KR20040081733A - 바나바, 호로파 및 여주 추출물의 발효물을 유효성분으로함유하는 혈당강하용 약학적 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 혈당강하용 약학적 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 당뇨병 증세에 대한 개선 효과를 가지며, 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물을 고체발효시킨 발효물을 유효 성분으로 함유하는 혈당강하용 약학적 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 혈당강하용 약학적 조성물은 강력한 혈당조절 기능 및 인슐린저항성 개선, 당뇨성 합병증 억제활성을 나타내고 천연약재로서 안전성이 확보되어 있으므로 당뇨성 질환의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 혈당강하용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 당뇨병 증세에 대한 개선 효과를 가지며, 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물의 발효물을 유효 성분으로 함유하는 혈당강하용 조성물에 관한 것이다.
당뇨병은 비전염성 만성질환으로, 췌장의 β세포에서 분비되는 인슐린이 부족하거나 그 기능을 제대로 발휘하지 못하여 체내에서 포도당이 에너지원으로 이용되지 못하고 혈액 내에 고농도로 남아 있다가 소변으로 배설되는 질환이다.
당뇨병은 종종 고혈압, 고지혈증 및 비만과 함께 병발하는 경향이 있으며, 이와 같은 일련의 증후를 인슐린저항성 증후군 (혹은 X-증후군) 또는 대사성 증후군이라 부른다. 이 경우 대개 비만이 동반되고 동맥경화가 빨리 진행되어 동맥경화성 심장병이 발생한다. 한 보고에 따르면 한국인에게 대사성 증후군이 발생하는 빈도는 성인 남자의 경우 19%, 성인 여자의 경우 16%로 나타나 당뇨병 환자 발생 빈도의 3배나 된다. 특히, 비만은 동맥경화성 심혈관 질환, 당뇨병, 고혈압 등의 만성적인 생활습관성 질환의 원인이 되므로 반드시 개선해야 한다.
당뇨병은 그 발병원인 및 증상의 치료방법에 따라 크게 인슐린 의존형 당뇨병(insulin dependent diabetes mellitus, IDDM)과 인슐린 비의존형 당뇨병(non-insulin dependent diabetes mellitus, NIDDM)으로 분류할 수 있다. 우리나라의 경우 당뇨병 환자의 95% 이상이 인슐린 비의존형 당뇨병 환자이다. 당뇨병은 그 자체가 큰 질환이라기 보다는 장기간 이 질환에 걸려 있음으로 해서 발병하는 합병증, 예를 들어 당뇨병성 신경병증(neuropathy), 망막병증(retinopathy), 백내장(cataract), 신장병(nephropathy) 등으로 인해 환자들이 정상적인 삶을 영위할 수 없을 뿐 아니라 치명적인 결과까지 초래할 수 있기 때문에 사회적으로 큰 문제가 되는 것이다.
현재 흔히 사용되는 당뇨병 개선약제로는 경구용 혈당강하제와 인슐린 주사제로 크게 구분된다. 일반적으로, 체내에서 인슐린 분비가 없는 인슐린 의존형 당뇨병 환자, 임신성 당뇨병 환자 및 경구용 혈당강하제로 혈당조절이 제대로 안되는 인슐린 비의존형 당뇨병 환자에게는 인슐린 주사를, 식사용법과 운동요법을 병행함에도 불구하고 적절한 혈당조절이 되지 않는 인슐린 비의존형 당뇨병 환자는 경구용 혈당강하제를 복용하게 하는 것이 일반적이며, 경구용 혈당강하제는 설포닐우레아계 약물과 비구아니드계 약물 등으로 구분될 수 있다.
글리피자이드(glipizide), 글리클라자이드(gliclazide), 글리퀴돈(gliquidone), 글리벤클라마이드(glibenclamide) 및 클로르프로파마이드(chlorpropamide) 등의 설포닐우레아계 약물은 췌장에서 인슐린 분비를 촉진하는 작용을 나타나지만, 췌장에서 인슐린 분비가 전혀 없는 인슐린 의존형 당뇨병 환자에게는 사용할 수 없으며, 췌장에서 인슐린 분비능력이 상대적으로 감소된 인슐린 비의존형 당뇨병 환자나 기형아 출산, 유산, 사산 등이 우려되므로 가임기 여성에게는 사용할 수 없다는 단점이 있다. 또한, 대부분의 설포닐우레아계 약물은 간에서 대사되어 신장으로 배설되므로 간기능 및 신기능 장해 환자에게는 주의하여 사용하여야 한다.
메트포르민(metformin) 등의 비구아니드계 약물은 작용기전이 분명하지 않지만 췌장에서 인슐린 분비를 증가시키는 작용은 없는 것으로 밝혀져 있으며, 설포닐우레아계 약물보다 혈당강하효과가 약한 반면에, 저혈당을 일으킬 가능성도 낮다. 그러나, 소화기계 부작용의 발생빈도가 높아 치료초기에 오심, 구토, 설사, 발진 등이 나타나며, 젖산혈증(lactic acidosis)을 유발하여 생명을 위협하는 치명적인 부작용을 일으키므로, 현재 미국에서는 실험용 약제로만 사용하고 있다.
따라서, 현재 사용되고 있는 설포닐우레아계 또는 비구아니드계의 약물은 상기의 단점이나 부작용이 있으므로 국내외적으로 증가 추세에 있는 당뇨성 질환을 더 바람직하게 개선할 수 있는 보다 부작용이 적고 안전한 혈당강하제를 개발할 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 당뇨병 치료제의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 혈당강하 활성 및 당뇨성 합병증의 억제활성을 가지며 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물에 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) 균주를 접종시켜 고체발효시킨 발효물을 유효성분으로 함유하는 혈당강하용 약학적 조성물 또는 건강기능식품을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 혈당강하 활성 및 당뇨성 합병증의 억제활성을 가지며, 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물에 아스퍼질러스 오리재 균주를 접종시켜 고체발효시킨 발효물을 유효성분으로 함유하는 혈당강하용 약학적 조성물 또는 건강기능식품을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명은 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물에 아스퍼질러스 오리재 균주를 접종시켜 고체발효시킨 발효물을 유효성분으로 함유하는 혈당강하용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 혈당강하용 약학적 조성물에 있어서, 바나바, 호로파 및 여주 추출물은 알콜 수용액 등의 유기 용매를 이용한 통상적인 방법으로 바나바, 호로파및 여주를 추출함으로써 제조되고, 본 발명의 조성물은 상기 바나바, 호로파 및 여주 추출물에 아스퍼질러스 오리재 균주를 접종시킨 후 고체발효시킴으로써 제조되며, 그 제조방법은
1) 바나바, 호로파 및 여주를 물, 알콜 또는 알콜 수용액으로 추출하는 단계;
2) 추출여액을 여과하여 농축하는 단계;
3) 상기 농축액에 아스퍼질러스 오리재 균주를 접종시킨 후 고체발효시키는 단계; 및
4) 상기 발효물을 분무건조, 동결건조하는 단계를 포함한다.
상기에서, 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으며, 이중에서 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 알콜 수용액에 있어서 수용액의 농도는 10 내지 100%인 것이 바람직하고, 30 내지 70%인 것이 더욱 바람직하며, 50%인 것이 가장 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 50% 에탄올을 이용한 추출물을 사용하였다. 또한, 상기 추출물은 바나바, 호로파 및 여주를 혼합한 후 함께 추출하여 제조할 수도 있고, 바나바, 호로파 및 여주를 각각 추출한 후 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 조성물을 제조함에 있어서, 바나바, 호로파 및 여주 추출물의 구성 비율은 각각 5~40 wt(중량)% : 20~50 wt% : 20~50 wt%인 것이 바람직하며, 20 wt% : 40 wt% : 40 wt%인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명의 조성물은 상기 바나바, 호로파 및 여주 추출물에 대두분말을 추가로 함유한 후 발효시킬 수도 있다. 상기 대두분말은 삶은 국산 메주콩을 건조시킨 분말로서, 상기 바나바, 호로파 및 여주 추출물의 혼합물 전체에 대하여 약 1:1의 비율로 포함될 수 있으며, 상기 비율은 어느 정도 변경될 수 있음은 당연하다.
또한, 본 발명의 조성물은 상기 바나바, 호로파, 여주 및 대두분말 고체발효물에 비타민믹스12, 카소락 아연 및 크롬강화효모를 추가로 함유할 수 있다. 상기 비타민믹스12, 카소락아연 및 크롬강화효모는 본 발명의 조성물에 각각 10~20 wt%, 5~15 wt% 및 5~10 wt%의 양으로 추가로 포함될 수 있다.
바나바는 라거스트로미아 스페시아사(Lagerstroemia spesiosa)라는 학명을 가지는 “부처꽃과”에 속하는 식물로서, 남쪽으로는 북호주에서 필리핀 저토, 말레이반도, 인도네시아 반도를 거쳐서 북쪽으로는 남중국, 서쪽으로는 인도에 이르는 열대지방에서 널리 분포되는 낙엽고목이며, 이본명(큰꽃, 백일홍)이라고도 불린다. 그 이름에서 알 수 있는 바와 같이 바나바는 백일홍과 같은 속에 속하는 식물로서, 높이는 5 내지 20 ㎝가 되고, 줄기는 백일홍 같지는 않으나 매끄럽고, 수피는 불규칙하게 떨어져 나간다. 잎은 앞이 뾰족한 두꺼운 타원형으로, 크고 길이가 25 ㎝에 달한다. 바나바는 동남아에서 예로부터 알려져 있는 약용식물로서, 그 잎을 이용한 차는 당뇨병의 예방이나 치료에 사용되고 있다.
호로파(胡盧巴)는 페누그릭(fenugreek) 이라는 이름으로도 잘 알려져 있으며, 지중해를 원산지로 하는 1년생 두과(豆科) 식물로서 예로부터 중동, 아프리카, 인도 등지에서 재배되어 식용이나 약용으로 사용되어 왔다. 호로파의 종자는 카레 등의 향신료로 사용되고 있으며, 이외에도 민간요법으로 자양강장, 영양보급, 식용증진 및 해열제로도 사용되고 있다. 특히, 최근에는 당뇨병의 치료에 효과적이라는 문헌이 보고된 바 있다(Gupta A. et al., J. Assoc. Physicians India, 49, 1,057-1,061, 2001).
여주는 비터 메론(bitter melon)이라고도 불리며, 줄기는 가늘고 길이 1~3 m까지 자라며 덩굴손으로 다른 물건을 감아서 올라간다. 열매는 박과이며 긴 타원형이고 양끝이 좁으며 혹 같은 돌기가 있고 황적색으로 익으면 불규칙하게 갈라져서 홍색 육질로 싸인 종자가 나온다. 열매가 여지와 비슷하므로 여주라고 불린다. 어린 열매와 홍색 종피(種皮)는 식용으로 하고 종자는 약용으로 사용한다. 최근에는 당뇨병의 치료에도 사용될 수 있음이 보고된 바 있다(Miura T. et al., J. Nutr. Sci. Vitaminol., 47(5), 340-344, 2001; Grover JK. et al., J. Ethnopharmacol., 76(3), 233-238, 2001).
본 발명의 조성물의 경우 발효공정을 통해 원료내의 유효성분들이 다양한 유용성 성분으로 전이되는 것으로 생각되며, 특히 발효를 통해 다양한 효소성분들이 생성되고 단백질의 저분자화(분석결과 콩단백질의 80%이상 저분자 펩타이드화됨)가 일어나며, 또한 비타민의 합성과 기능성 성분이 활성형태로 전이되는 등 그 유용성이 극대화될 수 있다. 혈중 포도당의 대사가 원활하지 못해서 발생하는 당뇨병은 고체발효 산물내의 전이된 활성성분들이 체내 에너지 대사를 촉진시키고, 효소 및 세포기능을 활성화시킴으로써 당뇨병 개선 및 예방에 도움을 줄 수 있다.
본 발명자들은 본 발명의 혈당강하용 약학적 조성물이 혈당강하 활성을 갖는지 확인해 보았다. 이를 위하여 스트렙토조토신(streptozotocin)으로 유발된 당뇨에 대한 본 발명의 조성물의 혈당강하 활성 및 당뇨성 합병증 억제활성을 측정하였다. 그 결과, 본 발명의 조성물은 뛰어난 혈당강하 활성과 더불어 각 조직에서의 솔비톨 억제활성을 나타내며, 아울러 비교군으로 사용된 공지의 당뇨성 질환치료제인 에팔레스타트와 유사한 혈당강하 활성을 나타내는 것을 확인하였다(표 1 및 표 6 참조).
특히, 본 발명은 혈당강하용 약학적 조성물은 당뇨병이 만성적으로 진행됨에 따라 수정체, 적혈구 또는 좌골신경과 같은 조직에 솔비톨 축적이 일어남으로써 당뇨병으로부터 유발되는 퇴행성 합병증인 당뇨성 망막증, 당뇨성 신경증, 신장병, 죽상 동맥 경화증, 심근 장해, 피부 장해, 당뇨성 발 증후군 및 말초혈관 질병 등의 합병증에도 유용하게 사용될 수 있다. 즉, 본 발명의 조성물은 솔비톨의 축적을 억제함으로써 당뇨병성 합병증의 발병을 저지할 수 있으며, 이는 또한 폴리올 경로(polyol pathway)의 알도스 환원 효소의 활성을 억제함으로써 가능하다. 현재 백내장과 망막증, 신장병과 같은 상기의 합병증의 제어를 위해 폴리올 경로의 첫단계에 관여하는 알도스 환원효소를 저해하여 합병증을 억제하고자 많은 연구가 이루어지고 있다.
따라서, 본 발명의 조성물은 대사성 증후군의 발현에 대하여 탁월한 예방 효과가 있을 뿐만 아니라 혈당이 이미 상승된 환자에서도 공지의 혈당 억제제인 메트포르민에 견줄만한 혈당 강하 활성을 나타냄으로써, 대사성 증후군의 예방 또는 치료에도 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.
본 발명의 조성물은 임상 투여 시에 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다. 바람직한 약제학적 제제는 정제, 경질 또는 연질 캅셀제, 액제, 현탁제 등과 같은 경구투여용 제제, 주사용 용액 또는 현탁액과 같은 비경구투여용 주사제 등이 있으며, 이들 약제학적 제제는 약제학적으로 허용 가능한 통상의 담체, 예를 들어 경구투여용 제제의 경우에는 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 가용화제, 현탁화제, 보존제 또는 증량제 등을, 주사제의 경우에는 안정화제, 보존제, 용해보조제, 완충제 또는 등장화제 등을 사용하여 조제할 수 있다.
본 발명의 혈당강하용 약학적 조성물의 투여용량은 당뇨성 질환의 중증도, 환자의 상태, 연령, 성별 및 합병증 등의 다양한 요인에 따라 전문가에 의해 결정될 수 있지만 일반적으로는 성인(체중 약 50 ㎏)에 대하여 1일에 500 내지 1,000 ㎎이고, 바람직하기로는 300 ㎎ 내지 400 ㎎의 용량으로 투여될 수 있다. 또한, 단위 제형당 상기 약학적 조성물의 1일 용량 또는 이의 1/2, 1/3 또는 1/4의 용량이 함유되도록 하며, 하루 1 내지 6회 투여될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물의 원료인 바나바, 호로파 및 여주 등은 모두 천연식물소재 로서 안전성이 확보되어 있으며, 특히 본 발명의 조성물을 래트(rat)에 경구 투여하여 독성 실험을 수행한 결과, 독성시험에 의한 50% 치사량(LD50)이 적어도 10 g/㎏ 이상인 안전한 물질로 판명되었다.
또한, 본 발명은 상기 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈당강하용 건강식품을 제공한다.
상기 추출물을 식품으로 사용할 경우에는 이를 그대로 사용하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에는 상기 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물이 원료에 대하여 10 내지 90 wt%, 바람직하게는 30 내지 70 wt%의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하의 양이어도 무방하며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있음은 확실하다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 혈당강화 및 당뇨병 개선용 조성물의 제조 (1)
<1-1> 바나바 추출물의 제조
본 발명자들은 바나바 2 ㎏을 증류수(20 ℓ)에 24시간 담근 후 건조시키고, 건조한 바나바를 50% 에탄올(10 ℓ)로 5회 상온에서 추출한 후 감압농축, 분무건조기로 분말화하여 바나바 추출물(28.3 g)을 제조하였다. 상기 바나바 추출물 중 지표성분인 코로소닉산(Corosolic acid) 함량이 3%이상 되는지 확인하였다.
<1-2> 호로파 추출물의 제조
본 발명자들은 호로파 2 ㎏을 증류수(20 ℓ)에 24시간 담근 후 건조시키고, 건조한 바나바를 50% 에탄올(10 ℓ)로 5회 상온에서 추출한 후 감압농축,분무건조기로 분말화하여 호로파 추출물(30.1 g)을 제조하였다. 상기 호로파추출물의 지표성분인 갈락토만난 함량이 80%이상 되는지 확인하였다.
<1-3> 여주 추출물의 제조
본 발명자들은 여주 2 ㎏을 증류수(20 ℓ)에 24시간 담근 후 건조시키고, 건조한 바나바를 50% 에탄올(10 ℓ)로 5회 상온에서 추출한 후 감압농축, 분무건조기로 분말화 하여 여주 추출물(37.61 g)을 제조하였다.
<1-4> 조성물의 제조
본 발명자들은 상기에서 제조한 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물을 각각 5 g, 10 g 및 10 g 칭량하여 균질하게 혼합한 후, 종균인 황국곰팡이 아스퍼질러스 오리재 KFRI 00888(ATCC 22887) 0.1%를 접종시킨 후, 온도 30~32℃, 습도 70~85% RH 배양실에서 36~42시간동안 고체배양함으로써 본 발명의 당뇨병 치료용 조성물을 제조하였다. 이때, 배양을 촉진하기 위하여 바이오틴(biotin) 0.001%를 첨가하였다.
<실시예 2> 당뇨병 개선용 조성물의 제조 (2)
본 발명자들은 국산 메주콩 200 g을 증류수(2 ℓ)에 24시간 담가 불린 후 뜨거운 물에 삶아 증숙시킨후 32℃로 냉각시켰다. 상기 실시예 1에서 제조한 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물 각각 5 g, 10 g 및 10 g에 증숙시킨 국산 메주콩 25 g을 추가로 혼합한 후, 실시예 <1-4>와 동일한 방법으로 종균인 황국곰팡이 아스퍼질러스 오리재 KFRI 00888(ATCC 22887) 0.1%를 접종시킨 후, 온도 30~32℃, 습도 70~85% RH 배양실에서 36~42시간동안 고체배양함으로써 본 발명의 당뇨병 치료용 조성물을 제조하였다. 이때, 배양을 촉진하기 위하여 바이오틴 0.001%를 첨가하였다.
<실시예 3> 당뇨병 개선용 조성물의 제조 (3)
본 발명자들은 실시예 2에서 제조한 본 발명의 당뇨병 개선용 조성물 30 g에 비타민믹스12 3.0 g, 카소락 아연 2.0 g, 크롬강화효모 1.0g 을 추가로 첨가한 후 균질하게 혼합함으로써 본 발명의 당뇨병 개선용 조성물을 제조하였다.
상기 비타민믹스12는 분말 비타민A 3.4%, 분말 비타민E 13.5%, 비타민C 36.0%, 비타민B6염산염 1.4%, 비타민B1질산염 1.0%, 엽산0.12%, 비타민B12(1%) 0.16%, 분말 비타민D30.95%, 판토텐산칼슘 3.4%, 니코틴산아미드 6.8%, 비오틴(1%)1.8%, 비타민B20.8%, 이노시톨 0.67%, 말토덱스트린 20%, 유당 10% 등의 성분을 스피드밀로 균일하게 혼합하여 제조된다.
카소락아연은 아연을 아미노산으로 킬레이트시켜 아연이 체내 이용율이 높도록 만든 조성물로서, L-라이신 25.27%, 글리신12.20%, 산화아연1.5%, 비타민C 0.03%에 정제수 61.0%를 혼합하여 열을 가하면서 완전히 녹을 때까지 교반한다. 교반이 끝나면 여액을 드럼건조기나 분무식건조기를 통해 분말화한다. 카소락아연은 아연이 10%정도 함유되었고, (주)케이에이치후드에서 구입하여 사용하였다.
크롬강화효모는 맥주효모에 크롬함류량을 높이기 위해 맥주효모 배양액에 염화크롬(Chromic Chloride)을 첨가시켜 만든 것으로 카나다 랄레만드사(LallemamdCo.)에서 제조하여 (주)비전바이오켐에서 구입하였다.
<비교예 1> 당뇨병 개선용 조성물의 제조 (4)
본 발명자들은 상기 실시예 1에서 제조한 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물을 각각 5 g, 10 g 및 10 g을 칭량하여 균질하게 혼합함으로써 당뇨병 치료용 조성물을 제조하였다.
<실험예 1> 항당뇨 및 합병증 억제 실험
<1-1> 혈장 포도당 농도 측정
11주령 수컷 래트(Sprague-Hawley)를 사용하여 정상군, 대조군, 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 따라 조제된 본 발명의 조성물 및 비교예 2로서 에팔레스타트 투여군을 각각 10마리씩으로 나누고 스트렙토조토신을 0.05 M 구연산(pH 4.5)에 용해하여 66 ㎎/㎏을 복강내 1회 투여함으로써 당뇨병을 유발시켰다. 당뇨 유발 2주 후 각군에 식염수, 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 따라 조제된 조성물 및 에팔레스타트를 200 ㎎/㎏을 경구투여하였다. 2주 후 에테르 마취 하에서 채혈하고 이어 수정체, 좌골신경을 적출하였다. 채혈한 혈액은 혈당측정과 적혈구내 솔비톨 함량을 정량하기 위해 나누었다. 혈액을 원심분리하여 혈청을 얻고 이를 포도당 측정 키트 시약으로 정량하였다.
그 결과, 혈당은 스트렙토조토신만을 투여한 대조군이 정상군에 비하여 유의성이 있는 정도로 큰 증가를 나타내었으며, 본 발명의 조성물 투여군은 대조군에비하여 유의성이 있는 감소를 나타내었다. 특히, 실시예 3에서 제조한 본 발명의 조성물은 알도스 환원효소 저해제로 분류되는 당뇨성질환 치료제인 에팔레스타트보다 뛰어난 혈당강하 효과를 나타내었으며, 발효시키지 않은 비교예 1의 조성물보다도 그 효과가 뛰어났다. 그 결과를 하기 표 1에 요약하였다.
군 | 혈당(g/ℓ) | 저해능(%) |
정상군(아무런 처치 없음) | 1.2± 0.08 | - |
대조군(스트렙토조토신만 투여) | 5.7± 0.33 | - |
실시예 1의 조성물 투여 | 4.0± 0.30 | 29.8 |
실시예 2의 조성물 투여 | 3.9± 0.29 | 31.6 |
실시예 3의 조성물 투여 | 3.8± 0.31 | 33.3 |
비교예 1의 조성물 투여 | 4.5± 0.31 | 21.1 |
비교예 2(에팔레스타트 투여) | 3.9± 0.24 | 31.6 |
<1-2> 당부화 실험(glucose tolerance test)
11주령 수컷 래트를 사용하여 대조군, 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 따라 조제된 본 발명의 조성물 투여군 및 메트포르민 투여군을 각각 10마리씩으로 나누고 당부화 실험전, 래트를 16시간 절식시킨 후 각군에 식염수, 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 따라 조제된 조성물 300 ㎎/㎏, 메트포르민 250 ㎎/㎏을 경구투여하였다. 30분 후 포도당 3 g/㎏ 씩을 모든 군에 경구투여하였으며 포도당 투여 바로 전, 포도당 투여 60, 120 및 180분 후 세차례에 걸쳐서 안와정맥총으로부터 채혈하여 혈당을 측정하였다.
그 결과, 당부하를 일으킨 래트에서의 혈당은 포도당 투여 2시간 후 본 발명의 조성물 투여군이 대조군에 비하여 유의성이 있는 감소를 나타내어 내당 효과(glucose tolerance)가 있음을 관찰하였다. 특히, 본 발명의 조성물은 비구아니드계 혈당강하제인 메트포르민과 유사한 혈당강하 효과를 나타내었으며, 발효시키지 않은 비교예 1의 조성물보다는 그 효과가 뛰어났다. 그 결과를 하기 표 2에 요약하였다.
군 | 0시간 | 1시간 | 2시간 | 3시간 |
대조군(스트렙토조토신만 투여) | 55.5± 1.9 | 160.3±4.8 | 189.7± 4.0 | 132.1± 3.4 |
실시예 1의 조성물 투여 | 47.6± 3.8 | 191.5± 12.9 | 139.3± 8.8 | 124.3± 4.4 |
실시예 2의 조성물 투여 | 46.2± 3.3 | 188.7± 8.9 | 137.3± 8.5 | 124.1± 4.0 |
실시예 3의 조성물 투여 | 45.9± 3.6 | 185.0± 8.3 | 135.1± 7.2 | 123.7± 4.2 |
비교예 1의 조성물 투여 | 47.4± 3.8 | 193.5± 10.9 | 141.3± 8.2 | 127.2± 4.4 |
비교예 2(메트포르민 투여) | 54.5± 2.2 | 140.1± 7.0 | 122.8± 1.4 | 139.6± 4.5 |
<1-3> 알도스 환원효소 억제효과
알도스 환원효소 억제효과를 측정하기 위한 효소원의 조제는 헤이만(Hayman)이 사용한 방법을 약간 수정하여 실시하였다. 구체적으로, 래트의 수정체를 적출하고, 그 습중량에 따라 일정량의 인산 완충액을 가하여 균질화(homogenization)하였다. 이를 4℃에서 원심분리한 후 그 상등액을 취하여 황산암모늄(ammonium sulfate)으로 40% 까지 포화시키고 원심분리한 상등액을 취하여 다시 70%가 되도록 황산암모늄을 가하여 1시간 가량 저어준 다음 원심 분리하여 얻어진 침전을 최소량의 완충액에 현탁하여 투석을 1일 정도 한 다음 이를 효소원으로 사용하였다.
상기에서 조제한 효소원과 DL-글리세르알데히드(DL-glyceraldehyde)를 기질로 하여 반응시키고 340 nm에서 NADPH 흡광도의 감소율을 측정하였다. 알도스 환원효소 억제 표준물질로는 테트라메틸렌글루타린산(TMG)을 사용하였다.
그 결과, 본 발명의 조성물은 래트 수정체에서 분리한 알도스 환원효소에 대하여 용량 의존적으로 억제활성을 나타내었으며 그 결과는 표 3과 같다.
시료농도(㎍/㎖) | 억제율[대조군 값에 대한 백분비(%)] | 50% 억제농도 (㎍/㎖) | |
TMG | 1.86 | 87.4 | 0.67 |
0.19 | 42.4 | ||
0.02 | 22.4 | ||
실시예 1의 조성물 | 100 | 95.9 | 23.7 |
10 | 46.4 | ||
5 | 29.9 | ||
실시예 2의 조성물 | 100 | 96.1 | 21.8 |
10 | 47.1 | ||
5 | 30.1 | ||
실시예 3의 조성물 | 100 | 96.4 | 20.1 |
10 | 49.4 | ||
5 | 31.4 |
<1-4> 솔비톨 함량 측정
상기 채혈한 혈액에서 적혈구내의 솔비톨의 함량을 측정하기 위하여 다음과 같은 전처리하였다. 즉, 혈액 5 ㎖를 원심하고 침전된 것을 차가운 생리식염수로 3회 세척한 후 1 ㎖를 취하여 6% 과염소산 3 ㎖를 가하고 원심분리하여 단백질을침전시켰다. 상등액에 2.5 M 탄산칼륨을 1 ㎖ 가하여 중화시킨 뒤 원심분리하고 그 상등액(protein-free filtrate)을 취하여 솔비톨 함량을 측정하였다. 솔비톨 함량은 클레멘트법(Clements)에 준하여 측정하였다. 구체적으로, 0.5 ㎖ 상등액에 반응 혼합물(글라이신 완충액 pH 9.4, 0.2 mM 니코틴아마이드 아데노신 디뉴클레오타이드, 0.64 U 솔비톨 디하이드로게네이즈) 1 ㎖를 섞은 다음, 25분간 반응시킨 후 형광 광도계로 적혈구내의 솔비톨 함량을 측정하였다. 또, 적출된 수정체와 좌골신경의 경우에는 동결건조한 후 1.5 ㎖ 증류수에 균질화(homogenization)하고 원심분리한 뒤 그 상등액을 상기의 방법과 동일하게 처리하여 수정체 및 좌골신경내의 솔비톨 함량을 측정하였다.
그 결과, 적혈구내의 솔비톨 함량은 스트렙토조토신만을 투여한 대조군이 정상군에 비하여 유의성이 있는 큰 증가를 나타내었으며, 본 발명의 조성물 투여군은 대조군에 비하여 적혈구내 솔비톨함량의 유의성이 있는 감소를 나타내었다. 특히, 본 발명의 조성물은 당뇨병 합병증 치료제로 분류되는 당뇨성질환 체료제인 에팔레스타트와 유사한 솔비톨함량 감소 효과를 나타내었으며, 비교예 1의 조성물보다도 뛰어난 효과를 나타내었다. 그 결과는 하기 표 4에 요약하였다.
군 | 적혈구내의 솔비톨(n㏖/㎎ 건조 중량) | 저해능(%) |
정상군(아무런 처치 없음) | 63.2± 3.9 | - |
대조군(스트렙토조토신만 투여) | 403.6± 61.3 | - |
실시예 1의 조성물 투여 | 145.3± 12.8 | 64.0 |
실시예 2의 조성물 투여 | 142.1± 12.1 | 64.8 |
실시예 3의 조성물 투여 | 137.6± 10.9 | 65.9 |
비교예 1의 조성물 투여 | 195.7± 13.1 | 51.5 |
비교예 2(에팔레스타트 투여) | 108.7± 11.6 | 73.1 |
또, 수정체내의 솔비톨 함량은 스트렙토조토신만을 투여한 대조군이 정상군에 비하여 유의성이 있는 큰 증가를 나타내었으나, 본 발명의 조성물 투여군은 대조군에 비하여 유의성이 있는 감소를 나타내었다. 특히, 본 발명의 조성물은 당뇨병 합병증 치료제로 분류되는 당뇨성질환 치료제인 에팔레스타트와 유사한 수정체내 솔비톨 억제효과를 나타내었으며, 그 결과는 표 5와 같다.
군 | 수정체내의 솔비톨(n㏖/㎎ 건조 중량) | 저해능(%) |
정상군(아무런 처치 없음) | 0.05± 0.02 | - |
대조군(스트렙토조토신만 투여) | 0.80± 0.04 | - |
실시예 1의 조성물 투여 | 0.38± 0.10 | 52.5 |
실시예 2의 조성물 투여 | 0.37± 0.07 | 53.3 |
실시예 3의 조성물 투여 | 0.37± 0.04 | 53.8 |
비교예 1의 조성물 투여 | 0.46± 0.10 | 42.5 |
비교예 2(에팔레스타트 투여) | 0.38± 0.05 | 52.5 |
또한, 좌골신경내의 솔비톨 함량은 스트렙토조토신만을 투여한 대조군이 정상군에 비하여 유의성이 있는 큰 증가를 나타내었으나, 본 발명의 조성물 투여군은 대조군에 비하여 유의성이 있는 감소를 나타내었다. 특히, 본 발명의 조성물은 당뇨병 합병증 치료제로 분류되는 당뇨성질환 치료제인 에팔레스타트와 유사한 좌골신경내 솔비톨 억제효과를 나타내었으며, 그 결과는 표 6과 같다.
군 | 수정체내의 솔비톨(n㏖/㎎ 건조 중량) | 저해능(%) |
정상군(아무런 처치 없음) | 2.0± 0.3 | - |
대조군(스트렙토조토신만 투여) | 10.4± 1.4 | - |
실시예 1의 조성물 투여 | 7.2± 0.5 | 30.8 |
실시예 2의 조성물 투여 | 7.0± 0.4 | 32.7 |
실시예 3의 조성물 투여 | 6.7± 0.3 | 35.6 |
비교예 1의 조성물 투여 | 7.6± 0.4 | 26.9 |
비교예 2(에팔레스타트 투여) | 4.3± 0.5 | 58.7 |
상기 표 1 내지 표 6에 나타난 결과로부터, 본 발명의 조성물은 스트렙토조토신의 투여에 의해 유발된 당뇨병 모델동물에서 혈당치를 효과적으로 저하시키고 당부화 실험에서 내당 효과를 나타내며, 당뇨병 합병증 유발 원인물질인 알도스 환원효소 및 솔비톨 축적 억제효과를 나타내므로 당뇨병의 합병증을 포함하는 당뇨성 질환에 대한 효과적인 예방 또는 치료제로 사용할 수 있으며, 비교예로 사용된 발효시키지 않은 조성물보다 뛰어난 효과가 있음을 확인하였다.
<실험예 2> 래트에 대한 경구투여 급성 독성실험
6주령의 특정병원체부재(specific pathogen-free, SPF) SD계 래트를 사용하여 급성독성실험을 실시하였다. 군당 5마리씩의 동물에 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 조제된 본 발명의 조성물을 0.5% 메틸셀룰로즈 용액에 현탁하여 1 g/㎏, 5 g/㎏ 및 10 g/㎏의 용량으로 1회 단회 경구투여 하였다. 시험물질 투여 후 동물의 폐사여부, 임상증상, 체중변화를 관찰하고 혈액학적 검사와 혈액생화학적 검사를 실시하였으며, 부검하여 육안으로 복강장기와 흉강 장기의 이상여부를 관찰하였다.
그 결과, 시험물질을 투여한 모든 동물에서 특기할 만한 임상증상이나 폐사된 동물은 없었으며, 체중변화, 혈액검사, 혈액생화학 검사, 부검소견 등에서도 독성변화는 관찰되지 않았다. 이상의 결과, 본 발명의 당뇨병 치료용 조성물은 래트에서 10 g/㎏까지 독성변화를 나타내지 않으며, 따라서 경구 투여 중간치사량(LD50)은 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 조제된 본 발명의 조성물 10 g/㎏ 이상인 안전한 물질로 판단되었다.
<제제예 1> 조성물의 제조
<1-1> 연질캅셀제의 제조
실시예 1에 따라 조제된 본 발명의 조성물 100.0 ㎎, 소맥배아유 329.0 ㎎, 황납 45.0 ㎎, 대두인지질 21.0 ㎎, D-α토코페롤 5.0 ㎎로 내용물은 총 500 ㎎으로, 캅셀기재는 젤라틴 212.0 ㎎, 글리세린 (비중 1.24) 50.0 ㎎, 디-소르비톨 76.0 ㎎, 파라옥시안식향산메칠 0.54 ㎎, 파라옥시안식향산프로필 0.90 ㎎, 메칠바닐린 0.56 ㎎, 황색 203호 적량의 성분이 1 캅셀 중에 함유되도록 약전 제제 총칙중 연질캅셀의 제법에 따라 제조하였다.
<1-2> 정제의 제조
실시예 2에 따라 조제된 본 발명의 조성물 100.0 ㎎, 이눌린 175.0 ㎎, 결정셀룰로오스 210.0 ㎎, 카복시메틸셀룰로오스칼슘 10.0 ㎎, 스테아린산 마그네슘 5 ㎎을 가하여 혼합한 후 1정이 500 ㎎이 되도록 타정하였다.
<1-3> 캅셀제의 제조
실시예 3에 따라 조제된 본 발명의 조성물 100.0 ㎎, 이눌린 175.0 ㎎, 결정셀룰로오스 220.0 ㎎ 및 스테아린산 마그네슘 5 ㎎의 원료를 균질하게 혼합하여 1캅셀에 500 ㎎이 함유되도록 충전하였다.
<제제예 2> 식품의 제조
본 발명자들은 본 발명의 혈당강하용 조성물을 유효성분으로 함유하는 식품 또는 음료 조성물을 하기와 같이 제조하였다.
<2-1> 츄잉껌의 제조
껌베이스 20%
설탕 76.36 ~ 76.76%
본 발명의 조성물 0.24 ~ 0.64%
후르츠향 1%
물 2%
상기 조성 및 함량으로 하여 통상적인 방법을 사용하여 츄잉껌을 제조하였다.
<2-2> 캔디의 제조
설탕 50 ~ 60%
물엿 39.26 ~ 49.66%
본 발명의 조성물 0.24 ~ 0.64%
오렌지향 0.1%
상기 조성 및 함량으로 하여 통상적인 방법을 사용하여 캔디를 제조하였다.
<2-3> 비스켓의 제조
박력1급 88 ㎏
중력1급 76.4 ㎏
정백당 16.5 ㎏
식염 2.5 ㎏
포도당 2.7 ㎏
팜쇼트닝 40.5 ㎏
암모 5.3 ㎏
중조 0.6 ㎏
중아황산나트륨 0.55 ㎏
쌀가루 5.0 ㎏
비타민 B1 0.003 ㎏
비타민 B2 0.003 ㎏
밀크향 0.16 ㎏
물 71.1 ㎏
전지분유 4 ㎏
대용분유 1 ㎏
제일인산칼슘 0.1 ㎏
살포염 1 ㎏
분무유 25 ㎏
본 발명의 조성물 0.1 ~ 0.5 ㎏
상기 조성 및 함량으로 하여 통상적인 방법을 사용하여 비스켓을 제조하였다.
<2-4> 아이스크림의 제조
유지방 10.0%
무지유고형분 10.8%
설탕 12.0%
물엿 3.0%
유화안정제(스팬,span) 0.5%
향료(스트로베리) 0.15%
물 63.31 ~ 62.91%
본 발명의 조성물 0.24 ~ 0.64%
상기 조성 및 함량으로 하여 통상적인 방법을 사용하여 아이스크림을 제조하였다.
<2-5> 음료의 제조
꿀 522 ㎎
치옥토산아미드 5 ㎎
니코틴산아미드 10 ㎎
염산리보플라빈나트륨 3 ㎎
염산피리독신 2 ㎎
이노시톨 30 ㎎
오르트산 50 ㎎
본 발명의 조성물 0.48 ~ 1.28 ㎎
물 200 ㎖
상기 조성 및 함량으로 하여 통상적인 방법을 사용하여 음료를 제조하였다.
<2-6> 소세지의 제조
돈육 63.6%
계육 27.5%
전분 3.5%
대두단백 1.7%
식염 1.62%
포도당 0.5%
기타첨가물(글리세린) 0.94 ~ 1.34%
본 발명의 조성물 0.24 ~ 0.64%
상기 조성 및 함량으로 하여 통상적인 방법을 사용하여 소세지를 제조하였다.
<2-7> 쵸코렛의 제조
설탕 34.36 ~ 34.76%
코코아 버터 34%
코코아 매스 15%
코코아 파우다 15%
레시틴 0.5%
바닐라향 0.5%
본 발명의 조성물 0.24 ~ 0.64%
상기 조성 및 함량으로 하여 통상적인 방법을 사용하여 초코렛을 제조하였다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 혈당강하용 조성물은 강력한 혈당강하 활성 및 당뇨성 합병증 억제활성을 나타내고 천연식물성 성분으로서 안전성이 확보되어 있으므로 당뇨성 질환의 예방 또는 개선 및 당뇨합병증 억제에 유용하게 사용될 수 있다.
Claims (4)
- 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물에 아스퍼질러스 오리재 균주를 접종시켜 고체발효시킨 발효물을 유효성분으로 함유하는 혈당강하용 약학적 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 바나바, 호로파 및 여주 추출물은 전체 중량에 대하여 각각 5~40 wt% : 20~50 wt% : 20~50 wt%의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 발효물은 바나바 추출물, 호로파 추출물 및 여주 추출물에 대두분말을 추가로 혼합한 후 아스퍼질러스 오리재 균주로 발효시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
- 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 비타민믹스12, 카소락아연 및 크롬강화효모를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
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