KR20040016578A - 항비만 및 항당뇨효과를 보이는 자생식물 추출물 - Google Patents

항비만 및 항당뇨효과를 보이는 자생식물 추출물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자생식물로부터 얻은 비만/당뇨 모델 마우스의 비만 및 당뇨 억제 추출물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한국에서 자라는 자생식물로부터 비만/당뇨 모델 마우스인Lepr db /Lepr db 마우스 에서 체중 감소 및 당뇨의 원인인 고혈당을 억제하는 추출물과 그 추출물을 유효성분으로 함유하는 비만 과 당뇨의 예방 및 치료 생약제에 관한 것이다.

Description

항비만 및 항당뇨효과를 보이는 자생식물 추출물 {Active extracts from natural plants showing anti-obesity and anti-diabetes}
본 발명은 자생식물 추출물로부터 얻은 비만 및 당뇨 억제용 추출물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한국에서 자라는 자생식물인 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무 추출물로부터 비만 및 당뇨의 동물모델인 비만/당뇨 마우스인Lepr db /Lepr db 의 비만을 억제하고 혈당을 낮추는 추출물과 그 추출물을 유효성분으로 함유하는 비만 및/또는 당뇨 예방 및 치료용 생약제에 관한 것이다.
최근 경제발전에 따른 생활수준의 향상으로 인하여 위생환경이 개선되고 잦은 인스턴트 음식물 섭취와 육식위주의 식생활 변화 등은 과다한 열량의 섭취를 유발한다. 그러나, 이러한 현대인의 식생활의 변화는 턱없이 부족한 운동부족 등으로 인하여 소모열량이 적기 때문에 빠른 비만인구의 증가경향을 보이고 있다. 비만은 단순히 외형상의 문제 뿐 만 아니라 비만이 지속됨으로써 여러 가지 질환, 즉, 고혈압, 당뇨, 고지혈증, 관상동맥질환 등과 같은 성인성 질병을 비롯하여 유방암, 자궁암 및 대장암 등을 야기하는 것으로 보고되면서 이제는 치명적인 질병 중 하나로 취급되고 있다 [J. Biol. Chem., 273, 32487 ∼ 32490 (1998); Nature, 404, 652 ∼ 660 (2000)].
현재 비만을 치료하는 치료제로는 크게 중추 신경계에 작용하여 식욕에 영향을 주는 약제와 위장관에 작용하여 흡수를 저해하는 약물로 나누어 볼 수 있다. 중추 신경계에 작용하는 약물로는 각각의 기전에 따라 세로토닌 (5HT) 신경계를 저해하는 펜플루라민, 덱스펜플루라민 등의 약물, 노르아드레날린 신경계를 통한 에페드린 및 카페인 등의 약물 및 최근에는 세로토닌 및 노르아드레날린 신경계에 동시 작용하여 비만을 저해하는 시부트라민 등의 약물들이 시판되고 있다. 이외에도, 위장관에 작용하여 비만을 저해하는 약물로는 대표적으로 췌장에서 생성되는 리파제를 저해하여 지방의 흡수를 줄여줌으로써 최근 비만 치료제로 허가된 오를리스타트 등이 있다. 그러나, 기존에 사용되어온 약물 중 펜플루라민 등은 원발성 폐고혈압이나 심장 판막병변과 같은 부작용을 일으켜 최근에 사용이 금지되었으며, 다른 약물들도 혈압감소나 유산산혈증 등의 문제점이 발생하여 심부전, 신질환 등의 환자에는 사용하지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 부작용이 작으며 보다 나은 비만 치료 및 예방법을 찾기 위하여 직접 비만 및 당뇨의 동물을 재료로 하여 비만/당뇨 치료제를 탐색하게 되었다.
Lepr db /Lepr db 마우스는 렙틴 수용체의 결핍으로 식욕이 조절되지 않아 지속적으로 음식을 과도하게 섭취하게 된다. 그 결과, 지방이 체내에 과도하게 축적되며 이로 인하여 출생 후 약 3개월 정도가 되면 일반적인 마우스 체중의 2배에 달하는 50g 내외를 유지하게 된다. 또한 일반 마우스에 비하여 높은 혈당을 가지는 전형적인 당뇨병의 모델이 된다. 이러한 동물모델의 사용하여 치료제를 탐색하는 방법은 다른 세포등의 모델을 사용하는 것에 비해 그 비용이 많이 드는 것으로 보이나 독성 및 부작용에 대한 정보를 제공한다는 점을 고려한다면 오히려 실지 개발비용은 적게 든다고 할 수 있다.
일반적으로 새로운 성분의 약제를 개발하기 위한 여러 가지 방법 중에서 기존 약제의 실험적 변형 또는 새로운 물질의 합성과 기능검색은 매우 많은 시간과 투자가 필요하다. 이에 비하여 전통 의학에서 사용되고 있는 천연물 약재들을 이용할 경우 오랫동안 사용되어 왔기 때문에 개발될 약물에 의한 독성 염려가 적다는장점이 있을 뿐 만 아니라 확인된 약효를 바탕으로 하여 새로운 활성 성분을 발견할 수 있는 가능성이 매우 높지만 이들 사용 약재들의 종류가 한정되어 있는 단점이 있다. 따라서 본 발명에서는 기존 약용식물뿐만 아니라 한국 및 외국에서 자생하는 식물들까지 그 영역을 확장하고자 하였다.
이에, 본 발명자들은 동의보감을 비롯한 우리 나라의 전통 약제들과 자생식물을 대상으로 렙틴 수용체 (leptin receptor) 이상으로 비만을 일으키는 모델동물인Lepr db /Lepr db 마우스에서 체중감소 및 혈당감소를 관측하여 비만 및 당뇨 예방 및 치료효과를 보이는 추출물을 우리나라 자생식물인 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무로부터 획득함으로서 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 비만 및 당뇨 예방 및 치료 등에 뚜렷한 효과가 있는 약물인 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무 추출물을 활성이 가장 우수한 조성으로 추출하는 방법과 그 추출물을 유효성분으로 함유한 생약제를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 오리나무 (Alnus japonica) 추출물을 비만/당뇨 모델동물인Lepr db /Lepr db 마우스에 4 일간 투여한 후 체중증가 저해 (비만 예방 및 치료효과)한 실험군과 대조군의 차이를 비교한 그래프이다.
도 2는 오리나무 (Alnus japonica) 추출물을 비만/당뇨 모델동물인Lepr db /Lepr db 마우스에 4 일간 투여한 후 혈당 감소를 보인 (당뇨 예방 및 치료효과)한 실험군과 대조군의 차이를 비교한 그래프이다.
도 3은 고로쇠나무 (Acer mono) 추출물을 비만/당뇨 모델동물인Lepr db /Lepr db 마우스에 4일간 투여한 후 체중증가 저해 (비만 예방 및 치료효과) 실험군과 대조군의 차이를 비교한 그래프이다.
도 4는 고로쇠나무 (Acer mono) 추출물을 비만/당뇨 모델동물인Lepr db /Lepr db 마우스에 4일간 투여한 후 혈당 감소를 보인 (당뇨 예방 및 치료효과)한 실험군과 대조군의 차이를 비교한 그래프이다.
도 5는 국수나무 (Stephanandra incisa) 추출물을 비만/당뇨 모델동물인Lepr db /Lepr db 마우스에 4일간 투여한 후 체중 증가 저해 (비만 예방 및 치료효과)한 실험군과 대조군의 차이를 비교한 그래프이다.
도 6은 국수나무 (Stephanandra incisa) 추출물을 비만/당뇨 모델동물인Lepr db /Lepr db 마우스에 10일간 투여한 후 혈당 감소를 보인 (당뇨 예방 및 치료효과)한 실험군과 대조군의 차이를 비교한 그래프이다.
본 발명은 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무 등의 자생식물로부터 얻은 비만/당뇨 쥐의 체중감소 및 혈당강하용 추출물을 그 특징으로 한다.
본 발명은 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무로부터 수용액, 메탄올, 에탄올등의 알코올, 알코올성 수용액 또는 활성물질을 용출할수 있는 유기용매로 추출하여 활성분획 조성물을 얻는 것을 또다른 특징으로 한다.
즉, 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무로부터 분획하여 얻은 활성분획 조성물이 렙틴 수용체 이상으로 비만 및/또는 당뇨병을 일으키는 모델동물인Lepr db /Lepr db 마우스에서 비만 및 당뇨병 예방 및 치료 효과를 갖고 있는 것을 처음으로 관찰하여, 상기 조성물을 유효성분으로 함유하는 비만 및/또는 당뇨병 예방 및 치료 효과 등을 지닌 활성 조성물을 개발하였다.
본 발명에 따른 활성 조성물 이외에도 약학적으로 허용 가능한 담체 또는 부형제를 사용하여 정제, 산제, 과립, 캅셀제, 현탁액, 유화액 또는 비경구 투여용의 단위투여형 또는 수회 투여형 제제로 제형화하여 사용할 수 있다.
상기 활성 분획물로 표시되는 유효성분의 유효투입량은 환자의 나이, 신체적 조건, 몸무게 등에 의해 다양화될 수 있지만, 일반적으로 1 내지 100 ㎎／㎏ (몸무게)／1일 범위 내에서 투여된다. 그리고, 1일 유효투입량 범위 내에서 하루에 한번 또는 하루에 여러 번 나누어 투입한다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 오리나무 ( Alnus Japonica ), 고로쇠나무 ( Acer mono ), 국수나무( Stephanandra incisa )로부터 활성 추출물의 제조
오리나무, 고로쇠나무, 국수나무로부터 비만 및/또는 당뇨병을 일으키는 모델동물인Lepr db /Lepr db 마우스에서 체중감소 및 혈당강하를 보이는 분획물의 추출정도가 가장 좋은 용매를 결정하기 위하여 증류수, 에탄올, 수용성 에탄올 (30%, 70%, 100%), 메탄올, 수용성 메탄올 (30%, 70%, 100%)등의 용매를 사용하여 추출정도를 비교하였다. 채취한 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무 각 50g을 분쇄한 후 추출 용매로 300 ml의 증류수, 에탄올, 수용성 에탄올, 메탄올, 수용성 메탄올 용액에 넣은뒤 각각 60℃ ∼ 100℃의 온도에서 3시간동안 환류추출 하였다. 이후, 추출 용액을 여과지를 사용하여 여한 뒤 감압 농축하였다. 감압 농축액을 동량의 용매에 녹인뒤 일정량을 취하여 25 mg/ml의 농도로 하여 비만/당뇨 마우스에서 체중 및 혈당을 측정하였다. 체중 및 혈당 측정결과 전체적으로 메탄올, 수용성 메탄올 추출물의 체중감소 및 혈당강화 활성이 우수하였으나 의약용 및 식품으로 허가되는 70% 에탄올을 추출용매로 사용하였다. 그러나, 추출용매로서 70% 에탄올 용매를 선정한 것이 본 발명의 용매선정을 한정하는 것은 아니다. 보다 높은 추출효율 및 추출용매가 필요하다면 매탄올, 수용성 메탄올을 추출용매로 사용할 수 있다.
실시예 2 : 비만 모델동물인 Lepr db /Lepr db 마우스에서 비만 예방 및 치료효과 검정
Lepr db /Lepr db 마우스는 렙틴 수용체의 결핍으로 식욕이 조절되지 않아 지속적으로 음식을 과도하게 섭취하게 된다. 그 결과, 지방이 체내에 과도하게 축적되며 이로 인하여 출생 후 약 3개월 정도가 되면 일반적인 마우스 체중의 2배에 달하는 50g 내외를 유지하게 된다. 따라서, 비만예방 및 치료효과를 알아보기 위하여 체중이 50 g 정도되는 성숙한Lepr db /Lepr db 마우스를 각군당 8 마리씩을 를 대상으로 하였다. 한 개의 실험군당 8 마리씩으로 하여 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무 등으로부터 추출된 활성분획을 DMSO (dimethyl sulfoxide)에 희석하여 각각 25 ㎎/㎏ 농도로 1일 1회씩 4일 동안 일정한 시간 (오전 11:00)에 복강으로 투여하였으며, 대조군 8마리의 경우에는 동일량의 DMSO만을 투여하였다. 투여시작 4일후에 실험군과 대조군의 체중을 측정하여 분석한 결과, 대조군의 체중은 실험을 시작할 때 보다 2.1% 증가 (56.3 ±2.5 → 57.5 ±2.7)되었으나, 실험군에서는 이와는 반대로 오리나무 6.3% (58.7 ±1.2 → 55.0 ±1.7), 고로쇠나무 6.3% (55.5 ±0.9 → 52.0 ±1.4), 국수나무 1.0% (47.4 ±1.7 → 46.9 ±2.0) 정도로 실험군 모두가 유의하게 (p ＜ 0.01) 체중이 낮아지는 수준을 보여 비만이 예방 및 치료되는 것을 관찰할 수 있었다 [도 2∼4].
실시예 4. 비만 모델동물인 Lepr db /Lepr db 마우스에서 당뇨예방 및 치료효과
본 실험에서의 비만 모델동물로서 이용된Lepr db /Lepr db 마우스는 렙틴 수용체의 결핍으로 식욕이 조절되지 않아 지속적으로 음식을 과도하게 섭취하게 된다. 그 결과, 지방이 체내에 과도하게 축적되며 이로 인하여 출생 후 약 3개월 정도가 되면일반적인 마우스 체중의 2배에 달하는 50g 내외를 유지할 뿐만아니라 또한 일반 마우스에 비하여 높은 혈당을 가지는 전형적인 당뇨병의 모델이 된다. 따라서, 당뇨예방 및 치료효과를 알아보기 위하여 상기의 실험에서 사용된 성숙한Lepr db /Lepr db 마우스를 대상으로 하여 모든 실험군에서 각각 8 마리를 대상으로 하여 동백나무, 돈나무, 처녀치마 추출물을 DMSO에 희석하여 25 mg/kg의 투여농도로 1일 1회씩 10일 동안 일정한 시간에 투여하고, 대조군 8마리의 경우에는 동일량의 DMSO만을 투여였다. 투여시작 각 4일째에 실험군과 대조군의 혈당을 측정하여 분석하였다.
경구 투여시작 4 일후에 실험군과 대조군의 혈당을 측정하여 분석한 결과, 대조군의 경우 혈당이 4일째 (415 ± 20 → 445 ± 10 ) 고혈당으로 유지되는 것과 비교하여, 실험군에서는 이와는 반대로 오리나무 78.3% (322.5 ±15 → 70.0 ±19), 고로쇠나무 72.8% (384.3 ±9 → 104.5 ±24), 국수나무 52.9% (317.5 ±17 → 149.5 ±22) 정도로 실험군 모두가 유의하게 (p ＜ 0.01) 혈당이 낮아지는 수준을 보여 당뇨의 예방 및 치료효과를 관찰할 수 있었다 [도 4∼6].
실시예 4 : 정제의 제조
유효성분 10 g
락토스 70 g
결정성 셀룰로오스 15 g
마그네슘 스테아레이트 5 g
총 량 100 g
상기에서 나열된 성분들을 잘게 부숴 혼합한 후 직타법 (direct tableting method)에 의해 정제를 제조하였다. 각 정제의 총량은 100 ㎎이고, 그 중 유효성분의 함량은 10 ㎎이다.
실시예 5 : 분말제의 제조
유효성분 10 g
옥수수 전분 50 g
카르복시 셀룰로오스 40 g
총 량 100 g
상기에서 나열된 성분들을 잘게 부숴 혼합하여 분말을 제조하였다. 6 번 경질 캡슐에 분말 100 ㎎을 넣어 캡슐제를 제조하였다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무로부터 얻은 추출물은 비만 및/또는 당뇨의 예방 및 치료 효과가 우수하므로 이를 유효성분으로 함유하는 생약제로 사용할 수 있다.

Claims (19)

  1. 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 추출물을 주성분으로 하여 치료 또는 예방적 유효량으로 함유하는 비만 예방 및/또는 치료용 조성물
  2. 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 추출물을 주성분으로 하여 치료 또는 예방적 유효량으로 함유하는 당뇨 예방 및/또는 치료용 조성물
  3. 제 1항 내지 제 2항의 어느항에 있어서, 상기 조성물이 적어도 2종 이상의 추출물을 포함함을 특징으로 하는 조성물
  4. 제 1항 내지 제 2항의 어느항에 있어서, 상기 조성물이 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무의 활성 분획물을 모두 포함함을 특징으로 하는 조성물
  5. 제 1항 내지 제 4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 비만 및 당뇨 동물모델인Lepr db /Lepr db 마우스의 체중을 감소시키는 것을 특징으로 하는 비만 예방 또는 치료용 조성물
  6. 제 1항 내지 제 4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 비만 및 당뇨 동물모델인Lepr db /Lepr db 마우스의 혈당을 감소시키는 것을 특징으로 하는 당뇨 예방 또는 치료용 조성물
  7. 제 1항 내지 제 6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물
  8. 제 1항의 조성물을 포함하는 비만 예방 및/또는 치료용 제제
  9. 제 2항의 조성물을 포함하는 당뇨 예방 및/또는 치료용 제제
  10. 제 8항 내지 9항에 있어서, 상기 제제는 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 포함하는 것임을 특징으로 하는 제제
  11. 제 8항 내지 제 10항에 있어서, 상기 제제가 정제, 산제, 경질 또는 연질 캅셀제, 현탁제, 주사용 제제, 유화액, 비경구 투여용의 단위 투여형 또는 수회 투여형 제제인 것을 특징으로 하는 제제
  12. 제 8항 내지 제 11항의 어느 한 항에 있어서, 활성성분의 함량이 성인 체중 1Kg 당 1~100 mg/일 범위로 투여됨을 특징으로 하는 제제.
  13. 제 1항 내지 2항에 있어서, 상기 조성물이 식용음료 또는 식품의 형태로서 제제학적으로 허용되는 부형제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물
  14. 오리나무, 고로쇠나무, 국수나무로로부터 a) 물 또는 유기용매 추출하여 조 추출액을 얻는 단계 b) 상기 조 추출물을 여과한 후 (감압)농축하는 단계 및 c) 선택적으로, 용매를 제거하는 단계를 포함하는 비만 예방 및 치료용 조성물의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서, 물 또는 유기용매 추출하여 조 추출핵을 얻는 단계는 60~100℃의 온도에서 환류추출하는 단계임을 특징으로 하는 제조방법.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 추출에 사용하는 용매는 정제수, 탄소수 1 내지 5의 알코올류, 또는 유기 용매인 것을 특징으로 하는 제조방법
  17. 제 16항에 있어서, 상기 알코올성 용매는 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올, 에탄올 수용액, 또는 메탄올 수용액인 것을 특징으로 하는 제조방법
  18. 제 14항에 있어서, 생약은 건조약제 혹은 생약제인 것을 특징으로 하는 제조방법
  19. 제 14항 내지 제 18항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해서 제조된 오리나무 (Alnus Japonica), 고로쇠나무 (Acer mono), 국수나무 (Stephanandra incisa) 추출물
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