인삼 saponin 및 phenolic acid가 prostaglandin류의 생성에 미치는 영향

Abstract

인삼 성분이 prostaglandin등 arachidonic acid 대사산물 생성에 미치는 영향을 실험함으로써 인삼의 약리학적 작용과 그 기전을 간접적으로 구명하고자 하였다. 즉 [`^3 H]-arachidonic acid를 기질로 넣어 주고 토끼 신장 microsome, 소 대동맥 microsome, 사람 혈소판 homogenate 등을 효소원으로 한 in vitro 생합성과정에 변화를 주는 수종 인삼 saponin 및 phenolic acid 성분의 효과를 검정하였다. 실험에 사용한 인삼 saponin성분은 panaxadiol, panaxatriol 및 protopanaxadiol계 saponin류인 Ginsenoside Rb_2 (G-Rb_2 ), Ginsenoside Rc(G-Rc) 및 protopanaxatriol계 saponin류인 Ginsenoside Re(G-Re)이었고 phenolic acid 성분으로는 maltol, salicylic acid, trans-p-coumaric acid이었는데 이들 성분이 arachidonic acid로부터 cyclooxygenase를 통해 최종 대사산물인 prostaglandin류를 생성하는 과정에 미치는 영향을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Arachidonic acid로부터 생성된 총 cyclooxygenase 반응생성물 및 malondialdehyde의 양은 실험에 사용한 인삼 saponin 성분의 전 농도 범위에서 유의적인 변화를 보이지 않았는데 이는 인삼 saponin성분들은 cyclooxygenae에 직접 작용하지 않는다는 것을 설명해 준다. 2. Panaxadiol(500μg/ml)은 PGE_2 생성에는 영향이 없으나 PGF_2α 및 TxB_2의 생성을 감소시켰으며 동시에 6-keto-PGF_1α의 생성은 증가시켰다. panaxatriol도 유사한 양상을 보였다. 3. G-Rb_2 및 G-Rc는 PGE_2 및 PGF_2α 생성에 유의적인 차이를 보이지 않으나 농도의존적으로 TxB_2의 생성을 감소시켰고 6-keto-PGF_1α의 생성을 증가시켰는데 이는 TxA_2 synthetase 억제제인 imidazole의 효과와 유사하였다. 4. G-Re는 1x10^-5g/ml 이하의 농도에서는 효과가 없으나 1x10^-4g/ml 이상의 농도에서 농도의존적으로 유의성 있는 PGE_2, PGF_2α, TxB_2의 생성 억제와 함께 6-keto-PGF_1α 증가를 보였다. 이는 prostacyclin synthetase를 자극하는 serotonin의 효과와 같은 작용으로서 prostacyclin synthetase 억제제인 tranylcypromine에 대하여 길항효과를 보였다. 5. TxB_2 생성억제 작용을 나타내는 각 ginsenoside의 효과를 뒷받침하기 위하여 각 인삼 saponin 성분을 전처치한 platelet rich plasma에서 혈소판 응집시험 결과, ADP로 유도된 혈소판 응집반응에는 변화를 주지 않았으나 arachidonic acid로 유도된 혈소판 응집반응에는 G-Rb_2, G-Rc, G-Re의 순으로 농도 의존적인 억제현상을 나타냈고 TxA_2 유사약인 U46619(9, 11-methanoepoxy PGH_2 )에 의한 혈소판 응집반응에서도 arachidonic acid 유도시와 같이 혈소판 응집억제작용을 나타냈다. 이는 arachidonic acid로부터 생성되는 2차 산물인 TxA_2의 생성을 억제함에 기인됨을 대변하고 있다. 6. 한편, maltol, salicylic acid, trans-p-coumaric acid는 모두 arachidonic acid로부터 cyclooxygenase를 통해 생성되는 총 prostaglandin 생성량 및 malondialdehyde양을 감소시켜 이들 phenolic acid들이 cyclooxygenase에 작용한다는 사실을 확인하였으며 항산화제로서의 성격상 lipoxygenase에도 작용하여 항염증 내지 비특이적 생체저항성을 나타내는 주성분일 가능성을 시사해 주었다. 이상의 결과와 같이 인삼 saponin 성분들은 arachidonic acid로부터 cyclooxygenase를 통해 일단 생성된 endoperoxide에서 각각의 prostaglandin을 생성하는 효소, 특히 G-Rb_2는 TxA_2 synthetase에 강력한 억제제로, G-Re는 prostacyclin 생합성의 촉진제로 심혈관계 균형에 기여하히라 생각되며, 인삼 중에 함유된 phenolic acid 중 trans-p-coumaric acid는 cyclooxygenase에 직접적 억제제로, maltol과 salicylic acid는 항산화제로서 cyclooxygenase와 lipoxygenase의 작용을 방해한다고 생각된다. ; The effects of Ginseng saponins and some phenolic acids on the in vitro biosynthesis of prostaglandins was examined in order to identify the role of some Ginseng components on the regulation of arachidonic acid metabolism. The productions of prostaglandin E_2 (PGE_2 ), prostaglandin F_2 (PGF_2α ), thromboxane B_2 (TxB_2 ) and 6-keto-prostaglandin F_1α (6-keto-PGF_1α) from [`^3 H]-arachidonic acid were evaluated with rabbit kidney microsome, human platelet homogenate and bovine aortic microsome. 1. The amount of the total cyclooxygenase products and malondialdehyde from arachidonic acid didn t show significant changes in the presence of Ginseng saponins, but phenolic acids reduced both of them. 2. Both of panaxadiol and panaxatriol didn t affect the production of PGE_2 while the formation of PGF_2α and TxB_2 were markedly reduced and prostacyclin production was increased. 3. All of the ginsenosides used in these experiments also reduced the formation of TxB_2, while increased the 6-keto-PGF_1α production dose dependently up to 1mg/ml. Especially, the effect of G-Rb_2 on TxA_2 synthetase was similar to that of Dazoxiben(UK-37,248; 4-[2-(1H-imidazol-1-yl)ethoxy]benzoic acid hydrochloride). TxA_2 synthetase inhibitor, and platelet aggregation induced by U46619(9,11-methanoepoxy PGH_2 ), TxA_2 mimetics, was also inhibited by three ginsenosides. The effect of G-Re on prostacyclin synthetase was inhibited by tranylcypromine, prostacyclin synthetase inhibitor. 4. Ginseng saponin didn t inhibit the ADP(10uM) induced platelet aggregation, but sodium arachidonate(0.5mM) induced platelet aggregation was significantly inhibited. In addition, U46619(0.5μM) induced platelet aggregation was inhibited by Ginseng saponins as same pattern as the case of arachidonic acid but phenolic acids didn t inhibit the U46619 induced platelet aggregation. 5. Three phenolic acids, maltol, salicylic acid, and trans-p-coumaric acid inhibited the cyclooxygenase activity. The effects of maltol and salicylic acid may be due to antioxidant action, while that of trans-p-coumaric acid may be direct inhibition against cyclooxygenase. These findings suggest that both of Ginseng saponins and phenolic acids seem to play a role in the regulation of the arachidonate metabolism, and phenolic acid may act on cyclooxygenase directly while Ginseng saponin probably by affecting the divergent biosynthetic pathway of prostaglandins from endoperoxide.