KR20140102864A - 청미래덩굴 잎 추출물을 함유하는 당뇨 예방 및 치료용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항당뇨 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체 독성이 없으며, 체중증가나 감소와 같은 부작용도 나타내지 않고, 매우 우수한 α-글루코시다제 활성저해능을 나타내는 청미래 덩굴 잎 추출물을 함유하는 항당뇨 조성물에 관한 것이다.

Description

청미래덩굴 잎 추출물을 함유하는 당뇨 예방 및 치료용 조성물{Composition for antidiabetes containing Smilax china L leaves extract}

본 발명은 항당뇨 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 청미래덩굴 잎 추출물을 유효성분으로 함유하며, 인체 안정성이 확보되며 부작용도 없고, α-글루코시다제(α-glucosidase)의 활성을 효과적으로 억제하여 우수한 항당뇨 효과를 발휘하는 항당뇨 조성물에 관한 것이다.

당뇨병은 인슐린량의 부족으로 정상인보다 혈액 중의 포도당(혈당) 농도가 높아져 소변으로 포도당이 배출되는 만성질환으로, 췌장의 랑게르한스섬의 B 세포에서 분비되는 인슐린의 부족, 뇌하수체전엽·부신(副堅)·갑상선 등의 내분비선 기능항진(機能元進), 중추신경 특히 시상하부(視床下部)의 병변 등을 원인으로 들 수 있는데, 이들 인자가 합쳐져서 발병하는 것으로 생각되고 있다.

당뇨병은 제1형 당뇨병(type 1 diabetes mellitus, NIDDM)과 제2형 당뇨병(type 2 diabetes mellitus, IDDM)으로 나누어지며, 제1형 당뇨병은 인슐린 의존형으로서 면역학적 기전에 의해 췌장의 베타세포가 파괴되거나 유전자 발현 이상으로 인슐린 생성장애에 기인하며 소아기에 발병하는 형태이고, 제2형 당뇨병은 인슐린 저항성이 주된 역할을 하는 형태로 인슐린 비의존성으로 초기에는 인슐린의 생성이 정상이나 인슐린 저항성으로 인한 인슐린의 대사조절 능력의 저하로 시작되어 궁극적으로는 췌장세포의 인슐린 분비장애에 이르게 되며 40세 이상의 성인이 된 후에도 발병하며 과체중과 비만과 밀접한 관계가 있는 당뇨병의 형태로 성인형 당뇨병으로 불린다.

현재 국내의 당뇨병 환자는 전체인구 4800만 명 중 약 5%인 240만 명 정도로 추산되며 절반 이상은 아직 자신이 당뇨병환자임을 모르고 있으나 조만간 당뇨병으로 진전될 예비환자로 선진국의 예에서 판단하건대 소득향상과 식생활의 변화, 생활습관의 편리성 추구와 한편 노령화로 인한 당뇨병환자 수는 이보다 더욱 증가될 전망이다. 당뇨병의 90% 이상이 성인형의 제2형 당뇨병이며, 노령화와 생활습관의 변화로 인해 제2형 당뇨병 환자수의 증가가 전체 당뇨병 환자 증가의 대부분을 차지하는 추세이다.

당뇨는 발병 원인이 다양하지만 어떤 형태의 당뇨이던지 증상의 개선이나 치유를 위한 기본원리는 식사 후 체내로 흡수된 당을 각 조직의 세포가 이용하는 속도를 증가시켜 혈중에 당이 과도하게 머무는 시간을 감소시키는 것이며 이는 약물이나 천연소재를 막론하고 공통으로 적용된다. 이를 위해서는 세포 내 당을 분해하여 에너지 대사의 기질로 사용하는데 관여하는 효소인 글루코키나제(glucokinase) 및 피루베이트 디하이드로게나제(pyruvate dehydrogenase)의 활성 증가 정도와 에너지를 생성하고 남은 잉여의 당을 지방으로 전환하는데 관여하는 효소인 아세틸-코에이 카르복시라제(Acetyl-CoA carboxylase)의 활성 증가 및 α-글루코시다제(α-glucosidase)의 활성 억제가 필요하다. 이 중, α-글루코시다제(α-glucosidase)는 탄수화물을 분해하여 포도당으로 전환시키는 효소로, 식후 혈당상승에 크게 기여하는 효소이다. 따라서, α-글루코시다제의 활성을 저해시킴으로써, 식후 탄수화물의 소화와 흡수가 지연되어 혈당이 현저히 감소되고 이에 혈중 인슐린(insulin) 농도도 감소되므로, 점차적으로 공복 시 혈당을 감소시키는 효과를 발휘한다.

이들 효소의 활성조절과 관련된 바이오 소재들을 과학적 검증을 통해 발굴하고 기능성 바이오 식품으로 개발하는 기술은 당뇨 완치제가 존재하지 않는 시점에서 매우 중요하다. 게다가, 종래의 당뇨치료제의 다양한 부작용으로 인해 안전성이 확보되고 효능이 우수한 천연 치료제의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 상황이다.

[종래의 당뇨 치료제 및 그 부작용]

한편, 청미래덩굴(Smilax china L)은 외떡잎 식물 백합목, 백합과의 낙엽 덩굴식물로 한국, 일본, 중국 등지에서 서식하는데, 열매와 어린 순 등을 식용하며, 이뇨, 해독, 거풍 등의 효능이 있어 관절염, 요통, 종기 등에 사용되고(문관심. 약초의 성분과 이용. 과학백과사전 출판사. 1991. 외)있다. 또한, 청미래덩굴에는 사포닌 성분과 알카로이드, 페놀류, 아미노산, 유기산, 당질, 정유성분 등이 함유되어 있고, 씨앗과 잎에는 조지방과 루틴성분이 함유되어 있으며, 수은, 니켈, 카드윰 등의 각종 중금속을 흡착하여 제거하는 데, 특히, 수은 제거 효능이 뛰어난 것으로 알려져 있다.

한편, 종래에는 대한민국 등록특허 제10-1086669호(청미래덩굴 추출물 함유 피부 미백용 화장료 조성물), 대한민국 등록특허 제10-1156636호(청미래덩굴 추출물을 함유하는 혈관질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물), 대한민국 공개특허 제10-2012-0100109호(청미래덩굴을 이용한 중금속배출음료 및 이의 제조방법) 등 청미래덩굴 추출물을 함유하는 조성물에 대한 기술이 개시되어 있으나, 아직까지 청미래덩굴 잎 추출물의 항당뇨 활성에 대한 기술은 전혀 개시된바 없다.

본 발명은 천연물 소재로 인체에 독성이 없으며 체중증가나 감소와 같은 부작용도 나타내지 않는 항당뇨 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종래의 당뇨치료제보다 α-글루코시다제(α-glucosidase) 억제활성이 매우 높아 항당뇨 효과가 매우 탁월한 항 당뇨 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 청미래덩굴 잎 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨 개선용 식품 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 청미래덩굴 잎 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 청미래덩굴 잎 추출물을 함유하는 당뇨 개선용 식품 조성물 또는 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물을 제공한다.

본 발명의 당뇨 개선용 식품 조성물 또는 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물은 청미래덩굴 잎 추출물을 함유하는 것을 특징으로 하는데, 하기 본 발명의 실험예에 의하면 청미래덩굴 잎 추출물은 청미래덩굴 뿌리 추출물보다 우수한 항당뇨 효능을 나타내었다. 구체적으로 청미래덩굴 뿌리 추출물은 α-글루코시다제(α-glucosidase) 억제활성이 매우 낮음에 반하여, 청미래 덩굴 잎 추출물은 종래의 당뇨병 치료제인 아카보스(Acarbose)보다도 휠씬 높은 α-글루코시다제(α-glucosidase) 억제활성을 나타내었다.

게다가, 본 발명의 청미래덩굴 잎 추출물은 세포독성을 나타내지 않아 인체 안정성을 확보할 수 있고, 체중증가나 체중감소와 같은 부작용도 나타내지 않는다.

한편, 본 발명의 항당뇨 조성물에 있어서, 상기 청미래덩굴 잎 추출물은 추출용매로 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다. 하기 본 발명의 실험예에 의하면 청미래덩굴 잎 물 추출물보다 청미래덩굴 잎 에탄올 추출물이 더욱 높은 α-글루코시다제(α-glucosidase) 억제활성을 나타내었다.

한편, 본 발명에 있어서, 추출의 재료가 되는 청미래덩굴 잎은 그대로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 건조하여 사용하는 것이다. 건조법으로는 자연 건조 또는 열풍 건조법, 동결 건조법 등을 이용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 추출의 재료가 되는 청미래덩굴은 추출 효율을 높이기 위해서는 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 400 ~ 600 메쉬의 크기로 초미세 분쇄하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 청미래덩굴 잎 추출물은 액체 상태로 사용할 수 있지만, 감압 증류, 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말 상태로 제조하여 사용할 수도 있다.

본 발명에 따른 기능성 식품 조성물의 제형은, 당뇨의 개선을 위한 건강기능성 식품으로 이용시에 당해 분야에서의 통상적인 방법에 따라, 예를 들면 경구제, 파우치제, 또는 드링크제 등의 음료수의 형태로 제형화시켜 사용할 수 있다.

본 발명의 식품 조성물의 복용량은, 그 제제 형태, 투여 방법, 사용 목적 및 이것에 적용되는 환자의 연령, 체중, 증상에 따라서 적절히 설정되고, 일정하지 않지만 일반적으로는 제제 중에 함유되는 유효성분의 양은 성인 1일당 예컨대 10 mg ∼ 2000 ㎎/㎏이다. 물론 복용량은, 각종 조건에 의해서 변동하기 때문에, 상기 투여량보다 적은 양으로 충분한 경우도 있고, 또는 범위를 초과하여 필요한 경우도 있다.

본 발명에 따른 식품 조성물은 원하는 조성물의 형태에 따라 통상의 보조제 또는 첨가제, 또는 감미료, 예를 들면 감초, 비타민 C, 구연산, 니코틴산, 안식향산나트륨, 아스파탐, 사카린, 펙틴, 말리톨, 솔비톨, 자일리톨, 구아검, 탈지분유 및 올리고당으로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 성분을 추가하여 기호도나 미감을 증대시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 약학 조성물은 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물로 이용될 수도 있다. 본 발명의 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물에 포함되는 청미래 잎 추출물의 함량은, 예방 및 치료제의 사용방법, 복용자의 상태, 질환의 종류 및 질환의 중증 정도에 따라 바람직하게 조절하는 것이 좋다.

본 발명의 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물은 유효성분 이외에 약제학적으로 허용 가능한 담체, 희석제 또는 부형제를 더욱 포함할 수 있다. 사용가능한 담체, 부형제 또는 희석제로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자이리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유가 있으며, 이들은 1종 이상 사용될 수 있다. 또한, 예방 및 치료제가 약제인 경우 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 또는 방부제 등이 추가적으로 포함될 수 있다.

본 발명의 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물의 제형은 사용방법에 따라 바람직한 형태일 수 있으며, 특히 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 채택하여 제형화 하는 것이 좋다. 구체적인 제형의 예로는 경고제(PLASTERS), 과립제(GRANULES), 로션제(LOTIONS), 리니멘트제(LINIMENTS), 리모나데제(LEMONADES), 방향수제(AROMATIC WATERS), 산제(POWDERS), 시럽제(SYRUPS), 안연고제(OPHTALMIC OINTMENTS), 액제(LIQUIDS AND SOLUTIONS), 에어로솔제(AEROSOLS), 엑스제(EXTRACTS), 엘릭실제(ELIXIRS), 연고제(OINTMENTS), 유동엑스제(FLUID EXTRACTS), 유제(EMULSIONS), 현탁제(SUSPESIONS), 전제(DECOCTIONS), 침제(INFUSIONS), 점안제(OPHTHALMIC SOLUTIONS), 정제(TABLETS), 좌제(SUPPOSITIORIES), 주사제(INJECTIONS), 주정제(SPIRITS), 카타플라스마제(CATAPLASMA), 캅셀제(CAPSULES), 크림제(CREAMS), 트로키제(TROCHES), 틴크제(TINCTURES), 파스타제(PASTES), 환제(PILLS), 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물의 투여량은 투여방법, 복용자의 연령, 성별 및 체중, 및 질환의 중증도 등을 고려하여 결정하는 것이 좋다. 일예로, 본 발명의 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물은 유효성분을 기준으로 하였을 때 1일 0.1 내지 100 ㎎/㎏(체중)으로 1회 이상 투여가능하다. 그러나 상기의 투여량은 예시하기 위한 일 예에 불과하며, 복용자의 상태에 따라 의사의 처방에 의해 변화될 수 있다.

본 발명에 의하면 천연물 소재로 인체에 독성이 없으며 체중증가나 감소와 같은 부작용도 나타내지 않는 항당뇨 조성물을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 종래의 당뇨치료제보다 α-글루코시다제(α-glucosidase) 억제활성이 매우 높아 항당뇨 효과가 매우 탁월한 항 당뇨 조성물을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 항당뇨 효과가 매우 높은 청미래덩굴 잎 추출물을 이용하여 항당뇨 기능성 식품 및 약학 조성물을 제조할 수 있다.

도 1은 청미래덩굴 잎 추출물의 Raw 264.7 세포에 대한 독성 실험결과를 나타낸 도이다.
도 2는 청미래덩굴 잎 추출물의 마우스에 대한 독성 실험결과를 나타낸 도이다.
도 3은 청미래덩굴 추출물의 α-글루코시다제 활성저해능을 측정한 결과를 나타낸 도이다(SCE_LW: 청미래덩굴 잎 물 추출물, SCE_LE: 청미래덩굴 잎 에탄올 추출물, SCE_R: 청미래덩굴 뿌리 물 추출물).

이하, 본 발명의 내용을 하기 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 이와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.

실시예 : 청미래덩굴 잎 추출물의 제조

청미래덩굴 잎을 깨끗하게 세척한 후, 동결건조하여 미세하게 분쇄하였다. 분쇄된 청미래덩굴 잎 무개 대비 10 ~ 20배의 에탄올을 첨가한 후, 60℃에서 24시간 쉐이킹 인큐베이션한 다음, 5,000~ 6,000rpm에서 1시간 동안 원심분리하였다. 원심분리하여 수득된 추출물을 0.45㎛의 시린지 필터로 여과한 후 -80℃에서 동결건조하여 분말을 수득하였다.

또한, 상기와 같은 방법으로 청미래덩굴 잎 물 추출물과, 청미래덩굴 뿌리 물 추출물을 제조하고 하기 실험예에서 사용하였다.

실험예 1: 청미래덩굴 잎 추출물의 세포독성 실험

본 실험예에서는 청미래덩굴 잎 추출물의 세포독성을 시험하고자 하였다.

Raw 264.7 세포를 37℃, 5% CO₂와 일정한 습도를 유지하는 세포배양기 내에서 10% FBS, 2% 페니실린/스트렙토마이신(penicillin/streptomycin)을 함유하는 DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium, sigma)으로 배양하였다. 배양액은 3일 간격으로 교환해 주며 계대 배양을 하였다.

Raw 264.7 세포에 대한 청미래덩굴 잎 에탄올 추출물의 독성평가는 XTT assay kit{2,3-bis (2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide innersalt}를 이용하여 측정하였다. 세포는 실험 전날 1×104 cell 농도로 96-웰 플레이트(well plate)에 씨딩(seeding)하고 시료를 농도별로 처리하여 24시간 동안 배양하였다. 그 후, XTT 및 PMS(N-Methylphenazonium methyl sulfate) 시약(reagent)을 37℃에서 완전히 해동시킨 후, 1 ㎖의 XTT 시약(reagent)과 20 ㎕ PMS 시약(reagent)을 혼합하여 워킹 솔루션(working solution)을 준비하고, 피펫(pipet)을 이용하여 96-웰(well) 배지(medium) 부피의 20% 되는 양만큼 취하여 각각의 웰(well)에 조심스럽게 첨가하고 플레이트(plate)를 바닥에 붙인 상태로 가볍게 흔들면서 혼합하였다. 그 다음 CO₂ 인큐베이터(incubator)에서 4시간 동안 배양한 후, ELISA(VersaMax ELISA Microplate Reader, Molecular Devices, Sunnyvale, USA)를 이용하여 450 nm 흡광도 값에서 690 nm의 흡광도 값을 뺀 결과 값으로 세포독성을 계산하였다.

실험결과, 청미래덩굴 잎 추출물의 Raw 264.7 세포에 대한 독성은 관찰되지 않았다(도 1).

실험예 2: 청미래덩굴 잎 추출물의 마우스에 대한 독성 실험

본 실험에서는 청미래덩굴 잎 추출물의 마우스에 대한 독성 실험을 하고자 하였다.

실험동물은 중앙실험동물(주)에서 분양받은 특정병원체부재(SPF) 암수 balb/c 마우스를 온도 23±2℃, 습도 50±5%, 형광등 명암 12시간 사이클(cycle)의 사육환경에서 5마리씩 암수 각각 따로 넣어 사육하였다. 1주일간 순화 사육기간 동안 관찰하여 정상적인 동물만 시험에 사용하였으며, 실험동물이 6주령이 될 때 시험을 실시하였다. 실험실시 전 마우스의 체중을 측정하여 기록한 후, 자유로이 사료와 물을 섭취하도록 하면서 하루 1.5 g/kg 용량의 청미래덩굴 잎 물 추출물을 2주 동안 경구투여하여 체중의 변화를 관찰하였다. 대조군은 식염수를 경구투여하였다.

실험결과, 청미래덩굴 잎 추출물은 마우스의 체중증가에 아무런 영향을 미치지 않았고, 상기와 같은 결과로 청미래덩굴 잎 추출물은 독성을 나타내지 않으며 부작용도 나타내지 않음을 확인할 수 있었다(도 2).

실험예 3: 청미래덩굴 잎 추출물의 α- 글루코시다제의 활성저해능 측정

본 실험예에서는 in vitro에서 기질과의 반응역학분석(kinetic analysis) 방법을 이용하여 청미래덩굴 잎 추출물의 혈당조절능을 확인하고자 하였다.

합성 기질(Synthetic substrate)인 2.5 mM p-니트로페닐 α-D- 글루코스피라노사이드(p-nitrophenyl α-D-glucospyranoside)를 포스페이트 버퍼(phosphate buffer; pH 6.8)에 첨가한 후, 각각의 추출물 시료(청미래덩굴 잎 에탄올 추출물, 청미래덩굴 물 추출물, 청미래덩굴 뿌리 물 추출물)을 넣고 그 혼합액에 효소용액(enzyme solution)을 첨가하였다. 그 후, 37℃에서 20분간 반응시키고 0.1M 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 반응을 종결시켜 기질(substrate)인 pNPG로부터 유리되어 나오는 반응 생성물인 p-니트로페놀(p-nitrophenol)을 스펙트로메터(spectrometer) 기기로 405 ㎚에서 측정하여 α-글루코시다제 활성의 억제 정도를 확인하였다. 대조군으로 시중에 판매되는 당뇨병 치료제인 아카보즈(acarbose)를 이용하였다.

실험결과, 청미래덩굴 뿌리 추출물은 매우 낮은 α-글루코시다제 활성저해능을 나타내는 반면, 청미래덩굴 잎 추출물은 매우 높은 α-글루코시다제 활성저해능을 나타냈었다. 또한, 청미래덩굴 잎 물 추출물은 아카보즈(acarbose)와 유사한 활성을 나타내었으며, 청미래덩굴 잎 에탄올 추출물은 아카보즈(acarbose) 보다 훨씬 높은 활성을 나타내었다(도 3).

Claims (4)

1. 청미래덩굴 잎 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨 개선용 식품 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 청미래덩굴 잎 추출물은,
   추출용매로 에탄올을 사용한 것을 특징으로 하는 당뇨 개선용 식품 조성물.
   
3. 청미래덩굴 잎 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 청미래덩굴 잎 추출물은,
   추출용매로 에탄올을 사용한 것을 특징으로 하는 당뇨 예방 및 치료용 약학 조성물.

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