High Hydrostatic Pressure Extract of Ginger Exerts Anti-Stress Effect in Immobilization-Stressed Rats

Abstract

Exposure to physical or psychological stress may be related to develop serious diseases in modern society. The aim of the present study was to investigate whether high hydrostatic pressure extract of ginger (HPG) affects immobilization stress-induced rats. Male Sprague-Dawley rats (n=30) were divided into three groups; (ⅰ) control (C), (ⅱ) immobilization stress (S) and (ⅲ) immobilization stress plus high hydrostatic pressure extract of ginger (S+HPG) (150 mg/kg BW/d). For immobilization stress, rats were immobilized in restrain cage for 2 hours every day for 2 weeks. Immobilization stress resulted in a significant reduction of body weight by 13% and a thymus weight by 30% (P < 0.05) compare to C group. The levels of serum aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransaminase (ALT) and corticosterone were significantly increased in S group compared to C group (P < 0.05). Moreover, immobilization stress elevated the mRNA expressions of P450scc, TH, DBH and PNMT, which are related to cortisosterone and catecholamine synthesis in adrenal gland. HPG administration significantly increased body weight gain by 12% and thymus weight by 16% compared to S group (P < 0.05). HPG significantly lowered the levels of AST, ALT and corticosterone compare to S group (P < 0.05). Also, the mRNA expressions of gene related stress response were significantly down-regulated. These results suggest that HPG might have anti-stress effect through a reversal of stress-induced changes and suppressing gene expression of corticosterone and catecholamine synthetic enzyme, so that our body maintains homeostasis.;본 연구는 생강을 고압 처리하여 추출한 생강 추출물의 항스트레스 생리활성 효능을 스트레스를 유발한 Sprague-Dawley (SD) 쥐에서 미치는 효과를 평가하고자 수행되었다. 6주령의 SD 수컷 흰쥐를 세 개의 군으로 나누어 각각 대조군 (C), 스트레스군 (S), 생강 투여군 (S+HPG)으로 나누었다. 스트레스군은 하루에 2시간씩 14일간 부동화 스트레스를 부하하고 생강 투여군은 150mg/kg BW/day의 생강 고압추출물을 경구투여하고 1시간 후에 스트레스군과 같은 조건으로 스트레스를 부여하였다. 체중, 간, 부신, 흉선, 비장 및 부고환 지방조직 무게와 식이섭취량을 측정하였고 혈액을 분석하였다. 실험 결과, 스트레스 부하에 의해 대조군에 비하여 S군에서 체중이 13 % 유의적으로 감소하였고, 흉선의 무게도 유의적으로 30 % 감소하였다. S군에 비해 S+HPG군의 체중이 12 % 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 스트레스 부하에 의해 감소한 흉선의 무게는 생강 고압추출물의 투여로 인해 16 % 유의적으로 증가했다. 부신은 스트레스 부하에 의해 S군과 S+HPG군에서 모두 증가하였다. 스트레스 부하 시 혈중 코르티코스테론 농도와 AST, ALT의 농도는 유의적으로 증가하였으며 생강 고압추출물에 의해 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 혈중 콜레스테롤은 모든 그룹 간에 통계적으로 유의적인 차이는 없었다. 이러한 결과들은 생강 고압추출물의 섭취가 스트레스에 의해 감소한 체중과 스트레스 관련 조직인 흉선의 정상화에 긍정적 영향을 주고 스트레스에 의해 증가한 코르티코스테론과 AST, ALT 농도를 저하시켜 스트레스 반응을 완화시킬 수 있는 가능성을 제시한다. 특히 본 연구에서는 부신에서 코르티코스테론 합성 관여 효소인 P450scc 유전자와 카테콜라민 합성 효소인 TH, DDC, DBH, PNMT 유전자 발현을 측정하여 생강 고압추출물이 항스트레스 관여하는 메커니즘을 알아보고자 하였다. 부신 조직의 P450scc, TH, DDC, DBH, PNMT 의 발현은 스트레스 부하에 의해 증가하였고 S+HPG군에서 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 본 연구의 결과들을 종합하여 볼 때, 생강 고압추출물의 섭취는 스트레스에 의해 유도되는 코르티코스테론과 카테콜라민의 합성을 저하함으로써 스트레스 반응을 완화하는 효과가 있을 것으로 사료된다.