GD, GSol 및 GDA에 의한 Candida albicans의 성장 억제 효과

Abstract

[한글]Candida albicans는 정상인의 구강, 위장관 및 질에서 정상균주의 하나로 존재하는 난원형의 출아성 효모양 단세포로 다형성의 기회감염균이다. 이는 숙주의 면역이 저하되거나 항생제 남용등으로 정상 미생물총의 현격한 변화 발생시 칸디다증을 유발한다. 칸디다증의 치료에는 nystatine, chlorhexidine, amphotericine B, clotrimazole, ketoconazole, miconazole, gentian violet이 추천되어 왔다. 이들은 모두 화학합성제재로 간기능 억제, 신독성, 오심, 구토, 설사, 혈액질환, 발진, 가려움증, 신경계 이상등 여러 문제점들이 보고되고 있다. 표재성 칸디다증에서 가장 보편적으로 사용중인 nystatine은 쓰고 역겨운 맛으로 인해 환자들이 사용하기 힘들어 하며 chlorhexidine은 미각 변화, 치아 착색등의 부작용이 보고되고 있다.

키토산은 키틴을 탈아세틸화하여 얻게되는 동물성 식이섬유의 일종인 다당류로 지구상에서 미이용자원으로서 셀룰로오스 다음으로 많이 생산되고 있으며 광범위한 미생물에서의 항균작용, 콜레스테롤 조절작용, 고혈압 조절작용, 항암작용등 여러 가지 생의학적 기능이 보고되고 있다.

미역이나 다시마등 해조류의 20 - 30%를 차지하는 점액성의 섬유질인 알긴산은 동맥 경화 예방, 혈압강화, 변비 해소, 몸안의 중금속 제거, 위장 기능 강화, 노화 억제 및 항균작용등 높은 생리 활성이 보고되고 있다.

이에 본 연구에서는 천연물질인 키토산 유도체 GD, 알긴산 유도체 GSol, GD와 GSol의 중합체 GDA에 의한 Candida albicans KCTC7752에서의 성장억제효과를 알아보고자 배양후 집락수를 관찰한 바 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. GD 0.1%의 경우 5분, 30분, 120분 모두에서 GSol, GDA보다 C. albicans에 대한 높은 성장 억제효과를 보였다.

2. GDA 0.1%에서는 5분 접촉에서 균감소율이 미미하였으나 30분, 120분에서는 C. albicans의 성장을 효과적으로 억제하였다.

3. GSol 0.1%는 30분 접촉에서만 C. albicans에 대한 성장억제효과를 나타내었다.

4. 성장억제효과가 높게 나타난 GD 및 GDA에서 희석농도에 따른 효과를 관찰한 바 GD에서 는 0.001%에서 GDA 에서는 0.01%에서 성장억제가 나타나기 시작하였다.

5. GD용액으로 처리한 C. albicans의 주사전자현미경 사진에서 분아포자의 크기 감소, 발아관의 소실, 세포와해물이 관찰되었고 투과전자현미경 사진에서는 세포벽외형의 불규칙화, 세포내 구조물의 열화, 공포발생이 관찰되었다.

이상의 결과를 종합해 볼때 키토산, 알긴산 추출물인 GD, GDA등이 Candida albicans에 대한 성장억제 효과등 항진균효과가 높게 나타나므로, 향후 생체 적용에 대한 안정성 검사를 거쳐 임상적으로 구강양치액, 질세정액, 의치소독제로 개발할 가치가 있다고 사료된다.

[영문]Candida albicans is a pleomorphic, opportunistic pathogen that is found in the oral cavities, gastro-intestinal tracts and vaginal areas of persons. Candidosis is the most frequent fungal infection and is caused by C. albicans. Nystatin, chlorhexidine, amphotericine B, clotrimazole, ketoconazole, miconazole and gential violet are recommended for candidosis treatment. These are chemical compounds that have many problems such as hepatotoxicity, renal toxicity, nausia, vomiting, diarrhea, hematologic disease, ulticaria, itching sensations and neurologic problems. Nystatin that is used frequently for superficial candidosis has a bitter taste. Chlorhexidine has side effects such as taste alteration and staining.

Chitosan is a mucopolysaccharide derived by deacetylation of chitin that is the second most plentiful natural polymer. Alginic acid is a constituent of seaweeds. Chitosan and alginic acid are evaluated as biomedical materials in a number of food and pharmaceutical industries.

The aim of this study was to investigate the inhibitory effect of GD, GSol and GDA on the growth of C. albicans. GD, GSol and GDA are chitosan derivatives, alginic acid derivatives and their polymer, respectively.

We analyzed the inhibitory effect of GD, GSol and GDA on the growth of C. albicans and the following results were obtained ;

1. GD 0.1 % showed a higher inhibitory effect on growth of C. albicans than GSol and GDA at the contact time of 5, 30 and 120 minutes.

2. GDA 0.1 % showed minimal growth inhibitory effect at the contact time of 5 minutes, but effectively inhibited the growth of C. albicans at the contact time of 30 and 120 minutes.

3. GSol 0.1 % showed inhibitory effect on the growth of C. albicans only at the contact time of 30 minutes.

4. We observed a dose dependent effect of GD and GDA that exhibited high inhibitory effect. Growth inhibition began at 0.001 % in GD, and 0.01 % in GDA.

5. In scanning electrophotograph C. albicans treated with GD revealed a decrease in size of blastospore, disappearance of the germ tube and collapsed cell material. In transmission electrophotograph C. albicans treated with GD revealed irregularity of cell wall, deterioration of cell organelle and vacuoles in cell.

In conclusion, GD(chitosan extracts) and GDA(alginic acid extracts) showed high inhibitory effect on the growth of C. albicans.

After testing the safety of GD and GDA, these solution could be used as a mouthrinse, a vaginal cleansing solution and a denture disinfectant.