심근경색은 관상동맥질환으로 인하여 심근 손상을 입는 현상으로 심장의 근육 부분에 혈액의 공급이 부족하여 근육의 일부가 손상을 입는 질병이다, 관상동맥에 동맥경화증이 진행되어 심근 허혈 및 심근 경색이 발생하게 된다. 손상된 심근세포들은 심장이 몸 전체로 혈액을 효율적으로 공급하는 능력을 감소시켜 생명에 위협을 줄 수 있다.
한의학에서 관상동맥질환을 "심혈어조증(心血瘀阻證) 또는 심맥비조증(心脈痺阻證)"이라 부르고, 그 치법으로 통양화어(通陽散結), 행기화담(行氣化痰)이 있다. 심혈어조증은 흉비(胸痺) 및 흉통(胸痛)이 등으로 퍼지면서 숨이 차며 기침이 나고 가래가 성하며 가슴이 답답한 증상을 뜻하며, 과루해백백주탕(瓜蔞薤白白酒湯)은 이러한 심혈어조증을 치료하는데에 사용되어왔다. 하지만, 이러한 과루해백백주탕의 심혈어조증에 대한 과학적 근거는 부족하다. 따라서 과루해백백주탕의 심근경색 동물 모델에서 혈액순환 개선 및 심혈관 질환에 대한 예방, 치료에 대한 효능을 검증하고자 본 연구를 수행하였다.
본 실험에서는 백서 (Sprague Dawley rat)의 4,5번 늑골을 개복 후 좌심실 관상동맥을 결착해주는 외과적 수술을 통하여 심근경색을 유발하였으며, 총 8주간 과루해백백주탕의 효과를 확인하기 위해 약물을 매일 동일시간대에 경구투여하였다.
그 결과, 과루해백백주탕은 대표적인 심장기능장애 대표 지표인 lactate dehydrogenase (LDH), creatine kinase myocardial band (CK-MB)와 creatine phosphokinase (CPK)를 대조군에 비하여 감소시켰다. 심실 기능 이상을확인하기 위하여 심초음파 (Echocardiograph)를 확인한 결과, 주요 심장 기능인 좌심실 분획률 (Ejection fraction, EF)과 분획단축률 (Fractional shortening, FS)이 과루해백백주탕에 의하여 개선된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 심장 압력-용량 루프 분석 (Pressure-volume loop analysis)을 진행한 결과, End diastolic pressure volume relation (EDPVR) 기울기 값이 개선되었으며, 최대 수축기 압력 (lelft ventricle pressure maximal, LVPmax), 최대 압력 발생속도 (Maximal peak rate of pressure development, dP/dt max) 및 최대 압력 감소율 (Maximal rate of pressure decay, dP/dt min) 측정을 통한 심장내 압력 및 용량을 과루해백백주탕이 개선시킨다는 것을 확인하였다. 또한, 심장의 조직학적인 측면과 섬유화의 개선에 미치는 영향을 확인하기 위하여 hematoxylin & eosin 염색과 Picrosirius red 염색을 진행한 결과, 과루해백백주탕 투여군에서 심장 섬유화가 개선하였으며 심장섬유화 관련 경로인 transforming growth factor β (TGF-β)/Smad 2 에서의 섬유화 관련인자의 단백질 발현이 과루해백백주탕에 의하여 감소된 것을 확인하였다.
추가로 과루해백백주탕의 단미재인 과루, 해백의 각각의 효능 비교를 위해 심근경색 억제에 대한 실험을 진행했다. 그 결과 혈액 내에서 LDH, CK-MB 와 CPK 의 수치가 과루, 해백에 의하여 감소되었다. 심초음파에서 심장기능지표인 좌심실 EF 과 FS 가 각 단미재에 의하여 개선되었다. 심장의 조직학적인 측면과 섬유화의 개선에 미치는 영향을 확인하기 위하여 Picrosirius red staining 을 진행한 결과 과루와 해백이 섬유화를 개선시켰다. 또한, TGF-β/Smad 2 발현 감소를 통해 심장섬유화에 대한 과루, 해백의 효과를 확인하였다. 본 연구에서는 과루와 해백에서는 심근경색 억제효능의 비교를 위한 실험을 진행하였으며 과루와 해백의 심근경색 억제에 대한 효능은 확인하였으나 두 단미재의 효능에 대한 유의한 차이는 미미하였다.
이러한 결과로 봤을 때, 과루해백백주탕은 심근경색 동물 모델에서 억제된 심장 기능을 유의하게 개선시켰으며, 이는 TGF-β/Smad 2신호전달의 과정을 억제함으로써 심장의 섬유화를 억제했기 때문인 것으로 사료된다. 따라서 본 연구는 과루해백백주탕이 만성 심근 경색에 의해 유발된 심장 기능 장애 및 섬유증을 개선할 수 있음을 시사한다.