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발효더덕 추출물이 인지기능에 미치는 영향 : Effects of Fermented Codonopsis lanceolata extract on Cognitive Function

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Authors

김빈나

Advisor
최석우
Major
자연과학대학 협동과정뇌과학전공
Issue Date
2017-02
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
발효더덕기능성 식품인지기능주관적 인지 장애주의력작업기억력복셀기반 형태분석
Description
학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 협동과정 뇌과학전공, 2017. 2. 최석우.
Abstract
서론: 인지기능 향상을 위한 기능성 식품 섭취는 안전성이 확보되어 있으며 접근이 용이한 중재 방법으로서 그 수요가 증가하고 있다. 발효더덕은 증숙 및 발효과정을 통하여 더덕의 생리활성 효과를 증폭시킨 기능성 식품이다. 세포 및 동물을 대상으로 한 선행연구에서 발효더덕의 항산화 효과와 인지기능 개선 효과가 꾸준히 보고되었으나 아직까지 사람을 대상으로 한 연구는 보고되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 동물행동실험 및 인체적용시험을 통하여 발효더덕 추출물의 경구투여가 갖는 인지기능 개선 효과를 평가하고자 하였다.

방법: 동물행동실험은 4주령 수컷 ICR 생쥐를 대상으로 하였다. 실험동물은 일주일의 적응 기간 후 정상대조군, 스코폴라민 투여군, 타크린 투여군, 발효더덕 추출물 투여군 중 하나로 배정되었고 2주간 증류수, 타크린 (10 mg/kg body weight) 또는 발효더덕 추출물 (800 mg/kg body weight)을 사전 경구투여하였다. 2주 후 스코폴라민 (2 mg/kg body weight)으로 기억 손상을 유도한 후 인지기능 측정을 위해 Y-미로 실험을 실시하였다. 인지기능 측정 척도는 변경행동력으로 하였다.
인체적용시험은 만 20세에서 65세 사이의 주관적 인지기능 저하를 호소하는 반건강인 성인 남녀를 대상으로 8주간 무작위, 이중맹검, 위약-대조 방법으로 시행하였다. 기저시점에서 연구 대상자는 발효더덕 추출물 고용량 투여군 (1050 mg/day, n=20), 발효더덕 추출물 저용량 투여군 (525 mg/day, n=20), 또는 위약대조군 (n=20) 중 하나로 무작위로 배정되었다. 기저시점 방문 시부터 총 8주간 하루에 1회 발효더덕 추출물 또는 위약을 경구복용 하였으며 4주차 및 8주차에 방문하여 추적 검사를 실시하였다. 인지기능 측정을 위한 신경인지기능 검사와 우울 및 불안 증상에 대한 검사는 기저시점과 8주차에, 안전성 평가를 위한 종합 혈액검사 및 소변검사는 기저시점과 4주차, 8주차에 시행하였다.
인지기능 평가변수는 주의력과 작업기억력으로서 신경심리검사집인 K-WAIS III와 CANTAB 중에서 해당 도메인을 평가할 수 있는 소검사들로부터 복합 Z점수를 도출하였다. 안전성은 혈액검사, 소변검사 지표 및 자가보고 부작용 평가를 통하여 평가하였다. 또한 추가적인 탐색 분석으로 구조적 뇌 자기공명영상에 대한 복셀기반 형태분석을 통하여 8주간 경구투여 이후 뇌 내 회백질 부피 변화엔 군 간 차이가 있는지 비교하였다.

결과: 동물행동실험에서 평균 변경행동력은 정상대조군, 스코폴라민 투여군, 타크린 투여군, 발효더덕 추출물 투여군에서 각각 55.4% (표준오차 1.5), 29.3% (표준오차 4.9), 46.2% (표준오차 2.5), 44.6% (표준오차 3.9) 였다. 스코폴라민에 의해 기억 손상이 성공적으로 유도되었으며 (F=10.24, p<0.01), 발효더덕 추출물을 사전 경구투여한 군에서 기억 손상이 회복되는 효과가 유의미하게 관찰되었다 (15.3%, p=0.03). 기억 손상의 회복 정도는 치매 치료제인 타크린에 의한 향상과 비슷한 수준이었다.
인체적용시험에서 8주간의 발효더덕 추출물을 복용 후, 투여 용량에 상관 없이 발효더덕 추출물을 투여한 군은 위약대조군에 비해서 주의력이 유의하게 증가한 것으로 나타났다 (고용량 투여군, z=2.18, p for interaction=0.03
저용량 투여군, z=2.10, p for interaction=0.04). 발효더덕 고용량 투여군과 저용량 투여군 사이에는 유의한 차이가 관찰되지 않아 주의력 향상 정도는 투여 용량에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다 (z=0.05, p for interaction=0.96). 군 내에서 시간에 따른 변화를 분석하였을 때는 발효더덕 투여군은 둘 다 주의력이 유의하게 향상된 반면 (고용량 투여군, z=4.26, p for time effect<0.01
저용량 투여군, z=4.07, p for time effect<0.01) 위약군에서는 시간에 따른 변화가 관찰되지 않았다 (z=1.18, p for time effect=0.24).
8주간의 발효더덕 추출물 복용 이후 작업기억력은 발효더덕 추출물 투여군 및 위약대조군 모두에서 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다 (고용량 투여군, z=1.38, p for time effect=0.17
저용량 투여군, z=1.27, p for time effect=0.20
위약대조군 z=0.23, p for time effect=0.81). 시간과 배정군의 상호작용 또한 유의한 차이가 존재하지 않았다 (고용량 투여군, z=0.83, p for interaction=0.41
저용량 투여군, z=0.75, p for interaction=0.45).
복셀기반 형태분석 결과, 전두엽에 위치한 2개의 군집에서 위약대조군에 비해 발효더덕 추출물 투여군의 회백질 부피가 유의하게 증가한 것으로 관찰되었다: 좌측 중간전두이랑 [ (x, y, z) = (-28, 58, 6), cluster size = 1560 mm3, maximum t value = 3.66 ], 우측 하전두이랑 안와부 [ (x, y, z) = (20, 22, -20), cluster size = 1560 mm3, maximum t value = 4.20 ]. 위약대조군에 비해 발효더덕 추출물 투여군에서 회백질 부피가 감소한 뇌 부위는 관찰되지 않았다.
안전성 평가에서는 8주간 발효더덕 추출물 복용 이후 유의미한 임상적 차이 또는 중대한 이상반응이 보고되거나 관찰되지 않았다.

결론: 발효더덕 추출물의 경구투여는 동물행동실험과 인체적용시험에서 인지기능 개선 효과를 보였다. 동물행동실험에서는 기억 손상이 억제되었으며, 인체적용시험에서는 주의력 향상 및 전두엽 부위의 회백질 부피 증가가 보고되었다. 인체적용시험에서 작업기억력의 개선 효과는 보이지 않았다. 또한 발효더덕 추출물 경구투여로 인한 이상 반응은 발견되지 않았다. 본 연구는 사람에서 발효더덕 추출물의 인지기능 개선 효과를 처음으로 보고하였으며 기능성 식품으로서 발효더덕의 유효성과 안전성을 확인하였다는 데 의의가 있다.
Language
Korean
URI
https://hdl.handle.net/10371/125408
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