▲ 이보현 약사(서울 압구정 스타약국)

항박테리아 효과 대표적, MRSA에 탁월…내성 보고 全無
농도 조절하면 광범위한 활성 가능…항생제 병용 효과 높아

프로폴리스 원괴(raw propolis, 원재료)는 50%의 수지(resin), 30%의 왁스, 10%의 방향성 오일, 5%의 화분(pollen)과 기타 성분(5%)으로 되어 있다. 그리고 전 세계 다양한 지역들에서 수득되는 원괴들을 정제 및 가공하여 생산된 프로폴리스 원료들은, 지금까지 총 약 300여 가지의 생리활성을 갖는 성분들이 밝혀져 있고, 생산된 지역에 따라 각각 다른 성분들을 포함하고 있다. 게다가 새로운 프로폴리스 원료들이  나오고 있고, 기존 원료에서도  알려지지 않았던 성분들이 계속 발견되고 있다.

이러한 특징은 프로폴리스가 식물(수지)과 동물(벌), 특정 환경(기후, 지리적 조건, 가공 및 정제기술 등)에 모두 관련되어 있기 때문이다. 더구나 환경이나 식물처럼 고정되어 있는 요소가 아닌 벌의 경우는 그 자체로서 몇 천종이 있을 뿐만 아니라 여러 가지 자연적 또는 인위적인 요인들에 의해 교배가 이루어진 혼합종이거나, 프로폴리스를 수득하기 위해 특정 벌들을 가지고 다니면서 여러 지역을 돌아다니는 시스템도 있기에, 같은 지역에서 생산되는 프로폴리스 결과물들에서도 차이가 날 수 있다.

최근 각 지역의 주요 벌에 관한 기존 사실들을 뒤엎는 조사결과들이 나와서 지금 한창 심각한 문제로 떠오르고 있는 벌의 객체감소에 대해 실마리를 풀 수 있는 이슈가 되기도 했다.  또한  같은 지역 해당 연도의 기후 역시 변수로 작용하며, tab 1처럼  같은 프로폴리스 원재료라 하더라도 추출용매에 따라 수득될 수 있는 성분의 종류 및 함량이 다르고 추출방법도 각 제조사마다 다양하다. 결국 tab 2처럼 해당 지역에서 생산되는 프로폴리스의 주효능을 나타내는 성분들이 제시되어 있다하더라도 그 지역의 제조사, 제조일이 다른 프로폴리스들은 효과에 차이가 있을 수 있다.

프로폴리스의 대표적인 약리활성을 나타내는 성분들은 다음과 같은 카테고리들에 대부분 속해 있다. 

<프로폴리스의 대표적인 약리활성을 나타내는 성분들>
polyphenols; benzoic acids와 그 유도체; cinnamic alcohol, cinnamic acid와 그 유도체; sesquiterpene과 triterpene hydrocarbons; benzaldehyde 유도체; other acids와 각 유도체; alcohols, ketones, heteroaromatic compounds; terpene, sesquiterpene alcohols과 그 유도체; aliphatic hydrocarbons; minerals; sterols and steroid hydrocarbons; sugars and amino acids  phenolic acids, flavonoids, terpenes, lipid-wax substances, beeswax, bioelements이다.

서로 다른 종류의 프로폴리스들이 각각 다른 구성성분을 갖고 있는데도 불구하고 그 생물학적 효과는 매우 유사하다 그렇다면 프로폴리스 종류별 성분의 차이에 대한 고려는 특정 질환을 치료 및 개선하기 위해 빠르고 강력한 작용력에 대한 정보가 요구되거나, 알러지 또는 부작용의 발생여부 조사 등에 필요할 수 있다.

이럴 때 해당 제품의 성분을 정확하게 알기 위해 성분분석서를 확인한다. 정확한 효능 효과 즉 객관적인 임상 피드백을 결정하는 품질의 차이는 프로폴리스 원재료의 정확한 증명과 제조사의 기술적 노하우가 결정한다.

▲ Tab 1. Different solvents used for the extraction of propolis1

▲ Tab 2. Geographic origin, main plant sources, and chemical compounds2)

프로폴리스의 세포수준 또는 동물 실험 연구들로 근거가 입증된 효과들을 정리하면 다음과 같다.

<프로폴리스의 입증된 효과>
1. 항균성: 항박테리아, 항바이러스, 항진균, 기생충 구제 효과
2. 심혈관계: 심근조절, 항혈전, 항고혈압, 항부정맥
3. 근골격계: 저용량(근육 수축) 고용량(근육 이완, 연골 및 뼈의 재생, 골다공증 억제)
4. 면역계: 면역 조절(자가면역질환의 면역제어 및 비염등 알레르기성 질환 조절), 천식, 섬유화 질환 개선
5. 내분비계: 항당뇨, 에스트로겐  효과
6. 피부: 항궤양, 상처의 치유 촉진, 항염증, 흉터 완화(피부의 재생), 항노화
7. 정신,신경계: 국소 마취 효과, 신경이영양성 질환 개선, 항우울
8. 소화기계: 항궤양용제, 장염, 장 협착의 완화, 변비 완화
9. 종양: 항암, 신생혈관 억제, 항변이원성
10. 보호: 방사능으로부터 신체기관을 보호 간보호, 항산화
11. 구강 및 치과: 손상된 치수의 재생 촉진, 항궤양(구강 점막 궤양 치유 및 재발 방지)
12. 비뇨 생식기계: 제대 정맥 내피 세포의 성장 촉진으로 혈관 형성에 기여, 정자 보호
13. 기타: 스코폴라민에 의한 기억상실증 완화, 신체 발열에 대한 저항력 증강, 항노화(항산화, 항스트레스)

프로폴리스의 약리학적 효과를 나타내는 성분들에 대해서는 이전 글들에서 참고하기 바란다.

■ 항박테리아 효과
이에 관련된 논문만 7만여편에 이르는 프로폴리스의 가장 대표적인 효과이다.

1999년 Kujumgiev 등이, 서로 다른 지역의 12가지 프로폴리스 제제들에 대해 진행한  항균력 조사로 대부분 Staphylococcus aureus 에는 효과가 있었지만, Escherichia coli에는 거의 없었다고 언급했다.3) 이처럼, 당시 프로폴리스의 항박테리아 작용에 관한 연구들은 대체로 프로폴리스가 주로 Gram-positive 균에 더 강력한 효과를 내는 반면 Gram-negative에는 효과가 약하거나 없는 것을 보여주었다.4) 그러나 Kujumgiev 등의 연구가 12가지 종류의 프로폴리스와 2가지 균주에 대한 협소한 범위의 실험이었다는 논란과 더불어, 이후 진행된 수많은 연구들에 의해 모아진 데이터들을 통해, 연구에 사용된 실험방법들(disc diffusion / agar-well diffusion)과 프로폴리스 종류 및 농도에 따라 Gram-negative균에도 효과가 있음이 입증되었다. 이러한 광범위한 항균효과는 결국 프로폴리스의 수종이 다양하더라도 각 성분들의 항균성이 총체적으로 집합을 이루기 때문에 가능한 것이다. 

다음 Tab3, 4는 프로폴리스의 S.aureus, E.coli, Ps.aeruginosa, C.albicans, A,niger , MRSA, P.acne에 대한 항균효과를 입증한 실험연구결과이다.5) 특히 MRSA에 대한 탁월한 항균력은 항생제 내성에 대한 걱정이 높은 병원에서 프로폴리스를 관심 갖게 한 이유가 되고 있으며, 프로폴리스 사용에 의한 내성이 발생을 보고한 연구 또는 리포트가 단 한건도 없었음이 또한 큰 장점으로 인정되었다.

▲ Tab 3. Inhibition of S.aureus, E.coli, Ps.aeruginosa, C.albicans, A,niger by propolis
▲ Tab 4. Inhibition of MRSA, P.acne by propolis

이러한 프로폴리스의 항박테리아 효과의 기전은 박테리아의 유동성을 차단하는 작용 등 여러 가지가 제시되고 있다. phenolic compound 특히, flavonoid인pinocembrin, galangin, pinobanksin들이 효과를 근거하는 성분으로 잘 알려져 있는데, 프로폴리스의 항균력에 성분들 사이의 시너지 효과가 기여한다. 구강 내 혐기성 세균인S. mutans균에도 항균력을 가지고 있어서 치과영역에서는 이에 대한 연구결과가 상당히 많고 실제 임상으로 많이 적용되고 있다. 또한 Gram-negative인Helicobacter pyroli는 초기 실험연구들에서 종종 이에 대한 항균력이 약하거나 없음으로 보고되었으나 다음 Tab 5, 6에서처럼 서로 다른 각strain의H. pyroli균 모두에게서 농도를 높힌 프로폴리스 용액에 의해 저해되었음이 발표되었다.6) 즉 프로폴리스의 종류와 농도를 조절하면 좀 더 광범위한 항균활성을 나타낼 수 있다.

▲ Tab 5. Growth inhibition of Helicobacter pyroli strains tested- 1%(A),20%(B) propolis (W/V) (A)
▲ Tab 5. Growth inhibition of Helicobacter pyroli strains tested- 1%(A),20%(B) propolis (W/V) (B)
▲ Tab 6. Strains of Helicobacter pyroli from 20 Clinical isolated from patients suffering from peptic ulcer disease were tested for antibacterial activity of various concentrations of propolis.

Tab 7은 프로폴리스를 항생제 약물과 병용하였을 때, nystatin과polymyxin을 제외한 나머지들에 대해서는 항균력이 상승하는 시너지 효과를 입증하는 실험연구결과7)이다.

▲ Tab 7. Synergy between antibiotics and propolis on the growth of B. subtilis on solid agar plates. The effect of propolis was estimated by the relation of inhibitory zones of antibiotic discs in the presence of propolis (I A+PROPOLIS) to the inhibitory zones of antibiotic discs alone (IA). Propolis at concentrations of 50 and 100μg/ml was incorporated into the agar medium. The data are presented as the mean of triplicate measurements where the standard errors were not more than 5%.

다음 Tab 8과 Fig 1은 주요 성분이 pcoumaric acid, ferrulic acid, chrysin.인 Romanian 국가 5곳의 propolis(Satu Mare(sample EEP 1), Maramures(sampleEEP 2), Salaj(sample EEP 3), Cluj(sample EEP 4) and Bihor(sampleEEP 5))의 E.coli에 대한 항생제 5가지 (amoxicillin/clavulanic acid (AMC, 20/10 μg), tetracycline (TE, 30 μg), gentamycin (CN, 10 μg), enrofloxacin (ENR, 5 μg), florfenicol (FFC, 30 μg))를 단독 그리고 각 프로폴리스들과의 병용 시 항균력을 측정한 실험이다. 항생제의 종류와 프로폴리스 종류에 따라 항균력에 차이는 있었지만 실험군 모두 항생제 단독 사용보다 프로폴리스 병용시 더E.coli를 저해할 수 있었다는 결과이다.8)

▲ Tab. 8 Phenolics identified by HPLC in analyzed EEP
▲ Fig. 1. Inhibition zone diameter (IZD) (mm) determined for EEP and antibiotics combination against E. coli antibiotic-resistant strains (n = 5)

일반적으로 생리활성을 갖는 제제들은 시간이 지날수록 그 활성이 줄어든다. 그러나 프로폴리스(특히 에탄올 베이스, EEP)들은 10~15년 이상 장기간 보관해도 줄어들기는커녕 오히려 항균활성이 상승한다고 보고되었다. 익히 오래전 인류의 역사에서 시신을 방부처리하거나 유명한 바이올린 제작시에 프로폴리스를 사용했었다는 기록을 볼 때 충분히 수긍이 가는 내용이다

그럼 실제 인체를 통한 임상실험데이터를 살펴보자.

다음 Fig2는 4~7세 어린이 유치의 치근관에 있는 구강 세균들에 대한 25% 수용성 프로폴리스 세정액의 항박테리아효과를 대조군(생리식염수)과 비교한 in vivo 실험연구로 프로폴리스 세정액이 부작용 없이 높은 치료효율을 보여주었다.9)

▲ Fig.2. Pre- and post-irrigation bacterial colony counts in two groups
(출처)
1) Fokt, H., Pereira, A., Ferreira, A. M., Cunha, A., & Aguiar, C. (2010). How do bees prevent hive infections? The antimicrobial properties of propolis. Current Research, Technology and Education Topics in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology, 1, 481-493.
2) Marcucci, M. C. (1995). Propolis: chemical composition, biological properties and therapeutic activity. Apidologie, 26(2), 83-99.
3) Kujumgiev A, Tsvetkova I, Serkedjieva Y, Bankova V, Christov R, Popov S (1999) Antibacterial, antifungal and antiviral activity of propolis of different geographic origin. J Ethnopharmacol 64:235&#8211;240
4) H. Fokt, A. Pereira, A. M. Ferreira, A. Cunha, and C. Aguiar,(2010) “How do bees prevent hive infections? The antimicrobial properties of propolis. Current Research, Technology and Education,”Topics in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology, vol. 1, pp. 481&#8211;493,
5) "Microbiological evaluation of propolis liquid"(1998)CJM Medcal report No: 98/2688
6) D. Morton, D. Bardhan(2000)"The anti-Helicobacter pyroli activity of bee propolis" Rotherham General Hospital NHS Trust. Rotherham UK
7) O.K.Mirzoeva, R.N.Grishanin, P.C.Calder(1995) "Antimicrobia action of propolis and some of its components: the effects on Growth, membrane potential and motility of bacteria." Dep. Of biochemistry  University of Oxford, UK
8) Mihaela NICULAE et al.(2015).In vitro Synergistic Antimicrobial Activity of Romanian Propolis and Antibiotics against Escherichia coli Isolated from Bovine Mastitis ,Not Bot Horti Agrobo, 43(2):327-334
9) Verma MK, Pandey RK, Khanna R, Agarwal J.(2014) The antimicrobial effectiveness of 25% propolis extract in root canal irrigation of primary teeth. J
Indian Soc Pedod Prev Dent;32:120-4
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