커피 유효성분인 Chlorogenic acid의 부신 카테콜아민 분비억제 기전

Abstract

Chlorogenic acid, resveratrol 및 flavonoids를 포함한 상이한 천연물이 건강에 대한 여러 유익한 효과를 가지고 있다고 알려져 있다. 또한 푸른 커피 추출물에서 유래된 chlorogenic acid가 혈압강하에 효과적인 약물이며, 또한 경증의 고혈압환자에서도 신뢰성이 보고되어 있다. 무작위 이중맹검시험에서 커피콩을 복용한 그룹이 어떠한 부작용도 없이 혈압을 현저하게 감소시켰다. 식물에서 유래된 페놀화합물이 강력한 혈관확장작용을 가지고 있으며, 고혈압관련 질환에도 도움이 될 것이라고 보고하였다. 이와 같은 여러 결과에도 불구하고, 자율신경계 특히 부신수질의 카테콜아민(CA) 분비에 대한 커피성분에 대한 효과에 대해서는 아직까지 알려진 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 커피의 유효 주성분으로 알려진 chlorogenic acid가 흰쥐 적출부신의 관류모델에서 CA에 미치는 효과를 탐색하고, 그 작용의 본태를 구명하고자 본 연구를 이행하여 얻은 연구결과는 다음과 같다. Chlorogenic acid (30~300 µM)를 90분간 부신수질 내로 관류하는 동안 acetylcholine (5.32 mM, ACh)의 CA 분비를 비교적 시간과 농도 의존적으로 감약시켰다. 또한 100 µM chlorogenic acid를 역시 90분간 관류하는 동안 100 µM DMPP (선택적 니코틴수용체 작용제), 100 ηM angiotesin II (Ang II, 안지오테신 수용체 작용제) 및 100 µM McN-A-343 (선택적 무스카린 M1수용체 작용제)의 CA 분비반응은 시간 경과에 따른 억제반응을 나타내었다. 그러나, chlorogenic acid 자체는 기초 CA 분비작용에 영향을 미치지 않았다. 또한, 100 µM chlorogenic acid를 관류시, 직접적인 세포막 탈분극제인 56 mM 고칼륨, 선택적 전압의존적 나트륨통로 활성화제인 50 µM veratridine, L-형 dihyropyridine계 전압의존적 칼슘통로 활성화제인 10 µM Bay-K-8644 및 세포질 내 내형질세망막의 Ca2+-ATPase 억제제인 10 µM cyclopiazonic acid의 CA 유리작용이 역시 시간 의존적인 감소반응을 나타내었다. 흥미롭게도, 100 µM chlorogenic acid 와 산화질소 (NO)의 합성효소 억제제인 30 µM L-NAME을 동시에 90분간 관류하는 동안 Ang II 및 ACh의 CA유리반응이 100 µM chlorogenic acid 단독투여에 의한 분비억제효과와 비교한 결과 거의 대조치에 상응하는 수준으로 회복됨을 나타내었다. 또한 100 µM chlorogenic acid 관류 후에 실제로 유리된 NO 함량이 기초 NO 유리량에 비해 뚜렷이 증가하였다. 이상과 같은 연구결과를 종합하면, chlorogenic acid는 흰쥐 부신수질의 관류모델에서 ACh 수용체, 즉, 니코틴 및 무스카린 수용체 및 안지오텐신II 수용체 활성화에 따른 CA 분비반응에 대해 뚜렷한 감약반응을 나타내었다. 이러한 chlorogenic acid의 억제반응은 흰쥐 부신수질에서 NO 합성효소의 활성화에 의해 부신수질의 크롬친화세포 내로 나트륨통로와 칼슘통로로 이들 이온의 유입억제와 세포 내 칼슘저장고로부터 칼슘유리 억제효과에 기인하며, 이와 같은 작용은 아세틸콜린 수용체 및 안지오텐신II 수용체 봉쇄와 관련이 있는 것 같다. 이러한 연구결과를 바탕으로 보건데 chlorogenic acid는 부신수질세포에서 CA반응을 차단하여, 결국 순환 혈액에서 CA농도를 감소시킴으로써 고혈압 이나 협심증 같은 심혈관계 질환의 경감, 치료 및 예방에 임상적으로 유익할 것으로 생각된다. |It has been known that different natural products involving polyphenols such as chlorogenic acid, resveratrol, and flavonoids have several beneficial effects on health. It was also reported that chlorogenic acid derived from green coffee extract was the most effective agent in lowering blood pressure and it was also trusty for patients with mild hypertension as well. Results of one randomized and double-blind clinical trial indicated that consuming coffee bean extract could significantly reduce the blood pressure without having any adverse effects. The presence of phenolic compounds that are derived from the plant extract, which has a strong vasorelaxant effect may be helpful in the antihypertensive related disorders. The present study was aimed to investigate the characteristics of chlorogenic acid, one of several components isolated from coffee, on the CA secretion from the perfused model of the isolated rat adrenal medulla, and also to clarify its mechanism of action. Chlorogenic acid (30~300 µM), administered into an adrenal vein for 90 min, dose- and time-dependently suppressed the ACh (5.32 mM)-caused CA secretion. Chlorogenic acid (10 µM) also time-dependently repressed the CA secretion caused by angiotensin II (100 nM) and DMPP (100 μM, a selective neuronal nicotinic receptor agonist). Chlorogenic acid failed to affect basal CA output. Furthermore, in adrenal glands loaded with chlorogenic acid (100 μM), the CA secretory responses evoked by high K+ (56 mM, a direct membrane depolarizer), Bay-K-8644 (10 μM, an activator of L-type Ca2+ channels), cyclopiazonic acid (10 μM, an inhibitor of cytoplasmic Ca2+-ATPase), and veratridine (100 μM, an activator of Na+ channels), were prominently suppressed. Excitingly, in the concurrent presence of chlorogenic acid (100 μM) and L-NAME (an inhibitor of NO synthase, 30 μM), the CA secretion caused by ACh and angiotensin II substantially returned back to the extent of their control level compared with the suppressive activity of chlorogenic acid-treatment alone. Virtually, the content of NO liberated from adrenal medulla following the treatment of chlorogenic acid (100 μM) was significantly escalated in comparison with the basal liberated level. Taken together, these results are the first evidences showing that chlorogenic acid inhibits the CA secretion evoked by stimulation of both AChergic- and angiotensinergic-receptors from the perfused rat adrenal medulla. It seems that this suppressive effect of chlorogenic acid is revealed by repressing both the influx of Ca2+ and Na+ into the adrenomedullary chromaffin cells as well as by diminishing the release of Ca2+ from the cytoplasmic calcium store, at least through the enhanced NO formation due to triggering nitric oxide synthase, which is pertinent to the blockade of angiotensinergic receptors and neuronal cholinergic receptors. These results also suggest that chlorogenic acid might be benficial to avert or relieve cardiovascular diseases, such as hypertension and angina pectoris, and that chlorogenic acid has the prospective potentiality in developing a new drug, which is efficacious to treat or prevent the cardiovascular diseases.