의학에서의 피톤치드의 이용

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구강병원균에 대한 편백 피톤치드의 항균작용

(강수경, 신미경, 어규식, 전양현, 홍정표)

 

피톤치드란 식물을 수증기 증류하거나 압축하여 얻는 추출액인 정유의 휘발성 방향성분을 말한다. 그중에서도 편백나무의 피톤치드는 세균, 진균 등 다양한 미생물에 대한 향균작용이 있다고 알려져 있다.

 

그런데 아직까지 피톤치드가 구강미생물에 대한 편백 피톤치드의 향균효과는 알려진 바가 없기 때문에 본 논문에서는 편백 피톤치드를 치과영역에 활용할 수 있는지 실험하기 위하여 실험을 진행하였다.

 

피톤치드의 최소억제농도(MIC)를 측정하기 위해 우선 실험균주를 24시간 배양한 후 배양 균액의 일정액을 새 BHI 액체배지에 접종하여 피톤치드를 0~1.0%씩 첨가하여 피톤치드의 향균효과를 관찰하였다.

 

S.mutans GS5의 경우 피톤치드가 없을 때 흡광도는 1.244였으며 피톤치드의 첨가량이 많을수록 흡광도는 감소하였으며 0.5% 첨가되었을 때 0.003으로 측정되어 S. mutans GS5에 대한 피톤치드의 MIC는 0.5%로 결정되었다. S. sobrinus 6715는 S. mutans GS5보다 피톤치드에 대한 감수성이 낮게 나타났다.

 

피톤치드가 없을 때 흡광도는 1.286이었고 피톤치드가 0.5% 이상 첨가되어야 흡광도가 크게 떨어져 0.106로 나타났다. 피톤치드가 0.75% 첨가되어도 S. sobrinus의 흡광도는 큰 차이를 보이지 않다가 1.0%가 첨가되어야 0.03으로 떨어졌다. 따라서 S. sobrinus 6715에 대한 피톤치드의 MIC는 1.0%로 결정되었다.

 

피톤치드를 첨가하지 않고 24시간 배양한 A. actinomycetemcomitans Y4 의 경우 흡광도는 1.463이었으나 피톤치드를 적게 첨가하여도 A. actinomycetemcomitans Y4의 흡광도는 크게 감소하여 0.05%일 때0.826이었다. 피톤치드의 첨가량을 증가시키면 점차적으로 흡광도가 감소하여 피톤치드가 0.2% 첨가되었을 때 흡광도는 0.035로 나타나 A. actinomycetemcomitans Y4에 대한 피톤치드의 MIC는 0.2%로 결정되었다.

 

피톤치드를 세균과 함께 배양하였을 때 S. mutans GS5의 생균수는 100 ㎕당 4.14 × 10(7승)이었으나, 피톤치드와 함께 배양했을 때는 생균수가 크게 줄어 피톤치드 첨가량이 0.5%일 때 생균수는 100 ㎕에 단지 75개로 거의 완전히 사멸(99.9% 이상)하였다. 따라서 S. mutans GS5에 대한 피톤치드의 MBC는 0.5%로 결정하였다.

 

피톤치드를 첨가하지 않고 24시간 배양한 대조군 S. sobrinus 6715의 경우는 생균수가 100 ㎕당 2.36 ×10(7승) 이었다. S. sobrinus는 피톤치드의 첨가량이 MIC 농도인 1%이상이 되어야 생균수가 크게 감소하였다. 피톤치드 첨가량이 1%일 때 생균수는 2.90 × 10(6승) 이었고 2%일 때 생균수는 100 ㎕에 945개로 거의 모두사멸(99.9% 이상)하였다. 따라서 S. sobrinus 6715에 대한 피톤치드의 MBC는 2%로 결정하였다.

 

피톤치드를 첨가하지 않고 24시간 배양한 대조군 A. actinomycetemcomitans Y4의 생균수는 100 ㎕당 8.19 × 10(8승)이었고, 피톤치드의 첨가량이 0.05%일 때

생균수가 5.93 × 107로 생존율은 7.24%였다. MIC 농도인 0.2%로 피톤치드가 첨가되면 생균수가 크게 감소하여 100 ㎕당 94개에 불과하여 거의 모두 사멸(99.9% 이상)한 것으로 나타남으로써 0.2%를 MBC 농도로 결정하였다.

 

항생제 감수성 변화 실험에서는 피톤치드가 첨가되어도 S. mutans GS5는 amoxicillin, cefotaxime, penicillin, tetracycline에 대한 감수성에는 전혀 변화가 없었다. 그러나ampicillin에 대해서는 대조군 S. mutans GS5를 사용했을 때(28.3 ㎜)와 비교하면 피톤치드와 함께 배양한S. mutans GS5는 항생제 감수성 검사에서 억제환의 크기가 32.7 ㎜로 유의성(P<0.0044)있게 증가하였다.

 

S. sobrinus 6715는 피톤치드가 첨가되었을 때 cefotaxime와 tetracycline에 대한 감수성에는 변화가없었다. 피톤치드를 첨가하지 않고 배양한 대조군 S.sobrinus에 대한 penicillin 억제환의 크기는 26.0 ㎜,피톤치드를 첨가하고 배양한 S. sobrinus를 사용했을때는 28.7 ㎜로 유의성이 있는 증가를 보였다.

 

(P<0.017). Ampicillin의 경우, 대조군 S. sobrinus6715를 사용했을 때(38.0 ㎜)와 비교하면 피톤치드와 함께 배양한 S. sobrinus 6715는 항생제 감수성 검사에서 억제환의 크기가 41.3 ㎜로 유의성(P<0.020)있게 증가하였다. 한편 amoxicillin에 대한 감수성에도 변화가 있는 것으로 나타났다. 피톤치드가 없을 때 억제환의 크기가 33.7 ㎜이었으나 피톤치드와 함께 배양했을 때 형성된 억제환의 크기는 35.3 ㎜로 유의성(P<0.025)이 있는 증가를 보였다.

 

A. actinomycetemcomitans Y4는 S. mutans나 S.sobrinus와 달리 피톤치드가 첨가되어도 항생제 감수성에 변화가 거의 없었다. 다만 amoxicillin과cefotaxime에 대한 감수성을 다소 증가시켰으나 유의성은 없었다.

이러한 항균 효과를 실험하면서 1. Streptococcus mutans GS5에 대한 피톤치드의 최소억제농도(minimum inhibitory concentration;MIC)는 0.5%, Streptococcus sobrinus에 대해서는 1%, Actinobacillus actinomycetemcomitans에 대해서는 0.2%였다.

 

2. Streptococcus mutans GS5에 대한 피톤치드의 최소살균농도(minimum bactericidal concentration;MBC)는 0.5%, Streptococcus sobrinus 6715는 2%로 측정되었고, Actinobacillus actinomycetemcomitans Y4에 대한 피톤치드의 MBC는 0.2%로 측정되었다.

 

3. 피톤치드에 노출된 실험균주에 대한 항생제 감수성 실험에서 피톤치드를 적용했을 경우, Streptococcus mutans GS5와 Streptococcus sobrinus6715는 ampicillin에 대한 감수성이 유의성 있게 증가하였다. Streptococcus sobrinus 6715의 경우는 penicillin과 amoxicillin에 대한 감수성도 피톤치드에 의해 유의성 있게 증가하였다.

 

반면, Actinobacillus actinomycetemcomitans Y4는 amoxicillin과 cefotaxime에 대한 감수성이 다소 증가하였으나 유의성은 없었다. 등의 결과로 피톤치드는 살균효과가 있을 뿐만 아니라 이들 균의 항생제 감수성을 높이는 것으로 판단된다.