KR20050080810A

KR20050080810A - 가시오가피 추출물을 함유하는 당뇨병의 예방 및 치료용조성물

Info

Publication number: KR20050080810A
Application number: KR1020040008918A
Authority: KR
Inventors: 정성현; 최진규
Original assignee: 주식회사 한국토종약초연구소
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2005-08-18

Abstract

본 발명은 가시오가피(Acanthopanax senticosus) 추출물을 함유하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 가시오가피 추출물은 고지방식이 유도 고혈당 마우스에서 혈당상승 억제 활성, 인슐린 저항성 개선 활성 및 경구 당부하 실험에서 혈중 포도당 및 혈중 인슐린 농도를 떨어뜨리는 활성을 나타내므로, 당뇨병의 예방 및 치료용 의약품 및 건강기능식품으로 사용할 수 있다.

Description

가시오가피 추출물을 함유하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물{Composition comprising the extract of Acanthopanax senticosus for preventing and treating diabetes}

본 발명은 가시오가피 추출물을 함유하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다.

당뇨병이란 인슐린량(量)의 부족으로 혈액 중의 포도당(혈당)이 정상인보다 그 농도가 높아져서 소변에 포도당을 배출하는 만성질환이다. 정상의 경우 섭취한 음식물은 대부분 포도당으로 바뀌고, 혈액은 이 포도당을 몸을 구성하고 있는 세포로 운반해 준다. 포도당이 세포 속으로 이동하는데는 인슐린(호르몬)이 필요하다. 당뇨병은 인슐린이 제대로 만들어지지 않거나 작용을 하지 못하기 때문에 포도당이 세포 내로 이동되지 못해 발생하는 것이다. 세포 속으로 운반되지 못한 포도당은 그대로 혈액 속에 남아 있게 되어 혈액은 당이 많은 '고혈당' 상태가 되고 소변으로 배출되는 것이다.

인슐린은 췌장에서 만들어지는 호르몬으로, 췌장의 내부에는 세포들이 작은 덩어리 모양을 하고 모여 있는 '랑게르한스섬'이 있고 랑게르한스섬 내부에는 인슐린을 분비하는 '베타세포'가 있다. 그런데 혈액 속 포도당이 세포 내로 운반되기 위해서는 인슐린의 도움이 필요하다. 즉, 자물쇠와 열쇠와 같이 세포막에 존재하는 인슐린 수용체(자물쇠)를 인슐린(열쇠)으로 열어줘야만 포도당이 세포 안으로 들어갈 수 있는 것이다.

당뇨병(Diabetes)의 비정상적인 당 수치는 혈장내의 헤모글로빈(hemoglobin)의 수치를 높이게 되며, 만성적인 고혈당증(hyperglycemia), 아테롬성 동맥경화증(atherosclerosis), 미세혈관병증(microangiopathy), 신장 질환, 심장 질환, 당뇨병성 망막증(diabetic retinopathy) 및 다른 안과 질환과 같은 일련의 합병증을 야기하게 된다.

당뇨병은 인슐린 생산 여부에 따라 두가지 유형으로 특징지워지는데, 인슐린 의존형인 제 I형 당뇨병(insulin dependent diabetes, IDDM)은 혈액 내의 글루코스 조절 호르몬인 인슐린(Insulin)의 분비 결핍으로 야기되며, 주로 10 내지 20대의 젊은 연령층에서 발병되기 때문에 소아당뇨병(juvenile diabetes)이라 불리우기도 한다. 제 Ⅱ형 당뇨병(non-insulin dependent diabetes, NIDDM)은 주로 40대 이후에 발병되며, 우리나라 당뇨병 환자의 대부분을 차지한다. 제 Ⅰ형과는 달리 성인형 당뇨병이라 불리우며 발병 원인은 아직 명확히 밝혀져 있지 않으나, 유전적인 요인과 환경적 요소가 함께 관여되어 발생하는 것으로 알려졌다. 제 Ⅱ형 당뇨병의 병인으로 췌장베타세포에서 인슐린 분비의 장애와 표적세포에서 인슐린 작용의 결함(인슐린 저항성)이 모두 관찰되는데, 이중 어떠한 변화가 일차적 중요성을 갖는지는 아직 확실하지 않다.

현재 제 Ⅱ형 당뇨병 및 인슐린 저항성 같은 합병증에 사용되는 제제로는 5 종류의 화합물군, 즉 비구아니드(biguanides), 티아졸리딘디온(thiazolidinediones), 설포닐우레아(sulfonylureas), 벤조산(benzoic acid) 유도체 화합물 및 α-글루코시다제 저해제(α-glucosidase inhibitor) 등이 사용되고 있으며, 이중 메트포르민(metformin)과 같은 비구아니드 화합물은 과도한 혈액내 당신생성(gluconeogenesis)을 예방하는 것으로 알려져 있다. 티아졸리딘디온 화합물은 말초 신경의 글루코스 소비율을 증가시키는 작용을 하는 것으로 생각되며, 콜부타미드(tolbutamide) 및 글리부리드(glyburide)와 같은 설포닐우레아, 레파글리니드(repaglinide) 화합물과 같은 벤조산 유도체 및 아카보스(acarbose)와 같은 α-글루코시다제 저해제는 인슐린 분비를 자극하여 혈장 글루코스를 낮추는 작용을 한다.

상기의 설포닐우레아 화합물은 인슐린 의존형인 제 Ⅰ형 당뇨병 환자에게는 투여할 수 없으며, 비인슐린 의존형인 제 Ⅱ형 당뇨병 환자는 인슐린 분비를 감소하게 되고, 여성 환자에게 비정상적인 태아 출생, 유산(abortion) 및 사산(stillbirth)과 같은 부작용을 야기할 수 있다. 추가적으로, 대부분의 설포닐우레아 화합물은 설포닐우레아의 대사작용으로 인해 간 및 신장 기능에 장애가 있는 환자에게는 조심스럽게 투여해야 한다.

메트포르민과 같은 비구아니드 함유 제제의 메카니즘은 확실하게 규명되지는 않았으나, 비구아니드 화합물은 췌장의 인슐린 분비를 증가시킬 수 없음에도 불구하고 설포닐우레아 보다 더 효과적으로 혈당을 강하하고 저혈당 유발의 빈도도 낮다. 그러나 투여 초기에 구역질, 구토, 설사 및 발진 등을 야기할 수 있으며, 치명적인 락트산증(lactic acidosis)과 같은 부작용을 야기할 수 있으므로, 미국 내에서는 임상실험용 시약으로만 사용 가능하다.

설포닐우레아 및 비구아니드 함유 제제들은 상기와 같은 결점 및 부작용을 가지고 있으므로, 낮은 부작용 및 높은 안전성을 갖는 탁월한 혈당강하제가 필요한 실정이다.

가시오가피(Acanthopanax senticosus)는 오가피과(Araliaceae)에 속하는 낙엽관목으로, 높이는 3 ~ 4 m이고, 뿌리 근처에서 가지가 많이 갈라져서 사방으로 퍼지며, 가지에는 딱딱한 가시가 있는 것과 없는 것이 있다. 오가피나무의 약리작용으로는 항염증작용, 진통·해열작용, 심혈관계에 대한 영향 등이 있다. 이 중 가시오가피의 약리작용으로는 인삼보다 우수한 적응원(adaptogens)적 작용이 있는데, 적응원이란 생체가 비특이성저항력이 증가된 상태(a state of nonspecifically increased resistance; SNIR)를 유지하게 하는 약물을 말한다. 복용방법은 보통 달여서 복용하며, 술에 담가 복용하기도 한다(정보섭 및 신민교, 도해 향약(生藥)대사전, 영림사, p432-435, 1990).

한편, 대한민국 특허출원 제2002-0018118호는 누에 추출물을 이용한 항당뇨환자식의 조성물에 대하여 개시하고 있고, 대한민국 특허등록 제0395619호는 당뇨병 치료용 조성물로서 15종의 생약성분을 함유하는 당뇨병의 치료용 조성물에 관하여 개시하고 있다.

그러나, 상기 문헌 어디에도 가시오가피 추출물의 혈당상승 억제 및 인슐린 저항성 개선 활성에 대해서는 어떠한 개시나 교시된 바 없다.

이에 본 발명자들은 가시오가피 추출물의 당뇨병에 대한 효과를 측정한 결과, 그 뛰어난 혈당상승 억제 및 인슐린 저항성 개선 활성 등을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 고지방식이 유도 고혈당 마우스에서 혈당상승 억제 활성, 인슐린 저항성 개선 활성 및 경구 당부하 실험에서 혈중 포도당 및 혈중 인슐린 농도를 떨어뜨리는 활성을 나타내는 가시오가피 추출물을 함유하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가시오가피(Acanthopanax senticosus) 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물을 제공한다.

상기 가시오가피 추출물은 물 및 메탄올, 에탄올, 부탄올 등과 같은 C₁ 내지 C₄의 저급 알콜 또는 이들의 혼합용매, 바람직하게는 에탄올에 가용한 추출물을 포함한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 가시오가피 추출물은 하기와 같이 수득될 수 있다.

먼저, 본 발명의 가시오가피를 채집하거나 구입하여 음지에서 건조하고 마쇄기로 분말화한 후, 가시오가피 시료 중량의 약 1 내지 20 배, 바람직하게는 약 5 내지 10 배에 달하는 부피의 물 및 메탄올, 에탄올, 부탄올 등과 같은 C₁ 내지 C₄의 저급알콜 또는 이들의 약 1:0.1 내지 1:10의 혼합비를 갖는 혼합용매, 바람직하게는 에탄올로 약 50 내지 100 ℃, 바람직하게는 100 ℃에서 약 1 내지 10 시간, 바람직하게는 약 2 시간 동안 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 추출방법을 사용하여, 진공여과에 의해 상층액을 회수한 다음, 상기의 과정을 2 내지 5회, 바람직하게는 3회 반복 수행하여 상층액을 모으고 감압농축하여 가시오가피 추출물을 수득할 수 있다.

또한 추가로 통상의 분획 공정을 수행할 수도 있다(Harborne J.B. Phytochemical methods: A guide to modern techniques of plant analysis, 3rd Ed., pp6-7, 1998).

본 발명은 상기의 제법으로 얻어진 가시오가피 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 및 치료용 약학조성물을 제공한다.

또한, 가시오가피는 오랫동안 생약으로 사용되어 오던 약재로서 이로부터 추출된 본 발명의 추출물들 역시 심각한 독성 및 부작용 등의 문제가 없다.

상기와 같은 방법으로 얻어진 가시오가피 추출물의 당뇨병에 대한 효과를 검색한 결과, 고지방식이 유도 고혈당 마우스에서 혈당상승 억제 활성, 인슐린 저항성 개선 활성 및 혈중 포도당 및 혈중 인슐린 농도를 떨어뜨리는 활성을 나타냄을 확인할 수 있었다.

본 발명의 당뇨병의 예방 및 치료용 약학조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 추출물을 0.1 내지 50 중량 %로 포함한다.

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

본 발명의 추출물의 약학적 투여 형태는 이들의 약학적 허용 가능한 염의 형태로도 사용될 수 있고, 또한 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 추출물을 포함하는 약학조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 추출물을 포함하는 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트 (calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 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, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 추출물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나, 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 추출물은 1일 0.0001 내지 100 mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 100 mg/kg으로 투여하는 것이 좋다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 추출물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 (intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.

또한, 본 발명은 당뇨병의 예방 및 개선 효과를 나타내는 상기 가시오가피 추출물 및 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 건강기능식품을 제공한다. 상기 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강 기능성 식품류 등이 있다.

또한, 당뇨병의 예방 및 개선 효과를 목적으로 식품 또는 음료에 첨가될 수 있다. 이 때, 식품 또는 음료 중의 상기 추출물의 양은 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량 %로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물은 100 ㎖를 기준으로 0.02 내지 5 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 가할 수 있다.

본 발명의 건강 기능성 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 추출물을 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로 약 1 내지 20 g, 바람직하게는 약 5 내지 12 g이다.

상기 외에 본 발명의 추출물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 추출물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 추출물 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

이하, 본 발명을 하기 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 가시오가피 조추출물의 제조

가시오가피(Acanthopanax senticosus, AS) 줄기 350 g을 전라북도 장수의 재배자(송병주)로부터 공급받아 음건한 후, 마쇄기로 갈아 미세분말화 한 후, 50 % 에탄올 3 ℓ를 가하여 100 ℃에서 2 시간 추출한 다음, 진공 여과하여 상층액을 회수하였다. 이 과정을 3회 반복하여 상층액을 모은 후, 감압 농축하여 조추출물로써 가시오가피 에탄올 추출물 40 g을 수득한 다음, 동결건조하여 사용하였다.

실험예 1. 실험동물의 준비

본 실험에서 사용하는 실험동물로는 체중 20∼25 g의 4주령 ICR 마우스(mouse)를 ㈜바이오제노믹스에서 구입하여 이용하였으며, 실험실에서 먹이와 물을 자유롭게 섭취하게 하고 일주일 후 일반식이 대조군(regular diet를 공급한 정상식이 대조군: 이하, RD라고 함), 고지방식이 대조군(high-fat diet를 공급한 고지방식이 대조군: 이하, HFD라고 함), 가시오가피 투여군으로서 가시오가피 125 mg/kg 투여군(고지방식이 + 가시오가피, 125 mg/kg: 이하, AS125라고 함), 가시오가피 250 mg/kg 투여군(고지방식이 + 가시오가피, 250 mg/kg: 이하, AS250라고 함), 가시오가피 500 mg/kg 투여군(고지방식이 + 가시오가피, 500 mg/kg: 이하, AS500라고 함), 양성 대조약물인 메트포르민 투여군(고지방식이 + metformin , 500 mg/kg: 이하, MET라고 함)의 여섯 군으로 나누어 본 실험에 착수하였다. 한편, 본 실험에 사용한 일반식이(regular diet, AIN-76 diet #100000) 및 고지방식이(High-fat diet, AIN-76 diet #101772, Dyets Inc., Bethlehem, PA, USA)의 조성은 하기 표 1과 같으며, 가시오가피 추출물은 매일 일정한 시간에 복강으로 5주간 투여하였다.

성분	일반식이(g/kg식이)	고지방식이(g/kg식이)	성분(g/kg식이)	일반식이(g/kg식이)	고지방식이(g/kg식이)
카제인	200	200	비타민 혼합물¹	10	10
DL-메티오닌	3	3	중주석산콜린	2	2
옥수수 전분	150	150	열량, KJ/g	0.91	1.30
설탕	500	150	단백질,% kcal/kg	13.3	13.3
섬유소	50	-	탄수화물,% kcal/kg	47.4	19.8
옥수수 기름	50	-	지방,% kcal/kg	8.0	65.7
우지	-	400	섬유,% kcal/kg	8.0	-
미네랄 혼합물¹	35	35	기타	23.3	1.3
*¹ : AIN 76A 로던트 정제 식이(Rodent Purified Diet)

실험예 2. 그룹간 체중변화 양상 및 식이효율 측정

2-1. 그룹간 체중변화 양상

상기 실험예 1의 실험동물의 그룹간 체중변화 양상을 알아보기 위하여 실험동물의 체중을 1주일마다 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.

도 1에서 알 수 있는 것처럼, 가시오가피 투여군은 투여 1주일부터 고지방식이 대조군과 비교시 유의한 체중 증가 억제 활성을 나타내었고 이러한 효과는 5주간 지속되었으며, 가시오가피 투여 용량에 비례하여 체중 증가가 억제되었으나 250 mg/kg 이상에서는 차이를 나타내지 않았다. 5주째 체중을 그룹간 비교하여 보면 일반식이 투여군(35.3 ± 0.7 g)에 비해 고지방식이 대조군의 체중은 44.1 ± 0.8 g으로 25 % 증가한 반면, 가시오가피 125, 250, 500 mg/kg 투여군은 각각 39.5 ± 1.0, 37.3 ± 0.8, 37.7 ± 0.8 g을 나타내었다. 한편 양성 대조약물인 메트포르민 투여군의 경우는 일반식이 투여군과 거의 같은 양상으로 체증이 증가(35.8 ± 1.0 g, 고지방식이 대조군에 비해 19 % 감소)하는 탁월한 약효를 보여주었다.

2-2. 식이효율 측정

상기 실험예 1의 실험동물의 그룹간 식이효율(Feed Efficiency Ratio: FER)을 알아보기 위하여 체중과 식이 섭취량을 1주일마다 측정하였으며, 그 결과로 하기 표 2에 그룹간 5주 동안의 식이섭취량에 따른 체중증가율 및 식이효율을 비교한 결과를 나타내었으며, 식이효율은 하기 수학식 1에 따라 계산되었다.

식이효율 = [체중증가(g/5 wk)]/[식이섭취(g/5 wk)]

하기 표 2에서 알 수 있는 것처럼, 고지방식이군은 일반식이군에 비해 식이효율이 13 % 증가한 반면, 가시오가피 투여군은 용량의존적으로 식이효율이 유의적으로 감소하였으며, 특히 가시오가피 500 mg/kg 투여군은 고지방식이 대조군에 비해 33 % 식이효율이 감소하여 일반식이군보다 식이효율이 낮은 활성을 보여주었다.

한편 본 실험에서 양성대조약물로 사용한 메트포르민 투여군의 경우고지방식이 대조군에 비해 27 % 낮은 식이효율을 보여주었고, 메트포르민 투여군은 고지방식이 대조군에 비해 식이섭취량이 많이 감소한 반면, 가시오가피 투여군은 세군 모두에서 고지방식이 대조군과 비교시 식이섭취량에는 커다란 차이를 보이지 않았음에도 불구하고 체중의 증가폭이 크게 감소하는 활성을 보여주었다.

이와 같은 결과로, 가시오가피는 식욕억제 작용이 아닌 다른 기전에 의해(에너지 소비량 증가) 체중 증가를 차단하는 것으로 사료된다.

그룹	용량(mg/kg)	시작	종료	체중 증가(g/5 wk)	식품섭취(g/5 wk)	식이효율(×10^-3)
RD	-	25.5±0.6	35.3±0.7	9.8±0.3	1140	8.6
HFD	-	25.6±0.6	44.1±0.8⁺⁺⁺	18.5±0.2⁺⁺⁺	1589	11.6⁺⁺⁺
HFD+AS	125	25.1±0.4	39.5±1.0^**	14.4±0.4^***	1570	9.2^**
HFD+AS	250	25.5±0.6	37.3±0.8^***	11.8±0.2^***	1456	8.1^***
HFD+AS	500	25.4±0.6	37.7±0.8^***	11.9±0.2^***	1524	7.8^***
HFD+MET	500	25.6±0.3	35.8±1.0^***	10.2±0.4^***	1204	8.5^***
수치는 평균±표준편차를 나타냄(n=8), ⁺⁺⁺P<0.001 vs. RD;^**P<0.001 vs. HFD

실험예 3. 시료 채취 및 혈액 지표 분석

3-1. 시료 채취 및 혈액 지표 분석

상기 실험예 1의 실험동물은 혈액 지표 분석을 위해 마지막 희생 시에 9시간 절식 후 혈액을 채취하였으며, 이 때, 혈액은 안와 정맥을 통해 채혈하여 3,000 rpm 에서 15분간 원심 분리(5417R, Eppendorf, Germany)하여 얻어진 혈장을 사용하였다. 혈중 포도당 농도는 포도당 산화효소 방법(glucose oxidase method, Trinder method)을 사용하여 측정하였고, 흡광도 측정을 위해서 UV 분광광도계(UV Spectrophotometer, U-3210, HITACHI, Japan)를 사용하였고, 혈중 인슐린 농도는 마우스 인슐린 ELISA 킷트(insulin ELISA Kit, Shibayagi, Japan)를 구입하여 ELISA 판독기(ELISA reader, Labsystems, Finland)로 측정하였다.

3-2. 혈액 지표 분석 결과

3-2-1. 가시오가피 추출물의 혈당(혈중 포도당 농도)에 미치는 효과 측정

상기 실시예 1의 가시오가피 추출물이 혈당에 미치는 효과를 알아보기 위하여 상기 실험예 1의 각 군의 실험동물에 각 시료를 5주 동안 투여하면서 그룹간 혈액중의 혈당을 측정하여 그 변화 양상을 비교하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2에서 알 수 있는 것처럼, 가시오가피를 투여한 세군 모두에서 투여 4주까지 거의 혈당이 상승하지 않았고 고지방식이 대조군과 비교시 투여 4주 및 5주째에 유의한 차이를 나타내었다. 5주째 혈당을 비교해 보면, 고지방식이 대조군은 163.2 ± 1.5 mg/㎗로 일반식이 투여군의 혈당 121.6 ± 1.1 mg/㎗에 비해 34 % 증가한 반면, 가시오가피 125, 250, 500 mg/kg 투여군은 각각 140.7 ± 2.0, 136.5 ± 1.2, 137.9 ± 1.2 mg/㎗를 나타내어 고지방식이 대조군과 비교시 14 %, 16 %, 16 %의 혈당상승억제 활성을 나타내었다. 한편 메트포르민 투여군의 혈당은 126.3 ± 1.9 mg/㎗로 고지방식이 대조군과 비교시 23 %의 혈당상승 억제 활성을 나타내었다.

3-2-2. 가시오가피 추출물의 인슐린 저항성에 미치는 효과 측정

상기 실시예 1의 가시오가피 추출물이 인슐린 저항성에 미치는 효과를 알아보기 위하여 실험예 1의 각 군의 실험동물에 각 시료를 5주 동안 투여한 후 실험동물의 체중, 혈당, 인슐린치를 측정한 다음, 군(group)간 인슐린저항성 지수를 계산하여 비교하였다. 본 실험에서 이용한 인슐린저항성 지수(Insulin resistance index; IRI)는 하기 수학식 2를 이용하여 계산하였는데, 이는 체중(BW; body weight, g), 혈당(BG; blood glucose, mg/㎗), 인슐린치(SI; serum insulin, μU/㎖)의 곱을 5주 동안의 식이섭취량으로 나눈 값으로 이 수치가 높을수록 당뇨병으로 진행될 확률이 높다.

IRI = BW(g)×BG(mg/㎗)×SI(μU/㎖)/식이섭취량(g/mouse/day)

(IRI: 인슐린저항성 지수, BW: 체중, BG: 혈당, SI: 인슐린치)

하기 표 3에서 알 수 있는 것처럼, 고지방식이 대조군의 경우 일반식이 대조군 보다 2.2배 인슐린저항성이 상승한 반면 가시오가피 투여군에서는 세군 모두에서 뚜렷한 인슐린저항성 개선 효과를 나타내었다. 또한, 가시오가피 250 mg/kg 투여군에서는 고지방식이 대조군에 비해 51 %의 인슐린저항성 개선 활성을 나타내었으며, 250 mg/kg 이상의 용량에서는 그 효과가 더 이상 커지지는 않았다. 한편 메트포르민 투여군의 인슐린저항성 지수는 고지방식이 대조군에 비해 45 %의 인슐린저항성 개선 활성을 나타내었다.

그룹	용량(mg/kg)	인슐린(μU/㎖)	BG(mg %)	BW(g)	IRI
RD	-	73.2±1.7	121.6±1.1	35.3±0.7	51.5
HFD	-	146.5±2.4⁺⁺⁺	163.2±1.5⁺⁺⁺	44.1±0.8⁺⁺⁺	115.0⁺⁺⁺
HFD + AS	125	97.8±1.6^***	140.7±2.0^***	39.5±1.0^**	72.5^**
HFD + AS	250	91.2±1.6^***	136.5±1.2^***	37.3±0.8^***	55.9^***
HFD + AS	500	94.4±1.6^***	137.9±1.2^***	37.3±0.8^***	56.4^***
HFD + MEF	500	80.3±1.8^***	126.3±1.9^***	35.8±1.0^***	63.7^***
수치는 평균±표준편차를 나타냄(n=8),⁺P<0.05,⁺⁺⁺P<0.001 vs. RD;^**P<0.001 vs.HFD

실험예 4. 경구 당부하 실험

상기 실시예 1의 가시오가피 추출물의 혈중 포도당 및 인슐린 농도에 미치는 효과를 알아보기 상기 실험예 1의 각 군의 실험동물에 5주간 각 시료를 투여한 후 10시간 절식하여 하기와 같이 경구 당부하 실험을 수행하였다. 먼저, 공복상태인 실험동물에 1.5 g/kg의 포도당을 약 200 ㎖의 물에 녹여 경구투여한 후 30분 마다 2시간동안 혈당과 혈중 인슐린 농도를 측정하였으며, 혈당의 경우 시간 대비 혈중 포도당 농도를 곡선하면적으로 계산하여 그룹간 비교하였다. 한편, 임상시험에서는 75 g 당부하검사에서 공복시 정맥혈에서 2회 이상 126 mg/100 ㎖ 이상이거나, 당부하 후 2 시간내 어느 때라도 200 mg/100 ㎖ 이상 되는 때가 있으면 당뇨병으로 진단할 수 있다. 아울러 같은 시간에 당뇨병형을 결정하기 위해서 인슐린도 같이 측정하는데 이 때 30분의 인슐린과 혈당의 변화비율을 계산하여 75 g 당부하검사에서 0.3 이하, 100 g 당부하 검사에서 0.5 이하이면 인슐린 의존형당뇨병으로 진단할 수 있다.

그 결과, 도 3a 및 3b에 나타낸 것처럼, 가시오가피 투여군은 고지방식이 대조군에 비해 큰 폭으로 혈중 포도당(곡선하 면적을 비교하면 고지방식이 대조군 56669, 가시오가피 250 mg/kg 투여군은 26911 mg/㎗ x 분으로 53 %의 혈당상승 억제 활성을 나타냄) 및 인슐린 농도가 떨어져 5주간의 가시오가피 투여가 조직내로 포도당 유입을 촉진시키는 활성을 보였음을 알 수 있었다.

실험예 5. 통계 처리

모든 실험 결과들은 평균 ± 표준편차(mean ± SE)로 나타내었으며, 통계처리는 스튜던트의 t-테스트(Student's t-test)로 검정하였고 고지방식이는 대조군과 비교하여 P <0.05 이하의 경우 유의적인 차이가 있다고 판정하였다.

실험예 6. 급성독성 실험

6-1. 경구투여

ICR계 마우스와 스프라그 도올리 랫트를 각각 10마리씩 4군으로 나누어 본 발명의 상기 실시예 1의 가시오가피 추출물을 각각 100, 250, 500 및 1000 ㎎/㎏의 용량으로 경구 투여한 후 2주간 독성여부를 관찰한 결과 4군 모두에서 사망한 예가 한 마리도 없었고 외견상 대조군과 별다른 증상을 찾아볼 수 없었다.

6-2. 복강투여

ICR계 마우스(몸무게 25 ± 5 g)와 스프라그 도올리 랫트를 각각 10마리씩 4군으로 나누어 본 발명의 상기 실시예 1의 가시오가피 에탄올 추출물을 각각 25, 50, 100 및 200 ㎎/㎏의 용량으로 복강투여한 후 24시간 동안 독성여부를 관찰한 결과 4군 모두에서 사망한 예가 한 마리도 없었고 외견상 대조군과 별다른 증상을 찾아볼 수 없었다.

실험 결과, 본 발명의 가시오가피 추출물은 급성독성이 거의 없음이 확인되었다.

하기에 본 발명의 추출물을 포함하는 약학조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.

제제예 1. 산제의 제조

가시오가피 추출물 분말 20 mg

유당 100 mg

탈크 10 mg

상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.

제제예 2. 정제의 제조

가시오가피 추출물 분말 10 mg

옥수수전분 100 mg

유당 100 mg

스테아린산 마그네슘 2 mg

상기의 성분들을 혼합한 후 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조한다.

제제예 3. 캅셀제의 제조

가시오가피 추출물 분말 10 mg

결정성 셀룰로오스 3 mg

락토오스 14.8 mg

마그네슘 스테아레이트 0.2 mg

통상의 캡슐제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하고 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.

제제예 4. 주사제의 제조

가시오가피 추출물 분말 10 mg

만니톨 180 mg

주사용 멸균 증류수 2974 mg

Na₂HPO_4,12H₂O 26 mg

통상의 주사제의 제조방법에 따라 1 앰플당(2 ㎖) 상기의 성분 함량으로 제조한다.

제제예 5. 액제의 제조

가시오가피 추출물 분말 20 mg

이성화당 10 g

만니톨 5 g

정제수 적량

통상의 액제의 제조방법에 따라 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬향을 적량 가한 다음 상기의 성분을 혼합한 다음 정제수를 가하여 전체를 정제수를 가하여 전체 100 ㎖로 조절한 후 갈색병에 충진하여 멸균시켜 액제를 제조한다.

제제예 6. 건강 음료의 제조

가시오가피 추출물 분말 100 ㎎

비타민 C 15 g

비타민 E(분말) 100 g

젖산철 19.75 g

산화아연 3.5 g

니코틴산아미드 3.5 g

비타민 A 0.2 g

비타민 B₁ 0.25 g

비타민 B₂ 0.3 g

물 정량

통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간동안 85 ℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2 ℓ 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 건강음료 조성물 제조에 사용한다.

상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만 수요계층이나, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 가시오가피 추출물은 고지방식이 유도 고혈당 마우스에서 혈당상승 억제 활성, 인슐린 저항성 개선 활성 및 경구 당부하 실험에서 혈중 포도당 및 혈중 인슐린 농도를 떨어뜨리는 활성을 나타내므로, 당뇨병의 예방 및 치료용 의약품 및 건강기능식품으로 유용하게 이용될 수 있다.

도 1은 실험동물에 5주 동안 일반식이, 고지방식이, 가시오가피 125 mg/kg, 가시오가피 250 mg/kg, 가시오가피 500 mg/kg 및 메트포르민을 각각 투여한 후 그룹간 체중변화 양상을 비교한 도이고,

도 2는 실험동물에 5 주 동안 일반식이, 고지방식이, 가시오가피 125 mg/kg, 가시오가피 250 mg/kg, 가시오가피 500 mg/kg 및 메트포르민을 각각 투여한 후 그룹간 혈당변화 양상을 비교한 도이며,

도 3a 및 3b는 가시오가피 추출물의 혈중 포도당 및 인슐린 농도에 미치는 효과를 측정하기 위하여 실험동물에 5주 동안 일반식이, 고지방식이, 가시오가피 125 mg/kg, 가시오가피 250 mg/kg, 가시오가피 500 mg/kg 및 메트포르민을 각각 투여한 후 경구 당부하 실험을 실시한 결과에 관한 것으로, 도 3a는 혈중 포도당 농도를 측정한 도이고, 도 3b는 혈중 인슐린 농도를 측정한 도이다.

Claims

가시오가피(Acanthopanax senticosus) 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 및 치료용 약학조성물.
제 1항에 있어서, 상기 조추출물은 물, C₁ 내지 C₄의 저급알콜 또는 이들의 혼합용매에 가용한 추출물인 약학조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 조성물 총 중량에 대하여 상기 추출물을 0.1 내지 50 중량 %로 포함하는 약학조성물.
당뇨병의 예방 및 개선 효과를 나타내는 가시오가피 추출물 및 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 건강기능식품.
제 4항에 있어서, 건강음료인 건강기능식품.