KR20030090396A

KR20030090396A - 쿠민알데하이드를 포함하는 고혈당 강하 및 당뇨병 합병증저해용 조성물

Info

Publication number: KR20030090396A
Application number: KR1020020028686A
Authority: KR
Inventors: 이회선; 김선여
Original assignee: 주식회사 내츄로바이오텍
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2003-11-28
Also published as: KR100492821B1

Abstract

본 발명은 쿠민알데하이드를 포함하는 고혈당 강하 및 당뇨병 합병증 저해용 조성물에 관한 것이다. 특히 본 발명은 알파-글루코시데이즈의 활성을 저해하여 고혈당을 강하시킬 뿐만 아니라 알도스 리덕테이즈의 활성을 저해하여 당뇨병 합병증을 억제시킬 수 있는 쿠민정유 또는 쿠민알데하이드에 관한 것이다.

Description

쿠민알데하이드를 포함하는 고혈당 강하 및 당뇨병 합병증 저해용 조성물 {COMPOSITION FOR IMPROVING HYPERGLYCEMIA AND INHIBITING DEVELOPMENT OF DIABETES INDUCED COMPLICATION CONTAINING CUMINALDEHYDE}

[발명이 속하는 기술분야]

본 발명은 쿠민알데하이드를 포함하는 고혈당 강하 및 당뇨병 합병증 저해용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쿠민알데하이드 또는 쿠민 정유를 포함하는 혈당강하 또는 당뇨병에 의한 합병증 저해용 조성물에 관한 것이다.

[종래기술]

당뇨병은 혈액 중의 포도당(혈당) 농도가 정상인에 비하여 높아 소변으로 포도당이 배출되는 질환으로, 췌장내 랑게르한스 섬의 β-세포에서 비정상적인 인슐린 대사과정이나 인슐린의 이상 생리활성에 의하여 발병된다.

당뇨병은 인슐린의 분비와 작용여부에 따라 크게 인슐린 의존성 당뇨병 및 인슐린 비의존성 당뇨병으로 나누어진다. 인슐린 의존성 당뇨병(제 1형 당뇨병)은 췌장의 베타세포가 파괴되어 인슐린을 분비해 내지 못하여 발병되는 것으로 외부에서 정기적으로 인슐린을 공급해주어야 한다. 또한 제1형 당뇨병은 주로 청소년기 이전에 발생하므로 소아 당뇨병이라고도 하며, 성인에서는 드물게 발생한다. 반면에 인슐리 비의존성 당뇨병(제 2형 당뇨병)은 췌장의 베타세포에서 인슐린을 분비해 내는 능력은 비교적 유지하고 있으나 인슐린의 역할이 원활히 수행되지 않아 발병되는 것으로 전체 당뇨병 환자의 90%이상이 이에 속한다. 제2형 당뇨병의 경우 인슐린의 절대적인 결핍보다는 인슐린의 상대적인 결핍상태이므로 대부분 경구혈당강하제를 복용하면서 식이요법과 운동요법을 병행하여야 한다.

당뇨병은 체내 고혈당환경으로 높은 삼투압 스트레스를 유발하여 백내장 및 신장질환과 같은 합병증을 유발한다(Williamson, J., Kilo, C. and Tilton, R.G.1992. Mechanism of glucose- and diabetes-induced vascular dysfunction. In "Hyperglycemia,Diabetes,and Vascular Disease" Ruderman, N., Williamsin, J. and Brownlee, M.(eds.), American Physiological Society, New York, p.107 ; Campbell, R. K. and Steil, C.F. 1988. Diabetes, clinical pharmacy and therapeutics. William & Wilks. 4, p.176 ; 이인규. 1984. 당뇨병의 임상적 고찰, 계명의대논문집 3, 87). 당뇨병에 의한 합병증은 그 종류 및 빈도에 있어 매우 다양하며, 그 중에서도 혈관장애, 신경장애 및 감염증이 주로 나타난다.

인슐린 의존성 당뇨병은 인슐린 및 경구용 혈당 강하제로, 인슐린 비의존형 당뇨병 환자는 식이요법 및 경구용 혈당강하제로 비정상적인 혈당을 조절할 수 있다.

한편, 알파-글루코시데이즈는 탄수화물의 소화과정의 마지막에 관여하는 효소로, 이의 억제활성을 갖는 물질들은 탄수화물의 흡수를 저해하여 식후의 급격한 혈당상승을 억제할 수 있어, 당뇨 및 비만환자를 조절하는데 이용된다(Watanabe, J., Kawabata, J., Kurihara, H. and Niki, R. 1997.Biosci.Biotechnol.Biochem. 61, 177-178 ; Fujioka, S., Tobatake, T., Kawamoto, T.,Tokunaga, K., Matsuzawa, Y. and Tarui, S. 1987.Int. J. Obes. 11(Supple 2), 28 ; William-Olsson, T. 1985.Acta.Med.Scand. Suppl 706: 5-39).

알파-글루코시데이즈 억제활성을 갖는 물질로는 아카보스(acarbose), 미그리톨(miglitol), 보글리보스(voglibose)등이 있다(Mooradian, A. D. and Thurman, J. E. 1999. Drug therapy of postprandial hyperglycemia.Drugs57, 19-27).

그중 아카보스는 현재 가장 많이 이용되고 있는 경구용 당뇨병 치료제이나(Krause, H.P., Keup, U. and Puls, W. 1982. Inhibition of disaccharide digestion in rat intestione by the α-glucosidase inhibitor acarbose (BAY g5421).Digestion. 23: 232-238), 저혈당 쇼크를 유발하고, 가스발생, 장관장애와 같은 부작용을 유발하는 문제점이 있다.

또한 고혈당으로 유발되는 합병증 치료에 대하여 직접적으로 관여하는 효소중에 하나로 알도스 리덕테이즈가 있다. 알도스 리덕테이즈는 말초신경, 망막, 각막, 홍채, 수정체, 신장 및 적혈구 등에 존재하여 포도당을 소르비톨로 환원시킨다. 생성된 소르비톨은 디하이드로게네이즈에 의해 과당으로 전환된다(도 1). 그러나, 고혈당조건에서는 과량의 소르비톨과 과당이 생성 축적되어 세포내 높은 삼투압조건을 형성시키게 된다. 높은 삼투압조건은 세포내의 다양한 대사과정에 변이를 야기하고, 세포막의 안정성을 감소시켜 신경병증(neuropathy), 신장병증(nephropathy), 망막증(retinopathy), 백내장(cataract) 등의 합병증을 야기한다.

그 외 당뇨병치료제로 설포닐유레아 계통의 톨부타미드(tolbutamide), 글리피지드(Glipizide), 비구아니드(biguanide) 계통의 제제들이 사용되고 있다. 그러나 설포닐유레아 계통의 제제는 장기간 복용할 경우 심장과 혈관계통의 안전도에 문제가 발생할 수 있으며, 비구아니드 계통의 제제중 펜포르민(phenformin)은 락틱 엑시도시스(lactic acidosis), 혈소판 감소 및 피부질환을 일으킬 위험이 있다. 또한 인슐린 시술도 저혈당, 알레르기, 주사부위 피하조직의 비대 또는 위축 및 저항성 등의 부작용을 야기하기도 한다(Ginsberg, H. and Rayfield, E. J. 1981. Diabetes 30, 739-745)

우리나라에서는 건일약품(주)에서 미국의 와이어스-에이어스트사(Wyeth-Ayerst International Inc.)와 제휴하여 알리다제라는 상품명으로 알도스 리덕테이즈(aldose reductase)를 1995년부터 시판하고 있으나 그 부작용 때문에 처방이 극히 제한된 실정이다.

따라서, 당뇨병 및 이의 합병증을 예방, 치료할 수 있는 저독성 천연물질의 개발이 요구된다.

상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 알파-글루코시데이즈 활성을 억제하여 혈당강하 효과를 가지는 식물 추출물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 알도스 리덕테이즈 활성을 억제하여 당뇨병에 의한 합병증을 저해할 수 있는 식물 추출물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 쿠민 추출물을 포함하는 혈당강하 및 당뇨병 합병증 저해 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 알파-글루코시데이즈 및 알도스 리덕테이즈 활성을 억제할 수 있는 쿠민 유래 화합물을 제공하는 목적으로 한다.

또한 본 발명은 약물의 효과를 천천히 지속시켜 저혈당 등의 부작용을 유발하지 않는 혈당 강하 및 당뇨병 합병증 저해 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 알도즈 리덕테이즈에 의한 대사경로 및 당뇨병 합병증 유발 경로를 도시한 것이고,

도 2는 본 발명의 쿠민알데하이드를 말토스와 동시 경구투여하였을 때 시간에 따른 혈당변화를 측정한 것이고,

도 3은 본 발명의 쿠민알데하이드를 슈크로즈와 동시 경구투여하였을 때 시간에 따른 혈당변화를 측정한 것이고,

도 4는 고혈당 쥐에서 쿠민알데하이드에 의한 혈당강하효과를 나타낸 그래프이고,

도 5는 쿠민알데하이드를 처리한 고혈당 쥐에서 내당능을 확인한 그래프이고,

도 6은 쿠민알데하이드 첨가에 의한 인슐린 함량변화를 측정한 그래프이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 쿠민알데하이드 또는 상기 화합물을 포함하는 쿠민 추출물을 포함하는 혈당강하용 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 쿠민알데하이드 또는 상기 화합물을 포함하는 쿠민 추출물을 포함하는 당뇨병 합병증 저해용 조성물을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 포도당을 생성하는 알파-글루코시데이즈 활성을 저해하여 고혈당을 강하시키고, 알도스 리덕테이즈 활성을 억제하여 당뇨병 합병증을 저해할 수 있는 식물로 쿠민(Cuminum Cyminum)을 스크리닝하였고, 상기 쿠민으로부터 활성 화합물 쿠민알데하이드를 분리, 정제하였다.

(화학식 1)

쿠민 추출물 및 쿠민알데하이드는 알파-글루코시데이즈 및 알도스 리덕테이즈에 대하여 효소활성을 억제한다. 또한 동물실험에서 쿠민알데하이드는 고혈당동물의 혈당을 강하하고, 저혈당을 유발하지 않아 부작용이 없으며 저독성을 가진다. 또한 이당류 및 다당류의 흡수를 지연시켜 고혈당 동물의 이당류 및 다당류 섭취시고혈당 현상을 억제시킨다.

따라서, 본 발명은 쿠민알데하이드 또는 상기 화합물을 포함하는 쿠민 추출물을 포함하는 조성물을 제공한다.

본 발명의 조성물은 고혈당 강하용 조성물 또는 당뇨병 합병증 저해용 조성물로 사용할 수 있다.

본 발명의 쿠민 추출물은 쿠민눔 사이미눔을 증류수, 유기용매 또는 탄소수 1내지 5의 알콜 또는 알콜수용액으로 추출하여 제조한 것이다. 상기 유기용매로는 헥산, 에틸아세테이트, 클로로포름 등이 있으며, 알콜은 메탄올, 에탄올, 부탄올 등이 있다. 대표적인 쿠민 추출물은 쿠민정유이다. 쿠민 추출물 제조방법은 통상의 분리방법이 바람직하고, 보다 바람직하게는 세절한 식물을 용매에 녹여 층분리하거나 수증기 증류방법으로 제조하는 것이 좋다.

본 발명의 고혈당 강하용 조성물 또는 당뇨병 합병증 저해용 조성물은 경구용 또는 비경구용으로 사용할 수 있으며, 약제, 식품첨가제 또는 음료 첨가제 등으로 사용할 수 있다. 약제로 사용할 경우, 주사제 또는 경구제로 제조하여 사용할 수 있으며, 제형으로는 산제, 과립제, 액제, 캡슐제, 정제 등으로 제조할 수 있다.

상기 조성물은 통상적인 부형제 또는 희석제를 0.01 내지 20 중량%로 더욱 포함할 수 있으며, 상기 조성물의 투여량은 쿠민알데하이드를 기준으로 50 내지 200 mg을 사용할 수 있으나, 투여량은 환자의 상태, 나이, 성별, 처방약, 질병의 종류 등을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 쿠민정유 준비

쿠민정유는 시판되는 것을 구입하여 사용하거나, 쿠민을 수증기 증류법으로 추출하여 준비한다.

쿠민눔 사이미눔을 채집하고, 음지에서 건조시켜 미세하게 세절한 다음 쿠민눔 사이미눔 300 g에 증류수 2,000 ml 및 헥산 200 ml을 넣고, 연속수증기증류장치(SDE, Nickerson & Likens 장치)에서 100 ℃, 5-6시간 동안 연속추출하여 쿠민정유를 얻었다.

실시예 2: 효소활성 억제율 측정

(1) 알파-글루코시데이즈 활성 억제율 검정

대한실험동물센터(음성)에서 렛트(Sprague Dawley rats) 수컷 4주령을 구입한 후 일반 고형 사료로 사육하여 체중이 약 200 g일 때 알파-글루코시데이즈를 정제하기 위한 용도로 사용하였다.

렛트는 실험을 시작하기 전에 16-18시간 동안 물(ad libitum)만을 섭취시켰다. 렛트의 소장점막을 제거하고 호모제나이저(Potter-Elvehjem homogenizer: Wheaton Co., IL, USA)로 소장점막 무게의 5배(w/v)되는 0.5 M NaCl와 0.5 M KCl을 포함한 5 mM EDTA(pH 7.0) 용매속에서 5분 동안 균질화시켰다. 균질화된 소장점막은 원심분리하고(30분, 20,000 xg), 침전물을 5 mM EDTA로 녹인 다음 다시 원심분리하여 수득한 침전물을 5배의 0.9% NaCl에 용해시켜 원심분리하였다(30분, 1,000 xg) 침전물을 제거하고 알파-글루코시데이즈는 4 ℃에 보관하였다.

알파-글루코시데이즈(0.6 U)을 2 g/L BSA(bovine serum albumin) 및 0.2 g/L NaN₃을 함유한 100 mM 포스페이트 완충액(pH 7.0)에 녹여서 효소억제활성 검정을 위하여 사용하였다. 효소억제활성 검정은 1997년 식품영양과학회지에 투고된 논문(김혜영. 1997. KoreanJ. Food Sci. Technol. 29: 601-608)의 방법으로 실시하였으며, 대조구는 아카보스(Acarbose)를 사용하고, 단백질함량은 Lowry 등(Lowry, O.H., Rosenbrough, N.J. and Farr, A. L. 1951.J. Biol. Chem. 193: 265)의 방법을 사용하였다.

(2) 알도스 리덕테이즈에 대한 억제생리활성 검정

대한실험동물센터(음성)에서 렛트(Sprague Dawley rats) 암컷 8주령을 구입한 후 일반 고형 사료로 사육하여 체중이 약 150 g일 때 알도스 리덕테이즈를 정제하기 위한 용도로 사용하였다.

렛트의 수정체를 제거하고, 호모제나이저(Potter-Elvehjem homogenizer: Wheaton Co., IL, USA)로 수정체무게의 12배(w/v)의 0.5 mM PMSF(C₇H₇FO₂S) 및 10 mM 2-ME(C₂H₆OS)을 포함하는 135 mM Na, K-포스페이트 완충액(pH 7.0)내에서 5분간 균질화시켰다. 균질화된 렛트 수정체는 30분 동안 원심분리기에서 10,000 xg로 회전시켜 수득한 상등액을 효소억제활성 검정을 위하여 사용하였으며, 모든 실험과정은 4 ℃에서 수행하였다. 효소의 단백질함량은 뷰렛방법(Biuret method; Silverman, L.M. and Christenson, R.H. 1994. Amino acids and proteins. In: "Tietz Textbook of Clinical Chemistry," eds. Burtis, C. and Ashwood, E.R., W.B. Saunders Co., Philadelphia, p. 696)로 실시하였고, 알도스 리덕테이즈 활성도 측정은 공지된 방법(Dufrane, S.P., Malaisse, W.J., and Sender, A. 1984. A micromethod for the assay of aldose reductase, its application to pancreatic islets. Biochem. Med., 32: 99)으로 실시하였다. 사용한 시약은 135 mM Na, K-포스페이트 완충액(pH 7.0), 100 mM 리티움 설페이트, 0.03 mM NADPH, 0.04 mM DL-글리세르알데하이드 및 50 ㎕ 효소이다. 시료는 (CH₃)₂SO로 녹여 사용하였으며, pH 7.0, 37 ℃에서 1분당 NADPH가 NADP로 변화하는 양을 측정하기 위하여 37 ℃에서 NADPH을 첨가한 후 1분 후 0.5 N HCl(0.3 ml)을 첨가하여 반응을 멈추었으고, 10 mM 이미다졸을 포함하고 있는 6 N NaOH(1 ml)을 첨가한 혼합물을 60 ℃에서 10분 동안 남겨놓았다. 1 unit(U)는 1분당 NADPH의 1 μmol의 산화를 촉매하는 효소의 양으로서 정의하였다. 대조구는 퀘르시트린(Quercitrin)를 사용하였다.

형광도는 실온에서 분광형광광도계(Aminco Bowman series 2, Spectronic Instruments, Rochester, NY, USA)을 이용하여 360 nm와 460 nm에서 측정하여 계산하였다. 모든 실험은 3회 반복 실시하였다.

상기 실험에서 알파-글루코시데이즈 및 알도스 리덕테이즈 각각의 활성도 억제율은 하기 계산식 1으로 환산하여 표 1에 나타내었다.

억제율(%) = [(A-B)/A] × 100 ------- (계산식 1)

A : 시료가 무처리된 효소활성 B : 시료가 처리된 효소활성

실시예 1의 쿠민정유의 효소활성 억제율은 표 1에 나타내었다.

시료	농도(mg/ml)	알파-글루코시데이즈	알도스 리덕테이즈
시료	농도(mg/ml)	활성 억제율(%)	활성 억제율(%)
쿠민정유	1.0	100 ± 0	100 ± 0
쿠민정유	0.5	73 ± 7	100 ± 0
아카보스	1.0	100 ± 0
아카보스	68 ± 4
0.5
퀘르시트린	1.0		100 ± 0
퀘르시트린	0.5		92 ± 4

상기 표 1에서, 쿠민정유는 0.5 mg/ml 처리수준에서 알파-글루코시데이즈에 대하여 약 73 %의 억제율을, 알도스 리덕테이즈에 대하여 100 %의 억제율을 나타내었고, 대조군인 아카보스 및 퀘르시트린에 비하여 우수한 효소활성 억제율을 나타내었다.

실시예 3: 쿠민정유로부터 활성 화합물의 분리 및 정제

정유(10 g)를 실리카겔 컬럼크로마토그래피를 여러 회 실시하여, 화합물을 분리하였다.

1차 크로마토그래피: 쿠민정유를 실리카겔 컬럼(Merck 70-230 mesh, 600 g, 5.5 i.d.×70 cm)에 흡착시킨 후 헥산:에틸아세테이트(90:10, 85:15, 70:30, 50:50), 에틸아세테이트, 메탄올 순으로 용매를 흘려주고, 용출분획 H1, H2, H3, H4, H5 및 H6을 각각 수득하였다. 상기 6개 분획들은 효소활성 억제율을 검정하여 활성분획 H4를 분리하였다.

2차 크로마토그래피: 1차에서 분리한 활성 분획 H4에 대한 실리카겔 크로마토그래피를 더욱 실시하였다. H4분획은 실리카겔 크로마토그래피에서 헥산:에틸아세테이트(40:1)로 용리하여, 분획 H41, H42, H43 및 H44를 수득하였다. 상기 분획에서 활성분획 H43을 분리하였다.

3차 크로마토그래피: 활성분획 H43을 분취용 Prep. HPLC 컬럼의 실리카겔에 흡착시킨 다음 유속 4.0 ml/min로 헥산:에틸아세테이트(80:20) 용매를 흘려주어 4개의 용출분획 H431, H432, H433 및 H434을 수득하였다. 각각 용출분획에 대한 효소활성 억제율을 확인한 결과 H433이 활성분획이었다. H433은 크로마토그래피와 분광학적인 방법(Mass, FT-IR, 1H NMR, 13C NMR)으로 동정하였고, 그 결과 쿠민알데하이드(H433: cuminaldehyde)임을 확인할 수 있었다.

실시예 4: 쿠민알데하이드의 효소활성 억제율 측정

쿠민알데하이드는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 알파-글리코시다아제 및 알도스 리덕테이즈에 대한 활성 억제율을 측정하였고, 그 결과는 표 2와 같다.

화합물	알파-글루코시데이즈	알도스 리덕테이즈
화합물	농도	억제율(%)	IC₅₀(mg/ml)	농도	억제율(%)	IC₅₀(mg/ml)
쿠민알데하이드	1.0	100	0.18	0.5	100	0.0015
	0.5	85		0.1	100
	0.1	47		0.05	96
	0.01	28		0.005	61
				0.0005	38
아카보스	1.0	100	0.37
	0.5	76
	0.1	58
	0.01	38

퀘르시트린				0.1	98	0.0004
				0.05	92
				0.01	90
				0.005	83
				0.0001	34

표 2에서 IC₅₀은 알파-글리코시다아제 또는 알도스 리덕테이즈에 대하여 50 %의 억제율을 나타내는 각 시료의 농도를 나타낸 것이다.

알파-글루코시데이즈 활성 억제율은 쿠민알데하이드가 대조군인 아카보스보다 탁월하게 높게 나타났고, 알도스 리덕테이즈 활성 억제율은 퀘르시트린과 유사하게 나타났다.

실시예 5: 독성시험

쿠민알데하이드에 대한 급성독성 시험은 문헌과 같이 실시하였다.(Ciba-Geigy. 1975. Acute oral toxicity in the rat of TK 10622(No. SISS4735), Basel, Ciba-Geigy Ltd.) 즉 ICR rP 마우스와 Sprague Dawley를 각각 10마리씩 4군으로 나누어 본 발명의 화합물을 각각 10, 50 및 250 mg/kg으로 경구투여한 후 2주간 독성여부를 관찰한 결과 4군 모두에서 사망한 예가 없었고 외견상 대조군과 별다른 증상을 나타내지 않았다. 그 결과 50 %의 치사율을 나타내는 농도(LD₅₀)는 쿠민알데하이드의 경우 LD₅₀250 mg/kg 이상으로 확인되었다. 이러한 수치는 식품안전청에서 규정한 안정성 수치인 50 mg/kg를 만족하는 것이다.

실시예 6: 말토스(maltose) 부하에 따른 혈당강하 효과

쿠민알데하이드에 의한 알파-글루코시데이즈 활성 억제를 이당류인 말토스를 이용하여 확인하였다.

14시간 동안 절식시킨 정상 생쥐(20 g)에 말토스 2 g/kg을 공급하고, 쿠민알데하이드를 각각 0.5, 5, 50 mg/kg의 용량으로 올리브 오일 및 살린을 1:1의 비율로 섞은 현탁액에 녹여 경구투여한 후 0분, 30, 60분 후에 혈당을 측정하였다. 또한 대조군으로 슈크로즈를 투여하지 않고 올리브 오일 및 살린을 1:1의 비율로 처리하였고, 비교군으로 말토오스 400 mg을 경구처리하여 혈당을 측정하였다.

도 2는 본 발명의 쿠민알데하이드를 말토스와 동시 경구투여하였을 때 시간에 따른 혈당변화를 측정한 것으로, a는 처리하였을 때의 혈당이고, b는 처리후 30분 경과하였을 때 혈당을 나타낸 것이고, c는 처리후 60분 경과하였을 때의 혈당을 나타낸 그래프이다.

대조군의 경우 일정한 혈당을 유지하였고, 비교군은 말토스 처리 30분에 혈당이 거의 230 mg/ml까지 증가하였다가 60분 경과후 약 130 mg/ml로 감소하였다. 반면에 쿠민알데하이드를 투여한 실험군중 50 mg/kg으로 처리한 군은 30분 후에 122 mg/ml이었고, 60분 이 후에는 87 mg/ml로 까지 감소하였다. 또한 최고 혈당을 나타내는 30분 후에 쿠민알데하이드는 0.5 mg/kg의 낮은 농도에서도 유의적인 혈당강하를 나타냈으며, 이 후 60분 이후에도 농도의존적인 혈당상승이 일어나지 않았다.

실시예 7: 슈크로스(sucrose) 부하에 따른 혈당강하 효과

실시예 6과 동일한 방법으로 실시하였고 말토스 대신 다당류인 슈크로즈를 사용하여 시간에 따른 혈당변화를 측정하였다.

도 3은 본 발명의 쿠민알데하이드를 슈크로즈와 동시 경구투여하였을 때 시간에 따른 혈당변화를 측정한 것으로, a는 처리하였을 때의 혈당이고, b는 처리후 30분 경과하였을 때 혈당을 나타낸 그래프이다.

정상군은 슈크로즈 공급없이 올리브 오일 및 살린만을 투여한 것이고, 대조군은 슈크로즈만을 2 g 공급한 것이고, 실험군은 쿠민알데하이드를 50, 5, 05 mg/kg 수준으로 처리한 것이다.

도 3에서 정상군은 75 mg/dl의 혈당을 유지하는데 반하여, 대조군은 슈크로즈 공급 30분후에 약 222 mg/dl의 증가된 혈당을 나타내었다. 쿠민알데하이드를 0.5 mg/kg으로 공급한 실험군은 30분후에 177 mg/dl로, 5 mg/kg으로 공급한 실험군은 162 mg/dl로, 50 mg/kg으로 공급한 실험군은 144 mg/dl로 혈당이 감소하였다. 이러한 결과들로부터 본 발명의 큐민알데하이드가 슈크로즈에 의한 혈당상승을 지연시킴을 알 수 있다.

실시예 8: 고혈당 쥐에서의 혈당강하효과 검증

흰쥐를 구입하여 온도 25 ±2℃, 습도 65 %내외에서 유지되는 실험동물 사육실에서 사료와 물을 충분히 공급하면서 일주일간 실험실 환경에서 적응시켰다.

흰쥐 10마리를 한 군으로 하여 시료처리 3일전에 스트렙토조토신을 45 mg/kg의 용량을 꼬리정맥으로 투여한 후에 3일 이후에 혈당이 250 mg/kg 이상인 고혈당 쥐만을 선별하였다. 이후 쿠민알데하이드를 0.5, 5, 50 mg/kg의 용량으로 각군에 10일간 매일 경구투여하였다.

혈당량은 쿠민알데하이드 처리 후 0일, 5일 10일 경과후 14시간 공복상태로 둔 쥐의 꼬리정맥으로부터 혈액을 채취하고 원터치 글루코오스 테스트법(one touch glucose test)으로 측정하였다.

도 4는 고혈당 쥐에서 쿠민알데하이드에 의한 혈당강하효과를 나타낸 그래프로 a는 처리전 혈당치이고, b는 처리 5일 후, c는 처리 10일 후 혈당량을 나타낸 것이다.

도 4에서, 정상군은 올리브 오일 및 살린을 투여한 것이고, 유발군은 고혈당 쥐이고, 대조군은 아카보스 20 mg/kg을 투여한 것이다. 정상쥐의 공복 혈당치는 118 mg/dl이었고, 고혈당 쥐의 혈당치는 364 mg/ml로 높게 나타났다. 이에 쿠민알데하이드를 처리한 군은 5일째에 혈당이 다소 감소되었으며, 10일 이후에 측정한 군에서는 0.5 mg/kg은 268 mg/dl로, 5 mg/kg은 221 mg/dl로 그리고 50 mg/kg 처리군은 156 mg/dl로 혈당치가 감소되었다. 이는 대조군인 아카보스를 처리하였을 때의 양상과 매우 유사하였다.

실시예 8: 내당능에 미치는 쿠민알데하이드의 효과

내당능은 당을 부하시킨 후에 시간에 따라 증가되는 혈당을 정상 수준으로 조절하는 정도를 의미하는 것으로 췌장의 내분비능을 관찰할 수 있다.

상기 실시예 7에서 실시한 실험을 동일하게 진행한 후 실험 10일째에 각군의 쥐들은 14시간 절식시켰다. 이후 글루코오스를 증류수에 0.5%로 녹인 다음 2 g/kg의 용량으로 실험동물의 복강에 투여하여 투여직전, 투여 후 45분과 60분 후에 각각의 혈액을 채취하여 혈당량을 측정하였다.

도 5는 쿠민알데하이드를 처리한 고혈당 쥐에서 내당능을 확인한 그래프로, a는 글루코오스 처리전이고, b는 글루코오스 처리후 45분 경과된 것이고, c는 글루코오스 처리후 60분 경과된 것이다.

도 5에서 정상군은 글리코오스 첨가후 60분 경과후 혈당치는 101 mg/dl의 정상으로 조절되었으나, 고혈당 쥐는 글루코오스 첨가시 혈당이 391 mg/dl로 증가하였으며, 아카보스를 처리한 대조군의 경우 245 mg/dl으로 혈당이 감소하였다. 쿠민알데하이드 처리군은 0.5 mg/kg의 경우 318 mg/dl, 5 mg/kg의 경우 298 mg/dl 그리고 50 mg/kg의 경우는 274 mg/dl로 혈당이 감소하였고, 120분 경과후에 정상 혈당치에 비하여 다소 높은 정도의 수준으로 감소하였다.

실시예 9: 쿠민알데하이드의 인슐린 생합성에 미치는 영향 검증

실시예 8의 실험 후 각 군의 쥐로부터 복대동맥 혈액을 채집한 다음 5000rpm에서 15분간 원심분리하여 혈청을 수득하여 인슐린 농도를 면역화학적인 방법으로 측정하였다. 즉 쿠민알데하이드를 투여하였을 때 혈청내 인슐린 농도변화를 관찰하였다.

도 6은 쿠민알데하이드 첨가에 의한 인슐린 함량변화를 측정한 그래프이다. 도 6에서, 고혈당 쥐의 인슐인 함량은 0.46 ng/ml이었고, 아카보스 처리 쥐의 인슐린 함량은 0.61 ng/ml이었으나 쿠민알데하이드 처리군은 이와 유의할 만한 차이가 관찰되지 않았다. 따라서, 쿠민알데하이드가 직접적으로 인슐린의 생합성에 작용하지 않는 것으로 판단되었다.

실시예 10: 쿠민알데하이드를 포함하는 산제의 제조

쿠민알데하이드 건조분말 50mg, 유당 100 mg 및 탈크 10 mg을 혼합하여 산제를 제조하였다.

실시예 11: 쿠민알데하이드를 포함하는 정제의 제조

쿠민알데하이드 건조분말 50 mg, 옥수수전분 100 mg, 유당 100 mg 및 스테아린산 마그네슘 2 mg을 혼합하여 정제를 제조하였다.

실시예 12: 쿠민알데하이드를 포함하는 캅셀제의 제조

쿠민알데하이드 건조분말 50 mg, 옥수수전분 100 mg, 유당 100 mg 및 스테아린산 마그네슘 2 mg을 혼합하여 캅셀제를 제조하였다.

실시예 13: 쿠민알데하이드를 포함하는 주사제의 제조

쿠민알데하이드 건조분말 50 mg, 주사용 멸균 증류수 적량 및 pH 조절제 적량을 혼합하여 주사제 2 mL을 제조하였다.

실시예 14: 쿠민알데하이드를 포함하는 액제의 제조

쿠민알데하이드 건조분말 1 g, 이성화당 10 g, 만니톨 5 g 및 정제수 적량을 혼합하여 액제 100 mL을 제조하였다.

상기에 언급한 바와 같이, 본 발명의 쿠민알데하이드 및 상기 화합물을 포함하는 쿠민 추출물은 알파-글루코시데이즈의 활성을 저해하여 고혈당을 강하시킬 뿐만 아니라 알도스 리덕테이즈의 활성을 저해하여 당뇨병 합병증을 억제시키므로 당뇨병 치료제로 사용할 수 있다.

Claims

쿠민알데하이드 또는 쿠민 추출물을 포함하는 혈당강하용 조성물.
쿠민알데하이드를 또는 쿠민 추출물을 포함하는 포함하는 당뇨병 합병증 저해용 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 추출물은 쿠민을 증류수, 탄소수 1 내지 5의 알콜, 또는 알콜 수용액 및 유기용매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종이상의 용매로 추출한 것인 조성물.
제 3항에 있어서, 상기 유기용매는 헥산, 에틸아세테이트 및 클로로포름으로 이루어진 군으로부터 1종이상 선택된 것인 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 쿠민 추출물은 쿠민정유인 것인 조성물.