KR100864394B1 - 식물 유래 트립토판 공급원 및 그 용도 - Google Patents

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Abstract

단백질-결합 트립토판을 함유하는 식물 공급원, 바람직하게는 스쿼시 시드로부터의 적어도 부분적으로 탈지된 가루 및 임의적으로는 생체내에서 생성된 트립토판의 혈액 뇌 관문을 통한 수송을 촉진시킬 수 있는 양으로 제공되는 탄수화물을 포함하는 조성물이 기재되어 있다. 또한, 수면을 유도하거나 트립토판 보충물을 이를 필요로 하는 사람에게 제공하기 위해 본 발명의 조성물을 포함하는 식이 보충물, 푸드 및 음료가 기재되어 있다.

Description

식물 유래 트립토판 공급원 및 그 용도{TRYPTOPHAN SOURCE FROM PLANTS AND USES THEREFOR}
본 발명은 트립토판, 특히 단백질-결합 식물 유래 트립토판의 천연 공급원을 포함하는 조성물, 상기 조성물을 제조하는 방법; 상기 조성물의 물리적 제형, 및 상기 조성물의 식이 보충물, 푸드, 음료로서의 용도, 및 인체에서의 수면 유도, 트립토판 대사의 개선, 세로토닌의 감소 수준 완화, 불안 장애, 우울증, 강박 장애, 공격 행동, 만성 통증 및 식이 장애의 완화를 위한 약학적 조성물로서의 용도에 관한 것이다.
트립토판은 수많은 천연 발생 식물 단백질 중에서 발견되는 필수 아미노산이며, 많은 정신 질환 치료에서의 보조제 뿐만 아니라 불면증의 치료를 포함하는 많은 흥미있는 의학적 특성을 갖는다. 섭취 후, 트립토판은 약 80 % 는 혈장 알부민에 결합하여, 나머지 20 %는 유리된 채로 혈액 중을 순환하다가, 적절한 조건하에서 뇌로 수송된다. 뇌 혈액(BBB)중에 들어서면, 트립토판은 감정 및 수면 조절에 관련된 세로토닌, 신경전달물질로의 대사에 이용된다(Boman, 1988). 다음에, 세로토닌은 멜라토닌으로 대사되는데; 이는 인체에서 24 시간 주기 리듬을 조절하는 뇌의 시상 상부 내 작은 콘형 구조인 송과선에서 발견되는 수면 관련 호르몬이다. 충분한 양의 트립토판 자체의 섭취는 수면 잠복기(즉, "소등" 에서 수면까지 시간)의 감소 및 개선된 수면 구조를 통한 전체적인 수면 질의 개선을 일관적으로 야기한다(Boman, 1988). 트립토판의 세로토닌으로의 대사는 또한 불안 장애, 우울증, 강박 장애, 일부 통증 장애, 공격 행동 및 식이 장애와 같이 고갈된 세로토닌 수준이 존재하는 상태에 적합하다.
트립토판의 수면효과는 잘 연구되어 있고, 약 1000 mg 에서 평탄역을 갖는 상당히 균일한 투약-반응 커브를 따른다(Schneider-Helmut 및 Spinweber, 1986 참조). 단독으로 사용될 때, 250 mg 정도의 소량의 트립토판이 가벼운 불면증을 겪는 사람 또는 평균보다 긴 수면 잠복기를 보고하는 사람들에게 수면의 개선을 제공하기에 충분하다(Hartmann 및 Spinweber, 1976; Hartmann, 1982). 1000 mg 의 투약은 보다 일관된 결과를 보여주나(Schneider-Helmut 및 Spinweber, 1986), 그 이상의 투약(2,000 ~ 12,000 mg)은 거의 추가 이익을 제공하지 못하며, 실제로, 최다 투약(12,000 mg)은 수면 잠복기의 감소에도 불구하고 수면 구조의 붕괴에 기여한다(Griffiths 등, 1972).
그러나, "유리" 트리토판 자체의 투여 없이 상기 의학적 상태를 다룰 필요가 있다.
본 발명의 목적은 인간의 생체내 의학 치료를 위한 트립토판의 대안적 공급원을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자에게 익숙한 형태로 상기 대안적 공급원을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 대안적 공급원을 생산하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 최광의의 개념하에서, 본 발명은 적당한 식물 공급원 유래 단백질-결합 트립토판의 공급을 식용 및 소화가능한 형태로 제공하여 생체내에서 트립토판을 발생시킴으로써, 혈액 뇌 관문을 통한 효율적이고 유익한 트립토판 공급을 제공한다.
따라서, 한 관점에서 본 발명은 단백질-결합 트립토판을 함유하는 식물 공급원으로부터의 적어도 부분적으로 탈지된 가루 및 이를 위한 생리적 허용성 희석제 또는 담체를 포함하는 조성물을 제공한다.
트립토판-풍부 단백질 공급원의 단백질-결합 트리토판 함량을 강화함으로써 몇 가지 독특한 특징을 가지는 천연 유래의 트립토판-풍부 조성물이 개발되었다. 본 발명의 조성물은 단백질-결합 트립토판을 함유하는 천연 식물 공급원, 바람직하게는 버터호두 스쿼시 시드(squash seed), 후추열매 스쿼시 시드 및 호박 씨앗 같은 스쿼시 시드를 포함한다. 바람직하게는 식물 공급원을 적어도 부분적으로 탈지시켜 단백질-결합 트립토판 함량을 농축한다. 상기 조성물은 또한 바람직하게는 글루코스같은 탄수화물 공급원을, 뇌 혈액 관문을 통한 트립토판의 섭취 증진 및 중앙 신경계(CNS)로의 BBB 수송 자리 경쟁 회피에 충분한 양으로 함유한다. 또한, 본 조성물은 임의적으로 생리적 허용성 비히클(들), 향료, 색소 및 비타민 같은 기타 영양소(바람직하게는 비타민 B3 및/또는 비타민 B6)를 포함할 수 있다.
바람직한 구현예에서, 본 조성물은 적어도 부분적으로 탈지된 스쿼시 시드, 특히 버터호두 스쿼시, 호박 및 후추열매 스쿼시 시드, 글루코오스 및 비타민 B3 및 B6를 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명의 조성물을 포함하는, 예를 들어 정제, 분말, 현탁액, 액제, 캡슐 또는 겔 형태의 식이 보충제; 푸드, 예를 들어 푸드 바, 쿠키, 구워진 제품, 스낵 푸드, 캔디, 캔디 바, 음료; 및 유사 식용 푸드에 관한 것이다.
본 발명의 조성물은 불면증 또는 수면 장애와 관련된 증상으로 고통받는 사람과 같은, 이를 필요로 하는 개인에게 수면을 유도하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 본 조성물은 세로토닌의 수준 감소와 관련된 증상 또는 질환으로 고통받는 개인을 위한 것과 같이, 트립토판 대사의 개선을 위해 개인에게 투여될 수 있다. 본 조성물은 수면제로서 사용될 수 있으나, 세로토닌의 수준 감소, 트립토판 대사 산물과 관련된 임상적 상태(우울증, 강박 장애를 포함하는 불안 상태, 식이 장애 및 만성 통증)에도 중요한 역할을 할 수 있다.
따라서, 우리는 2 차 유도 분광 분석법을 사용하여, 특정 식물 공급원 및 특히 식물 씨앗이 상대적으로 높은 수준의 단백질-결합 트립토판을 가지고 있으며, 이들 물질을 생체내에 트립토판을 제공하는 데 사용할 수 있음을 발견하였다. 이에 따라, 공지의 천연 공급원보다 풍부한 트립토판의 천연 단백질 공급원으로서 단백질-결합 트립토판 수준이 증진된 식용 조성물을 제조하는 방법이 개발되었다. 그래민(gramine)을 사용하는 식물은 대개 높은 수준의 트립토판을 함유하며, 본 명세서에서 식물 공급원으로서 사용될 수 있다. 출발 식물 재료는 그 단백질-결합 형태인 트립토판을 200 mg/100g 이상 또는 0.2 % 이상 함유하는 것이 필수적이지는 않더라도 바람직하다. 트립토판 농도는 예를 들어, 고압 액체 크로마토 그래피(HPLC), 2 차 유도 분광 분석법 또는 기타 공지된 방법을 포함하는 공지 방법을 사용하여 측정할 수 있다. 2 차 유도 분광 분석법이 이하에서 기술되는 바와 같이 배경 흡광도를 제거하기 때문에, 트립토판 수준을 정량적으로 분석하는 데 바람직한 방법이다.
본 발명의 구현예에 따르면, 식물 재료 공급원에 존재하는 단백질-결합 트립토판 수준은 식물 재료에서 오일을 추출하여 재료를 부분적으로 탈지시키는 일련의 단계를 사용하여 증진될 수 있다. 식물 공급원은 예를 들어(본 예에 의해 제한되지 않음), 버터호두 스쿼시 시드, 후추열매 스쿼시 시드, 호박 씨앗, 렌즈콩 씨앗, 해바라기 씨앗, 아마 씨앗, 수박 씨앗, 유럽장대(sisymbrium) 씨앗, 목화 씨앗, 참깨 씨앗, 캐놀라 씨앗, 달맞이꽃 씨앗, 보리, 홍화 씨앗, 자주개자리 씨앗, 콩 및 이들의 조합일 수 있다. 버터호두 스쿼시 시드가 다른 씨앗들보다 전체 단백질에 대한 트립토판의 함량 비율이 가장 높다고 여겨지기 때문에 바람직하다. 식물 공급원은 또한 자주개자리, 해조 또는 켈프 같은 식물의 영양부위(vegetative part)일 수 있다. 단백질-결합 트립토판의 수준을 증진시키기 위해 식물 공급원을 부분적으로 탈지시키는 것이 바람직하지만, 탈지가 본 발명을 실시함에 필수적인 것은 아니다.
또 다른 점에서, 본 발명은 식물 공급원에서 천연적으로 존재하는 단백질-결합 트립토판의 공급원을 정제하고; 그 안에 함유된 오일을 방출시키기에 충분한 조건하에 식물 공급원을 압축하고; 그 안에 함유된 오일을 적어도 부분적으로 제거하여 출발 재료보다 높은 트립토판 공급원을 갖는 부분적으로 탈지된 식물 공급원을 수득하는 것을 포함하는, 강화된 트립토판 천연 공급원을 생산하는 방법을 제공한다.
씨앗의 경우, 가공전에 배젖을 노출시키기 위하여 씨앗의 껍질 또는 외피를 제거할 필요는 없다. 바람직한 구현예에서는, 씨앗을 먼저 박락(flaking)으로 알려진 공정에서 일련의 부드러운 롤러로 가공하여 얇은 박편으로 만든다. 이 단계는 오일 세포들을 적어도 부분적으로 파열시키고, 추가 처리를 위해 씨앗의 표면적을 증가시킨다.
상기 박락된 씨앗은 다음으로 쿠킹 또는 컨디셔닝으로 알려진 공정으로 열 처리되어 오일 세포들을 추가 파열시키고 다음 탈지를 위해 오일 점도를 증진시킨다. 컨디셔닝 단계는 예를 들어 마이크로웨이브, 오븐, 또는 간접 스팀으로 수행될 수 있다. 상기 컨디셔닝 단계의 온도는 식물 재료에 함유된 단백질을 불리하게 파괴함 없이 오일 세포를 파열시키고 오일의 점도를 증진시키기에 충분해야 한다. 바람직하게는 상기 온도는 약 40 ℃ 내지 약 50 ℃ 이다. 컨디셔닝 단계는 목적 온도를 달성하기에 충분한 기간 동안 수행된다.
냉각 전에, 가열된 씨앗 박편들을 그 후 기계적으로 압축하여 그 안에 함유된 오일을 적어도 부분적으로 제거한다. 예를 들어 Gusta Lab Press와 같은 임의의 공지된 기계적 프레스 또는 압착기가 사용될 수 있다. 탈지의 정도는 수행된 박락 및 쿠킹 단계, 온도 및 오일 점도 및 씨앗에 가해진 압력에 부분적으로 의존한다. 바람직하게는 대개 오일의 약 2/3 내지 약 3/4이 제거된다.
압축된 식물 재료는 그 후 최종 사용자에 따라 추가 가공될 수 있다. 이를테면, 식물 재료를 디스크 밀, 해머 밀 또는 핀 밀과 같은(이에 제한되지 않음) 임의의 통상적인 수단으로 분쇄할 수 있다. 선택되는 밀의 유형은 요구되는 생산품의 입도에 부분적으로 의존한다. 이를테면, 핀 밀은 고운 가루성 입도를 갖는 생산품을 생성하고, 반면에 디스크 밀 또는 해머 밀은 과립성 밀도를 갖는 생산품을 생성한다.
본 발명에 따른 상기 방법은 모 식물 공급원보다 높은 트립토판 함량을 갖는 단백질-결합 트립토판의 천연 공급원을 제공한다. 바람직하게는, 상기 재료는 0.2 중량% 이상의 트립토판을 제공해야 한다. 결과물, 즉 적어도 부분적으로 탈지된 씨앗 가루는 그 후 수면 유도에 유용한 조성물에 혼입될 수 있다.
부분적으로 탈지된 가루 이외에, 본 발명에 따른 조성물은 또한 바람직하게는, 높은 당지수(glycemic index)를 갖는, 바람직하게는 글루코오스 형태인 탄수화물 공급원을 포함하지만, 글루코오스로 분해되는 수크로오스 및 다른 당도 사용할 수 있다. 이론으로 제한시키려는 것은 아니지만, 탄수화물 공급원이 뇌 혈액 관문을 통한 트립토판 자체의 섭취를 촉진하며, 여기에서 세로토닌으로의 대사에 이용되는 것으로 믿어진다. 인체에서는, CNS 의 민감한 특성을 보호하기 위해서 뇌 기능이 인체의 나머지 부위와 독립적인 환경에서 작동하도록 해주는 관문이 존재한다. 이 관문은 뇌로의 확산을 제한하는 혈액-뇌 경계면의 뇌 내피 세포 사이 무수한 폐쇄 소대(tight junction)의 결과물이다(Saunders 등, 1991). 폐쇄 소대에 의해 제공되는 확산 상의 중첩은, 전해물, 글루코오스, 비타민, 및 아미노산을 포함하는 광범위한 분자들에 대해 뇌의 내부 환경을 조절하는 일련의 뇌 안팎으로의 수송 메커니즘이다. 트립토판을 위한 수송 메커니즘은 다른 거대 중성 아미노산(LNAA)에도 사용된다(Lajtha, 1974; Betz 및 Goldstein, 1978). 이들 수송 자리에 대한 경쟁이, 많은 고단백 가루가 충분한 트립토판을 함유함에도 불구하고 수면효과를 유도하지 못하는 이유로 믿어진다(Moller, 1983). 역으로, 동일 연구에서 상대적으로 적은 양의 트립토판을 갖는 고탄수화물 분말이 온건한 수면효과를 유도하였다. 이러한 명백한 모순은 상대적으로 높은 혈청 인슐린 수준에서 LNAA 의 간과 근육 조직으로의 경쟁의 분로(shunting)로 설명될 수 있다(fernstrom 및 Wurtman, 1971). 트립토판은 이러한 방식으로 분로되지 않으며, 결국 임의의 유리 트립토판은 BBB 를 통한 수송 자리의 인슐린 유도성 경쟁 이점을 이용한다.
탄수화물 공급원은 상기 조성물을 소비하는 개인에게서 혈액내 인슐린의 수준의 증가를 유도하기에 충분한 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 인슐린 수준의 증가에 따라 트립토판/LNAA 비도 증가한다. 15 마이크로 단위/ml 에서 60 마이크로단위/ml 로의 증가는 트립토판/LNAA 비에서 35 % 의 증가를 야기한다. 이러한 증가 수준이 충분하지만 덜 현저한 증가 또한 유용할 것이다. 바람직하게는 이 조성물에 존재하는 글루코오스의 양은 약 25 g 내지 약 150 g 이며, 75 g 이 가장 바람직하다. 트립토판의 양이 일정하게 유지되더라도, 탄수화물의 증가는 트립토판/LNAA 비를 증가시킬 것이다. 다른 탄수화물 공급원에는 말토오스, 수크로오스 등이 포함될 수 있으나, 바람직하게는 낮은 당지수로 인해 프룩토오스는 제외된다. 비만이거나 타입 II 당뇨를 갖는 개인에게는, 글루코오스에 대한 비정상적인 인슐린 반응으로 인해, 예를 들어 100 g 같은 더 많은 양의 탄수화물이 요구될 수 있다.
약 80 % 의 트립토판이 생체내 혈액에서 단백질-결합되어 있기 때문에, 실질적으로는 단지 소량의 유리 트립토판만이 뇌로의 진입을 위해 LNAA 와 경쟁한다. 결국, 보통의 조건하에서는, 섭취된 식물 단백질-결합 트립토판은 대사된 다음, 빠르게 "알부민 저장소"에 저장되므로, 초 생리적인 양으로 주어지지 않는 한 CNS 트립토판의 이용도에 거의 영향을 주지 못한다. 그러나, 만일 트립토판이 인슐린 수준이 증가했을 때 이용가능해 진다면, 유리 지방산이 "알부민 저장소"를 위해 경쟁하게 되어, 기존의 단백질-결합 트립토판을 유리 트립토판으로 전환시킬 뿐만 아니라, 새로 섭취된 트립토판의 혼입을 억제한다. 따라서, 경쟁하는 LNAA 의 혈청 수준이 감소하면서, 별개의 두 트립토판의 공급원, 즉 기존의 단백질-결합형 및 새로 섭취된 트립토판은 유리 트립토판을 증가시킨다. 이러한 관점에서, 식물 재료 또는 씨앗에 존재하는 일부의 지방산을 보존하기 위해 어느 정도 이상의 잔류 오일 함량을 갖는 산물을 제공하는 것이 바람직하다. 스쿼시 시드에 대해, 씨앗 가루에 잔존하는 잔류 오일은 약 20 % 가 적합하다. 다른 씨앗에 대해서는, 지방산의 최적 균형을 제공하기 위해, 부분적으로 탈지된 산물에 다른 지방산을 역으로 첨가하는 것이 필요할 수 있다. 경화 오일, 또는 캐놀라 오일, 해바라기 오일, 홍화 오일, 팜 커넬(palm kernel) 오일, 옥수수 오일 또는 유고형분(milk solid) 같은 다른 오일들이 이 목적을 위해 첨가될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 조성물은 적어도 부분적으로 탈지된 스쿼시 시드, 특히 버터호두 스쿼시 시드, 호박 씨앗, 후추 씨앗 및 이들의 조합; 본 조성물을 소비하는 개인에게서 뇌 혈액 관문을 통해 스쿼시 시드로부터 제공되는 트립토판의 섭취를 촉진시키기에 충분한 양의 글루코오스; 및 트립토판의 섭취를 촉진시키기 위해 존재하는 양의 비타민 B3 및 B6을 포함한다.
다른 구현예에서, 본 조성물은 예를 들어 약 50 g 내지 약 100 g(약 250 mg 내지 약 1000 mg 의 트립토판을 제공하기에 충분한 양)의 적어도 부분적으로 탈지된 버터호두 스쿼시 시드 가루, 및 약 25 g 내지 약 100 g 의 글루코오스를 포함한다. 좀더 바람직하게는 본 조성물은 오일 함량이 75 % 까지 감소되도록 압축된 약 25 g 내지 약 50 g의 탈지된 버터호두 스쿼시 시드 가루 및 약 75 g 내지 약 100 g의 글루코오스를 포함한다. 임의적으로는 본 조성물은 비타민 B3 및/또는 B6를 포함한다. 비타민 B3 는 약 5 mg 내지 약 50 mg 의 양으로, 비타민 B6 는 약 0.5 mg 내지 약 50 mg 의 양으로 존재할 수 있으며, 비타민 B3 및 B6 각각 50 mg이 바람직하다.
본 발명의 조성물 및 식이 보충제는 매일 구강으로 투여될 것이 의도된다. 본 조성물의 제조 태양은 의도된 용도에 의존한다. 예를 들어, 수면 확대(sleep augmentation)를 위해, 본 조성물은 취침전 매일 1 회 섭취용으로 제조될 수 있다. 대안적으로, 본 조성물은 수회 투여분으로 또는 다소 빈번한 투여를 위해 시간에 따라 방출되는 조성물로서 제조될 수 있다; 예를 들어 상기 식이 보충물은 특히 낮은 세로토닌 수준과 관련된 질환을 위해 매일 2 회 투여되는 2 알 정제로 제조될 수 있다. 투약의 용이성을 촉진시키는 크기, 또는 개선된 생체흡수 또는 예를 들어 식사 전후 또는 취침전의 이용을 이유로, 주어진 투여량을 2, 3 또는 그 이상의 정제 또는 캡슐 등으로 분리할 수 있다. 일일 투여량은 1 알 정제, 2 알 정제를 함께, 또는 2 알 정제를 별도로, 예를 들어 아침에 1 알 저녁에 1 알로 투여될 수 있다. 전술한 바와 같은, 각 성분에 대해 추천되는 매일의 양은 본 발명의 식이 보충물의 제조에 가이드라인으로 작용한다. 단위 투여량에 대한 각 성분의 실질적 양은 이를 필요로 하는 개인에게 매일 투여되는 단위의 수에 의존할 것이다. 이는 제품 고안의 문제이며, 식이 보충물 제조업자에게 주지된 것들이다.
본 발명의 식이 보충물은 그 염을 포함하는, 비타민, 미네랄 및 앞서 논의된 다른 영양소의 임의의 약학적으로 허용가능한 형태를 사용하여 제조할 수 있다. 상기는 생리적으로 허용가능한 담체(예컨대 물, 우유, 주스, 녹말, 식물성 오일, 염 용액, 히드록시메틸 셀룰로오스, 탄수화물이지만 이들에 제한되지 않음)를 임의적으로 포함하는 캡슐, 정제, 분말, 현탁액, 겔 또는 액제로 제조될 수 있다. 본 식이 보충물은 예를 들어 우유, 주스, 물 또는 소모성 겔 같은 소모성 액제와 혼합할 수 있는 분말, 또는 다른 식이 액제 또는 푸드에 혼합시킬 수 있는 시럽으로 제조될 수 있다. 본 발명의 식이 보충물은 예를 들어 한 끼분의 바(bar)와 같이 미리 정해진 보충물 푸드를 제공하기 위해 다른 푸드 또는 액제와 함께 제조할 수 있다.
본 식이 보충물은 하기와 같은 다양한 형태로 제조될 수 있다: 예를 들어 쿠키, 브라우니, 퍼지, 케이크, 빵, 비스킷, 크래커, 푸딩 같은 구워진 제품, 캔디 같은 사탕과자, 예를 들어 프렛츨, 칩 같은 스낵류, 식음료, 아이스크림, 얼린 사탕과자 및 신고안품, 또는 바 같은 굽지 않고 압출시킨 푸드 생산물. 바람직한 형태는 굽지 않고 압출시킨 영양 바이다.
본 식이 보충물은 또한 다른 비타민, 미네랄, 항산화제, 섬유소 및 다른 식이 보충물 한 종류 또는 이들의 조합과 같은 다른 성분들을 함유할 수 있다. 이들 성분들 중 하나 또는 몇몇의 선택은 제형의 디자인, 소비자 및 최종 사용자의 선호에 달려있다. 본 발명의 식이 보충물에 첨가되는 이들 성분들의 양은 당업자라면 곧 알 수 있는 것이며, 그러한 양에 대한 지시는 '아이와 어른을 위한 U.S. RDA 투여량'에 의해 제공될 수 있다. 첨가될 수 있는 비타민 및 미네랄은 제한됨 없이 제 3 인산 또는 아세트산 칼슘; 제 2 인산 칼륨; 황산 또는 산화 마그네슘; 염(염화 나트륨); 염화 또는 아세트산 칼륨; 아스코르브산; 오르토인산 제 2 철; 니아신 아미드; 황화 또는 산화 아연; 칼슘 판토텐네이트; 구리 글루코네이트; 리보플라빈; 베타-카로텐; 피리독신 히드로클로라이드; 티아민 모노니트레이트; 폴산; 비오틴; 크롬 클로라이드 또는 피콜로네이트; 요오드화 칼륨; 셀렌산 나트륨; 소듐 몰리브데이트; 필로퀴논; 비타민 D3; 시아노코발라민; 아셀렌산 나트륨; 황산구리; 비타민 A; 비타민 E; 비타민 B6 및 그 염산염; 비타민 C; 이노시톨; 비타민 B12; 요오드화 칼륨을 포함할 수 있다.
식이 보충물은 항산화제 하나 또는 이의 조합을 치료적 양으로 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 항산화제는 제한됨 없이 비타민 A, 비타민 C, 비타민 E, ∃-카로텐, 아연, 크롬, 셀레늄 및 허브, 예컨대 은행잎, 인삼을 포함한다. 사용 단위 당 항산화제(들)의 양은 디자인에 관한 문제이며, 환자에게 매일 투여되는 식이 보충물의 사용 단위의 전체 횟수에 의존할 것이다. 항산화제(들)의 총량은 또한 환자의 상태에 부분적으로 의존할 것이다. 바람직하게는 항산화제(들)의 양은 RDA 양의 분수 또는 곱수이다. 예를 들어, 식이 보충물은 투여 단위당 50 % RDA 항산화제를 포함할 수 있으며, 환자는 하루에 두 단위를 섭취할 것이다.
향료, 착색제, 향신료, 너트 등이 제품에 포함될 수 있다. 향료는 향 추출물, 휘발성 오일, 초콜릿 향료, 땅콩버터 향료, 쿠키 조각, 크리스프 라이스, 바닐라 또는 임의의 시판용 향료의 형태일 수 있다. 유용한 향료의 예들은 제한됨 없이 순수 아니스 추출물, 인공 바나나 추출물, 인공 체리 추출물, 초콜릿 추출물, 순수 레몬 추출물, 순수 오렌지 추출물, 순수 페퍼민트 추출물, 인공 파인애플 추출물, 인공 럼 추출물, 인공 딸기 추출물, 또는 순수 바닐라 추출물; 또는 밤 오일, 베이 오일, 베르가모트 오일, 시더우드 오일, 체리 오일, 월넛 오일, 계피 오일, 정향 오일, 또는 페파민트 오일 같은 휘발성 오일; 땅콩버터, 초콜릿 향료, 바닐라 쿠키 조각, 버터스카치 또는 토피를 포함한다. 바람직한 구현예에서, 본 식이 보충물은 카페인 없는 코코아 또는 초콜릿, 또는 캐럽 같은 초콜릿 대체물을 함유한다. 본 푸드 조성물은 예를 들어 요구르트 코팅으로 추가 코팅될 수 있다.
유화제가 최종 산물의 안정성을 위해 첨가될 수 있다. 적당한 유화제의 예들은 제한됨 없이 레시틴(예를 들어 계란 또는 콩에서), 및/또는 모노- 및 디-글리세리드를 포함한다. 기타 유화제들은 당업자라면 곧 알 수 있는 것들이며, 적당한 유화제(들)의 선택은 제형 및 최종 산물에 일부 영향을 받을 것이다.
방부제 또한 생산물의 보존 기간을 연장하기 위해 식이 보충물에 첨가될 수 있다. 바람직하게는 소르빈산 칼륨, 소르빈산 나트륨, 안식향산 칼륨, 안식향산 나트륨 또는 칼슘 디소듐 EDTA 와 같은 방부제가 사용된다.
전술한 탄수화물 이외에도, 식이 보충물은 인공 감미료, 예를 들어 사카라이드, 시클라메이트, 아스파타민, 아스파테임, 아세술페임 K, 및/또는 소르비톨을 함유 할 수 있다. 상기 인공 감미료들은 식이 보충물이 과체중이나 비만인 개인, 또는 과혈당증의 가능성이 있는 타입 II 당뇨를 갖는 개인용인 경우 바람직할 수 있다.
상기 푸드 바를 제조하기 위해, 액체 성분들을 조리하고; 건조 성분들을 혼합기에 액체 성분들과 함께 첨가하여 반죽될 때까지 혼합하고; 반죽을 압출시키고; 압출된 반죽을 적당한 길이로 자르고; 생산품을 냉각한다. 다른 푸드 또는 음료의 제조를 위해서는, 본 발명의 식이 보충물을 함유하는 성분들을 전통적인 제형에 첨가하거나 이들을 사용하여 전통적 성분을 대체할 수 있다. 푸드 제조산업의 당업자라면 본 발명의 목적을 고려하여 적절한 푸드/음료를 고안할 수 있을 것이다.
다른 면에서, 본 발명에 따른 조성물은 이를 필요로 하는 개인들에게 수면을 유도하도록 사용될 수 있다. 본 명세서에 기재된 조성물은 스트레스 또는 의약품의 부작용으로 인한 불면증으로 고통받는 환자들에게 이로울 수 있다. 또한, 본 조성물은 뇌로 수송되어 세로토닌으로 대사될 수 있는 트립토판 공급원을 제공함으로써 정신 질환의 치료에 보조제로 사용될 수 있다. 따라서, 본 조성물은 우울증, 불안 장애, 강박 장애, 통증 장애, 공격 행동 및 식이 장애가 나타나는 개인에게서 감소된 세로토닌 수준의 영향을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 추천되는 일일 트립토판의 양은 트립토판 공급의 의학적 원인, 개인의 나이와 상태 및 개인이 복용하고 있는 의약품(들)에 부분적으로 영향을 받을 것이다. 실무자는 이들 요인들을 평가하여 적합한 추천 투여량을 결정할 수 있을 것이다.
트립토판의 수면효과는 잘 연구되었으며, 상당히 균일한 투약-반응 커브를 따른다(Schneider-Helmut 및 Spinweber, 1986 참조). 단독으로 사용될 때, 1 gm 의 트립토판 a.i. 은 온건한 불면증 증상을 갖는 대다수의 사람들에게 개선된 수면을 제공하기에 충분하다. 그 이상의 투약(2 ~ 12 gm)은 거의 추가 이익을 제공하지 못하며, 실제로 최다 투약(12 gm)은 수면 잠복기의 감소에도 불구하고 수면을 방해하였다(Griffiths 등, 1972). 최근 연구들은 1 gm 초과의 투약이 유효하게 수면 잠복기를 감소시키지는 못하지만, 졸음의 주관적인 경험과 관련됨을 보여준다(George 등, 1989). Wyatt 및 그 동료들(1970)은 트립토판의 계속된 사용이 트립토판 치료가 중단된 후 몇일 동안 지속되는 전체 수면 시간(TST)에서의 증가를 유발함을 최초로 발견하였다. 정신적 상태에 있어서, 매일 250 mg 의 적은 양의 트립토판은 세로토닌의 농도를 증가시켜 현저한 임상학적 개선을 제공하는 데 기여할 수 있다.
트립토판 보충물의 잠재적 부작용이 존재함에 주의한다. 적은 양의 트립토판은 부작용이 거의 없으나, 많은 양의 투약 또는 어떤 항울제와의 조합에서 어려운 점들이 보고되고 있다. 모노아민 산화제 억제제(MAOI)와 조합될 때, 트립토판은 착란 및 신경 기능 장애의 위험을 수반한다(Thomas 및 Rubin, 1984). 더 많은 투약(일일 12 gm 초과)에서 가장 빈번한 불만은 낮 동안의 진정작용 및 메스꺼움이다(Hartmann, 1977). 인체가 아닌 동물모델에서 입증되어온 몇가지 이론적 위험이 있다. l-트립토판의 과량 투약은 동물에서 지방 합성을 야기하나(Fears 및 Murrell, 1980), 이 효과는 인간에게서는 관찰되지 않았다(Sourkes, 1983). 이와 유사하게, 트립토판 대사물인 크산투렌 산(xanthurenic acid)은 당뇨의 발병을 야기할 수 있다(Kotake 및 Murakami, 1971). 따라서, 본 발명의 목적은 이러한 잠재적 부작용을 피하기 위해 개인에게 투여되는 단백질-결합 트립토판의 일일 양을 약 12 g 트립토판 a.i. 미만의 수준으로 제한하는 것이다.
또 다른 측면으로, 본 발명은 상기에 정의된 조성물을 이를 위한 약학적 허용성 담체와 혼합하는 것을 포함하는, 인체에서의 수면 유도에 사용될 때의 약학적 조성물 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 좀더 나은 이해를 위해서, 바람직한 구현예들을 첨부된 도면들을 참고로 하여 단지 예로써 설명한다.
도 1 은 (a) 본 발명에 따른 단백질-결합 트립토판을 함유하는 부분적으로 탈지된 가루 및 (b) 약학적 등급의 트립토판 자체로의 치료 기간 전후에 걸친 수면 효율 % 의 그래프이다.
도 2 는 (a) 본 발명에 따른 단백질-결합 트립토판을 함유하는 부분적으로 탈지된 가루 및 (b) 약학적 등급의 트립토판 자체로의 치료 기간 전후에 걸친 전체 수면 시간의 그래프이다.
실시예 1: 변형된 오일 프레스를 사용한 씨앗의 탈지 절차
박락
스쿼시 시드의 초기 박락은 실험실 수준의 박락 밀을 사용하여 부드러운 롤러 셋트에 씨앗을 통과시킴으로써 예비-압축하여 오일 세포를 파열시키고, 넓은 표면적을 갖는 얇은 박편을 제조하기 위해 행해진다.
컨디셔닝
컨디셔닝은 함유된 오일의 점도를 낮춤으로써 오일 세포를 추가 파열시키고, 박편의 유연성을 증진시키며, 압착기의 효율을 증진시키기 위해 행해진다. 박락된 씨앗의 컨디셔닝은 약 1 분 내지 약 2 분 동안 마이크로웨이브에서 40 내지 45 ℃ 온도로 행해진다.
압축
가열된 씨앗을 그 후 기계적 프레스(4.5 amps로 맞춰진 Gusta Laboratory Press 세트)를 사용하여 압축하여 약 2/3의 오일을 제거함으로써 프레스 케이크 내 잔류 오일 함량을 22 중량% 로 만든다.
실시예 2: 탈지된 씨앗 가루의 트립토판 분석
A. 고압 액체 크로마토 그래피(HPLC)
순수한 단백질 또는 펩티드 중 아미노산 측정은 고압 액체 크로마토그래피(HPLC)로 상대적으로 용이하게 수행될 수 있다. HPLC 는 단백질의 구성 아미노산으로의 가수분해를 필요로 하며, 그 후 이것은 압력하에서 컬럼 속으로 흐르게 된다. 컬럼은 다양한 아미노산이 크기 및 전하에 따라 다른 속도로 흐르도록 한다. 그러나, 푸드 공급원 내 트립토판의 측정은 빛, 열, 수소 및 수산기 이온의 존재하에 특히 펩타이드 형태에서의 그 능력 때문에 더욱 복잡하다(Concon, 1975). 이런 어려움은 트립토판의 가능한 손실이 10 ~ 30 %인 HPLC를 이용하여 신뢰성 있는 방식으로 푸드 내 트립토판을 정량하는 문제점을 부분적으로 설명할 수 있다(Landry 및 Delhaye, 1996). 트립토판 분자 내의 방향족 고리의 존재에 의존하는 비색 분석법(spectrophotometric method)이 Guelph Food Technology Centre 에서 신뢰성 있는 트립토판 정량을 위해 이용되었다(Balestrierl 등, 1978).
B. 2차 유도 분광 분석법
단백질 내 방향족 아미노산의 정량적 측정은 특정 파장 내 자외선 흡수 스펙트럼들의 분석인 2 차 유도 분광 분석법으로 가능하다. 유도 분광 분석법은 스펙트럼 경계면의 제거로 인해 직접 분광 분석법보다 우수하다. 트립토판의 경우, 직접 분광 분석법은 비스듬한 배경 흡광도를 생성한다. 2 차 유도 분광 분석법은 임의의 배경 흡광도를 제거함으로써 대략 280 nm의 파장에서 트립토판의 흡광도를 정량할 수 있게 한다.
실시예 3: 탈지된 호박, 버터호두 및 후추열매 스쿼시 시드의 비교 분석
실시예 1 에 설명된 절차에 따라 호박 씨앗, 버터호두 스쿼시 시드 및 후추열매 스쿼시 시드를 박락시키고, 컨디셔닝한 다음 압축한다. 2 차 유도 분광 분석법을 사용하여 씨앗 가루의 트립토판 함량을 측정한 다음, 결과를 하기 표에 나타냈다. 버터호두 스쿼시 시드, 후추열매 스쿼시 및 호박 씨앗의 스크리닝은, 모두 높은 트립토판 함량을 가지지만, 버터호두 스쿼시 시드가 가장 높은 트립토판 함량을 가짐을 보여준다. 이는 또한, 탈지된 버터호두 스쿼시 시드 100 gm 이 1000 mg 을 초과하는 트립토판을 함유함을 보여준다. 버터호두 스쿼시에서, 최종 씨앗 가루에 대한 씨앗의 비는 대략 삼분의 일 이다.
공급원 트립토판/ 총 단백질(mg/g) 트립토판/탈지된 가루(단백질,녹말, 섬유질)(mg/g) 오일(g/kg) 조 단백질 (g/kg)(미가공 씨앗)
탈지된 호박 씨앗 가루 17.9 7.35 333 208
탈지된 버터호두 스쿼시 시드 가루 23.8 10.1 403 221
후추 스쿼시 시드 가루 17.9 8.14 446 202
부분적으로 발아되고(dehulled) 부분적으로 탈지된 버터호두 스쿼시 시드의 HPLC 분석은 다음과 같다:
발린- 1.445 %
이소루신-1.115 %
루신- 2.111 %
티로신- 1.316 %
페닐알라닌- 1.481 %
수면 푸드의 조절된 3 자 이중 맹검 수면 연구 개관(Controlled Tripartite Double Blind Sleep Study of Sleep Food Overview)
음식의 트립토판 함량은 대개 단백질을 몇 시간에 걸쳐 그 구성 아미노산으로 염기 가수분해한 후 고압 액체 크로마토그래피(HPLC)로 측정한다. 푸드 분석에서, 이러한 방법은 10 ~ 30 %의 트립토판 손실을 야기할 수 있다(Landry 및 Delhaye 1996). 이러한 잠재적 문제를 피하기 위해, 장기간 고온에서 단백질 가수분해할 필요 없이 다양한 씨앗을 스크리닝하는 방법인 2 차 유도 분광 분석법을 사용하였다(Balestrierl 등, 1978). 이러한 시험의 결과들은 버터호두 스쿼시 시드가 임의의 다른 보고된 푸드 공급원보다 많은 트립토판을 함유함을 밝혀 냈다. 실제로, 씨앗의 단백질 부분은 단백질 1 g 당 25 mg 의 트립토판을 함유한다. HPLC가 공업적 표준이기 때문에, 탈지된 버터호두 스쿼시 시드의 샘플을 아르곤 환경에서 NaOH 가수분해한 후 HPLC로 분석하였다. 이들 씨앗에서 비록 가수분해로 인해 예상된 일부 트립토판의 손실이 또한 확인되었으나, 높은 트립토판 함량이 측정되었다. 트립토판의 농도는 중앙 신경계(CNS) 트립토판의 천연 공급원으로 사용되는 식물-기재 기능성 푸드를 제공하기에 충분하였다.
연구 계획
환자들을 하기의 세 그룹 중 하나에 무작위로 배정하여 3 자 연구(three arm study)를 독립적으로 행하였다: a) 탄수화물과 조합한 탈지된 스쿼시 가루가 풍부한 푸드; b) 약학적 등급의 트립토판 및 탄수화물이 강화된 푸드; 및 c) 최소한의 단백질이 존재하는 탄수화물이 풍부한 플라시보 푸드. 연구를 수행하는 환자 및 연구 간호사 모두 각 환자의 배정을 알지 못하게 하였다. 환자들은 매주 간호사를 만나 그들의 수면 점수를 제출하고, 그 주의 임의의 부작용을 검토하고, 다음 주의 수면 일기를 받았다.
환자
선택의 기준에는 3 달 동안 주당 3 회 이상 밤에 잠들거나 수면을 유지하는 데 있어서 문제를 경험한 18 세 이상의 남녀가 포함되었다. 배제 기준에는 심장 질환, 임신, 푸드 알레르기, 당뇨, 수면 질식, 및 교대 근무자가 포함되었다.
지원자 샘플은 캐나다 Ontario 주 Perth County 지역에서 선별하였다. 136 명의 환자들을 가정의에게의 편지, 신문 및 라디오 광고를 통해 모집하였다. 51 명의 환자들은 짧은(약 10 분) 구조화된 전화 인터뷰를 통해 심장 문제, 약물치료의 증거 또는 3 주 실험계획에 참여할 의지 부족이 지적되어 거절되었다. 추가로 50 명의 환자들이 연구 간호사와의 상세한 구조화된 개인 인터뷰 후 하기의 이유로 거절되었다: 건강(20); 인터뷰 미참석(3); 트립토판과 상충되는 약물치료(12); 수면 약물치료를 중단할 의사 없음(3); 푸드 알레르기(5); 3 주 실험계획에 참여할 의사 없음(3); 교대근무자(3), 불면증에 대한 표준 미달성(1).
연구 시작 후, 6 명의 환자들이 하기의 이유로 실험계획을 완수하는데 실패하였다: 시간 약속(1); 매주의 인터뷰 참석 실패(1), 친지의 죽음(1), 대인관계 스트레스(1), 메스꺼움(2 - 둘 다 플라시보).
모든 환자들을 하기에 의해서 평가하였다: 간이 증상 진단척도(BSI), 의학적 인터뷰와 정신과 인터뷰, 및 주요 연구자에 의해 필요한 것으로 간주되는 실험실 테스트(즉, 혈액 테스트, 소변검사, EKG 등).
모든 환자들에게 연구와 관련된 목적, 위험 및 이득을 알려주었다. 자필 사인된 동의서를 받았으며 그 복사본을 참가자에게 주었다. 환자들은 총 3 주 연구 동안 알콜의 섭취를 금하도록 요청받았다. 환자들은 동 기간 동안 카페인 섭취를 제한하고, 규칙적인 수면 각성 스케줄을 유지할 것을 지시받았다. 스트레트포드 종합병원의 윤리위원회로부터 윤리적인 승인을 받았다.
방법
총 29 명의 환자들(여성 22 명, 남성 7 명)을 무작위로 하기의 세 치료 조건 중 하나에 배정하였다: 글루코오스, 비타민 B3 및 B6와 조합된 탈지된 버터호두 스쿼시 시드 가루인 푸드 1; 220 mg 의 약학적 등급 트립토판이 존재하는, 탄수화물(푸드 1 에 함유된 글루코오스와 동일한 양으로 포함), 비타민 B3 및 B6이 풍부한 푸드인 푸드 2; 미량의 단백질이 존재하는 탄수화물인 푸드 3. 평균나이(각각 52.1, 49.5 및 54.4)는 그룹 사이에 유의할 만한 차이가 없었다. 평균 체중(여성 65.8 kg, 남성 86.1 kg)도 그룹 사이에 유의할 만한 차이가 없었다.
푸드 조성
푸드 1 은 다음 용량에 따라 7일 분으로 준비되었다:
150 ml 달게한 농축 우유
100 gm 글루코오스
60 gm 버터
2 gm 소금
160 gm 탈지된 스쿼시 시드
90 gm 전맥 크래커
80 gm 버터스카치 칩
10 ml 바닐라
200 mg 비타민 B3
250 mg B6
푸드 2 는 다음 용량에 따라 7 일분으로 준비되었다.
150 ml 달게한 농축 우유
100 gm 글루코오스
60 gm 버터
2 gm 소금
1500 mg 약학적 등급 트립토판
160 gm 연맥가루(rolled oats)
80 gm 버터스카치 칩
10 ml 바닐라
200 mg 비타민 B3
250 mg B6
푸드 3 는 다음 용량에 따라 7 일분으로 준비되었다.
150 ml 탈지(1 %) 우유
120 gm 버터
10 gm 뉴트러스위트(nutrasweet)
30 gm 뉴트러스위트 코코아 분말
160 gm 연맥가루
20 gm 분쇄된 강낭콩
2.5 ml 바닐라
수면 실험계획
각 환자들은 3 주간의 연구를 완수하였다.
제 1 주는 구조화된 수면 일기(Morin 1993a)에 의해 측정되는 바와 같은 수면 변수의 기준선 측정을 행하였다. 측정된 수면 변수에는 각 밤의 전체 각성 시간, 각 밤의 전체 수면 시간, 각 밤의 침대위 시간, 수면 효율(전체 수면 시간/전체 침대위 시간 × 100)이 포함된다. 환자들은 첫째 주의 초 및 말에 수면 손상 지수(Morin 1993b)에 의해 측정되는 바와 같은 수면의 질 평가를 완수하였다. 그들은 또한 매일 아침 구조화된 수면 일기에 전날 밤 수면 패턴을 기록하였다.
치료 주로서 정의되는 제 2 주에, 각 환자들은 그 배정에 따라 잠자리에 들기 한 시간 전에 푸드 1, 푸드 2, 푸드 3을 섭취하였다. 매일 아침 구조화된 수면 일기에 그들의 수면을 기록하는 것은 계속하였고, 다시 주말에 수면 손상 지수를 기록하였다.
제 3 주에는, 환자들이 구조화된 수면 일기에 매일 아침 그들의 수면을 기록하는 것은 계속하였으나, 배정된 푸드는 섭취하지 않았다. 제 3 주 및 연구의 말에 다시 수면 손상 지수를 기록하였다.
쌍둥이 연구
서로 참여하였다는 것을 명백히 모르는 2 명의 일란성 쌍둥이 형제를 연구에 동시에 참여시켰다. 이들 쌍둥이 환자는 무작위로 푸드 1 및 푸드 2 의 두 치료 조건 중 하나에 배정되었다. 이들의 데이터는 그룹 데이터에 포함되나, 또한 개별적으로 분석하였다. 쌍둥이 형제는 56 세이며, 유사한 체중(68.2 와 70.5 kg)과 양호한 육체적 건강을 지녔다. 둘 다 수면에 드는 것과 이를 장기간 유지하는 데 유의적인 어려움이 있었다.
결과
전체 수면 시간
치료 주 동안, 스쿼시(푸드 1) 및 약학적 등급의 트립토판이 강화된 푸드(푸드 2) 둘 다 전체 수면 시간을 30 분 증가시켰다. 탄수화물 플라시보 푸드(푸드3) 또한 수면 시간을 증가시켰지만, 그 효과는 별로 크지 않았다(10 분). 세 그룹 모두 치료 후 실험 푸드를 먹지 않았을 때에는, 스쿼시 및 약학적 등급의 트립토판 둘 다의 이점을 상실하였다. 표 1 은 수면 시간에서의 변화를 정리한 것이다.
전체 수면 시간
푸드 제 1 주 (평균 ±s.e.) 분 제 2 주 (평균 ±s.e.) 분 증가량(분) 제 3 주 (평균 ±s.e.) 증가량(분) 전체증가량(분)
푸드 1 (스쿼시 기재 푸드) 359 ±20 389 ±22 30 (p=0.066) 394 ±16 6 분 (p=0.72) 36 분 (p=0.039)
푸드 2 (약학적 트립토판) 304 ±18 334 ±20 30 (p=0.044) 337 ±15 3 분 (p=0.86) 33 분 (p=0.039)
푸드 3 (플라시보) 364 ±20 374 ±22 10 (p=0.520) 398 + 16 24 분 (p=0.143) 34 분 (p=0.143)
전체 각성 시간
치료 주 동안, 스쿼시(푸드 1)는 전체 각성 시간을 평균 밤 당 41 분까지 감소시켰는데(p = 0.011), 이는 전체 각성 시간을 30 분까지 감축시킨(p=0.040) 약학적 등급의 트립토판이 강화된 푸드(푸드 2) 보다 높은 것이다. 탄수화물 플라시보(푸드 3)는 각성 시간을 통계학적으로 유의적이지 않은 정도인 5 분까지 감소시켰다(p=0.760).
치료 후에는 각 그룹에서 단지 별로 크지 않은 추가 감소가 있었으나 이는 현저히 의미있는 것은 아니었다. 표 2 는 전체 각성 시간에서의 변화를 정리한 것이다.
전체 각성 시간
푸드 제 1 주(평균 ±s.e.) 분 제 2 주(평균 ±s.e.) 분 감소량(분) 제 3 주(평균±s.e.) 감소량(분) 전체감소량(분)
푸드 1 (스쿼시 기재 푸드) 133 ±21 91 ±18 41 (p=0.011) 89 ±16 3 (p=0.854) 44 (p=0.003)
푸드 2 (약학적 트립토판) 167 ±19 138 ±16 30 (p=0.040) 129 ±15 9 (p=0.49) 39 (p=0.004)
푸드 3 (플라시보) 118 ±21 113 ±18 5 (p=0.760) 99 ±16 14 (p=0.336) 19 (p=0.179)
수면 효율
치료 주 동안 스쿼시 (푸드 1) 및 약학적 등급의 트립토판이 강화된 푸드 (푸드 2) 둘 다 수면 효율을 향상시켰다. 스쿼시 (푸드 1) 는 수면 효율을 밤 당 8 % 까지 증가시킨(p=0.013) 데 반하여, 약학적 등급의 트립토판이 강화된 푸드는 밤 당 5 % 까지 증가시켰다(p = 0.047). 탄수화물 플라시보 (푸드 3) 는 또한 수면 효율을 단지 1 % 까지 증가시켰다(p = 0.749).
세 그룹 모두 치료 후 실험 푸드를 먹지 않았을 때에는, 스쿼시 및 약학적 등급의 트립토판 둘 다의 이점을 상실하였다.
수면 효율
푸드 제 1 주(평균 ±s.e.) % 제 2 주(평균 ±s.e.) % 증가량 % 제 3 주(평균±s.e.) 증가량 % 전체증가량(분)
푸드 1 (스쿼시 기재 푸드) 73 ±4 81 + 3 8 (p=0.013) 82 + 5 1 (p= 0.839) 9 (p= 0.112)
푸드 2 (약학적 트립토판) 66 + 4 71 + 3 5 (p=0.047) 72 + 5 1 (p= 0.785) 6 (p= 0.177)
푸드 3 (플라시보) 76 + 4 77 + 3 1 (p=0.749) 90 + 5 13 (p=0.108) 14 (p=0.017)
쌍둥이 연구 분석
도 1 및 2를 참조하면, 상 1 및 3 은 7 일의 비-치료 기간, 즉 7 일의 치료 전 및 치료 후 기간을 각각 나타낸다.
스쿼시(푸드 1) 치료에서의 일란성 쌍둥이는 연구 전반을 통해 수면 효율의 증가 뿐만 아니라 전체 각성 시간의 감소에서 약학적 등급의 트립토판(푸드 2)으로 치료한 그의 형제를 능가하였다. 두 샘플의 크기로는 통계학적 분석을 할 수 없었기 때문에, 대신하여 추세선을 포함한 결과 그래프를 포함시켰다. 가장 분명한 차이는 전체 수면 시간에서 나타났는데, 연구 과정 동안 스쿼시 푸드의 쌍둥이는 수면 효율이 두 배 이상으로 된 반면, 약학적 등급의 트립토판 자체로 치료한 그의 쌍둥이는 수면 효율이 30 % 미만 증가하였다.
수면 효율에서의 증가는 전체 수면 시간의 증가와 유사했다. 스쿼시 기재 푸드로 치료한 쌍둥이는 전체 밤 수면이 두배 이상으로 되었으나, 약학적 등급의 트립토판으로 치료한 쌍둥이는 전체 밤 수면이 35 % 미만 증가하였다.
탈지된 가루 단독과 비교
하위집단의 환자를 모아서 임의의 다른 첨가제 없이 탈지된 스쿼시 시드 가루를 섭취시켰다. 21 일간의 원 실험 후에, 이들 환자들은 4 주간 휴식기를 가졌다. 휴식기 후에, 각 환자들에게 원 실험계획에 따른 지시(취침 1 시간 전의 실험 푸드 섭취, 전술한 수면 패턴을 따름, 단백질 없는 저녁식사 등)와 함께 밤 당 22 gm 의 탈지된 스쿼시 시드 가루를 섭취시켰다. 한 환자는 지시에도 불구하고 반대로 탄수화물을 탈지된 가루에 첨가하였음을 보고한 뒤에 제외되었다.
잔류 멤버는 유효한 통계 분석을 내리기에 너무 적었으나, 평균 전체 각성 시간에서의 전반적인 감소(기준선 114.7 분 대 탈지된 가루 섭취의 59.7 분), 전체 수면 시간에서의 증가(기준선 385.4 분 대 탈지된 가루 섭취의 411.7 분), 및 수면 효율에서의 증가(기준선 76.5 % 대 탈지된 가루 섭취의 87 %)를 보였다.
결론
스쿼시 시드 탈지된 가루가 주성분인 푸드 1 의 명백히 우수한 결과는 대단히 놀라운 것이다. 사실, 공지 실험들은 식물 단백질이 약학적 등급의 트립토판 및 탄수화물의 조합보다 열등한 성능을 초래할 것을 시사하였다. 식이 요법 및 뇌 트립토판 수준에 대한 세미나 연구에서, Fernstrom 과 Wurtman(1972)은 6 그룹의 쥐를 죽이기 전에 하기의 6 음식 중 하나를 주었다: (i) 탄수화물 가루인 규정식 1, (ii) 규정식 1에 건조 중량 18 퍼센트 카세인을 강화한 규정식 2, (iii) 규정식 1에 건조 중량 18 퍼센트의, 아미노산 중 카세인과 유사한 인공 아미노산을 강화한 규정식 3, (iv) 규정식 3 에서 티로신, 페닐알라닌, 루신, 이소루신 및 발린을 제외한 규정식. 식후 1 또는 2 시간 후에 쥐들을 죽인 후 혈장 트립토판, 뇌 트립토판 및 뇌 세로토닌 수준을 측정한다. 이어지는 분석은 단백질 음식이 혈장 트립토판에서는 현저한 증가(60 ~ 70 %) 를 야기하지만, 뇌 트립토판 또는 세로토닌에서는 현저한 증가가 없음을 보여준다. 추가의 두 그룹의 쥐의 추가 연구(한 그룹은 아미노산 전체 혼합물을 갖는 규정식 3 을 주고, 다른 그룹은 티로신, 페닐알라닌, 루신, 이소루신 및 발린을 제외한 아미노산 전체 혼합물을 갖는 규정식 3 을 주었음)는 경쟁하는 중성 아미노산을 제외한 규정식에서만 뇌 트립토판에서의 현저한 증가가 발견되었다. Fernstrom 및 Wurtman의 실험은 죽일 때까지의 시간이 비교적 짧았지만, 후속 실험(Fernstrom 등, 1985)에서 쥐를 24 시간의 기간 동안 식후 4 시간마다 죽였으나, 섭취 후 24 주기 동안 어떤 시점에서도 뇌 트립토판에서의 유의적인 증가를 발견하는 데는 실패했다. 상기 후속 실험에서 몇몇 쥐에게 현저한 양의 단백질(최대 40 % 의 단백질 규정식)을 공급하여 혈청 트립토판에서의 현저한 증가를 유도하였으나, 뇌 트립토판 수준에는 변화가 없었다.
비(非) 인간 영장류에서의 연구는 혈청 트립토판/경쟁 아미노산의 증가된 비율을 주는 조건이 뇌 트립토판을 증가시키는 점에서 쥐 연구에서와 그 결과가 유사하다. Leathwood 및 Fernstrom(1990)은 성체 사이노몰거스 원숭이의 그룹에 탄수화물(말토덱스트린)과 합성 트립토판의 3 가지 양 중의 하나(20 mg/kg, 90 mg/kg 및 400 mg/kg)의 다양한 조합을 먹였을 때, 경쟁 아미노산의 투여량 의존성 감소와 일치하는, 뇌의 피질하 영역에서의 트립토판의 투여량 의존성 증가를 입증하였다.
따라서, 문헌의 공정하고 철저한 리뷰는 플라시보 및 스쿼시 가루보다 탄수화물과 조합된 약학적 등급의 트립토판 자체의 우수성을 예견했을 것이다. 본 스쿼시 시드 푸드 제형은 단백질이 풍부한 탈지된 가루를 함유하는 것이어서, 이전의 동물 연구들을 기초를 하여서는 동일하거나 보다 우수한 수면의 야기를 예상할 수는 없었다. 유사하게, 탈지된 가루 단독은 탈지된 가루가 약 47 중량%의 단백질과 15 % 미만의 탄수화물이기 때문에 이전의 문헌을 기초로 하여서는 이점을 명확하게 예상할 수 없었다.
이전의 문헌은 수면 개선에 탄수화물과 조합된 약학적 등급의 트립토판의 분명한 이점을 예견했을 것이다. 탈지된 시드 가루가 약학적 등급 트립토판보다 우수하다는 사실은 놀라운 것이며, 이는 다른 포유류의 뇌(영장류 및 비영장류 둘다)와 비교한 인간 뇌 기능의 차이, 트립토판 전구체가 풍부한 단백질 섭취에서의 어떤 이로운 효과, 또는 어떤 다른 대사 이점을 반영하는 것일 수 있다. 또한 단백질 중 기타 다른 아미노산이 실제로 수면 증진을 돕거나, 인체에서 단백질 섭취의 어떤 다른 측면이 다른 경쟁 아미노산에 대한 혈청 트립토판의 비율로는 예견되지 않는 방식으로 혈액-뇌-관문을 통한 트립토판의 전송에 영향을 미치는 것으로 결론지을 수도 있다.
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비록 상기 개시내용이 본 발명의 바람직한 특정 구현예를 설명하고 예증하였으나, 본 발명이 이러한 특정 구현예들로 제한되는 것은 아님을 이해해야 한다. 오히려, 본 발명은 설명되고 예증된 특정 구현예 및 특징과 기능적 또는 기계적으로 동등한 모든 구현예들을 포함한다.
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Claims (33)

  1. 수면 유도의 치료적 적용을 필요로 하는 인체에서의, 상기 치료적 적용을 위한 약제 제조용 약학적 조성물로서,
    단백질-결합 트립토판을 함유한 식물 공급원으로부터의 탈지된 가루, 탄수화물 공급원, 및 조성물용 생리학적 허용성 희석제 또는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 탈지된 가루는 0.2 중량% 이상의 트립토판 및 중량 기준으로 식물 공급원의 오일의 1/4 내지 1/3을 갖고, 상기 탄수화물 공급원은 글루코오스, 말토오스, 수크로오스 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 약학적 조성물.
  2. 수면 유도의 치료적 적용을 필요로 하는 인체에서의, 상기 치료적 적용을 목적으로 하는 약제의 제조 방법으로서,
    단백질-결합 트립토판을 함유한 식물 공급원으로부터의 탈지된 가루, 및 탄수화물 공급원을 생리학적 허용성 희석제 또는 담체와 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 탈지된 가루는 0.2 중량% 이상의 트립토판 및 중량 기준으로 식물 공급원의 오일의 1/4 내지 1/3을 갖고, 상기 탄수화물 공급원은 글루코오스, 말토오스, 수크로오스 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제조 방법.
  3. 수면 유도를 필요로 하는 인체에서의, 상기 수면 유도를 위한 조성물로서,
    단백질-결합 트립토판을 함유한 식물 공급원으로부터의 탈지된 가루, 탄수화물 공급원, 및 조성물용 생리학적 허용성 희석제 또는 담체를 포함하고,
    상기 탈지된 가루는 0.2 중량% 이상의 트립토판 및 중량 기준으로 식물 공급원의 오일의 1/4 내지 1/3을 갖고, 상기 탄수화물 공급원은 글루코오스, 말토오스, 수크로오스 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 조성물.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 식물 공급원이 씨앗인 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 씨앗이 버터호두 스쿼시 시드(squash seed), 후추열매 스쿼시 시드, 호박 씨앗, 렌즈콩 씨앗, 해바라기 씨앗, 아마 씨앗, 수박 씨앗, 유럽장대(sisymbrium) 씨앗, 목화 씨앗, 참깨 씨앗, 캐놀라 씨앗, 달맞이꽃 씨앗, 홍화 씨앗, 자주개자리 씨앗, 보리, 콩 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 조성물.
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  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 조성물이 비타민 B3, B6 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 비타민을 추가 포함하는 조성물.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 조성물이 정제, 분말, 현탁액, 액제, 캡슐 또는 겔 형태인 조성물.
  9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 조성물이 단백질-결합 트립토판을 25 mg 내지 1000 mg 의 트립토판의 양으로 갖는 탈지된 버터호두 스쿼시 시드 가루, 25 mg 내지 200 mg 의 글루코오스, 및 조성물용 생리학적 허용성 희석제 또는 담체를 포함하는 조성물.
  10. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 조성물이 25 mg 내지 50 mg 의 트립토판을 제공하는 탈지된 버터호두 스쿼시 시드 가루, 75 mg 내지 100 mg 의 글루코오스, 및 조성물용 생리학적 허용성 희석제 또는 담체를 포함하는 조성물.
  11. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 조성물이 비스킷, 쿠키, 푸드 바, 구워진 제품, 스낵 푸드 및 캔디 바로 이루어진 군에서 선택되는 식용 고체 형태인 조성물.
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