• Title/Summary/Keyword: 산화효소

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Effects of Lycopene on the Expression of Lipid Metabolism, Glucose Transport and Pro-Inflammatory Related Genes in Chickens (라이코펜 첨가 급여가 닭의 지방대사, 포도당 수송 및 친염증 유전자 발현에 미치는 영향)

  • Jang, In Surk;Moon, Yang Soo
    • Korean Journal of Poultry Science
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    • v.42 no.3
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    • pp.231-238
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    • 2015
  • The present study aimed to investigate the effects of lycopene on hepatic metabolic- and immune-related gene expression in laying hens. A total of 48 25-week-old White Leghorn hens were randomly allocated into four groups consisting of four replicates of three birds: control (basal diet), T1 (basal diet + 10 mg/kg of tomato powder-containing lycopene), T2 (basal diet + 10 mg/kg of micelles of tomato powder-containing lycopene), and T3 (basal diet + 10 mg/kg of purified lycopene). Chickens were fed ad libitum for 5 weeks, and then total RNA was extracted from the livers for quantitative RT-PCR analysis. Peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$ (PPAR${\gamma}$) expression was decreased in the liver of chickens after lycopene supplementation (P<0.05). Micellar lycopene supplementation decreased the expression of PPAR${\gamma}$ target genes including fatty acid binding protein 4 (FABP4) and fatty acids synthase (FASN) in the T2 group (P<0.05). Sterol regulatory element-binding protein 2 (SREBP2) and C/EBP-${\alpha}$ were also downregulated in hens fed with micellar lycopene (P<0.05). Glucose transporter 8 (GLUT-8) was upregulated in the T2 and T3 groups (P<0.05). However, the expression of carnitine palmitoyltransferase 1 (CPT-1) was not changed by lycopene supplementation. Pro-inflammatory cytokines such as tumor necrosis factor ${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) and interleukin 6 (IL-6) were downregulated by lycopene supplementation (P<0.05). These data suggest that the type of lycopene supplementation is critical and that micelles of tomato powder-containing lycopene may play an important role in the modulation of lipid metabolism and immunity in chickens.

Antioxidant activity of ethanol extract of Lycium barbarum's leaf with removal of chlorophyll (클로로필을 제거한 영하구기엽 에탄올 추출물의 항산화 활성)

  • Kim, Ji Eun;Bae, Su Mi;Nam, You Ree;Bae, Eun Young;Ly, Sun Yung
    • Journal of Nutrition and Health
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    • v.52 no.1
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    • pp.26-35
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    • 2019
  • Purpose: The aim of this study was to estimate the antioxidant activities of 50%, 70%, and 100% ethanol extracts of Lycium barbarum leaf and chlorophyll removal extract. Methods: The antioxidant activities were estimated by measuring total polyphenol content and by assays of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfate) (ABTS) radical scavenging activities and ferric reducing antioxidant power (FRAP). In addition, reactive oxygen species (ROS) production, DNA fragmentation, and antioxidant enzyme (superoxide dismutase and catalase) activities of the extracts were measured in hydrogen peroxide ($H_2O_2$)-stressed HepG2 cells. Results: The total polyphenol content, DPPH and ABTS radical scavenging activities, and FRAP value of the extracts increased in an ethanol concentration-dependent manner. The antioxidant activities of the chlorophyll-removal extracts were much higher than those of the chlorophyll-containing extracts. Cytotoxicity was not observed in HepG2 cells with extracts up to $1,000{\mu}g/mL$. All extracts inhibited ROS production in a concentration-dependent manner from $31.3{\mu}g/mL$ and inhibited DNA damage at $250{\mu}g/mL$. The SOD and catalase activities of cell lines treated with the extracts and $H_2O_2$ were similar to those of normal cells, indicating a strong protective effect. Conclusion: Lycium barbarum leaf extracts had high antioxidant activities and protected $H_2O_2$-stressed HepG2 cells. Since the chlorophyll-removal extract exhibited higher antioxidant activities than the chlorophyll-containing ones and the cytoprotective effect was similar, chlorophyll removal extract of Lycium barbarum leaf could be developed as ingredients of functional food and cosmetics.

The Effect of Exercise Intensity on Changes in Neuronal Nitric Oxide Synthase Expression in the Hippocampus and Cerebral Cortex of Obese Mice (고지방식이로 유도된 비만 마우스의 해마 및 대뇌피질에서 운동강도에 따른 nNOS 발현의 변화)

  • Baek, Kyung-Wan
    • Journal of Life Science
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    • v.29 no.1
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    • pp.18-28
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    • 2019
  • Recent studies reported that obesity upregulated the expression of neuronal nitric oxide synthase (nNOS) and regulated particular behavior patterns in animal models. They also reported that ameliorated the increase in nNOS expression and decreased depression and anxiolytic effects. Thus, exercise seems to be an effective strategy for improving brain function by downregulating nNOS. However, the immune response differs greatly, depending on the exercise intensity. The aim of the present study was to investigate differences in brain nNOS expression in obese C57BL/6 mice that performed exercise of different intensities. Obesity was induced in 6-wks-old mice (n=35) by feeding a 60%-fat diet for 6-wks. A control (CON) group (n=14) was fed a normal diet. At the end of the induction 6-wks period of obesity, seven animals in the CON group and obesity-induced group were sacrificed to confirm obesity induction (preliminary experiments and confirmation of visceral fat accumulation). The remaining animals were then used in an 8-wks exercise intervention. Other than the CON (n=7), the obesity-induced animals were divided into the following groups: high-fat diet (HFD, n=7), HFD-low intensity (HFD-LI, n=7, 12 m/min for 75 min), HFD-moderate intensity (HFD-MI, n=7, 15 m/min for 60 min), and HFD-high intensity (HFD-HI, n=7, 18 m/min for 50 min). The exercise was performed on an animal treadmill. The expression of the nNOS protein in the hippocampus was significantly higher in the HFD group as compared with that in the CON group (p<0.01). However, there was no difference in the hippocampal expression of the nNOS protein in the other exercise groups as compared with that in the CON group. In contrast, nNOS expression in the HFD-HI group was significantly lower than that in the HFD-LI group (p<0.05). The expression of phosphorylated Akt (pAkt) was significantly higher in all the exercise groups as compared with that in the CON and HFD groups. There was no difference in the expression of pAkt in the cerebral cortex among groups, and the expression of pAkt in the cerebellum was significantly higher in the HFD-HI group as compared with that in the CON group (p<0.05). There were also no between-group differences in pAkt expression in the cerebellum among the various exercise groups. In conclusion, nNOS seems to be overexpressed in response to obesity, and it appears to be downregulated by exercise. Relatively high-intensity exercise may be effective in improving brain function by downregulating nNOS.

Protective effect of matcha green tea (Camellia sinensis) extract on high glucose- and oleic acid-induced hepatic inflammatory effect (고당 및 올레산으로 유도된 간세포에서의 염증반응에 대한 말차(Camellia sinensis) 추출물의 보호효과)

  • Kim, Jong Min;Lee, Uk;Kang, Jin Yong;Park, Seon Kyeong;Shin, Eun Jin;Moon, Jong Hyun;Kim, Min Ji;Lee, Hyo Lim;Kim, Gil Han;Jeong, Hye Rin;Park, Hyo Won;Kim, Jong Cheol;Heo, Ho Jin
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.53 no.3
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    • pp.267-277
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    • 2021
  • To evaluate hepatoprotective effects, the antioxidant capacities of matcha green tea extract (Camellia sinenesis) were compared to those of green leaf tea and the anti-inflammatory activities in HepG2 cells were investigated. Evaluation of the total phenolic and total flavonoid content, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, and inhibitory effect on lipid peroxidation indicated that the aqueous extract of matcha green tea presented significant catechin content and antioxidant capacity compared to those of green leaf tea. In addition, the extract had considerable inhibitory effects on α-glucosidase, α-amylase, and advanced glycation end-products. The matcha green tea extract significantly increased cell viability and reduced reactive oxygen species in H2O2- and high-glucose-treated HepG2 cells. Furthermore, in response to oleic acid-induced HepG2 cell injury, treatment with matcha green tea aqueous extract inhibited lipid accumulation and regulated the expression of inflammatory proteins such as p-JNK, p-Akt, p-GSK-3β, caspase-3, COX-2, iNOS, and TNF-α. Matcha green tea could be used as a functional material to ameliorate hepatic lipid accumulation and inflammation.

Potassium Physiology of Upland Crops (밭 작물(作物)의 가리(加里) 생리(生理))

  • Park, Hoon
    • Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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    • v.10 no.3
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    • pp.103-134
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    • 1977
  • The physiological and biochemical role of potassium for upland crops according to recent research reports and the nutritional status of potassium in Korea were reviewed. Since physical and chemical characteristics of potassium ion are different from those of sodium, potassium can not completely be replaced by sodium and replacement must be limited to minimum possible functional area. Specific roles of potassium seem to keep fine structure of biological membranes such as thylacoid membrane of chloroplast in the most efficient form and to be allosteric effector and conformation controller of various enzymes principally in carbohydrate and protein metabolism. Potassium is essential to improve the efficiency of phoro- and oxidative- phosphorylation and involve deeply in all energy required metabolisms especially synthesis of organic matter and their translocation. Potassium has many important, physiological functions such as maintenance of osmotic pressure and optimum hydration of cell colloids, consequently uptake and translocation of water resulting in higher water use efficiency and of better subcellular environment for various physiological and biochemical activities. Potassium affects uptake and translocation of mineral nutrients and quality of products. potassium itself in products may become a quality criteria due to potassium essentiality for human beings. Potassium uptake is greatly decreased by low temperature and controlled by unknown feed back mechanism of potassium in plants. Thus the luxury absorption should be reconsidered. Total potassium content of upland soil in Korea is about 3% but the exchangeable one is about 0.3 me/100g soil. All upland crops require much potassium probably due to freezing and cold weather and also due to wet damage and drought caused by uneven rainfall pattern. In barley, potassium should be high at just before freezing and just after thawing and move into grain from heading for higher yield. Use efficiency of potassium was 27% for barley and 58% in old uplands, 46% in newly opened hilly lands for soybean. Soybean plant showed potassium deficiency symptom in various fields especially in newly opened hilly lands. Potassium criteria for normal growth appear 2% $K_2O$ and 1.0 K/(Ca+Mg) (content ratio) at flower bud initiation stage for soybean. Potassium requirement in plant was high in carrot, egg plant, chinese cabbage, red pepper, raddish and tomato. Potassium content in leaves was significantly correlated with yield in chinese cabbage. Sweet potato. greatly absorbed potassium subsequently affected potassium nutrition of the following crop. In the case of potassium deficiency, root showed the greatest difference in potassium content from that of normal indicating that deficiency damages root first. Potatoes and corn showed much higher potassium content in comparison with calcium and magnesium. Forage crops from ranges showed relatively high potassium content which was significantly and positively correlated with nitrogen, phosphorus and calcium content. Percentage of orchards (apple, pear, peach, grape, and orange) insufficient in potassium ranged from 16 to 25. The leaves and soils from the good apple and pear orchards showed higher potassium content than those from the poor ones. Critical ratio of $K_2O/(CaO+MgO)$ in mulberry leaves to escape from winter death of branch tip was 0.95. In the multiple croping system, exchangeable potassium in soils after one crop was affected by the previous crops and potassium uptake seemed to be related with soil organic matter providing soil moisture and aeration. Thus, the long term and quantitative investigation of various forms of potassium including total one are needed in relation to soil, weather and croping system. Potassium uptake and efficiency may be increased by topdressing, deep placement, slow-releasing or granular fertilizer application with the consideration of rainfall pattern. In all researches for nutritional explanation including potassium of crop yield reasonable and practicable nutritional indices will most easily be obtained through multifactor analysis.

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홍삼 유래 성분들의 면역조절 효능

  • Jo, Jae-Yeol
    • Food preservation and processing industry
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    • v.8 no.2
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    • pp.6-12
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    • 2009
  • 면역반응은 외부 감염원으로부터 신체를 보호하고 외부감염원을 제거하고자 하는 주요항상성 유지기전의 하나이다. 이들 반응은 골수에서 생성되고 비장, 흉선 및 임파절 등에서 성숙되는 면역세포들에 의해 매개된다. 보통 태어나면서부터 얻어진 선천성 면역반응을 매개하는 대식세포, 수지상 세포 등과, 오랜기간 동안 감염된 다양한 면역원에 대한 경험을 토대로 얻어진 획득성 면역을 담당하는 T 임파구 등이 대표적인 면역세포로 알려져 있다. 다양한 면역질환이 최근 주요 사망률의 원인이 되고 있다. 최근, 암, 당뇨 및 뇌혈관질환 등이 생체에서 발생되는 급 만성염증에 의해 발생된다고 보고됨에 따라 면역세포 매개성 염증질환에 대한 치료제 개발을 서두르고 있다. 또한 암환자의 급격한 증가는 암발생의 주요 방어기전인 면역력 증강에 대한 요구들을 가중시키고 있다. 예로부터 사용되어 오던 고려인삼과 홍삼은 기를 보호하고 원기를 회복하는 명약으로 알려진 대표적인 우리나라 천연생약이다. 특별히, 홍삼은 단백질과 핵산의 합성을 촉진시키고, 조혈작용, 간기능 회복, 혈당강하, 운동수행 능력증대, 기억력 개선, 항피로작용 및 면역력 증대에 매우 효과가 좋은 것으로 보고되고 있다. 홍삼에 관한 많은 연구에 비해, 현재까지 홍삼이 면역력 증강에 미치는 효과에 대한 분자적 수준에서의 연구는 매우 미미한 것으로 확인되어져 있다. 홍삼의 투여는 NK 세포나 대식세포의 활성이 증가하고 항암제의 암세포 사멸을 증가시키는 것으로 확인되어졌다. 현재까지 알려진 주요 면역증강 성분은 산성다당류로 보고되었다. 또 한편으로 일부 진세노사이드류에서 항염증 효능이 확인되어졌으며, 이를 통해 피부염증 반응과 관절염에 대한 치료 효과가 있는 것으로 추측되고 있다 [본 연구는 KT&G 연구출연금 (2009-2010) 지원을 받아 이루어졌기에 이에 감사드린다]. 면역반응은 외부 감염물질의 침입으로 유도된 질병환경을 제거하고 수복하는 중요한 생체적 방어작용의 하나이다. 이들 과정은 체내로 유입된 미생물이나 미세화학물질들과 같은 독성물질을 소거하거나 파괴하는 것을 주요 역할로 한다. 외부로 부터 인체에 들어온 이물질에 대한 방어기전은 현재 두 가지 종류의 면역반응으로 구분해서 설명한다. 즉, 선천성 면역 반응 (innate immunity)과 후천성 면역 반응 (adaptive immunity)이 그것이다. 선천성 면역반응은 1) 피부나 점막의 표면과 같은 해부학적인 보호벽 구조와 2) 체온과 낮은 pH 및 chemical mediator (리소자임, collectin류) 등과 같은 생리적 방어구조, 3) phagocyte류 (대식세포, 수지상세포 및 호중구 등)에 의한 phagocytic/endocytic 방어, 그리고 4) 마지막으로 염증반응을 통한 감염에 저항하는 면역반응 등으로 구분된다. 후천성 면역반응은 획득성면역이라고도 불리고 특이성, 다양성, 기억 및 자기/비자기의 인식이라는 네 가지의 특징을 가지고 있으며, 외부 유입물질을 제거하는 반응에 따라 체액성 면역 반응 (humoral immune response)과 세포성 면역반응 (cell-mediated immune response)으로 구분된다. 체액성 면역은 침입한 항원의 구조 특이적으로 생성된 B cell 유래 항체와의 반응과 간이나 대식세포 등에서 합성되어 분비된 혈청내 보체 등에 의해 매개되는 반응으로 구성되어 있다. 세포성 면역반응은 T helper cell (CD4+), cytotoxic T cell (CD8+), B cell 및antigen presenting cell 중개를 통한 세포간 상호 작용에 의해 발생되는 면역반응이다. 선천성 면역반응의 하나인 염증은 우리 몸에서 가장 빈번히 발생되고 있는 방어작용의 하나이다. 예를 들면 감기에 걸렸을 경우, 환자의 편도선내 대식세포나 수지상세포류는 감염된 바이러스 단독 혹은 동시에 감염된 박테리아를 상대로 다양한 염증성 반응을 유도하게 된다. 또한, 상처가 생겼을 경우에도 감염원을 통해 유입된 병원성 세균과 주위조직내 선천성 면역담당 세포들 간의 면역학적 전투가 발생되게 된다. 이들 과정을 통해, 주위 세포나 조직이 손상되면, 즉각적으로 이들 면역세포들 (주로 phagocytes류)은 신속하게 손상을 극소화하고 더 나가서 손상된 부위를 원상으로 회복시키려는 일련의 염증반응을 유도하게 된다. 이들 반응은 우리가 흔히 알고 있는 발적 (redness), 부종 (swelling), 발열 (heat), 통증 (pain) 등의 증상으로 나타나게 된다. 즉, 손상된 부위 주변에 존재하는 모세혈관에 흐르는 혈류의 양이 증가하면서 혈관의 직경이 늘어나게 되고, 이로 인한 조직의 홍반과, 부어 오른 혈관에 의해 발열과 부종이 초래되는 것이다. 확장된 모세혈관의 투과성 증가는 체액과 세포들이 혈관에서 조직으로 이동하게 하는 원동력이 되고, 이를 통해 축적된 삼출물들은 단백질의 농도를 높여, 최종적으로 혈관에 존재하는 체액들이 조직으로 더 많이 이동되도록 유도하여 부종을 형성시킨다. 마지막으로 혈관 내 존재하는 면역세포들은 혈판 내벽에 점착되고 (margination), 혈관벽의 간극을 넓히는 역할을 하는 히스타민 (histamine)이나 일산화질소(nitric oxide : NO), 프로스타그린딘 (prostagladins : PGE2) 및 류코트리엔 (leukotriens) 등과 같은 chemical mediator의 도움으로 인해 혈관벽 사이로 삼출하게 되어 (extravasation), 손상된 부위로 이동하여 직접적인 외부 침입 물질의 파괴나 다른 면역세포들을 모으기 위한 cytokine (tumor necrosis factor [TNF]-$\alpha$, interleukin [IL]-1, IL-6 등) 혹은 chemokine (MIP-l, IL-8, MCP-l등)의 분비 등을 수행함으로써 염증반응을 매개하게 된다. 염증과정시 발생되는 여러 mediator 중 PGE2나 NO 및 TNF-$\alpha$ 등은 실험적 평가가 용이하여 이들 mediator 자체나 생성관련효소 (cyclooxygenase [COX] 및 nitric oxide synthase [NOS] 등)들은 현재항염증 치료제의 개발 연구시 주요 표적으로 연구되고 있다. 염증 반응은 지속기간에 따라 크게 급성염증과 만성염증으로 나뉘며, 삼출물의 종류에 따라서는 장액성, 섬유소성, 화농성 및 출혈성 염증 등으로 구분된다. 급성 염증 (acute inflammation)반응은 수일 내지 수주간 지속되는 일반적인 염증반응이라고 볼 수 있다. 국소반응은 기본징후인 발열과 발적, 부종, 통증 및 기능 상실이 특징적이며, 현미경적 소견으로는 혈관성 변화와 삼출물 형성이 주 작용이므로 일명 삼출성 염증이라고 한다. 만성 염증 (chronic inflammation)은, 급성 염증으로부터 이행되거나 만성으로 시작된다. 염증지속 기간은 보통 4주 이상 장기화 된다. 보통 염증의 경우에는 염증 생성 cytokine인 Th1 cytokine (IL-2, interferone [IFN]-$\gamma$ 및 TNF-$\alpha$ 등)의 생성 후, 거의 즉각적으로 항 염증성 cytokine인 Th2 cytokine(IL-4, IL-6, IL-10 및 transforming growth factor [TGF]-$\beta$ 등)이 생성되어 정상반응으로 회복된다. 그러나, 어떤 원인에서든 면역세포에 의한 염증원 제거 반응이 문제가 되면, 만성염증으로 진행된다. 이 반응에 주로 작용을 하는 염증세포로는 단핵구와 대식세포, 림프구, 형질세포 등이 있다. 암은 전세계적으로 사망률 1위의 원인이 되는 면역질환의 하나이다. 산화적 스트레스나 자외선 조사 혹은 암유발 물질들에 의해 염색체내 protooncogene, tumor-suppressor gene 혹은 DNA repairing gene의 일부 DNA의 돌연변이 혹은 결손 등이 발행되면 정상세포는 암화과정을 시작하게 된다. 양성세포 수준에서 약 5에서 10여년 후 악성수준의 암세포가 생성되게 되면 이들 세포는 새로운 환경을 찾아 전이하게 되는데 이를 통해 암환자들은 다양한 장기에 동인 오리진의 암세포들이 생성한 종양들을 가지게 된다. 이들 종양세포는 정상 장기의 기능을 손상시켜며 결국 생명을 잃게 만든다. 이들 염색체 수준에서의 돌연변이 유래 암세포는 거의 대부분이 체내 면역시스템에 의해 사멸되는 것으로 알려져 있다. 그러나 계속되는 스트레스나 암유발 물질의 노출은 체내 면역체계를 파괴하면서 최후의 방어선을 무너뜨리면서 암발생에 무방비 상태를 만들게 된다. 이런 이유로 체내 면역시스템의 정상적 가동 및 증강을 유도하게 하는 전략이 암예방시 매우 중요한 표적으로 인식되면서 다양한 형태의 면역증강 물질 개발을 시도하고 있다. 인삼은 두릅나무과의 여러해살이 풀로써, 오랜동안 한방 및 민간에서 원기를 회복시키고, 각종 질병을 치료할 수단으로 사용되고 있는 대표적인 전통생약이다. 예로부터 불로(不老), 장생(長生), 익기(益氣), 경신(經身)의 명약으로 구전되어졌는데, 이는 약 2천년 전 중국의 신농본초경(神農本草經)에서 "인삼은 오장(五腸)을 보하고, 정신을 안정시키고, 혼백을 고정하며 경계를 멈추게 하고, 외부로부터 침입하는 병사를 제거하여주며, 눈을 밝게 하고 마음을 열어 더욱 지혜롭게 하고 오랫동안 복용하면 몸이 가벼워지고 장수한다" 라고 기술되어있는 데에서 유래한 것이다. 다양한 연구를 통해 우리나라에서 생산되는 고려인삼 (Panax ginseng)이 효능 면에서 가장 탁월한 것으로 알려져 있으며 특별이 고려인삼으로부터 제조된 고려홍삼은 전세계적으로도 그 효능이 우수한 것으로 보고되어 있다. 대부분의 홍삼 약효는 dammarane계열의 triterpenoid인 ginsenosides라고 불리는 인삼 saponin에 의해 기인된 것으로 알려져 있다. 이들 화합물군의 기본 골격에 따라, protopanaxadiol (PD)계 (22종) 및 protopanaxatriol (PT)계 (10종)으로 구분되고 있다 (표 1). 실험적 접근을 통해 인삼의 약리작용 이해를 위한 다양한 노력들이 경주되고 있으나, 여전히 많은 부분에서 충분히 이해되고 있지 않다. 그러나, 현재까지 연구된 인삼의 약리작용 관련 연구들은 심혈관, 당뇨, 항암 및 항스트레스 등과 같은 분야에서 인삼효능이 우수한 것으로 보고하고 있다. 그러나 면역조절 및 염증현상과 관련된 최근 연구결과들은 많지 않으나, 향후 다양하게 연구될 효능부분으로 인식되고 있다.

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