KR101162336B1

KR101162336B1 - 골관절염 예방 및 치료용 한방 조성물

Info

Publication number: KR101162336B1
Application number: KR1020090087517A
Authority: KR
Inventors: 박진홍; 조영인; 김준한; 유병혁; 박주석; 최지영
Original assignee: 조용택; 재단법인 대구테크노파크; 조효제
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2012-07-04
Also published as: KR20110029717A

Abstract

본 발명은 오가피, 우슬 및 해동피로 이루어져 골관절염 예방 및 치료 효과를 갖는 한방 조성물 및 이를 함유하는 골관절염 예방 및 치료용 약제학적 조성물 및 골관절염 개선용 건강기능식품 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 한방 조성물은 체중 부하를 유의적으로 증가시키며, 항산화효소 활성도에 있어 SOD, CAT 및 GSH-Px의 활성도를 유의적으로 증가시키고, 연골기질의 소실을 완화시켜 골관절염 및 퇴행성 관절염을 개선시키는데 효과가 있다.

오가피, 우슬, 해동피, 골관절염

Description

골관절염 예방 및 치료용 한방 조성물{Herb medicine composition for preventing and treating osteoarthritis}

본 발명은 골관절염 예방 및 치료용 한방 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 오가피, 우슬 및 해동피로 이루어져 골관절염 예방 및 치료 효과를 갖는 한방 조성물 및 이를 함유하는 골관절염 예방 및 치료용 약제학적 조성물 및 골관절염 개선용 건강기능식품 조성물에 관한 것이다.

현대 사회에서 인구의 노령화에 따라 치매, 관절염, 동맥경화 등의 퇴행성 질환 환자들이 증가하고 있고, 이로 인해 노령인구의 사회활동 저해는 본인은 물론 가족들에게까지 경제적, 정신적인 어려움을 가져와 사회적인 문제가 되고 있다.

최근 우리나라는 노령화 사회로 진입함에 따라 55세 이상의 경우 80%, 75세 이상의 경우 거의 대부분이 골관절 질환을 가지고 있는 것으로 알려져 있고, 특히 무릎 골관절염은 발병률이 매우 높고 염증이 계속되면 주위 근육의 위축을 유발하여 관절의 기형까지도 초래할 수 있어 치료경비 뿐 아니라 이로 인한 노령인구의 사회활동 저해 등 여러 가지 사회적 손실이 큰 질환이다.

골관절염 (퇴행성관절염)은 인구 노령화 추세에 따라 임상에서 흔히 볼 수 있는 노인성 질환으로 관절연골의 퇴행성 변화를 기반으로 병변이 시작되어 운동 시 통증과 부종, 관절 강직감 및 점진적인 운동장애를 일으킨다.

이러한 골관절염의 치료에는 현재 체중감소, 근육강화운동, 단순진통제, 비스테로이드 소염제, 관절내 스테로이드 주사 및 수술 등의 운동요법, 약물요법, 수술요법이 실시되고 있다. 하지만 스테로이드 소염제는 위장관 장애 등의 합병증을 일으킬 수 있고, 그 외에 스테로이드제의 관절 내 주사요법은 전신부작용 및 스테로이드의 반복주사에 따른 연골의 파괴, 감염의 위험성이 따르게 되므로 적극적인 치료법이 될 수 없다. 또한 본질적으로 퇴행성 질병의 진행을 억제시키거나 차단시켜 줄 수 있는 골관절염의 치료약물은 부족하고, 예방적 차원의 건강기능성식품도 거의 없는 실정이다.

2008년 식품의약품안전청 자료에 의하면 다양간 건강기능식품 중 글루코사민 함유 제품이 노인계층에 꾸준히 판매되고 있다. 그러나 관절염의 예방치료에 글루코사민의 효능에 대한 의견은 의학계와 관련업계간에 의견이 상이하다.

최근의 전 세계적으로 부작용이 적은 천연물 소재의 기능성 식품에 대한 관심이 급격히 증가하고 있다. 따라서 오랜 기간 동안 부작용 없이 사용되어 온 민간요법을 토대로 전통생물 자원으로부터 유용성분을 검색하고, 보다 효과적인 골관절염 예방 기능성식품을 개발할 수 있는 자료를 마련하고 전통 한방 조성물 가공식품들의 건강기능성 식품으로서의 전환 사례를 제시할 필요성이 대두되고 있다.

현재 대부분의 한방 및 천연물 소재를 이용한 제품들은 동의보감, 방약합편 등 기성 한약서에 근거한 자료를 인용 할 뿐 각 소재들의 효능에 대한 체계적이고 과학적인 증빙자료와 임상학적 결과가 절대적으로 부족한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-0595735호 “연골 재생 및 골관절염 치료용 생약 조성물”에는 강활, 인진 및 소엽을 포함하여, 항염증 작용, 소염 진통작용, 관절 조직 분해 효소 억제 작용, 염증 유발 관련 효소 억제 작용, 발부종 억제, 관절활액의 증가 억제 작용, 관절활액의 총단백질 증가 억제 등의 치료 효능이 있어 연골 재생 및 골관절염 치료제로 이용가능한 생약 조성물이 개시되어 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0541424호 “항염증성 생약 조성물 및 이의 제조방법”에는 강활, 인진 및 갈근 추출물을 유효성분으로 하는 항염증 작용, 소염 진통작용, 관절조직 분해효소 억제작용, 염증유발 관련 효소 억제작용, 발부종 억제 등의 치료 효능이 우수하여 관절염, 특히 골관절염 치료제 또는 소염진통제로서 유용한 생약 조성물이 개시되어 있다.

또한 대한민국 특허출원 제10-2009-0012642호 “금은화 및 지모의 혼합 생약 추출물을 유효성분으로 함유하는 관절염의 예방 및 치료용 조성물”에는 사람의 골관절염 연골 구성물질의 분해 억제 및 연골재생 효능을 나타내며, 골관절염 동물모델에서도 연골보호 및 재생효과가 우수하였고, 류마티스 관절염 동물모델에서 염증성 싸이토카인 및 매개인자들의 억제효과와 골파괴 억제가 우수하였으며, 염증 및 통증 유발 동물에서도 소염 및 진통 활성이 탁월하므로, 관절염의 예방 및 치료에 유용한 약학조성물 및 건강기능식품에 이용될 수 있는 금은화 및 지모의 혼합 생약 추출물이 개시되어 있다.

한편, 오가피(Acanthopanax gracilistylus WW Smith)는 간과 신장의 기운을 보하여 힘줄과 뼈를 튼튼하게 하므로 사지마비, 구련, 허리와 무릎의 연약증상, 하지무력감, 골절상, 타박상, 부종 등에 쓰이며, 약리작용은 면역증강, 항산화, 항피로, 항고온, 항자극작용, 내분비기능조절, 혈압조절, 항방사능, 해독작용이 보고되었다.

우슬(Achyranthes japonica Nakai)은 생것을 쓰면 어혈과 종기를 없애고, 찌면 간과 신을 보해 근육, 골격을 튼튼하게 한다. 어혈을 제거해줌으로 생리불순, 산후복통에 쓰며, 골수를 보충하고 음기를 잘 통하게 하여 관절염에 쓰고, 음허화동으로 인한 입안과 혀의 발진을 치료한다. 약리작용으로 자궁흥분작용, 콜레스테롤 강하작용, 이뇨작용, 혈당강하작용, 간기능 개선작용 등이 보고되었다.

해동피는 음나무(Kalopanax pictus) 껍질로 줄기껍질과 뿌리껍질은 한방에서 거담제로 쓰이며, 민간에서는 삶은 물로 식혜를 만들어 마시는데 신경통에 쓰인다. 줄기껍질과 뿌리껍질을 달인 차는 강장, 해열, 요통, 신장병, 당뇨병, 피로회복 등에 좋다.

따라서 본 발명에서는 예로부터 골관절염 개선에 효능이 알려진 한방 생약을 선별하여 그 기능성을 검증하여 보다 과학적이고 객관적인 항관절염 기능성 소재를 개발하고 그 실용성 증대 및 연구적 객관성 확립하기기 위해 예의 연구를 거듭한 결과 오가피, 해동피 및 우슬을 함유하는 골관절염 예방 및 치료용 한방 조성물을 완선하고 본 발명에 이르게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 골관절염에 효과적인 한방 조성물을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 한방 조성물을 함유하는 골관절염 치료 또는 예방용 약제학적 조성물 및 골관절염 비만 개선용 건강기능식품 조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 전통적으로 골관절염 개선에 효능이 있다고 알려진 한방 생약 중 오가피, 해동피 및 우슬울 선별하고, 이들을 혼합하여 한방 조성물을 제조한 후, 이를 투여한 실험 동물의 체중 부하를 측정하고, 혈액생화학 및 간조직의 조직병리학적 관찰을 수행하는 한편, 혈액내의 항산화효소 활성도 측정하고, 관절연골의 조직 병리학적 관찰을 통해 본 발명에 따른 한방 조성물이 골관절염 증상을 완화시킬 수 있음을 확인함으로써 달성되었다.

본 발명은 오가피, 해동피 및 우슬로 이루어진 한방 조성물을 유효성분으로 함유하는 골관절염 예방 및 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.

본 발명에 있어서, “유효성분”이라 함은 내재된 약리작용에 의해 그 의약품의 효능?효과를 직접 또는 간접적으로 발현한다고 기대되는 물질 또는 물질군 (약리학적 활성성분 등이 밝혀지지 않은 생약 등을 포함한다)으로서 주성분을 포함 하는 것을 의미한다.

본 발명의 약학조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 약학 조성물의 투여 형태는 이들의 약학적 허용 가능한 염의 형태로 사용될 수 있고, 또한 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합 뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.

또한 본 발명은 오가피, 해동피 및 우슬로 이루어진 한방 조성물을 유효성분으로 함유하는 골관절염 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.

본 발명에서 정의되는 "건강기능식품"은 건강기능식품에 관한 법률 제6727호에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 의미하며, "기능성"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.

본 발명에 있어서, 상기 한방 조성물이 오가피 30 내지 40 중량%, 해동피 30 내지 40 중량% 및 우슬 30 내지 40 중량%로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 한방 조성물은 체중 부하를 유의적으로 증가시키며, 항산화효소 활성도에 있어 SOD, CAT 및 GSH-Px의 활성도를 유의적으로 증가시키고, 연골기질의 소실을 완화시켜 골관절염 및 퇴행성 관절염을 개선시키는데 효과가 있어, 본 발명은 골관절염 예방 및 치료를 위한 의약 및 건강식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시형태를 실시예를 참고로 보다 구체적으로 설명한다. 하지만 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 본 발명에 따른 골관절염 예방 및 치료용 한방 조성물의 제조

본 실시예에서는 하기 표 1의 조성으로 골관절염 예방 및 치료용 한방 조성물을 제조하였다.

<표 1>

한방 조성물의 조성

명칭	학명	비율 (%)	원산지
오가피	Acanthopanax gracilistylus Smith (AG)	30-40	중국산
우 슬	Achyranthis japonica Nakai (AJ)	30-40	국 산
해동피	Kalopanax pictus (KP)	30-40	중국산

상기 표 1의 비율에 따라, 오가피 33중량%, 우슬 33중량% 및 해동피 34중량%를 혼합하여 한방 조성물을 제조하였다. 이어서 상기 한방 조성물 100 g을 1 L 이온수와 혼합하고, 40℃에서 3 시간 동안 2회 초음파처리하여 추출을 수행한 후, 여과하고(Whatman No. 2), 감압농축하였다. 농축된 추출물을 100 mL 이온수에 용해시킨 후, 냉침시키고, 상층을 감압농축하여 최종 열수추출물을 수득하였다.

실험예

본 실험예에서는 본 발명에 따른 한방 조성물의 골관절염 예방 및 치료 효과를 알아보기 위하여 상기 실시예에서 제조한 한방 조성물 열수추출물(MIX)을 실험군으로 하고, 양성대조군으로 글루코사민[PC(G)]과 셀레콕시브(Celecoxib)[PC(C)]를 사용하였다.

1. MIA를 이용한 골관절염 동물 모델 제작

퇴행성 관절염 유발을 위해 일주일간 적응 시킨 동물을 에테르 마취 후, 정상대조군을 제외한 모든 시험동물의 좌측 슬관절을 소독하고 0.3mL 시린지(31G)로 슬관절 강 내에 MIA 용액(monosodium iodoacetate 2mg in 30uL 0.9% sterile saline) 30uL을 주입하였고, 정상대조군은 MIA 용액 대신 염수를 동량 주입하였다. 관절염 유발을 확인하기 위해 MIA 조입 3일 후인 day 4에 체중 부하(weight bearing)를 측정하여 관절염 유발을 확인함. 체중 부하는 퇴행성 관절염의 유무 및 진행정도를 간접적으로 평가할 수 있는 지표이다.

2. 시험군 및 시험물질 투여

실험동물은 SPF SD(Sprague-Dawley) 래트 수컷 6주령 (체중 150~180g)을 각 군당 12마리씩 사용하였다. 이들은 1주간 실험동물용 고형사료로 적응시킨 후, 체중 측정 후 무작위방법에 의해 하기 표 1과 같이 8개 그룹으로 나누었다. 각 군에 해당하는 시험 물질은 사람에 대한 임상 예정 경로로서 경구를 통해 각 군에 해당하는 천연물 추출물을 투여하였다.

시험물질은 관절염 유발 확인 후 day 6부터 1일 1회, 주 5일간, 4주 동안 경구 투여하였다. 정상대조군 및 관절염대조군은 일반 음용 상수도수를 급여하였고, 3~7까지의 시험군은 투여량을 500mg/kg/day로 설정하여 경구 투여하였다.

양성대조물질로 사용된 글루코사민 (종근당건강) 또한 500mg/kg/day로 경구투여하였고, 또 다른 양성대조물질인 셀레콕시브(Celecoxib)(한국화이자제약)는 약물인 점을 고려하여 30mg/kg/day로 설정하여 경구투여하였다. 각각의 시험물질 및 양성대조물질 투여량은 기존의 연구자료 결과에 따라 설정하였다.

<표 1>

실험 동물 및 그룹화

그룹 번호	그룹명		골관절염 유발	시험물질 투여
1	NC (Normal Control)	정상대조군	-	수돗물
2	OA (Osteoarthritis)	관절염대조군	좌측 무릎	수돗물
3	AG	시험군	좌측 무릎	오가피
4	KP	〃	좌측 무릎	해동피
5	AJ	〃	좌측 무릎	우슬
6	MIX	〃	좌측 무릎	혼합물
7	PC(G) (Positive Control)	양성대조군	좌측 무릎	글루코사민
8	PC(C) (Positive Control)	〃	좌측 무릎	셀레콕시브

3. 임상증상 관찰 및 장기중량 비교

각 실험동물에 대하여 체중, 물 섭취량, 소변량, 활동성, 행동이상유무 등과 같은 기초적인 임상증상을 관찰하였다. 또한 실험종료 후 동물을 부검한 후 장기 중량을 측정하였다.

4. 체중 부하 측정

체중 부하는 골관절염이 유발된 다리의 지탱하는 능력이 저하된 정도를 측정하는 방법이다. 본 실험에서는 인카파시턴스 시험기(incapacitance tester)(Linton, UK)를 이용하여 day 4부터 매주 체중 부하를 측정하였고, 그 값은 정상인 오른쪽 다리에 대한 골관절염이 유발된 왼쪽다리 비율(Weight bearing = weight on left leg / weight on right leg)로 나타내었음. 관절염이 심할수록 체중 부하가 감소한다.

5. 혈액생화학적 관찰

실험동물을 에테르 마취 후 개복하여 복대정맥으로부터 채혈을 실시하여 혈장을 분리하였다. 시험물질의 간독성 유무를 확인하기 위하여 AST(aspartate aminotransferase), ALT(alanine aminotransferase) 함량을 자동혈청분석기 (Thermo Electron, USA)를 사용하여 측정하였다.

6. 간조직의 조직병리학적 관찰

시험물질의 간독성 여부를 파악하기 위하여 동물 희생시 적출한 간조직 일부를 10% 포름알데하이드 용액에 24시간 고정한 다음, 같은 용액으로 2회 교환하였다. 2배수 에탄올로 탈수하여 파라핀에 포매하고, 이것을 4 ㎛ 두께로 박절하여 헤마톡실린-에오신(hematoxylin-eosin)(H&E) 염색한 다음 광학현미경에서 간조직 세포를 200배 배율로 관찰하였다.

7. 혈액 내에서의 항산화효소활성도 측정

SOD(Superoxide dismutase) : 알칼리 상태에서 피로갈롤(pyrogallol)의 자동산화에 의한 발색을 이용한 마크룬드(Marklund)의 방법 (1974)으로 측정하였다. 효소활성 단위는 효소액을 넣지 않고 반응시킨 피로갈롤 용액의 자동산화를 50% 억제하는 단백질의 양으로 정하였다.

CAT(Catalase) : 아베이(Abei)(1974)의 방법을 이용하여, H₂O₂의 흡광도 변화와 H₂O₂의 몰흡광계수로 H₂O₂의 농도를 구한 다음 감소된 H₂O₂nmol/min/mg protein으로 효소활성도를 계산하였음.

GSH-Px(Glutathione peroxidase) : 파글리아(Paglia)와 발렌타인(Valentine)의 방법 (1967)으로 산화형 글루타치온이 글루타치온 환원효소와 NADPH에 의하여 환원될 때 NADPH의 흡광도가 340 nm에서 감소하는 정도를 측정하였고, 효소활성 단위는 1분간 1 nmol의 산화형 NADPH를 생성하는 효소의 양으로 나타내었다.

8. 관절연골의 조직병리학적 소견의 관찰

전 실험동물의 부검 시 육안적으로 모든 내부 장기의 이상 유무를 관찰한 후, 왼쪽 대퇴골과 경골을 분리하고 주변 근육을 제거하여 경골의 관절연골 표면 변화를 육안적으로 관찰하였다.

9. 관절연골의 조직병리학적 소견의 관찰

분리한 대퇴골 (femur)와 경골 (Tibia)을 각각 10% 중성포르말린 용액에 2일 동안 고정한 후 다시 10% EDTA 용액에 담아 4주 동안 탈회하였다. 일반적인 조직처리 과정을 거쳐 파라핀에 포매한 다음 4㎛의 조직절편을 제작하였다(도 3 및 4). 조직절편에 헤마톡실린-에오신(H&E) 염색을 실시하여 조직변화를 관찰하고, 매슨 트리크롬(Masson’s Trichrome) 염색을 실시하여 무릎연골 내 콜라겐 섬유의 발현 관찰 및 톨루이딘 블루(Toluidine Blue) 염색을 통해 무릎연골 내 프로테오글리칸 소실정도를 광학현미경으로 검사하였다. 관절연골구조 (Structure) 변화에 따른 등급과 손상범위에 따른 단계를 구하여 이들을 서로 곱한 점수 값에 Cells, Masson’s trichrome staining, Toluidine Blue staining 그리고 Tidemark integrity평가 점수를 합하여 연골손상정도를 점수화하였다. 본 방법은 골관절염 평가 실험에서 널리 사용되고 있는 맨킨 점수(Mankin’s score) 법을 조금 변형시켜 적용하였다. 상기 조직학적 평가는 1명의 병리학 수의사가 조직에 대한 사전 정보 없이 평가하였다.

10. 통계처리

본 실험의 모든 결과는 컴퓨터 통계 프로그램 중의 하나인 SPSS 팩키지 프로그램(SPSS 12.0 for Windows, USA)을 이용하여 산출하였다. 관절염대조군과 시험군간 평균차이에 대한 유의성은 스튜던츠 t-테스트(student's t-test)를 실시하여 검정하였고, 유의수준은 P<0.05로 하였고, 모든 측정치는 Mean±S.D로 표시하였다.

실험예 1 : 임상증상과 체중변화 관찰

실험기간 동안 실험군의 체중변화를 관찰한 결과, 전 실험기간에 걸쳐 NC군을 포함한 모든 실험군에서 체중이 지속적으로 증가하였다. 관절염 유발시킨 후 NC군을 제외한 나머지 군들의 체중이 NC군보다 낮게 나타났으나 유의적인 차이는 없었다. MIA 주입 후 NC군을 제외한 나머지 시험군의 체중이 NC군보다 낮게 나타난 것은 골관절염이 유발된 시험군들이 통증으로 인해 식욕이 감소하여 나타난 현상으로 사료된다. 기존의 연구에서도 관절염이 유발된 실험동물에서 체중이 감소되는 결과가 있었다. 전 실험기간동안 유의할만한 임상적 증상은 관찰되지 않았다 (도 1 참조).

실험예 2 : 체중 부하에 미치는 영향 측정

Day 0에 MIA로 골관절염을 유발시킨 뒤, day4부터 일주일 간격으로 체중 부하를 측정하였다. 그 결과 골관절염이 유발된 모든 군이 정상대조군보다 유의적으로 체중 부하가 감소하였고, 실험 기간 내내 정상대조군보다 낮은 수준으로 유지되었다(도 2 참조). Day 25에는 두개의 양성대조군인 PC(G)와 PC(C)군의 체중 부하가 OA군보다 유의적으로 증가하였다. 실험 종료일인 day 32에는 두개의 양성대조군과 혼합물을 투여한 MIX군이 관절염대조군에 비해 유의적으로 체중 부하가 12% 증가한 것으로 관찰되었다.

실험예 3 : 장기무게에 미치는영향 조사

골관절염 유발 확인 후, day 6부터 시험물질을 4주간 투여한 뒤 실험동물을 희생하여 체중단위당 장기무게를 비교한 결과 간조직, 심장, 신장 및 비장무게에서 모두 유의적인 차이가 나타나지 않았다 (도 3 참조).

실험예 4 : 간손상지표인 ALT 및 AST 함량에 미치는 영향 조사

ALT와 AST는 간세포 파괴 시 민감하게 증가하는 간손상 지표이다. ALT와 AST는 간에 특이적으로 많이 존재하며, AST의 경우 심장, 골격근, 적혈구에도 존재하여 심근경색, 골격근질환, 용혈성 질환과 관련된다. 실험 종료 후 ALT 및 AST 함량을 비교한 결과 모든군에서 유의적인 차이를 나타내지 않은 것으로 보아 본 실험예에 사용된 추출물들은 생체에 무해한 것으로 사료된다 (도 4 참조).

실험예 5 : 간조직의 조직병리학적 관찰

MIA로 유도된 골관절염모델에서 시험물질에 의한 간의 조직병리학적 소견은 다음과 같다(도 5 참조). H&E 염색을 통해 시험물질의 간독성 여부를 확인한 결과, 시험물질이 투여된 모든 시험군과 관절염대조군인 OA군, 두 개의 양성대조군 모두 특별한 이상 소견을 발견할 수 없었다.

실험예 6 : 항산화효소활성도에미치는영향

SOD(Superoxide dismutase)

항산화 효소 활성도 비교결과는 도 6과 같다. SOD는 자유 라디칼 생성과정 초기에 다른 자유 라디칼의 생성 및 지질 과산화 과정을 단계적으로 일으키는 수퍼옥사이드 음이온 라디칼을 H₂O₂로 만들어 주는 효소이다. 본 실험에서 SOD 활성도는 관절염대조군인 OA군에 비해 해동피와 혼합물을 투여한 KP군과 MIX군에서 OA군보다 유의적으로 증가하였다. 양성대조군인 PC(G)군과 PC(C)군도 OA군에 비해 유의적으로 SOD 활성도가 증가하였다.

CAT(Catalase)

CAT는 SOD로 인해 생성된 H₂O₂를 H₂O로 환원시키는 촉매 활성과 메탄올, 에탄올, 포름산, 페놀과 같은 수소 공여체의 산화에 관여하는 과산화 활성을 가진다. 적혈구 CAT 활성은 오가피 및 우슬을 투여한 AG군, AJ군에서 OA군에 비해 유의적으로 높아졌고, 2개의 양성대조군도 유의적으로 CAT 활성도가 증가한 것으로 관찰되었다 (도 6 참조).

GSH-Px(Glutathione peroxidase)

GSH-Px의 작용에 의해 생체 내에서 H₂O₂와 환원형 GSH이 산화형 GSSG으로 되면서 물을 생성하게 된다. GSH-Px는 이외에도 과산화물과 GSH로부터 GSSG, 알코올 및 물을 생성하는 반응을 촉매함으로써 조직의 과산화적 손상을 방지한다. 적혈구 GSH-Px 활성도는 오가피, 해동피, 우슬과 이들을 혼합한 MIX군에서 모두 관절염대조군인 OA군보다 유의적으로 증가하였고, 글루코사민을 투여한 PC(G)군 역시 OA군 에 비해 높은 활성도를 보였다 (도 6 참조)

실험예 7 : 관절연골변화의육안적관찰

부검 시 대퇴골과 경골을 분리하고 주변조직을 제거한 다음 관절표면의 변화를 1차적으로 육안검사하였다. 관찰결과, 정상대조군의 무릎관절면의 경우 매끄러운 관절표면을 가지고 주변조직과의 분리가 용이하였다. 관절염대조군인 OA군은 관절면이 침식(erosion)되어 육안적으로 관찰하여도 가장 심한 병변을 관찰할 수 있었다. 시험물질을 투여한 군과 양성대조군들의 관절표면에서도 원섬유화(fibrillation)과 부분적인 연골의 침식이 관찰되었으며 육안 소견상으로는 큰 차이를 확인할 수는 없었으나 관절염대조군과 비교하여 볼 때는 전반적으로 병변의 수준이 낮은 것으로 관찰되었다 (도 7 참조).

실험예 8 : 조직병리학적변화 (H&E, TB, MT staning)

MIA로 유도된 골관절염모델에서 시험물질에 의한 관절연골의 조직병리학적 소견은 도 8과 같다. 정상대조군인 NC군의 경우 관절표면이 매끄럽고 연골세포(chondrocyte)와 기질(matrix)의 배열이 균형적이고, 프로테오글리칸 및 콜라겐 등의 연골기질양이 풍부한 것으로 나타났다. 또한 콘드론(chondron)(cartilage cell including pericellular matrix; 세포주위기질을 포함하고 있는 연골세포)의 비대나 연골세포의 증식성 변화 등도 관찰되지 않았다. 연골의 무형기질 (matrix)은 프로테오글리칸이라고 하는 황산화 글리코사미노글리칸(sulfated glycosaminoglycans)과 단백질의 복합체인 고분자물질로 구성되어 있으며, 이는 톨루딘 블루 염료로 염색 시 푸른색으로 나타난다. 따라서 톨루딘 블루로 염색된 정상대조군의 무릎관절을 보면 푸른색으로 짙게 염색된 풍부한 프로테오글리칸을 관찰할 수가 있었다. 또한 관절연골의 기질에 콜라겐 섬유를 풍부하게 함유하고 있어 메슨 트리크롬 염색 상에서 푸른색으로 염색된 콜라겐 섬유를 확인할 수 있었다.

이와는 대조적으로 골관절염이 유발된 음성대조군의 경우 관절연골의 심한 변성이 관찰되며, 대부분의 연골이 소실되어 회화 대역(calcified zone)의 심한 노출과 주변연부조직의 증식 관찰되었고, 연골기질의 소실이 뚜렷하였다.

오가피, 해동피, 우슬 및 셀레콕시브를 투여한 AG군, KP군, AJ군 및 PC(C)군의 경우 일부 연골의 소실로 회화 대역이 노출되었다. 일부 연골에서는 음성대조군에서 관찰되었던 연골변성도 관찰되어 연골기질의 소실이 뚜렷하였다. 한편, 오가피, 해동피, 우슬을 혼합한 MIX군과 글루코사민을 투여한 PC(G)군의 경우 일부 연골에서 회화 대역의 노출이 관찰되기는 하나 노출범위가 넓지 않으며, 연골손상을 수복하기 위한 연골세포의 증식소견이 관찰되었다. 또한 음성대조군과 비교하여 볼 때 프로테오글리칸과 콜라겐 등 연골기질의 소실이 완화된 것으로 관찰되었다. 따라서 오가피, 해동피, 우슬의 혼합물은 연골기질의 소실을 완화하여 골관절염(퇴행성 관절염)을 개선시키는 것으로 나타났다.

실험예 9 : 조직병리학적변화 (Histopathological Grade)

각 시험군의 관절연골에 대한 조직병리학적 관찰결과를 점수화한 결과는 다음과 같다(도 9 참조). 관절염대조군인 OA군에 비하여 해동피, 우슬을 투여한 KP군, AJ군에서 관절연골손상 정도가 다소 낮은 것으로 관찰이 되나 유의적인 변화는 아닌 것으로 판단된다. 그러나 오가피를 투여한 AG군, 3가지 단일 생약추출물을 혼합만 MIX군 및 글루코사민을 투여한 PC(G)군은 관절염대조군과 유의적인 차이를 보이며 연골손상이 적은 것으로 관찰되었다. 셀레콕시브를 투여한 PC(C)군의 경우관절염대조군인 OA군과 비교하여 볼 때 다소 낮은 점수를 나타내기는 하나 유의적인 변화는 아닌 것으로 판단되었다.

도 1은 모든 실험 구간에서의 체중을 나타낸 그래프이다.

도 2는 모든 실험 구간에서의 체중 부하를 나타낸 그래프이다.

도 3은 장기 중량에 대한 한방 조성물의 영향을 나타낸 도이다.

도 4는 ALT 및 AST의 혈장 생화학 수준을 나타낸 도이다.

도 5는 간조직의 형태학적 분석 결과를 나타낸 도이다.

도 6은 항산화효소 활성도 측정 결과를 나타낸 도이다.

도 7은경골 관절융기 변화의 육안 관찰 결과를 나타낸 도이다.

도 8은 골관절염에 대한 한방 조성물의 효과를 나타낸 도이다.

도 9는 골관절염에 대한 한방 조성물 효과의 조직병리학적 변화를 나타낸 도이다.

* 도면의 부호에 대한 간단한 설명

NC : 정상대조군,

OA : 관절염대조군,

AG : 오가피,

KP : 해동피,

AJ : 우슬,

MIX : 오가피+해동피+우슬 (1:1:1),

PC(G) : 글루코사민,

PC(C) : Celecoxib

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오가피 33 중량%, 해동피 34 중량% 및 우슬 33 중량%를 10배의 온수에 혼합하고 40℃에서 3시간 초음파 추출 후 여과한 다음 감압농축한 것을 특징으로 하는 골관절염 개선용 건강기능식품 조성물.