[스크랩] 발효한약에 대한 개괄적 이해

발효한약에 대한 개괄적 이해

 

서울특별시 서초구 서초동 1602-7 대성빌딩 2층

맑은샘한의원 원장 김영수

www.herbferm.com

http://cafe.daum.net/ferherb

이 자료는 경희대학교 김동현 교수님의 자료를 참조 하여 재 구성하였습니다.

발효한약

한약의 연구자들은 더 약효가 좋은 한약을 개발하기 위해 경구투여용 제제에서 주사제로의 개발도 시도되고 있다. 한약도 일반 의약품처럼 경구투여보다는 주사제가 약효가 신속하고 강하게 나타날 것으로 생각했기 때문이다. 그러나 사실은 그러하질 못하다 한약은 자연계에 널리 분포하고 있는 초근목피를 사람들이 먹어오면서 특정한 약효를 나타내는 것을 질병의 치료를 위해 사용해오면서 체계적으로 정리한 것으로 생각된다. 그러므로 지금까지 이용해 오던 경구투여 경로를 바꾸는 것은 약효가 더 높 게 발현하기 보다는 약효가 없거나 독작용 이 강하게 나타날 수가 있는 것이다.

인삼의 약효는 사람이 경구로 인삼을 섭취하게 되면 인삼중에 함유된 ginsenoside들이 장내세균에 의해 대사되어 항암효과가 우수한 compound K나 protopanaxadiol로 전환되어 항암활성을 발휘하는 것으로 밝혀졌고, 도인의 독작용은 도인에 함유된 amygdalin이 경구투여된 경우에 장내세균의 대사를 받아 청산이 생성되어 독작용을 나타내나, 주사로 투여하는 경우에는 amygdalin이 대사되지 않으므로 독작용이 나타나지 않는 것을 알려져 있다. 이러한 약효와 독성의 발현은 사람의 장내에 기생하는 장내세균총에 의해 일어나는 것이다.

미생물의 발견 – 세계최초로 미생물을 발견한 사람은 네덜란드의 antony van Leeuwenhoek (1632~1723)이다. 그는 자신이 만든 현미경(확대경)을 사용하여 식물의 종자 및 배의 구도와 작은 무척추동물을 관찰했을 뿐만 아니라 정자와 적혈구 세포를 발현하여 동물 조직학의 창시자가 된것이다.

효소 – 생체에서 일어나는 생화학 반응에 관여하는 촉매는 단백성 물질로 이 생체내의

촉매를 효소라고 한다. 효소는 아미노산을 기본체로 하여 이루어진 중합체이다.

따라서 효소마다 구성 아미노산의 배열에 따라 독특한 입체구조를 지니며 효소의 입체구조에 따

라 효소반응의 특이성이 결정된다.

많은효소가 단백질외에 효소작용을 보조하는 분자량의 작은 비단백성 효소를 갖고있다

prosthetic group이 결합되어있는 단백질 효소부위를 apoenzyme이라고 하고 apoenzyme과

prosthetic group이 단단히 결합된 효소를 완전효소 holoenzyme이라한다

발효 는 유기물 사이에 자유에너지가 낮은 유기물로 부분적으로 산화되어 특정 화합물이 축척 되는 것을 발효라고 한다 대표적인 발효 물로는 초산, 알코올, 젖산등이 있다

# 발효라 는 말과 효소발효, 효소, 등 다양한 용어를 사용 한다.

처음 들을때는 많은 혼선이 생깁니다.

산에 나는 산나물, 어린 순, 풀, 잎, 가지 등을 항아리 넣고 설탕을 넣어서 몇 달 지나고 나면 그 물을 생수와 혼합하여 마시면 좋다고 합니다.

이것이 우리가 말하는 발효 일까요.?

누군가가 효소를 구입하여 한약재에 혼합한 후의 물질을 발효 물질이라고 할 수 있을까요.?

단백질이 많은 녹용을 분해 한다고 하면 단백분해효소인 ptotease, pepsin 등의 효소를 구입해서 혼합하여 놓으면 녹용이 분해 되겠죠. 이것을 발효라고 할 수 있을까요.?

일부에서 이것을 효소발효라고 하는 것 같았습니다.

그러나, 여기서 말 하고자 하는 것은 이런 효소만을 사용하는 것은 배제하고 한약재+미생물 이런

방법으로 발효하는 것을 전제로 말할려고 합니다.

이때 미생물이 중요한 역할을 하며 이 미생물이 효소를 분비 하기도 합니다.

또한 미생물이 어떠한 미생물인지를 명확하게 알 수 있도록 발효하기 전에 미리 멸균을 한 후에 의도적인 미생물 한 두 종류만 넣어서 발효하는 방법을 사용합니다.

순수배양 – 순수분리배양이란 다른 종류의 미생물이 섞이지 않고 단일 종의 미생물 집단이 되도록 배양하는 것이다.

멸균 – 미생물의 순수배양을 위해서 사용되는 용기나 배지등은 멸균해야 한다. 멸균은 살아있는 생명체를 전부 제거하거나 죽이는 과정을 말한다 이에 반해 소독은 감염을 시킬 수 있는 유해한 병원체를 제거하는 과정을 말한다. 미생물의 순수배양을 위해서는 소독이 아니라 멸균이 되어져야 한다.

배지

미생물이 살아가는데 필요한 요소들을 첨가하여 미생물을 배양할 수 있는 영양성분의 집합체를 배지라고 한다. 영영분은 필요한 만큼 넣어준다 자연배지는 감자 나 토마토액, 우유와 같은 것을이용하여 미생물을 배양할 수 있도록 만든 배지를 말한다, 합성배지는 여러가지 영양분을 성상, 농도 등을 완전히 규명할 수 있도록 만든 배지를 말 한다. 선택배지는 특정한 미생물만을 배양하기 위하여 특정미생물만이 자라는 요소를 첨가하고 원 치 않은 균주는 자리지 못하도록 만든 배지이다.

미생물의 생장과 증식

 

환경조절인자로는 수분, 온도, pH(수소이온농도), 산소 등이 있다.

미생물의 성장과 환경요인

미생물이 성장을 하기 위해서 적절한 영양소 뿐만 아니라 성장에 적합한 환경여 건 도 갖추어져야 한다. 환경을 변화 시킴에 따라 미생물의 성장을 조절 할 수 있으며 이러한 환경요인에는 수분, 온도, 수소이온농도 (PH), 산소 등이 있다.

수분

미생물은 80%가 수분이다. 따라서 미생물을 배양하기 위해서는 충분한 물이 있어야 한다. 원핵세포는 0.95~ 0.99의 수활성에서 보다 잘 자란다. 삼투압에 견디는 정도는 미생물 종류에 따라 다르나 일반적으로 효모나 곰팡이가 원핵세포보다 삼투압에 견디는 힘이 크다. 이를 내삼투성세포라 한다

산도 (pH)

효모나 곰팡이는 비교적 넓은 범위의 pH에서 견딜 수 있으며 약 산성에서 보다 잘 발육하지만 Cyanobacteria는 pH4 이하의 환경에서는 자라지 않는다. 대부분의 미생물은 중성 환경에서 잘 자란다.

온도

미생물이 가장 왕성하게 성장하는 온도를 최적온도라고 한다. 대부분의 미생물은 온도차이가 30~40 o C 이다.

산소

미생물 중 에너지 생산 , 포화 지방산 등 생장에 필요한 물질을 합성하기 위해 산소를 꼭 필요로 하는 것을 절대 호기성균(obligate aerobes)이라한다. 산소를 꼭 필요로 하지 않는 것을 통성혐기성균(facultative anaerobes)이라 한다.

소화관과 장내세균

- 소화관

소화관의 점막에서는 점액성 물질이 많이 분비된다. 소화관 점막에는 소화효소, 소화호르몬, serotonin등도 분비된다

소화와 흡수

담즙은 강한 계면활성작용을 나타내는 담즙산염을 함유하고 있으며, 장관으로부터 지질과 지용성비타민의 소화흡수에는 없어서는 안된다. 담즙산염과 지방산은 결합해서 수용성의 복합체를 만들어 monoglyceride와 지방의 소화 흡수를 촉진한다.

장내세균이 만드는 비타민 – 장내세균에 의해 합성되는 비티만으로는 비타민 K, 수용성비티민 B군(B₁,B₂,B 6 , nicotinic acid, pantothenic acid, B 12 , folic acid, biotin)등 이 있다.

발암물질과 장내세균

유해한 균주로는 우리몸에서 단백질을 분해하고 암모니아, 유화수소, 아민, 인돌, 페놀 등을 생산하여 악취를 내는 세균이다. 유산균과 같이 유익한 균주들은 탄수화물을 대량소비하여 산 또는 유산을 다량생산하는 세균으로 단백질을 분 해 해서 부패시키는 능력은 없다. 이러한 세균은 대체로 편성혐기성균 또는 통성혐기성균이며, 산소를 거의 이용하지 않는다. 포도당을 이용하여 유산만을 만드는 호모발효성 유산균과 유산 외에 초산들을 생산하는 헤테로 발효성 유산균이 있다. 이러한 균은 대체로 Streptococcus , T hermophilus, Lactobacillus, Leuconostoc M esenteroides, Bifidobacterium등이 있다.

담즙산과 장내세균 – 담즙산 대사체들은 대장암 유발 물질인 1.2-dimethylhydrazine, azoxymethane, benzo(a)pyrene 등 유의적으로 발암성을 증가시키는 것으로 밝혀졌다.

E strogen 과 장내세균 – 장내세균과 유방암은 밀접한 관계가 있는 것으로 밝혀지고 있다. 체내에서 생성된 estrogen은 황산 또는 글루쿠론산 포합을 받고 일부는 담즙 배설된다.

장내세균과 건강 – 한사람의 장내에서 살고있는 균의 종류는 400여종에 달하며 그 수는 장내용물 1g당 10 ^{11 ~} 10 ¹² 개 정도다.

암과 장내세균 – 발암효소들은 장내의 pH 환경이 산성인 경우보다는 중성 또는 알칼리성인 경우에 현저히 유도된다. 이러한 효소의 유도는 장기간에 걸쳐 장내의 발암물질(carcinogen)의 노출을 유도하여 대장암을 발생시키는 것이다. Lactobacillus acidophilus을 동시에 감염시키면 간암 발생률은 현저히 감소하는 것을 볼 수 있다.

당뇨병과 장내세균 – 당뇨병환자의 장내세균총은 정 상 인에 비해 소장의 균수가 100배 정도 증가해 있다. 정상적인 사람의 소장에는 장내용물 1g당 약 수 만개 정도의 균이 서식하고 있으며 우세균은 Lactobacillus, Veillonella, 효모등이다. 그러나, 당뇨병환자의 경우에는 장내용물 1g당 수 백만개의 균이 서식하며 우세균은 Bacterorides 속 균주들이다. 이균주들은 가스를 많이 생산하기 때문에 증가된 균이 생산하는 가스에 의해 장을 자극하고 설사를 일으키는 것으로 생각된다. 그러므로 소장내의 균수를 감소시킬 수 있는 약물인 tetracycline과 같은 항생제를 투여하면 설사가 멈춘다. 그러나 이러한 치료법은 근본적인 치료법은 아니다. 당뇨병 환자는 생체방어기능 중에서 세포성인자의 하나인 중성구의 기능에 이상이 생긴다. 즉, 당뇨병 환자의 중성구의 운동성과 탐식능 및 살균작용이 저하된다. 당뇨병환자의 중성구의 운동성과 탐식능의 저하는 인슐린 투여에 의해 개선된다. 그러므로 인슐린치료로 합병증인 감염증을 예방해야 한다. 이러한 감염증은 피부, 호흡기, 요로 등에 빈발된다. 그러나 그 외에도 골수염을 일으키거나 정맥염, 복막염등이 일어날 수 있기 때문에 주의를 해야한다. 당뇨병환자에게 감염증을 치료할 경우 조기에 치료해야 함은 물론이고 혈당조절이 선결되어야 한다는 점을 잊어서는 안된다.

간경변과 장내세균 – 간경변인 사람은 간경변이 아닌 사람보다 대장과 세균(Enter-bacteriaceae), Streptococcus, Clostridium 균주의 장내세균이 증가해 있고 Bacteroides 균주는 감소해 있다.

설사와 장내세균 – 로타바이러스가 설사군의 47%에서 검출되어 가장높은 출현빈도를 나타내었으며 로타바이러스가 감염되면 설사를 일으키는 이유는 로타바이러스의 감염으로 장관 점막세포의 흡수기능에 장애가 생기기 때문으로 알려졌다.

항균제(항생제포함)와 장내세균 – 항균제는 크게 균교대 현상, 비타민 결핍, 알레르기 유발 등의 부작용을 일으킨다. 그러나 항균제는 병원균 외에도 장내에 살고 있는 정상 세균을 모두 사멸시킨다. 특히 Bifidobacterium균의 감소에 의해 장관의 생리에 중요한 유기산의 생산감소가 설사를 일으키는 것이다.

변비와 장내세균 – 기능성변비는 크게 경련선 변비, 이완성 변비, 직장성 변비로 나눌 수 있다. 첫째, 경련성 변 비 는 과 민성장증 후 군변비형으로 배변량이 적고 염소똥과 같은 딱딱한 변을 보며 때로는 배변전에 복통을 호소한다. 둘째, 이완성 변비는 척수손상, 노 년 자 등이 신경성대장운동과 장운동의 근력이 저하가 원 인이 된 경우다. 변은 물러도 배변이 되지 않는 경우가 많다. 셋째, 직장성 변비는 직장내에 변이 가득차 있음에도 불구하고 배변을 하고 싶은 의도가 없는 경우가 여기에 속한다. 섬유소 보다는 육식을 많이 먹고 소식을 하는 사람들에게 변비가 많이 나타난다. 이런 사람외에도 갑자기 긴장을 하거나 스트레스를 받았을 때도 변 비 가 생길 수 있다. 게다가 한 번 변비가 생기면 치료가 쉽지 않다. 변비가 있는 사람에게서 장내세균을 변비가 없는 건강한 사람과 비교해보면 첫째로, 유산균에 해당되는 Lactobacillus속 균주와 bifidobacterium 속 균주가 크게 감소하는 반면에 streptococcus 균주가 약간 증가하는 것으로 알려져 있다. 둘째로 장내압이 증가하고 균수가 감소한다. 만성변비환자의 경우에는 이러한 변화가 더 심하여 Bifidobacterium, Bacteroidaceae 균주가 현저하게 감소하는 반면에 Micrococcaceae 균주는 증가하는 것으로 알려져 있다.

양약과 한약은 어떻게 시작되었을까?

첫째로 양약은 그 화학구조가 밝혀진 순수한 단일화합물 내지는 이러한 것들 몇 가지의 혼합 또는, 생약전체 성분 중 대부분이 제거된 유효성분 분획인 것에 비해, 한약은 많은 성분을 갖는 생약들을 또다시 혼합한 수많은 화합물의 혼합물이라는 점이다.

둘 째 로 투여 이후에 대사를 어느정도 받고, 이러한 대사가 약효에 얼마만큼의 영향을 미치는가 하는 점이다 한방약은 양약에 비해 체내외에서의 대사가 그 약효 발현에 중대한 영향을 미친다는 것이다.

천연물질의 경우 다수가 수용성이 높은 배당체로써 존재하며 그 흡수율이 극히 낮다. 한방약물의 경우 장관내의 대사로 인한 배당체의 비당체화를 비롯한 일련의 대사가 흡수에 큰 영향을 미치리라 생각된다.

셋째로 양약과 한약의 차 이점이라고 볼 수 있는 것은 양약이 특정 생리활성 즉 특정 질환에만 적용 되도록 설계된 반면 한약은 목표로 하는 장기와 전혀 별개라고 생각되어지는 부분에도 작용하도록 설계된다는 점이다. 이러한 점은 첫 번째로 제시된 차이점과 무관하지 않다.

양약과 한약은 다른가?

어혈 → 항 어혈 한방약 → 대사 → 항 혈소판 양약 → 항 혈소판 작용이라는 맥락이 통하게 되는 것이다.

증에 따라 장내세균총은 차이가 있는가?

장내세균총이 생산하는 효소는 상당한 차이를 보였다. 먼저 대황의 사하작용을 발현시키는 효소인 β- glucosidase는 실증에서 높은 활성을 보였으나 허증인 경우는 낮았다. 그러나 urea를 분해하여 암모니아를 생산하고 장내 pH환경을 높이는 urease는 허증에서 높았으나 실증에서는 낮았다. β- glucosidase 는 실증과 허증에서 별다른 차이를 보이지 않았다. 한편, 흰쥐에 한방에서 많이 사용하고 있는 보약을 투여하면서 장내유산균수를 비교했을 때 보약투여군에서 유산균이 증가했으며 대장암의 발생과 밀접한 관계가 있는 β- glucosidase 의 효소활성를 억제하였다. 이와 같이 먹는 식이와 장내환경에 따라 장내세균이 생산하는 효소도 상당한 차이를 보이는 것으로 생각되며 이러한 것이 한방약물의 약효발현과 밀접한 관계를 갖고 있다고 생각된다.

장내세균의 영향을 받는 질병

장내세균이 노화와 관련이 있다고 언급한 것은 러시아의 생물학자인 메케니코프이다. 그는 사람의 노화는 장내부패균이 장내에서 만들어내는 독소의 중독에 의해 일어나고 만약에 이러한 부패균의 작용을 억제할 수 있다면 노화를 예방할 수 있을 것이라고 주장했다. 무균동물에 유산균을 투여하여 생존일과 장내정착 유무를 관찰한 결 과 장내에 정착하지 않았으며 생존일도 유산균 투여군보다 투여하지 않은 무균동물이 더 오래 살았다. 위암이 많은 나라는 대장암과 결장암이 적으며 지방식은 대장내의 장내세균이 생산하는 β- glucosidase 및 azoreductase등의 생산을 증가시켜 대장암을 일으키는 것으로 생각되고 있다.

장내세균과 영양

비타민의 합성에도 장내세균이 관여한다. 무균동물에 엽산이 결핍된 음식물을 주면 엽산 결핍증이 나타나나 보통동물에서는 엽산의 공급이 없어도 결핍증이 발생하지 않는다. 이 는 엽산 결핍무균동물에 장내세균총을 이식 시키는 것만으로 손쉽게 질병은 치유된다. 이외에도 장내세균은 비타민 B₂B6 B12를 생산한다 사람의 경우 장기간 항생물질을 섭취하다보면, 비타민 K 결핍으로 인해 혈액응고가 일어나지 않는다.

이것에 반하여 비타민C는 장내세균에 의해 분해되어지는 것으로 생각되고있다.

원주민의 장내에는 질소를 고정하는 장내세균이 존재함을 밝혔다. 장내세균이 단백질을 생산하여 사람의 단백질 공급원으로 이용되는 것으로는 bifidobacterium 속 균주들이 열거되어지고 있다.

유산균 증식인자

모유에서 분리된 대표적인 유산균 증식인자는 4-O-galactopyranosy l -N-acety l -D-glucosamine및 mucopolysaccharide등이다. 이어서 등장한 것이 간성혼수에 사용하는 lactulose이다. 장관내 PH를 저하시킨다

천연식품(대두 및 당근)에서도 유산균 증식인자가 있는 것으로 밝혀졌다 . 현재 한방에서 유산균증식효과가 기대되는 것으로는 표고, 대두황권, 인삼 등이 있 고 장내유해균의 저해효과를 나타내는 것으로 황련, 황백 등이 있었다.

한약의 유산균 증식효과

흰쥐에 한약투여시 장내세균중 BL배지에서 자란 유산균수

군	용량(g/kg)	동물수	유산균수 (x10 8)
대조군	-	6	7
녹용대보탕	2	6	84
보증익기탕	2	6	224
익지보혈탕	2	6	116
보혈안심탕	2	6	78
보장구비탕	2	6	17

장내세균에 의한 한약의 대사

해표약

현재 한방에서 해표약으로 사용되는 것으로는 강활, 계지, 고본, 마황, 방풍, 백지, 생강, 세신, 소엽, 신이, 창이자, 총백, 향유, 형개, 갈근, 국화, 담두시, 만형자, 목적, 박하, 상엽, 선퇴, 승마, 시호, 우방자 등이 있다. 이중에서 장내세균에 의해 대사된 후 생리활성이 변화를 조사한 것은 갈근과 시호다.

장내세균에 의한 갈근의 puerarin과 daidzin의대사

갈근, 갈화 등의 주성분으로 알려진 puerarin은 3~5% 함유되어 있으며 해열진통작용, 항 염증작용, phosphodiesterase 저해 효과 등이 알려져 있다. Daidzin은 puerarin과 함께 갈근, 갈화에 함유되어 있으나 puerarin보다 적게 함유되어 있으며 숙취에 효과가 있는 것으로 알려져 있다 . 갈근을 섭취하게 되면 장관 내로 갈근에 함유된 많은 성분이 들어와 장내 세균과 접하게 될 것이다. 이 과정에서 puerarin과 daidzin은 장내세균의 대사를 받게 될 것이다. 장내 세균이 생산하는 O-glucosidase, C-glucosidase, N-glucosidase의 3가지 중 O-glucosidase의 효소 활성 때 O-glucosidase 결합을 하고 있는 daidzin이 잘 대사되나 C-glycoside결합을 하고 있는 puerrin의 대사되는 속도 는 daidzin에 비해 아주 늦다. 이와 같이 이 isofavone glycoside들은 장내 세균의 대사를 받아 비당체인 daidzn으로 전환되어 있 어서 ca lycosin으로 대사되었다. 이 반응 은 여기에서 멈추지 않고 더 대사되어 C- 환 이 개열된 페놀성 화합물인 4-hydroxybenzoic acid, 2,s-dihydroxybenzoic acid등으로 전환 되었다. 이 화합물들이 대사되기 전후의 생리 활성 에 대해 연구된 것은 많지 않지만 혈소판 응집억제효과, ß -glucuronidase저해 효과, 암세포에 대한 세포독성을 조사한 결과를 보면 대사되기 전 보다 대사된 화합물이 더 우수한 생리활성을 나타냈다 . 특히, 혈소판 응집억제 효과의 경우는 C-환이 개열된 화합물들의 효과가 더 우수했다. 또한 이러한 대사체들은 원화합물에 비해 비극성이 증대되어 장관막을 통하여 체내로의 흡수가 더 잘되는 것으로 알려져 있다. 그러므로 puerarin이나 daidzin은 장관막을 통과하기 위해서나 약효를 발휘하기 위해서는 장내세균에 의해 대사를 받아야한다

장내세균에 의한 시호의 saikosaponin의대사

시호의 주성분은 saikosaponin이며 이 성분들은 소염작용이 있는 것으로 알려져 있다. 이 saikosaponin은 위액중의 산과 장내세균에 의해 대사되는 것으로 조사되었다.

S aikosaponin a는 산에 의해서 a의 일부분인 allylester가 개열하고 b, g로 전환된다. 계속해서, 장내세균에 의해 당부분이 단계적으로 가수분해되어 중간체인 prosaiko genin을 경 유 해서saikosaponin으로 전환된다. 이와 같이 대사되는 b,c,d의 saikosaponin의 대사체에 대하여 활성을 검토한 결과 항종양활성은 모두 인정되지 않았으나 혈청콜티코스테론의 상승작용은 saikosaponin a와 prosaikogenin f 에서만 인정되었다. 그 외의 화합물에는 활성이 없었다. 또, 간장세포의 단백질 합성능도 차이가 있었다. 즉, 장내세균에 의해 활성의 변화가 확인된 셈이다. 특히 시호에 많이 함유되어 있는 saikosaponin c는 장내세균에 의해 대사되면, 이 과정은 장내의 우세균인 bacteroides, peptostreptococcus 속 균주에 의해 진행된다. 또한 이 과정에서 생긴 prosaikogenin E₁,E₂,E₃는 항염증 작용이 우수한 것으로 나타났으며, 이 중에서는 prosaikogenin E₂가 가장 우수한 효과를 나타냈다 . 즉, saikosaponin c에 대한 약효발현 과정외에도 생리활성이 우수한 prosaikogenin E₂를 생산하기 위한 균주로도 이용이 가능할 것으로 생각된다.

청열약

현재 한방에서 사용되는 청열약으로는 결명자, 노근, 담죽염, 석고, 죽엽, 지모, 청상자, 치자, 하고초, 고삼, 용담, 진피, 황금, 황련, 황벽, 목단피, 생지황, 자근, 적작약, 현삼 등이 있다. 그중에서 장내세균에 의한 대사와 생리활성변화에 대해 연구된 것은 결명자, 진피, 황금, 황련, 목단피, 작약 등의 성분이다.

결명자의 anthraquinone의 대사

Emodin, aloe-emodin, rthein등은 결명자의 사하작용을 갖는 주성분으로 생각되어지고 있다. 그러나 이 성분들은 장내세균에 의해 환원 되어 더 강한 사하작용을 나타내는 aloe-emodin anthrone 및 rheinanthrone과 같은 화합물이 생성되는 것으로 생각되고 있다. 사하작용의 활성 본체는 이 anthrone계 화합물로 추정되고 있다. 즉 대장에서 장내세균의 환원효소에 의해 활성화되는 것으로 생각되는 특이한 천연 전구약물(prodrug)인 셈이다

목단피 및 적작약의 paeoniflorin 및 albiflorin의 대사

목단피 및 적작약의 주성분은 monoterpene 배당체인 paeoniflorin과 albiflorin이다. 이배당체도 β -glycoside이며, 식물이나 동물 조직의 β -glucosidase로 대사되지 않으나 장내세균총의 β -glucosidase에 의해서는 손쉽게 가수분해된다. 장내세균에 의해 paeoniflorin은 4가지 이상의 대사체로 대사된다 . 그 중에서 대표적인 대사체가 paeonimetabolin I과 paeonimetabolinⅡ이다 이 화합물의 생성과정은 먼저 β - glucosidase에 의해 대사되며, 이반응이 진행되지 않으면 esterase에 의해 ester 결합은 가수분해가 이루어지지 않는다. 그러나 일단 배당체가 비당체로 전환된 후에는 손쉽게 ester 결합이 가수분해된다. 이 비당화 반응이 간장의 효소에 의해 진행되지 않는것으로 보아 장내세균에 의해 이루어지는 중요한 반응으로 생각된다. 계속하여 benzoyl 기가 가수분해되고 paeonimetabolin I,Ⅱ가 생성되며 이중 에서 paeonimetabolin I은 유전성 간질의 경련에 대한 길항작용이 우수하고 정맥주사 했을 때는 원화합물보다 10배 이상 강했다. 더욱이 이 대사물을 십이지장 및 뇌실내에 투여 했을 때 어느 경우에나 강한 작용이었다. 목단피와 적작약의 또 다른 성분인 albiflorin도 비슷한 대사 경 로로 대사된다. 먼저 albiflorin은 장내세균에 의해 albimetabolin Ⅱ로 대사된 후 albimetabolin Ⅰ으로 대사된다. 이 albiflorin은 대사반응과 관련하여 생리활성의 변화를 조사하지 않았기 때문에 아직 직접적인 설명은 할 수 없다.

황금의 baicalin의 대사

천연의 많은 플라보노이드 화합물등은 glucose, galactose, rhamnose 등과 같은 당을 포함하는 glycoside 형태로 존재하고 있다. 그러나, 황금에 함유되어있는 woogonin 이나 baicalin은 glucuronic acid을 갖는 특이한 배당체다. 이 배당체도 다른 배당체들과 같이 위나 소장에서 거의 체내로 흡수되지 못하고 대부분이 장내세균의 가수분해를 받아 비당체로 된다

B aicalin은 장내에서 baicalein으로 대사되고 더 대사되는 경우에는 4-hydroxybenzoic acid, phenylacetic acid, protocatechuic acid 등으로 대사된다 . 이러한 반응을 장내에서 촉매하는 균주로는 streptococcus, bifidobacterium, lactobacillus 속 균주가 있다. 이렇게 생성된 대사체들 은 혈소판응 집 억제 효과에서는 우수한 효과를 나타내어 어혈등에 효과가 있을 것으로 생각되었다 하지만 암세포에 대한 세포독성은 원 화합물과 대사체인 baicalein 사이에 차이를 보이지 않는다 게다가 고지혈 증에는 baicalin이 더 강한 효과를 나타냈다 . 그러나 흥미로운 것은 장내에서 대사된 baicalein은 장내에서 흡수되기에 아주 용이하다 . 이렇게 혈중으로 흡수된 baicalein은 곧 글루쿠론산포합체 를 형성하여 다시 baicalin으로 전환된다.

B aicalin의 경우는 장내세균과 간장이 서로 역할을 분담하여 생리활성을 잘 발현되도록 공생하는 좋은 예라고 생각된다.

장내세균에 대한 황련의 항균효과

황련의 주성분은 berberine으로 7~9%함유하고 있다. 이 성분들은 장내의 환경을 개선하는 효과가 우수한 것으로 알려져 있다 . 우선 E.coli 등과 같은 장내세균과(enterobacteriaceae) hemolytic streptococcus나 S. pneumoniae에 대한 항균력이 우수하고 설사의 원인 바이러스인 rotavirus에 대한 감염억제효과도 우수한 것으로 밝혀졌다. 또한 황련은 성인병 의 발생 원 인이 되는 장내세균의 ß -glucuronidase와 같은 유해효소의 생산 을 억제하는 것으로 알려져있다. 아직 연구가 불충분하여 알 수는 없지만, 오히려 황련의 경우는 한약의 성분대사를 억제하는 것으로 생각된다.

청열해독약

청열 해독약으로 한방에서 사용되고 있는 것은 금은화, 대청엽, 백두홍, 사간, 산두근, 어성초, 연교, 조휴, 청대, 패장, 등이다. 이 한약들 중에서 현재 장내세균의 대사에 대한 연구된 것은 없다. 그러므로 앞으로의 연구결과를 기대해야 할 것 같다.

청 허열약

한방에서 현재 청허열약으로 사용되고 있는 것은 백미, 서과, 은시호, 지골피, 청호, 호황련 등이다. 이중에서 장내세균에 의한 대사 연구가 이루어진 것은 없다.

사 하약

현재 한방에서 사용된 사하약은 노회 대황 망초, 센나엽, 마자인 , 감수, 대극, 원화, 파두, 흑 축 등이 있다 이들중 장내세균에 의한 대사와 사하효과에 대해 연구된 것은 노회, 대황, 센나엽이다.

대황과 센나엽의sennoside A의 대사

대황과 센나의 사하작용을 나타내는 주성분으로 알려져있는 것이 sennoside A이며 이중에서 가장 많이 함유된 것이 sennoside 이며, 이 성분도 장내세균에 의해서 대사되어 사하작용을 나타내는 전구약물 (prodrug)이다 .

사람의 장내세균총 및 분리 균주를 이용한 실험 결과 sennoside A의 대사과정은 그림 15-7과 같으며 활성본체는 rheinanthrone이다 . sennoside A 배당체는 streptococcus faecium 등의

ß -glucosidase에 의해 2분자의 glucose가 가수분해된 후 sennoside A가 생성되며 계속해서 peptostreptococcus intermedius 등의 NAD(P)dependent flavin 효소(reductase)에 의해 생성된 황원형 flavin이 작용하여 비효소적으로 rheinanthrone을 생성한다 이효소 반응의 순서가 역순으로 작용하여 8-glucosylrheinanthrone을 중간체로 하는 과정도 있다. 실제적으로 유효성분인 rheinanthrone은 산화되기 쉬워서 호기적조건에서는 활성이 없는 rhein이나 환 원되기 전 화합물인 sennoside A로 전환된다 이 sennoside A에 의한 약효는 장내세균의 작용에 의해 생성된 rheinanthrone이며, 이 rheinanthrone이 Na, K-ATPase를 억제하거나 또는 결장내에 prostaglandin E₂를 증가시켜 연동운동을 항진시킨다. S ennoside 및 sennidin은 A 와 B의 이성체가 존재하고있으며, 이 이성체는 장내세균에 의해서도 생긴다. 이러한 anthraquinone 배당체들은 위와 소장에서 흡수 되지 않고 작용부위인 대장까지 전달된다. 그곳에서 장내세균효소에 의해 대사된 후 사하작용을 나타내는 것이다. 이와 같이 anthraqunone 배당체들은 작용부위까지 잘 도달될 수 있도록 설계된 천연의 전구약물 (prodrug)인 셈이다.

장내세균에 의한 노회의 barbaloin의대사

알로에의 주성분으로 사하 작용을 갖고 있는 것은 barbaloin 이다. 이 barbaloin은 anthrone골격에 C-glycoside 결합을 하고 있다 . 이 화합물 역시 활성본체는 가수분해 되어 당이 떨어진 anthrone 유도체인 aloe-emodin anthrone이며 이 결합은 Eubacterium속의 장내세균에 의해 가수분해 되는 것으로 생각되고 있다. 특히 이 효소는 Eubacterium 속 균주 내에서 barbaloin에 의해 잘 유도된다. 즉, 사람이 계속해서 알로에를 섭취하게 되면 장내에서 장내세균의 이 효소가 유도되고 대사가 촉진될 수 있다. 그러므로 알로에를 임상에서 투여 시 강한 사하 작용을 나타내 탈수증상을 일으킬 수 있으므로 주의를 기울여야 할 것이다. 이 aloe-emodin anthrone도 Na, K-ATPase를 억제하거나 또는 결장내에서 prostaglandin E₂를 증가시켜 연동운동을 항진시킨다. 그러나 처음부터 약효성분인 비당체 성분을 복용하면 약효가 없을 뿐만 아니라 부작용이 심하게 나타나므로 주의 해야 한다. 이와 같이 약효를 발휘하는 성분이 알로에 외에도 결명자등의 건강식품등에도 다량 함유되어있기 때문에 변비에 효과를 나타내는 것이다. 그 외에도 이 계열의 약물은 약하게나마 약물 자체가 결장, 직장의 점막신경총을 자극하여 수분 분비를 촉진한다. 이러한 약물의 약효발현에 관여하는 장내세균은 사람에 따라 차이가 있으므로 같은 약물이라 할지라도 사람에 따라 약효의 차이를 나타낼 수 있기 때문에 사용에 세심한 주의를 요한다. 그러나 이 계열의 약물을 장기복용하게 되면 나중에는 효과를 나타내지 않기 때문에 변비를 건강식품과 약물에 너무 의존하는 것은 바람직하지 않다.

거풍습약

한방에서 거풍습약으로 사용괴는 약으로는 낙석등, 독활, 모과, 방기, 백화사, 상기생, 오가피, 위령선, 진교, 해풍등, 희렴초 등이 있으며 이 한약들의 장내 세균 대사와 생리 활성변화에 대해서는 연구된 것이 아직 없다.

방향화습약

한방에서 방향화습약으로 사용되는 한약은 곽향, 백두구, 사인, 창출, 초과, 패란, 후박, 등이 있으며 이중 장내세균에 의한 대사에 대해 잘 연구된 것은 후박이다.

장내세균에 의한 후박의 magnolol대사

후박에 함유한 성분중에서 잘 알려진 성분은 magnolol이다. 이 magnolol은 한약 중에서 분리한 대표적인 충치균 성장억제 성분이다 . 이 magnolol을 흰쥐에 투여하여 M₁~ M 5 의 5가지 대사체를 분리하였다 그결과로부터 대사과정은 그림 15-9와 같이 장내세균에 의해 생물전환 반응이 진행될 것으로 추정하고 있다. 주된 대사 반응은 magnolol 측쇄의 이중결합이 모두 환원되어 M₁이된다. 그러나 이러한 대사는 장내에서 M 5 또는 M₄의 대사중간체를 경유하여 진행된다. 이러한 반응은 항균력의 저하를 야기시켜 항균력이 약해지는 것으로 보아 장내세균의 자기방어반응으로 추측되고 있다 이러한 반응은 장내 세균이 갖는 새로운 내성기전으로 생각되고있다. 한편, 이 magnolol 은 후박을 물로 추출하는 과정에서는 거의 추출되지 않는 성분이다. 그러므로 후박의 magnolol의 대사가 후박의 약효를 변화시킬것으로는 생각되지 않는다.

이수삼습약

한방에서 이수삼습약으로 사용된 한약은 금전초, 복령, 의이인, 인진호, 저령, 적소두, 차전자, 택사, 활석 등이 있다 하지만 아직까지 이 한약들의 주성분에 대한 장내세균의 대사 연구는 이루어져있지 못하고 있다.

온리약

한방에서 온리약으로 사용되는 약은 건강, 고량강, 부자, 산초, 오수유, 육계, 정향, 회향, 등이 있으며 장내세균에 대한 연구는 없다.

이기약

한방에서 사용되는 이기약은 목향, 시체, 오약, 지실, 진피, 천련자. 해백, 향부자 등이 있으며 장내세균에 의한 대사연구가 진행된 것은 지실, 진피이다.

장내세균에 의한 지실의 pocirin의 대사

지실의 주성분으로 약 7% 함유되어 있는 poncirin은 flavanone계의 rhamnoglucoside이며 naringin 및 neoheperidin과 유사한 구조를 가진 poncirin은 경구투여시 유의한 항 염증작용이 있었다. 그러나 poncirin을 복강 내로 투여하였을 때는 항염증 효과를 나타내지 못한 반면에 poncirin을 가수분해한 비당체를 복강내 투여 했을 경우에는 항 염증효과를 나타냈다.

p oncirin은 혈액중의 효소에 의해 대사되지 않았으며 간장의 효소에 의해서도 대사되지 않는다. 이와 같이 poncirin은 혈액이나 간장의 효소에 의해서 대사되는 것이 아니라 장내세균의 대사를 받는 것을 알 수 있다 이미 flavonoid glycoside의 생체 내 대사에는 장내세균총이 관여하여 glycoside의 가수분해와 나아가서는 플라보노이드 C-환의 개열반응에 의한 대사체들이 생성되는 것이 밝혀진 것과 유사하게 생성된다.

B acteroides 속 균주에 의해서 poncirin은 monoglycoside 와 poncirenin을 경 유 하여 p o nciretin이라는 비당체로 전환된다. 이반은은 여기에서 멈추지 않고 계속 진행되어 4-hydroxybenzoic acid , phloroglucinol 등을 생성한다

이 대사과정에서 얻어 진 대사체들은 항염증작용 외에도 혈소판응집 억제효과, 암세포에 대한 세포독성 Helicobacter pylori에 대한 항균력에서도 원화합물보다 우수한 효과를 나타냈다 . 이러한 효과를 기대하기 위해서는 장내 세균의 대사가 필연적이라는 것을 알 수 있다.

진피의 hesperidin 및 naringin의 대사

천연의 많은 플라보노이드 화합물들은 glucose, galactose, rhamnose등과 같은 당을 포함하는 glycoside형태로 존재하고 있다. 이러한 배당체 형태로는 위나 소장에서 거의 체내로 흡수되지 못하고 대부분이 장내 세균의 가수분해를 받아 비당체로 보낸다 그 중에서 대표적인 hesperidin과 naringin은 진피에 다량 함유된 flavanone rhamnoglucoside이다 이화합물은 경구 투여시 유의한 항염증작용과 동맥경화증 예방효과 등이 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 hesperidin은 복강내로 투여하면 항염증 효과를 나타내지 못한다. 그러나 hesperidin을 가수분해한 비당체인 hesperidin를 복강내 투여했을 경우에는 항염증 효과를 나타냄을 알 수 있었다 .

이러한 대사에 관여하는 장내세균으로는 bacteroides, enterococcus, eubacterium등이 알려져 있다.

이 대사체들은 원화합물에 비해 helicobacter pylori에 대한 항균 효 과도 우수한 것으로 보고 되 었다. hesperidin이나 naringin은 장내세균인 4-hydroxybenzoic acid, resorcinol등으로 대사된다 . 이 화합물들은 원화합물에 비해 혈소판응집억제효과가 우수한 것으로 보고되었다 . 또한 이러한 대사체들은 원화합물에 비해 비극성이 증대되어 장관막을 통하여 체내로의 흡수가 더 용이하게 된다. 이와 같이 hesperidin 은 체내로의 흡수가 용이하고 항염증 등의 약효가 발현되도록 장내세균에 의해 대사된다.

소식약

한방에서 소식약으로 사용되는 한약은 계내금, 나 복자, 맥아, 산사자, 신국 등이 있다. 그러나 아직까지 장내세균에 의한 대사연구는 진행되어 있지 못하다.

구충약

한방에서 구충약으로 사용되는 한약은 고련피, 관중, 비자, 빈랑자, 사군자 등이 있다. 그러나, 아직까지 장내세균에 의하 대사 연구는 진행되어 있지 못하다

지혈약

한방에서 사용되는 지혈약은 괴하, 대계, 소계, 지유, 백급, 선학초, 종려단, 삼칠, 포황, 혈여탄, 애엽 등이 있다. 이중에서 장내세균에 의한 대사연구가 잘 진행된 것은 괴 화 이다.

장내세균에 의한 괴 화 의 rutin의대사

괴화 에 20% 이상 함유된 대표적인 성분은 rutin이다 . 이 rutin도 glycoside형태로 괴 화 에 존재하고 있는 대표적인 flavanone rhamno-glucoside이다. 이 화합물은 경구 투 여시 유의한 항염증작용, 동맥경화증 예방효과, 혈소판 응집억제효과, 항암효과 등이 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 이 rutin은 장내세균에 의해 아주 빠른 속도로 quercetin으로 대사된다. 이 대사체는 괴화의 생리활성인 항암효과, 항염증효과 등의 활성본체로 생각되고 있다. 하지만 이 화합물은 Ames 시험법에 의해 돌연변이성이 강한 것으로 알려져 있다. 이 quercetin은 장내세균에 의해 더 대사되어 돌연변이 원성이 소실될 뿐만 아니라 혈소판 응집억제 효과가 우수한 페놀성 화합물인 4-hydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxypheny l acetic acid 등으로 전환된다. 이러한 대사과정을 촉매하는 균주가 pediococcus Q-05 균주이다. 이외에도 rutin이 배당체로부터 비당체로 대사되는 과정을 촉매하는 장내세균으로는 bacteroides, enterococcus, E ubacterium 등이 알려져 있다. 이 대사체들은 원화합물에 비해 암세포에 대한 세포독성과 helicobacter pylori에 대한 항균효과가 우수한 것으로 보고 되었다 . 또한 이러한 대사체들은 원 화합물에 비해 비극성이 증대되어 장관막을 통하여 체내로의 흡수가 더 용이 해질 것으로 생각된다

활혈거어약

활혈거어약으로 한방에서 사용되는 한약은 강황, 계혈등, 단삼, 도인, 소목 , 우슬, 울금, 유향, 익모초, 천궁, 천산갑, 현호색, 홍화, 맹충, 봉출, 삼릉, 수질, 자충 등이다. 이러한 장내세균의 대사에 대해 연구된 것은 도인 및 천궁이다.

장내세균에 의한 도인의 amygdalin대사

도인에 20% 이성 함유된 대표적인 성분이 amygdalin이다 . 이 amygdalin 은 benzaldehyde에 시안이 결합한 cyanhydrine에 gentiobiose가 결합한 구조로 이루어져있다. 이 물질은 생쥐에 경구투여 시 강한 독성을 나타내었다. 하지만 피하주사 또는 정맥주사 시에는 독성을 나타내지 않았다. 이 화합물은 일반적인 화합물들과는 달리 장내세균에 의해 대사되고 독성물질로 전환되는 것이다. 그 장내세균에 의한 대사과정은 장내세균에 의해 mandelonitrile을 경유해서 benzaldehyde와 HCN으로 대사된다. 이 HCN(시안계물질)은 예부터 독으로 사용되어 오는 물질이다. 이와 같은 대사가 현재 amygdalin을 시중에서 항암제로 사용하는 것과 무관하지는 않은 것 같다. 즉 , 암이 발생한 세포에서는 다른세포에 비해 β -glucosidase의 활성이 아주 높아 amygdalin을 대사시킬 수 있는 것으로 밝혀지고 있다. 그러므로 주사로 투여하면 암세포부위에서 HCN을 생성하여 암세포를 죽이는 표적부위로 약물을 전달할 수 있도록 만들어진 천연의 약물로 평가 받고 있는 것이다. 그러나 이러한 화합물을 건강한 사람에 투여시에는 HCN 독으로 사망할 수 있으므로 주위를

해야한다. 이러한 대사 반응을 촉매 하는 활성을 보유하고 있는 균주는 E nterococcus, L actobacillus, C lostridium, B acteroides 속 균주 등이 있다

장내세균에 의한 천궁의 혈전 용해 효과

천궁은 coumarin계 화합물을 함유한 대표적인 한약 중의 하나이며 , 당귀와 함께 어혈을 풀어주는 대표적인 한약이다. 이 천궁의 물추출 물 을 장내세균 처리 전후의 혈소판응집억제효과, thrombin 형성저해 효과 등의 어혈을 풀어줄 것과 관련된 활성을 측 정한 결과 장내세균 처리 전 보 다 는 처리 후가 활성이 현저히 증가하는 것을 보고하고 있다. 이러한 결과를 통해서 천궁의 약효가 장내세균 대사에 의해 생성 되고 있다는 것을 알 수 있다. 이와 같이 천궁의 약효발현에 장내세균이 필요하다는 점은 흥미로운 일이다.

화담지해평천약

화담지해평천약으로 한방에서 사용되는 것은 길경, 반하, 선복화, 조협, 천남성, 괄루인, 전호, 죽력, 죽여. 천축황, 패모, 마두령, 백부근, 비파엽, 상백피, 소자, 자원. 행인 등이있다.

장내세균에 의한 행인의 amygdalin의 대사

A mygdalin은 청산배당체로써 도인과 함께 행인에 함유되어있는 성분이다. 이 성분은 benzaldehyde, 에 시안이 결합한 cyanhydrine에 gentiobiose가 결합한 구조이다. 이 물질은 경구로 섭취하면 독성을 나타내나 주사로 투여하였을 때는 독성을 나타내지 않는다. 그러나, amygdalin은 도인에 비해 행인에 적게 함유하고 있어 도인에 비해 독성문제는 적을 것으로 생각된다, 하지만 행인의 약효와 amygdailn은 무관하지는 않은 것 같다. 이러한 활성을 보유하고 있는 균주는 E nterococcus, E . fae c alis, L actobacillus, C lostridium , B acteroides sp.등이있다

안신약

한방에서 안신약으로 사용하는 것으로는 모려, 용골, 주사, 백자인, 산조인, 야교등. 원지, 합환피 등이 있다.

장내 세균의 대사가 원지의 혈소판응집억제에 미치는 효과

원지도 천궁과 함께 coumarin계 화합물을 함유한 대표적인 한약중의 하나이다. 이 원지의 물추출물을 장내 세균처리 전후의 혈소판응집억제효과, thrombin 형성저해효과 등의 어혈을 풀어주는 것과 관련된 활성을 측정한 결과 장내세균처리 전보다는 처리 후가 활성이 현저히 증가하는 것을보고하고 있다. 이러한 결과를 통해서 원지의 약효가 장내 세균대사에 의해 생성되고 있다는 것 을 알수 있다. 그러나 아직 장내세균에 의한 대사에 대해서는 연구된 것이 없다.

평간식풍약

한방에서 평간식풍약으로 사용되는 것은 대자석, 석결명, 질려자, 백강잠, 영양각, 우황, 전갈, 조구등 등이 있다. 그러나 아직 장내세균에 의한 대사에 대해서는 연구된 것이 없다.

개규약

한방에서 개규약으로 사용되는 것은 사향, 석창포, 소합향, 용뇌 등이 있으나 아직 장내세균과 관련하여 연구된 것은 없다.

보허약

한방에서 사용되는 보허약은 감초 , 교이, 꿀, 대추, 백출, 백편두, 산약, 인삼, 황기, 녹용, 두충, 보골지, 선모. 속단, 쇄양, 육종용, 익지인, 자하거, 토사자. 파극천. 호도인. 호로파. 당귀. 숙지황. 아교. 용안육, 작약, 하수오, 구기자, 귀판, 맥문동, 백합, 별갑, 사감, 석고, 천문동, 호마인, 황정 등 이다. 이중에서 장내세균에 의한 대사연구가 진행되고 있 거나 진행된 것은 감초, 대추, 인삼, 당귀, 작약, 숙지황 등이 있다.

장내세균에 의한 감초의 glycyrrhizin대사

한방의 대표적인 생약인 감초는 주성분이 글리치리진이며, 항알러지, 항염증, 항바이러스, 스테로이드 상승작용 등 의 다양한 작용이 알려져 있다. 이와 같이 다양한 목적으로 감초는 널리 사용되고 있음에도 불구하고 경구투여 후 흡수배설 , 체내대사에 대한 연구는 많지 않다. 지금까지 진행된 연구를 보면 글리치리진은 경구투여 후 그 자체로 거의 흡수되지 않는 것으로 알려져 있다 . 글리치리진을 경구 투여하여 한 후 혈액 중의 대사체를 확인한 결과 글리치리진산이 검출되었다.

또한 약리작용은 글리치리진보다는 글리치리진산이 강한 작용을 나타내며 부작용인 가성알도스테론증도 비당체에 기인 되는 것으로 밝혀졌다. 글리치리진은 장내세균에 의해 글리치리진산 또는 글리치리진산 모노 글루쿠로나이드로 대사된다. 물론 글리치리진산모노글루쿠론산도 계속해서 글리치리진산으로 대사된다.

그러나 주사된 경 우의 글리치리진은 간장의 β- glu curonidase에 의해 대사되어 글리치린산 모노글루쿠론산으로 쉽게 전환되나 비당체로의 전환은 아주 약한 것으로 알려져 있다.

이러한 간장의 대사효소활성은 lysososme에 기인하는 것으로 밝혀졌다. 사람의 장내세균총에 의한 glycyrrhizin의 대사 연구에서 비당체로의 전환을 시키는 균주는 사람의 장내 우세균인 E ubacterium, bacteroides 속 균주이며 이 균주가 생산하는 β-glucuronidase 효소는 지금까지 알려진 효소와는 아주 다른 효소로 알려져 있다. 한편, 대장균도 β-glucuronidase 효소활성을 갖고 있으나 글리치리진의 가수분해능은 없었다. 그러나 글리치리진의 대사체인 글리치린산 모노 글루쿠론산은 비당체로 대사시킬수 있는 능력을 보유하고 있다. 이 대사된 글리치리진산은 장내세균에 의해 3-β-수산기가 3-ketone기로 전환된다. 이 반응을 촉매하는 균주인 R uminococcus sp. PO1-3 균주가 분리되었으며 이어서 3-epiglycyrrhetinic acid로 전환시키는 C lostridiuminnocum 균주도 분리되었다. 이와 같이 글리치리진의 경우는 아주 특이한 장내세균 대사에 의해 생리활성을 나타내는 반응을 진행시키는 것으로 알려져 있다.

장내세균에 의해 생성된 글리치리진의 대사체인 글리치리진산 모노글루쿠폰산, 글리치리친산에 대해 항암활성을 비교한 결과 글리치리진산이 가장 우수한 항암활성을 나타냈으며 혈소판응집억제효과도 대사체가 글리치리진보다 우수한 효과를 나타냈다. 또한 사염화탄소를 이용하여 간독성 모델 동물을 만들어 간장보호효과를 조사한 결과 글리치리진은 경구투여한 경우 우수한 간장보호효과를 나타냈으나 복강 내 투여한 경우에는 간장 보호효과를 나타내지 못했다 . 그러나 글리치리진의 장내세균의 대사체인 글리치리진산을 복강내 투여한 결과 우수한 간장보호효과를 나타내었다. 이러한 결과는 글리치리진이 장내세균에 의해 활성화되는 전구약물이라는 것을 보여주는 좋은 예라고 생각된다.

#전구약물(prodrug)

그 자체로는 약물의 효과가 없는 비활성 물질로서 체내에 들어가서 효소, 화학 물질로 인하여

활성화가 되어 약효를 발휘하는 물질

장내세균에 의한 인삼의ginsenoside의 대사

인삼의 주성분은 사포닌인 ginsenoside 들이며 protopanaxadiol계인 ginsenoside Rb₁, Rb₂, Rc 등과 protopanaxatriol계인 ginsenoside Re, Rg₁,Rf 등이 알려져있다. 이 성분들의 대표적인 약리작용으로는 항암활성, 항염증, 항당뇨작용 등이 알려져 있다. 이 성분들은 직접 암세포를 이용하여 in vitro 에서 항암활성 등을 측정하면 활성은 없다. 그러나, 이 성분들이 경구투 여 되는 경우에는 장내세균의 대사를 받아 compound K와 같은 화합물로 전환 되면 강한 암세포독성과 암전이 억제 활성을 나타낸다 . 또한 이 장내세균의 대사를 받는 과정을 보면 먼저 protopanaxadiol계 화합물인 ginsenoside Rb₁, Rb₂,Rc등은 ginsenoside F₂를 경유하여 compound K로 대사시킨다. 이러한 대사반응은 장내에 우세균인 B acteroides 속, F usobacterium 속, p rovetella 속 균주 등에 의해 촉매된다. 또한 protopanaxatriol계 화합물인 ginsenoside Re, Rg₁, R f 등은 이들 속 균주들에 의해 gi nsenoside Rh₁ 또는 더나아가 protopanaxadiol로 대사되었다. 그러나, 그외에도 인삼은 계속하여 높 은 온도에서 추출하게 되면 추출하는 과정에서 ginsenoside Rb₁, Rb₂, Rc가 ginsenoside Rg₃로 대사된다. 이렇게 장내에서 대사되어 ginsenoside Rh₂를 주 대사체로 전환된다. 이렇게 되면 인삼과 높은 온도에서 추출한 인삼과는 화학적인 조성외에도 약리적인 효능에 차이를 나타낼 수 있다.

G insenoside Rb₁은 장내세균총에 의해 20번 위치와 3번위치의 Glc-Glc 당이 가수분해된다. 먼저 20번 위치의 Glc가 먼저 가수분해되고 이어서 3번 위치의 Glc도 가수분해된 ginsenoside F₂로 대사 된 다 이어서 3번 위치의 단이 가수분해된 compound K 와 20(S) protopanaxadiol로 대사된다 사람에게 인삼을 투여하면 혈액중으로 compound k와 20(S) protopanaxadiol이 검출되는 것도 이와 같은 대사과정으로 대사됨을 뒷받침하고 있는 것이다. 이 compound K와 같은 화합물은 암세포의 사멸(apoptosis)을 촉진 하는 것으로 밝혀지고 있어 그외의 인삼사포닌인 ginsenoside Rg₁의 경우도 ginsenoside Rb₁과 유사한 대사반응이 인삼의 활성성분으로 생각되고 있다 .

작약의 paeoniflorin 및 albiflorin의 대사

작약의 주성분은 monoterpene 배당체인 paeoniflorin 과 albiflorin이다.

이 배당체도 β -glycoside이며, 식물이나 동물의 조직의 β-glucosidase 로 대사되지 않으나 장내세균총의 β-glucosidase에 의해서는 손쉽게 가수분해 된다 장내세균에 의해 paeoniflorin 은 4가지 이상의 대사체로 대사된다. 그 중에서 대표적인 대사체가 paeonimetabolin Ⅰ과 paeonimetabolin Ⅱ이다. 이 화합물의 생성과정은 먼저 β-glucosidase에 의해 대사되며 이 반응이 진행되지 않으면 esterase에 의해 ester결합은 가수분해가 이루어지지 않는다. 그러나 일단 배당체가 비당체로 전환된 후에는 손쉽게 에스테르 결합이 가수분해된다 이반응이 간장의 효소에 의 해 진행되지 않는 것으로 보아 장내세균에 의해 이루어지는 중요한 반응으로 생각된다 계속하여 benzoy l 기가 가수분해 되고 paeonimetabolin Ⅰ,Ⅱ 가 생성되며 이중에서 paeonimetabolin Ⅰ은 유전성 간질의 경련에 대한 길항작용이 우수하고 정맥주사 했을때는 원화합물 보다 10배 이상 강했다 더욱이 이 대사물을 십이지장 및 뇌실내에 투여했을 때 어느 경우에나 강한 작용이었다 . 적작약의 또다른 성분인 albi f lorin도 비슷한 대사 경로로 대사되었다.

장내세균에 의한 숙지황의 aucubin 대사

숙지황에는 산치자 용담등과 함께 iridoid 배당체를 함유하고 있다 이 성분은 대개 이담작용과 항간염 작용 등이 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 이 성분을 주사하면 약효가 아주 약하거나 거의 없다 즉 , 장내세균의 대사에 의해 약효가 발현되는 것이 이 aucubin은 장내세균 대사에 의해 일단 aucubigenin으로 대사된다 . 이 성분이 바로 생리 활성 물질이다. 하지만 이 화합물은 아민화합물과 반응하여 알카로이드를 생성한다. 이 반응은 aucubin의 약효를 상실하게 되는 반응이다. 또한 생체 내에 존재하는 단백질 및 아미노산과 반응하여 색소화합물을 만드는 반응이기도 하다 이러한 반응을 촉매하는 균주로는 B ifidobacterrium, p eptostreptococcus, K lebsiella, B acteroides등이 알려져 있다.

수삽약

한방에서 사용되는 수삽약은 마황근, 부소맥, 가자, 오매, 오미자, 석류피, 연자, 적석지, 금앵자, 복분자, 산수유, 상표초 등이고 이중에서 장내세균의 대사 연구가 진행된 것은 없다.

용토약

한방에서 용토약으로 사용되고 있는 것은 과체 등이다. 그러나 이에 대한 장내세균의 대사 연구는 이루어져있지 못하다.

한약의 대사와 생리활성

작약은 수렴, 진경, 완화약으로 사용되어 오고 있으며, 주성분은 paeoniflorin 이다. 이 배당체도 장내세균에 의해 4가지 이상의 대사체를 형성한다. 이 대사체 중에서 가장 대표적인 것이 paeonimetabolin I과 Ⅱ 이다 이 대사체 들 중에서 paeonimetabolin Ⅰ 은 항경련 효과가 우수한 것으로 밝혀졌다.

천연의 많은 flavonoid화합물은 glucose, galactose, rhamnose 등을 가지고 있는 glycoside형태로 존재하고 있으며 이러한 배당체 형태로는 위나 소장에서 거의 체내로 흡수되지 못하고 대부분이 장내세균의 가수분해를 받아 비당체로 된다. 이렇게 대사된 플라보노이드는 더 대사되어 페놀성 화합물로 전환된다. 이러는 과정에서 플라보노이드 배당체에는 없었던 생리활성이 나타난다. 갈근의 puerarin이나 daidzin은 장내세균에 의해 대사된 daidzein이나 calycosin이 암세포에 대한 세포독성이 우수한 것으로 나타났다.

출처 : 구암등산카페

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