KR20090077572A

KR20090077572A - 용암해수 탈염 미네랄수를 함유하는 대사증후군 예방 또는치료용 조성물

Info

Publication number: KR20090077572A
Application number: KR1020080003595A
Authority: KR
Inventors: 김기호; 김영희; 김진국; 양홍철; 고강일; 김지연; 박덕배
Original assignee: 주식회사 바이오랜드
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2008-01-11
Publication date: 2009-07-15

Abstract

본 발명은 용암해수 탈염 미네랄수를 유효성분으로 포함하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 용암해수 탈염 미네랄수를 사용하여 당뇨 및 비만을 억제함으로써 대사증후군 관련 질환의 치료 또는 예방에 효과적으로 사용할 수 있다.

용암해수, 탈염 미네랄수, 대사증후군, 항당뇨, 비만억제

Description

용암해수 탈염 미네랄수를 함유하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물{Composition for treating or preventing metabolic syndrome-related diseases comprising desalinized magma seawater}

본 발명은 용암해수 탈염 미네랄수를 함유하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 용암해수 탈염 미네랄수를 유효성분으로 포함하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.

대사증후군(Metabolic Syndrome)은 고중성 지방혈증, 고혈압, 당대사 이상, 혈액응고 이상 및 비만과 같은 위험인자가 함께 나타나는 증후군을 지칭한다. 그 증상 자체는 치명적이진 않지만 당뇨병이나 허혈성 심혈관계질환과 같은 심각한 질병으로 발전할 소인이 있기 때문에 현대인을 가장 크게 위협하는 질환이 되고 있다. 한때는 그 원인을 몰라 X증후군(Syndrome X)을 비롯한 여러 종류의 이름으로 불렸으나, 최근 세계보건기구와 미국 국립보건연구원의 심폐혈액연구소가 제정한 성인 치료프로그램Ⅲ(Adult Treatment Program Ⅲ : ATP Ⅲ)을 통해 대사증후군 또는 인슐린저항성증후군(Insulin resistance syndrome)이라 공식 명명되었다. 상기 규정을 적용할 때 한국인은 전인구의 25% 정도가 대사증후군 증상을 나타낸다는 최 근의 연구 보고도 있다.(Inje Medical Journal, 23, pp.75-82, 2002).

인슐린 저항성이란 인슐린이 체내에서 정상적으로 분비됨에도 불구하고, 그들이 수행하는 포도당을 세포 내로 공급하는 작용이 제대로 일어나지 못하는 현상을 의미하는데, 혈액 중의 포도당은 세포 내로 들어가지 못해 고혈당 증세를 보이게 되고, 세포는 세포대로 포도당이 부족해 정상 기능을 수행하지 못하므로 결국 대사증후군 증상이 나타나게 되는 것이다.

대사증후군의 발병에는 환경적 및 유전적 요인이 모두 기여하고 있으며, 이중 운동 부족이나 비만 등 환경인자가 기여하는 정도는 전체의 약25% 정도이고 나머지는 유전적 요인이 작용할 것으로 생각된다. 하지만 아직 인슐린 저항성 및 대사성 증후군과 직접적으로 관련된 유전자는 알려져 있지 않다. 대사증후군의 여러 항목들이 서로 군집하여, 또 가족적으로 발생한다는 사실은 여러 연구를 통하여 잘 알려져 있으나, 왜 이들이 군집하여 나타나는지에 대해서는 아직 잘 알려져 있지 않다. 한 연구에 의하면 인슐린 저항성은 가족에서 군집하여 나타나고, 2형 당뇨병환자의 직계 가족에서는 45%에서 인슐린 저항성을 가지는 반면, 당뇨의 가족력이 없는 경우에서는 20%에서만 인슐린 저항성을 나타내었다. 체지방 변화에는 유전적요소가 기여하고, 특히 복부 지방의 변화에서는 이러한 유전적 요소가 훨씬 강하여, 폐경기 여성에서는 60%에 달하며 고혈압이나 이상 지혈증의 경우에도 유전성이 발견되고 있다.

대사 증후군에 속하는 여러 요소 발생의 핵심에는 인슐린 저항성 및 중심성 비만이 자리하고 있다. 따라서 치료 및 예방의 표적은 인슐린 저항성의 개선이 되 어야 할 것이고, 이를 위해서는 비약물적-약물적 방법이 모두 동원되어야 할 것이다. 적절한 체중을 획득하고 유지하기 위해서 식사요법, 생활양식의 변화, 규칙적인 운동 등 비약물 요법이 중요할 것이다. 인슐린 저항성을 개선시키는 약물로는 biguanide계(metformine)와 thiazolidinedione (rosiglitazone, pioglitazone)계열이 알려져 있다. 이러한 약제들은 인슐린 저항성의 개선 자체보다는 당뇨병과 관련하여 효과적으로 사용되고 있는데, 인슐린 분비에는 영향을 주지 않고 여러 가지 기전을 통하여 인슐린작용을 증강시켜서 혈당을 낮추고, 고 인슐린 혈증을 개선시킨다. 앞에서 언급한대로 인슐린 저항성 중 환경적 요소가 기여하는 정도가 25%에 불과하다는 점을 생각해보면 생활습관 개선이나 약물요법 등의 방법만으로는 불충분하다고 할 것이며, 아직까지 유전적 원인이 명확히 밝혀지지 않은 상황에서 완벽하게 인슐린 저항성을 개선할 수는 없을 것이다. 하지만 체중감소, 운동, 식사요법 등을 통해 당뇨병 발생위험을 감소시키고, 더불어 심혈관계 질환의 위험을 감소시킬 수 있었다는 보고가 있고, 최근 사용 중인 약물을 통해서도 당뇨병 예방 또는 심혈관계 질환 예방에 관한 고무적인 결과들이 보고되어, 예방 및 치료를 위한 노력의 끈을 놓아서는 안 될 것이다(권수경, Inje Medical Journal, 23, pp75-82, 2002).

대사성 증후군에 효과를 발휘하는 공통분모는 에너지 대사를 촉진시켜 체내에 있는 잉여의 에너지 최대한 소비하여 축적되지 않도록 하는 것이다. 잉여의 에너지를 효과적으로 제거하기 위해서는 대사의 활성을 높이는 것이 필수적인 것으로 판단되며, 이를 위해서는 지방합성억제, 당신생억제, 당소비촉진, 지방산화촉진, 에너지 대사의 핵심인 미토콘드리아의 생성 촉진 및 활성화에 관여하는 인자들을 활성화 시키는 것이 필수적일 것으로 판단된다. 대사 촉진과 관련된 활성화인자는 AMP 유도 활성화 단백질 키나아제(AMPK, AMP-activated protein kinase), PGC-1α(peroxisomal proliferator-activated receptor gamma coactivator-α), GLUT 1, 4(Glucose transporter), CPT1(carnitine palmitoyltransferase 1), UCP-1, 2, 3(uncoupling protein), 아세틸-코에이 카르복실라제 Ⅰ, Ⅱ (ACC Ⅰ, Ⅱ, acetyl-CoA carboxylase Ⅰ, Ⅱ)등이 있으며, 이들이 에너지대사에 중요한 역할을 한다.

대사성 증후군의 생리조절에는 AMP-stimulated kinase(AMPK) 및 acetyl-CoA carboxylase(ACC)의 두 가지 효소가 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. AMPK는 protain kinase의 일종으로 에너지 항상성 조절에 주된 역할을 담당한다. AMPK는 heat shock, 저산소증이나 허혈과 같이 ATP가 고갈되어 AMP/ATP 비율이 상승될 때 활성화되는데, 활성화된 AMPK는 여러 하부경로의 기질을 인산화하고, ATP level을 유지하는 목적으로 반응한다. AMPK는 지방산 합성에서의 acetyl-CoA carboxylase(ACC)나 콜레스테롤 합성에서의 3-hydroxyl-3-methyl CoA reductase와 같은 생합성 경로에서의 핵심효소를 억제함으로써 ATP의 추가적 사용을 억제한다. AMPK는 또한 지방산 산화 정도의 증가와 같은 방법들을 지방대사를 촉진한다. ACC를 결핍시킨 생쥐는 지방합성이 감소 되고, 지방대사가 촉진되어 먹이 섭취량의 증가에도, 체중 감소가 보고되었다. 따라서 ACC는 흡수된 영양소를 지방으로 저장할 것인가, 대사로 소모 시킬 것인가를 결정하는 중요한 인자로 알려져 있다(박중열, 2003년 한국 지질동맥경화학회 추학술대회 단행권, pp268-271).

대사관련 활성인자들이 in vitro 및 in vivo에서 당, 단백질, 지방 등의 에너지대사에서 중추적인 역할을 하는 것으로 알려져 있는데, Neil 등은 AMPK 및 Malonyl-CoA가 대사증후군 치료의 표적물질이라고 주장하였으며, 대사 증후군을 갖는 환자들은 인슐린 저항성, 비만, 고혈압, 지질이상증, 췌장베타세포의 기능이상, 제2형 당뇨병 그리고 동맥경화 등으로 특정될 수 있다고 하였다(Neil et al, Nature drug discovery, 3, pp340, 2004).

이러한 대사증후군의 개선효과에 있어서, 현재 대표적으로 비약물적-약물적 방법을 병행하는 쪽으로 이루어지고 있으며, 또한 한방에 기초한 연구들도 진행이 되어, 단삼추출물의 탄시논유도체를 유효성분으로 하는 비만 및 대사증후군 치료제(대한민국 등록특허 제2004-0116339), 식초가공 인삼제제를 이용한 제 2형 당뇨병과 대사증후군의 예방 및 치료용 조성물(대한민국 등록특허 제2004-0027284), 베타글루칸 및 상백추출물을 유효성분으로 포함하는 대사증후군 치료용조성물(대한민국등록특허 제2006-0025623)등의 결과가 있다. 그 외에 푸마르산 및 푸마르산 유도체를 유효성분으로 함유하는 대사증후군치료제(대한민국 등록특허 제2005-100239), 4-아미노피페리딘 유도체(대한민국 등록특허 제2007-0087664)등에 결과가 나오고 있다.

그러나 이러한 대사증후군의 개선효능의 임상효과가 그다지 탁월하지 못하며 부작용에 대한 우려 때문에 이미 약물로 쓰이고 있는 biguanide(metformine)계와 thiazolidinedione(rosiglitazone, pioglitazone)계열보다 좀 더 효과가 우수하며 부작용이 적은 대사증후군 개선효과를 탐색하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

천연물은 장기간 복용하여도 그 부작용이 미미하며 또한 오랫동안 그 효능이 입증되어, 원료 선정도 매우 용이하다는 장점이 있다. 따라서 본 발명에서는 위와 같은 부작용을 줄이고 동시에 약리효과를 얻기 위한 해결방법으로 천연물을 이용하여 본 발명을 완성하고자 하였다.

본 발명에서 사용되는 용암해수란 바닷물이 현무암층과 사니질층에 자연 여과되어 안으로 흘러들어 오랜 기간 제주도의 화산지형 하에서 숙성된 물로서 제주도만이 보유한 독특한 수자원이며, 제주에서는 1980년대부터 용암해수의 저온성, 청정성 등의 특성이 있어서 용암해수를 넙치 양식장의 사육수로 활발히 사용하여 왔으며, 5~6년 전부터는 건강, 미용 등의 측면에서 사우나 등의 용수로 사용되고 있고 크게 각광을 받고 있다. 그러나 1980년부터 최근까지 이러한 용암해수의 활용방안에 대한 연구는 주로 용암해수의 염분농도가 높기 때문에 농업용수 및 음용수로의 사용이 제한되는 점을 개선하기 위해 해수침투의 방지 측면에서 진행되어왔고 양식장 사육수 및 사우나 용수 외에 특별한 활용방안에 대한 연구는 없는 실정이었다.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 용암해수를 염분제거장치를 사용하여 탈염처리하는 경우, 대사증후군을 개선할 수 있음을 확인하고, 본　발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 대사증후군(Metabolic Syndrome) 개선 효과를 갖는 용암해수 탈염 미네랄수를 함유하는 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 용암해수 탈염 미네랄수를 함유하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물을 이용한 기능성 식품 및 약학적 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 용암해수 탈염 미네랄수를 유효성분으로 포함하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다. 본 발명의 상기 용암해수(또는 용암지역의 염지하수)는 바닷물로 둘러싸인 용암지역에서 주위의 바닷물이 현무암층과 사니질 층에 자연 여과되어 안으로 흘러들어 오랜 기간 용암(화산) 지형 하에서 숙성되어진 물이다. 용암해수에는 일반 해수 및 심층수보다 나트륨, 마그네슘, 칼슘 및 칼륨 등의 필수미네랄 뿐만 아니라, 일반 유용미네랄 성분들(철, 망간, 아연, 몰리브덴 등)도 심층수와 삼다수보다 많은 양이 함유되어 있다. 또한, 용암해수는 유용 미네랄 성분을 다량으로 함유하고 있고, 혈액순환 촉진, 면역력 증강, 항암작용을 갖는 게르마늄을 다량으로 함유하고 있다. 또한, 용암해수에는 대장균, 질산성질소, 인산염인, 페놀류 등이 검출되지 않고, 비소, 수은, 카드늄 등 유해성분이 검출되지 않은 청정한 지하수 자원이다.

본 발명의 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물에서, 상기 용암해수 탈염 미네랄수는 탈염 단계만을 채택할 경우에는 음용수로 이용될 수 있고, 탈수 단계만을 채택할 경우에는 염분이 혼합된 미네랄 조성물 분말로 이용될 수 있으며, 탈염과 탈수 단계를 모두 거칠 경우에는 순수한(염분이 없는) 미네랄 조성물 분말로 이용될 수 있다. 바람직한 측면에 있어서, 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수는 구체적으로 Na, Mg, Ca, K, Cu, Mo, V, Sr, Si, Zn, Fe, Mn, Cl, B, Li, Ba, Pb 및 As을 포함한다. 상기 미네랄 모두 인체에 유용하다고 밝혀진 미네랄들이며, 바람직하게는 1 내지 100 ppb(μg/L)의 게르마늄을 포함하는 것이 좋다. 특히 상기 게르마늄이 포함될 경우 혈액순환 촉진, 면역력 증강, 항암작용의 효과를 발생시키기 때문이다.

본 발명의 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물에서, 상기 용암해수 탈염 미네랄수는 제주도 지하 100 내지 200 m에서 취수한 용암해수를 탈염 처리하여 얻을 수 있으나 바람직하게는 제주도 동부지역에서 취수한 용암해수를 사용하는 것이 좋다. 본 발명의 실시예 1에서는 제주도 동부지역 북제주군 구좌읍 한동리에서 지하 150m를 굴착하여 지하(평균 해수면 기준) 128m에서 취수한 제주용암해수를 탈염 처리하여 용암해수 탈염 미네랄수를 생산하였다.

본 발명의 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물에서, 상기 용암해수 탈염 미네랄수는 멸균필터를 이용하여 제균한 후, 당업계에 알려진 어떠한 방법, 예를 들면 플래시증발법, 해수동결법, 역삼투압법, 이온교환수지법, 전기투석법 또는 시중에 유통되는 전기투석기나 탈염기를 사용하여 탈염할 수 있으나, 전기투석법으로 탈염하는 것이 전기전도도 값을 달리하여 용암해수 탈염미네랄수의 미네랄 농도를 조절할 수 있으므로 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예 1에서는 전기 전도도 값을 8m/s, 10m/s, 12m/s, 또는 15m/s로 조절하여 1가 양이온 및 2가 음이온을 제거하는 탈염과정을 거쳐 본 발명의 용암해수 탈염미네랄수를 생산하였다.

본 발명의 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물에서, 상기 대사증후군의 예방 또는 치료는 에너지 대사를 촉진시켜 체내에 있는 잉여 에너지 소비를 촉진시키는 어떠한 생체 대사 활성 기전에 의해서도 수행 가능하나, 아세틸-코에이 카르복실라제(ACC, acetyl-CoA carboxylase)의 활성 억제, AMP 유도 활성화 단백질 키나아제(AMPK, AMP-activated protein kinase), 단백질 키나아제 B(PKB, protein kinase B), 또는 세포외 신호 조절 키나아제(ERK, extracellular signal-regulated kinase)의 활성 증가에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명의 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물에서, 상기 대사증후군은 인슐린 저항성으로 인해 나타나는 어떠한 병증을 포함하나 내당장애, 내당장애에 의한 합병증, 고혈압 및 고지혈증 중 하나 이상을 포함하는 증상을 갖는 질환인 것이 바람직하며, 상기 내당장애에 의한 합병증은 신병증, 고지혈증 또는 간병증인 것이 바람직하다.

본 발명의 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물에서, 상기 조성물은 용암해수 탈염 미네랄수가 그 자체적으로 항당뇨 및 비만억제 효과가 있으므로 대사증후군 개선효과를 지니는 기능성 식품 조성물로 이용될 수 있고, 대사증후군 개선 효과가 있는 천연추출물들을 함유하는 다른 기능성 식품에 첨가하거나 이러한 천연물 들을 추출하는데 사용하는 형태로도 이용이 가능하다. 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수를 사용하여 대사증후군 개선 및 당뇨예방효과가 있다고 알려져 있는 닭의장풀, 감귤미숙과, 제주조릿대, 하늘타리, 노랑하늘타리, 손바닥선인장, 감국, 콩, 땅콩, 결명자, 구기자, 둥굴레, 겨우살이, 상엽, 지황, 숙지황, 참마, 황기, 산약, 또는 계피 등의 천연물을 추출하는데 사용하는 경우 기존의 대사증후군 개선 효과가 있는 기능성 식품의 효능을 좀 더 높여줄 수 있다.

본 발명의 기능성 식품 조성물을 건강 기능식품, 건강음료 또는 음료첨가제로 사용할 수 있으며, 상기 기능성 식품 조성물은 식품 총 중량에 대하여 0.01 내지 80 중량% 혼합하여 대사증후군 개선을 목적으로 한 기능성 음료, 환제, 정제 또는 상기 성분을 건조 분말화하여 충진한 연질 또는 경질 캡슐제의 형태로 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 추출물들을 포함하는 조성물은 대사증후군 개선을 위한 약제, 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 용암해수 탈염 미네랄수를 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어 각종 식품류, 캔디, 초코릿, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있고 분말, 과립, 정제, 환제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다.

본 발명의 건강 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 추출물을 함유하는 외에는 액체성분에는 특별한 제한점은 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 등의 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등의 폴리사카라이드. 예를 들어 덱스트린, 시클 로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당 알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연향미제(타우마틴, 스테비아 추출물. 예를 들어 헤바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100ml당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g이다.

상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 증진제(치즈, 초코릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수는 독성 및 부작용이 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용 시에도 안심하고 사용할 수 있다.

본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수는 대사증후군 개선을 위한 목적으로 식품 또는 음료에 첨가 될 수 있다. 이때 식품 또는 음료 중에 본 발명의 상기 식품 조성물의 양은 일반적으로 전체 식품 중량의 20 내지 70 중량%로 가할 수 있으며, 음료 조성물에는 100ml를 기준으로 0.02 내지 30 g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 본 발명의 식품조성물을 가할 수 있다. 상기 식품은 과일, 야채, 과일이나 야채의 건조제품이나 절단제품, 과일쥬스, 야채쥬스, 이들의 혼합 주스이거나, 산성음료수를 포함하는 음료류, 쿠키, 사탕, 카라멜, 껌 등과 같은 제과류, 제빵류, 아 이스크림 제품류, 다류, 요구르트와 같은 발효류식품, 유가공식품, 양념류, 주류, 통조림 또는 병조림류, 면류, 축산가공식품, 수산가공식품, 미생물발효식품, 두류식품, 곡류식품, 육가공류, 감초류, 또는 허브류 중 어느 하나 또는 하나 이상이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 용암해수 탈염 미네랄수를 유효성분으로 포함하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물과 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 포함하는 대사증후군 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수를 포함하는 대사증후군 치료 또는 예방 효과를 갖는 약학 조성물의 투여방법은 제형에 따라 용이하게 선택될 수 있으며, 산제, 정제, 환제, 과립제, 당의정, 경질 또는 연질의 캡슐제, 액, 에멀젼, 현탁액, 시럽제, 엘릭서, 외용제, 좌제, 멸균 주사용액 등의 형태로 제형화 되어 전신 또는 국소적으로 경구 또는 국소적으로 경구 또는 비경구 투여될 수 있으며 특히 경구 투여가 바람직하다. 경구투여를 위한 고형 제형에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제형은 용암해수 탈염 미네랄수에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 슈크로스, 락토오스, 또는 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상 제형으로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될수 있다. 비 경구 투여를 위한 제형에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌클리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween)61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤, 젤라킨 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 대사증후군 치료 또는 예방 효과를 갖는 약학 조성물은 조성물 총중량 대비 탈염 미네랄수는 0.01 내지 80 중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수을 포함하는 약학 조성물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수을 포함하는 약학 조성물은 우수한 당뇨병 치료 효과를 제공할 뿐만 아니라, 약물에 의한 독성 및 부작용도 없어 장기간 복용 시에도 안심하고 사용할 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 투여량은 성인 기준으로 0.001-100 ㎎/kg 범위 내이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 용암해수 탈염 미네랄수를 추출용매로 사용한 천연식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다. 용암해수 탈염 미네랄수가 그 자체적으로 항당뇨 및 비만억제 효과가 있으므로 대사증후군 개선효과를 지니는 기능성 식품 조성물로 이용 될 수 있으나, 대사증후군 개선 효과가 있는 천연추출물들을 함유하는 다른 기능성 식품에 첨가하거나 이러한 천연물들을 추출하는데 사용하는 형태로도 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 천연식물은 항당뇨 및 비만억제 효과있는 어떠한 천연식물을 포함하나, 바람직하게는 닭의장풀, 감귤미숙과, 제주조릿대, 하늘타리, 노랑하늘타리, 손바닥선인장, 감국, 콩, 땅콩, 결명자, 구기자, 둥굴레, 겨우살이, 상엽, 지황, 숙지황, 참마, 황기, 산약, 계피로 이루어진 군에서 선택된 것이 좋다. 본 발명의 실시예에서는 천연식물 닭의장풀 및 감귤미숙과를 용암해수 탈염 미네랄수를 용매로 하여 추출한 추출물이 항당뇨 및 비만억제 효과가 있음을 확인하였다.

이하, 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수를 단계별로 보다 구체적으로 설명한다.

제주도 동부지역 북제주군 구좌읍 한동리에서 지하 150m를 굴착하여 지하(평균 해수면 기준) 128m에서 취수한 제주용암해수를 멸균필터를 이용하여 제균한 후, 당업계에 알려진 플래시증발법, 해수동결법, 역삼투압법, 이온교환수지법, 전기투석법 또는 시중에 유통되는 전기투석기나 탈염기의 사용 중에 선택된 탈염방법으로 탈염처리를 하여, 전기전도도 값을 달리하여 용암해수 탈염 미네랄수의 미네랄 농도를 조절할 수 있으며, 이렇게 얻어진 탈염 미네랄수와 용암해수 원수의 미네랄성분들을 한국화학시험연구원에 의뢰하여 이온크로마토그래피(DX500, DIONEX, USA) 및 ICP/MS(X series, Thermo elemental, UK)로 비교분석한 결과를 표 1에 기재하였다.

[표 1. 원수-탈염 미네랄수의 미네랄성분 비교분석]

상기 제조공정에 의해 얻어지는 용암해수 탈염 미네랄수를 세포주은행(서울)로부터 공여받은 골격근육세포(L6, myocytes)에 첨가하였고, 용암해수 탈염 미네랄수가 세포내 포도당 수송 및 인슐린 신호전달에 미치는 영향, 그리고 대사증후군 및 지질대사의 조절인자인 AMPK과 ACC의 활성에 미치는 영향에 관하여 생리활성을 확인하였다. 그 결과 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수가 항당뇨 및 비만억제의 효과가 있어서 대사증후군의 개선효능이 있는 기능성 식품 조성물로 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의 해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예 1. 용암해수 탈염 미네랄수 제조

제주도 동부지역 북제주군 구좌읍 한동리에서 지하 150m를 굴착하여 지하(평균 해수면 기준) 130m에서 취수한 제주용암해수를 정밀여과장치에서 5㎛이하의 정밀여과막(micro filtration)을 이용하여 부유물 및 이물질을 제거하고 UF(Ultra Filtration)중공사막을 이용하여 수십에서 수백 나노미터(nm)의 기공성 필터로 저분자량의 물질과 고분자 및 콜로이드상태의 물질들을 여과한다. 상기의 여과된 수용액 상태의 용암해수를 일본 아스톰사(ASTOM Corporation)에서 주문제작한 ED(Electrodialysis; 전기투석장치)장치를 이용하여 이온교환막으로 전극 간에 직류를 가해서 선택적인 이온교환을 일으켜 1가양이온과 2가음이온을 제거하는데 이때 전기전도도를 15, 12, 10, 8m/S 등으로 조절하면 각각의 전도도에 따라 1가양이온 및 2가음이온의 제거율이 달라진다. 이렇게 ED장치를 이용하여 탈염한 용암해수 탈염 미네랄수를 253.7nm파장의 강한 자외선을 방출하는 자외선 유수살균기(MCUV-250)에 통과시켜 살균하는 과정을 거치면 최종적인 용암해수 탈염 미네랄수가 얻었다. 이하 하기 실시예들에서는 상기 과정으로 제조한 용암해수 탈염 미네랄수를 사용하여 실험했다.

실시예 2. 세포독성 실험

상기 본 발명의 조성물에 대한 세포독성을 알아보기 위하여 골격근육세포(L6myocytes)를 배양하여 MTT분석법[3 - (4,5 - dimethylthylthiazol - 2 - yl) - 2,5 - diphenyl tetrazoliumbromide reduction test]을 문헌에 기재된 방법을 이용하여 하기와 같이 수행했다(T. Mosmann et al,, J. Immunol. Methods, 65, p55, 1983). 골격근육세포(L6myocytes)를 1x105 cells/ml의 농도로 하여 24 well plate에 접종했다. 배지는 소혈청 10%를 함유한 DMEM (Dubelcco'S Modified Eagle Medium, BRL, USA)을 사용했다. 접종 후 24시간 후 혈청이 없는 배지로 교체하고, 시험 시료를 농도별로 첨가하고, 1일 동안 37℃, 5% CO₂ 인큐베이터에서 배양했다. 그 후 상등액을 제거하고, 다시 5% PBS(phosphate buffered saline) 200ul를 가하여 세척했다. MTT 용액을 well당 1.0㎖씩 가했다. 4시간 후에 MTT를 제거했다. DMSO를 웰당 1.0㎖씩 가한 후 하룻밤 37℃에서 인큐베이션했다. 570nm에서 흡광도를 측정하였다.

2-1. 세포배양

본 연구에서는 골격근육 세포주인 L6 myocytes 세포들을 세포주은행(서울)으로부터 공여 받아 사용했다. L6 myocytes 세포는 100U/ml penicillin, 100μg/ml streptomycin, 10% 우태아혈청(fetal bovine serum)이 포함된 Dulbecco's Minimal Essential Medium (D-Mem) 액을 5% CO₂ 및 37 ^oC가 유지되는 배양기에서 배양했다. 세포는 T75 배양용기에서 배양된 후 우태아혈청이 제거된 serum-free 배양액에서 일정시간 동안 전배양(serum-starvation)하고 난 뒤 시료의 처리실험에 사용했다.

2-2. 세포생존율 측정

골격근육세포(L6myocytes)들을 96 well plate에서 well당 100ul에서 배양하였고, 상기 조성물에 대한 세포특성을 알아보기 위해 세포들의 1ug/ml, 10ug/ml, 100ug/ml , 200ug/ml 농도에서 용암해수 탈염 미네랄수를 24시간 동안 처리하였고, 대조군의 세포들은 처리하지 않았다. Phosphate-buffer saline(PBS) 내 5mg/ml의 MTT를 함유하고 있는 10ml의 MTT label시약을 각각의 well에 첨가하여 4시간 동안 배양했다. 0.01M HCl에서 10% DML sodium dodecyl sulfate를 함유하고 있는 100ul의 가용성용액을 각각의 well에 첨가한 후, 세포들은 다시 12시간 동안 배양했다. 이후 Microtiter plate reader(Bio-Tek, Winooski, VT, USA)로 690nm기준 파장에서 595nm 실험파장으로 흡광도를 측정했다. 광학밀도(O.D)는 기준파장과 실험파장에서 관측한 파장의 차이로 계산했다.

그 결과 하기 표2에서 나타나듯이 1ug/ml, 10ug/ml, 100ug/ml, 200ug/ml 농도에서 용암해수 탈염 미네랄수를 처리한 세포들은 대조군에 비하여 모두 증식효과 는 없었지만 유의할만한 세포독성 또한 나타나지 않았다.

[표 2. 탈염 미네랄수의 세포생존률]

실시예 3. 골격근육세포(L6 myocytes)에서 포도당수송에 미치는 영향

상기 본 발명의 조성물에 대한 항당뇨 효과를 알아보기 위해 L6 myocytes를 혈청결핍배양액(serum-free medium)에 3시간동안 전 배양한 후, 20% 탈염 미네랄수가 포함된 배양액에 30분간 전처리 하였다. 인슐린 (100 nM)을 후처리하고, 24-48 시간 동안 배양하였다. 그 후 배양액 내에 남아있는 포도당의 농도를 측정하여, 최초 배양액에 포함되어 있던 포도당의 감소분을 세포내 이동량으로 환산하였다 (도 1).

그 결과, 탈염 미네랄수만 포함되어 있는 배양액 내에서의 포도당은 대조군에 비하여 24시간, 48시간 모두 약 40% 정도의 포도당 흡수 증가를 보였으며 이는 인슐린 단독처리와 유사한 수준으로 개선됨을 확인하였다.

실시예 4. 골격근육세포(L6 myocytes)에서 인슐린-수용체 신호전달에 미치는 영향

탈염 미네랄수가 포도당흡수를 증가시키는 작용이 인슐린-수용체 신호전달체계에 영향으로 인해 매개되는지, 아니면 관계없이 단독적으로 이루어지는지를 규명하기 위하여, 탈염 미네랄수의 처리가 대표적인 인슐린-수용체 신호전달 단백질들인 Akt/PKB, ERK 활성에 미치는 영향을 조사하였다. Serum-free 배양액에 3시간 전배양한 L6 myocytes에 탈염 미네랄수가 포함(10%)된 배양액에 30분간 전처리 한 후 저농도-고농도의 인슐린을 5분간 후처리하여 활성화된 Akt/PKB 및 ERK를 인산화된 단백질에 대한 immunoblotting 분석을 시행하였다.

그 결과, 탈염 미네랄수의 단독처리는 세포 내 포도당수송에 중요한 역할을 하는 Akt/PKB의 활성을 증가시키지는 못했으나, ERK의 활성은 탈염 미네랄수 단독으로도 현저하게 증가시켰다(도 2). ERK활성은 주로 세포의 증식을 촉진하는 효과가 있는 것으로 탈염 미네랄수 단독으로도 세포의 증식을 촉진하는 효과가 있는 것으로 확인되었다. 저농도의 인슐린 (1nM 이하)에 의해 활성화된 Akt/PKB 활성은 탈염 미네랄수의 첨가로 현저하게 더욱 증가되는 반면 10nM 이상의 인슐린에 의해 활성화된 Akt/PKB 활성은 용암해수 탈염 미네랄수에 의해 더 이상은 증가되지 않는 것으로 확인되었다(도 2).

실시예 5. 지질대사 활성 조절인자에 미치는 영향

탈염 미네랄수가 ACC와 AMPK의 활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 DMEM 배양액에 아침까지 전배양한 L6 myocytes에 고농도 포도당(33mM)과 5%, 20% 탈염 미네랄수가 포함된 배양액에 30분간 전처리 한 후 인슐린(100nM) 또는 ACC 표준 억 제제로 알려져 있는 5-aminoimidazole-4-carboxy-amide-1-D-ribofuranoside(AICAR) 2mM을 1시간과 3시간 후 처리하여 활성화된 ACC 및 AMPK를 인산화된 단백질에 대한 immunoblotting 분석을 시행하였다.

그 결과, 5% 및 20% 탈염 미네랄수를 처리한 경우 모두 ACC의 활성을 억제함과 동시에 AMPK의 활성을 증가시키는 것으로 확인하였다(도 3, 도 4). 특히 5%의 탈염 미네랄수 처리는 ACC 표준 억제제인 AICAR 처리와 유사한 수준으로 ACC를 억제함을 확인하였다(도 3).

실시예 6. 용암해수 탈염 미네랄수를 사용한 닭의장풀추출물 제조

그늘에서 건조하여 세절한 닭의장풀 1kg을 용암해수 탈염 미네랄수 10L에 넣고 상온에서 5일간 교반추출한 후 250메쉬 여과포로 여과하고, 4℃에서 7일간 방치하여 숙성시킨 후 와트만 여과지로 여과하여 추출물 9.5L(고형분 66.7g)를 얻었다.

실시예 7. 용암해수 탈염 미네랄수를 사용한 감귤미숙과추출물 제조

그늘에서 건조하여 세절한 감귤미숙과 1kg을 용암해수 탈염 미네랄수 10L에 넣고 상온에서 5일간 교반추출한 후 250메쉬 여과포로 여과하고, 4℃에서 7일간 방치하여 숙성시킨 후 와트만 여과지로 여과하여 추출물 9.7L(고형분 187.4g)를 얻었다.

실시예 8. 용암해수 탈염 미네랄수에 의한 비만쥐(ob/ob)에서의 영향

비만의 특성을 갖고 있는 10주령의 웅성 C57BL/6JL Lep ob/Lep ob마우스((주)대한 실험동물 센터)를 23℃, 습도 55%, 조도 300 - 500lux, 명암주기 12시간, 배기 10-18회/hr의 사육환경이 유지된 사육장에서 사육하였다. 사료는 실험동물 고형사료(Purina Rodent Laboratory Chow 5001, Purina Mills, USA)를 사용하였으며, 음용수는 수돗물을 자유롭게 섭취시켰다. 2주간의 순화과정을 거친 후, 용암해수 탈염 미네랄수 단독 또는 실시예 6, 7의 식물추출물이 1%(W/W)함유된 용암해수 탈염 미네랄수를 래트 경구용 존데(sonde)가 달린 5ml 주사기를 사용하여 5ml씩 30일 동안 투여하였다. 투여를 마친 후 간 조직에서 지질 및 항산화 지표물질의 변화 결과 및 혈액에서의 지질 및 혈당의 변화에 대한 결과를 하기 표 3와 표 4에 나타냈다.

[표 3]. 간 조직에서 지질 및 항산화 지표물질의 변화

[표 4]. 혈액에서의 지질 및 혈당의 변화

용암해수 탈염 미네랄수 단독, 실시예 6, 및 실시예 7의 식물추출물이 1%(W/W)함유된 용암해수 탈염 미네랄수 투여한 군들에 대하여 간조직과 혈액에서 총지방의 함량, 중성지방, 콜레스테롤, GOT 그리고 GPT를 측정하였다. 그 결과 상기 표 2 및 표 3에 나타난 바와 같이 상기 용암해수 탈염 미네랄수 및 이를 이용하여 추출한 식물 추출물들이 대조군에 비하여 간조직 및 혈액에서 측정 수치의 유의적인 감소를 보여주었다.

실시예 9. 당뇨모델 동물인 Lepr db / Lepr db 마우스에서 당뇨예방 및 치료효과검정

Leprdb/Leprdb웅성 마우스는 렙틴 수용체의 결핍으로 식욕이 조절되지 않아 지속적으로 음식을 과도하게 섭취하게 된다. 그 결과, 지방이 체내에 과도하게 축적되며 혈당이 상승하게 되는데, 출생 후 약 10~11주 정도가 되면 혈당이 대략 350~400mg/dl 내외가 된다. 당뇨예방 및 치료효과를 알아보기 위하여 혈당이 350~400mg/dl정도 되는 성숙한 Leprdb/Leprdb웅성 마우스를 각 실험군 당 10마리씩을 대상으로 용암해수 탈염 미네랄수 단독, 실시예 6의 용암해수 탈염 미네랄수를 이용하여 추출한 식물추출물, 또는 실시예 7의 용암해수 탈염 미네랄수를 이용하여 추출한 식물추출물이 1%(W/W) 함유된 용액을 래트 경구용 존데(sonde)가 달린 5ml 주사기를 이용하여 5ml씩 15일 동안 투여하였다. 대조군 10마리의 경우에는 용암해수 탈염 미네랄수를 대신에 증류수를 투여하였고 혈당의 변화에 대한 결과를 하기 표 5에 나타냈다

[표 5]

상기 표 5에 나타나는 바와 같이 용암해수 탈염 미네랄수 단독, 실시예 6의 추출물, 또는 실시예 7의 추출물이 1%(W/W)함유된 용암해수 탈염 미네랄수 투여군에서 대조군에 비해 혈당강화 효과가 있음을 확인 할 수 있었다.

하기에 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수를 포함하는 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.

제제예 1. 건강 식품의 제조

상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강식품에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 건강식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 후, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.

제제예 2. 건강 음료의 제조

통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간동안 85℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2L용기에 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 기호에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.

제제예 3. 산제

상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.

제제예 4. 정제

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

제제예 5. 캡슐제

상기의 성분들을 혼합한 후 통상의 캡슐제의 제조방법에 따라서 젤라틴 켑슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.

제제예 6. 주사제

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

제제예 7. 액제

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

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 용암해수 탈염 미네랄수를 사용하여 인슐린 신호전달체계의 보완을 통한 포도당 수송을 촉진시키고, Akt/PKB 활성 및 AMPK활성을 증가시키며, 동시에 ACC활성을 적절하게 통제하고, 중성지방의 축적을 억제함으로써 내당장애, 내당장애에 의한 합병증, 고혈압 및 고지혈증과 같은 대사증후군 관련 질환의 치료 또는 예방을 위한 기능성 식품 또는 약학적 조성물에 효과적으로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수를 골격근육세포에서 포도당수송에 미치는 영향을 나타낸 것이다.

도 2는 골격근육세포에서 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수 처리 시 Akt/PkB, ERK에 대한 활성을 나타낸 것이다.

도 3은 골격근육세포에서 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수 처리 시 ACC에 대한 활성을 나타낸 것이다.

도 4는 골격근육세포에서 본 발명의 용암해수 탈염 미네랄수 처리 시 AMPK에 대한 활성을 나타낸 것이다.

Claims

용암해수 탈염 미네랄수를 유효성분으로 포함하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 용암해수 탈염 미네랄수는 1 내지 100 ppb의 게르마늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 용암해수 탈염 미네랄수는 제주도 지하 100 내지 200 m에서 취수한 용암해수를 탈염 처리하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 용암해수 탈염 미네랄수는 전기투석법으로 탈염된 것을 특징으로 하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 대사증후군의 치료는 아세틸-코에이 카르복실라제(ACC, acetyl-CoA carboxylase)의 활성 억제, AMP 유도 활성화 단백질 키나아제(AMPK, AMP-activated protein kinase), 단백질 키나아제 B(PKB, protein kinase B), 또는 세포외 신호 조절 키나아제(ERK, extracellular signal-regulated kinase)의 활성 증가에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 대사증후군은 내당장애, 내당장애에 의한 합병증, 고혈압 및 고지혈증 중 하나 이상을 포함하는 증상을 갖는 질환인 것을 특징으로 하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물.
제6항에 있어서, 상기 내당장애에 의한 합병증은 신병증, 고지혈증 또는 간병증 인 것을 특징으로 하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 기능성 식품인 것을 특징으로 하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물.
제1항에 따른 조성물과 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 포함하는 대사증후군 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
용암해수 탈염 미네랄수를 추출용매로 사용한 천연식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물.
제10항에 있어서, 상기 천연식물은 닭의장풀, 감귤미숙과, 제주조릿대, 하늘타리, 노랑하늘타리, 손바닥선인장, 감국, 콩, 땅콩, 결명자, 구기자, 둥굴레, 겨 우살이, 상엽, 지황, 숙지황, 참마, 황기, 산약, 계피로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 대사증후군 예방 또는 치료용 조성물.