KR101839908B1 - 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물 - Google Patents

생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물에 관한 것으로, 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피로 혼합된 생약재 혼합 추출물을 유효성분으로 포함하며, 이러한 본 발명의 조성물은 생체 내 독성이 없으면서도, 베타세포의 인슐린의 분비를 증가시키고 근세포의 포도당 흡수를 촉진하는 효과로 인하여 혈당 강하 효능을 가지므로, 당뇨병 및 당뇨성 질환의 예방 또는 치료에 효과적인 의약품 및 건강기능식품으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물{Food composition improving of diabetes and Composition containing extract of herbal mixture for prevention or treatment of diabetes}
본 발명은 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피인 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨성 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
당뇨병(diabetes)은, 혈액 내에 존재하는 포도당이 소변을 통해 배출되는 질환으로, 인슐린의 분비결함 또는 인슐린 작용의 결함에 기인한 만성 고혈당증(hyperglycemia)의 특징을 나타내는 다중적 병인의 대사 장애를 말한다. 당뇨병은 크게 제 1 형 당뇨병(인슐린 의존형)과 제 2형 당뇨병(인슐린 비의존형)으로 구분할 수 있으며, 제 2 형 당뇨병의 병인은 두 가지 원인으로 인슐린 분비장애와 인슐린 저항성(insulin resistance)의 복합 장애로 알려져 있다.
당뇨병의 95% 이상은, 제 2 형 당뇨병으로 이것은 급속한 경제발전에 따른 서구화된 식생활을 포함한 생활환경의 변화, 각종 스트레스 증가 및 인구 고령화 등으로 가파르게 증가하고 있는 실정이다.
대표적인 성인성 대사질환으로 알려진 당뇨병은 소화성 당뇨로도 확산되고 있어 그 영향에 매우 심각한 우려를 낳고 있다. 전 세계인구의 약 5%가 당뇨병을 앓고 있고 국내 당뇨병 유병률은 5∼10%에 달하고 있으며, 2014년 현재 주요 사망원인별 사망률에서 인구 10만 명당 20.7명으로 우리나라 만성질환 사망률 중 암, 심장질환, 뇌혈관 질환, 허혈성 심장질환 그리고 당뇨병 순으로 나타나고 있어 그로 인한 인명적, 경제적 손실은 막대하다(통계청, 2015).
인슐린 분비장애란, 혈당 농도에 따라 췌장의 베타세포에서 적절한 양의 인슐린이 분비되지 않는 상황을 말한다. 이것은 인슐린을 분비하는 베타세포의 양적인 감소 또는 베타세포의 기능적인 분배장애 때문에 나타난다.
인슐린 저항성이란, 분비된 인슐린이 혈류를 타고 표적장기에 도달했으나 그 표적세포에서 인슐린 작용 및 민감성이 저하된 상황을 말한다. 일반적으로 인슐린이 세포막 인슐린 수용체에 결합한 후에 발생되는 세포내 신호가 어떤 원인에 의해서 그 세기가 감소되는 신호전달 장애로 생각된다. 인슐린 분비장애와 인슐린 저항성은 복합적으로 작용하여 당뇨병을 더 악화시킬 수 있다. 즉, 인슐린 저항성이 있으면 저항성을 극복하기 위해 더 많은 양의 인슐린이 분비되어야 하고, 반대로 인슐린 분비가 충분하지 않아 생긴 고혈당 자체가 다시 인슐린 저항성을 악화시킬 수 있다.
현재 인슐린 비의존형 당뇨병의 치료법으로는, 식사요법, 운동요법, 약물요법 등이 있다. 약물요법에는 인슐린 분비기능을 증가시키는 설폰요소제(sulfonlurea)계통 약물, 인슐린 작용력을 향상시키는 PPAR-γ(peroxisome proliferator activated receptor gamma) 항진제 계통의 약물, 탄수화물의 소화흡수를 방해하여 식후 혈당의 상승을 방지하는 α-글루코시다아제 억제제 계통의 약물(예, acarbose), 세포에 포도당이 흡수되는 것을 촉진하는 비구아니드(biguanide)계통의 약물(예, metformin), 작용시간이 다양한 인슐린 등이 임상에 적용되고 있다.
그러나 이들 치료제들은 약효가 낮거나 간 기능 장애, 저혈당, 유산혈증 등과 같은 많은 부작용을 일으키는 문제점이 있다. 따라서 이와 같은 부작용을 줄이고 장기복용 시에도 안전성이 우수한 당뇨병 치료제의 개발이 필요하다. 이러한 필요성에 따라서, 천연물로부터 당뇨병 치료 약물을 탐색하려는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 1990년 세계보건기구(WHO)에서도 당뇨병에 효과가 있으며 부작용이 적은 천연물의 이용을 적극 추천하였다(Grover J.K. et al., J. Ethnopharmacol., 73, pp 461-470, 2000).
일반적으로 생약재 혼합 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물은 이미 널리 개시된 사항으로 자세한 설명은 생략하며, 등록특허 제10-1485575호의 "발아현미의 수용성 GABA성분 추출방법 및 이를 이용한 당뇨환자용 건강기능 조성물", 등록특허 제10-0536554호의 "당뇨병 치료용 조성물", 공개특허 제10-2013-0128118호의 발아 검정 찰현미 추출물을 포함하는 항당뇨 조성물" 등을 참고할 수 있다.
하지만, 엄격한 혈당조절은, 당뇨병성 합병증의 발생을 예방하거나 지연시킬 수 있다고 알려져 있으나, 제2형 당뇨병의 치료에 효과적인 약재들은 엄격한 혈당조절이나 당뇨병의 합병증을 예방하는데 부족한 점이 많아 새로운 치료제의 개발이 요구되고 있다.
이에 본 발명자들은 기초 생약 중에서 생체에 부작용이 없으면서 혈당 상승을 억제하는 작용이 우수한 물질을 찾고자 인슐린 저항성에 탁월한 효과가 있는 생약들을 선별하여 배합한 생약재 추출물이 베타세포에서 인슐린 분비를 증가시키고, 근세포에서 포도당 흡수를 증가시키며, 실험동물 모델에서 혈당 강하 효과가 있다는 사실을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명자들에 의하여 선별된 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피인 생약재들은, 인슐린 저항성에 탁월한 효과가 있는 것이다. 상기 생약재 추출물은, 항당뇨 효과를 가지고 있는데, 상기 항당뇨 효과에 관해서는 아직까지 보고된 바가 없다.
[특허문헌 0001] 등록특허 제10-1485575호의 "발아현미의 수용성 GABA성분 추출방법 및 이를 이용한 당뇨환자용 건강기능 조성물" (공고 2015.01.22) [특헌문헌 0002] 등록특허 제10-0536554호의 "당뇨병 치료용 조성물" (2005.12.14) [특허문헌 0003] 공개특허 제10-2013-0128118호의 발아 검정 찰현미 추출물을 포함하는 항당뇨 조성물" (공개 2013.11.26)
본 발명의 목적은, 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피인 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방과 치료용 조성물을 제공하도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피인 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방과 개선용 식품 조성물을 제공하도록 하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조성물은, 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인, 석류피인 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 생약재 추출물은, 물, 유기 용매 중 선택되는 어느 하나가 용매로 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 생약재 추출물은, 베타세포의 인슐린 분비촉진, 근세포의 포도당 흡수를 촉진하게 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 조성물은, 인슐린 비의존성 당뇨의 예방과 치료를 위한 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 당뇨병 개선용 식품 조성물에는, 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제들 중 적어도 어느 하나가 선택되어 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 당뇨병 개선용 식품 조성물은, 장기 복용 시 인체에 무해하도록 원료에 대하여 15중량% 이하 또는 10중량% 이하 중 적어도 어느 하나의 중량%가 선택되어 첨가되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 당뇨병 개선용 식품 조성물에는, 포도당; 모노사카라이드의 과당; 말토스, 슈크로스의 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린의 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐의 합성 감미제; 들을 포함하는 천연 탄수화물 또는 음료용 향미제 중 적어도 어느 하나가 선택되어 추가되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 당뇨병 개선용 식품 조성물에는, 조성물 100 ml 당 천연 탄수화물의 비율이, 약 0.01 내지 10 g인 것 또는 약 0.01 내지 0.1 g인 것 중 적어도 어느 하나가 선택되어 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 조성물은, 황금, 고삼, 상백피, 갈근, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피인 생약재 중량 기준으로 15∼20 : 15∼20 : 15∼20 : 10∼15 : 10∼15 : 5∼10 : 5∼10 : 5∼10의 중량비로 준비한 후 생약재 전체 중량의 10배에 해당하는 생수를 더하여 배합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 황금, 고삼, 상백피, 갈근, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피인 생약재 중량 기준으로 15∼20 : 15∼20 : 15∼20 : 10∼15 : 10∼15 : 5∼10 : 5∼10 : 5∼10의 중량비로 준비한 후 생약재 전체 중량의 10배에 해당하는 생수를 더하여 배합되되, 80∼110℃의 온도에서 5∼10시간 열수 추출한 다음 8.0°∼13.0° Brix 농도로 농축된 생약재 추출물을 획득할 수 있도록 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 조성물은, 황금 20g, 고삼 20g, 상백피 20g, 갈근 12g, 황기 12g, 여뀌 8g, 괄루인 8g, 석류피 8g인 생약재에 중량대비 10배 증류수를 더하여 80℃에서 180분 동안 열수 추출하였고 이를 3회 반복한 후 추출한 생약재 추출물을 획득하되, 상기 생약재 추출물은, 여과지(Whatman No . 3)로 여과한 후 60℃에서 회전진공농축기(Eyela, Tokyo Rikakikai Co., Tokyo, Japan)로 농축하고 동결건조 후 분말화시켜 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물은, 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피인 생약재 추출물로, 세포에 독성이 없으면서 베타세포에서 인슐린 분비를 촉진하고, 근세포에서 포도당 흡수를 증가시키며, 실험동물 모델에서 혈당 강하 효과가 있어, 당뇨병의 현저한 치료 효능을 발휘하는 효과가 있다.
또한, 상기 본 발명에 의한 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물은, 건강기능식품에 함유시켜 식품 및 상업적으로 적용하여 낮은 연령층으로 확산되어 가는 당뇨병 등 성인병 발병추세를 억제시킬 수 있으며, 고령화 사회구조에서 건강한 삶의 질적 향상에 크게 도움을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 생약재 추출물로 베타세포에서 인슐린 분비 촉진 효과를 확인한 그래프.
도 2는, 본 발명에 따른 생약재 추출물로 근세포에서 포도당 흡수 촉진 효과를 확인한 그래프.
도 3은, 본 발명에 따른 생약재 추출물로 당뇨병 실험동물에서 혈당 강하 효과를 확인한 그래프.
도 4는, 본 발명에 따른 생약재 추출물로 당뇨병 실험동물에서 당화혈색소 감소 효과를 확인한 그래프.
도 5는, 본 발명에 따른 생약재 추출물로 당뇨병 실험동물에서 인슐린 분비 증진 효과를 확인한 그래프.
도 6은, 본 발명에 따른 생약재 추출물로 당뇨병 실험동물에서 설탕에 대한 내당능 개선 효과를 확인한 그래프.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식품 조성물은, 도 1 내지 도 6에 나타난 바와 같이, 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피, 생수를 더하여 추출한 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 것을 포함한다.
이하, 본 발명의 조성물에서 각각의 생약성분이 어떠한 작용을 나타내는지 구체적으로 설명한다.
상기 황금(Scutellaria baikalensis Georgi)은, 꿀풀과에 속하는 다년생초본으로 속썩은 풀의 주피를 벗긴 뿌리를 말린 것이며, 한국에는 10여종이 자생하고 있다. 주성분은, 플라보노이드계의 바이카린(baicalin), 바이카레닌(baicalein), 우고닌(wogonin) 등이며, 한방에서는 청열조습(淸熱燥濕), 사화해독(瀉火解毒), 지혈(止血), 안태(安胎) 등의 효능이 있으며 천연항균제로서 이용가능성이 높고 피부염치료, 신장에 대한 항산화기능, 항종양작용, 면역증진효과, 혈압강화, 족상동맥경화방지, 이뇨작용, 진정작용, 항알러지, 담즙배설촉진, 소염성 해열, 진통, 위염, 해독작용, 염증성 결막염 등의 약효로 널리 이용되고 있으며 맛은 고한(苦寒)하다.
상기 고삼(Sophora flavescens Aiton)은, 콩과에 속하는 다년생 초본으로 우리나라, 시베리아, 중국, 일본 등의 산과 들에 자생하며 높이는 0.5∼1.5m에 이른다.
성분으로는, 뿌리에 알칼로이드계의 마트린(matrine), 옥시마트린(oxymatrine), 올로마트린(allomatrine) 등이 있으며, 한방에서는 청열조습(淸熱燥濕), 거풍살충(去風殺蟲), 이수(利水) 등의 효능이 있으며 고미건위, 소염, 피부질환, 해열, 항궤양 작용, 이뇨작용, 항피부사상균작용, 구충, 황달, 옴으로 생긴 악창, 나력, 화상, 급성 편도선염을 치료하며 맛은 쓰고 성질은 차다.
상기 상백피(Morus alba L.)는, 뽕나무 및 동속 근연식물의 뿌리 껍질을 말린 것으로 우리나라 및 중국이 원산지로 동아시아에 넓게 분포하여 세계에 60속 1500여종이 분포한다. 성분은 혈압강하성 플라보노이드계의 쿠와논(kuwanon), 모린(morin), 쿠드라닌(cudranin) 외 탄닌(tannin), 쿼세틴(quercetin) 등이 함유되어 있으며 한방에서는 사폐평천(瀉肺平喘), 이수소종(利水消腫), 생진(生津) 등의 효능이 있다. 약리에는 류마티스 신경통, 급성기관지염, 혈당강하, 혈압강하, 호흡곤란, 소염성 이뇨, 폐기종, 부종, 고혈압, 해열제 등에 사용하며 맛은 쓰고 달며 성질은 차다.
상기 갈근(Pueraria lobata Ohwi)은, 콩과에 속한 다년생 낙엽등본식물인 칡 및 동속 근연 식물의 뿌리이며, 온대 및 난대지방에 분포한다.
주성분은, 이소플라보노이드계의 다이드제인(daidzein), 다이드진(daidzin), 푸에라린(puerarin) 등이며 한방에서는 발표해기(發表解肌), 투발마진(透發痲疹), 생진지갈(生津止渴), 승양지사(升揚止瀉) 등의 효능이 있다. 약리적으로는 뇌의 혈액순환 개선, 진경작용, 진정작용, 혈당강하, 순환기계의 효과, 발한, 해열, 근육통, 갱년기 장애개선, 유방암 예방, 골다공증 개선, 고혈압, 협심증을 치료하며 맛은 달고 매우며 성질은 평하다.
상기 황기(Astragalus membranaceus)는, 콩과에 속한 다년생초본인 단너삼 및 동속근연 식물의 뿌리이며 중국 내몽골, 러시아, 우리나라, 일본 등에 분포한다. 성분으로는 뿌리에 이소플라본 배당체로 포모네틴(formonetin), 트리테르페노이드 사포닌(triterpenoid saponin), 아스트라이소플라반(astraisoflavans) 등이며, 한방에서는 보기승양(補氣升揚), 고표지한(固表止汗), 탁독생기(托毒生肌), 이수퇴종(利水退腫) 등의 효능이 있고 면역작용, 소갈, 탈항, 자한, 도한, 수종, 혈압강하, 이뇨작용, 강장작용, 신염작용 등의 약리효과가 있으며 맛은 달고 성질은 약간 온(溫) 하다.
상기 여뀌(Persicaria Hydropiper L.)는, 마디풀과에 속하는 쌍떡잎식물로 원산지는 중국, 대만, 일본이며 주로 북반구 온대, 아열대 지방에 분포하고 우리나라 전역에 자생하는 1년생 초본이다. 성분으로는 타데오날(tadeonal), 이소타데오날(isotadeonal), 콘퍼티포린(confertifolin) 및 폴리고논(polygonone), 플라보노이드에는 쿼세틴(quercetin), 퍼시카린(persicarin), 쿼시트린(quersitrin), 쿼시메트린(quercimetrin), 하이퍼린(hyperin) 등이 있으며, 한방에서는 이습소체(利濕消滯), 살충지양(殺蟲止), 장염(腸炎), 풍습통(風濕痛), 피부습진(皮膚濕疹) 등의 효능이 있고 항산화 활성, 지혈작용, 지질과산화 억제 작용, 항균작용, 항염증 작용 등의 약리효과가 있으며 맛은 맵고 성질은 평하다. 최근 플라보노이드계의 쿼세틴이 소장에서 혈액으로 보내지는 포도당 흡수를 제한한다는 보고가 있어 당뇨 예방 및 치료에 긍정적인 영향을 줄 것으로 보인다.
상기 괄루인(Trichosanthes kirilowii Mexim)은, 조롱박과에 속한 다년생의 반원성초질등본인 하늘타리 및 동속 근연식물의 성열한 과실의 종자이다. 성분으로는 쿠커비타신(cucurbitacin), 트리초키린(trichokirin), 키릴로윈(kirilowin), 카로운디올(karoundiol) 등이 있으며 한방에서는 청폐화담(淸肺化痰), 활장통변(滑長通便)에 효능이 있고 소갈, 황달, 변비, 소종, 거담, 진해, 해열, 항균작용, 신장암, 유방암, 폐암, 간암 등에 약리효과가 있으며 맛은 달고 쓰며 성질은 차다.
상기 석류피(Punica granatum L.)는, 석류과에 속한 낙엽관목이나 소교목인 석류나무 및 동속 근연 식물의 성열한 과실의 과피로서 원산지는 지중해 연안으로 서남아시아 지역이다. 성분으로는 알칼로이드인 이소펠레티에린(isopelletierin), 펠레티에린(pelletierin)과 탄닌인 테르체힌(terchehin), 그라나틴 B(granatin B), 푸니칼린(punicalin), 마니톨(manitol), 소르비톨(sorbitol) 등이며 한방에서는 삽장지사(澁腸止瀉), 지혈지대(止血止帶), 살충(殺蟲) 등의 효능이 있고 구충작용, 탈항, 대하, 항염증작용, 피부질환, 이질, 중이염 치료 등의 약리효과가 있으며 맛은 시고 떫으며 성질은 온(溫)하다.
본 발명의 조성물은, 황금, 고삼, 상백피, 갈근, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피인 생약재 중량 기준으로 15∼20 : 15∼20 : 15∼20 : 10∼15 : 10∼15 : 5∼10 : 5∼10 : 5∼10의 중량비로 준비한 후 생약재 전체 중량의 10배에 해당하는 생수를 더하여 배합한 후 추출된 생약재 추출물을 유효성분으로 포함한다.
즉, 상기 중량비를 구체적으로 나타낸 본 발명의 조성물은, 황금, 고삼, 상백피, 갈근, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피인 생약재 중량 기준으로 1 : 1 : 1 : 0.6 : 0.6 : 0.4 : 0.4 : 0.4의 중량비로 준비한 후 생약재 전체 중량의 10배에 해당하는 생수를 가하여 80∼110℃의 온도에서 5∼10시간 열수 추출한 다음 8.0°∼13.0° Brix 농도로 농축시켜 제조한다.
상기한 생약재들은, 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피를 물로 세척하여 이물질을 제거한 후 그늘에서 건조하고 분쇄한 후 사용된다. 또한, 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피는 재배한 것 또는 시판되는 것 등 제한 없이 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은, 임상 투여 시에 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제 및 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 및 액상 캡슐제 등을 섞어 조제된다.
또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 및 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 및 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제가 포함된다. 비수성용제와 현탁용제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤 및 젤라틴 등이 사용될 수 있다.
투약 단위는, 예를 들면 개별 투약량의 1, 2, 3 또는 4 배를 포함하거나 또는 1/2, 1/3 또는 1/4 배를 포함할 수 있다. 개별 투약량은 바람직하게는 유효 약물이 1 회에 투여되는 양을 포함하며, 이는 통상 1 일 투여량의 전부, 1/2, 2/3 또는 1/4 배에 해당한다. 본 발명의 조성물의 유효용량은 0.1 내지 1000 mg/kg(체중)이고, 하루 1 내지 6 회 투여될 수 있다.
본 발명의 조성물은, 당뇨병의 예방 및 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피인 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 개선용 식품 조성물을 제조할 수도 있다.
본 발명에서, 당뇨병 개선용 식품 조성물을 추가한 '건강기능식품’이란 질병의 예방 및 치료, 생체방어, 면역, 병후의 회복, 노화 억제 등 생체조절기능을 가지는 식품을 말하는 것으로, 장기적으로 복용하였을 때 인체에 무해하여야 한다.
본 발명의 조성물을 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 사용 목적 (예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시 본 발명의 조성물은 원료에 대하여 15중량 % 이하, 바람직하게는 10 중량 % 이하의 양으로 첨가된다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.
본 발명의 식품 조성물은, 음료의 향미제 또는 천연 탄수화물 중 적어도 어느 하나를 선택하여 추가로 포함할 수 있다. 상기 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ml 당 일반적으로 약 0.01 내지 10 g, 바람직하게는 약 0.01 내지 0.1 g 이다.
상기 외에 본 발명의 조성물은, 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 포함할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일주스, 과일주스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 포함할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시 예를 제시한다. 그러나 아래의 실시 예는, 본 발명을 쉽게 하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시 예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 세포 실험에서의 항당뇨 효능 평가
본 발명에서 제공하는 생약재 혼합 추출물을 이용하여 in vitro 상에서의 항당뇨 효능 평가를 수행하고자 하였다.
1-1. 소재의 선택 및 추출
본 발명의 생약재 추출물 제조를 위하여 황금 20g, 고삼 20g, 상백피 20g, 갈근 12g, 황기 12g, 여뀌 8g, 괄루인 8g 그리고 석류피 8g을 정량한 뒤 시료 중량의 10배 증류수를 가하여 80℃에서 180분 동안 열수 추출하였으며, 이를 3회 반복한 후 추출물을 획득하였다. 추출물은 여과지(Whatman No . 3)로 여과한 후 60℃에서 회전진공농축기(Eyela, Tokyo Rikakikai Co., Tokyo, Japan)로 농축하여 동결건조하여 분말화 시켰고 20℃ 냉동고에 보관하며 실험에 사용하였다.
1-2. 베타세포 및 근세포 배양
생약재 추출물이 베타세포 및 근세포의 세포생존율, 인슐린 분비 및 포도당 흡수에 미치는 영향을 확인하고자 하였다.
구체적으로, 본 발명에 사용된 인슐린 분비 세포인 췌장 베타세포RIN-m5f는, ATCC 사와 근세포 L6는 KCLB 사에서 구입하여 사용하였다. 각 세포주는, 10% FBS(fetal borine serum)를 포함한 DMEM(Dulbecco's modification Eagle medium) 또는 RPMI 1640 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2로 조정된 CO2 배양기에서 배양하였다. 각각의 세포가 90% 성장이 되었을 때 실험에 사용하였으며, 20 passage가 넘지 않도록 조절하였다. 배양된 세포는, 0.25% trypsin-EDTA로 부유 시킨 후 혈구계산기(Haemacytometer)로 세포 수를 산정하였다.
1-3. 생약재 추출물이 베타세포의 인슐린 분비에 미치는 영향
상기 1-2와 같은 방법으로 세포를 배양한 후, 혈구계산기(Haemacytometer)로 계산된 RINm5F 세포를 5.0 × 105 cells/well 농도로 6-well plate에 분주하고 각 생약재 추출물의 시료를 0, 100, 200 및 300 μg/mL의 농도별로 처리하거나 포도당 10 μM 처리한 후 48시간 배양하였다. 배양 종료 후에 배양액에 존재하는 인슐린의 양은, ELISA kit(R&D System, USA)로 측정하였다. ELISA kit 공급자의 실험 프로토콜에 따라서 실험을 진행하였으며 microplate reader(Molecular Devices)를 사용하여 450㎚ 파장에서 흡광도를 측정하여 인슐린 농도를 계산하였다. T0 ; 실험군(생약재 추출물)
도 1에 나타난 바와 같이, T0 처리가 RINm5F 세포의 인슐린 분비에 미치는 효과를 조사하였다. T0 처리는 농도 의존적으로 인슐린 분비를 촉진하였다.
즉, 48시간 배양한 포도당 10μM을 처리한 양성대조군(glucose)과 300(μg/ml)를 처리한 T0와의 비교에서, 적은 양의 인슐린 농도 차이가 있는 것으로 나타나 T0처리가 베타세포에서 인슐린처럼 작용하는 물질이 상당히 존재하는 것으로 확인되었다(도 1 참조).
1-4. 생약재 추출물이 근세포의 포도당 흡수에 미치는 영향
상기 1-2와 방법으로 세포를 배양한 후, 미분화된 L6 myoblast 세포를 L6 myotube 세포로 분화시키고, 분화된 myotube 세포에서 포도당 흡수를 측정하였다. 세포의 분화는, L6 myoblast 세포를 6-well plate에 분주한 후에 2-3일째에 2% horse serum(Hyclone)을 포함하는 배지로 교환한 후에 2일 후에 다시 한 번 배지를 교환하였다. 세포의 분화 정도를 매일 현미경으로 관찰하여 세포가 80-90% 이상 myotube 세포로 분화하였을 때(보통 7-8일 후) 실험에 사용하였다. 포도당 흡수 측정을 위하여 분화된 L6 myotube 세포를 96-well clear-bottom blackwell plate에서 배양한 후에 12시간 동안 포도당이 첨가되지 않은 배지로 바꾸어 포도당 고갈 상태로 배양하였다.
이후 다양한 시료와 함께 형광시약인 2-NBDG(2-(N-[7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl]amino)-2-deoxyglucose)를 100 μg/mL 농도로 처리하여 12시간 동안 배양하였다. 포도당 흡수는 PBS(phosphate-buffered saline)를 이용하여 세포를 2회 세척한 후에 형광 microplate reader를 이용하여 여기파장 480 nm와 발광파장 535 nm 파장에서 형광을 측정한 다음 각각 형광세기를 대조군과 비교하여 결정하였다.
도 2에 나타난 바와 같이, T0 처리가 근세포로 분화된 L6 myotube 세포의 포도당 흡수에 미치는 효과를 조사하였다. T0 처리는, 농도 의존적으로 포도당 흡수를 증가시켰다.
이상의 결과로부터 T0 처리가 근세포에서 포도당 흡수를 촉진시키는 것을 확인하였다(도 2 참조)
실시예 2. 실험동물에서 항당뇨 효능 평가
본 발명에서 제공하는 생약재 추출물을 이용하여 in vivo 상에서의 항당뇨 효능 평가를 수행하고자 하였다.
2-1. 실험동물 및 당뇨 유도
본 실험에서 사용한 실험동물은, 4주령 수컷 C57BL/6 Mice를 샘타고(오산, 대한민국)로부터 구입하여 일주일간의 순화기간을 거친 다음 실험에 사용하였으며, Mice의 평균 무게는 18.21ㅁ1.24g 이었다. 실험동물의 환경은 12시간 간격으로 명암을 조절하였고, 온도는 23ㅁ2℃로 습도는 50∼60%를 유지하였다. 실험동물용 고형사료(퓨리나코리아, #5057, 오산)와 음수로는 여과정제수를 자유롭게 섭취하도록 하였다.
또한 당뇨 유발군은, 16시간 절식 후 120mg/kg(체중기준)의 STZ(Streptozotocin)을 0.1M citrate buffer(pH 4.5)에 희석하여 복강에 1회 주사하였으며, 정상군에는 0.1M citrate buffer만을 복강에 주사하였다. 2주 후에 당뇨 유발을 확인하기 위해 16시간 동안 절식시키고 꼬리 정맥에서 혈액을 채취하여 혈당 측정계(Roche, Germany)로 측정 하였다. 이때, 공복혈당이 150mg/dL 이상인 개체를 당뇨가 유발된 것으로 평가하고 실험에 사용하였으며, 실험군 배정은 당뇨 대조군(control), 생약재 혼합 추출물 처리군(T0), 양성대조군(Acarbose) 등 모두 3군으로 나누었으며 4주간 사육하였다(n=4/그룹).
2-2. 혈당, 당화혈색소 및 혈중 인슐린 측정
실시예 2-1과 같은 방법으로 만들어진 당뇨병 실험동물의 혈당 변화는 mice의 꼬리 정맥에서 혈액을 채취하여 혈당 측정계(Glucotrend, Roche 사, Germany)를 이용해 혈당을 측정하였다.
실시예 2-1과 같은 방법으로 만들어진 당뇨병 실험동물의 혈중 인슐린 변화와 당화혈색소(Glycosylated Hemoglobin/Hemoglobin A1c; HbA1c)는 실험종료 시점에서 실험동물을 희생하여 심장에서 채취한 혈액으로부터 분리한 혈청에서 인슐린 검사용 인슐린 ELISA kit(R&D System)과 HbA1c ELISA Kit(MyBioSource, USA)를 사용하여 혈중 인슐린의 농도 및 당화혈색소를 각각 측정하였다.
2-3. (결과) 생약재 추출물이 당뇨병 실험동물에서 혈당, 당화혈색소 및 인슐린 분비에 미치는 영향
실시예 2-1과 같은 방법으로 만들어진 당뇨병 실험동물에 4주간 하루 1회 T0에 300 mg/kg 농도로 경구 투여하고, 1주에 한 번씩 혈당을 측정하고, 4주째에는 혈당을 측정한 다음 실험동물을 희생시켜 다량의 혈액을 채취하여 인슐린을 측정하였다. 실시예 2-2와 같은 방법으로 혈당, 당화혈색소 및 인슐린 변화를 측정하였다.
혈당치를 1주 간격으로 측정한 결과, 초기 혈당치에서는 대조군과 metformin을 투여한 양성 대조군간에 유의한 차이가 있었으나 시료 처리군에서는 대조군과 큰 차이가 없었다. 시간이 경과함에 따라서 대조군에서 경시적으로 혈당치 증가가 확인되었다(도 3 참조). 그러나 T0을 투여한 실험군에서는 2주째부터 혈당치가 감소하기 시작하여, 대조군과 큰 차이를 보이기 시작하였으며, 이는 인슐린의 작용력을 향상시키는 물질이 상당히 함유되어 있다는 것을 알 수 있었다.
당화혈색소(HbA1c) 변화는 4주째 혈당치 변화와 유사하게 관찰되었다(도 4 참조). 즉, 대조군에서 증가된 HbA1c는 metformin, T0 시료 투여에 의해서 유의적으로 감소하였다. HbA1c는, 혈중의 포도당이 혈색소와 결합된 형태로 장기간의 혈당상태를 반영하여 혈당이 높은 정도와 적혈구가 포도당에 노출된 기간에 비례하여 증가한다. 따라서 T0는, HbA1c의 농도를 줄이는 것으로 보아 당뇨병에 유의적인 효과가 있음을 알 수 있다.
혈중 인슐린량은, 대조군에 비해 양성 대조군에 높게 관찰되었다(도 5 참조). T0 시료를 4주간 투여한 당뇨병 실험동물에서 혈중 인슐린을 측정한 결과, 대조군에 비해서 T0 시료를 투여한 실험군에서 인슐린 량이 높게 관찰되었다.
이상의 결과로부터 T0 시료 투여가 당뇨병 실험동물에서 인슐린 분비를 증가시켜 항당뇨 효과를 나타내는 것을 확인하였다(도 3, 도 4 및 도 5 참조).
2-4. 경구 당부하 검사(Oral Glucose Tolerance Test, OGTT)
실시예 2-1과 같은 방법으로 당뇨병 실험동물의 식후혈당 상승에 대한 억제효과를 검사하기 위하여 관찰 마지막 날 실험동물을 12시간 이상 절식시킨 후, 포도당 용액을 2g/kg씩 경구 투여한 다음 0, 30, 60, 90, 120분 단위로 실험동물의 꼬리 정맥에서 혈액을 채취하여 혈당 측정계(Roche, Germany)로 측정 하였다.
2-5. (결과) 당뇨 실험동물에서 내당능에 미치는 효과
당뇨 실험동물의 내당능에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실험동물을 12시간 이상 절식시킨 공복 상태에서 설탕 및 포도당 용액을 경구 투여한 후 30, 60, 90, 120분 경과에 따라 혈당치를 측정한 결과는 도면 6과 같다. 포도당을 투여하고 30분 후에 모든 실험군에서 최고의 혈당치를 나타냈으나 점차 감소하였고, STZ에 의해 유발된 인슐린 비의존성 당뇨 쥐에 4주 동안 생약재 추출물로 제조된 시료를 경구투여한 실험군(T0)은 당뇨 대조군(control)에 비해서 현저한 혈당 상승억제 효과가 있는 것으로 관찰되었으며, 양성대조군(Acarbose)과의 비교에서도 실험군(T0)은 포도당 투여 75분 후부터 양성대조군(Acarbose)과 같은 혈당상승 억제효과가 비슷하게 나타나 혈당강하에 있어 매우 유의적인 결과를 얻었다.
식후 고혈당증은, 중증의 당뇨병뿐만 아니라 공복 시에도 고혈당증이 나타나지 않는 경미한 당뇨병에서도 관찰되는 증상이다. 식후 고혈당은 인슐린 민감도를 감소시키고, 췌장기능을 저하시켜 인슐린의 분비를 감소시키므로 당뇨병의 상태를 악화시키고, 대 혈관 및 미세혈관의 합병증을 유발시키며, 심혈관질환의 발생에도 밀접한 관련이 있는 것으로 나타나고 있다.
이상의 결과로부터 T0 시료 투여가 당뇨병 실험동물에서 혈당강하 효가가 있다는 것을 확인 하였다(도 6 참조).
이상에서 설명된 본 발명의 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물과 당뇨병 개선용 식 품 조성물의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (11)

  1. 황금, 고삼, 갈근, 상백피, 황기, 여뀌, 괄루인, 석류피를 혼합하고 용매를 더하여 추출된 생약재 혼합 추출물을 유효성분으로 포함하고,
    상기 황금, 고삼, 상백피, 갈근, 황기, 여뀌, 괄루인 그리고 석류피를 생약재 중량 기준으로 15∼20 : 15∼20 : 15∼20 : 10∼15 : 10∼15 : 5∼10 : 5∼10 : 5∼10의 중량비로 준비한 후 생약재 전체 중량의 10배에 해당하는 생수를 더하여 배합되되,
    80∼110℃의 온도에서 5∼10시간 열수 추출한 다음 8.0°∼13.0° Brix 농도로 농축된 생약재 추출물을 획득할 수 있도록 제조되는 것을 특징으로 하는 당뇨병 개선용 식품 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용매는,
    물, 유기 용매 중 선택되는 어느 하나가 용매로 사용되는 것을 특징으로 하는 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 개선용 식품 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 생약재 추출물은, 베타세포의 인슐린 분비촉진, 근세포의 포도당 흡수를 촉진하게 되는 것을 특징으로 하는 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 개선용 식품 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본 발명의 조성물은,
    인슐린 비의존성 당뇨의 개선을 위한 생약재 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 개선용 식품 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 당뇨병 개선용 식품 조성물에는,
    영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제들 중 적어도 어느 하나가 선택되어 포함되는 것을 특징으로 하는 당뇨병 개선용 식품 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 당뇨병 개선용 식품 조성물은,
    장기 복용 시 인체에 무해하도록 조성물 전체에 대하여 15중량% 이하가 첨가되는 것을 특징으로 하는 당뇨병 개선용 식품 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 당뇨병 개선용 식품 조성물에는,
    포도당;
    모노사카라이드의 과당;
    말토스, 슈크로스의 디사카라이드;
    덱스트린, 사이클로덱스트린의 천연 감미제; 및
    사카린, 아스파르탐의 합성 감미제;
    로부터 선택되는 천연 탄수화물 또는 음료용 향미제 중 하나 이상이 추가되는 것을 특징으로 하는 당뇨병 개선용 식품 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 당뇨병 개선용 식품 조성물에는,
    조성물 100 ml 당 천연 탄수화물의 비율이, 0.01 내지 10 g인 것을 특징으로 하는 당뇨병 개선용 식품 조성물.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 황금 20g, 고삼 20g, 상백피 20g, 갈근 12g, 황기 12g, 여뀌 8g, 괄루인 8g, 석류피 8g인 생약재에 중량대비 10배 증류수를 더하여 80℃에서 180분 동안 열수 추출하였고 이를 3회 반복한 후 추출한 생약재 혼합 추출물을 획득하되,
    상기 생약재 추출물은, 여과지(Whatman No . 3)로 여과한 후 60℃에서 회전진공농축기(Eyela, Tokyo Rikakikai Co., Tokyo, Japan)로 농축하고 동결건조 후분말화시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 당뇨병 개선용 식품 조성물.
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