복분자의 심혈관계 생리작용에 관한 연구

Abstract

복분자 (Rubus coreanum MIQUEL, 覆盆子)로 양조한 복분자주에서 추출한 CH2Cl2분획, ethylacetate (EtOAc)분획, n-butanol (BuOH)분획 및 H2O분획 (60 µg/ml)을 각각 흰쥐부신정맥 내로 투여 시 CH2Cl2분획이 ACh (5.32 mM)의 카테콜아민 (catecholamines, CA)분비반응에 대한 가장 강력한 억제작용을 나타내었다. 따라서, 본 연구의 목적은 복분자주에서 추출한 CH2Cl2분획이 흰쥐 적출부신의 관류모델에서 CA 유리작용에 미치는 영향, 흰쥐 혈압반응 및 적출 가슴대동맥에 대한 영향을 검색하여 그 작용기전을 규명코자 본 연구를 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 가. 흰쥐 관류부신에서 카테콜아민 분비에 대한 영향: 복분자 CH2Cl2분획(20~180 µg/ml)을 각각 부신정맥 내로 90분간 관류 시 ACh (5.32 mM), 고칼륨 (56 mM, 막탈분극제), DMPP (100 μM, 선택성 니코틴수용체 작용제), 및 McN-A-343 (100 μM, 선택성 무스카린 M1-수용체 작용제)에 의한 CA 분비반응을 억제하였다. 그러나, CH2Cl2분획 자체는 기초 CA 분비량에 영향을 미치지 않았다. 또한, CH2Cl2분획(60 µg/ml) 존재 하에서, 선택성 나트륨통로 활성화제인 veratridine (100 μM), L형 칼슘통로 활성화제인 Bay-K-8644 (10 μM) 및 세포질내 내형질세망막에서 Ca2+-ATPase 억제제인 cyclopiazonic acid (10 μM)에 의한 CA 분비반응이 유의하게 억제되었다. 흥미롭게도, CH2Cl2분획(60 µg/ml) 과 L-NAME (NO Synthase 억제제, 30 μM)과 함께 90분간 동시 처치하였을 때 ACh, 고농도의 K+, DMPP, McN-A-343, veratridine, Bay-K-8644 및 cyclopiazonic acid의 CA 분비효과가 CH2Cl2분획 단독처치 시 나타나는 억제효과에 비교하여 상응하는 대조치의 수준까지 회복되었다. 또한 실제로 CH2Cl2분획을 처치한 후에 NO 유리량이 기초 유리량에 비해 현저하게 증가하였다. 나. 정상혈압흰쥐 및 자연발증고혈압쥐의 적출 가슴대동맥편에서 혈관수축 작용에 대한 영향: 정상혈압 흰쥐에서 적출 분리한 가슴대동맥편에서 phenylephrine (α1-아드레날린 수용체 작용제)과 고칼륨(막탈분극제)은 각각 현저한 수축반응을 일으켰다. Phenylephrine (10-5 M)에 의한 수축반응은 CH2Cl2분획 (200~800 µg/ml)의 존재 하에서 용량의존적으로 현저하게 억제되었다. 또한 고칼륨에 의한 수축반응도 CH2Cl2분획 (200~800 µg/ml)의 존재 하에서는 용량의존적으로 뚜렷한 억제작용을 나타내었다. 그러나 NO합성효소 억제제인 L-NAME 존재 하에서 페닐에프린 및 고칼륨의 수축반응은 CH2Cl2분획의 단독처치 시에 비교하여 대조치의 상당한 수준으로 회복되었다. 혈관내피를 제거하기 위해 CHAPS처치한 가슴대동맥편에서 페닐에프린 및 고칼륨의 수축반응에 대한 CH2Cl2분획의 억제작용은 CH2Cl2분획의 단독처치 시에 비교하여 유의하게 약화되었다. 또한 자연발증 고혈압쥐의 적출대동맥편에서 phenylephrine (10-5 M)에 의한 수축반응은 복분자주 CH2Cl2분획(400 µg/ml)의 존재 하에서 현저하게 억제되었다. 또한 고칼륨에 의한 수축반응도 CH2Cl2분획 (400 µg/ml)의 의 존재 하에서 뚜렷한 억제작용을 나타내었다.

다. 정상혈압흰쥐 및 자연발증고혈압쥐의 혈압에 대한 영향: CH2Cl2분획 (0.3~3.0 mg/kg)은 정상혈압흰쥐의 대퇴정맥 내로 주사 시 강력한 용량의존성 혈압하강 작용을 나타내었다. CH2Cl2분획 (1.0 mg/kg)의 혈압하강작용은 phentolamine (교감신경 α-아드레날린 수용체차단제, 1mg/kg, i.v.), chlorisondamine (자율신경절 차단제, 1mg/kg, i.v.), L-NAME (NO Synthase 억제제, 3mg/kg/30min), 그리고 sodium nitroprusside (NO유리-직접혈관확장제, 30µg/kg/30min) 등의 전처치에 의해서 현저하게 억제되었다. 정상혈압 흰쥐에서 CH2Cl2분획 (1, 3 및 10 mg/kg/30min, i.v.)은 norepinephrine의 혈압상승효과를 비교적 용량 의존적으로 뚜렷이 억제하였다. 자연발증 고혈압쥐에서도 CH2Cl2분획 (1.0~10.0 mg/kg)은 대퇴정맥 내로 주사 시 용량의존적으로 뚜렷한 혈압하강 작용을 나타내었다. 이와 같은 연구결과를 종합하여 보면, 여러 복분자 분획 중에서 본 연구에서 사용한 용량을 기초로 볼 때 정상혈압 흰쥐의 적출 관류 부신수질에서 ACh에 의한 카테콜아민 분비 억제작용 및 흰쥐 적출 대동맥편에서 PE 및 고칼륨에 의한 수축반응에 대한 이완작용이 CH2Cl2분획이 가장 강력한 활성을 나타내었다. 따라서 CH2Cl2 분획은 흰쥐 관류 부신수질에서 콜린성(니코틴 및 무스카린 수용체)흥분작용 및 막탈분극에 의한 CA 분비작용에 대하여 억제작용을 나타내었다. 이러한 CH2Cl2 분획의 CA분비억제작용은 흰쥐 적출 부신수질에서 L-형 칼슘통로 및 나트륨 통로를 통한 크롬친화세포내로 칼슘 및 나트륨의 유입과 세포내 칼슘저장고로부터 칼슘유리를 억제하며, 이는 적어도 NO Synthase의 활성화에 의한 NO생성증가에 기인되는 것으로 생각된다. 또한 본 연구에서 CH2Cl2분획은 자연발증고혈압쥐 및 정상혈압 흰쥐로부터 적출 분리한 대동맥편에서 뚜렷한 혈관 이완작용을 나타내며, 이러한 CH2Cl2분획의 혈관이완작용은 적어도 산화질소 합성효소 (Nitric Oxide Synthase)를 활성화하여 NO생산을 증가시킴으로써 나타나는 것으로 사료된다. 나아가 CH2Cl2분획은 자연발증고혈압쥐 및 정상혈압 흰쥐의 대퇴정맥내에 투여시 현저한 혈압하강작용을 나타내며, 또한 norepinephrine의 승압반응을 뚜렷하게 억제하였다. 이러한 CH2Cl2분획의 혈압하강작용은 아드레날린 α1 수용체차단작용과 NO유리작용에 기인되는 것으로 사료된다. 이와 같은 연구결과를 기반으로 보면 복분자로부터 추출한 CH2Cl2분획이 심혈관계 질환치료에 유효한 성분을 함유하고 있는 것으로 사료된다. 나아가 이 같은 사실은 복분자 음용이 생활습관병의 하나인 고혈압을 비롯한 심혈관계 질환의 예방 및 치료에 유익한 것으로 생각된다. 이외에도 본 연구결과로 보아, 복분자로부터 추출한 유효성분을 함유한 스포츠 음료섭취가 생리학적으로 운동선수의 심혈관계를 안정화시키는데 도움이 되며, 경기력 향상에도 유익할 것으로 기대된다.|Effects of CH2Cl2 fraction on adrenal CA secretion: The present study was attempted to investigate whether polyphenolic compounds isolated from wine, which is brewed from Rubus coreanum MIQUEL (覆盆子酒), may affect the release of catecholamines (CA) from the isolated perfused rat adrenal medulla, and to establish its mechanism of action. CH2Cl2 fraction (20~180 μg/mL) perfused into an adrenal vein for 90 min relatively dose- and time-dependently inhibited the CA secretory responses evoked by ACh (5.32 mM), high K+ (a direct membrane-depolarizer, 56 mM), DMPP (a selective neuronal nicotinic Nn receptor agonist, 100 μM) and McN-A-343 (a selective muscarinic M1 receptor agonist, 100 μM). CH2Cl2 fraction itself did not affect basal CA secretion (data not shown). Also, in the presence of CH2Cl2 fraction (60 μg/mL), the secretory responses of CA evoked by veratridine (a selective Na+ channel activator (10 μM), Bay-K-8644 (a L-type dihydropyridine Ca2+ channel activator, 10 μM), and cyclopiazonic acid (a cytoplasmic Ca2+-ATPase inhibitor, 10 μM) were significantly reduced, respectively. Interestingly, in the simultaneous presence of CH2Cl2 fraction (60 μg/mL) and L-NAME (an inhibitor of NO synthase, 30 μM), the inhibitory responses of CH2Cl2 fraction on the CA secretion evoked by ACh, high K+, DMPP, and Bay-K-8644 were considerably recovered to the extent of the corresponding control secretion compared with the inhibitory effect of CH2Cl2 fraction-treatment alone. Practically, the level of NO released from adrenal medulla after the treatment of CH2Cl2 fraction (60 μg/mL) was greatly elevated compared to the corresponding basal released level. Taken together, these results obtained from the present study demonstrate that CH2Cl2 fraction inhibits the CA secretory responses evoked by stimulation of cholinergic (both muscarinic and nicotinic) receptors as well as by direct membrane-depolarization from the isolated perfused rat adrenal medulla. It seems that this inhibitory effect of CH2Cl2 fraction is mediated by inhibiting both the influx of calcium and sodium through their ion channels into the rat adrenal medullary chromaffin as well as the release of Ca2+ from the cytoplasmic calcium store at least partly through the increased NO production due to the activation of nitric oxide synthase. Based on these effects, it is also thought that CH2Cl2 fraction may be beneficial to prevent or treat the cardiovascular diseases, suggesting that CH2Cl2 fraction also contains active components as an antihypertensive agent.

Effects of CH2Cl2 fraction on Blood pressure and contractile responses of the thoracic aortic strips: Recently, Kee and Lim (2007) have demonstrated that PCRC, isolated from Rubus coreanum MIQUEL, inhibits the secretory responses of catecholamines (CA) evoked by stimulation of cholinergic (both muscarinic and nicotinic) receptors as well as by direct membrane-depolarization from the isolated perfused adrenal gland of the normotensive rats. It seems that this inhibitory effect of CH2Cl2 fraction is exerted by inhibiting both the calcium influx into the rat adrenal medullary chromaffin cells and the uptake of Ca2+ into the cytoplasmic calcium store partly through the increased NO production due to the activation of endothelial nitric oxide synthase (eNOS), which are at least relevant to the direct interaction with the nicotinic receptor itself. The purpose of the present study was to investigate whether CH2Cl2 fraction may affect the contractility of the aortic strips isolated from normotensive arts and spontaneously hypertensive rats (SHRs), and to clarify its mechanism of action. CH2Cl2 fraction (200~800 μg/mL) concentration-dependently blocked phenylephrine (10 μM)-induced contractile responses of the isolated aortic strips of SHRs. CH2Cl2 fraction (400 μg/mL), added in to bath medium, also depressed the contractile active tension evoked by both phenylephrine (3 and 10 μM) and high potassium (25 and 56 mM). In the simultaneous presence of CH2Cl2 fraction (400 μg/mL) and L-NAME (a selective inhibitor of NO synthase, 300 μM), the contractile responses evoked by phenylephrine and high K+ were recovered to considerable level of the corresponding control release compared with those effects of CH2Cl2 fraction-treatment alone. In the endothelium-denuded aortic strips by CHAPS-treatment, the contractile responses induced by phenylephrine or high potassium were considerably recovered in comparison to that of CH2Cl2 fraction-treatment alone. Intravenous CH2Cl2 fraction (1mg/kg)-induced hypotension was greatly inhibited by pretreatment with chlorisondamine (an autonomic ganglionic blocker, img/kg, i.v.), phentolamine (an adrenergic α-receptor blocker, 1mg/kg, i.v.), L-NAME (a selective inhibitor of NO synthase, 3mg/kg/30min), and sodium nitroprusside (a nitrosovasodilator, 30 µg/kg/30min), respectively. Interestingly, CH2Cl2 fraction (1.0, 3.0 and 10.0 mg/kg/ 30 min, i.v., respectively) dose-dependently suppressed intravenous norepinephrine-induced vasopressor responses in anesthetized SHRs as well as normotensive rats. Collectively, the present study provide these results demonstrate for the first time that CH2Cl2 fraction causes vascular relaxation in the isolated aortic strips with intact endothelium of SHRs at least partly by the increased NO production through the activation of NO synthase of vascular endothelium. Based on these results, it seems that active components of CH2Cl2 fraction might be helpful to prevent or alleviate cardiovascular diseases, including hypertension and angina pectoris. In addition, in terms of these data, it is expected that intake of sports beverage containing active components extracted from Rubus coreanum is helpful to physiologically stabilize cardiovascular system of athletes as well as beneficial to enhance athlete performance.