KR101104773B1

KR101104773B1 - 신남알코올을 함유하는 고혈압 예방 및 치료용 조성물

Info

Publication number: KR101104773B1
Application number: KR1020090056497A
Authority: KR
Inventors: 흥 묵 신; 윤 환 강
Original assignee: 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2012-01-12
Also published as: KR20100138119A

Abstract

본 발명은 신남알코올(cinnamyl alcohol)을 유효성분으로 함유하는 고혈압의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 신남알코올은 혈관 내피세포의 일산화질소(nitric oxide, NO) 생성 및 방출을 활성화하고 혈관 평활근세포로의 칼슘(Ca²⁺) 및 칼륨(K⁺)이온의 이동을 조절하여 고혈압 환자의 수축된 혈관을 이완시킬 수 있기 때문에, 신남알코올을 고혈압 예방 및 치료의 목적으로 사용할 경우 고혈압을 효과적으로 예방 및 치료할 수 있다.

신남알코올, 고혈압, 혈관 내피세포, 혈관 평활근세포, 일산화질소, 칼슘, 칼륨

Description

신남알코올을 함유하는 고혈압 예방 및 치료용 조성물{A preventing and curing pharmaceutical composition having an effect of anti-hypertension inducing by containing cinnamyl alcohol}

본 발명은 신남알코올을 유효성분으로 함유하는 고혈압의 예방 및 치료용 약제학적 조성물, 기능성식품 및 식품첨가물에 관한 것이다.

정상상태에서는 심장이 박동하면 혈액이 혈관 벽을 따라 혈관 벽에 대해 규칙적인 압력을 가하는데, 혈관은 수축하거나 이완하는 유연성이 있어서 압력을 일정하게 유지한다. 의사들은 건강한 성인의 혈압을 보통 120/80 ㎜Hg, 즉 심장이 수축하는 동안(심장수축기; systole)에는 120 ㎜ 높이의 수은관이 가하는 압력과 심장이 이완하는 동안(심장이완기; diastole)에는 80 ㎜ 높이의 수은관이 가하는 압력 정도라고 한다. 그러나 때로는 여러 가지 이유 때문에 혈관에 유연성이 없어지거나 혈관 주위의 근육이 혈관을 수축하게 한다. 그 결과로 좁아진 혈관을 통해서 같은 양의 혈액을 모세혈관으로 보내기 위해서는 심장이 더 세게 펌프질을 해야 하기 때문에 혈압이 올라간다. 고혈압이 지속되면 간·신장·뇌와 같은 기관의 소동맥(모세혈관으로 이어지는 동맥의 마지막 가지)에 손상이 생길 수 있고, 심장이 지 나치게 많은 일을 해서 약해질 수도 있다.

이러한 고혈압은 심혈관질환의 주요 위험요인으로써 뇌졸중, 심근경색, 울혈성 심부전, 신장질환, 말초혈관질환 등과 같은 치명적인 질환을 유발하는 질병이며, 고혈압에 따른 뇌혈관질환 유발율은 약 35%, 허혈성 심장질환 유발율은 약 21%이고 국내에서 조사된 고혈압 유발율은 30세 이상 성인 남성의 약 1/3, 여성의 약 1/4 이상인 것으로 추산되고 있다. 그리고 고혈압 환자는 많지만 치료율은 낮은 편이어서 전체 고혈압환자의 약 53% 정도만이 고혈압환자임을 인지하고 있고, 약물을 복용한 경험이 있는 환자는 전체의 약 34.3%, 지속적으로 약물을 복용하는 환자는 약 12%정도로 알려져 있다.

IMS헬스데이터에 의하면 2007년 국내 고혈압치료제 시장은 약 1조 380억여 원으로 추정되고 이중 ARB(안지오텐신 수용체 차단제)의 시장점유율이 40.3%(약 4천 2백억), CCB(칼슘체널 차단제)의 점유율이 37.4%(약 3천 8백억), 케타차단제 계열은 약 10.7% 이며, ACE(angiotensin-converting enzyme) inhibitor 계열이 약 8%를 점유하는 것으로 조사되었다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 고혈압을 예방 및 치료할 수 있는 약제를 개발하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 계지의 주요 성분 중 하나인 신남알코올이 고혈압 환자의 수축된 혈관을 이완시킬 수 있어 고혈압을 효과적으로 예방 및 치료할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 고혈압 환자의 수축된 혈관을 이완시킬 수 있어 고혈압을 효과적으로 예방 및 치료할 수 있는 고혈압의 예방 및 치료용 약제학적 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고혈압의 예방 및 개선용 기능성식품을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고혈압의 예방 및 개선용 식품첨가물을 제공하는데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 신남알코올을 유효성분으로 함유하는 고혈압의 예방 및 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 신남알코올을 유효성분으로 함유하는 고혈압의 예방 및 개선용 기능성식품을 제공한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 신남알코올을 유효성분으로 함유하는 고혈압의 예방 및 개선용 식품첨가물을 제공한다.

이하, 본 발명의 고혈압 예방 및 치료용 조성물에 대해 단계별로 보다 구체적으로 설명한다.

신남알코올은 계지의 성분 중 하나이고, 신남알데하이드(cinnamaldehyde), 신남산(cinnamic acid), 쿠마린과 함께 계지를 구성하고 있다. 신남알코올의 원료인 계지는 녹나무과의 육계 또는 기타 등속 근연식물의 어린가지를 말하며, 전통적으로 한의학에서는 산한해표(散寒解表), 온경통맥(溫經通脈) 및 통양화기(通陽化氣) 등의 효능이 알려져 있다. 이러한 계지를 대상으로 현재까지 신경에 대한 작용, 면역 및 항암작용, 항균작용 등에 대해서 많은 연구가 이루어져있으며, 전통적으로 온경탕(溫經湯), 계지탕(桂枝湯), 계지복령환(桂枝茯笭丸), 소건중탕(小建中湯) 및 소청룡탕(小靑龍湯)의 처방으로 사용되어왔다.

상기와 같은 특징을 갖고 있는 계지는 한약재이기 때문에, 인체에 적용하였을 시 부작용이 거의 발생하지 않으며, 계지의 성분인 신남알코올 역시 고혈압의 예방 및 치료 목적으로 인체 또는 가축 등의 동물에 사용하여도 그 부작용이 거의 발생하지 않을 것이다.

본 발명에서는 동물의 혈관을 대상으로 하여 수축된 혈관에 대한 이완 효과, 일산화질소 생성 또는 방출 유도 효과 및 혈관 평활근세포의 칼슘 및 칼륨이온 이동 제어 효과를 확인함으로써 상기와 같은 신남알코올의 고혈압의 예방 및 치료 효과를 증명하였다.

본 발명에서는 상기와 같은 신남알코올을 유효성분으로 함유하는 고혈압의 예방 및 치료용 약제학적 조성물을 제공하고, 이 조성물은 식품의약안정청(KFDA)의 통상적인 약제학적 제제로의 제형화 기준에 의거하여 제형화 될 수 있다. 상기 신남알코올은 그 자체를 사용하거나 약제학적 제제로의 제형화 기준에 허용이 가능한 부형제, 예를 들어 미결정셀룰로오즈, 콜로이드성 이산화규소, 옥수수전분 및 붕해 제, 예를 들어 옥수수전분, 크로스포비돈, 전젤라틴화전분 및 활택제, 예를 들어 글리세릴베헤네이트 및 제피제, 예를 들어 오파드라이 등과 함께 제형화 할 수 있다. 그리고 본 발명의 신남알코올 및 제형화 된 제제는 통상적인 방법으로, 투여방법, 투여형태 및 치료목적에 따라 약제학적으로 허용 가능한 담체와 함께 혼합하여 희석하거나, 용기 형태의 담체 내에 봉입시키는 것이 바람직하다.

상기 담체가 희석제로 사용되는 경우에는 염수, 완충제, 물, 링거액 및 에탄올로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종 이상의 담체를 사용한 경구투여와 비경구투여용으로 분말, 과립, 주사액, 시럽, 용액제, 정제 등과 같은 제형으로 제조한다. 다만, 본 발명의 담체가 상기의 담체로 한정되는 것은 아니다. 이때, 비경구 투여는 경구 이외에 직장, 정맥, 복막, 근육, 동맥, 경피, 비강, 흡입 등을 통한 유효 성분의 투여를 의미한다.

상기 제형에 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 포함하여 포유동물에 투여된 후 활성성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 제형화 할 수 있다. 그리고 본 발명의 투여량은 환자의 상태, 투여 경로 및 투여 형태에 따라 조절될 수 있어 한정되지 않으며 증상에 따라 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 자명하게 다양한 범위 내에서 사용할 수 있으나, 통상적으로 본 발명에서는 실험적인 유효량으로 체중 1㎏ 당 0.01㎎ 내지 100mg을 하루에 연속적 또는 간헐적으로 투여가 가능할 것으로 판단된다.

또한, 본 발명의 신남알코올을 이용하여 고혈압의 예방 및 개선용 기능성식품 또는 식품첨가물이 제조될 수 있는데, 이때에는 식품 제조 시 통상적으로 첨가 되는 성분이 포함될 수 있다. 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트 산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 의미한다. 그밖에 본 발명의 조성물에 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육이 함유될 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예 1. 신남알코올의 혈관 이완 효과

신남알코올이 고혈압상태의 수축된 혈관을 이완시킬 수 있는지 확인하기 위하여 Organ Bath System을 이용하였다. 본 실시예에서는 대상 혈관으로 흰쥐의 흉부대동맥을 사용하였고 내피세포가 존재하는 혈관과 내피세포를 제거한 혈관의 결과를 비교함으로써 신남알코올이 고혈압상태의 수축된 혈관을 이완시키는데 있어서 혈관 조직에 직접 작용하는 것인지 내피세포에 영향을 미쳐 이와 같은 효과를 나타내는 것인지를 확인하였다.

흰쥐를 에테르(ether)로 마취하여 실혈시키고 복강을 열어 흉부대동맥을 적출한 후, 적출된 조직을 크랩스-링거 바이카보닛(Krebs-Ringer bicarbonate) 용액에 넣고 실온에서 혈관주위의 연조직과 지방을 제거한 다음 약 3mm정도로 잘라내어 고리형태의 혈관절편을 제작하였다. 크랩스-링거 바이카보닛 용액은 혈관근육의 정상적인 유지를 위해 사용되었으며 119.8 mM 염화나트륨(NaCl), 4.6 mM 염화칼륨(KCl), 2.5 mM CaCl₂, 1.2 mM MgCl₂, 25 mM NaHCO₃, 1.2 mM KH₂PO₄, 10 mM 포도당(glucose)으로 구성되어 있고 pH는 7.4로 조정하여 사용하였다.

내피세포의 제거를 위해서는 상기 준비된 혈관절편을 핀셋에 걸고 여과지(Whatman filter paper)에 대고 부드럽게 굴려서 내피세포를 제거하였다.

Organ bath(용량 5 ml)내에서 95% 산소와 5% 이산화탄소의 혼합가스를 계속 주입시키면서 37±0.5℃로 유지되는 상태에서 크랩스-링거 바이카보닛 용액을 튜브연동식펌프(peristaltic pump)를 이용하여 4 ml/분의 속도로 흘려주었고, 이런 Organ Bath에 혈관절편을 현수하여 한쪽 끝은 Organ Bath의 저부에 고정시키고 다른 쪽 끝은 근 수축변환기에 연결하여 등장성 수축 및 이완을 기록하였다.

이때, 상기 혈관절편은 미세장력 조절장치(Grass FT-03)를 이용하여 초기 장력으로 2g을 부하하고 1시간 이상 회복시킨 다음 실험에 이용하였으며, 내피세포가 제거된 혈관절편은 아세틸콜린(acetylcholine)을 처리하여 이완이 되는지 확인한 후 실험에 사용하였고, 혈관절편이 0.1 μM 페닐에프린(phenylephrine)의 처리에 의해 최고 수축기에 이르렀을 때, 신남알코올을 농도별로 희석하여 투여한 다음 나 타나는 반응을 생리신호기록기(physiograph, Gass 7, USA)로 연속 기록하였다.

이의 결과, 도 1에 도시한 바와 같이, 신남알코올은 내피세포가 존재하는 혈관절편에서 페닐에프린에 의해 수축된 상태를 기준으로 농도 0.04 mg/ml에서는 32.1±3.82%, 0.1 mg/ml에서 68.3±5.71%, 0.2 mg/ml에서 89.4±4.12%의 이완 효과를 나타내었고, 내피세포를 제거한 혈관절편에서 농도 0.04 mg/ml에서는 7.4±4.31%, 0.1 mg/ml에서 12±2.85%, 0.2 mg/ml에서 15.3±4.33%의 이완 효과를 나타내었다.

이는 신남알코올이 고혈압상태의 수축된 혈관을 효과적으로 이완시킬 수 있기 때문에 고혈압의 예방 및 치료에 탁월한 효과가 있다는 것을 의미하고, 특히 혈관의 내피세포에 영향을 미쳐 상기와 같은 혈관 이완 효과를 나타낸다는 것을 확인하였다.

실시예 2. 일산화질소(NO) 생합성 저해제의 처리에 따른 신남알코올 혈관 이완 효과의 변화

상기 실시예 1을 통해 신남알코올의 혈관 이완 효과가 혈관 내피세포에 의존적인 것으로 확인되었다. 이것은 신남알코올이 내피세포에 의해 분비되는 혈관의 수축 및 이완의 조절인자와 관련이 있다는 것을 의미하므로, 이중 내피세포에 의해 분비되는 혈관 이완 인자인 일산화질소와의 관계를 확인하기로 하였다.

상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 준비된 내피세포가 존재하는 혈관을 1시간 이상 회복시킨 후 페닐에프린 처리 30분전에 일산화질소 생합성 저해제인 L- NAME(N(G)-nitro-L-arginine methyl ester) 0.1mM 또는 MB(methylene blue) 0.01mM로 전처리하였고, 페닐에프린을 처리하여 혈관을 수축시킨 다음 신남알코올의 농도별 투여에 의해서 나타나는 반응을 생리신호기록기로 연속 기록하였다.

이의 결과, 도 2에 도시한 바와 같이, 일산화질소 생합성 저해제를 처리하지 않은 경우 페닐에프린에 의해 수축된 혈관을 기준으로 신남알코올의 농도 0.04 mg/ml에서 32.1±2.44%, 0.1 mg/ml에서 68.3±3.71%, 0.2 mg/ml에서 89.4±3.12%의 이완 효과를 나타내었다.

L-NAME을 처리한 경우에는 신남알코올의 농도 0.04 mg/ml에서 4.8±2.14%, 0.1 mg/ml에서 6±2.33%, 0.2 mg/ml에서 6.9±3.21%의 이완 효과를 나타내었으며, MB를 처리한 경우에는 신남알코올의 농도 0.04 mg/ml에서는 4.3±1.08%, 0.1 mg/ml에서 5.1±4.73%, 0.2 mg/ml에서 5.7±4.66%의 이완 효과를 나타내었다.

상기와 같이 일산화질소 생합성 저해제의 처리에 의해 신남알코올의 혈관 이완 효과가 사라졌으므로, 신남알코올의 혈관 이완 효과가 내피세포로부터 분비되는 일산화질소와 밀접한 관계가 있으며, 이것은 결국 신남알코올이 내피세포의 일산화질소 생성을 활성화시키기 때문에 혈관의 이완 효과를 제공하게 된다는 것을 의미한다.

실시예 3. 칼슘이온경로차단제(Ca ²⁺ channel blocker)의 처리에 따른 신남알코올 혈관 이완 효과의 변화

상기 실시예 2를 통하여 신남알코올의 혈관 이완 효과와 일산화질소와의 관계를 확인하였다. 일산화질소는 내피세포로부터 분비되는 혈관 이완 인자로써 혈관 평활근세포의 칼슘이온에 대한 인지도를 저해시키므로 혈관 평활근세포 내에 칼슘이온의 농도가 높아지는 것을 차단하여 칼슘이온의 농도가 높을 때 발생하는 수축현상을 제어한다.

따라서 본 실시예에서는 신남알코올의 혈관 이완 효과와 이러한 칼슘이온과의 관계를 확인하였다.

상기 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 내피세포가 존재하는 혈관절편을 준비하고 페닐에프린을 처리하기 30분 전에 칼슘이온경로차단제(Ca²⁺ channel blocker)인 딜티아젬(Diltiazem) 5 μM 또는 베라파밀(Verapamil) 0.1 μM을 전처리하였으며, 페닐에프린을 처리하여 혈관을 수축시킨 다음 신남알코올 0.1 mg/ml을 투여하여 나타나는 반응을 생리신호기록기로 연속 기록하였다.

이의 결과, 도 3에 도시한 바와 같이, 칼슘이온경로차단제를 처리하지 않은 경우 페닐에프린에 의해 수축된 혈관을 기준으로 57.4±1.34%의 이완 효과를 나타내었다. 딜티아젬을 처리하였을 경우에는 44.2±3.48%의 이완 효과를 나타내었으며, 베라파밀을 처리하였을 경우에는 32.4±3.21%의 이완 효과를 나타내었다.

상기와 같이 칼슘이온경로차단제의 처리에 의해 신남알코올의 혈관 이완 효과가 사라졌으므로, 신남알코올의 혈관 이완 효과는 칼슘이온의 이동과 밀접한 관계가 있고, 이는 신남알코올이 혈관 평활근세포에서 칼슘이온의 세포 내·외부로의 이동을 조절함으로써 혈관 이완 효과를 제공한다는 것을 의미한다.

실시예 4. 칼륨이온경로차단제(K ⁺ channel blocker)의 처리에 따른 신남알코올 혈관 이완 효과의 변화

상기 일산화질소 및 칼슘이온과 같이 칼륨이온 또한 혈관 이완에 관여하는 인자이므로 본 실시예에서는 신남알코올의 혈관 이완 효과와 이러한 칼륨이온과의 관계를 확인하였다.

상기 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 내피세포가 존재하는 혈관절편을 준비하고 페닐에프린을 처리하기 30분 전에 칼륨이온경로차단제(K⁺ channel blocker)인 TEA(tetraethylammonium) 1 mM, Gli(glibenclamide) 0.01 mM 또는 4-AP(4-aminopyridine) 0.2 mM을 전처리하였으며, 페닐에프린을 처리하여 혈관을 수축시킨 다음 신남알코올 0.1 mg/ml을 투여하여 나타나는 반응을 생리신호기록기로 연속 기록하였다.

이의 결과, 도 4에 도시한 바와 같이, 칼륨이온경로차단제를 처리하지 않은 경우 페닐에프린에 의해 수축된 혈관을 기준으로 55.2±2.05%의 이완 효과를 나타내었다. TEA를 처리하였을 경우에는 49.2±2.18%의 이완 효과를 나타내었으며, Gli를 처리하였을 경우 22.4±1.83%의 이완 효과를 나타내었고, 4-AP을 처리하였을 경우 24.8±3.12%의 이완 효과를 나타내었다.

상기와 같이 칼륨이온경로차단제 중 Gli와 4-AP의 처리에 의해 신남알코올의 혈관 이완 효과가 사라졌으므로, 신남알코올의 혈관 이완 효과는 칼륨이온의 이동과 밀접한 관계가 있고, 이는 신남알코올이 평활근세포에서 칼륨이온의 세포 내·외부로의 이동을 조절함으로써 혈관 이완 효과를 제공한다는 것을 의미한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 신남알코올은 혈관 내피세포의 일산화질소(nitric oxide, NO) 생성 및 방출을 활성화하고 혈관 평활근세포로의 칼슘(Ca²⁺) 및 칼륨(K⁺)이온의 이동을 조절하여 고혈압 환자의 수축된 혈관을 이완시킬 수 있기 때문에, 신남알코올을 고혈압 예방 및 치료의 목적으로 사용할 경우 고혈압을 효과적으로 예방 및 치료할 수 있다.

도 1은 페닐에프린(phenylephrine)을 처리하여 수축시킨 내피세포가 제거된 흰 쥐의 흉부대동맥과 내피세포가 존재하는 흰 쥐의 흉부대동맥에 대한 신남알코올의 혈관 이완 효과를 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 2는 페닐에프린을 처리하여 수축시킨 흰 쥐의 흉부대동맥에 일산화질소 생합성 저해제인 L-NAME(N(G)-nitro-L-arginine methyl ester) 또는 MB(methylene blue)를 처리한 것과 그렇지 않은 것에 대한 신남알코올의 혈관 이완 효과를 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 3은 페닐에프린을 처리하여 수축시킨 흰 쥐의 흉부대동맥에 칼슘이온경로차단제(Ca²⁺ channel blocker)인 딜티아젬(Diltiazem) 또는 베라파밀(Verapamil)를 처리한 것과 그렇지 않은 것에 대한 신남알코올의 혈관 이완 효과를 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 4는 페닐에프린을 처리하여 수축시킨 흰 쥐의 흉부대동맥에 칼륨이온경로차단제(K⁺ channel blocker)인 TEA(tetraethylammonium), Gli(glibenclamide) 또는 4-AP(4-aminopyridine)를 처리한 것과 그렇지 않은 것에 대한 신남알코올의 혈관 이완 효과를 비교하여 나타낸 그래프이다.

Claims

신남알코올을 유효성분으로 함유하여, 혈관 내피세포의 일산화질소 생성 및 방출을 활성화하고, 칼슘이온 및 칼륨이온이 혈관 평활근세포 내외부로 이동하는 것을 조절하여 고혈압상태의 수축된 혈관을 이완시키는 것을 특징으로 하는 고혈압의 예방 및 치료용 약제학적 조성물.
신남알코올을 유효성분으로 함유하여, 혈관 내피세포의 일산화질소 생성 및 방출을 활성화하고, 칼슘이온 및 칼륨이온이 혈관 평활근세포 내외부로 이동하는 것을 조절하여 고혈압상태의 수축된 혈관을 이완시키는 것을 특징으로 하는 고혈압의 예방 및 개선용 기능성식품.
신남알코올을 유효성분으로 함유하여, 혈관 내피세포의 일산화질소 생성 및 방출을 활성화하고, 칼슘이온 및 칼륨이온이 혈관 평활근세포 내외부로 이동하는 것을 조절하여 고혈압상태의 수축된 혈관을 이완시키는 것을 특징으로 하는 고혈압의 예방 및 개선용 기능성 식품첨가물.