천식과 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인의 역할｜비만세포·혈관반응·산화스트레스 > 두드러기 칼럼

천식은 비만세포에서 분비되는 히스타민·류코트리엔 같은 염증 매개물질, 기도 미세혈관의 투과성 증가, 호산구를 비롯한 염증세포, 활성산소와 산화스트레스가 함께 작용해 기관지 수축·기도벽 부종·점액 증가와 기도과민성을 일으키는 질환입니다. 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 비만세포와 호산구, 기관지 평활근, 기도 상피, 점액 분비와 산화스트레스에 각각 작용합니다.

밤이나 새벽이면 기침과 쌕쌕거림이 심해지거나, 찬 공기나 운동 후 기침과 가슴 답답함이 생기는 경우가 있습니다.

미세먼지·담배 연기·향수 냄새 같은 자극에 기관지가 예민하게 반응하거나 천식이 심해질 때 가래와 점액이 늘어나는 경우도 있습니다.

천식과 원인은 다르지만 성문 폐쇄 부전(glottic insufficiency)이나 성대마비처럼 기도를 보호하는 성대가 충분히 닫히지 않으면 침이나 음식물, 분비물이 기도로 들어가 만성 기침과 가래, 반복적인 폐 감염이나 흡인성 폐렴이 생길 수 있습니다.

1. 천식은 왜 기침·쌕쌕거림·가래가 반복될까?

알레르기성 천식에서는 면역글로불린 E(immunoglobulin E, IgE)와 비만세포(mast cell)의 반응이 중요한 역할을 합니다.

알레르겐이 들어오면 비만세포가 활성화되고 히스타민(histamine), 류코트리엔(leukotriene), 프로스타글란딘 D2(prostaglandin D2, PGD2), 트립테이스(tryptase) 같은 염증 매개물질이 분비됩니다.

히스타민과 류코트리엔은 기관지 평활근을 수축시키고 점액 분비를 늘립니다.

기도 주변의 미세혈관 투과성도 높아집니다.

혈관 안의 수분과 혈장 성분이 조직으로 빠져나오면 기도벽이 붓고 두꺼워집니다.

천식에서는

기관지 평활근 수축, 점액 증가, 혈관 투과성 증가, 기도벽 부종이 함께 나타나면서 기침·쌕쌕거림·가슴 답답함이 발생합니다.

여기에 호산구(eosinophil), 호중구(neutrophil), 비만세포 등 여러 염증세포가 활성화되면서 활성산소(reactive oxygen species, ROS)도 증가합니다.

활성산소가 증가해 항산화 방어 능력을 넘어서면 산화스트레스(oxidative stress)가 높아지고, 기도 상피 손상과 점액 분비, 염증반응, 기도과민성(airway hyperresponsiveness, AHR)이 증가합니다.

천식이 진행되는 과정은 다음과 같습니다.

알레르겐·외부 자극 → 비만세포 활성 → 히스타민·류코트리엔 분비 → 기관지 수축·혈관 투과성 증가 → 기도벽 부종·점액 증가 → 호산구와 염증세포 증가 → 활성산소·산화스트레스 증가 → 기도 염증·기도과민성

2. 헤스페리딘은 천식과 기도반응에 어떻게 작용할까?

헤스페리딘은 감귤류에 많이 들어 있는 플라바논 성분입니다.

알레르기성 천식 동물모델에서 헤스페리딘을 투여한 결과 기관지폐포세척액(bronchoalveolar lavage fluid, BALF)의 염증세포가 감소했습니다.[1]

인터루킨-4(interleukin-4, IL-4), 인터루킨-5(interleukin-5, IL-5), 인터루킨-13(interleukin-13, IL-13) 같은 제2형 보조 T세포(type 2 helper T cell, Th2) 관련 사이토카인도 감소했습니다.[1]

면역글로불린 E와 점액 과다분비, 기도과민성도 감소했습니다.[1]

사람 비만세포 연구에서는 헤스페리딘이 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 인터루킨-1베타(interleukin-1 beta, IL-1β), 인터루킨-8(interleukin-8, IL-8), 종양괴사인자 알파(tumor necrosis factor-alpha, TNF-α)를 감소시켰습니다.[2]

혈관내피성장인자는 혈관 투과성과 혈관반응에 관여하는 신호 중 하나입니다.

헤스페리딘은 비만세포와 제2형 염증반응, 혈관 관련 신호, 점액 분비와 기도과민성에 작용합니다.[1,2]

3. 퀘르세틴은 천식과 기도반응에 어떻게 작용할까?

퀘르세틴은 양파와 사과 등에 들어 있는 플라보놀 성분입니다.

알레르기성 천식 동물모델에서 퀘르세틴을 투여한 결과 기관지폐포세척액과 혈액, 폐 조직의 호산구가 감소했습니다.[3]

호산구는 알레르기성 천식에서 기도 염증과 기도과민성에 관여하는 대표적인 염증세포입니다.

또 다른 연구에서는 퀘르세틴이 히스타민과 아세틸콜린에 의해 수축된 기관 평활근 반응을 낮추고 기도과민성을 감소시켰습니다.[4]

즉 퀘르세틴은 비만세포·히스타민 반응, 호산구성 염증, 기관지 평활근 수축과 기도과민성에 작용합니다.[3,4]

5. 올레유로페인은 천식과 기도 염증에 어떻게 작용할까?

올레유로페인은 올리브잎과 올리브 열매에 존재하는 폴리페놀 성분입니다.

사람 기관지 상피세포 연구에서 올레유로페인은 호산구를 기도로 끌어들이는 에오탁신-1(eotaxin-1)과 점액 생성에 관여하는 뮤신-5AC(mucin 5AC, MUC5AC)의 발현을 감소시켰습니다.[5]

천식 동물모델에서는 호산구와 림프구가 감소하고 인터루킨-4도 감소했습니다.[5]

기도 조직의 염증세포 유입과 점액 관련 반응도 감소했습니다.[5]

올레유로페인은 기도 상피, 호산구 유입, 점액 분비와 기도 염증에 작용합니다.[5]

6. 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 천식에서 각각 어디에 작용할까?

천식에서는 비만세포가 활성화된 뒤 히스타민과 류코트리엔이 분비되고, 기관지 평활근이 수축합니다.

기도 미세혈관의 투과성도 증가해 기도벽이 붓고, 점액 분비가 늘어납니다.

이어 호산구와 다른 염증세포가 기도로 들어오면서 염증반응이 커지고 활성산소와 산화스트레스가 증가합니다.

이러한 변화가 반복되면 기도가 작은 자극에도 쉽게 수축하는 기도과민성이 나타납니다.

헤스페리딘은 비만세포와 제2형 염증반응, 혈관 관련 신호, 점액 분비와 기도과민성에 작용했습니다.[1,2]

퀘르세틴은 호산구성 염증과 기관지 평활근 수축, 기도과민성에 작용했습니다.[3,4]

올레유로페인은 기도 상피와 호산구 유입, 점액 생성과 기도 염증에 작용했습니다.[5]

세 성분을 천식의 주요 단계에 대입하면 다음과 같습니다.

알레르겐·외부 자극

↓

비만세포 활성

↓

히스타민·류코트리엔 분비

↓

기관지 평활근 수축

↓

기도 미세혈관 투과성 증가

↓

기도벽 부종·점액 증가

↓

호산구와 염증세포 유입

↓

활성산소·산화스트레스 증가

↓

기도 염증·기도과민성

헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 이 과정에서 비만세포와 혈관반응, 호산구성 염증, 기관지 평활근, 기도 상피와 점액 분비에 각각 작용합니다.[1-5]

6. 정리하면

천식은 기관지가 수축하면서 시작되는 증상만으로 설명되는 질환이 아닙니다.

비만세포에서 히스타민과 류코트리엔 같은 염증 매개물질이 분비되면 기관지 평활근이 수축하고 점액 분비가 증가합니다.

기도 미세혈관의 투과성이 높아지면서 기도벽이 붓고, 호산구를 비롯한 염증세포가 기도로 들어옵니다.

이 과정에서 활성산소와 산화스트레스도 증가하고 기도가 자극에 더욱 예민하게 반응하게 됩니다.

헤스페리딘은 비만세포와 제2형 염증반응, 혈관 관련 신호, 점액 분비와 기도과민성에 작용했습니다.[1,2]

퀘르세틴은 호산구성 염증과 기관지 평활근 반응, 기도과민성에 작용했습니다.[3,4]

올레유로페인은 기도 상피와 호산구 유입, 점액 생성과 염증반응에 작용했습니다.[5]

따라서 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 천식에서 비만세포·호산구·기관지 평활근·기도 상피·점액 분비와 산화스트레스 등 여러 단계에 각각 작용합니다.[1-5]

FAQ

Q. 헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 천식에서 어떤 부분에 작용하나요?

세 성분은 천식의 여러 단계에 각각 작용합니다.

헤스페리딘은 비만세포와 제2형 염증반응, 혈관 관련 신호, 점액 분비와 기도과민성에 작용합니다.

퀘르세틴은 호산구성 염증과 기관지 평활근 수축, 기도과민성에 작용합니다.

올레유로페인은 기도 상피와 호산구 유입, 점액 생성과 기도 염증에 작용합니다.

세 성분을 함께 보면 비만세포 활성부터 기관지 수축, 기도벽 부종, 호산구성 염증, 점액 증가와 기도과민성까지 여러 단계를 함께 볼 수 있습니다.

Q. 세 성분은 기침·쌕쌕거림·가래와 어떤 관련이 있나요?

천식에서 기침과 쌕쌕거림은 기관지 평활근 수축과 기도벽 부종, 기도과민성이 함께 작용해 발생합니다.

가래와 점액 증가는 비만세포와 염증세포에서 분비되는 여러 염증 매개물질과 기도 상피의 점액 생성 증가가 관여합니다.

헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 이러한 기관지 수축, 염증세포 반응, 점액 분비와 기도과민성에 각각 작용합니다.[1-5]

Q. 세 성분은 비만세포와 호산구에 어떻게 작용하나요?

헤스페리딘은 비만세포에서 혈관 관련 신호와 여러 염증성 사이토카인에 작용했습니다.[2]

퀘르세틴은 알레르기성 천식 동물모델에서 호산구성 기도 염증을 감소시켰습니다.[3]

올레유로페인은 기도 상피에서 호산구 유입에 관여하는 에오탁신-1을 감소시키고, 천식 동물모델에서도 호산구 유입을 감소시켰습니다.[5]

세 성분은 비만세포 활성과 호산구 유입이라는 천식의 주요 염증반응에 각각 작용합니다.

Q. 세 성분은 기도과민성과 기관지 수축에도 작용하나요?

헤스페리딘은 알레르기성 천식 동물모델에서 기도과민성을 감소시켰습니다.[1]

퀘르세틴은 히스타민과 아세틸콜린에 의해 수축된 기관 평활근 반응과 기도과민성을 감소시켰습니다.[4]

올레유로페인은 기도 상피의 염증과 점액 관련 반응을 감소시켰습니다.[5]

따라서 세 성분은 기관지 평활근, 기도 염증, 점액 분비와 기도과민성의 여러 부분에 작용합니다.

Q. 천식에서 세 성분을 함께 보는 이유는 무엇인가요?

천식은 비만세포와 히스타민 반응 하나만으로 발생하지 않습니다.

기관지 평활근 수축, 기도 미세혈관의 투과성 증가, 기도벽 부종, 호산구 유입, 점액 증가, 활성산소와 산화스트레스가 함께 관여합니다.

헤스페리딘·퀘르세틴·올레유로페인은 이러한 여러 단계에 각각 작용하기 때문에 세 성분을 함께 보면 천식의 기도 염증과 기도반응을 보다 넓게 볼 수 있습니다.

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<관련 논문>

[1] Wei D, et al.

Hesperidin suppresses ovalbumin-induced airway inflammation in a mouse allergic asthma model.

Inflammation. 2012;35:114-121.

DOI: 10.1007/s10753-011-9295-7

알레르기성 천식 동물모델에서 헤스페리딘 투여 후 염증세포, 제2형 보조 T세포 관련 사이토카인, 면역글로불린 E, 점액 분비와 기도과민성이 감소했습니다.

[2] Choi IY, et al.

Hesperidin inhibits expression of hypoxia inducible factor-1 alpha and inflammatory cytokine production from mast cells.

Molecular and Cellular Biochemistry. 2007;305:153-161.

사람 비만세포에서 헤스페리딘 처리 후 혈관내피성장인자와 인터루킨-1베타·인터루킨-8·종양괴사인자 알파 등 염증 관련 지표가 감소했습니다.

[3] Rogerio AP, et al.

Anti-inflammatory activity of quercetin and isoquercitrin in experimental murine allergic asthma.

Inflammation Research. 2007;56:402-408.

알레르기성 천식 동물모델에서 퀘르세틴 투여 후 기관지폐포세척액, 혈액과 폐 조직의 호산구성 염증이 감소했습니다.

[4] Joskova M, et al.

Acute bronchodilator effect of quercetin in experimental allergic asthma.

Bratislavske Lekarske Listy. 2011;112:9-12.

실험적 알레르기성 천식에서 퀘르세틴 투여 후 기관 평활근 수축 반응과 기도과민성이 감소했습니다.

[5] Kim YH, et al.

Oleuropein Curtails Pulmonary Inflammation and Tissue Destruction in Models of Experimental Asthma and Emphysema.

Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2018;66:7643-7654.

DOI: 10.1021/acs.jafc.8b01808

사람 기관지 상피세포와 천식 동물모델에서 올레유로페인 처리 후 에오탁신-1, 뮤신-5AC, 호산구와 염증 관련 지표가 감소했습니다.