한국식품과학회지 (Korean Journal of Food Science and Technology)

한국식품과학회 (Korean Society of Food Science and Technology)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

무궁화 꽃 추출물 경구투여에 의한 피부 광노화 및 건조증 개선에 관한 효과

Oral administration of H. syriacus L. flower ameliorates photoaging and dryness in UVB-irradiated skin

  • 투고 : 2021.03.08
  • 심사 : 2021.06.09
  • 발행 : 2021.08.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

자외선은 외인성노화의 주요 원인으로 알려져 있는데 지속적이고 반복적으로 노출될 경우 세포외기질이 파괴되고 피부 장벽 기능이 손상되어 주름 형성과 탄력 손실이 야기된다(Wu 등, 2017). 이는 결국 피부 노화를 가속화시키는데 이를 예방 및 억제하기 위하여 안전성이 확보된 천연물 유래의 기능성 소재에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 무궁화꽃의 생리활성에 대한 연구는 주로 뿌리껍질(목근피)에 대한 연구가 대부분을 차지하고 있다. 즉, 무궁화나무의 뿌리 및 목근피 추출물의 피부 광노화로 유도된 보습저하 효능에 대한 보호 효능과 콜라겐 합성저하에 대한 증진 효과가 보고된 바 있다(Yang 등, 2019). 무궁화 꽃 추출물에 대한 생리적 기능연구로는 항미생물 및 항산화 효능, 탈모 개선이 보고되었다. 또한, 로젤(H. sabdariffa calyx)의 물추출물이 UVB 조사로 인하여 유도된 피부 광노화모델에서 활성산소 및 MMP효소 조절을 통한 피부주름 개선을 통한 피부광노화 개선효능이 있다고 알려지고 있다(Li 등, 2020). 그러나 본 연구의 대상소재인 무궁화꽃 추출물(Hibiscus syriacus L.)의 식이섭취는 피부보습 기능 및 피부장벽개선 효능에 대한 생리적 연구는 아직까지 보고된 바가 없다. 또한, 현재까지 보고된 무궁화 꽃의 주요성분으로는 chlorogenic, p-coumaric, trans-ferulic acids 및 flavonoid 유도체 등이 있다. 무궁화꽃에 다수 존재한다고 알려진 페놀릭화합물 유도체들이 무궁화꽃의 히알루론산 분해효소의 작용을 억제작용을 나타냄으로써 피부보습효능을 나타내는 것으로 판단된다(Kim 등, 2018). 따라서, 현재까지 무궁화 꽃 추출물을 경구투여 했을 시 나타나는 피부 광노화 억제 효과에 대해서는 보고된 바 없어 본 연구는 광노화가 유발된 in vitro 및 in vivo 모델에서 그 효능을 검증하고자 수행되었다. 무궁화 꽃 추출물을 피부 세포에서 처리 시 각질세포막 형성에 관여하는 involucrin 및 filaggrin의 발현이 증가되었고 히알루론산 합성 효소인 HAS1의 발현 또한 증가됨을 확인하였다. 반면, 콜라겐 분해효소인 MMP-1 및 히알루론산 분해효소인 HYAL1의 발현은 감소시켜 무궁화 꽃 추출물이 세포 수준에서 광노화 억제 효능이 있는 것을 확인하였다. 광노화가 유발된 in vivo model에서 무궁화 꽃 추출물을 경구투여한 군에서는 UVB에 의해 형성된 굵은 주름이 개선되었고, TEWL 감소와 hydration 증가를 통해 손상된 피부 장벽기능 회복 및 수분 함량을 개선시키는 효과가 있음을 확인하였다. 또한 피부 보습 및 주름과 관련된 인자들의 단백질 발현을 조절함을 확인하였다. 조직병리학적 분석을 통해서는 무궁화 꽃 추출물이 피부 두께를 감소시키고 콜라겐 합성을 촉진시킴으로써 피부 주름 및 보습 개선 효과가 있음을 입증하였다. 본 연구결과는 무궁화 꽃 추출물이 안전하면서 효능이 우수한 기능성 식품의 유용한 천연물 소재로써 활용될 수 있음을 시사한다.

Wrinkle formation and dryness are the most well-known symptoms of skin aging. This study investigated skin anti-aging and moisturizing effects of Mugunghwa (Hibiscus syriacus L.), the national flower of Korea. The effect of H. syriacus L. flower extract was examined in skin cells originating from humans in vitro and in hairless mice exposed to UVB in vivo. The in vivo study results showed that skin hydration-related factors such as involucrin, filaggrin, HAS1, HYAL1, and matrix metalloproteinase-I (a primary skin photoaging factor) were regulated by H. syriacus L. Additionally, epidermal thickness and collagen disruption, which resulted in wrinkle formation and skin dryness, were ameliorated by oral administration of H. syriacus L. These results indicate that H. syriacus L. flowers can play important roles in preventing aging and promoting skin moisturizing.

키워드

과제정보

본 결과물은 농림축산식품부의 재원으로 농림식품기술기획평가원의 농생명산업기술개발사업의 지원을 받아 연구되었음(118043-03).

참고문헌

  1. Adil MD, Kaiser P, Satti NK, Zargar AM, Vishwakarma RA, Tasduq SA. Effect of Emblica officinalis (fruit) against UVB-induced photo-aging in human skin fibroblasts. J. Ethnopharmacol. 132: 109-114 (2010) https://doi.org/10.1016/j.jep.2010.07.047
  2. Cheng YL, Lee SC, Harn HJ, Huang HC, Chang WL. The extract of Hibiscus syriacus inducing apoptosis by activating p53 and AIF in human lung cancer cells. Am. J. Chin. Med. 36: 171-184 (2008) https://doi.org/10.1142/S0192415X08005680
  3. Fernando IPS, Dias MKHM, Madusanka DMD, Han EJ, Kim MJ, Jeon YJ, Ahn G. Fucoidan refined by Sargassum confusum indicate protective effects suppressing photo-oxidative stress and skin barrier perturbation in UVB-induced human keratinocytes. Int. J. Biol. Macromol. 164: 149-161 (2020) https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.07.136
  4. Hwang E, Ngo HT, Seo SA, Park B, Zhang M, Yi, TH. Protective effect of dietary Alchemilla mollis on UVB-irradiated premature skin aging through regulation of transcription factor NFATc1 and Nrf2/ARE pathways. Phytomedicine. 39: 125-136 (2018) https://doi.org/10.1016/j.phymed.2017.12.025
  5. Hwang E, Seo SA, Park SY, Go EB, Park SW, Yang JE. Effect of cosmetics containing Hibiscus syriacus extracts on the improvement of eye wrinkles. J. Kor. Soc. Cosm. 26: 1164-1170 (2020)
  6. Jian Li, Yi-Ru Lu, I-Fan Lin, Wenyi Kang, Hong-bin Chen, HsuFeng Lu, Hui-Min David Wang. Reversing UVB-induced photoaging with Hibiscus sabdariffa calyx aqueous extract. J Sci Food Agric. 30:100(2):672-681 (2020)
  7. Kim B, Choi YE, Kim HS. Eruca sativa and its flavonoid components, quercetin and isorhamnetin, improve skin barrier function by activation of peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)-α and suppression of inflammatory cytokines. Phytother. Res. 28: 1359-1366 (2014) https://doi.org/10.1002/ptr.5138
  8. Kim MJ, Jin SY. Antioxidant Activity and Quality Characteristics of Hibiscus syriacus Cultivars Powders. J. Korean Soc. Food Cult. 32: 295-302 (2017) https://doi.org/10.7318/KJFC/2017.32.4.295
  9. Maganha EG, da Costa Halmenschlager R, Rosa RM, Henriques JAP, de Paula Ramos ALL, Saffi J. Pharmacological evidence for the extracts and secondary metabolites from plants of the genus Hibiscus. Food. Chem. 118: 1-10 (2010) https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.04.005
  10. McAleer MA, Jakasa I, Raj N, O'Donnell CP, Lane ME, Rawlings AV, Voegeli R, McLean WHI, Kezic S, Irvine AD. Early-life regional and temporal variation in filaggrin-derived natural moisturizing factor, filaggrin-processing enzyme activity, corneocyte phenotypes and plasmin activity: implications for atopic dermatitis. Br. J. Dermatol. 179: 431-441 (2018) https://doi.org/10.1111/bjd.16691
  11. Myung DB, Han HS, Shin JS, Park JY, Hwang HJ, Kim HJ, Ahn HS, Lee SH, Lee KT. Hydrangenol isolated from the leaves of Hydrangea serrata attenuates wrinkle formation and repairs skin moisture in UVB-irradiated hairless mice. Nutrients. 11: 2354 (2019) https://doi.org/10.3390/nu11102354
  12. Oba C, Ohara H, Morifuji M, Ito K, Ichikawa S, Kawahata K, Koga J. Collagen hydrolysate intake improves the loss of epidermal barrier function and skin elasticity induced by UVB irradiation in hairless mice. Photodermatol. Photoimmunol. Photomed. 29: 204-211 (2013) https://doi.org/10.1111/phpp.12051
  13. Oh MJ, Nam JJ, Lee EO, Kim JW, Park CS. A synthetic C16 omega-hydroxyphytoceramide improves skin barrier functions from diversely perturbed epidermal conditions. Arch. Dermatol. Res. 308: 563-574 (2016) https://doi.org/10.1007/s00403-016-1674-3
  14. Oliveira MM, Ratti BA, Dare RG, Silva SO, Truiti MDCT, UedaNakamura T, Auzely-Velty R, Nakamura CV. Dihydrocaffeic acid prevents UVB-induced oxidative stress leading to the inhibition of apoptosis and MMP-1 expression via p38 signaling pathway. Oxid. Med. Cell. Longev. 2019: 2419096 (2019) https://doi.org/10.1155/2019/2419096
  15. Papakonstantinou E, Roth M, Karakiulakis G. Hyaluronic acid: A key molecule in skin aging. Dermatoendocrinol. 4: 253-258 (2012) https://doi.org/10.4161/derm.21923
  16. Park JE, Pyun HB, Woo SW, Jeong JH, Hwang JK. The protective effect of K aempferia parviflora extract on UVB-induced skin photoaging in hairless mice. Photodermatol. Photoimmunol. Photomed. 30: 237-245 (2014) https://doi.org/10.1111/phpp.12097
  17. Pyun HB, Kim M, Park J, Sakai Y, Numata N, Shin JY, Shin HJ, Kim DU, Hwang JK. Effects of collagen tripeptide supplement on photoaging and epidermal skin barrier in UVB-exposed hairless mice. Prev. Nutr. Food. Sci. 17: 245-253 (2012) https://doi.org/10.3746/pnf.2012.17.4.245
  18. Rittie L, Fisher GJ. Natural and sun-induced aging of human skin. Cold. Spring. Harb. Perspect. Med. 5: a015370 (2015) https://doi.org/10.1101/cshperspect.a015370
  19. Song JH, Bae EY, Choi G, Hyun JW, Lee MY, Lee HW, Chae S. Protective effect of mango (Mangifera indica L.) against UVBinduced skin aging in hairless mice. Photodermatol. Photoimmunol. Photomed. 29: 84-89 (2013) https://doi.org/10.1111/phpp.12030
  20. Subedi L, Lee TH, Wahedi HM, Baek SH, Kim SY. ResveratrolEnriched Rice Attenuates UVB-ROS-Induced Skin Aging via Downregulation of Inflammatory Cascades. Oxid. Med. Cell. Longev. 2018: 6052623 (2018)
  21. Wu PY, Lyu JL, Liu YJ, Chien TY, Hsu HC, Wen KC, Chiang HM. Fisetin regulates Nrf2 expression and the inflammation-related signaling pathway to prevent UVB-induced skin damage in hairless mice. Int. J. Mol. Sci. 18: 2118 (2017) https://doi.org/10.3390/ijms18102118
  22. Yang JE, Park SW, Ngo HTT, Seo SA, Go EB, Hwang JS, Hwang E, Yi TH. Skin-protective and anti-inflammatory effects of Hibiscus syriacus L. (Mugunghwa): A comparative study of five parts of the plant. Pharmacogn. Mag. 16: 183-191 (2020) https://doi.org/10.4103/pm.pm_185_19
  23. Yang JE, Ngo HT, Hwang E, Seo SA, Park SW, Yi TH. Dietary enzyme-treated Hibiscus syriacus L. protects skin against chronic UVB-induced photoaging via enhancement of skin hydration and collagen synthesis. Arch. Biochem. Biophys. 662: 190-200 (2019) https://doi.org/10.1016/j.abb.2018.12.020
  24. Eunji Kim, Kyeonghwan Hwang, Jongsung Lee, Sang Yun Han, Eun-Mi Kim, Junseong Park, Jae Youl Cho. Skin protective effect of epigallocatechin gallate. Int. J. Mol. Sci.6:173 (2018)