- 닥터오라클 권한솔 학술연구원
(서울대학교 생명과학과 석사)
병풀이라고 하며 학명으로는 센텔라 아시아티카[Centella
asiatica] 라고 불리우는 이 식물은 습기가 있는 곳에서 자랍니다.
7~8월에 개화하며, 열매를 맺기도 합니다. 한국, 일본, 중국, 인도 등 포함한 아시아 지역 그리고 미국동부 지역에 분포합니다.
병풀의 또 다른 명칭으로는 적설초, asiatic pennywort, indian pennywort 등이 있으며 인도에서는 Gotu kola라고도 불리웁니다.
<센텔라 아시아티카>
센텔라 추출물은 경구제로 사용시 정맥 순환 장애와 관련된 증상을 개선하는 약물로, 외용제로 사용시 상처나, 피부궤양의 보조적 치료제로 사용됩니다.
센텔라 추출물은 혈관의 결합조직을 강화하고 콜라겐 형성을 증가시켜 작용합니다.
센텔라 아시아티카는 옛 중국에서도 활용 되었으며 주로 상처 치유나 항산화 효능으로 사용 되었습니다.
옛 중국 의사들의 기록에 의하면 백반증의 치료나 염증성 색소침착을 치료하기 위해 사용되었습니다 (Lu et al. 2017).
한국에선 센텔라를 옛말로 호랑이풀이라고도 했는데 이는 상처 입은 호랑이가 뒹굴었던 풀이라고 해서 붙여진 이름입니다.
병풀추출물의 유효성분은 마데카소사이드(madecassoside), 아시아티코사이드(asiaticoside), 마데카식애시드(madecassic-), 아시아틱애시드(asiatic-) 입니다.
이 외에도 오환성의 트리테르페노이드계 사포닌(Pentacyclic triterpenoid saponin) 종류가 여럿 포함 되어 있는데 이들을 일컬어 센텔로이드(centelloid)라고 하기도 합니다.
센텔로이드들은 아시아티코사이드와 마데카소사이드, 아시아틱애시드, 마데카식애시드 이외에도, 센텔로사이드(centelloside), 브라모사이드(brahmoside),
브라미노사이드(brahminoside), 탄큐니사이드(thankuniside), 스케폴리오사이드(sceffoleoside), 센텔로오즈(centellose) 뿐만 아니라 산 종류로서 브라믹(brahmic-),
센텔릭(centellic-) 애시드가 있습니다 (Irawan et al. 2011).
1. 병풀추출물의 구조:
유효성분들은 pantacyclic triterpenes의 구조를 띕니다. (유효성분: 마데카소사이드, 아시아티코사이드, 마데카식애시드, 아시아틱애시드)
-사포닌(saponins): 마데카소사이드, 아시아티코사이드, -트리테르펜(triterpenes): 아시아틱애시드, 마데카식애시드
<마데카소사이드>
<마데카식 애시드>
<아시아티코사이드>
<아시아틱애시드>
사포닌이란?
식물은 거의 존재하는 모든 물질을 합성 할 수 있습니다. 보통 식물이 합성한 화학 물질은 해당식물을 일용하는(consume)하는 미생물,
곤충 및 초식 동물에 대한 식물의 방어-메커니즘(defence mechanism)으로서 활용됩니다. 일반적으로, 식물은 각 부위마다 다양한 활성 성분을 함유 할 수 있습니다.
식물유래 유효성분 중 ‘사포닌’이 있으며, 전통적으로 천연계면활성제로 사용되었습니다.
‘사포닌’이라는 명칭은 라틴어 ‘sapo’ 즉 ‘soap’(비누)라는 의미로 유래한 것으로 사포닌은 발포제와 유화제의 고유 한 특성을 나타 냅니다.
스테로이드계, 트리테르페노이드계 사포닌은 제약 산업에서 스테로이드 호로몬으로부터 하여 식품 첨가물로 활용에 이르기까지
여러 산업 응용 분야에서 사용될 수 있습니다. 사포닌은 또한 상이한 생물학적 활성을 나타냅니다 (Zhang et al. 2017).
트리테르펜이란?
트리테르펜은 다양한 식물 유래 천연 물질 중 가장 일반적인 분류군 중 하나입니다. 복잡한 분자구조를 지녀 대부분 인위적인 합성에 있어 제한적입니다.
단순 트리테르펜은 겉면의 왁스나 특수화된 멤브레인의 구성분이며 신호 전달 분자로서 잠재적으로 작용할 수 있는 반면,
복잡한 글리코실화된 티르테르펜(glycosylated
triterpenes)는 병원체 및 해충에 맞서 보호 작용을 합니다.
단순하고 접합된 형태의 트리테르펜(simple
and conjugated triterpenes)은 식품, 건강 및 생명 고학 분야까지 광범위하게 적용됩니다 (Osbourn et al. 2014).
2. 병풀추출물의 효능
주효능 - 피부 재생, 항균, 항염, 항산화, 피부톤 개선
부가효능 - 피부 보호, 피부결 개선, 민감도 개선, 피부 컨디션 개선, 피부 보습, 피부 노화 예방, 피부 생기, 피부 장벽 강화
① 섬유아세포 급증 (Fibroblast proliferation) - 피부 재생
② 콜라겐 생성 촉진 (promote collagen synthesis) – 탄력(increase elasticity)
③ 여드름 개선 (improve acne condition) – 항균 (균마다 억제 효과가 차이가 있음; Lee et
al. 2018)
④ 세포내 섬유결합소(fibronectin-세포접착성 단백질로 연결 및 강화, 상처 딱지) 함량 증가(increase levels of fibronectin and aids in new skin cell formation on wounded area) – 피부 결 개선, 피부 재생, 피부 보호, 피부톤 개선
⑤ 신생 세포 증식률 증가(Increase mitotic activity in the germ layer) --> migration rate 증가로 따른 인장강도 개선 – 피부톤 개선 신세포 인장강도(tensile strength-세포내 강도) 개선
⑥ 세포 인장강도(tensile
strength-세포내 강도) 개선 (enhance tensile strength in new cells) (콜라겐 생성으로 인하여 축 늘어진 피부 saggy à firm) – 피부 결/톤 개선, 민감도 개선, 생기, 피부 보호
⑦ 화상, 건선, 피부경화증, 흉터 및 작은 상처의 치료 (burns, psoriasis, scleroderma, and treatment of scars and small wounds) – 피부 재생
⑧ 비후성 흉터(흉터가 튀어나온 상태로 굳음 반대로 ‘위축성’은 상처가 패인상태로남는것) 와 켈로이드(상처에 섬유조직이 비정상적으로 밀집되어 성장하는 질환)의 발열증상 억제 (inhibit inflammation reaction on hypertrophic scars and kelloid) → 셀룰라이트, 튼살 개선 – 피부 재생, 피부톤 개선, 피부결 개선
⑨ 항균 (균에 따라 작용 정도가 다름) (Lee et
al. 2018)
⑩ 사이토카인에 의해 유도된 염증 반응에 대한 진정 효과 (inhibit inflammatory phase of hypertrophic scars and keloids) - 항염 (=진정),
anti-pyretic(열감 해소)
⑪ 항당화 (Antiglycation by prevention of glycation, targeting in a pleiotropic and complementary way the biochemical and cellular bases of skin aging) – 피부 노화 예방
⑫ 항산화 - phenolic constituents, especially the flavonoids, have high antioxidant capacity due to its properties of oxidation-reduction which plays an important role in the adsorption or neutralization of free radicals showing raised biological protection. (Barbosa et al. 2009) – ROS 제거
⑬ 독소 제거 – 높은 농도에서 사용 시 Cytotoxic activity 촉진 - (Barbosa et al. 2009) - 피부 노화 예방
⑭ UV/햇살로 인한 photoaging 억제 – 피부 노화 예방
⑮ 항암 - free radicals are involved in the establishment of cancer, the AE containing asiaticoside and other phenolic constituents can act reducing the number of free radicals (antioxidant activity) – 강한 항산화 작용이 암 예방
표 1. 대한화장품협회에 공식적으로 등록된 병풀추출물 관한 내용입니다.
<세포외기질>
위 그림에서 섬유결합소(fibronectin)는 세포표면, 결합조직, 혈액 중에 존재하는 당단백질로 세포가 콜라겐에 연결되어지는 방법으로서 상처가 회복 되어 질 때 콜라겐의 안코링(anchoring) 역할을 도와줍니다.
<피부 세포 회전율>
*병풀추출물 주기능인 세포 수와 세포 회전율 증가는 곧 피부 노화 예방이다.
피부세포는 14일~28일만에 재생되며, 표피의 가장 아래층인 기저층에서 태어난 세포는 한달 정도 지난 뒤 각질이 되어 탈락합니다. 사멸 세포는 매초 탈락하며, 신생세포는 매초 생성되는 것입니다. 신생세포의 수와 사멸세포의 수가 일정 수준 유지 되어야, 그 비율이, 젊음 피부 유지에 작용하는 중요 요소입니다.
하지만 신생세포의 곗수 << 사멸 세포의 곗수 가 되면 우리 피부에 신생세포의 양보다 사멸 세포의 양이 더 많아짐으로 피부 노화의 주요 원인이 됩니다. 다시 말해 신생세포의 비율이 떨어지면, 노화가 진행이 되는 것입니다. 따라서 신생 세포의 비율을 끌어올려주는 병풀추출물로서 신생세포의 비율을 올려 주면 안티에이징이 가능합니다.
크림이나 각종 색조화장품 등에 자주 사용되는 방부제는 세포 사멸을 유도합니다. 자주 사용하는 화장품 라인에서 방부제만 제외하여도 세포의 수명을 늘려줄 수 있습니다. 세포사멸 요인을 줄여주며, 신생세포의 비율을 올려주는 것이 피부 노화 관리의 기본입니다.
*병풀추출물과 항균.
'...병풀 추출물은 Propioni-bacterium acnes, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pyogenes에 대하여 항균활성을 확인하였으며 특히 S. pyogenes의 경우에는 병풀추출물에 의한 경우에만 다소 강한 항균활성을 나타내었으며 곰팡이(C.
albicans)의 경우에는 병풀과 오미자의 처리에 따른 항균활성은 확인하지 못하였다. 하지만 P. acnes와 S. epidermidis는 오미자 추출물과 유사한 수준이었으며 S. aureus에 대하여서는 병풀 추출물이 오미자에 비하여 오히려 낮은 수준의 항균력을 나타내었다. 한편 오미자추출물에 의하여 뚜렷한 항균력을 나타낸 Bacillus cereus, Escherichia coli, Vibrio parahaemolyticus균주에 대하여 병풀 추출물은 항균력을 학인 할 수가 없었다. 특이하게도 P. acnes는 병풀 또는 오미자의 단일 추출물로 처리했을 때 보다 병풀과 오미자 혼합추출물 (4 : 1)에서 상승효과를 보이는 것으로 나타나 추후 이에 대한 보다 세밀한 연구가 필요한 것으로 조사되었습니다....’ (Lee
et al. 2018)
*병풀추출물과 피부 노화
당화는 포도당 또는 다른 내성(endogenous) 환원당이 비효소(nonenzymatically)적으로 단백질 또는 지질에 결합 할 때 발생합니다. 이 뿐만 아니라 UV에 피부가 노출되는 과정으로서도 증폭되어 생체 분자의 기능을 손상시켜 단단함과 탄력이 떨어지는 피부, 즉, 늘어지는 피부로 만들어, 결국 주름에 더 취약한 피부로 만듭니다. 실제로, 혈류에 의해 운반되는 과도한 양의 당은 소위 고급 당화 최종 생성물(AGE;
advanced glycation end-products)의 형성을 초래하며, 이렇게 생성된 AGE분자가 인체내 장기를 형성하는 조직 단백질과 반응하게 되면, “캐러맬화”(caramelization) 과정과 비슷한 화학반응이 일어나 AGE분자가 들러붙은 조직이 단단하게(hardening) 되어 조직 경화의 원인이 됩니다 (Lati et al. 2014).
*병풀추출물의 효능에 대한 연구
마데카소사이드만이 병풀 유래 트리테르펜으로서 콜라겐3의 생성을 촉진 시키는 것으로 확인 되었습니다. 그 외 병풀 유효성분들, 아시아티코사이드, 아시아틱애시드, 마데카식애시드는 콜라겐1 생성을 촉진 시키는 것으로 확인 되었습니다(Bonte et al. 1995; Lati et al. 2013).
2017년 Oncotarget에 발표된 자료에 의하면 과산화수소(H2O2)로 조성된 산화 환경에 마데카소사이드 사용시 멜라닌세포(melanocyte) 활성화(dendrite reaction)가 억제 되었으며, 산화 환경으로 인한 멜라닌세포 내 미토콘드리아 손상을 약화 시키는 것으로도 확인 되었습니다. 마데카소사이드는 항산화 작용으로 색소 침착을 저해 한다는 내용으로 산화 작용으로 발생한 백반증의 치료로 마데카소사이드를 사용할 수 있다는 연구결과를 포함하고 있습니다 (Lu et al. 2017).
최근 발표된 연구자료에 의하면 병풀추출물은 자외선으로 인한 피부노화, 셀룰라이트, 튼살(striae) 에 사용 될 수 있습니다 (Brzezińska et al. 2013; Irawan et al. 2011).
병풀 유래 아시아티코사이드는
