포플러속과 바카리스속 가장 많아, 효과는 유사
항균성, 항산화 및 간 보호, 방사선 차단 등 ‘일당 백’

프로폴리스의 구성성분은 식물, 즉 지정학적 원인에 의해 결정된다. 다양한 형태의 프로폴리스들은 수백 가지의 차별화된 구성성분으로 특징지어져 있다. 가장 대표적인 식물원으로 포플러(Populus속)와 바카리스(Baccharis속), 소나무 등이 있는데, 주로 활용 및 연구되고 있는 것이 포플러속과 바카리스속 유래 프로폴리스이다.

포플러는 버드나무과 사시나무속(Popolus)에 속하는 식물을 총칭하며 가로수로 많이 이용되고, 유럽과 아시아 서부, 미국 등에 분포한다. 흑양(black poplar), 양버들(한국에서 가장 흔한 가로수종), 이태리포플러(개량종), 미국산 포플러(미루나무), 캐나다포플러(개량종)등이 이에 속한다. 영국에서는 포플러로 SRC(short rotation coppice)시스템에서 재배되어 생물학적 연료 , 에너지생산을 목적으로 사용되고 있다. 그 외의 약리학적인 용도는 식물 그 자체로는 따로 없다.

바카리스는 국화과 바카리스속(Baccharis)에 속하는 식물을 총칭하며 해당 종만 500여개가 넘고 주로 미주지역 중 온화한 지역인 브라질, 아르헨티나, 콜롬비아, 칠레, 멕시코 등에 분포한다. 단 B.halimifolia종만 캐나다의 Nova Scota지역에서 자생하고 있다. 이 식물속은 terpene류가 풍부하며 그 중 일부는 가축의 질병치료제로 사용되었는데 그 예로 Chilean baccharis에서 viscidone이 항생물질로 밝혀졌다. 송아지의 중독성 소화불량증에 이를 먹여 장내의 염증제거 및 해독의 기능을 한다는 건 잘 알려진 사실이다. 몇 가지 종류는 양봉에도 사용되는데, 특히 B.dracunculifolia는 beekeepers로 잘 알려져 있다. 그러나 바카리스속의 몇 가지 종은 동물에 독성을 지니고 있는데 특히 B.coridifolia종의 경우 소, 말, 양, 토끼 등의 위장관 괴사를 유발하기도 한다.

1. Quality requirements
프로폴리스는 수확하는 방법이 매우 중요하다.
2010년 이탈리아 연구자들이 플라스틱 기구 및 나무 쐐기로 긁어내어 수확한 프로폴리스를 비교분석하였는데, 나무 쐐기로 수확한 프로폴리스가 발삼의 함량이 가장 높아서 최상의 질을 나타내었다. 그러나 아르헨티나에서는 납의 함량을 낮추기 위해 플라스틱 기구로 긁어내는 것이 더 좋다고 연구 발표되었다.

프로폴리스는 봄에서 가을사이에 수확하는 것을 추천한다. 왜냐면, 겨울동안 벌통 안에 있던 프로폴리스는 더욱 짙은 색의 저품질이기 때문이다.

오염은 중요한 쟁점중 하나인데, 가장 주요한 오염원으로 varroa 진드기 구제에 사용되는 중금속들과 lipophylic synthetic acaricides이다. 그래서 최소 오염도는 프로폴리스의 정제기술, 즉 순도를 보증하는 주요 기준이 된다.

그럼 프로폴리스의 대표적인 식물유래 종류인 이 두 가지 속의 프로폴리스의 구성성분을 비교해 보자.

1) 포플러 프로폴리스
① 발삼(40-70%): 에탄올 가용성, 포플러 유래
- 페놀류<phenolics>: phenols, phenolic acid, esters, flavanons, dihydroflavanons, flavons,flavonols, chalkones, phenolic glycerides 그 외 지방족 acids, alcohols, esters, aldehydes, ketones와 benzoic acids, esters
② 정유(3~5%): 에탄올 가용성, 포플러 유래 Monoterpenes, Sesquiterpenes
③ non-발삼
- 밀랍(20~35%): 에탄올 불용성, beewax유래 triacontanyl palmitate, cerotic acid
- 기타(5%): 부분적인 에탄올 가용성, 벌과 화분 유래, 회분 2.1% , polysaccharides 2%, proteins, aminoacids, amines 0.7%, 미량의 carbohydrates, lactones, quinones, steroids, vitamins 등

2) 바카리스 프로폴리스
① 발삼(45~60%): 에탄올 가용성, 바카리스 유래
- 주요성분: cinnamic acid와 그 유도체들, coumaric acid, prenylated compounds,artepillin C , 소량의 페놀류( flavonoids), benzoic acid, 지방족 acids, esters
② non-발삼(10-15%): 에탄올 불용성, 바카리스 유래 prenylated compounds, alkanes, terpenoids
- 밀랍(15~25%): 에탄올 불용성, beewax유래
- 기타(5%): 2.5~4.5% minerals, 1~2% carbohydrates(fructose, mannose, inositol, erythrose), 1~2% glycerol, 지방족 acids, amino acids, amines

정리해보면, 포플러 프로폴리스의 대표적인 성분은 페놀류(phenolics)로서 flavonoid aglycines(flavones, flavanones), phenoilc acids와 그 esters이다.

브라질 프로폴리스(바카리스 프로폴리스)의 대표적인 성분은 p-coumaric acid와 acetophenones의 prenylated 유도체들과 diterpenes, lignans이다.

이 두 가지 프로폴리스는 발삼성분과 non 발삼성분으로서, 주요 성분은 식물유래이고, 비교적 소량의 성분들이 벌과 화분으로부터 유래된 점에서 크게 비슷하나 각 화학적 구성성분 종류들은 다소 큰 차이가 있다.

지난 40년 동안 수백편의 프로폴리스의 생물학적, 건강증진의 특성들에 대한 자료들이 발표되었다. 대부분의 연구는 포플러 프로폴리스와 브라질 바카리스 프로폴리스로 이루어졌는데, 특이한 건 두 종류의 프로폴리스가 서로 다른 식물유래 구성성분을 갖고 있는데도 이들의 생물학적 효과는 매우 유사하다는 것이었다. 물론 이 효과를 나타내는 각 프로폴리스의 구성성분은 달랐다. 이들 두 가지 프로폴리스가 현재 전 세계 프로폴리스 시장을 대부분 차지하고 있다. 건강증진의 효과를 나타내는 성분은 에탄올 추출성분 중 하나인 발삼이며 70~80% 에탄올 추출액이다.

2. 프로폴리스의 세포수준 또는 동물 실험 논문 근거 효능 효과
- 항균성: 항박테리아, 항바이러스, 항진균, 기생충 구제
- 심혈관계: 심근제어, 항혈전, 항고혈압, 항부정맥
- 근골격계: 저용량: 근육 수축/ 고용량: 근육 이완, 연골과 뼈의 재생, 골다공증 억제,
- 면역계: 면역 증강, 면역 조절(자가면역질환에서 면역 억제), 비염 조절, 항알러지 천식 및 섬유화 질환 치료
- 내분비계: 항당뇨, 에스트로겐 효과,
- 피부: 항궤양용제(피부), 상처 치유 촉진, 항염증, 흉터 완화(피부 재생), 항피부노화
- 정신, 신경계: 국소 마취, PC12m3 세포에 대한 신경 영양성, 항우울
- 소화기계: 항궤양용제(위), 장염, 장 협착 완화, 변비 완화,
- 종양: 항종양, 신생혈관 억제, 항변이원성
- 보호: 방사능으로 부터 보호, 간보호, 항산화
- 구강 및 치과: 손상된 치수의 재생촉진, 항궤양용제(구강 점막)
- 비뇨 생식계: 제대 정맥 내피 세포의 혈관 형성, 정자 보호
- 기타: 식품 방부제, 스코폴라민에 의한 기억상실증 완화, 신체 발열에 대한 저항성, 항노화(산화적 스트레스 저하) 등

1) 항균성
프로폴리스의 박테리아, 진균, 곰팡이, 기생충에 대한 저항력은 이와 관련된 논문만 7만편 가량으로 제일 많이 연구되어 온 영역이다. 프로폴리스 유래 식물 수종이 다양하지만, 이들의 항균효과는 수종에 상관없이 동일하다. 프로폴리스의 각 성분들의 항균성이 총체적으로 집합된 것이 프로폴리스 항균범위가 넓은 이유다. 프로폴리스의 항균효과에 대해서는 앞글에서 자세히 살펴보았으니 이번 글에서는 생략키로 한다.

① 항진균 효과
특히 포플러 프로폴리스는 매우 높은 항진균 활성을 가지고 있다. 그래도 지역이나 수종에 상관없이 거의 모든 프로폴리스가 항진균 활성을 갖는다. 다음 fig1은 브라질 그린프로폴리스 추출물의 족부백선, 체부백선의 개선을 제시한 실험연구 결과이다. 대부분 백선증의 주요 증상에서 개선 및 완화를 보여주었고 각질형성과 수포형성은 미코나졸(항진균제)보다 조금 늦게, 가려움, 박리, 홍반, 수포형성은 미코나졸보다 더 빠르게 개선된다는 것을 알게 되었다(출처: Nlandu R. Ngatu, Takao Saruta, Ryoji Hirota, Masamitsu Eitoku, Nangana Severin Luzitu, Basilua Andre Muzembo, Tomomi Matsui, and Narufumi Suganuma. The Journal of Alternative andComplementary Medicine. January 2012, 18(1): 8-9.).

② 항바이러스 효과
프로폴리스는 바이러스를 사멸(고용량)시키거나 성장을 저지(저용량)할 수 있다. 해당 바이러스 범위는 매우 다양한데, 특히 influenza 바이러스에 대한 효과는 주목할 만하다.

다음 tab1과 2는 2012년 EEvidence-Based Complementary and Alternative Medicine에 실린 Tomoaki Takemura등에 의해 진행된 연구논문(3,4-Dicaffeoylquinic Acid, a Major Constituent of Brazilian Propolis, Increases TRAIL Expression and Extends the Lifetimes of Mice Infected with the Influenza A Virus)내용이다.

이 연구에서 저자들은 mouse를 H1N1에 감염시켜 12일내에 90%가 폐사될 수 있도록 한 후  influenza A virus(IAV)에 작용하면서 브라질 프로폴리스 물추출물(PWE)의 주요 성분인 3,4-dicaffeoylquinic acid (3,4-diCQA), 프로폴리스 물 추출물(PWE), 프로폴리스 에탄올 추출물(PEE), 브라질 프로폴리스의 대표성분인 Chlorogenic acid 그리고 타미플루(oseltamivir)를 투여했을 때 각각의 생존율 비교 및 tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) mRNA , H1N1 hemagglutinin (HA) mRNA의 발현율 변화 비교로 이 바이러스에 가장 선택적으로 작용하는 성분을 입증하였다.

결과 3,4-dicaffeoylquinic acid (3,4-diCQA)에 의한 생존율이 프로폴리스 제제를 사용한 것 중 가장 높았으며 물추출물은 이에 비해 약간 낮았지만 에탄올 추출물과 비슷했으며 Chlorogenic acid는 비교적 낮은 편이었다. 그리고 타미플루는 3,4-diCQA보다 생존율이 조금 높았다.

한편 및 tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) mRNA의 증가는 바이러스에 대한 저항력을 H1N1 hemagglutinin (HA) mRNA의 감소는 바이러스의 활성감소를 뜻하는데, 역시 프로폴리스 추출물중 3,4-diCQA이 둘 다 가장 강하게 나왔으나 타미플루는 항바이러스효과만 있기에 HA mRNA의 감소만이 관찰되었고 TRAIL mRNA에는 영향을 미치지 못 했다. 즉 타미플루가 항바이러스 효과는 월등하나 신체의 바이러스에 대한 저항력에는 영향을 미치지 못 했는데, 프로폴리스 추출물의 3,4-diCQA는 타미플루보다는 약간 낮은 항바이러스 효과를 내지만 이와 함께 신체의 저항력 상승의 효과도 동시에 기대할 수 있기에 장점이 있다는 것이다.

즉 H1N1감염 시 타미플루와 프로폴리스 추출물을 같이 사용하면 더욱 빠르고 좋은 예후를 기대할 수 있다는 주장을 뒷받침하게 된다.

그리고 프로폴리스 물추출물과 에탄올추출물의 적용시 비교분석 결과가 비슷하게 나왔으므로3,4-diCQA이 아닌 다른 성분들에 의해도 항바이러스 효과가 발휘되고 있음을 알 수 있다. (Tab,1,2 Fig2,3)

③ 기생충 구제효과
그 외 프로폴리스는 기생충 구제효과도 있는데 주로 chrysine, quercetin, galangin에 의해서 나타난다. 특히 이는 동물실험이 많이 진행되어 있는데, 가축사육 시 불결한 환경으로 인해 장내 기생충 감염율이 높아져 가축의 성장이 지연되는 경우가 있는데 이 때 프로폴리스를 먹이면 기생충 구제효과에 의해 성장이 촉진 될 수 있다는 보고가 많다.

2) 항산화 및 간 보호 효과
① 항산화 효과
근원 식물 수종에 따라 phenolic 성분들이 매우 다양하지만, 거의 모두 이들의 항산화 효과가 보고되고 있다. 특히, 화분 및 로얄젤리들과 비교해 보면 항산화 효과는 프로폴리스가 최고이다. 매우 다양한 지역과 수종 유래 프로폴리스 연구에서 보면, 항산화력은 polyphenols총 농도와 상관성이 깊다는 걸 알 수 있다. 그래서 polyphenols가 많은 포플러 프로폴리스가 이것이 적은 브라질리언(바카리스)프로폴리스보다 항산화력이 더욱 크다. 또한 polyphenols의 형태에 따라 항산화력이 다른데, 포플러 프로폴리스의 대표 성분인 CAPE가 모든 프로폴리스 구성 성분 중 최고의 항산화력을 갖고 있다.

한편, 10% 에탄올 추출 Croatia 포플러 프로폴리스는 FRAP( vitamin C와 trilox의 항산화력)의 70%에 해당하는 항산화력을 갖는다고 발표되었다.

프로폴리스는 항산화 효소인 AOE를 조절하며, 특히 혈장, 간, 폐, 뇌의 과산화지질 형성과정(LPO)을 현저하게 방어한다. 물론 용량과 조직의 상태에 따라 차이는 있다. 폐는 AOE의 영향력이 적은 hyperoxia(과산소상태)이므로 산화적인 스트레스에 가장 취약하다. 이에 프로폴리스는 CAT(catalase)의 활성을 높여서 위와 같은 상황으로부터 폐를 보호한다. 그래서 AOE의 활성이 나이가 들수록 낮아지므로 이는 주로 나이든 성인에 더 효과적이다. 즉, 프로폴리스는 이러한 강력한 항산화력으로 일반적인 생리 환경뿐만 아니라, 산소의 농도가 높게 유지되어야 하는 경우에 매우 효과적으로 이용된다.

중국 포플러 프로폴리스의 경우는 예외적으로 에탄올 추출액보다 수용성 추출액에서 더 활성이 높은 flavonoid들이 발견되었으나 이는 그것의 에탄올 추출액과 항산화력이 동일하게 측정되었다.

프로폴리스 항산화력 적용 질환은 산화적 스트레스에 의해 호발 되는 만성, 퇴행성 질환, 즉 암, 자가면역질환, 노화, 백내장, 류마티스 관절염, 각종 심혈관 질환, 퇴행성 신경계 질환등이 해당된다.

② 간보호 빛 방사선 차단 효과
프로폴리스의 간보호 기능은 phenolics 에 의해 이루어진다. 즉 프로폴리스의 간보호 기능은 항산화력과 상관성이 크다. 동물 실험 연구에서 알콜성 간, paracetamol 또는 CCl4 에 의해 유발시킨 간부전에 프로폴리스가 반응을 나타내는 결과에서도 이를  알 수 있었다.

프로폴리스의 방사선 차단에 대한 효과는 2010년 리뷰되었는데 이는 암세포나 동물에 조사된 방사선에 매우 강력한 대응적인 효과를 발휘하였다. 또한 프로폴리스는 방사선 항암 치료의 효과를 상승시키는 암세포의 사멸(apoptosis)을 유도하기도 한다. 즉, 종양의 방사선 치료시 조직 손상 방어 및 암세포 사멸 촉진 작용이라 할 수 있다.

다음 글에서는 이러한 항산화 및 간보호 작용에 대한 근거 또는 임상데이터 분석과 면역조절효과 등에 대해 기술토록 하겠다.