난 수십년 간 인삼추출물이 실제로 인간 질병에 대해 광범위한 효과를 나타냄이 입증되었다. 인삼의 잠재적 치료효과는 주로 인삼의 면역조절, 신경보호, 항산화, 항암 및 간보호 특성에 기인한다.
인삼은 탄수화물과 지질대사, 인지, 혈관 생성, 신경내분비, 면역, 심혈관 및 중추신경에 영향을 미치는 진세노사이드, 다당류, 식물 스테롤, 펩타이드, 폴리아세틸렌, 지방산 및 폴리 아세틸렌 알콜 등 많은 활성 성분을 함유하고 있다. 인삼의 활성 성분 중 주요 생물학적 활성성분으로 가장 널리 연구되고 있는 것으로는 진세노사이드가 알려져 있다. 여러 연구에 따르면 진세노사이드는 임삼의 약리학적 기능에서 중요한 역할을 한다. 지금까지 인삼의 진세노사이드는 30종 이상이 분류되어 인식되었다. 그러나 인삼에는 진세노인, 페놀화합물, 폴리아세틸렌, 세스퀴테르펜, 메톡시피라진, 알킬피라진 유도체, 세스퀴펜 알콜, 파나시놀 및 베타카보린 등의 다른 성분도 함유되어 있다. 이들 화합물의 생물학적 기능은 많은 연구진들에 의해 조사되고 있다.
인삼은 백삼과 홍삼으로 제조한다. 백삼의 껍질을 벗기고 말린 것이고 홍삼은 신선한 인삼과 뿌리를 98-100 ℃에서 2-3 시간 동안 찐 다음 수분 함량이 15 % 미만이 될 때까지 건조시켜 만드는 것이다. 백삼과 홍삼 모두 면역조절, 항염증, 항산화, 항아토피 효능이 있는 것으로 나타났다. 또한 홍삼은 일부 측면에서는 백삼보다 더 강력한 약리작용을 한다고 보고되었다. 홍삼과 백삼의 효능 차이는 찌는 과정 이후 진세노사이드의 화학적 변화에 기인한다. 찌는 과정에서 원래 진세노사이드는 부분적으로 deglycoslated 유도체로 변환한다. 따라서 진세노사이드의 종류와 함량은 가공방법에 따라 상당히 다를 수 있다. Chu박사 연구진들은 백삼과 홍삼 표본에서 실험을 통해 총 53개의 화합물을 확인하였다. 백삼의 주요 화합물은 말로닐 진세노사이드이고 말-진세노사이드의 탈카르복시 생성물과 폴라 진세노사이드의 탈수화합물은 홍삼의 특징이다.
진세노사이드가 다양한 생물학적으로 활성화되는 것은 층미롭지만, 복용시 진세노사이드의 흡수율은 매우 낮다. 사람의 장에서 진세노사이드는 장내 세균에 의해 대사되며 그 산물은 흡수된다. 따라서 이러한 진세노사이드의 약리학적 작용은 사람의 장내 세균에 의한 생체 내 변화와 밀접하게 관련이 있다. 이러한 맥락에서 발효를 이용하는 것은 식용으로의 흡수 및 생체이용률을 높이는데 활용되어 왔다. 여러 연구에 따르면 진세노사이드를 탈글라이코실화된 진세노사이드로 변형시키는 것이 생체 내에서 인삼의 효능을 증가시키는 데 필요하다는 것이 밝혀졌다.
색소침착 치료제로는 하이드로퀴논, 알부틴, 트레티노인, 코직산, 아젤라익산, 비타민 C, N- 아세틸 글루코사민, 니아신아미드, 리놀레산, 엘라그산, 메티마졸, 이오산, 대두 추출물, 감초 추출물, 루시놀 및 글리콜산 등 다양하게 있다. 비정상적 색소침착을 치료하기 위해서는 이 치료제를 단독으로 또는 조합하여 사용하기도 한다. 이러한 약제는 피부 착색의 여러 단계에서 착색과정을 방해할 수 있다. 그러나 색소침착에 대한 치료는 여전히 어려우며, 그 결과에 종종 낙담하기도 한다. 따라서 매우 효과적이로 내약성이 있는 신규 미백제품이 필요하다.
이 기사는 인삼과 그 성분의 피부 미백 효과와 근본적인 작용 매커니즘을 조사한 최근 보고서를 검토한 후 참신한 미백제품 후보물질로서의 가능성에 대해 논한다.
2. 인삼과 그 성분이 멜라닌 생성에 미치는 영향
파낙스 인삼은 전통 한의학에서 가장 널리 사용되는 약용식물 중 하나이다. 파낙스인삼은 수천년 동안 피부의 전반적인 상태를 개선하고 다양한 질병을 치료하는 데 사용되어 왔다. 그러나, 피부와 관련하여 인삼의 효능을 명백하게하는 실제 과학적 접근은 최근에서야 이루어졌다. 여러 보고서에 따르면 인삼 추출물, 분말 또는 일부 성분이 시험관 및 생체 내에서 멜라닌 생성을 억제 할 수 있다고 한다. 표 1은 인삼과 그 성분이 멜라닌 생성과 관련된 피부색 및 주요 효소에 미치는 효과를 요약한 것이다. 송박사 연구팀은 임상실험에서 홍삼분말이 흑점을 개선한다고 보고했다. 연구팀은 흑점이 있는 여성들에게 고려홍삼 분말을 24주간 복용하도록 했다. 24주 후 흑점의 면적과 정도가 감소했고 색소침착 및 홍반 수준의 평균수준 역시 감소했다. 또한 환자의 74% 및 조사자 등급에서 전반적으로 약간의 개선효과를 보였다.
Table 1.
인삼 및 인삼성분이 멜라진 형성에 미치는 직접적인 효과
α-MSH, α-melanocyte stimulating factor; FKRG, fermented Korean Red Ginseng; KRG, Korean Red Ginseng; MASI, melasma area and severity index; MELASQoL, melasma quality of life scale; MITF, micropthalmia-associated transcription factor
α-MSH, α- 멜라닌 세포 자극 인자; 홍삼 발효 FKRG; KRG, 한국 홍삼; MASI, 멜라 마 영역 및 심각도 지수; MELASQoL, melasma 삶의 질 척도; MITF, 미세 경혈 관련 전사 인자
인삼의 반 멜라닌 생성효과를 연구한 대부분의 연구는 정제된 티로시나제 또는 멜라닌 세포주를 사용했다. 인삼 종자의 에탄올 추출물로 처리한 멜란-a세포에서는 멜라닌함량과 티로시나제활동이 감소되었다. 단순추출물이나 분말 뿐 아니라 여러 연구에서 인삼의 특정 성분의 효과를 시험했다. 페놀 화합물은 티로시나제 활동을 억제하는 반면, 진세노사이드는 UVB에 의해 유도된 활성산소의 세포 내 증가를 방지한다. 일부 보고서에서는 진세노사이드만이 항 색소 효과를 나타내기도 했다. 진세노사이드 Rh4의 Aglycone은 B16 흑색종 세포에서 멜라닌 합성을 억제하였다.
진세노사이드 Rh4는 고려홍삼에서 추출한 성분 중 하나이다. 진세노사이드 Rh4는 α-MSH와 forskolin으로 자극된 B16 흑색종 세포에서 멜라닌 함량과 티로시나제 활성을 유의하게 감소시켰다. 진세노사이드 Rh4는 B16 흑색종 세포에서 cAMP 수준과 cAMP 반응요소 결합단백질 수준을 감소시켰으며, 이는 MITF와 타이로신 분해 효소가 낮게 조절되기 때문일 수 있다. 또한 진세노사이드 Rb1은 α-MSH로 자극된 B16 세포에서 티로시나제 활동을 억제함으로써 멜라닌 생성이 억제되었다.
인삼의 색소생성 억제효과는 진세노사이드에서만 발생하지 않는다. 파낙스인삼의 신선한 잎에서 추출된 메탄올은 버섯의 티로시나제에 대한 억제효능을 보였으며, 추출물에 함유된 p-쿠마릭산이 티로시나제 억제역할을 주로 하는 것으로 나타났다. p-쿠마릭산은 티로신과의 구조적 유사성 때문에 α-MSH에 의해 자극된 B16F10 흑색종 세포에서 멜라닌 생성을 억제한다고 제안되었다. 하였고, 티로신과의 구조적 유사성으로 멜라닌 생성을 방해한다고 제안되었다. 흥미롭게도 p-쿠마릭산은 버섯추출 티로시나제에 대해서는 억제효과가 약하지만 코직산 및 알부틴에 비해 인간 또는 쥐의 티로시나제를 강하게 억제하였다. 효소 동역학 분석에서는 p-쿠마릭산이 인체의 티로시나제 혼합유형 또는 경쟁적 억제제(DOPA의 경우)임을 나타낸다. 또한 p-쿠마릭산은 UVB에 노출된 인체 표피 멜라닌 세포에서 멜라닌 생성을 강력하게 억제한다. 파낙스인삼의 뿌리와 씨앗에서는 Cinnamomum cassia Blume의 주요 성분 중 하나인 P. 계피산도 발견되었다. 계피산은 버섯의 티로시나제의 활동을 저해한다고 보고되어 있다. 계피산은 melan-a 세포에서 멜라닌 생성, 티로시나제의 활성 및 발현을 감소시켰다. 또한, 계피산은 UVB로 태닝한 갈색 기니피그의피부에서 탈색현상을 보였다.
진세노사이드의 약리학적 작용은 인체의 장내 세균에 의한 생체변화와 밀접한 관련이 있음이 이미 알려져 있다. 홍삼이나 락토바실러스를 이용하여 발표시킨 발효홍삼의 경우 총 진세노사이드 함량은 크게 차이가 없었지만 진세노사이드 대사산물의 함량은 높았다. 버섯 티로시나제를 이용한 시험에 따르면 발효홍삼 추출물의 티로시나제 억제효능은 홍삼추출물에 비해 더 강력하였다.
3. 멜라닌 생성과 관련된 인자들에 대한 인삼과 그 성분의 영향
상기에서 검토 한 바와 같이, 조 추출물 또는 인삼 및 그 성분의 일부 성분은 티로시나 아제와 같은 멜라닌 생성의 주요 효소에 직접 억제함으로써 항암 활성을 나타내었다. 또한, 인삼과 그 성분은 멜라닌 세포 생리학과 관련된 몇 가지 인자에 대한 작용을 통해 항 민간 작용 활성을 나타낼 수있다.
ACTH, α-MSH, endothelin-1, 프로스타글란딘 E2, 프로스타글란딘 F2α, NO, 히스타민은 피부의 멜라닌 세포, 케 라티노 사이트, 섬유 아세포 및 면역 세포에서 생성되는 많은 용해 인자 중 잘 알려진 자극제입니다. 멜라닌 생성 [37]; [59]; [60]; [61]; [62]; [63]. 대조적으로, 멜라닌 생성에 대한 사이토 카인의 효과는 더욱 복잡합니다. IL-6, TGF-β1, TNF-α는 멜라닌 생산을 하향 조절하는 반면 IL-1α / 1β 및 과립구 - 대 식세포 콜로니 자극 인자 (GM-CSF)는 멜라닌 생성을 자극한다. [64].
4. 결 론
최근 인삼추출물, 분말 또는 일부 성분이 멜라닌 생성을 억제할 수 있다는는 보고가 여럿 있었다. 읺삼 또는 그 성분의 멜라닌 생성 억제의 기본 매커니즘은 멜라닌 생성(티로시나제 및 DCT), 전사 인자(MITF, NF-kB) 또는 신호전달 경로(단백질 키나제A 경로 및 단백질 키나제 C)를 억제하고 멜라닌생성 억제 인자(IL-13)의 생성을 증가시키는 것으로 나타났다. 표 1은 인삼과 그 성분이 멜라닌 생성에 미치는 영향을 요약한 것이다. 인삼의 멜라닌 생성 억제작용, 특히 염증유발 사이토카인과 NO생산에 미치는 영향에 대해서는 논란의 여지가 있으나, 최근 연구결과에 따르면 인삼과 그 성분을 새로운 피부 미백제로 활용할 대체제로 검토할 수 있다.
표 1.
Schematic view of the effects of ginseng on melanogenesis. Black solid arrow indicates activation, black dashed arrow indicates inhibition, red upward arrow indicates increase by ginseng components, and red downward arrow indicates decrease by ginseng components. α-MSH, α-melanocyte stimulating factor; CREB, cAMP response element-binding protein; DCT, dopachrome tautomerase; DHI, 5,6-dihydroxyindole; DHICA, 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid; DOPA, 3,4-dihydroxyphenylalanine; EP1, prostaglandin E receptor 1; ET-1, endothelin-1; ETB , endothelin receptor type B; GM-CSF, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor; IL-13, interleukin 13; MAPK, mitogen-activated protein kinases; MC1R, melanocortin 1 receptor; MITF, micropthalmia-associated transcription factor; NO, nitric oxide; PGE2, prostaglandin E2; PGF2α, prostaglandin F2α; PKA, protein kinase A; PKG, protein kinase G; PLC, phospholipase C; SCF, stem cell factor; TNF-α, tumor necrosis factor-α; TRP1, tyrosinase-related protein-1; TYR, tyrosinase.
Figure options
* 이 보고서는 2014 년 단국대학교 연구기금의 지원을 받아 완성되었다.
<체크포인트>
1. 에그그~~ 알지도 못하는 의학용어들이랑 단어들... 뒷부분은 계속 중복되고, 새로운 내용이 없어서 그냥 생략했어요. 다시 읽어보고 싶지 않습니다. 읽으시는 분들은 오죽하시겠어요.
2. 원래는 인삼, 홍삼 등의 미백효과에 대한 연구였네요. 24주(약 반년)간 홍삼추출물을 복용시켰는데 74%에게서 약간의 미백 개선효과가 있었다고... 그렇다면 인삼제품 드시고 백반증이 확 번졌다는 분들은 그냥 번지는 단계였던 걸까요?
* 복날 삼계탕에 포함된 인삼 정도로 크게 스트레스는 받지 않으셔도 될 듯 하네요
3. 왜 인삼을 먹으면 안된다고 했는지 그 근거는 명백히 알게 되어서 매우 속시원합니당. ㅋㅋㅋ
아님 인삼의 미백효과 말고도 다른 이유가 있을까요??? 어떤 분은 면역강화 효능 때문에 그렇다는 분도 계시던데..
* 이것 외에 공식적인 백반증과 인삼의 연구보고서는 찾질 못했네요
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