Molecular and cellular mechanisms of the effects of Propolis in inflammation, oxidative stress and glycemic control in chronic diseases (2020)

https://doi.org/10.1186/s12986-020-00485-5

 

프로폴리스는 식물에서 수집된 천연 수지물질로, 꿀벌이 왁스와 혼합하여 만든 끈적한 물질이다. 과거부터 항염증, 항산화, 항균 등의 건강상 효능으로 인해 대체의학에서 많이 사용되어 왔다. 특히 만성질환이 증가하면서, 이러한 자연 물질의 보조 요법으로서의 역할에 관심이 높아지고 있다. 해당 리뷰 논문은 프로폴리스가 염증 억제, 산화 스트레스 감소, 혈당 조절에 미치는 영향을 세포 및 분자 수준에서 분석하고 만성질환 관리에 프로폴리스를 활용할 가능성을 평가하였다.

 

1. 프로폴리스의 주요 성분과 특성

• 구성 성분: 프로폴리스는 수백 가지 활성 성분을 포함하고 있으며, 주요 성분으로는 코마린, 페놀류, 스테로이드, 아미노산, 폴리페놀이 있다. 이들 성분은 주로 항산화 및 항염 작용을 돕는다.
• 성분의 지역별 차이: 프로폴리스의 화학적 조성은 꿀벌의 종, 지역, 계절에 따라 달라지며, 세계 각지에서 채집된 프로폴리스는 지역에 따라 항산화 효과가 다르게 나타난다. 특히 브라질산 그린 프로폴리스와 유럽의 프로폴리스는 높은 항산화 능력으로 주목받고 있다.
• 주요 활성 성분: 카페산 페네틸 에스테르(CAPE)는 프로폴리스의 주요 활성 성분 중 하나로, 염증 억제와 항암 효과가 뛰어나다. 이는 아라키돈산의 대사 경로에 관여하는 효소들을 억제하여 염증 유발 물질의 생성을 방해한다.

3. 항산화 효과와 기전

• 항산화 작용 원리: 프로폴리스는 다양한 실험 방법을 통해 항산화 효과가 입증되었으며, 이 효과는 합성 항산화제와 비타민 C와 유사한 방식으로 작용한다. 프로폴리스에는 갈릭산 및 케르세틴 등 항산화 성분이 풍부하여 활성 산소(ROS)와 자유 라디칼을 제거하는 데 중요한 역할을 한다.
• 주요 항산화 성분: 프로폴리스의 주요 항산화 성분인 플라보노이드와 폴리페놀은 세포 산화를 억제하고, 산화 스트레스 관련 질환에서 보호 작용을 나타낸다. 연구에 따르면, 브라질산 그린 프로폴리스는 3,5-디카페오일퀸산, 아르테필린 C 등 성분을 통해 강력한 항산화 활성을 보이며, 이탈리아 및 러시아산 프로폴리스도 높은 폴리페놀 함량으로 유사한 효과를 나타낸다.
• 추출 용매에 따른 항산화 차이: 프로폴리스의 항산화 효과는 추출에 사용된 용매의 종류에 따라 다르며, 고농도의 에탄올로 추출한 프로폴리스가 항산화력이 더 높다는 연구 결과가 있다. 이는 용매가 프로폴리스 내 특정 항산화 물질의 추출 효율에 영향을 미치기 때문이다.

4. 염증 억제 기전

• 염증의 정의와 기전: 염증은 외부 자극으로 인한 세포 손상에 대한 보호 반응으로, 주로 면역 세포와 혈관 조직이 관여한다. 염증 과정에서는 대식세포가 활성화되어 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1, IL-6)을 방출하며, 이는 NF-kB 경로를 통해 염증을 지속시킨다.
• 프로폴리스의 염증 억제 효과: 프로폴리스는 이러한 염증성 사이토카인의 생성을 억제하고 항염증성 사이토카인(IL-10, IL-4)의 생성을 촉진하여 염증을 조절한다. CAPE는 NF-kB와 AP-1과 같은 주요 염증 경로를 차단하여 염증 반응을 줄이며, 혈관과 조직 손상을 예방한다.
• 세포 실험 결과: Jurkat 세포를 대상으로 한 실험에서 CAPE가 NF-kB의 DNA 결합을 억제하고, 염증성 유전자 발현을 감소시키는 것으로 나타났다. CAPE는 또한 단핵세포와 호중구와 같은 염증 세포의 침투를 줄이고, 세포 내 염증 경로를 억제하는 효과가 확인되었다.

5. 혈당 조절과 당뇨 관리

• 혈당 조절의 중요성: 당뇨병 환자에서 혈당 조절은 합병증 예방과 생존율 향상에 중요한 역할을 한다. 당화혈색소(HbA1c)와 공복 혈당(FBG)은 당뇨병의 상태를 나타내는 주요 지표로, 이들 지표의 개선은 당뇨병 환자의 예후를 향상시킨다.
• 프로폴리스의 혈당 개선 효과: 연구에 따르면 프로폴리스 보충제가 제2형 당뇨병 환자의 공복 혈당과 HbA1c 수치를 유의미하게 감소시키는 것으로 나타났다. 이는 프로폴리스가 인슐린 민감성을 개선하고, 세포 내 글루코스 흡수를 촉진하기 때문으로 추정된다. 예를 들어, 1000mg의 프로폴리스를 3개월간 복용한 결과, 인슐린 저항성이 개선되었으며, 혈당 조절이 효과적으로 이루어진 것으로 보고되었다.
• 메커니즘: 프로폴리스는 간에서의 글리코겐 분해를 억제하고 장 내 글루코스 흡수를 줄이며 근육과 같은 말초 조직에서 인슐린에 민감한 포도당 수송체(GLUT-4)를 활성화함으로써 혈당을 조절한다. 또한, 베타 세포에서 인슐린 분비를 촉진하는 것으로도 알려져 있다.

6. 만성 염증성 장 질환과 기타 질병에 미치는 영향

• 장질환에 대한 효과: 연구에 따르면 프로폴리스는 장의 염증 반응을 억제하고 장 세포의 산화 스트레스를 줄여 궤양성 대장염 등 만성 염증성 장 질환의 개선에 도움을 준다. 이러한 효과는 CAPE가 NF-κB의 활성화를 억제함으로써 이루어지며 염증성 사이토카인의 생성을 감소시켜 장염 증상을 완화시킨다.
• 간질환 예방: 일부 동물 연구에서 브라질산 그린 프로폴리스가 간 세포 손상을 억제하고 염증성 유전자 발현을 줄이는 것으로 나타났으며, 이는 간 손상 예방에 기여할 가능성을 보여준다.

 

 

그래프 설명

1. Inflammatory Markers (TNF-α, hs-CRP)

   • 염증 표지자(TNF-α, hs-CRP)의 변화를 나타낸다. 시간이 지남에 따라 염증 수준이 점차 감소하는 경향을 보이며, 이는 프로폴리스의 항염 효과가 염증 완화에 도움이 될 수 있음을 시사한다.

2. Antioxidant Levels (GSH, Total Polyphenols):

   • 항산화 수준(GSH, 총 폴리페놀)의 변화를 보여준다. 시간이 지남에 따라 항산화 성분의 수치가 상승하는 것을 확인할 수 있다. 이는 프로폴리스가 산화 스트레스를 줄이고 세포 보호에 기여할 수 있다는 것을 의미한다.

3. Fasting Blood Glucose

   • 공복 혈당 수치를 나타낸다. 시간이 지나면서 혈당이 점차 감소하는 추세를 보이며, 이는 프로폴리스가 혈당 조절에 긍정적인 영향을 미칠 가능성을 보여준다. 당뇨 관리에 있어서도 중요한 시사점을 제공한다.

4. HbA1c:

   • 마지막 그래프는 HbA1c의 변화를 나타낸다. HbA1c는 장기적인 혈당 조절 지표로 사용되며, 시간이 지남에 따라 이 수치가 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 프로폴리스가 장기적인 혈당 관리에도 도움이 될 수 있음을 암시한다.

 

결론

프로폴리스는 항산화와 항염증 특성을 통해 만성질환 관리에서 중요한 역할을 할 가능성이 있다. 그 자체로 강력한 천연 항염제로 작용하며, 당뇨병, 염증성 질환 등에서 보조 치료제로 활용될 수 있다. 그러나 지역별 성분 차이와 복용량의 변동성 때문에, 최적의 효과를 위해서는 표준화된 연구와 추가 검토가 필요하다.

 

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