한국한의학연구원(이하 한의학연)은 한약연구부 채성욱 박사 연구팀이 곤충 추출물의 자외선으로 인한 피부 광노화 개선 효과를 동물 실험으로 밝히고 그 작용 기전을 과학적으로 규명했다고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘뉴트리언츠(Nutrients)’에 2019년 5월 23일 게재됐다.

햇볕은 우리 몸의 체온 유지, 피부 살균 작용, 비타민 D 합성 등의 긍정적 작용을 한다. 과한 햇볕 노출은 피부 화상, 광 민감성 피부염, 피부 광노화(Photoaging)를 일으키며 심각하게는 피부암을 유발할 수 있다.

연구팀은 햇볕에 의한 피부 광노화 개선을 위해 최근 미래 식·약용품으로 각광받고 있는 곤충에 주목했다. 곤충은 한의학에서 오랜 세월 사용한 약재로 다양한 서적에서 자료를 찾아볼 수 있다. 특히 동의보감 탕액편 충부(蟲部)에서 곤충을 비롯한 양서류, 파충류, 연체동물, 절지동물, 갑각류, 조개류에 이르기까지 95종의 약재를 소개한다. 그 중 우리 주변에서도 쉽게 볼 수 있는 벌, 사마귀, 매미, 개구리, 굼벵이, 누에 등의 질환별 효능이 서술되어 있다.

문헌 지식을 바탕으로 연구 수행 … 피부 광노화 개선 효과 규명

연구팀이 활용한 곤충은 장수풍뎅이 애벌레, 흰점박이 꽃무지 애벌레, 갈색거저리 애벌레, 쌍별귀뚜라미다. 해당 곤충은 식품의약품안전처 식품 공전에 등록되며 안전성이 입증되었으며 미래 식품으로서 가치가 인정된 식품 원료다.

연구팀은 자외선(UVB) 처리로 피부 광노화를 유도한 실험쥐 모델에서 장수풍뎅이 애벌레, 흰점박이 꽃무지 애벌레, 갈색거저리 애벌레, 쌍별귀뚜라미 4종의 추출물을 각각 12주간 경구 투여하며 피부 광노화 개선을 관찰했고, 그 결과 곤충 추출물을 투여한 실험군에서 자외선에 의해 감소된 피부 보습 효과가 개선됨을 확인했다. 피부 광노화를 유도한 대조군의 경피수분손실량(이하 TEWL, Transepidermal water loss)이 정상군에 비해 2배 정도 증가한 데 반해 네 가지 곤충 추출물을 각각 투여한 실험군의 경우 모두 회복된 수치를 보였다. 특히 흰점박이 꽃무지 추출물을 투여한 실험군의 경우 TEWL 수치가 대조군에 비해 최대 44%까지 낮아지며 뚜렷한 개선 효과를 보였다.

기전 연구 통해 보다 명확한 논지 제안

연구팀은 작용 기전을 알아보고자 대표적인 피부 보습 관련 인자를 확인하였다. 그 결과 실험군이 대조군에 비해 히알루론산(Hyaluronic acid)이 최대 2.4배 증가하며 피부보습효과가 개선됨을 밝혔다. 히알루론산(Hyaluronic acid)은 대표적인 피부보습 관련 인자로 다량의 물과 결합하여 겔을 만드는 성질이 있다.

자외선에 의해 증가된 표피층의 두께 및 콜라겐 조직 손상 또한 곤충 추출물 투여에 의해 개선됐다. 특히 정상군에 비해 1.5배 두꺼워진 대조군의 표피 두께가 곤충 추출물 투여 후 최대 33%까지(갈색거저리 추출물) 개선됨을 확인했다.

곤충 추출물, 한약재로서 잠재적 가치를 새롭게 창출

자외선으로 인해 손상된 콜라겐은 기질단백분해효소인 MMP(Matrix Metalloproteinases, 산화적 손상이나 자외선에 의해 생성되며 콜라겐 손상에 영향을 주는 단백 분해 효소)효소 생성이 감소하며 개선된다는 작용 기전도 확인하였다. 곤충 추출물을 투여한 네 가지 실험군 모두 대조군에 비해 MMP 수치가 감소했으며 특히 흰점박이 꽃무지 추출물 투여 시 수치가 89%까지 감소하는 것으로 나타났다.

이외에도 곤충 추출물이 항산화 효소인 SOD(Superoxide Dismutase, 초과산화이온을 산소와 과산화수소로 바꿔주는 효소로 산소에 노출된 세포에서 항산화 작용을 수행) 의 생성을 최대 50%까지 증가시키고 이를 통해 염증 유발 인자로 콜라겐 분해를 촉진해 주름 생성 등 피부 노화를 유발하는 IL-1β의 생성을 68%까지 감소시킨다는 사실도 확인했다.

연구책임자인 한약연구부 채성욱 책임연구원은 “곤충은 한약재로서 잠재적 가치가 매우 큰 자원”이라며 “다양한 질환의 예방 및 치료 연구에 곤충 자원을 활용할 수 있도록 지속적인 노력을 할 것”이라고 밝혔다.

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