Earticle

당뇨병의 원인은 매우 다양하다. 여러가지 복합적인 요인으로 작용할 수 있는데 대표적으로 유전적, 환경적, 일부 기타 요인들이라 할 수 있다. 먼저 유전적 요인으로 발생하는 당뇨병은 70%가 유전적 영향을 받는다고 알려져 있다. 두번째로 환경적인 요인으로 인스턴트 음식과 생활방식의 서구화로 비만환자의 증가와 관련이 있다. 구체적으로 말하자면 우리나라의 전체 인구 중 25%가 비만인 실정이다. 비만으로 인한 성인병인 당뇨병 환자의 증가 추세는 통계적으로 5년 사이 24.7%이다. 마지막으로 약물, 스트레스, 당분과 같은 기타요인인데 약물 과다복용이나 스트레스나 당분이 많은 음식은 당뇨병에 많은 영향을 끼친다. 당뇨병은 인슐린의 분비량 이 부족 또는 비정상적인 대사질환의 일종으로 혈중 포도당의 농도가 급격히 증가하는 고혈당이며 이로 인하 여 다뇨, 다식, 다음, 체중감소 등과 같은 증상을 일으키고 소변에서 포도당을 배출하게 된다. 당뇨병은 현대인 들의 생활습관, 운동부족, 환경적 요인이 많은 작용을 하므로 미리 체중을 유지하는 습관을 가지는 것이 중요 하다. 더불어 당뇨 치료제를 이용하는 것이 있을 수 있는데 기존의 항당뇨 치료제 부작용으로 인한 새로운 천 연물을 소재로 한 치료제가 필요한 실정이다. 이에 영지 및 상황버섯의 항당뇨 효능을 추출용매별로 비교분석 을 하였다. 당뇨와 관련된 두가지 효소의 억제활성을 살펴보았다. 첫 번째로 α-Amylase 억제활성정도를 실험 으로 확인한 결과 양성대조구와 비슷한 억제활성을 보였으며, 상황버섯은 89%로 Acarbose와 같은 억제 활성 을 보였다. 마지막으로 α-Glucosidase 억제활성을 실험으로 확인한 결과 양성대조구와는 다르게 낮은 억제 활 성을 보였다. 이 실험의 결과를 종합해보면 기존의 치료제는 두 가지 효소를 모두 억제함으로써 생길 수 있는 부작용을 α-Amylase만 선택적으로 억제하는 것으로 새로운 항당뇨의 치료제로써의 가능성을 보이는 것으로 사료된다.

버섯은 영양적인 면에서 뛰어난 기능성 식품이며 인체에 중요한 영양 성분을 함유하고 있어 오래전부터 식 용은 물론 약용으로 널리 이용되어 왔다. 표고버섯은 항종양, 항당뇨, 혈압조절 등의 성인병 예방 효과가 있 는 것으로 알려져 있고 현재 배지에 기능성 소재를 첨가하여 기능성이 증진된 버섯을 생산하려는 연구가 많 이 시도되고 있다. 본 연구는 난대수종인 개서어나무, 구실잣밤나무, 굴거리나무와 두충나무, 때죽나무, 메타 세콰이어, 벚나무, 사방오리, 상수리나무의 원목 재배로 생산된 표고버섯 기능성 성분 함량을 비교분석하였 다. 50°C에서 36시간 건조된 시료를 EtOH로 열수추출하여 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거활 성, 총 폴리페놀 함량, 페놀성 화합물을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 개서어나무에서 66.23mg/g으로 가장 높았으며, 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거활성은 구실잣밤나무에서 81%로 가장 높게 나타났 다. 페놀성화합물 정량분석 결과 개서어나무에서ferulic acid가 가장 높았으며, 나머지 8수종에서는 gentisic acid 페놀성 화합물이 가장 높게 측정되었다. 본 연구의 결과로 동일한 균주를 이용하더라도 수종에 따라 자 실체의 성분 및기능성 활성에 차이가 있다는 것을 확인할 수 있었으며 앞으로 특정 수종을 이용한 기능성 표 고 개발을 위한 기초자료가 될 것으로 사료된다.

현대사회는 업무환경의 변화로 인한 운동부족 및 식생활의 서구화로 인하여 비만, 당뇨, 고 지혈증 및 간질활 등과 같은 대사성 질환의 발병률이 급속히 증가하고 있다. 혈액 내 콜레스 테롤을 감소시켜 주는 작용이 있는 버섯의 독특한 감칠맛 성분인 구아닐산은 고혈압과 심장병 예방에 효과적으로 알려져 있다. 다양한 생체 기능 조절작용들의 기능이 밝혀진 버섯의 항 비만 효과를 과학적으로 규명함으로써, 버섯을 이용한 기능성 식품개발 산업에 필요한 근거를 제시하고, 버섯농가의 소득향상에도 이바지하고자 한다. 실험동물은 6주령의 숫컷 마우스를 사육하여 실험에 사용하였다. 식이는 lard를 이용한 고지방식이를 45% kcal/kg 식이로 제조한 다음 pellet 사료로 제조하여 12주간 섭취시켰다. 변 배설량과 변지방량은 식이섭취 10주와 11 주에 3일간 변을 받아 건조 후 무게를 측정하였다. 장기무게 및 혈청은 18시간 금식 후 장기 를 적출하여 무게를 측정하였다. 혈청분석은 total protein, total cholesterol, triglyceride, HDL-cholesterol, glucose 함량을 분석하였다. 간조직의 지질함량은 Folch 방법을 이용하여 분석하였으며, 장기의 지질과산화물은 Uchiyama 등의 방법을 변형하여 실시하였다. 간조직의 병리검사는 H&E 염색을 통하여 광학현미경으로 관찰하였다. 그 결과 고지방 식이를 12주간 섭취시킨 처리구에 비하여, 3종의 버섯을 첨가한 실험군 모두 체중감소효과를 나타내었다. 또 한 버섯함량이 증가할수록 체중감소효과 역시 증가하였다. 지방조직량에서는 표고버섯 첨가군 에서 부고환지방량이 증가하였으며, 피하지방량은 현저히 감소하였다. 꽃송이버섯 첨가군에서 는 파하지방, 신장지방이 감소하였으며, 참바늘버섯 첨가군에서는 부고환지방, 피하지방, 신장 지방 모두 감소하였다. 변 배설량과 변내 지방량은 변 배설량에서 1% 꽃송이버섯 첨가군을 제외하고 모두 증가하였다. 혈청중성지질 농도는 표고버섯과 참바늘버섯 첨가군에서 혈청 콜 레스테롤, 중성지질 농도가 고지방식이 처리군에 비하여 현저히 감소하였고, 꽃송이버섯 처리 군에서는 혈청 콜레스테롤, 중성지질, HDL-콜레스테롤 모두 현저히 감소하였다. 혈청 glucose 농도와 간지질 함량 및 간조직의 지질과산화물 함량은 3종의 버섯 첨가군에서 전체 적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 간조직의 병리학적 조직검사를 실시한 결과, 꽃송이버섯 과 참바늘버섯 첨가군에서 고지방식이로 인한 간조직의 지방침착이 현저히 감소하여 정상 대 조군과 유사한 수준으로 개선시키는 효과를 나타내었다. 이상의 연구 결과를 통하여 3종 버섯 의 항비만 효과를 확인할 수 있었다. 추후 심화된 연구를 통하여 관련 mechanism을 규명한 다면, 버섯의 유용성분을 이용한 건강기능성 식품 뿐만 아니라 의약품개발에도 매우 유용한 물질로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

표고버섯 (Lentinula edodes)은 담자균류 주름버섯목 느타리과에 속하는 버섯으로, 특별한 향미와 감칠맛이 있 어 예로부터 식용으로 널리 이용된 버섯이다. 표고버섯에는 프로비타민 D인 에르고스테롤, 혈압 강하와 당뇨 병에 효과적인 에리타데닌, 탄수화물．지방．단백질 대사 및 세포호흡과 당 분해작용에 관여하는 나이아신 등 생리활성물질이 함유되어 있어 식용 및 약용으로 이용되어오고 있다. 표고버섯에는 베타-글루칸이 많이 함유되어 있는 것으로 알려져 있는데, 면역력을 증가시키고 세포의 활성을 증가시키는 물질로 소개된 바 있 다. 베타-글루칸의 약리학적 효과에 대한 최근 연구 보고에서 항암 효과, 항당뇨 효과, 항고지혈증 효과, 항비 만 효과 등이 있는 것으로 알려진 바 있다. 본 연구에서는 표고버섯 균주의 생육단계별 (균사체, 원기형성, 자 실체) 다양한 베타-글루칸 유전자 발현 수준을 비교 분석하였다. 본 연구에는 장흥군 버섯산업연구원에서 수 집 및 보관하고 있는 표고버섯의 7가지 균주 (JMI-10073, JMI-10075, JMI-10077, JMI-10078, JMI-10080, JMI-10099, JMI-10100)를 시료로 하여 품종간의 베타-글루칸을 분석하였다. 품종 및 생육단계별 표고버섯 균 주들의 베타-글루칸을 정량적으로 역전자 PCR을 통하여 분석한 결과, 베타-글루칸 유전자 발현에 특이적인 프라이머 쌍을 이용하여 발현된 유전자를 비교하였을 때 표고버섯의 성장에 따라 베타-글루칸은 증가하는 반면에 균주 간에 베타-글루칸 생성과 관계된 활성은 큰 차이를 나타내지 않음을 확인하였다.

최근 수목자원의 항암, 항당뇨 등의 생리활성 기능이 알려지면서, 이들 수목자원을 이용한 기능성 배지에 관한 연구가 많이 진행되어 오고 있다. 이전 연구에서 이들 수목자원을 유기성 배지자원으로 이용하여 수목자원의 기능성 성분이 담자균류인 느타리버섯의 함유성분이 분해 또는 다른 유도체화합물로 이행되는지를 검토한 결과, 느타리버섯은 수목자원 톱밥배지속의 함유성분을 분해 또는 다른 유도체화합물로 이행시키지 않는 결과를 얻었다. 본 연구는 기본 532배지에 유기성배지 자원인 구지뽕나무 톱밥 20, 30, 50% 첨가 배지 자원, 감태나무 20, 30, 40% 첨가 배지 자원, 산겨릅나무 20, 40% 첨가 배지 자원, 가래나무 20, 40% 첨가 배지자원 에서 생육된 느타리버섯의 Escherichia coli 와 Staphylococcus aures에 대한 항균효과, Candida albicans에 대한 항진균효과, 항산화효과, 콜레스테롤 억제 효과 등의 생리활성을 비교 평가하였다. 실험에 사용된 공시재료는 구지뽕나무, 감태나무, 산겨릅나무, 가래나무를 사용하였고, 532배지에 각각의 톱밥을 20, 30, 40, 50% 첨가하여 느타리버섯(춘추2호)을 접종 하여 2개월 동안 생육시킨 후 생리활성 평가의 공시재료로 사용하였다. E. coli에 대한 항균 효과를 검토한 결과 모든 배지에서 생육된 느타리버섯에서 유의성 있는 결과는 나타나지 않 았다. S. aureus에 대한 항균효과를 검토한 결과 모든 배지에서 생육된 느타리버섯에서 유의 성 있는 결과는 나타나지 않았다. 그러나 구지뽕, 감태나무 첨가한 배지에서 생육된 느타리버 섯은 control배지와 비교하였을 때 약간의 효과를 보였다. C. albicans에 대한 항진균효과를 검토한 결과 모든 배지에서 생육된 느타리버섯에서 유의성 있는 결과는 나타나지 않았다. 그 러나 구지뽕, 감태나무 첨가한 배지에서 생육된 느타리버섯은 저농도에서 control배지와 비교 하였을 때 약간의 효과를 보였으며, 구지뽕나무 50%를 첨가한 배지에서 생육된 느타리버섯은 약간의 효과를 나타냈다. 물질자체의 항산화효과를 검토한 결과, Quercetin과 비교하였을 때 유의성 있는 결과는 나타나지 않았다. 그러나, control 배지에서 생육한 느타리버섯과 다른 배 지들을 비교 검토하였을 때, 모든 배지에서 생육된 느타리버섯은 control 배지에서 생육된 느 타리버섯보다 약간의 항산화효과를 가지고 있다고 볼 수 있다. 산화적 스트레스에 대한 세포 보호효과를 검토한 결과, 모든 배지에서 유의성 있는 결과를 나타나지 않아, 모든 배지에서 생육된 느타리버섯은 항산화효과가 없는 것을 알 수 있었다. control 배지에서 생육한 느타리 버섯보다 감태나무 40% 첨가한 배지에서 생육한 버섯이 콜레스테롤 억제 효과를 보였다. 그 러나 표준시약과 비교하였을 때 모든 배지에서 생육한 느타리버섯은 콜레스테롤 억제 효과는 미미한 것으로 나타났다.

잣버섯(Neolentinus lepideus)은 향과 식감이 뛰어나며 다양한 생리활성 성분을 함유하고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 경기도 버섯연구소에서 개발한 ‘솔향’ 품종의 열수추출물을 사용하여 제 2형 당뇨의 예 방 및 치료 효과를 확인하였다. 즉, 제 2형 당뇨병 마우스 모델인 db/db 마우스를 사용하여 잣버섯 열수추출 물 식이를 급여하면서 11주간 in vivo 실험을 진행하였다. 연구결과 1% 및 5% 잣버섯 열수추출물 식이를 급 여한 마우스의 혈청 내 Triglyceride 및 Total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol 등이 농도 의존적으로 감소함을 확인하였다. 또한, 인슐린에 대한 면역조직 화학적 검사(ABC staining) 결과 솔향 열수추출물을 5% 급여한 경우 인슐린 양성세포 발색이 진해졌으며, 염색된 부분이 증가한 것으로 나타나 인슐린 분비에도 영 향을 끼치는 것으로 확인되었다.

소나무잔나비버섯(Fomitopsis pinicola)은 구멍장이버섯과 잔나비버섯속에 속하는 다년생버 섯으로 주로 침엽수의 생. 고목이나 넘어진 나무에 자라며 갈색부후를 일으킨다. 분포는 한국, 일본, 북반구 온대 이북으로 우리나라는 해발 300m이상 고산지대의 죽은 소나무조직에 흔히 발견되고 있다. 민간에서는 이 버섯을 당뇨병 개선 및 피부병 개선 등으로 다양하게 활용하여 왔다. 1960년 일본에서 소나무잔나비버섯의 mouse에 대한 고형 암세포 sarcoma-180에 대한 항종양 활성이 보고되면서 관심이 높아졌다. 하지만 이러한 소나무잔나비버섯이 일각에서는 독 성이 있다고 알려져 이에 대한 연구가 시급한 실정이었다. 따라서 소나무잔나비버섯의 안전성 평가를 위해 단회 경구투여 독성평가를 실시한 결과 시험물질의 투여량을 2,000 mg/kg B.W. 을 최고용량으로 설정하여 암·수 각각에 대해 1 회 경구 투여 한 후 14 일간 사망률, 일반증 상, 체중변화 및 부검소견을 관찰, 조사한 결과 본 시험기간 중 시험물질 투여에 의한 일반증 상 및 사망동물은 관찰되지 않았고, 체중변화에 있어서도 모든 동물에서 시험기간 중 정상적인 체중증가가 관찰되었다. 또한 부검소견에 있어서도 시험물질 투여에 의한 특이할 만한 육안소 견은 발견되지 않았다. 이상의 결과로 보아 SD 랫드에 대한 소나무 잔나비 버섯의 투여량인 2000 mg/kg B.W..에서 시험물질 투여에 의한 사망동물이 관찰되지 않아 소나무잔나비버섯에 대한 LD50은 암·수 모두 2000 mg/kg B.W.이상으로 판단된다. 또한 소나무잔나비버섯 추출물 에 의한 당뇨개선효과 측정결과 당뇨유발시에 대사 불균형으로 인하여 체중 감소가 초래되는 데 소나무잔나비버섯 투여시 농도의존적으로 체중 회복 효과를 나타냈으며, 이는 당뇨로 인한 대사에 소나무잔나비버섯이 유의성이 있다고 판단할 수 있다. 또한 소나무잔나비버섯 추출물 투여시 당뇨 유발그룹에 비하여 농도의존적으로 혈당을 감소시키는 효과가 확인되었는데 이는 소나무잔나비버섯 추출물을 경구투여하였을 때 혈당회복에도 효능이 있음을 나타낸다.

최근 수목자원의 다양한 생리활성 기능이 알려지면서 이들 수목자원을 이용한 기능성 배 지 자원에 관한 연구가 많이 진행되어 오고 있다. 이전 연구에서 이들 수목자원을 유기성배지 자원으로 이용하여 수목자원의 기능성 성분이 담자균류인 느타리버섯의 함유성분이 분해 또 는 다른 유도체화합물로 이행되는지를 검토한 결과, 느타리버섯은 수목자원 톱밥배지속의 함 유성분을 분해 또는 다른 유도체화합물로 이행시키지 않는 결과를 얻었다. 본 연구는 수목자 원 톱밥배지의 조성비율에 따른 느타리버섯의 대사산물을 NMR분석, PLS-DA(Partial least sqares discriminant analysis, 부분최소자승판별분석), PCA(Principle Component Analysis, 주 성분분석)로 분석하여 각 배지별 생육된 느타리버섯을 판별가능여부를 검토하였다. 수목배지 자원으로 항암, 항당뇨등의 생리활성 기능이 있는 것으로 알려진 가래나무, 구지뽕나무, 감태 나무, 산겨릅나무, 옻나무를 사용하였고, 532배지에 각각의 톱밥을 20, 30, 40, 50% 첨가하여 느타리버섯(춘추2호)을 접종하여 2개월동안 생육시킨후 NMR 분석용 공시재료로 사용하였다. 또한, 532배지에 홍삼박 4, 8, 12, 40%를 첨가한것과, 홍삼농축액 30, 60g을 첨가하여 느타리 버섯균을 접종하여 2개월 후 NMR 분석용 공시재료로 사용하였다. NMR을 이용하여 공시재 료의 Chemical shift를 비교 분석한 후, PLS-DA, PCA분석을 한 결과, 기본배지인 532배지에 서 생육된 느타리버섯과 수목자원배지에서 생육된 느타리버섯과 확연히 분리가 되었다. 또한, 첨가율에 따른 느타리버섯의 대사산물 비교분석 결과, 수목자원 톱밥배지의 첨가율에 따라 생 육된 느타리버섯은 대체적으로 구분을 할 수가 있었으나, 분리가 되지 않는 것은 가래나무 20, 30% 첨가하여 생육된 느타리버섯, 구지뽕나무 20, 50% 첨가하여 생육된 느타리버섯, 산겨 릅나무 20% 첨가하여 생육된 느타리버섯 등으로 나타났다. 홍삼박과 홍삼농축액을 첨가하여 생육된 느타리버섯은 홍삼박 4, 40%와 홍삼농축액 30g 첨가하여 생육된 느타리버섯은 기본배 지에서 생육된 느타리버섯과 모두 분리가 되었으나, 홍삼박 8, 12%와 홍삼농축액 60g을 첨가 하여 생육한 느타리버섯은 기본배지와 분리되지 않았다.

최근 수목자원의 다양한 생리활성 기능이 알려지면서 이들 수목자원을 이용한 기능성 배지자원에 관한 연구가 많이 진행되어 오고 있다. 이들 수목자원이 가지고 있는 기능성 성분이 담자균류인 버섯에 의해 분해 또는 다른 유도체화합물로 전환되는 연구에 관심이 고조 되고있다. 산겨릅나무(Acer tegmeutosum MAX)는 한방에서 잎과 목부를 간염, 간경화, 간암등 의 간질환치료제 및 백혈병, 당뇨병, 신장염이나 부종의 치료에 사용하며 또한 음주시 산겨릅나무의 목부 추출물을 복용하면 주독을 예방할 수 있다고 한다. 산겨릅나무의 주요 성분으로는 salidroside(Sal)로 amyloid-β에 의한 산화적 스트레스에 대한 신경세포보호작용, 지질과산화 억제, 골수세포 cycle 및 탄수화물 대사에 미치는 영향등에 대한 다양한 활성작용이 보고되었다. 옻나무는 한방에서는 통경 ·구충 ·복통 ·변비 ·진해 등에 사용되며, 주요 성분으로 Laccol, Urushiol, Gummy substance, Nitrogen compounds, Laccase등이 보고되었다. 본 연구는 산겨릅나무와 옻나무 톱밥배지에서 재배한 느타리버섯의 함유성분이 분해 또는 다른 유도체화합물로 이행되는지를 검토하였다. 산겨릅나무와 옻나무 톱밥배지에서 재배한 느타리버섯과 공시재료인 산겨릅나무와 옻나무를 70%에탄올로 추출하여 조추출물을 조제하여 액체배지에서 생육한 느타리버섯 균사체를 공시재료로 사용하였다. RRLC(Rapid Resoultion Liquid Chromatography)를 이용하여 공시재료들의 함유성분들의 크로마토그래피 패턴을 비교 분석한 결과, 산겨릅나무와 옻나무 톱밥배지에서 각각 재배한 느타리버섯은 각각의 수목자원 톱밥배지속의 함유성분을 분해 또는 다른 유도체화합물로 이행시키지 않는 것으로 나타났다.

현재 우리나라의 식습관은 인스턴트 음식과 및 서구적인 생활방식이 들어오기 시작하면서 전체 인구 중 약 25%가량이 비만인 실정이다. 비만인구가 증가하면서 각종 성인병의 유병률도 늘고 있으며, 비만 치료에 대한 관심도 많아지고 있다. 더욱이 비만은 고혈압, 당뇨병등과 같은 각종 질병의 원인이 될 수 있으며, 정신적인 질병까지 유발할 수 있는 인류의 건강을 위협하는 가장 큰 위험요소라 할 수 있다. 이에 본 실험은 약용버섯 중에 하나인 영지버섯이 비만에 효능을 보이는지를 연구하였다. 그 결과 ASI 7137 경우 농도 의존적으로 양 성대조구인 Luteolin과 비슷한 경향으로 지방세포 분화를 억제하여 지방축적을 감소시킴을 알 수 있었다. 또 한 혈중에서 지단백질의 콜레스테롤 에스터와 중성지방을 교환하는 역할을 하는 당단백질인 CETP(cholesterol ester transfer protein)활성 억제정도를 분석한 결과 50, 100, 200 ug/ml의 농도에서는 낮은 효능을 보였지만 ASI 7002, 7004, 7071, 7108, 7151, 7137 균주는 농도 의존적으로 수치가 감소하는 경향을 보였다.