KR20070098092A - 강화약쑥 추출물을 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용조성물 - Google Patents

강화약쑥 추출물을 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강화약쑥 추출물을 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 강화약쑥 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강화약쑥 추출물은 당뇨병으로 인한 당대사 및 지질대사 이상을 정상화하고 당뇨로 인해 비정상적으로 증가된 항산화 효소의 활성을 정상화함으로써 당뇨병의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
강화약쑥 추출물, 당뇨병, 당대사, 지질대사, 항산화 효소

Description

강화약쑥 추출물을 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물{Composition for preventing and treating diabetes comprising the extract of gang-hwa mugwort}
도 1은 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 체중변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 2는 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 근육 및 갈색지방 무게의 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 3은 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 당화헤모글로빈의 농도 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 4는 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 식후 혈당량 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 5는 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 인슐린 저항성 개선 정도를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 6은 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 간조직의 글리코겐 농도 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 7은 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 당 산화 효소 활성도 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 8은 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 당 신생 효소 활성도 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 9는 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 혈장 유리 지방산 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 10은 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 혈장 중성지방 및 총 콜레스테롤 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 11은 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 간조직의 중성지방 및 콜레스테롤 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 12는 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 FAS(fatty acid synthase) 활성도 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 13은 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 PAP(Phosphatidate phosphohydrolase) 활성도 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 14는 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 β- 옥시데이션 및 CPT(carnitine palmitoly transferase) 효소 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 15는 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 HMG-CoA 환원효소 및 ACAT(acyl-coenzyme A) 효소 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
도 16은 본 발명의 강화약쑥 추출물의 투여에 따른 당뇨 마우스 모델의 항산화 효소의 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
수치는 평균±표준오차를 나타낸 것임(n=10).
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
본 발명은 강화약쑥 추출물을 포함하는 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 강화약쑥 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 식품 조성물에 관한 것이다.
당뇨병은 만성 대사성 질환으로 오랜 시간이 경과함에 따라 혈관장애와 신경, 신장 및 망막 등의 기능이상을 초래하고 이로 인해 생명까지 잃게 하는 질환이다. 당뇨병은 크게 발생하는 기전에 따라 인슐린 의존형 당뇨병(제1형 당뇨병)과 인슐린 비의존형 당뇨병(제2형 당뇨병)으로 구분된다.
인슐린 의존형 당뇨병은 췌장 베타세포가 선택적으로 손상 또는 파괴되어 체내에서 인슐린을 생성하지 못하기 때문에 혈중 포도당을 소비하지 못하여 발병하는 것으로 알려져 있으며 심한 고혈당증과 케톤산증, 다갈, 다음, 다뇨, 체중감소 및 피로감을 나타낸다. 소아에서 흔히 발생하게 되며 이의 치료방법은 인슐린의 투여이다.
인슐린 비의존형 당뇨병은 당뇨병 환자의 90% 이상을 차지하며 주로 성인에게 많이 발생한다. 그러나 뚜렷한 원인은 규명되지 않았으며 다만 유전적인 요인과 비정상적인 식생활, 스트레스, 운동, 비만, 노화 등과 같은 환경적인 요인이 복합적으로 관련되어 유발되는 것으로 추정되고 있다. 상기 인슐린 비의존형 당뇨병은 일반적으로 인슐린에 대하여 저항성을 나타내며 인슐린의 작용부전으로 인하여 과혈당 상태가 지속되는 것이 보통이다. 만성으로 경과되면 망막증, 신증, 신경장해, 동맥경화증, 감염증 및 골감소증 등의 합병증이 나타난다.
현재 인슐린 비의존형 당뇨병의 치료법으로는 식사요법, 운동요법, 설폰요소제, 비구아니드(biguanide)계 약물, α-글루코시다아제 억제제, 인슐린 등이 이용되고 있으며 새로운 약물의 개발에 대한 많은 연구를 통해 메그리티니드계나 티아졸리디니디온계 약물, 작용시간이 다양한 인슐린 등이 개발되어 임상에 적용되고 있다. 그러나 이들 치료제들은 약효가 낮거나 간기능 장애, 저혈당, 유산혈증 등과 같은 많은 부작용을 일으키는 문제점이 있다. 따라서 이와 같은 부작용을 줄이고 대사이상 증세 등을 개선시켜 주며 장기복용시에도 안전성이 우수한 당뇨병 치료제의 개발이 절실히 요구된다.
한편, 쑥(Artemisia)은 한국을 비롯하여 아시아와 유럽지역 등에 분포되어 자생하는 국화과(compositae)의 다년생 초본 식물로서 약 400여종의 존재하는 것으로 알려져 있고 이중에서 300여종이 우리나라에 자생하고 있다. 쑥은 식용으로 사용될 수 있는 것과 약용으로 사용될 수 있는 것, 식용 및 약용으로 모두 사용할 수 있는 것으로 구분된다. 강화약쑥은 강화 지역에서만 자생하는 특산물로서 약용으로 사용되며 일반 쑥에 비해 약효가 탁월한 것으로 알려져 있다. 즉, 강화약쑥에는 유파틸린(항암성분), 자세오시딘(항위궤양 성분), 아피게닌(apigenin), 유파폴린(eupafolin), 아밀라아제, 콜린, 아르데모즈, 유칼립톨, 정유 성분(시네올, 트리사이클린, 테르핀네, 보르네올, 피넨 등 65종), 비타민류, 단백질, 칼슘, 마그네슘, 철분, 칼륨 및 인 등이 함유되어 있으며, 그 효능으로는 소염, 진통, 강심, 진해 작용 등이 알려져 있다. 그러나 현재까지 강화약쑥의 당뇨병 치료효과에 대해서는 보고 된 바가 없다.
이에 본 발명자들은 당뇨병 치료 효과가 우수하면서도 부작용이 없는 새로운 치료제를 찾고자 연구하던 중 강화약쑥 추출물이 당뇨로 인해 발생된 대사 이상 증 세를 정상화하여 당뇨병을 매우 효과적으로 예방 및 치료하는 활성이 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 강화약쑥 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병 의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 강화약쑥 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 강화약쑥 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 강화약쑥 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 강화약쑥은 강화에서 자생하는 약쑥을 말하며 사자발쑥 또는 싸주아리쑥인 것이 바람직하다. 상기 사자발쑥(sajabalssuk)은 잎이 넓고 짙은 녹색이며 사자발 모양으로 갈라져 마디마디 착생하며 특유의 향을 발하는 것으로 알려 져 있다. 사자발쑥의 성분으로는 정유, 탄닌, 수지, 아르테미신, 아스코르브산, 카로틴, 치네올, 아데닌, 비타민 A, B, C, 모노기닌, 콜린, 유산, 테트라데카트린, 아밀라아제 등이 함유되어 있으며 약리적 효과로는 항균작용, 기관지 확장작용, 모세혈관작용, 혈액응고 억제작용, 항위염 및 항위궤양 효과가 알려져 있다.
상기 싸주아리쑥(ssajuarissuk)은 향이 강하고 잎 뒷면이 희며 잎 형태가 새의 날개 모형으로 평편하고 줄기가 부드럽고 흰색을 띠고 있는 특징이 있다. 싸주아리쑥의 성분으로는 유파틸린, 자세오시딘, 스티그마스테롤, 베타 사이토스레롤, 에르고스페롤 퍼록사이드, 다우코스테롤, 파이톨 등이 함유되어 있으며, 항암, 면역증강작용, 항위염 및 항위궤양 효과가 알려져 있다.
본 발명의 강화약쑥 추출물은 공지의 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 강화약쑥을 채취하여 물 및 탄소수 1개 내지 5개의 알코올(예를 들어, 에탄올, 부탄올, 메탄올, 프로판올, 펜탄올)과 같은 극성용매 또는 에테르, 헥산, 벤젠, 클로로포름 및 에틸아세테이트 등의 비극성 용매를 가하여 실온에서 침적 추출하거나 가온 추출할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 강화약쑥 추출물은 물 또는 탄소수 1개 내지 5개의 알코올을 이용하여 실온에서 침적 추출함으로써 제조할 수 있다.
용매 추출시의 강화약쑥과 추출용매의 비율은 특별히 한정되지 않으나, 강화약쑥 1g에 대하여 추출용매를 2배∼10배(중량기준)로 사용할 수 있다.
추출시 온도는 상압 하의 실온에서 수행하는 것이 바람직하며, 추출시간은 추출온도에 따라 다르지만, 12시간∼48시간, 바람직하게는 12시간∼24시간 동안 추출할 수 있다. 또한, 추출시 교반기(shaker)로 교반할 경우에 더욱 추출효율을 증대시킬 수 있다.
추출에 사용되는 강화약쑥은 수확한 후 세척하여 그대로 사용하거나 건조하여 사용할 수 있다. 건조는 양건, 음건, 열풍건조 및 자연건조할 수 있다. 또한, 추출효율을 증대시키기 위해 강화약쑥 또는 그 건체를 분쇄기로 분쇄하여 사용할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 강화약쑥 추출물은 강화약쑥 건조물을 분쇄하여 제조한 강화약쑥 분말에 에탄올을 2∼10배, 바람직하게는 5∼10배로 첨가하고 상온에서 12시간∼24시간 동안 추출한다. 상기 추출액을 원심 분리하여 침전물을 제거하고 상등액을 회수한다. 회수한 상등액은 농축한 다음 건조시켜 분말화할 수 있다.
상기 본 발명의 강화약쑥 추출물은 당뇨병을 예방 또는 치료하는 효과를 가지고 있음을 특징으로 한다. 본 발명에서 '당뇨병'이란 당대사 기능 이상을 특징으로 하는 만성질환이다. 상기 당뇨병은 혈중 포도당 농도를 조절하는 가장 중요한 호르몬인 인슐린의 절대적 생산 결핍의 결과(인슐린 의존형 당뇨병 또는 제1형 당뇨병)이거나 표적장기에서의 인슐린의 작용저하의 결과로 인해 유발된다(인슐린 비의존형 당뇨병 또는 제2형 당뇨병).
바람직하게는, 본 발명에서 당뇨병은 인슐린 비의존형 당뇨병(제2형 당뇨병)을 말한다. 상기 인슐린 비의존형 당뇨병은 일반적으로 당대사 및 지질대사 이상을 나타낸다. 즉, 상기 인슐린 비의존형 당뇨병 환자의 경우 음식 섭취 후 인슐린 분비가 늦어지거나 충분한 양이 분비되지 못하여 간에서의 당 생성이 줄어들지 못하고 근육, 간 및 지방과 같은 말초 조직에 의한 혈당의 이용률이 증가되지 못한다. 이 때문에 생긴 식후의 과혈당 증상은 인슐린 분비를 항상 촉진시켜 결과적으로 만성적인 인슐린 과다증을 유발하고 이러한 상태가 계속되면 베타세포가 더 이상 증가된 인슐린 분비율을 유지하지 못하게 되어 궁극적으로 인슐린 저항성이 나타난다. 지속적인 인슐린 저항성은 인슐린 생성에 문제를 초래하여 저인슐린혈증을 유도하게 된다. 특히 글루카곤에 대한 인슐린 비가 감소되면 간에서의 당신생이 증가된다.
또한, 인슐린 저항성의 원인으로 혈중 유리지방산의 증가가 제시되고 있다. 혈중 유리지방산의 증가는 말초조직에서 인슐린에 의한 당 이용을 억제시키고 간 조직에서 당 신생억제를 방해함으로써 혈당치를 높인다. 상기 인슐린 비의존형 당뇨병에서는 혈중 유리지방산 증가뿐 만 아니라 혈중 콜레스테롤과 중성지질 증가 현상 및 HDL-콜레스테롤 감소 현상이 나타나며 이러한 지질이상혈증(dyslipidemia)의 발병은 정상인에 비해 2~4배 정도 높다.
한편 당뇨병과 당뇨 합병증에 관련된 연구에서 당뇨병이 산화적 스트레스와 밀접한 관련이 있음이 보고 되고 있다. 당뇨병에서 나타나는 만성적인 고혈당은 포도당의 자동산화, 단백질 당화 등 다양한 경로에 의해 유리기의 생성을 증가시키고, 반응성이 높은 이들 물질에 의해 산화적 스트레스가 높아진다. 더구나 고혈당으로 유발된 산화적 스트레스를 방어하기에는 항산화 효소의 발현과 활성이 불충분하여 항산화 효소 활성이 비정상적으로 증가하게 되어 이들 효소사이에 유지되고 있던 균형상태가 무너지게 된다.
본 발명자들은 강화약쑥 추출물의 당뇨병 예방 및 치료 효과를 인슐린 비의존형 당뇨병 마우스 모델을 이용한 생체 내(in vivo) 실험을 통해 확인되었다.
먼저, 본 발명자들은 강화약쑥 추출물이 인슐린 비의존형 당뇨 마우스의 당대사 이상을 정상화하는지 여부를 실험을 통해 검증하였다(실험예 1 참조).
먼저, 본 발명자들은 본 발명의 강화약쑥 추출물이 실험동물의 체중이나 식이 섭취량에는 유의적인 영향을 미치지 않았음을 확인할 수 있었다. 반면 현재 당뇨병 치료제로서 사용되는 로지글리타존의 경우에는 실험동물의 체중 및 식이섭취량을 증가시켜 비만을 유도하는 부작용이 있음을 알 수 있었다(표 2 참조).
당대사 이상의 정상화와 관련하여, 본 발명의 강화약쑥 추출물은 당뇨 마우스에서 비정상적으로 증가된 당화헤모글로빈 농도(혈중 포도당 농도와 비례함) 및 식후 혈당량을 유의적으로 감소시켜 정상화하는 활성이 있음을 확인하였다(도 3 및 도 4 참조). 따라서 강화약쑥 추출물은 당뇨 마우스의 혈당을 정상화하는 효과가 있음을 알 수 있었다.
또한, 본 발명의 강화약쑥 추출물은 당뇨 마우스에서 인슐린 저항성을 개선하며(도 5 참조), 비정상적으로 증가된 혈장 인슐린 농도, c-펩타이드 농도, 혈장 글루카곤 농도를 모두 유의적으로 감소시켜 정상화하는 활성이 있음을 확인하였다. 또한, 당뇨 마우스에서 글루카곤에 대한 인슐린 비의 감소를 억제하여 정상화하는 활성이 있음을 알 수 있었다(표 3 참조).
나아가, 본 발명의 강화약쑥 추출물은 당뇨 마우스의 간에서 글리코겐의 합성(도 6 참조)과 간의 당 산화를 증가시키고(도 7 참조) 당 신생을 저해하는(도 8 참조) 기작을 통해 혈당을 조절함을 확인할 수 있었다.
따라서 본 발명의 강화약쑥 추출물은 당뇨 마우스에서 발생되는 당 대사 이상을 부작용 없이 정상화하는 효과가 있음을 알 수 있었다.
또한, 본 발명자들은 강화약쑥 추출물이 인슐린 비의존형 당뇨 마우스의 지질대사 이상을 정상화하는지 여부를 실험을 통해 검증하였다(실험예 2 참조).
그 결과, 본 발명의 강화약쑥 추출물은 당뇨 마우스에서 비정상적으로 증가된 혈장 유리지방산(도 9 참조), 중성지방 및 총콜레스테롤 농도(도 10 참조)를 유의적으로 감소시켜 정상화하며 간조직의 중성지방 및 콜레스테롤 함량도 유의적으로 감소시켜 정상화함을 확인할 수 있었다(도 11 참조).
또한, 본 발명의 강화약쑥 추출물은 당뇨 마우스에서 비정상적으로 증가된 지방산합성 효소인 FAS(fatty acid synthase)의 활성(도 12 참조), 중성지방 합성 효소인 PAP(Phosphatidate phosphohydrolase; PAP)의 활성(도 13 참조)을 감소시키고 지방산 산화 관련 효소인 β-옥시데이션 및 CPT(carnitine palmitoyl transferase)(도 14 참조), 콜레스테롤 생합성 조절효소인 HMG-CoA 환원효소(3-hydroxy-3- methylglutaryl CoA) 및 에스테르화 반응 촉매 활성을 가진 ACAT(acyl-coenzyme A: cholesterol acyltransferase) 효소의 활성(도 15 참조)을 유의적으로 감소시켜 지방산 합성, 중성지방 합성, 지방산 산화 및 콜레스테롤 합성을 억제함으로써 당뇨 마우스의 지질대사 이상을 정상화함을 확인할 수 있었다.
나아가, 본 발명자들은 강화약쑥 추출물이 인슐린 비의존형 당뇨 마우스의 항산화 효소 활성을 정상화하는지 여부를 검증하였다(실험예 3 참조)
그 결과, 본 발명의 강화약쑥 추출물이 당뇨 마우스에서 산화적 스트레스에 의해 비정상적으로 증가된 항산화 효소 활성을 정상화시키는 것으로 나타났다(도 16 참조).
따라서 본 발명은 강화약쑥 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료를 위한 약학적 조성물을 제공한다.
상기 본 발명에 따른 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양의 강화약쑥 추출물을 단독으로 포함하거나 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 상기에서 "약학적으로 유효한 양"이란 예방 또는 치료 효과를 나타내는 추출물의 양을 말한다. 본 발명에 따른 강화약쑥 추출물의 약학적으로 유효한 양으로는 0.1∼100mg/day/체중kg, 바람직하게는 20∼50mg/day/체중kg이다. 그러나 상기 약학적으로 유효한 양은 질환 및 이의 중증정도, 환자의 연령, 체중, 건강상태, 성별, 투여 경로 및 치료기간 등에 따라 적절히 변화될 수 있다.
상기에서 '약학적으로 허용되는'이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 약학적으로 허용되는 담체로는 예를 들면, 락토스, 전분, 셀룰로스 유도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등과 같은 경구 투여용 담체 및 물, 적합한 오일, 식염수, 수성 글루코스 및 글리콜 등과 같은 비경구 투여용 담체 등이 있으며 안정화제, 보존제, 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 항산화제가 있다. 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필-파라벤 및 클로로부탄올이 있다. 그 밖의 약학적으로 허용되는 담체로는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다(Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995).
또한, 본 발명의 약학 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 사용하여 제형화될 수 있다. 제형은 분말, 과립, 정제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 멸균 분말의 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물은 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있다.
또한, 본 발명의 약학적 조성물은 당뇨병의 예방 또는 치료하는 효과를 가지 는 공지의 화합물과 병행하여 투여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 강화약쑥 추출물은 당뇨병의 예방 또는 개선의 목적으로 식품의 형태로 제조될 수 있다. 따라서 본 발명은 강화약쑥 추출물을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물을 제공한다. 본 발명의 식품 조성물은 기능성 식품(functional food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강식품(health food) 및 식품 첨가제(food additives) 등의 모든 형태를 포함한다. 상기 유형의 식품 조성물은 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다.
예를 들면, 건강식품으로는 본 발명의 강화약쑥 추출물 자체를 차, 쥬스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용하도록 하거나, 과립화, 캡슐화 및 분말화하여 섭취할 수 있다.
또한, 기능성 식품으로는 음료(알콜성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예: 햄, 소시지 콘비프 등), 빵류 및 면류(예: 우동, 메밀국수, 라면, 스파게티, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예: 버터, 치즈 등), 식용식물유지, 마가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소스 등) 등에 본 발명의 강화약쑥 추출물을 첨가하여 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
강화약쑥 추출물의 제조
<1-1> 사자발쑥의 에탄올 추출물 제조
사자발쑥(2년생 건조물, 강화군 농업기술센터 특화작목연구소로부터 입수) 1kg을 건식 분쇄기를 이용하여 분쇄하였다. 상기 분쇄물 100g에 95% 에탄올 1L을 첨가한 후 교반하면서 12시간 동안 추출하였다. 상기 추출과정을 2회 반복하였다. 상기에서 수득한 추출물을 여과지(Advantec N0. 2, filter paper)로 여과하여 침전물을 제거하고 상등액을 수득하였다. 상기 상등액을 감압농축기로 농축하였다. 추출물의 수율(사용한 사자발쑥 중량에 대해 수득된 추출물의 백분율)은 5.0%였다.
<1-2> 싸주아리쑥의 에탄올 추출물 제조
싸주아리쑥(2년생 건조물, 강화군 농업기술센터 특화작목연구소로부터 입수) 1kg을 건식 분쇄기를 이용하여 분쇄하였다. 상기 분쇄물 100g에 95% 에탄올 1L을 첨가한 후 상기 실시예 <1-2>와 동일한 방법으로 추출, 여과 및 농축하였다. 싸주아리쑥 추출물의 수율은 3.8%였다.
<실험예 1>
강화약쑥 추출물이 당뇨 마우스의 당대사에 미치는 영향 조사
<1-1> 실험동물의 설계 및 실험식이 조성
실험동물로는 5주령의 웅성 제2형 당뇨 마우스(C57BL/KsJ-db/db mice, Jackson사에서 구입, USA) 40마리 및 상기 당뇨 마우스와 성별과 연령이 동일한 정상 마우스(C57BL/KsJ-db/+ mice)((주)바이오 제노믹스사를 통해 수입) 10마리를 구입하여 사용하였다. 상기 마우스는 동물실험실에서 2주일간 순응시킨 다음 실험에 사용하였으며, 실험시 사육 조건으로는 온도 23±1℃, 습도 40∼60%의 환경 하에서 명암주기를 12시간으로 하였다. 또한, 사육기간 동안 기본사료(Lab. chow pellet 식이, 슈퍼피드, 한국)와 식수를 제한 없이 공급하였다.
순응기간이 끝난 후 상기 정상 마우스에는 정상 식이(AIN-76 semisynthetic diet)를 급여하였고 당뇨 마우스는 각 10마리씩 무작위적으로 분류하여 당뇨 대조군, 약물 투여군, 사자발쑥 추출물 투여군 및 싸주아리쑥 추출물 투여군으로 나누고 각 군에 따라 식이를 달리하여 급여하였다. 즉, 당뇨 대조군에는 정상 식이만을 급여하였고 상기 약물 투여군은 당뇨병 치료제로 사용되는 로지글리타존(rosiglitazone)을 정상 식이와 혼합하여 급여하였다. 사자발쑥 추출물 투여군과 싸주아리쑥 추출물 투여군은 상기 실시예 1에서 제조한 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물을 정상 식이와 혼합하여 급여하였다. 각 군에 공급한 식이 조성물의 성분 및 함량은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
각 군에 급여한 식이 조성물의 성분 및 함량(단위: 중량%)
정상군 당뇨군
당뇨 대조군 약물 투여군 사자발쑥 추출물 투여군 싸주아리쑥 추출물 투여군
카제인 20 20 20 20 20
DL-메티오닌 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
수크로오스 50 50 49.98 49.4 49.78
옥수수 전분 15 15 15 15 15
셀룰로오스 5 5 5 5 5
옥수수유 5 5 5 5 5
콜린비타르트레이트(Cholinbitartrate) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
미네랄 혼합물1 ) 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
비타민 혼합물2 ) 1 1 1 1 1
로지글리타존 - - 0.005 - -
사자발쑥 추출물 - - - 0.63) -
싸주아리쑥 추출물 - - - - 0.223)
합계(%) 100 100 100 100 100
1) AIN-76 미네랄 혼합물
2) AIN-76 비타민 혼합물
3) 사자발쑥 추출물과 싸주아리쑥 추출물은 건조작물을 5중량% 사용하여 제조한 것임
<1-2> 실험동물의 체중, 식이섭취량 및 장기무게 변화
실험기간 동안 상기 실험예 <1-1>의 각 실험동물에 대하여 체중, 식이섭취량 및 장기무게의 변화를 조사하였다. 또한, 실험 종료 후 동물을 부검하여 장기 중량을 측정하여 체중단위당 장기무게를 산출하였다. 측정된 결과는 SPSS 패키지 프로그램을 이용하여 분석하고 ANOVA를 실시하여 각 군간의 평균차이에 대한 유의성을 검정하였다. 다군간의 차이는 던칸 다중 범위 테스트(Duncan's multiple range test)에 의해 p<0.05 이상의 수준에서 검정하였고 그 결과를 표준오차(standard error)와 함께 나타내었다.
실험 결과, 체중은 당뇨 대조군의 경우 정상군에 비해 유의적으로 높게 나타났으며 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여에 의한 체중변화는 나타나지 않았다. 한편, 약물 투여군의 체중은 실험 2주경부터 당뇨 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(도 1).
식이섭취량은 당뇨 대조군의 경우 정상군에 비해 유의적으로 높게 나타났으며, 당뇨증상 중 하나인 다식증이 관찰되었다. 사자발쑥 추출물 및 싸주아리쑥 추출물의 투여는 식이섭취량에 유의적인 영향을 미치지 않았으나 약물 투여군의 경우 식이 섭취량이 당뇨 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(표 2).
따라서 본 발명의 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물은 실험동물의 체중이나 식이섭취량에는 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 그러나 양성 대조군인 약물투여군의 경우 체중이 증가하고 식이섭취량이 높게 나타났는데 이는 로지글리타존의 부작용 중 하나인 비만 유도와 관련이 있는 것으로 보인다.
체중 단위당 장기 무게는 간조직의 경우 정상군에 비해 당뇨 대조군에서 유의적으로 높게 나타났으며, 특히 약물 투여군의 경우 당뇨 대조군에 비해 현저히 높게 나타났다. 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물 투여는 간조직 무게에 유의적인 영향을 미치지 않았다. 신장조직 무게는 약물 투여군을 제외한 모든 군에서 유사한 수준으로 나타난 반면, 약물 투여군의 경우에는 유의적으로 낮게 나타났다. 심장조직 무게는 당뇨 대조군의 경우 정상군에 비해 낮게 나타났고 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여에 따른 유의적인 변화는 없었다(표 2). 근육무게는 정상군에 비해 당뇨 대조군에서 유의적으로 낮게 나타났으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물을 투여한 군의 경우 유의적으로 높게 나타났고, 갈색지방 무게는 정상군에 비해 당뇨 대조군에서 유의적으로 높게 나타났으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물 투여에 따라 유의적으로 낮아져서 정상군과 유사한 수준이 되었다(도 2).
각 군의 식이섭취량 및 체중 단위당 장기 무게(평균±표준오차, n=10)
구분 식이섭취량 (g/day) 장기무게(mg/g 체중)
신장 심장
정상군 3.34±0.09a 37.84±0.87a 10.61±0.22b 3.40±0.10a
당뇨군 당뇨 대조군 3.99±0.10b 56.68±1.98b 10.08±0.22b 2.80±0.11b
약물 투여군 4.68±0.09c 63.40±3.75c 5.92±0.11a 2.59±0.13b
사자발쑥 추출물 투여군 4.02±0.16b 54.39±1.96b 10.23±0.42b 2.77±0.08b
싸주아리쑥 추출물 투여군 3.82±0.07b 54.33±1.40b 10.17±0.35b 2.77±0.12b
서로 다른 문자는 p<0.05에서 각 군 간에 유의적인 차이가 있음을 의미함.
<1-3> 당화헤모글로빈 농도 변화
사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여가 당뇨 마우스의 혈중 당화헤모글로빈의 농도에 미치는 영향을 조사하였다. 당화헤모글로빈(HbA1c)의 농도는 혈중 포도당 농도와 비례하고 헤모글로빈의 반감기가 60일 정도이기 때문에 60일간의 혈당치를 알 수 있는 지표로 알려져 있다. 당화헤모글로빈의 농도는 실험예 <1-1>의 실험 종료 후 각 군의 꼬리 정맥을 통해 수집한 혈액을 시료로 하여 자동분석기(Roche, Swiss)를 이용하여 분석하였다. 측정된 결과는 실험예 <1-2>와 동일한 방법으로 통계처리하였다.
실험 결과, 정상군에 비해 당뇨 대조군의 당화헤모글로빈 농도가 3배 정도 유의적으로 높게 나타났다. 그러나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물을 투여함으로써 당뇨 대조군에 비해 유의적으로 낮아졌음을 확인할 수 있었다(도 3). 따라서 사자발쑥 추출물 및 싸주아리쑥 추출물이 당뇨 마우스의 혈당을 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있었다.
<1-4> 식후 혈당 농도 변화
사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여가 당뇨 마우스의 식후 혈당농도에 미치는 영향을 조사하였다. 식후 혈당 농도는 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 실험예 <1-1>에서 5주간 실험식이 급여가 완료된 후 각 군의 복강 내로 포도당(0.5mg/g 체중)을 투여한 후 꼬리정맥을 통해 30분, 60분 및 120분 간격으로 채혈하고 글루코오스 분석기(올메디쿠스, 한국)를 이용하여 혈당량을 측정하였다. 측정된 결과는 상기 실험예 <1-2>와 동일한 방법으로 통계처리하였다.
실험 결과, 포도당 투여 30분 후에 모든 군의 혈당이 상승되었으나 120분 후에 정상군과 약물 투여군은 포도당 투여 전과 유사한 수준으로 감소되었다. 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물 투여군의 경우에도 혈당치가 포도당 투여 전보다 감소하여 약물 투여군 및 정상군과 비슷한 수준을 보였다. 그러나 당뇨 대조군의 경우에는 포도당 투여 전보다 더 높은 것으로 나타났다(도 4). 따라서 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물은 당뇨 마우스의 식후 혈당 농도를 정상화시키는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
<1-5> 인슐린 민감성 개선
사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여가 당뇨 마우스의 인슐린 저항성을 개선하는 효과가 있는지 조사하였다. 상기 실험예 <1-1>에서 각각의 실험식이를 급여한지 5주가 경과된 당뇨 마우스에 인슐린(2 unit/kg 체중)을 복강 내 투여한 후 혈당변화를 조사하였다. 혈당변화는 인슐린 투여 후 30분 및 60분 간격으로 마우스의 꼬리 정맥으로부터 혈액을 채취하고 상기 실험예 <1-4>와 동일한 방법으로 혈당 농도를 측정하였다.
실험 결과, 인슐린 투여 30분 후 모든 군의 혈당이 정상군에 비해 유의적으로 높게 나타났으나 60분 후에는 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물을 투여한 군의 경우 당뇨 대조군에 비해 유의적으로 낮아져서 정상군과 유사한 수준으로 나타났다(도 5). 따라서 본 발명의 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물은 당뇨 마우스의 인슐린 저항성을 감소시키는 활성이 있음을 알 수 있었다.
<1-6> 혈장 인슐린, c-펩타이드 및 글루카곤의 농도 변화
상기 실험예 <1-1>에서 실험이 종료된 각 군으로부터 꼬리 채혈을 통해 혈액을 수집하고 혈장 인슐린 농도, 인슐린 분비 지표로 알려진 c-펩타이드 농도 및 글루카곤 농도를 방사선면역분석법에 따라 측정하였다. 상기 혈장 인슐린, c-펩타이드, 글루카곤 농도는 각각 인슐린 RIA 키트(Diagnostic Systems Laboratories, USA), c-펩타이드 RIA 키트(Diagnostic Systems Laboratories, USA) 및 글루카곤 RIA 키트(Packard, USA)를 사용하여 측정하였다. 측정된 결과는 상기 실험예 <1-2>와 동일한 방법으로 통계처리 하였다.
실험 결과, 혈장 인슐린 농도는 당뇨 대조군의 경우 정상군에 비해 유의적으로 높았으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물 투여에 의해 낮아져서 약물 투여군과는 비슷한 수준을 나타내었다. c-펩타이드 농도도 당뇨 대조군이 정상군에 비해 유의적으로 높았으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물 투여에 의해 낮아졌다.
혈장 글루카곤 농도는 당뇨 대조군의 경우 정상군에 비해 유의적으로 높았으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물 투여로 인해 당뇨 대조군에 비해 현저하게 낮아져 약물 투여군 보다 더 낮게 나타났다.
일반적으로 혈장 글루카곤에 대한 인슐린 비의 감소는 당뇨병 악화와 관련되어 있는 것으로 알려져 있다. 당뇨 대조군의 경우 글루카곤에 대한 인슐린의 비는 정상군에 비해 유의적으로 낮았다. 그러나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여로 인해 글루카곤 농도에 대한 인슐린의 비가 당뇨 대조군에 비해 현저히 증가되었으며, 증가정도가 약물 투여군에 비해서도 2배 정도 높은 것으로 나타났다(표 3).
따라서 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물은 당뇨병으로 인한 비정상적인 인슐린 및 글루카곤 농도를 정상화하여 당뇨병의 악화를 억제할 수 있음을 알 수 있었다.
혈장 인슐린, c-펩타이드 및 글루카곤 농도(평균±표준 오차)
구분 인슐린 (ng/mL) c-펩타이드 (ng/mL) 글루카곤 (ng/mL) 인슐린/글루카곤(%)
정상군 0.18±0.01a 0.51±0.02a 0.11±0.01a 163.64±0.93a
당 뇨 군 당뇨 대조군 0.40±0.04c 1.11±0.07c 2.29±0.08e 17.47±0.50d
약물 투여군 0.27±0.02b 0.58±0.05a 1.45±0.13d 18.62±0.37d
사자발쑥 추출물 투여군 0.27±0.01b 0.92±0.05b 0.84±0.04c 32.14±0.58c
싸주아리쑥 추출물 투여군 0.27±0.03b 0.85±0.02b 0.84±0.04c 32.14±0.49c
* 서로 다른 문자는 p<0.05에서 유의적인 차이가 있음을 의미함.
<1-7> 간조직의 글리코겐 함량 변화
상기 실험예 <1-1>에서 실험이 종료된 각 군을 치사시켜 간조직을 수득하고 간조직 내 글리코겐 함량을 공지의 방법을 수정 보완하여 측정하였다(Seifter et al., Arch Biochem Biophys 50:191-200, 1950). 즉, 간 조직 1g 당 30%의 KOH 용액을 5배 가한 후 빙냉 상태에서 글라스 테플론 균질화기(Glascol, 099C K44, USA)로 분쇄하였다. 이것을 100℃에서 30분간 반응시킨 후 에탄올로 침전시키고 세척한 다음 증류수에 녹여 시료를 제조하였다. 글리코겐 함량은 상기 시료에 안트론(anthron) 시약을 가한 후 100℃에서 10분간 반응시키고 620nm에서 흡광도의 변화를 측정하고 표준곡선으로부터 글리코겐 농도를 계산하였다.
실험 결과, 당뇨대조군의 경우 정상군 및 약물 투여군에 비해 간조직의 글리코겐 농도가 높은 것으로 나타났다. 한편, 사자발쑥 추출물 투여군 및 싸주아리쑥 추출물 투여군의 경우에는 증가하는 것으로 나타났다(도 6).
<1-8> 간조직의 당대사 효소 활성 변화
상기 실험예 <1-1>에서 실험이 종료된 각 군을 치사시켜 간조직을 수득하고 간조직 내 당대사 효소의 활성을 측정하였다.
혈중으로부터 간으로의 포도당 흡수(uptake) 및 당 산화 촉진에 관여하는 효소인 글루코키나제(Glucokinas, GK)의 활성도는 공지의 방법에 따라 NAD+가 NADH로 환원되는 정도를 측정함으로써 분석하였다(Davidson et al., Arch Biochem Biophys 253:156-167, 1987). GK 효소의 활성도는 세포질 단백질 1mg 당 1분간 생성된 NADH를 nmol로 나타내었다.
당 신생 효소인 글루코스-6-포스파타아제(Glucose-6-phosphatas, G6Pase)의 활성도는 공지의 방법에 따라 측정하였다. G6Pase 효소의 활성도는 1분간 1μmole 글루코스-6-포스페이트의 가수분해를 촉매하는 효소의 양으로 나타내었다.
실험 결과, 당 산화 효소 활성은 당뇨대조군에 비해 정상군 및 약물 투여군이 높은 것으로 나타났다. 사자발쑥 추출물 투여군 및 싸주아리쑥 추출물 투여군의 경우에도 당뇨대조군에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타나 정상군 및 약물 투여군과 유사한 수준을 나타냈다(도 7).
당 신생 효소 활성은 당뇨대조군에 비해 정상군 및 약물 투여군에서 낮게 나타났다. 사자발쑥 추출물 투여군 및 싸주아리쑥 추출물 투여군의 경우에도 당뇨대조군에 비해 당 신생 효소 활성이 유의적으로 낮게 나타났다(도 8).
상기 실험 결과로부터 주로 당 신생 저해만을 통해 혈당을 조절하는 공지 약물의 작용기작과는 달리 본 발명의 강화약쑥 추출물은 간의 당 산화, 간조직에서 글리코겐 합성의 증가 및 당 신생 저해와 같은 다양한 기작을 통해 혈당을 조절한다는 것을 알 수 있었다.
<실험예 2>
강화약쑥 추출물이 당뇨 마우스의 지질대사에 미치는 영향
사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여가 당뇨 마우스의 혈장과 간 조직의 지질농도 및 지질대사 관련효소의 활성에 미치는 영향을 조사하였다.
<2-1> 혈장과 간 조직의 지질농도
사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여가 당뇨 마우스의 혈장 및 간 조직의 유리지방산, 중성지방 및 총 콜레스테롤 농도 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 상기 혈장 유리지방산, 중성지방 및 총 콜레스테롤 농도는 다음과 같은 방법으로 분석하였다. 상기 실험예 <1-1>에서 실험이 완료된 마우스의 꼬리 정맥을 통해 채혈하여 시료를 획득한 후 시판되는 분석용 키트로 분석하였다. 분석용 키트로는 혈장 유리지방산의 경우 NEFA 키트(Enzymatic non-esterified fatty acid kit, Wako, 일본)를 사용하여 측정하였다. 총 콜레스테롤 함량은 아산제약에서 판매되고 있는 AM202-K를 사용하여 분석하였고 500nm에서 흡광도를 측정하고 표준곡선을 기준으로 하여 농도를 계산하였다. 중성지방 농도는 아산제약에서 판매되고 있는 AM 157S-K를 사용하여 분석하였으며, 550nm에서 흡광도를 측정하고 표준곡선을 기준으로 하여 농도를 계산하였다.
간조직의 지질 농도는 상기 실험예 <1-1>의 실험이 완료된 후 마우스를 치사시켜 간조직을 수득하고 간조직의 지질을 공지된 방법(Folch법)으로 추출한 후 효소시액에 유화제인 0.5% 트립톤 X-100과 3mM 소디움 콜레이트를 혼합한 다음 상술한 혈장 콜레스테롤 및 중성지방 농도 측정방법과 동일한 방법으로 분석하였다. 측정된 결과는 상기 실험예 <1-2>와 동일한 방법으로 통계처리하였다.
실험 결과, 혈장 유리지방산 농도는 당뇨 대조군의 경우 정상군에 비해 유의적으로 증가된 것으로 나타났으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여에 의해 유리지방산 농도가 유의적으로 감소되는 것으로 나타났다(도 9).
혈장의 중성지방 및 총 콜레스테롤 농도도 당뇨 대조군이 정상군에 비해 유의적으로 높게 나타났으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여에 의해 유의적으로 감소되었다(도 10).
간조직의 중성지방 및 콜레스테롤 함량도 당뇨 대조군이 정상군에 비해 유의적으로 높게 나타났으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여로 인해 유의적으로 낮아져서 정상군과 유사한 수준이 되었다(도 11).
상기 실험 결과로부터 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물은 당뇨 마우스의 혈장과 간조직의 지질농도를 낮춤으로써 당뇨로 인한 지질축적을 감소시킬 수 있음을 확인하였다.
<2-2> 간조직의 지질대사 관련효소 활성
사자발쑥 추출물 및 싸주아리쑥 추출물의 투여가 당뇨 마우스의 간 조직의 지방산합성 효소인 FAS(fatty acid synthase), 중성지방 합성 효소인 PAP(Phosphatidate phosphohydrolase), 지방산 산화 관련 효소인 β-옥시데이션, CPT(carnitine palmitoyl transferase), 콜레스테롤 생합성 조절효소인 HMG-CoA 환원효소(3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase) 및 에스테르화 반응 촉매 활성을 가진 ACAT(acyl-coenzyme A: cholesterol acyltransferase)활성에 미치는 영향을 조사하였다.
FAS 활성은 공지된 방법을 수정보완(Carl et al., Methods in Enzymology, 35:37-44, 1975)하여 측정하였으며 세포질 단백질 1mg 당 1분간 산화된 NADPH의 nmol로 나타내었다.
PAP 활성은 공지된 방법(Walton, Biochimica et Biophysica Acta 796:346-347, 1996)에 따라 측정하였다. 즉, 0.05 M Tris-HCl (pH 7.0), 1.25 mM EDTA, 1.0 mM MgCl2 및 0.9% NaCl 용액에 용해시킨 1 mM 포스파티데이트(phosphatidate)와 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine)에 효소원(간조직)을 가하여 37℃에서 15분간 반응시킨 후 1.8 M H2SO4를 가하여 반응을 정지시켰다. 여기에, 1.25% 아스코르브산(ascorbic acid), 0.32% 암모니움 몰리브데이트(ammonium molybdate) 및 0.13% SDS를 가하고, 45℃에서 20분간 반응시킨 후 820nm에서 흡광도를 측정하였다.
β-옥시데이션은 공지된 방법을 수정 보완하여(Lazarow, Methods in Enzymology 72:315-319, 1981), NAD+가 NADH로 환원되는 정도를 340nm에서 측정하였다. β-옥시데이션 단위는 미토콘드리아 단백질 1mg 당 1분간 환원된 NAD nmol로 나타내었다.
CPT 활성은 공지된 방법에 따라(Markwell, The Journal of Biological Chemistry 248:3426-3432, 1973) 미토콘드리아에서 카르니틴이 팔미토일-CoA를 기질로 하여 생성된 총 CoASH 생성률을 412nm에서 흡광도 변화를 측정함으로써 분석하였다.
HMG-CoA 환원효소 활성은 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 효소원인 마이크로솜(microsome)을 공지된 방법(Hulcher et al., Journal of Lipid Research, 14, 625-631, 1973)으로 분리하였고 브래드포드법으로 단백질량을 정량하였다. 효소 활성도는 [14C] 동위원소를 이용한 공지의 방법을 수정하여 분석하였으며(Shapiro et al., Biochimica et Biophysica Acta 370:369-377, 1974), 1분 당 마이크로솜 단백질 1mg이 생성하는 메바로네이트(mevalonate)양을 pmol로 나타내었다.
ACAT 효소 활성은 간조직 마이크로솜을 효소원으로 이용하고 [14C] 동위원소를 이용한 공지의 방법(Erickson and Gilies, Journal of Lipid Research 21: 930-941, 1980)을 수정하여 측정하였다. 활성도는 1mg의 마이크로솜 단백질이 1분간 생성하는 콜레스테릴 올레오에이트의 pmol수로 나타내었다.
실험 결과, FAS 활성은 당뇨대조군에 비해 정상군과 약물 투여군에서 유의적으로 높게 나타났다. 한편, 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물을 투여한 경우에는 당뇨 대조군에 비해 유의적으로 낮게 나타났다(도 12).
PAP 활성은 당뇨대조군의 경우 정상군과 약물 투여군에 비해 높게 나타났으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여에 따라 당뇨대조군에 비해 유의적으로 낮아져서 정상군과 유사한 수준을 나타내었다(도 13).
상기 실험 결과로부터 정상군과 약물 투여군의 경우에는 지방산 합성 효소인 FAS에 비해 중성지방 합성 효소인 PAP 활성을 하향 조절하여 혈장과 조직의 중성지방 수준을 저하시킴을 알 수 있었다. 한편, 본 발명의 사자발쑥 추출물 및 싸주아리쑥 추출물은 FAS 활성 및 PAP 활성을 모두 저해하여 지방산 합성 및 중성지방 합성을 저하시킴을 알 수 있었다.
β-옥시데이션 및 CPT 활성은 당뇨 대조군이 정상군에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 그러나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물을 투여함에 따라 β-옥시데이션 및 CPT 활성도가 유의적으로 감소하였다(도 14).
또한, HMG-CoA 환원효소 및 ACAT 활성도 당뇨 마우스가 정상군에 비해 유의적으로 높게 나타났으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물을 투여함에 따라 유의적으로 낮아졌다(도 15).
상기 실험 결과로부터 당뇨 마우스에 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물을 투여함에 따라 지방산 합성, 중성지방 합성 및 지방산 산화가 억제되고 콜레스테롤 합성이 억제되어 정상군과 유사한 수준으로 지질대사가 이루어질 수 있음을 확인하였다.
<실험예 3>
강화약쑥 추출물이 당뇨 마우스의 항산화 조절기능에 미치는 영향
사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물의 투여가 당뇨 마우스의 간조직의 항산화 효소 활성에 미치는 영향을 조사하였다. SOD(superoxide dismutase) 활성은 알칼리 상태에서 피로갈롤의 자동산화에 의한 발색을 이용한 공지의 방법(Marklund, European Journal of Biochemisty 47: 469-474, 1974)으로 측정하였다. 효소활성 단위는 효소액을 넣지 않고 반응시킨 피로갈롤 용액의 자동산화를 50% 억제하는 단백질의 양으로 정하였다.
CAT(Catalase) 효소 활성은 공지의 방법(Abei, Academic Press, 2: 673-684, 1974)을 이용하여 H2O2 흡광도 변화와 H202의 몰흡광계수로 H202의 농도를 구한 다음 감소된 H2O2 nmol/min/mg 단백질로서 효소활성도를 계산하였다.
GSH-Px(Glutathione peroxidase) 활성은 공지의 방법(Paglia and Valentine, Journal of Laboratory Clinical Medicine 70:158-169, 1976)으로 산화형 글루타치온이 글루타치온 환원효소와 NADPH에 의하여 환원될 때 NADPH의 흡광도가 340nm에서 감소하는 정도를 측정하였다. 효소활성 단위는 1분간 1nmol의 산화형 NADPH를 생성하는 효소의 양으로 나타내었다.
실험 결과, SOD 및 CAT 효소의 활성은 당뇨 대조군이 정상군에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타나 당뇨 발생으로 인한 산화 스트레스의 증가로 이들 항산화 효소의 활성이 증가함을 알 수 있었다. 그러나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물을 투여함에 따라 이들 효소의 활성이 낮아지는 것으로 나타났다(도 16).
간조직의 GSH-Px 활성도도 정상군에 비해 당뇨 대조군에서 유의적으로 높게 나타났으나 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물을 투여함에 따라 정상군의 수준과 유사하게 감소되었다(도 17).
상기 실험 결과로부터 사자발쑥 추출물 또는 싸주아리쑥 추출물이 당뇨 마우스의 항산화 효소 활성을 정상화시키는 활성이 있음을 확인할 수 있었다.
이상, 상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 강화약쑥 추출물은 당뇨병으로 인한 당대사 및 지질대사 이상을 정상화하고 당뇨 발생으로 인한 산화 스트레스의 증가로 인해 비정상적으로 증가된 항산화 효소의 활성을 정상화함으로써 당뇨병의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 강화약쑥의 물 또는 탄소수 1개 내지 5개의 알코올 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 강화약쑥이 사자발쑥 또는 싸주아리쑥인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 당뇨병이 인슐린 비의존형 당뇨병(제2형 당뇨병)임을 특징으로 하는 조성물.
  4. 강화약쑥의 물 또는 탄소수 1개 내지 5개의 알코올 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병 또는 당뇨 합병증의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
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