담수식물 하늘지기 효능 피부 장벽 회복 피부 보습 강화

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하늘지기

경작지 주변에서 흔히 자라는 한해살이풀이다. 줄기는 모여나고, 털이 있기도 하며, 높이 15 ~ 50cm이다. 잎은 아래에 모여 달리고, 줄기보다 짧으며, 너비 1.5 ~ 5.0mm이고 털이 있는 경우도 있다. 잎집은 털이 있고 갈색이다. 꽃차례의 아래에 꽃차례보다 약간 긴 포가 한 개 달린다.

꽃은 7 ~ 10월에 피는데 전체 꽃차례는 줄기 끝에 달리고, 산방형이다. 작은이삭은 긴 난형으로 5 ~ 8mm이고 적갈색이다. 꽃 하나가 들어 있는 인편은 넓은 난형이고, 길이 2 ~ 3mm이고 끝이 뾰족하다. 열매는 수과이며 도란형이다. 길이는 1.0 ~ 1.2mm이고, 양면이 볼록하고, 표면은 그물 모양 무늬가 있다. 암술대는 납작하고 가장자리에 털이 있으며, 수과와 길이가 비슷하고, 암술머리는 두 개로 갈라진다.

우리나라 전역에 나며, 일본, 타이완 등 전 세계적으로 온대와 아열대 지역에 분포한다. 이 종에 비해 크기가 작고 꽃차례에 작은이삭이 몇 개만 달리는 것은 가는하늘지기, 잎집과 잎몸에 털이 많은 것은 털하늘지기 등으로 구분한다. 하늘직이라고도 부른다.

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하늘지기 효능

환경부 산하 국립낙동강생물자원관은 올해 추진 중인 ‘담수 생물소재 상용화를 위한 활용기술 고도화 연구’를 통해 담수 식물인 하늘지기의 추출물에서 피부장벽 개선 및 보습 증진 효능을 확인했다고 밝혔다.

하늘지기는 논둑에서 흔히 자라며 우리나라 각지에 분포하는 식물로, 이번 연구를 통해 처음으로 유용성이 발견됐다.

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피부 장벽 회복

연구진은 하늘지기 추출물이 사람의 각질형성세포 (HaCaT Cells)에 독성을 보이지 않으면서 각질세포 속 단백질인 필라그린 (Fillaggrin)의 합성을 증가시켜 피부 보호막 역할을 하는 피부 장벽을 더욱 견고하게 한다는 사실을 확인했다.

※ 각질형성세포 (HaCaT cell) : 사람의 피부는 표피와 진피로 구성되어 있는데, 이 중 표피층의 95%이상을 구성하는 세포가 각질형성세포

※ 필라그린 (Fillaggrin) : 각질세포 속 단백질로, 케라틴과 복합체 (Keratin-filaggrin)를 형성하여 피부장벽 기능을 수행

※ 피부 장벽 : 피부 장벽은 피부의 외부 층인 각질층에 위치한 중요한 생리학적 구조로, 외부 환경으로부터 피부를 보호하고 수분을 유지하는 역할을 함

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피부 보습 강화

아울러, 하늘지기 추출물은 피부 속 수분 통로인 아쿠아포린 (Aquaporin 3)과 천연보습인자인 히알루론산 (Hyaluroic acid) 합성을 증가시켜 피부 보습력을 강화시키는 효과도 가지고 있었다.

※ 아쿠아포린 (Aquaporin 3) : 세포막에서 채널을 형성하여 물 분자들의 수동 수송을 유도하는 내재 막 단백질로, 크게 13가지 서브 타입이 있으며 특히 아쿠아포린-3는 피부의 수분조절에 중요한 역할을 함

※ 천연보습인자 (Natural Moisturizing Factor) : 피부 각질층의 수분 보유량을 조절하여 각질층의 건조를 방지하는데 중요한 역할을 하며 피부 각질층을 구성하고 있는 요소 중 하나임

※ 히알루론산 (Hyaluronic acid) : 주로 각질형성세포와 섬유아세포에서 합성되며 수분 보유, 세포간격 유지 등에 관여하며 피부 내 히알루론산의 감소는 피부 탄력 저하 및 수분 함유량 감소의 직접적인 원인이 됨

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하늘지기 추출물을 이용한 피부 보습, 피부 장벽 개선 특허 출원

연구진은 이번 연구결과를 바탕으로 최근 특허 출원을 마쳤고, 앞으로 피부 장벽 개선 및 보습 증진 효능을 나타내는 유효물질을 밝히는 후속 연구를 진행할 계획이다.

※ 하늘지기 추출물을 이용한 피부 보습 또는 피부 장벽 개선용 조성물 (출원번호 : 10-2023-0122415, 2023년 9월)

※ 유효물질 : 유효성분을 가지고 있는 물질을 말함

국립낙동강생물자원관 산업화지원센터장은 “이번 연구 결과는 국내 자생 담수생물 자원을 생명산업 소재로 활용하기 위한 과학적인 근거를 제공했다는데 의의가 있다”라며“추가 연구를 통해 담수생물 자원이 유용한 소재로 활용될 수 있도록 노력하겠다”라고 말했다.

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주요 연구결과

1. 하늘지기 (Fimbristylis dichotoma (L.) Vahl)

① 사초과 (Cyperaceae)의 한해살이 풀로, 논둑이나 물가에서 자라는 식물

② 우리나라 전역, 일본, 타이완 등 전 세계적으로 온대와 아열대 지역에 분포함

③ 개화시기는 7 ~ 10월이며, 높이 15 ~ 60 cm로 자라며 잎과 꽃줄기의 일부에 털이 있음

2. 하늘지기 추출물의 필라그린 생성량 증가 효과

하늘지기 추출물을 처리한 실험군에서는 무 처리군에 비해 50, 100, 및 200 μg/mL 의 농도에서 각각 20.3%, 53.2%, 및 80.6% 증가한 필라그린의 생성량을 확인할 수 있었음.

3. 하늘지기 추출물의 아쿠아포린 생성량 증가 효과

하늘지기 추출물을 처리한 실험군에서는 무처리군에 비해 50, 100, 및 200 μg/mL 의 농도에서 각각 11.3%, 26.3%, 및 29.6% 증가한 아쿠아포린의 생성량을 확인할 수 있었음.

4. 하늘지기 추출물의 히알루론산 생성량 증가 효과

하늘지기추출물을 처리한 실험군에서는 무처리군에 비해 50, 100, 및 200 μg/mL 의 농도에서 각각 3.6%, 7.2%, 및 19.3% 증가한 히알루론산의 생성량을 확인할 수 있었음