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The Effects of Epimedii Herba on a Hypothyroidism Rat Model induced by PTU(6-Propyl, 2-thiouracil).
The Effects of Epimedii Herba on a Hypothyroidism Rat Model induced by PTU(6-Propyl, 2-thiouracil).
Journal of Pharmacopuncture. 2011. Oct, 14(4): 13-22
Copyright ©2011, KOREAN PHARMACOPUNCTURE INSTITUTE
This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
  • Accepted : November 30, 2011
  • Published : October 30, 2011
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About the Authors
Min-Jin Hong
Byung-Choel Lee
Young-Min Ahn
Se-Young Ahn
ajhj@unitel.co.kr

Abstract
Objectives:
The symptoms of hypothyroidism are fatigue, cold intolerance, arthralgia, muscle cramps, dry skin and etc. Although hypothyroidism is a relatively common endocrinical disease, we do have many difficulties treating it effectively. The symptoms of hypothyroidism are similar to those of Yang-deficiency in Oriental medicine. Epimedii Herba is a popular herb that has the effect of tonifying the kidney and strengthening Yang in Oriental medicine. In this study, we investigated the therapeutic effects of Epimedii Herba on a hypothyroidism rat model induced by PTU(6-Propyl, 2-thiouracil).
Methods:
24 two-month-old Spargue-Dawley(SD) rats were divided into 4 groups: 1) normal(n=6), 2) PTU-induced hypothyroidism control(n=6), 3) hypothyroidism rat treated with Epimedii Herba (n=6), 4) hypothyroidism rat treated with levothyroxine(n=6). PTU was administered for 4 weeks, Epimedii Herba and levothyroxine was administered for 2 weeks after PTU was initiated for a total duration of 2 week. At the end of the experiment, blood samples from all the rats were taken from their hearts and were analyzed.
Results:
In comparison with normal group, the PTU-induced control group significantly showed hypothyroidism with low T3, T4 and high TSH. In Epimedii Herba group, T4 was significantly increased(p<0.05). There was no significant difference in TSH between the Epimedii Herba treatment group and the control group. And no significant differences were observed in biochemical labs and weight between the Epimedii Herba group and the control group.
Conclusions:
These results suggest that Epimedii Herba could help thyroid cells to produce thyroid hormones. And no significant side effects related with Epimedii Herba were found, suggesting that it is safe to administer. According to these results, Epimedii Herba may be a safe alternative medicine for hypothyroidism.
Keywords
I. 서론
갑상선기능저하증이란 갑상선호르몬의 부족으로 인해 말초조직의 대사가 저하된 상태를 말한다. 갑상선은 생체 대사에 있어 매우 중요한 역할을 담당하는데, 갑상선호르몬의 효과는 신체내의 거의 모든 조직에서 나타나며 대사와 발달에 결정적인 역할을 한다 1 - 3) . 갑상선기능저하증 환자들의 임상소견은 다양하며 전형적으로 피로, 무력감, 기억력 감퇴, 손발저림, 한불내성(cold intolerance), 관절통, 근육통, 근육경련, 부종, 피부건조, 월경부조, 서맥 등이 나타난다 4 , 5) .
韓醫學에서 腎은 先天의 根本이며 人身之本이다. 특히 腎陽은 인체 陽氣의 근본이자 先天의 眞火로서 인체 열에너지의 원천이 되어 체내 각 장부 조직의 생리활동을 溫照, 推動하는 작용을 한다 6) . 腎陽이 虛衰하면 氣血의 運化가 무력해져서 面部에 上達하지 못하므로 面色이 蒼白해지고 肢體가 陽氣의 溫暖함을 받지 못하므로 形寒肢冷하게 된다. 또한 骨과 骨髓가 充養되지 못하여 정신상태가 不振해지고 頭昏耳鳴하며 腰膝酸軟하게 되며, 腎이 精을 藏하여 生殖之源이 되므로 腎陽이 부족해지면 陽事를 鼓動시키지 못하여 남성의 陽痿症, 여성의 不姙症을 유발하기도 한다. 또한 頻尿혹은 尿少浮腫등 腎陽의 不足으로 氣化作用이 실조된 증상이 나타나기도 한다. 舌質은 淡淡하면서 두툼해지고 苔白하며 脈이 沈遲하거나 兩尺脈이 무력한 것도 모두 腎陽이 부족한 象이다 7) .
갑상선기능저하증의 서양의학의 치료로는 일반적으로 갑상선 호르몬 보충요법이 시행되는데 2 , 3 , 8) 대부분의 환자는 Levothyroxine을 평생 복용해야 하며, 약을 충분히 보충하여 혈청 TSH 농도가 정상으로 회복되어도 증상이 호전되지 않는 경우도 있다 3 , 8 , 9) . 또한 용량 조절 필요성과 심장 질환 유발 가능성 등으로 문제가 되기도 한다 10 , 11) . 따라서 최근에는 갑상선기능저하증에 대한 韓醫學的치료에 관심이 높아지는 추세에 있다.
淫羊藿(Epimedii Herba)은 매자나무과(小蘗科;Berberidaceae)에 속하는 多年生草本인 淫羊藿 Epimedium bervicornum Maxim, 箭葉淫羊藿E.sagittatum (S. et Z.) Maxim 및 삼지구엽초 E. koreanum Nakai의 全草로“性은 溫하고, 味는 辛甘하다. 肝, 腎經으로 歸經하여 補腎壯陽, 祛風除濕의 효능이 있어 陽痿不擧, 小便淋瀝, 筋骨攣急, 半身不遂, 腰膝無力, 風濕痺痛, 四肢不仁, 更年期高血壓등을 치료한다”고 알려져 있다 12) . 이처럼 淫羊藿은 溫腎壯陽의 효능이 강하여 腎陽不足으로 인한 남성의 陽痿와 여성의 자궁발육부전 및 風寒痺痛등의 병증에 많이 응용되어 온 약물이다 12) . 또한 실험적으로 면역증강 작용 13) , 항산화 작용, 항노화 작용 14) 등이 보고되었으며, 淫羊藿을 포함한 복합제제로 쥐의 피로 개선 효과 15) 와 갑상선기능저하증 토끼에 영향을 준 연구 결과 18) 등을 참고하였을 때, 淫羊藿 단일약물로 갑상선기능저하증 개선 효과가 있을 것으로 추측하였다.
이에 저자는 淫羊藿의 갑상선기능저하증에 대한 효능과 안전성을 입증하기 위해 PTU 투여로 유발된 갑상선기능저하증 모델 Rat을 이용하여 37) 갑상선 관련 호르몬, 생화학 및 혈액학적 지표를 관찰해보고자 하였다.
- 1. 검체의 제조
총량 1,000g의 淫羊藿( Epimedii Herba )을 1,500㎖의 80% 에탄올에 넣어 heating mantle로 2시간 동안 가열 추출하고 여과한 여액을 500㎖ 플라스크에 applicator를 이용하여 넣은 후 filter로 걸러내었다. 걸러진 여과액을 Rotary evaporator (Model NE-1, 東京理化學株式會社, Japan)로 건조시키고, 동결 건조된 약제 1차 추출물 1g씩을 10㎖의 증류수로 용해시킨 후 95℃ 수조에서 2시간 동안 재차 가열 추출하였다. 이들 추출물을 원심분리용 시험관에 담아 14,000rpm에서 20분간 원심 분리하여 上淸液을 수거하였다. 이 上淸液을 직경 0.2㎛의 필터에 통과시켜 여과 멸균하였으며, 사용할 때까지 -70℃에 보관하였다. 淫羊藿의 최종 수거율은 19.7%였다.
- 2. PTU유발 갑상선기능저하증 동물 모델의 제작
생후 2개월 된 200±20g의 Sprague-Dawley系male rat(중앙실험동물, Korea)를 구입하여 12시간씩 낮과 밤이 교대되는 환경으로 40~70%의 습도를 유지하며 cage에서 1주일간 사육하여 적응기를 거쳤으며, 먹이와 물은 자유롭게 먹도록 하였다. 그 후 정상군을 제외한 모든 동물군에 6-Propyl, 2-thiouracil(water supplement(Ca# P3755, 10g, sigma)) 400㎎을 H 2 O 40㎖에 녹여 rat 체중 100g당 0.2㎖/day씩 4주간 경피주사하여 갑상선기능저하증을 유발시켰다.
- 3. 실험군 배정 및 연구 일정
SD male rat 6마리씩을 정상군(Normal group), 대조군(Control group), 淫羊藿투여군 및 양성대조군(Thyroxine(LT4) 투여군)으로 나누어 진행하였다. 정상군(Normal group)을 제외한 나머지 군들은 PTU(6-Propyl, 2-thiouracil)를 총 4주간 경피주사하여 갑상선기능저하증을 유발시켰다. 淫羊藿투여군은 PTU 경피주사 개시 2주 후부터 淫羊藿을 생리식염수에 현탁하여 500 ㎎/㎏의 용량으로 Zonde를 이용하여 1日1回2주간 경구로 투여하였다. 대조군(Control group)은 PTU 경피주사 개시 2주 후부터 실험군과 동량의 생리식염수를 경구로 투여하였다. 양성대조군(LT4 투여군)은 PTU 경피주사 개시 2주 후부터 Levothyroxine (CA# T2376, 1g, sigma)을 0.5N NaOH isotonic saline에 250㎎/500㎖의 농도로 희석하여 rat 체중 100g당 0.1㎖/day의 용량으로 2주간 복강 내 주사하였다 ( Table 1 , Fig. 1 ).
Structure of the ExperimentaaEach parenthesis represents the route of administration. s.c.,subcutaneous injection; i.p.,intraperitoneal; p.o.,oral administration. LT4b, Levothyroxine 0.1㎖/100g treatment group. Epimediic,Epimedii Herba500㎎/㎏ treatment group.
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Structure of the Experimenta aEach parenthesis represents the route of administration. s.c.,subcutaneous injection; i.p.,intraperitoneal; p.o.,oral administration. LT4b, Levothyroxine 0.1㎖/100g treatment group. Epimediic, Epimedii Herba 500㎎/㎏ treatment group.
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The experimental schedule for this study
- 4. 체중 측정
체중측정은 실험 개시일에 최초 측정을 하였고, 이후 매주 1회씩과 실험종료일 마지막 sampling하기 전에 측정하였다.
체중측정은 아침 사료 공급 전에 일괄적으로 전자저울(CAS 2.5D, Korea)을 이용하여 시행하였으며, 측정 시 rat의 움직임에 따른 체중 오차를 최소화하기 위해 플라스틱 bowl에 rat을 올려놓고, rat가 안정 상태에 이르러 나타나는 체중을 기록하였다.
- 5. 생화학적 혈액검사
실험 시작 4주째 rat의 심장에서 10cc씩 채혈을 시행하여 3,000rpm에서 20분간 원심분리한 다음 上淸液을 얻어 -40℃에 보관한 후 AST(Aspartate Transaminase), ALT(Alanine Transaminase), ALP(Alkaline Phosphatase), BUN(Blood Urea Nitrogen), Creatinine, Glucose, Albumin, Protein, Total Cholesterol, HDL-Cholesterol, LDL-Cholesterol, Triglyceride 등의 생화학 분석을 시행하였다.
- 6. 혈청 중 T3, T4와 TSH 측정
혈청 중 T3, T4와 TSH 측정은 각각 Rodent T3 ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) test kit (Endocrine technologies Inc., USA. 이하 제작사 동일), Rodent T4 ELISA test kit와 Rodent TSH ELISA test kit를 사용하였다. 실험 마지막 날 채혈하여 3,000rpm에서 20분간 원심분리한 후 上淸液을 얻어 -40℃에 보관하였다.
T3의 측정은 T3-antibody로 코팅된 microtiter wells에 준비된 샘플 50㎕씩과 standard T3 solution을 분주한 다음 100㎕ T3 HRP(Horseradish Peroxidase)-conjugate, 100㎕ TBM color solution, 50㎕ 2N HCl stop solution을 각각 분주한 후 ELISA reader를 사용하여 450nm에서 각각의 흡광도를 측정하여 T3를 측정하였다. T4와 TSH 측정 역시 유사한 방법으로 T4-antibody와 TSH-antibody로 코팅된 microtiter wells에 준비된 샘플 100㎕씩과 standard T4 및 TSH solution을 분주한 다음 100㎕ T4 및 TSH enzyme conjugate, 100 ㎕ TBM color solution, 50㎕ 2N HCl stop solution을 각각 분주한 후 ELISA reader을 사용하여 450nm에서 각각의 흡광도를 측정하여 T4와 TSH를 측정하였다.
- 7. 갑상선 조직의 조직병리학적 평가
마지막 투약 다음날 체중을 측정하고 채혈 후 rat를 희생시켜 갑상선을 수술로 절제하였다. 채취된 갑상선을 10% 중성 완충 포르말린 용액에 고정하고 70%, 80%, 95%, 100% 에탄올에 차례로 담가 탈수시킨 다음 파라핀 용액에 담가 파라핀 블록을 만들었다. 이후 microtome을 이용하여 4㎛의 두께로 각 갑상선조직을 관상으로 절편하여 gelatin coated slide에 부착시켰다. 이렇게 만들어진 조직절편들은 조직염색을 위해 xylene에 담가 파라핀을 제거하고, 100%, 95%, 80%, 70% 에탄올, 증류수에 차례로 담가 재수화(rehydration)시켰다. 재수화된 조직은 Hematoxyline-Eosin (HE)으로 염색하여 컴퓨터와 연결된 고해상도 카메라가 부착된 광학현미경(Olympus BX-50, Olympus Optical, Tokyo, Japan)이용하여 각각의 디지털 영상을 얻고, 400배 확대하여 비교하였다.
- 8. 통계 분석
통계학적 비교분석은 GraphPad PRISM statistical package(ver 4.03, Graphpad software inc., San Die go, USA)를 이용하여 각 군 간의 비교는 one-way analysis of variance(ANOVA)에 이어 Tuckey’s post-hoc test로 사후 검증하였다. 각각의 수치는 평균 ± 표준편차 (mean ± S.D.)로 표시했으며, 양방 검정 유의도(Twotailed p value)는 p 값이 <0.05 수준일 때를 기준으로 하였다.
- III. 결과
- 1. 淫羊藿에 의한 체중 변화
淫羊藿이 갑상선기능저하증 rat의 체중에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험 시작일부터 매주 1회씩 4주간에 걸쳐 총 5회 체중 측정을 시행하였다. 연구 시작 시점에 시행한 정상군, 대조군, 실험군 간의 체중 측정 결과 각 군 간 통계학적 유의성 있는 차이는 없었다.
연구 종료 후 체중은 대조군의 체중변화가 정상군에 비해 적었으나 통계학적 유의성은 없었다. 대조군과 LT4 투여군, 대조군과 淫羊藿투여군의 체중변화 사이에도 통계학적 유의성 있는 차이는 없었다 ( Table 2 ).
Body Weight of Each Experimental Group
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Body Weight of Each Experimental Group
- 2. 淫羊藿에 의한 간기능 변화
淫羊藿이 갑상선기능저하증 rat의 간기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 혈중 ALP, AST, ALT를 측정하였다. 연구 종료 시점에서 정상군과 대조군 간 전 항목에서 통계학적 유의성 있는 차이는 없었다.
대조군과 LT4 투여군 간 AST항목에서 LT4 투여군은 69.2±12.25IU/L으로 대조군의 117.5±42.44IU/L에 비해 통계학적 유의성 있게 낮았다(p<0.05). ALP, ALT는 모든 군에서 통계학적 유의성 있는 차이가 없었다( Table 3 ).
Biochemical Analysis of Alkaline Phosphatase, Aspartate Transaminase and Alanine Transaminase in Each Experimental Group*Significantly different from the control group at p0.05
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Biochemical Analysis of Alkaline Phosphatase, Aspartate Transaminase and Alanine Transaminase in Each Experimental Group *Significantly different from the control group at p0.05
- 3. 淫羊藿에 의한 신기능 변화
갑상선기능저하증 동물 모델에 투여한 淫羊藿이 신기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 BUN과 Creatinine을 생화학 분석하였다. 연구종료 시점에서 정상군과 대조군 간 통계학적 유의성 있는 차이는 없었다.
대조군과 LT4 투여군 간 BUN항목은 모든 군에서 통계학적 유의성 있는 차이가 없었다. Creatinine항목에서는 LT4 투여군이 0.4±0.08㎎/㎗로 대조군의 0.5±0.04 ㎎/㎗에 비해 통계학적 유의성 있게 낮았다(p<0.05) ( Table 4 ).
Biochemical Analysis of Blood Urea Nitrogen and Creatinine in Each Experimental Group*Significantly different from the control group at p0.05
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Biochemical Analysis of Blood Urea Nitrogen and Creatinine in Each Experimental Group *Significantly different from the control group at p0.05
- 4. 淫羊藿에 의한 혈당 변화
淫羊藿이 갑상선기능저하증 동물 모델의 혈당에 미치는 영향을 알아보았다. 대조군에서는 103.0±32.75㎎/㎗, 정상군에서는 122.2±13.38㎎/㎗로 대조군이 정상군에 비해 혈당이 감소하는 경향성은 있으나 통계학적 유의성 있는 차이는 없었다. 淫羊藿투여군과 LT4 투여군도 대조군과 비교했을 때 통계학적 유의성 있는 차이는 없었다 ( Table 5 ).
Biochemical Analysis of Glucose in each experimental group.
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Biochemical Analysis of Glucose in each experimental group.
- 5. 淫羊藿에 의한 지질대사 변화
淫羊藿이 갑상선기능저하증 동물 모델의 지질대사에 미치는 영향을 알아보기 위해 Total Cholesterol, HDL-Cholesterol, LDL-Cholesterol, Triglyceride를 생화학 분석하였다. 연구 종료 시점에 대조군의 Triglyceride는 43.3±12.66㎎/㎗으로 정상군의 85.5±35.21㎎/㎗에 비해서 통계학적 유의성 있게 낮았다(p<0.05). 이외의 HDL-Cholesterol, LDL-Cholesterol, Total Cholesterol 항목에서 정상군과 대조군 간 차이는 없었다.
대조군과 淫羊藿투여군 간에는 전 항목에서 통계학적 유의성 있는 차이가 없었으나 대조군과 LT4 투여군 간에는 Total Cholesterol 항목에서 LT4 투여군이 53.5±9.65㎎/㎗로 대조군의 76.8±13.70㎎/㎗에 비해 통계학적 유의성 있게 낮았다(p<0.05) ( Table 6 ).
Biochemical Analysis of HDL-Cholesterol, LDLCholesterol, Total Cholesterol and Triglyceride in each experimental group#Significantly different from the normal group at p0.05*Significantly different from the control group at p0.05
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Biochemical Analysis of HDL-Cholesterol, LDLCholesterol, Total Cholesterol and Triglyceride in each experimental group #Significantly different from the normal group at p0.05 *Significantly different from the control group at p0.05
- 6. 淫羊藿에 의한 단백대사 변화
淫羊藿이 갑상성기능저하증 rat의 단백 대사에 미치는 영향을 알아보기 위해 혈중 단백질과 알부민을 측정하였다. 연구종료 시점에서 정상군과 대조군 간 통계학적 유의성 있는 차이는 없었다.
대조군과 LT4 투여군, 대조군과 淫羊藿투여군의 Albumin, Total Protein 수치 사이에도 통계학적 유의성 있는 차이는 없었다 ( Table 7 ).
Biochemical analysis of Albumin and Total Protein in each experimental group
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Biochemical analysis of Albumin and Total Protein in each experimental group
- 7. 淫羊藿에 의한 갑상선기능 변화
淫羊藿이 갑상선기능저하증 rat의 갑상선기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 T3, T4 그리고 TSH를 측정하였다.
정상군과 대조군의 비교에서 대조군의 T3는 0.5±0.05ng/㎖로 정상군의 0.8±0.13ng/㎖에 비해 통계학적 유의성 있게 낮았다(p<0.001). 대조군의 T4도 1.0±0.09㎍/㎗로 정상군의 4.3±0.93㎍/㎗에 비해 통계학적 유의성 있게 낮았다(p<0.001). 대조군의 TSH는 5.1±1.03μIU/㎖로 정상군의 1.7±0.57μ;IU/㎖에 비해 통계학적 유의성 있게 높았다(p<0.001). 따라서 본 동물 실험 모델이 검증되었다.
T3의 측정결과 LT4 투여군과 淫羊藿투여군에서 대조군과 통계학적 유의성 있는 차이는 없었다.
T4의 측정결과 LT4 투여군에서 6.1±1.53㎍/㎗로 대조군의 1.0±0.09㎍/㎗에 비해 통계학적 유의성 있게 높았다(p<0.001). 淫羊藿투여군에서도 T4가 1.3±0.30㎍/㎗으로 대조군과 통계학적 유의성 있게 높았다(p<0.05).
TSH의 측정결과 LT4 투여군에서 1.4±0.35μIU/㎖로 대조군의 5.1±1.03μIU/㎖에 비해 통계학적 유의성 있게 낮았다(p<0.001). 淫羊藿투여군에서는 대조군과 통계학적 유의성 있는 차이가 없었다 ( Table 8 ).
Level of T3, T4 and TSH in each experimental group###Significantly different from the normal group at p0.001***Significantly different from the control group at p0.001*Significantly different from the control group at p0.05
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Level of T3, T4 and TSH in each experimental group ###Significantly different from the normal group at p0.001 ***Significantly different from the control group at p0.001 *Significantly different from the control group at p0.05
- 8. 淫羊藿투여로 인한 갑상선조직의 변화
淫羊藿의 투여가 PTU로 유발된 갑상선기능저하증 Rat의 갑상선 조직에 미친 영향을 알아보기 위해 갑상선을 추출하여 Hematoxyline-Eosin(HE)으로 염색 후 광학현미경 하에서 조직학적으로 평가하였다. 정상군에서는 갑상선을 구성하고 있는 각 소엽과 하위조직인 여포(follicle)의 크기와 모양이 잘 유지되고 있으며, 여포이각 소엽의 크기와 간격 역시 잘 유지되어 있었다. 대조군에서는 여포간의 결합조직이 위축되고 PTU에 의한 갑상선 호르몬의 형성이 억제되어 여포의 모양을 유지하지 못하고 있는 것을 관찰할 수 있었다. 여포내부의 Thyroglobulin과 결합한 colloid가 모두 비어있었으며, 여포사이의 간격도 좁아져 있었다. 갑상선 epithelial cell은 TSH의 자극에 의해 원주형으로 바뀌고, 여포강내의 콜로이드는 분비후 다시 생산되지 않아 비어있었다. LT4 투여군에서는 여포 간 결합조직이 정상군에 비해서는 위축되어있으나, 대조군에 비해 여포강 내 콜로이드의 생성으로 불균일하게나마 여포를 유지하고 있는 것을 관찰할 수 있다. 또한 갑상선 epithelial cell의 증가 및 비후가 대조군에 비해 억제되어 있는 양상이 관찰되었다. 淫羊藿투여군에서는 소포의 모양과 여포 사이 간격이 정상군과 비슷하게 유지되고 있음을 알 수 있었다 ( Fig. 2 ).
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Histology of thyroid gland of Normal, Control, LT4, Epimedii-treated Hypothyroidism rats inducued by PTU. Control, PTU; T4, PTU T4; Epimedii, PTU Epimedii.
- IV. 고찰
5) 와 金 17) 은 갑상선기능저하증의 증상이 韓醫學的으로 浮腫, 虛勞, 行遲, 語遲, 結陽證, ?瘤등의 病證과 유사하다고 보았으며, 杜 5) 와 朴 18) 은 이러한 증상들의 병리를 命門火衰, 腎水不足, 腎陽虛등으로 접근했다. 또한 安 19 , 20) 은 갑상선기능저하증을 脾腎陽虛의 病證과 傷寒六經病證上裏虛寒의 상태인 太陰病이나 少陰病의 범주로 보았다. 그 治法으로는 溫補腎陽, 補益心陽, 溫補脾腎, 補氣補血등이 있고, 치료에는 附子理中湯, 四君子湯, 補中益氣湯, 人蔘湯, 眞武湯, 八味丸, 當歸四逆加吳茱萸生薑湯등 다양한 처방이 활용되고 있다 5 , 20 , 21) .
지금까지 갑상선기능저하증에 관한 韓醫學的치료효과에 대한 연구로는 安全理中湯 21 , 22) , 加減大補湯 23) , 八味地黃湯 24) , 右歸飮 25) , 眞武湯 26) , 當歸四逆湯 27) , 大營煎 28) , 當歸四逆加吳茱萸生薑湯 29) 등 복합처방에 대한 연구와 附子 30) 등의 단일 약재 효과에 대한 연구가 있었다. 또한 人蔘水鍼 31) , 鹿茸水鍼 32) 등 약침의 효과에 관한 연구가 있으며, 치험례 형식의 보고 33) , 갑상선기능저하증의 韓醫學的證型분석 34) 등이 있다.
본 연구에서는 腎陽虛의 증상을 중심으로 갑상선기능저하증을 연구하고자 하였다. 韓醫學에서 腎은 先天의 根本이며 人身之本이다. 특히 腎陽은 인체 陽氣의 근본이자 先天의 眞火로서 인체 열에너지의 원천이 되어 체내 각 장부 조직의 생리활동을 溫照, 推動하는 작용을 한다 6) . 腎陽이 虛衰하면 氣血의 運化가 무력해져서 面部에 上達하지 못하므로 面色이 蒼白해지고 肢體가 陽氣의 溫暖함을 받지 못하므로 形寒肢冷하게 된다. 또한 骨과 骨髓가 充養되지 못하여 정신상태가 不振해지고 頭昏耳鳴하며 腰膝酸軟하게 되며, 腎이 精을 藏하여 生殖之源이 되므로 腎陽이 부족해지면 陽事를 鼓動시키지 못하여 남성의 陽?症, 여성의 不姙症을 유발하기도 한다. 또한 頻尿혹은 尿少浮腫등 腎陽의 不足으로 氣化作用이 실조된 증상이 나타나기도 한다. 舌質은 淡淡하면서 두툼해지고 苔白하며 脈이 沈遲하거나 兩尺脈이 무력한 것도 모두 腎陽이 부족한 象이다 7) . 韓醫學에서 腎陽虛로 분류되는 증상들은 갑상선기능저하증의 증상들과 상당부분 유사점이 있음을 알 수 있다. 이에 예로부터 腎陽虛症을 치료하는 약물이 갑상선기능저하증의 개선 효과가 있는지를 알아보고자 하였다.
淫羊藿(Epimedii Herba)은 매자나무과(小蘗科;Berberidaceae)에 속하는 多年生草本인 淫羊藿Epimedium bervicornum Maxim, 箭葉淫羊藿E.sagittatum (S. et Z.) Maxim 및 삼지구엽초 E. koreanum Nakai의 全草로 “性은 溫하고, 味는 辛甘하다. 肝, 腎經으로 歸經하여 補腎壯陽, 祛風除濕의 효능이 있어 陽?不擧, 小便淋瀝, 筋骨攣急, 半身不遂, 腰膝無力, 風濕痺痛, 四肢不仁, 更年期高血壓등을 치료한다.”고 알려져 있다. 이처럼 淫羊藿은 溫腎壯陽의 효능이 강하여 腎陽不足으로 인한 남성의 陽?와 여성의 자궁발육부전 및 風寒痺痛등의 병증에 많이 응용되어 온 약물이다 12) .
淫羊藿에서 약 20여 종의 flavonoid 화합물이 분리 보고되는데, 활성성분은 icariin 및 noricariin으로 알려져 있다. 이 외에도 lignan 화합물 및 cresyl alcohol, 정유, 지방산 등이 분리 보고되며, 최근 flavonol glycoside인 korepimedoside A 및 B가 국산 淫羊藿에서 분리되었다 35) . 淫羊藿을 포함한 복합제제로 쥐의 피로 개선 효과 15) , 갑상선기능저하증 토끼에 영향을 준 연구 결과 16) 가 있었으며, 淫羊藿의 補陽효능이 갑상선기능저하 쥐에서 뇌베타수용체의 최대 결합능과 산소소비율을 정상 레벨로 개선하였다는 연구 36) 도 보고되었다.
갑상선기능저하증과 한의학적 腎陽虛病證의 유사점에서 腎陽虛症을 개선시키는 효능이 있는 약물이 갑상선기능저하증에도 효과가 있을 것으로 추측하였다. 淫羊藿은 溫腎壯陽의 효과가 강하여 예로부터 腎陽虛症을 치료해 왔으며, 최근의 연구 결과로도 갑상선기능저하증 환자들의 증상들을 개선하는 효과를 기대할 수 있다. 하지만 이제까지 淫羊藿단일 약재로 갑상선기능저하증에 미치는 효능을 연구한 결과는 없었다. 이에 저자는 淫羊藿의 갑상선기능저하증에 대한 효능과 안전성을 입증하기 위해PTU 투여로 유발된 갑상선기능저하증 모델 Rat을 이용하여 갑상선 관련 호르몬, 생화학 및 혈액학적 지표를 관찰해보고자 하였다.
淫羊藿이 갑상선기능에 미치는 영향은 혈청 T3, T4 그리고 TSH의 측정을 통해 관찰하였다. 그 결과, 혈청 T3와 T4는 대조군이 정상군에 비해 통계학적 유의성 있게 낮았고, TSH는 대조군이 정상군에 비해 통계학적 유의성 있게 높았다. 갑상선에 손상이 있어 호르몬 생산이 부족하게 되면 뇌하수체가 이를 인지하여 TSH 분비를 증가시키고, 그 결과 갑상선이 자극되어 T3, T4 생산이 증가한다. 따라서 혈청 T3, T4는 정상으로 회복된다. 이와 같은 보상 상태에서는 혈청 T3, T4 농도는 정상으로 유지되면서 혈청 TSH 농도만 증가한다. 갑상선의 호르몬 생산 능력이 점차 감소하면서 혈청T4 농도가 감소하며, 중등도 갑상선기능저하증에서는 혈청 TSH는 증가하고 혈청 T4는 감소하지만 T3는 정상 또는 정상의 하한선으로 유지된다. 갑상선의 장애가 더 진행되면 T4 생산이 더 감소하여 혈청 T3 농도를 정상으로 유지할 수 없게 되므로 중증 갑상성기능저하증에서는 혈청 TSH는 현저하게 증가하고 T4와 T3 모두 감소한다 2 , 3) . 따라서 본 실험의 모델에서 갑상선기능저하증이 성공적으로 이루어졌음을 알 수 있었다.
T3는 대조군과 실험군에서 통계학적 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다. 이는 갑상선기능저하증을 유발시키기 위해 사용한 PTU가 말초 조직에서 T4가 T3로 전환하는 것을 억제하는 작용을 하기 때문으로 생각된다. T4는 淫羊藿투여군에서 대조군보다 통계학적 유의성 있게 높았다. 따라서 淫羊藿이PTU에 의해 억제된 갑상선호르몬 합성을 촉진하는데 유의한 효과가 있는 것으로 사료된다.
혈청 TSH 측정결과 淫羊藿투여군에서 대조군에 비해 낮은 경향을 보였으나 통계학적 유의성은 나타나지 않았다. LT4 투여군에서만 대조군에 비해 통계학적 유의성 있게 낮았다. 이는 이번 실험에서 淫羊藿을 통한 갑상선호르몬 합성의 증가가 뇌하수체-갑상선 축에 의한 negative feed back을 통한 TSH 감소 영향을 미치지는 못한 것으로 사료된다. 실제 임상에서 갑상선기능저하증의 증가된TSH가 외부에서 공급한 Levothyroxine에 의해서 안정화 되는데 약 6주가 소요된다 22) . 본 실험에서 약물투여기간이 2주였으므로 TSH의 안정화가 나타나기 힘들었을 것으로 추정되므로 추후 6주 이상의 장기간 연구를 통해 TSH 역가의 안정화 및 변화 양상에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다. 또한 통계학적 유의성은 나타나지 않았으나 TSH가 낮은 경향을 보였으며 이전 연구들에서 한약재의 효과가 용량의존적으로 증가한 결과를 보아 淫羊藿의 투여 용량이 충분하지 않았을 가능성도 생각해볼 수 있다.
이상의 결과에서 淫羊藿은 갑상선호르몬 합성을 촉진시키고, 淫羊藿으로 인해 간과 신장에 심각한 독성을 유발시키지 않으며, 혈당, 지질대사와 단백대사에도 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으므로 갑상선기능저하증의 치료에 안전하게 사용할 수 있는 효과적인 치료제로 기대된다. 추후로 갑상선기능저하증과 腎陽虛症의 상관성에 대한 연구가 뒷받침되어야 할 것이며, 補腎陽효능을 가진 약재들을 갑상선기능저하증의 치료제로서 연구해 볼 가치가 있을 것으로 사료된다.
- V. 결론
淫羊藿(Epimedii Herba)이 PTU(6-Propyl, 2-thiouracil)로 유발된 Rat의 갑상선기능저하증에 미치는 효능과 안전성을연구하기위하여淫羊藿투여에따른체중변화, 간독성, 신독성, 혈당, 지질대사, 단백대사에 대한 작용 및 혈청 중 T3, T4, TSH 변화를관찰하여다음과같은결론을얻었다.
1. 淫羊藿투여군은 대조군에 비해 통계학적으로 유의성 있는 체중 변화가 없었다.
2. 淫羊藿투여군은대조군에비해간독성, 신독성이없었다.
3. 淫羊藿투여군은 대조군에 비해 통계학적으로 유의성 있는 혈당과 지질대사 및 단백대사에 대한 영향이 없었다.
4. 淫羊藿투여군은 대조군에 비해 통계학적으로 유의성 있는 혈청 갑상선호르몬(T4) 농도 증가가 있었다.
이상의 실험결과를 종합해 볼 때, 淫羊藿은 갑상선호르몬 합성을 촉진시키고, 淫羊藿으로 인해 간과 신장에 심각한 독성을 유발시키지 않으며, 혈당, 지질대사와 단백대사에도 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으므로 갑상선기능저하증의 치료에 안전하게 사용할 수 있는 효과적인 치료제로 기대된다. 추후로 갑상선기능저하증과 腎陽虛症의 상관성에 대한 연구가 뒷받침되어야 할 것이며, 補腎陽효능을 가진 약재들을 갑상선기능저하증의 치료제로서 연구해 볼 가치가 있을 것으로 사료된다.
Acknowledgements
This study was sponsored by the Ministry of Health and Welfare. (Identification number: B090061)
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