석류 껍질 추출물이 피부 균형을 회복하고 감염과 싸우는 방법

PLOS ONE 저널에 게재된 한 연구에 따르면, 석류 껍질 추출물은 황색포도상구균에 대한 항균 활성을 통해 피부 미생물 항상성을 회복하는 데 효과적이라고 합니다.

피부 미생물총은 다양한 미생물들이 서로 균형을 이루며 서식하며 미생물 군집의 종간 균형을 형성하는 곳입니다. 피부 미생물총의 구성은 신체 부위, 연령, 성별, 그리고 피부의 pH 수준에 따라 달라집니다.

피부 미생물총의 주요 미생물 종은 포도상구균(Staphylococcus), 코리네박테리움(Corynebacterium), 연쇄상구균(Streptococcus), 프로피오니박테리움(Propionibacterium) 속입니다. 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis, S. epidermidis)은 포도상구균(Staphylococcus) 속의 가장 흔한 균으로, 피부 미생물 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

건강한 피부 미생물총에서 S. hominis, S. lugdunensis, S. epidermidis는 황색포도상구균(S. aureus)과 같은 그람 양성균에 대해 항균 작용을 합니다. 피부 미생물 항상성의 교란은 S. epidermidis와 같은 유익균의 감소와 S. aureus와 같은 병원균의 증가를 특징으로 하는 장내 불균형(dysbiosis)으로 이어질 수 있습니다.

피부 미생물총의 불균형은 여드름, 아토피 피부염, 모낭염, 건선을 포함한 다양한 피부 질환과 관련이 있습니다. 아토피 피부염 환자는 특히 황색포도상구균(S. aureus)의 수가 증가할 가능성이 높습니다.

본 연구에서 연구진은 석류 껍질 추출물의 피부 미생물총 균주에 대한 항균 및 항유착 효과를 조사했습니다. 또한, 추출물의 종 특이적 활성을 평가했습니다.

이전 연구에서는 석류 껍질 추출물이 황색포도상구균, 대장균, 녹농균 등 다양한 세균에 대한 항균 효과를 보였습니다. 석류에서 발견되는 여러 페놀성 화합물이 석류의 항균 효과를 담당합니다.

과학자들은 건강한 지원자 6명과 아토피 피부염 지원자 3명으로부터 피부 미생물총 샘플을 채취했습니다. 분리된 세균 군집 중에서 추가 실험을 위해 표피포도상구균(S. epidermidis)과 황색포도상구균(S. aureus)을 선택했습니다.

그들은 n-부탄과 디메틸에테르 용매를 사용하여 석류 껍질 추출물을 제조하고, 선택된 세균 균주에 대한 항균 및 항부착(바이오필름 형성에 미치는 영향) 활성을 분석했습니다. 또한, Galleria mellonella 유충을 사용하여 추출물의 독성을 시험했습니다.

건강한 지원자의 피부에서 총 67종의 미생물이 확인되었으며, 가장 흔한 미생물은 S. epidermidis, Micrococcus luteus, Cutibacterium acnes, S. hominis였습니다. 주요 세균 속은 Staphylococcus였습니다.

자원봉사자들의 피부 미생물총 구성은 출신 지역과 피부 상태에 따라 차이가 있었습니다. 아토피 피부염 자원봉사자에서 분리된 유일한 균주는 황색포도상구균(S. aureus)이었습니다.

석류 껍질 추출물의 식물화학 분석 결과, 카테킨, 케르세틴, 바닐산, 갈산이 주요 생리활성 화합물인 것으로 밝혀졌습니다.

항균 활성

두 추출 용매를 비교한 결과, 디메틸 에테르 기반 추출물이 박테리아에 대해 가장 높은 항균 활성을 보였으며, 최소 억제 농도(MIC)는 밀리리터당 1~128밀리그램 범위였습니다.

접착 방지 활동

디메틸 에테르 기반 석류 껍질 추출물의 항부착 활성은 S. epidermidis와 S. aureus의 단일 및 이중 바이오필름에 대해 확인되었습니다.

연구 결과, 추출물은 표피포도상구균(S. epidermidis)의 바이오필름 형성 능력을 유의미하게 증가시키고 황색포도상구균(S. aureus)의 바이오필름 형성 능력을 유의미하게 감소시키는 것으로 나타났습니다. 바이오필름 형성은 미생물이 다양한 생태적 지위에서 생존을 촉진하고 연장하는 다세포 행동을 취하는 복잡한 과정입니다.

24시간 후 황색포도상구균에 대한 항부착 효과에 대한 추가 분석 결과, 추출물은 황색포도상구균의 성장률에 영향을 주지 않고 세균 바이오매스를 16%까지 감소시킬 수 있는 것으로 나타났습니다.

독성 시험

갈레리아 멜로넬라 유충을 사용하여 디메틸 에테르 기반 석류 껍질 추출물의 독성 시험을 실시한 결과, 추출물의 최고 농도에서 1일 후와 7일 후 각각 90%와 80%의 유충 생존율을 보였습니다.

예측된 생존율은 완충액을 처리한 유충(대조군)의 생존율과 유사했으며, 이는 디메틸 에테르 기반 석류 껍질 추출물의 무독성 효과를 나타냅니다.

이 연구는 석류 껍질 추출물이 종 특이적으로 피부 미생물총의 항상성을 회복하는 실용적이고 무독성인 물질임을 보여주었습니다. 본 연구에서 제조된 디메틸에테르 기반 석류 껍질 추출물은 유익균(S. epidermidis)을 효과적으로 회복시키고 병원성 세균(S. aureus)을 제거하는 것으로 나타났습니다.

황색포도상구균(S. aureus)의 수가 증가하면 피부 병변이 생기는데, 이는 박테리아가 바이오필름을 형성하고 약물에 내성을 갖게 되어 치료가 어렵기 때문입니다.

피부 미생물 항상성을 회복하는 유용한 방법 중 하나는 S. epidermidis와 같은 유익한 박테리아의 성장을 자극하는 것입니다. 이는 S. aureus의 독성 유전자 발현, 쿼럼 감지 및 궁극적으로 바이오필름 형성을 효과적으로 억제할 수 있습니다.

석류 껍질에 함유된 카테킨, 케르세틴, 바닐산, 갈산 등 페놀 화합물의 강력한 항산화, 항염증, 항균 효과가 피부 개선에 기여할 수 있습니다. 이전 연구에서는 카테킨이 세포막을 손상시켜 황색포도상구균과 대장균에 항균 효과를 발휘하는 것으로 나타났습니다.

전반적으로 이 연구는 석류 껍질 추출물이 원헬스 접근 방식에 따라 재활용 폐기물과 친환경 추출 방법을 사용하는 지역 제품의 일부로 고려될 수 있음을 시사합니다.