KR100401456B1

KR100401456B1 - 수컷의 생식 독성 억제에 유효한 펙틴을 포함한 약학 조성물

Info

Publication number: KR100401456B1
Application number: KR10-1999-0061538A
Authority: KR
Inventors: 김길남; 이봉우
Original assignee: (주) 한국신과학 기술센타
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2003-10-11
Also published as: WO2001047531A1; BR9917601A; CN1398186A; EP1248637A1; AU1895400A; KR20010058066A; JP2003518502A; EP1248637A4

Abstract

본 발명은 수컷의 생식 독성을 억제하는데 유효한 펙틴을 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다. 상기 약학 조성물은 통상 피검체의 체중 kg 당 펙틴 약 1 ㎍ 내지 약 1000 mg의 치료적 유효량으로 경구 투여되며, 다이옥신을 비롯한 환경호르몬에 의해 유발된 수컷의 정자감소증, 정자운동감소증, 전립선 위축, 남성 불임증에 대한 예방치료제로 사용될 수 있다.

Description

수컷의 생식 독성 억제에 유효한 펙틴을 포함한 약학 조성물{PHARMACEUTICAL COMPOSITION COMPRISING PECTIN EFFECTIVE IN INHIBITING THE MALE REPRODUCTIVE TOXICITY}

최근 미국, 유럽, 일본 등에서 발표되어 주목을 받고 있는 일명 환경호르몬이라 불리는 내분비계 장애물질은 내분비계의 기능을 방해하고, 체내에 유입되어호르몬과 유사한 작용을 하는 화학물질이다. 내분비계 장애를 유발하는 물질로는 각종 산업용 화학물질, 살충제와 제초제 등의 농약류, 유기중금속류, 소각장의 다이옥신류, 식물성 에스트로겐(phytoestrogen) 등의 호르몬 유사물질, DES(diethylstilbestrol)와 같은 의약품으로 사용되는 합성 에스트로겐류 및 기타 식품이나 식품첨가물을 들 수 있다. 이 중에서 가장 주목받는 물질로 다이옥신류가 있다.

다이옥신은 화학적으로 2개의 벤젠 고리가 2개의 산소 원자에 의해 연결된 일종의 유기화합물로서 통상 벤젠 고리 내부에 있는 수소가 염소로 치환된 염화다이옥신을 말하는데, 이 염소의 개수와 위치에 따라 수십종이 존재한다. 이러한 다이옥신류 가운데 독성이 가장 강하고 안정한 것은 염소가 4개 치환된 2,3,7,8-TCDD(Tetrachlorodibenzo-p-dioxin)이다. 또한, 이 물질은 생활 쓰레기 소각과정이나 휘발유의 연화과정에서 발생하므로 환경에 쉽게 노출될 수 있어 더욱 위험하다[참조: S. Alex. Villalobos, Michael J Andeerson, and Peter kelley, 1996. Dioxinlike properties of a trichloroethylene combustion-generated aerosol. Environmental Health perspectives. 104. p734-743].

다이옥신류은 주로 소화관, 피부, 호흡기를 통해 흡수되며, 그 흡수 정도는 종의 차이, 용매의 차이, 다이옥신 동족체 및 이성질체의 종류, 함께 섭취된 물질의 종류, 투여량, 연령에 따라 다르다. 흡수된 다이옥신류는 주로 간과 지방조직에 축적되며 체내에서 잘 배설되지 않는 특징을 가지고 있다.

다이옥신의 독성은 주로 동물을 대상으로 한 연구에서 명확히 밝혀진 바 있는데, 이 물질은 극미량으로도 동물들에게 피부질환, 면역체계 및 간에 대한 독성, 발암성, 기형 등을 일으키는 것으로 보고되었다. 최근 사람을 대상으로 한 연구 결과에서도 다이옥신의 유해성이 확인되고 있다. 대표적인 것으로는 호르몬 분비의 불균형, 생식능 저하 및 생식기관 기형, 성장 저해, 암유발, 면역기능 저해가 있다. 특히, 기존 연구를 토대로 하여 널리 알려진 수컷의 생식능 저하의 예로는 정자수 감소, 정액 감소, 테스토스테론의 농도 저하, 정자 운동성 감소, 변형된 정자수의 증가, 생식기 기형, 전립선 질환, 기타 생식에 관련된 조직의 이상을 들 수 있다. 그간 환경호르몬의 독성에 대한 연구는 활발하였으나, 환경호르몬 독성에 대한 예방치료제 분야의 연구는 미흡한 것이 현실이다. 현재 다이옥신에 의한 생식능 저하를 억제하는 효과가 있다고 알려진 것으로는 녹차 추출물(유효 성분으로 epicatechin, epigallocatechin), 인삼 추출물 등을 들 수 있다. 기니아 피그(Ginea Pig)에게 인삼을 투여한 실험에서, TCDD 투여로 인해 야기되는 고환의 무게감소, 정세관의 크기 감소, 생식 상피의 파괴, 생식 세포의 변형 등이 유의성 있게 억제되었다[참조: W. Kim, S. Hwang, H. Song, and S. Kim, Panax ginseng protect the testis against 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin induced testicular damage in guinea pigs. BJU International 1999: 83: 842-849].

현재 어떤 문헌이나 특허도 펙틴을 사용하여 환경호르몬에 의해 유발된 수컷의 생식 독성을 억제하는 것에 대해 개시하고 있지 않다.

다만, 미국 특허 제 5,834,442호 및 제 5,895,784호는 pH 개질된 감귤 펙틴을 피검체에게 경구 투여하여 1차 종양의 전이를 억제하는 방법에 대해 개시하고있다.

WO9710727은 효소를 이용하여 펙틴을 함유하는 수성 부형약(mass) 중에서 혈청의 분리를 감소시키는 방법에 대해 개시하고 있다.

WO9631239는 펙틴과 인지질의 혼합물로 구성된, 포유류의 설사 및 위궤양의 예방 및 치료에 사용되는 약제에 대해 개시하고 있다.

본 발명은 펙틴을 피검체에 투여하여 수컷의 생식 독성을 억제 또는 예방하는 방법, 및 그에 사용하기 위한 경구 투여 형태의 조성물을 제공하는 것이다.

도1은 실험군의 구성을 도시한 것이다.

도2는 TCDD에 의해 유발된 수컷의 생식 독성에 대한 펙틴의 보호 효과를 부성선의 무게로 도시한 것이다.

도3은 TCDD에 의해 유발된 수컷의 생식 독성에 대한 펙틴의 보호 효과를 정낭의 무게로 도시한 것이다.

도4는 TCDD에 의해 유발된 수컷의 생식 독성에 대한 펙틴의 보호 효과를 정자의 운동성으로 도시한 것이다.

도5는 TCDD에 의해 유발된 수컷의 생식 독성에 대한 펙틴의 보호 효과를 정자수로 도시한 것이다

본 출원인은 수차례의 연구 결과 펙틴이 다이옥신을 비롯한 환경호르몬에 의한 수컷의 생식 독성을 억제하는 효과를 가지고 있다는 것을 발견하였다.

펙틴은 1차 세포벽 및 식물의 중간 라멜라에 다량 포함되어 있고, 그 주된 생리적 기능은 세포 구조물을 연결 및 보호하며 수분 보유력에 영향을 주는 것이다. 펙틴은 다당류의 산의 부분적 메틸 에스테르와 그의 나트륨, 칼륨, 칼슘, 암모늄으로 구성되어 있다. 펙틴의 기능성과 밀접한 관계가 있는 메틸 에스테르기는 알칼리에 의해 쉽게 가수분해되며, 그 정도에 따라 다양한 기능을 갖게 된다.

일반적으로, 펙틴은 수화되기 쉬우며, 흡습성이 강하고, 물에서 친수성 교질 용액을 형성하여 외관상 점도가 높다.

현재 펙틴은 제과류, 식품첨가제, 유가공 식품, 화장품 등의 여러 산업 분야에 적용되고 있으며, 특히 주목할 만한 것은 의료 분야에 대한 적용이다. 펙틴은다양한 치료능력을 가진 고효용성 예방 식품의 하나로 인식되고 있다. 밝혀진 효능으로 먼저, 중금속과 방사성 금속의 중독 예방 효능을 들 수 있다. 연구 결과, 펙틴이 납, 수은, 카드뮴, 몰리브덴, 망간 등의 중금속 및 코발트, 스트론튬, 세슘, 지르코늄, 루테늄 등의 방사성 금속과 우수한 복합체 형성능을 가지므로, 금속 중독의 예방 및 장기간의 체내 축적과정에서 탁월한 효과를 발휘한다는 것이 밝혀졌다.

또한, 혈청내의 콜레스테롤 수치를 저하시키고, 장의 연동운동을 촉진하여 변비를 제거하고, 당뇨병 환자에서 혈당치를 감소시키고, 체중을 감소시키며, 위장병에도 효과를 나타낸다. 이러한 펙틴의 효능은 실험을 통해 밝혀진 것으로서, 현재 이들 적응증에 사용되고 있거나 활용 가능성에 대한 연구가 진행중이다.

본원 발명에 사용가능한 펙틴으로 감귤, 레몬, 오렌지, 사과 등에서 추출한 펙틴을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그 가운데, 감귤에서 추출한 펙틴을 사용하는 것이 바람직하다. 일반적인 감귤 펙틴의 화학식은 다음과 같다.

GaLP-갈락토피라노자

GaLUA-갈락투로노프산

L-Rhap-L-람노피라노자

L-Araf-L-아라바푸로노자

본원에서 사용된 용어인 '의료용 펙틴'이란 일반적인 저급의 펙틴과 구별하여 칭하는 용어로서, 이하에서는 특히 에스테르화도(degree of esterification: 펙틴의 유기산기가 메틸 에스테르화된 정도를 나타냄)가 50 이하인 펙틴을 가리킨다. 그러나, 상기 의료용 펙틴만으로 본원 발명의 용도(즉, 수컷의 생식 독성 억제)를 제한하는 것은 아니다.

본 발명에 사용되는 펙틴은 본 출원인의 선행 출원인 특허원 제 10-1999-45200호(1999년 10월 19일자 출원)에 제시된 펙틴 제조 방법에 따라 제조할 수 있다. 즉, 감귤, 사과, 오렌지, 레몬 등의 껍질을 건조하여 미세하게 자른 후 가수분해 및 추출하여 멤브레인 여과기로 농축 및 건조하여 펙틴을 제조한 다음, 이를 알칼리, 산의 순서로 처리하고 알콜로 수분을 제거하는 정제 단계를 포함하는 방법에 따라 제조한다.

본원 발명은 이와 같은 방식으로 제조된 고순도의 의료용 펙틴을 사용함으로써, 본원 발명의 목적인 다이옥신을 비롯한 환경호르몬에 의한 수컷의 생식 독성을 억제하는 데 보다 우수한 효과를 달성할 수 있다.

본원에 사용된 용어인 '수컷의 생식 독성'이란 정자수 감소, 정액 감소, 테스토스테론의 농도 저하, 정자 운동성의 감소, 변형된 정자수의 증가, 생식기 기형, 전립선 질환, 기타 생식에 관계된 조직의 이상을 포함하여 수컷의 생식능 저하를 광범위하게 가리킨다.

본 발명의 제1의 목적에 따라서, 본 발명은 펙틴, 바람직하게는 의료용 펙틴을 포함하는 약학 조성물을 제공한다.

본 발명의 바람직한 구체예에서, 환경호르몬에 의해 유발된 수컷의 생식 독성을 억제하기 위해 경구 투여형태로 펙틴을 함유한 약학 조성물을 제제화한다. 따라서, 펙틴을 함유한 조성물은 겔, 용액, 현탁액 등의 액제, 압축 정제 또는 캡슐과 같은 고체 단위 투여 형태로 제제화될 수 있다. 상기 액제 및 고체의 단위투여 형태 양자의 제조 방법 및 제조용 부형제는 당해 기술 분야에 널리 공지되어 있다. 추가적으로, 분산제, 유화제, 계면활성제, 유동조절제, 보존제, 조절제 등은 본 발명의 영역내에서 함께 사용될 수 있다.

본 출원인은 바람직하게는 본 발명의 약학 조성물을 경구 투여 형태를 예상하고 있지만, 본원의 어떠한 내용도 그 송달 방식을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 본 발명은 병용요법을 고려하고 있다. 즉, 환경호르몬에 대한 생식 보호 효과를 가진 것으로 공지된 성분들(예: 인삼추출물, 녹차추출물 등)과 펙틴을 함께 투여하는 것도 가능하다. 본 발명의 조성물에 사용된 펙틴은 임의의 약학적 허용 담체, 바람직하게는 독성이 없으면서 특정의 송달 방식에 적합한 담체중에 투여될 수 있으며, 약학 분야에 공지된 방법으로 투여하기 위해 펙틴을 제제화할 수 있다.

펙틴은 전술한 바와 같은 의약품 형태의 제제이외에도 건강보조식품을 비롯한 식품류, 첨가제류 등 기타 다양한 형태로 제제화될 수 있다.

경구 투여형태는 피검체에 투여하였을 때, 다이옥신을 비롯한 환경호르몬에의해 유발된 수컷의 생식 독성에 대한 억제 효과를 나타내기에 충분한 양의 펙틴을 함유하도록 제제화되어야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 약학 조성물의 경구 용량은 체중 1kg 당 약 1 ㎍ 내지 약 1000 mg의 펙틴을 함유할 수 있다. 펙틴의 치료적 유효량은 피검체의 연령, 성별, 상태, 식이의 성질 등에 따라 달라질 수 있으며, 최적의 투여량은 당업자가 의도하는 바에 따라 절적한 양으로 결정될 것이다. 여기에서, '치료적 유효량'이란 과도한 생리학적 역효과나 부작용 없이 본 발명에 따라 소정의 결과를 얻는데 효과적인 양을 의미한다; 소정의 결과는 일반적으로 임상적으로 관찰할 수 있는 (다이옥신을 비롯한 환경호르몬에 의해 유발된) 부성선의 무게 감소, 정자의 운동성 저하, 정자수 감소 등의 억제이다.

또한, 이는 단일 투여 형태 또는 분할된 다중 투여 형태로 투여될 수 있다.

본 출원인은 펙틴이 다이옥신에 의해 유발된 수컷의 생식 능력 저하에 미치는 영향을 알아보기 위해 다음의 실험을 수행하였다.

다음의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나, 하기 실시예는 예시의 목적으로만 제시될 뿐이고, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

재료 및 방법

(1) 실험동물

4주령의 수컷 SD 래트(Sprague-Dawley rat) 10마리를 하나의 군으로 하여 각각의 군을 실험실 환경에 적응시킨 후 5주령(110-120g)에서 실험에 사용하였다.

(2) 실험물질

차광 보관한 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-다이옥신(TCDD)(NIH, USA)을 아세톤에 용해시킨 후, 옥수수유로 희석하여 15 ㎍/㎏의 농도로 1회 복강투여하였다. 펙틴을 멸균 증류수에 용해시켜 50 mg/kg의 용량으로 하여 매일 경구 투여하였다.

(3) 실험군의 구성

실험군은 TCDD를 투여하기 1주일 전부터 펙틴을 투여한 군(A군), TCDD만을 투여한 군(B군), 생리식염수만을 투여한 군(대조군)으로 구성되었다. 이는 도1에 상세히 도시되어 있다.

분석 방법 및 결과

(1)부성선의 무게 측정

분석 방법

래트의 전립선과 정낭을 분리한 후, 결합된 지방조직을 제거하고 무게를 측정했다.

결과

전립선과 정낭의 무게를 래트의 체중으로 나누어 비교하였다. 각 군당 10마리의 래트에 대한 결과는 다음과 같았다.

	펙틴과 TCDD를 투여한 군(A군)	TCDD만 투여한 군(B군)	대조군
전립선/체중 (단위:%)(평균×100 ±표준편차)	0.0282±0.0053	0.0285±0.0063	0.0361±0.0077
정낭/체중(단위:%)(평균×100 ±표준편차)	0.2920±0.0482	0.2578±0.0589	0.3355±0.0851

이는 도2 및 도3에 상세히 도시되어 있다.

TCDD를 투여한 군은 정낭과 전립선의 체중에 대한 비율이 대조군에 비해 현저히 감소된 반면, 펙틴을 투여한 정낭의 경우 31.2% 정도 회복됨을 확인할 수 있었으며, 전립선은 별다른 변화를 보이지 않았다.

(2) 정자의 운동성

분석 방법

우측의 꼬리쪽 부고환(caudal epididymis)를 잘라낸 다음, 즉시 미리 37.5℃로 가온한 3 ml의 HBSS(Hank's balanced salt solution)가 담긴 35 mm의 페트리디쉬에 넣고 혈관을 피해서 수술칼(No.15)로 2, 3개의 흠집을 냈다. 덥개를 덮고 천천히 흔든 뒤, 2, 3회 피펫팅(pipetting)하고, 이어서 37.5℃로 가온한 슬라이드 글래스 위에 1-2 방울 떨어뜨렸다. ×100 배율의 광학 현미경으로 총 200마리의 정자를 관찰하여 운동성이 있는 것의 백분율(%)을 계산하였다.

결과

관찰한 정자 200마리중 운동성이 있는 것의 백분율을 구한 결과는 다음과 같았다.

	펙틴과 TCDD를 투여한 군(A군)	TCDD만 투여한 군(B군)	대조군
운동성(단위%)(평균 ±표준편차)	63.38 ±4.22	53.71 ±4.43	76.13 ±4.16

이는 도4에 상세히 도시되어 있다.

TCDD 투여에 의해 운동성은 대조군에 비해 현저하게 감소되었고, 펙틴의 투여로 인해 운동성이 40.5% 증가되어 우수한 보호 효과를 확인할 수 있었다.

(3) 정자수

분석 방법

우측 고환의 피막을 제거한 후 무게를 측정하고 원추형 튜브(conical tube)에 넣고 멸균 증류수 20 ml를 넣었다. 이를 6으로 설정하여 균질화시킨 후, 5분간 초음파처리하였다. 여기서 2ml를 취한 후, 멸균 증류수 8 ml를 가해 5배로 희석하고 혈구계(hemocytometer)에 옮겼다. 이어서, 광학 현미경으로 ×400에서 계수했다. 그 계산식은 다음과 같다.

계산식=정자수 x 제곱 상수(square factor) x 혈구계 상수 x 희석 상수/고환의 무게

= 정자수 x 1 x 10⁴x(20 x 5)/고환 무게

결과

정자수를 측정한 결과는 다음과 같았다.

	펙틴과 TCDD를 투여한군 (A군)	TCDD만 투여한 군(B군)	대조군
정자수/고환 무게[단위:(개수#/g)x 10⁶](평균 ±표준편차)	93.74 ±15.40	89.66 ±8.61	108.84 ±5.59

이는 도5에 상세히 도시되어 있다.

TCDD 투여에 의해 현저히 감소된 정자수는 펙틴 투여에 의해 21.3% 증가하여 우수한 보호 효과를 나타내었다.

결론

TCDD는 다이옥신류 가운데 가장 강력한 환경호르몬으로 알려져 있으며 본 실험에서도 미성숙 래트에게 투여시 현저한 정자수 감소, 정자의 운동성 저하, 부성선(정낭, 전립선)의 체중에 대한 무게비 감소 등을 나타내었다. 이에 대해 펙틴은 TCDD의 환경호르몬으로서의 기능을 억제하여 정자수, 운동성 및 부성선의 체중에 대한 비율을 회복시켰다. 이로부터 펙틴이 다이옥신을 비롯한 환경호르몬의 남성 생식 기능 저하에 대한 보호 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

상기 실시예에서 밝혀진 바와 같이, 다이옥신 중독에 따른 수컷의 부성선의 무게 감소, 정자의 운동성 감소, 정자수 감소에 있어서 펙틴은 억제 또는 예방적 효과를 가진다. 따라서, 펙틴은 다이옥신을 비롯한 환경호르몬에 의해 유발된 수컷의 생식능 저하에 대한 예방치료제로서 사용될 수 있다.

Claims

치료적 유효량의 펙틴을 포함하는 수컷의 생식 독성 억제용 약학 조성물.
제1항에 있어서,

상기 펙틴의 치료적 유효량이 피검체의 체중 kg당 50mg인 약학 조성물.
제1항에 있어서,

경구로 투여되는 약학 조성물.
제1항에 있어서,

약학적 허용 담체를 추가로 포함하는 약학 조성물.
삭제
제1항에 있어서,

수컷의 생식 보호 효과를 가진 기타 활성 성분을 추가로 포함하는 약학 조성물.