KR20190093395A - 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 또는 운동수행능력 향상용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 또는 운동능력 향상용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 또는 운동능력 향상용, 근육감소증 치료용, 근 기능 개선용 및 항-피로용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 육두구 추출물은 리그난계 화합물을 고함유 하고 있을 뿐만아니라, 섭취시 운동능력 향상, 지구력 향상, 및 근력 향상 효과가 매우 우수하여 근육 감소증 치료에 효과가 있을 뿐만 아니라, 체력 또는 운동능력 향상을 위한 의약품 및 식품 등에 유용하게 이용될 수 있다.

Description

육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 또는 운동수행능력 향상용 조성물{Composition for increasing physical strength or enhancing exercise performance comprising nutmeg extract}
본 발명은 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 또는 운동능력 향상용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 또는 운동능력 향상용, 근육감소증 치료용, 근 기능 개선용 및 항-피로용 조성물에 관한 것이다.
현대인들은 미용과 건강에 엄청난 관심을 기울이는데도 비만, 고혈압 및 기타 각종 성인병에 시달리고 있으며, 노화방지를 위한 많은 노력에도 불구하고 대기오염 및 과중한 스트레스 등으로 인해 이를 막지 못하고 있는 실정이다. 이러한 각종 성인병 및 노화를 예방하기 위해서는 운동을 꾸준히 하는 것이 가장 효과적이고 경제적이지만, 운동할 시간이 제한되어 있으므로, 운동 효과를 높일 수 있도록 하는 각종 제제가 시판되고 있다. 또한 운동선수들은 새로운 기록을 세우기 위하여 운동 종목에 따른 과학적인 훈련, 식이요법 및 운동능력 증강 보조제(ergogenic aids) 등을 병행하고 있다. 이 중 운동능력 향상 보조제는 운동수행능력을 향상시킬 뿐만 아니라 신체 활동 시 체내에 축적되어 피로를 발생시키는 피로요소의 제거에도 효과가 있기 때문에, 일반인들에게도 흔히 이용하고 있다. 운동능력 향상을 위한 기능성 보조제와 관련된 연구는 동서양을 막론하고 활발하게 수행되고 있다. 현재 시판되는 제품들은 대부분 스테로이드, 카페인, 탄산수소나트륨 및 구연산나트륨 등을 포함하고 있다. 그러나 이러한 성분의 효과는 이는 일시적인 현상에 불과하고 내성이 생겨 점점 더 많은 함량의 성분이 포함된 제품을 찾게 만들며, 건강에 치명적인 부작용을 초래할 수도 있다.
근육(Muscle)은 인체에서 가장 구성량이 많은 조직으로서 인체의 기능적 능력(functional capacity)을 유지하고, 대사성 질환을 예방하기 위해서는 적정 근육량의 확보가 필수적으로 요구된다. 근육 크기(muscle size)는 근육 내에서 일어나는 동화작용(anabolism)이나 이화작용(catabolism)을 유도하는 세포 내 신호전달 과정(signalling pathways)에 의해 조절된다. 근육 단백질의 분해보다 합성을 유도하는 신호전달 반응이 많이 일어날 경우 근육 단백질 합성이 증가되며, 결과적으로 근육의 크기가 증가하는 근 비대(hypertrophy)나 근섬유 수의 증가(hyperplasia)가 발생한다(The Korea Journal of Sports Science, 20(3): 1551-1561, 2011).
골격근은 인체에서 가장 큰 부분을 차지하는 기관으로 총 몸무게의 40-50%를 차지하며 에너지 항상성 및 열생성 등을 비롯한 체내 여러 대사 기능에도 중요한 역할을 한다. 사람의 근육은 40세 이후부터 매년 1% 이상씩 감소하며, 80세가 되면 최대 근육량의 50% 수준이 감소되며, 노년의 근육 감소는 전반적인 신체기능을 떨어뜨리는 가장 중요한 요소로 인식되어지고 있다. 노화가 진행될수록 근육과 지방의 함량, 골격 왜곡 등 체형이 변화되는 것을 인지하게 되는데, 노년기 근감소에 의한 비만 유병률은 전세계적으로 30%이상 수준에서 지속적인 증가 추세를 보이고 있다. 인슐린 분비 이상인 경우 세포에 에너지를 제대로 공급하지 못해 근육발달장애를 일으킬 수 있어, 일반인보다 당뇨병 환자에게 근육감소증이 증가한다. 근육 손실은 또한 다양한 만성 질환 및 노화 과정에 의해 야기될 수 있다. 신체가 노화됨에 따라, 새롭게 생성되는 골격근의 일부가 섬유 조직으로 대체된다. 그러므로, 인간의 정상적 노화는 약화 및 퇴화의 원인이 되는, 근육감소증으로 불리는 상태인 골격 근육량 및 강도의 진행성 감소와 관련된다. 또한, 연령관련 질환, 예를 들면, 고혈압, 내당능장애 및 당뇨, 비만, 이상지질혈증, 아테롬성경화증 및 심혈관 질환도 근육량의 손실과 관련된다. 또한, 암, 자가면역 질환, 감염 질환, HIV 감염, AIDS, 만성 염증, 관절염, 영양실조, 신장 질환, 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 폐기종, 구루병, 만성 하부 척추 통증, 말초신경 손상, 척수 손상, 화학적 손상, 중추신경계(CNS) 손상과 같은 다른 질환도 근육 손실과 연관되거나 근육 손실을 야기할 수 있다. 최종적으로, 근육 손실을 야기하는 상태는 질병으로 인한 장기 고정과 같은 폐용 상태, 또는 장기간 휠체어 사용, 장기 침상 요양, 골절 또는 외상과 같은 무력함으로부터 비롯될 수 있다. 수술 후 침상 요양은 주당 약 10%의 골격 근육량의 손실을 야기하는 것으로 평가된다.
또한 근육의 감소는 관절염, 허리통증, 만성통증을 더 증가시키는 원인이 되며, 복부비만에 의한 요실금 증세도 악화시킬 수 있고, 골절에 의한 부상은 노년의 우울증을 증가시켜 사망에 이를 수 있기 때문에 노년의 근감소증은 다양한 질환과 연계되어 삶의 질을 떨어뜨리는 주요 원인이 된다. 근육 감소증은 골다공증, 인슐린저항성 및 관절염과 같은 노인성 만성질환과도 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져, 근육 감소증의 예방 또는 개선을 통해서 노화로 인한 신체 활동력의 감소를 억제할 수 있다. 세계의 진행성 운동실조증 및 근력약화 치료제 시장은 2011년 약 140억 달러 규모를 기록했으며 그 이후에는 9.4%의 연평균 복합 성장률로 성장해 2017년에는 약 235억 달러에 이를 것으로 전망되고 있다. 근육 감소증의 치료법으로는 미토콘드리아 생성 증가, 근육 단백질 분해억제, 항염제 등이 제시되고 있으나 뚜렷한 치료약이 없는 실정이다. 또한 노인의 근감소증을 예방하기 위하여 제시되고 있는 식사법으로는 매식사마다 25-30 g의 양질의 단백질을 섭취해야하는 것으로 나타났다. 이는 달걀 4-5개 또는 닭가슴살 약 120 g을 매식사마다 섭취해야만 하는 것으로 일상생활을 하는 일반인이 현실적으로 실천하기 어렵다. 따라서 최근 많은 사람들이 단백질 보충제를 대안으로 선택하고 있지만 단백질 보충제는 단백질 과다 섭취의 원인이 되어 부작용의 가능성이 크다.
육두구(肉荳?, 영어: Nutmeg)는 쌍떡잎식물 미나리아재비목 육두구과의 상록수와 활엽수의 교목으로서, 학명은 미리스티카 프래그란스(Miristica fragrans)다.육두구(Myristica fragrans Houtt. 또는 Nutmeg)의 열매는 복통, 설사, 구강점막질환, 관절통, 불면증 등의 치료를 위한 한약재 및 향신료로 사용되고 있다 (Van Gils et al., J Ethnopharmacol 1994;Ozaki et al., Jpn J Pharmacol 1989). 또한, 육두구의 열매는 항염증, 항균, 진통, 항불안, 간기능 개선, 항돌연변이 등 다양한 약리활성을 가지는 것으로 보고되었다 (Ozaki et al., Jpn J Pharmacol 1989; Olajide et al., Phytother Res 1999; Ram et al., J Ethnopharmacol, 1996; Sonavane et al., Pharmacol Biochem Behav 2002; Morita et al., J Agric Food Chem 2003; Bhamarapravati et al., In Vivo, 2003; Akinboro et al., Acta Biochim Pol 2014).그러나 현재까지 육두구가 운동능력, 지구력, 근력 향상에 효과적으로 이용될 수 있다는 것에 대해서는 어떠한 보고도 없다.
이에 본 발명자들은 새로운 운동능력향상제를 개발하기 위한 노력을 계속한 결과, 육두구 추출물이 마우스의 운동능력, 근력, 지구력을 향상시킨다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
이에 본 발명자들은 체력 또는 운동능력 향상 효과를 나타내는 안전한 천연물 소재를 발굴하기 위하여 연구하던 중, 본 발명 육두구 추출물을 제조하고, 상기 추출물이 근력 증가 및 지구력 향상 효과가 현저한 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은, 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 또는 운동능력 향상용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 근육 감소증 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 근 기능 개선용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 항-피로용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 향상, 운동능력 향상, 또는 육량 증대용 사료첨가용 조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 또는 운동능력 향상용 조성물을 제공을 제공한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 근육 감소증 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 근 기능 개선용 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 항-피로용 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 향상, 운동능력 향상, 또는 육량 증대용 사료첨가용 조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
상기 육두구(肉荳구, 영어: Nutmeg)는 쌍떡잎식물 미나리아재비목 육두구과의 상록수와 활엽수의 교목으로서, 학명은 미리스티카 프래그란스(Miristica fragrans)을 의미하는 것으로, 상기 육두구는, 육두구의 원형을 회손하지 않고 그대로 사용하거나, 당업자가 의도하는 공정 속도 및 공정(제조) 효율을 고려하여 전처리 과정을 수행한 후 사용할 수 있으며, 상기 전처리 과정으로는 예를 들어 통상적인 선별, 수세, 절단, 분말화, 건조 등의 단계를 거칠 수 있다.
본 발명의 육두구 추출물은 공지의 천연물 추출방법에 의하여 추출될 수 있다. 바람직하게는 물, 탄소수 1 내지 6개의 유기용매 및 아임계 또는 초임계 유체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 용매로 추출될 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 6개의 유기용매는 탄소수 1 내지 6개의 알코올(alcohol), 아세톤(acetone), 에테르(ether), 벤젠(benzene), 클로로포름(chloroform), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 헥산(hexane), 시클로헥산(cyclohexane) 및 석유에테르(petroleum ether)로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 육두구 추출물은 보다 바람직하게는 알코올로 추출될 수 있으며, 보다 바람직하게는 에탄올 수용액, 보다 바람직하게는 10 내지 30% 에탄올 수용액으로부터 추출된 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 육두구를 다양한 농도의 알코올(에탄올)을 용매로하여 추출물을 제작하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명 특유의 추출 방법으로 인하여, 미리스티신 함량이 낮은 육두구 추출물 수득이 가능한 것이 특징이다. 이러한 본 발명 추출물 제조방법의 특이성은 본 발명의 명세서 실시예 1에 잘 나타나 있다.
상기 추출공정 후, 여과, 원심분리 등 추출물의 순도를 높이기 위한 정제 과정을 추가적으로 포함할 수 있다. 또한 농축과정을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 농축은 당업계에 공지된 농축장치 또는 농축법에 의할 수 있으며 이에 제한되지 않으나, 예를 들어 침전농축, 증발농축, 감압농축, 한외여과법, 역삼투법, 원심분리법 일 수 있고, 바람직하게 감압농축 일 수 있다.
본 발명의 추출물은 여과 및/또는 농축하여 액상으로 사용할 수 있고, 분무건조 또는 동결건조 등 통상의 건조 공정을 통하여 고형화하여 사용할 수 있다. 상기 건조 공정에서는 분무건조 또는 동결건조 전 덱스트린 등을 혼합하여 건조할 수 있다.
상기 본 발명의 육두구 추출물은 운동능력 향상 효과가 현저한 것이 그 특징이다. 이는 본 발명의 명세서 실시예에 잘 나타나 있다. 따라서 본 발명은 상기 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 체력 또는 운동능력 향상용 조성물을 제공한다.
본 발명의 조성물은 체력 또는 운동수행능력 향상 효과를 가지는 것을 특징으로 한다.
"체력"이란 유영, 동기부여 및 조정력을 포함하는 개념으로, 유영실험에서 물이 채워진 유리탱크 한쪽 끝에서 반대쪽 탈출 플랫폼까지 유영하는 능력 및 효율을 측정한 것이다.
"운동수행능력"이란 운동선수들의 경기력 및 기록 향상과 밀접하게 관계되는 것이고 심폐기능 개선, 에너지대사 촉진, 피로 회복 및 근력 증가를 통해 이를 향상시킬 수 있다. 즉, 장기적으로 트레이닝시 누적되는 피로를 빠르게 회복시키고, 운동시 지구력을 증가시키는 방법을 통해 운동 수행능력이 향상될 수 있다.
따라서, 본 발명의 체력 또는 운동수행능력 향상 효과는 바람직하게는 근 지구력 또는 근력 강화 효과를 의마하는 것일 수 있다.
본 발명은 상기 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 근육 감소증(sarcopenia) 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.
본 발명에서 상기 치료란, 달리 언급되지 않는 한, 상기 용어가 적용되는 질환 또는 질병, 또는 상기 질환 또는 질병의 하나 이상의 증상을 역전시키거나 완화시키거나, 그 진행을 억제하거나, 또는 예방하는 것을 의미하며, 본원에서 사용된 상기 “치료”란 용어는 치료하는 행위를 말한다. 따라서 포유동물에 있어서 근육 감소증의 치료 또는 치료 요법은 하기의 하나 이상을 포함할 수 있다.
(1) 근육 감소증을 경감시킴
(2) 근육 감소증의 재발은 예방함, 및
(3) 근육감소증의 증상을 완화함(palliating)
본 발명은 상기 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 근 기능 개선용 조성물을 제공한다.
본 발명에서 “근”은 심줄, 근육, 건을 포괄적으로 지칭하고, “근 기능”은 근육의 수축에 의해 힘을 발휘하는 능력을 의미하며, 근육이 저항을 이겨내기 위하여 최대한으로 수축력을 발휘할 수 있는 능력인 근력, 근육이 주어진 중량에 얼마나 오랫동안 또는 얼마나 여러 번 수축과 이완을 반복할 수 있는지를 나타내는 능력인 근지구력, 단시간 내에 강한 힘을 발휘하는 능력인 순발력을 포함한다. 이러한 근 기능은 간이 주관하며, 근육량에 비례한다. 용어??근 기능 개선??은 근 기능을 더 좋게 향상시키는 것을 말한다.
본 발명은 상기 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 항-피로용 조성물을 제공한다.
본 발명의 "피로"는 정신적 피로와 육체적 피로로 나누어지는데, 본 발명에서 "피로"는 운동 수행 후 근육에 누적되는 육체적 피로를 의미하며, 이는 근육 내 글리코겐 농도, 피루브산 농도 및 젖산탈수소효소 활성 등에 의해 유발되는 것이다. 본 발명의 조성물은 근육 세포에서 글리코겐 농도를 감소시키고, 크레아틴 키나아제 농도를 감소시키는 것이 일 실시예에 기재되어 있다.
본 발명의 육두구 추출물은 그 효과가 개체 및 연령에 제한되지 않으나, 바람직하게는 40세 이상 대상자 보다 바람직하게는 50세 이상, 가장 바람직하게는 65세 이상에게 효과적일 수 있다. 즉, 본 발명의 추출믈은 성장이 종료되고, 초기 단계의 노화가 개시된 중년층 이상에게 효과적일 수 있으며 바람직하게는 노년층 이상에게 효과적일 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 개체(subject)는 포유동물, 특히 인간을 포함하는 동물 또는 상기 동물의 세포, 조직을 의미한다.
본 발명의 조성물은 나이에 무관하게 운동 능력 향상, 지구력 향상, 근력 향상 등의 효과를 나타내지만 특히 old 마우스에 대한 효과가 현저히 우수함이 일 실시예에 기재되어 있다.
본 발명의 조성물은 육두구 추출물을 단독으로 함유하거나 또는 육두구 추출물과 그의 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 함유할 수 있다. 추가적인 성분을 포함하게 되면 본 발명의 조성물의 체력 향상/운동능력 향상/근육 감소증 치료/근 기능 개선/항-피로 효과가 더욱 증진될 수 있을 것이다. 상기 성분 추가 시에는 복합 사용에 따른 피부 안전성, 제형화의 용이성, 유효성분들의 안정성을 고려할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 기능성 식품(functional food), 건강기능식품(health functionl food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강 식품(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, 건강 식품으로는 상기 육두구 추출물을 차, 쥬스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용하도록 하거나, 과립화, 캡슐화 및 분말화하여 섭취할 수 있다. 또한, 본 발명의 육두구 추출물과 주름개선, 항노화, 피부탄력 증진 및 피부 보습효과가 있다고 알려진 공지의 활성 성분과 함께 혼합하여 조성물의 형태로 제조할 수 있다.
또한, 기능성 식품으로는 음료(알콜성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마아말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예: 햄, 소시지 콘비이프 등), 빵류 및 면류(예: 우동, 메밀국수, 라면, 스파게이트, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예: 버터, 치이즈 등), 식용식물유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소스 등) 등에 육두구 추출물을 첨가하여 제조할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 상기 육두구 추출물 및 식품학적으로 허용 가능한 담체 또는 첨가제를 포함하는 건강기능식품(health functionl food)을 제공한다. 본 발명에서 정의되는 건강기능식품은 2008년 개정된 건강기능식품에 관한 법률을 통하여 새롭게 정의된 인체에 대한 기능성 및 안전성이 충분하게 확립되어 식품의약품안전청 식약청 고시 제2008-72호에 규정된 건강기능식품 기능성 원료 인정에 관한 규정에 수재된 건강기능식품임을 의미한다.
이러한 건강기능식품은 당해 기술분야에 공지되어 있는 통상적인 건강기능식품의 제형으로 제제화될 수 있다. 상기 건강보조식품은 예를 들어 산제, 과립제, 정제, 환제, 캅셀제, 현탁액, 에멀젼, 시럽제, 침제, 액제, 엑스제, 껌, 차, 젤리, 또는 음료 등으로 제조될 수 있다. 상기 식품학적으로 허용 가능한 담체 또는 첨가제로는 제조하고자 하는 제형의 제조에 당해 기술분야에서 사용 가능한 것으로 공지되어 있는 임의의 담체 또는 첨가제가 이용될 수 있다.
본 발명의 건강기능식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 증진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.
또한 다양한 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 더 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물로는 단당류(예: 포도당, 과당 등), 이당류(예: 말토즈, 수크로즈 등), 다당류(예: 덱스트린, 시클로덱스트린 등)와 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이 함유될 수 있다. 또한, 향미제로서 천연 향미제(예: 타우마틴, 스테비아 추출물 등) 및 합성 향미제(예: 사카린, 아스파탐 등)를 함유할 수 있다.
또한, 본 발명의 육두구 추출물을 식품 첨가제의 형태로 사용하기 위해서는 분말 또는 농축액 형태로 제조하여 사용할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물 중 육두구 추출물의 바람직한 함량은 식품 조성물 총 중량에 대하여 0.0001 내지 90 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 50 중량% 범위로 함유될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 체력 또는 운동능력 향상용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 약학적 조성물은 상기 본 발명의 육두구 추출물을 단독으로 함유하거나 또는 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 함유할 수 있다. 상기에서 "약학적으로 허용되는" 이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 활성성분의 작용을 저해하지 않으며 통상적으로 위장 장애, 현기증과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 비독성의 조성물을 말한다.
약학적으로 허용되는 담체로는 예컨대, 경구 투여용 담체 또는 비경구 투여용 담체를 추가로 포함할 수 있다. 경구 투여용 담체는 락토스, 전분, 셀룰로스 유도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등을 포함할 수 있다. 또한, 비경구 투여용 담체는 물, 적합한 오일, 식염수, 수성 글루코오스 및 글리콜 등을 포함할 수 있으며, 안정화제 및 보존제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 항산화제가 있다. 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필-파라벤 및 클로로부탄올이 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현택제 등을 추가로 포함할 수 있다. 그 밖의 약학적으로 허용되는 담체 및 제제는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다(Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995).
본 발명의 조성물은 인간을 비롯한 포유동물에 어떠한 방법으로도 투여할 수 있다. 예를 들면, 경구 또는 비경구적으로 투여할 수 있다. 비경구적인 투여방법으로는 이에 한정되지는 않으나, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수 내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 복강내, 비강내, 장관, 국소, 설하 또는 직장내 투여일 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 상술한 바와 같은 투여 경로에 따라 경구 투여용 또는 비경구 투여용 제제로 제형화 할 수 있다. 경구 투여용 제제의 경우에 본 발명의 조성물은 분말, 과립, 정제, 환제, 당의정제, 캡슐제, 액제, 겔제, 시럽제, 슬러리제, 현탁액 등으로 당업계에 공지된 방법을 이용하여 제형화될 수 있다. 예를 들어, 경구용 제제는 활성성분을 고체 부형제와 배합한 다음 이를 분쇄하고 적합한 보조제를 첨가한 후 과립 혼합물로 가공함으로써 정제 또는 당의정제를 수득할 수 있다. 적합한 부형제의 예로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨 및 말티톨 등을 포함하는 당류와 옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분 및 감자 전분 등을 포함하는 전분류, 셀룰로즈,메틸 셀룰로즈, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오즈 및 하이드록시프로필메틸-셀룰로즈 등을 포함하는 셀룰로즈류, 젤라틴, 폴리비닐피롤리돈 등과 같은 충전제가 포함될 수 있다. 또한, 경우에따라 가교결합 폴리비닐피롤리돈, 한천, 알긴산 또는 나트륨 알기네이트 등을 붕해제로 첨가할 수 있다. 나아가, 본 발명의 약학적 조성물은 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.
비경구 투여용 제제의 경우에는 주사제, 크림제, 로션제, 외용연고제, 오일제, 보습제, 겔제, 에어로졸 및 비강 흡입제의 형태로 당업계에 공지된 방법으로 제형화할 수 있다. 이들 제형은 모든 제약 화학에 일반적으로 공지된 처방서인 문헌(Remington's Pharmaceutical Science, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA,1995)에 기재되어 있다.
본 발명의 조성물의 총 유효량은 단일 투여량(single dose)으로 환자에게 투여될 수 있으며, 다중 투여량(multiple dose)으로 장기간 투여되는 분할 치료 방법(fractionated treatment protocol)에 의해 투여될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 질환의 정도에 따라 유효성분의 함량을 달리할 수 있다. 바람직하게 본 발명의 약학적 조성물의 바람직한 전체 용량은 1일당 환자 체중 1㎏ 당 약 0.01㎍ 내지 1,000mg, 가장 바람직하게는 0.1㎍ 내지 500mg일 수 있다. 그러나 상기 약학적 조성물의 용량은 제제화 방법, 투여 경로 및 치료 횟수뿐만 아니라 환자의 연령, 체중, 건강 상태, 성별, 질환의 중증도, 식이 및 배설율등 다양한 요인들을 고려하여 환자에 대한 유효 투여량이 결정되는 것이므로, 이러한 점을 고려할 때 당 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 조성물의 적절한 유효 투여량을 결정할 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 약학적 조성물은 본 발명의 효과를 보이는 한 그 제형, 투여 경로 및 투여 방법에 특별히 제한되지 아니한다.
본 발명은 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 향상, 운동능력 향상, 또는 육량 증대용 사료첨가용 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어 "사료"란, 동물이 먹는 임의의 천연 또는 인공 구정식, 한끼식 등 또는 상기 한끼식의 성분을 의미하며, 본 발명에 따른 체력 또는 운동능력향상용 조성물을 유효성분으로 푸함하는 사료는 당업계에 공지된 다양한 형태의 사료로 제조가능하며, 바람직하게는 농후 사료, 조사료 및/또는 특수사료가 포함될 수 있으나, 이로 한정되지 않는다.
본 발명에서 용어, “사료첨가제”는 영양소 보충 및 체중감소 예방, 사료 내 섬유소의 소화 이용성 증진, 유질개선, 번식장애 예방 및 수태율 향상, 하절기 고온 스트레스 예방 등 다양한 효과를 목적으로 사료에 첨가하는 물질을 포함한다.
본 발명의 사료첨가제는 사료관리법상의 보조사료에 해당하며, 탄산수소나트륨, 벤토나이트(bentonite), 산화마그네슘, 복합광물질 등의 광물질제제, 아연, 구리, 코발트, 셀레늄 등의 미량 광물질인 미네랄제제, 케로틴, 비타민 A D, E, 니코틴산, 비타민 B 복합체 등의 비타민제, 메티오닌, 라이신 등의 보호아미노산제, 지방산 칼슘염 등의 보호지방산제, 생균제(유산균제), 효모배양물, 곰팡이 발효물 등의 생균, 효모제 등이 추가로 포함될 수 있다.
농후사료에는 밀, 귀리, 옥수수 등의 곡류를 포함하는 종자열매류, 곡물을 정제하고 얻는 부산물로서 쌀겨, 밀기울, 보릿겨 등을 포함하는 겨류, 콩, 유체, 깨, 아마인, 코코야자 등을 채유하고 얻는 부산물인 깻묵류와 고구마, 감자 등에서 녹말을 뺀 나머지인 녹말찌꺼기의 주성분인 잔존녹말질류 등의 찌꺼기류, 어분, 물고기찌꺼기, 어류에서 얻은 신선한 액상물(液狀物)을 농축시킨 것인 피시솔루블(fish soluble), 육분(肉粉), 혈분, 우모분, 탈지분유, 우유에서 치즈, 탈지유에서 카제인을 제조할 때의 잔액인 훼이(whey)를 건조한 건조훼이 등의 동물질사료, 효모, 클로렐라, 해조류가 있으나 이에 제한되지 않는다.
조사료에는 야초, 목초, 풋베기 등의 생초(生草)사료, 사료용 순무, 사료용 비트, 순무의 일종인 루터베어거 등의 뿌리채소류, 생초, 풋베기작물, 곡실(穀實) 등을 사일로에 채워 놓고 젖산발효시킨 저장사료인 사일리지(silage), 야초, 목초를 베어 건조시킨 건초, 종축용(種畜用) 작물의 짚, 콩과 식물의 나뭇잎이 있으며, 이에 제한되지 않는다. 특수사료에는 굴껍데기, 암염 등의 미네랄 사료, 요소나 그 유도체인 디우레이드이소부탄 등의 요소사료, 천연사료원료만을 배합했을 때 부족하기 쉬운 성분을 보충하거나, 사료의 저장성을 높이기 위해서 배합사료에 미량으로 첨가하는 물질인 사료첨가물, 식이보조제가 있으나 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 상기 사료 첨가제는 당업계에 공지된 다양한 사료 제조방법에 따라 적절한 유효 농도 범위에서 육두구 추출물을 첨가하여 제조 가능하다.
본 발명에 따른 사료 첨가제는 체력 또는 운등능력 향상, 육량 증대를 목적으로 하는 개체이면 제한없이 적용가능하다. 예를 들면, 원숭이, 개, 고양이, 토끼, 모르모트, 랫트, 마우스, 소, 양, 돼지, 염소 등과 같은 비인간동물, 조류 및 어류 등 어느 개체에도 적용이 가능하다.
본 발명의 육두구 추출물은 그 효과가 개체의 연령에 제한되지 않으나, 바람직하게는 성장이 종료되고, 초기 단계의 노화가 개시된 중년층 이상의 개체에게 효과적일 수 있으며 보다 바람직하게는 노년층 이상에게 효과적일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 분쇄 육두구를 이용하여 메탄올, 열수, 에탄올 추출물을 제조하였다.
본 발명의 다른 일실시예에서는 육두구 에탄올 추출물 투여 마우스군의 체중을 비교한 결과 육두구 추출물이 마우스 체중에 영향을 미치지 않았다.
본 발명의 다른 일실시예에서는 육두구 에탄올 추출물이 근육세포의 글리코겐 함량을 효과적으로 증가시켰다.
본 발명의 다른 일실시예에서는 육두구 에탄올 추출물을 투여한 마우스에 로타로드 시험을 실시한 결과, 육두구 추출물을 투여한 마우스군이 대조군과 비교하여 운동능력 및 지구력이 월등히 상승되었다.
본 발명의 다른 일실시예에서는 육두구 에탄올 추출물을 투여한 마우스에 wire hang 시험을 실시한 결과, 육두구 추출물을 투여한 마우스군이 대조군과 비교하여 가장 오래 매달린 시간이 높아, 육두구 추출물이 마우스 근력 강화를 통해 운동능력 및 지구력을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
본 발명의 다른 일실시예에서는 육두구 에탄올 추출물을 투여한 마우스에 Morris water maze 시험을 실시한 결과, 육두구 추출물을 투여한 마우스의 수용 속도가 효과적으로 향상된 것을 확인하였다.
본 발명의 다른 일실시예에서는 육두구 에탄올 추출물을 투여한 마우스에 Neurological deficit 시험을 실시한 결과, 육두구 추출물을 투여한 마우스군이 rotarod에서 떨어지는 개체수가 대조군보다 적어 마우스 운동능력, 즉 근지구력 향상에 효과적임을 확인하였다.
본 발명의 다른 일실시예에서는 육두구 추출물을 투여한 마우스의 대퇴부를 분리하여 근육의 부피를 측정한 결과, 육두구 추출물 투여군에서 대퇴부의 부피가 현저히 증가함을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 조성물은 근력, 근지구력을 증가시킴으로써 체력 또는 운동능력 향상효과를 가지고, 그에 따라 근육 감소증 치료, 근 기능 개선 및 항-피로 효과를 갖는다. 상기 근력, 근 지구력 증가 효과는 근육의 종류를 제한하지 않는다.
본 발명의 육두구 추출물은 리그난계 화합물을 고함유 하고 있을 뿐만아니라, 섭취시 운동능력 향상, 지구력 향상, 및 근력 향상 효과가 매우 우수하여 근육 감소증 치료에 효과가 있을 뿐만 아니라, 체력 또는 운동능력 향상을 위한 의약품 및 식품, 사료 등에 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 육두구 추출물을 근육세포에 처리한 결과 나타나는 글리코겐의 함량을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 육두구 추출물을 투여한 마우스의 체중변화를 나타낸 것이다.
도 3은 운동성 및 체력에 대한 육두구 추출물의 효과를 확인하기 위하여, rotarod 시험한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 운동성 및 체력에 대한 육두구 추출물의 효과를 확인하기 위하여, rotarod 시험한 결과를 나타낸 그래프이며, 보다 구체적으로 근육강화에 따른 운동능력을 판별하기 위해 저속으로 회전하는 rod에서 마우스들의 운동능력 및 지구력을 확인한 결과이다.
도 5는 운동성 및 체력에 대한 육두구 추출물의 효과를 확인하기 위하여, rotarod 시험한 결과를 나타낸 그래프이며, 보다 구체적으로 고속으로 회전하는 rod에서 마우스들의 운동능력 및 지구력을 확인한 결과이다.
도 6은 육두구 추출물 투여에 따른 Old mouse의 근육강화 따른 운동능력 향상 효과를 확인한 Wire hang 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 육두구 추출물 투여에 따른 마우스의 모리스 워터 메이즈 시험하여 수영속도를 측정한 그래프이다.
도 8은 Old 마우스 군의 모리스 워터 메이즈 시험으로 수영속도를 측정한 결과 그래프이다.
도 9는 강제 유영 지구력 시험 결과로, 마우스의 최대 수영 지속 시간을 나타낸 결과 그래프이다.
도 10은 young mouse에 육두구 추출물을 투여한 결과 마우스 대퇴부 부피 변화를 나타낸 사진이다.
도 11은 old mouse에 육두구 추출물을 투여한 결과 마우스 대퇴부 부피 변화를 나타낸 사진이다.
도면 내 * : p < 0.05 ; ** : p <0.01 , *** : p <0.001 로 각각 유의한 차인 것을 나타낸다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실험 준비>
1. 식물재료
건조된 미리스티카 프라그란스(Myristica fragrans Houtt)는 인도네시아 자카르타에서 채집하였고, 경희대학교 한약 재료 및 제조 학과(용인, 대한민국) 백남인 박사에 의해 동정되었다. 증빙 표본은 연세대학교 생명공학과에 기탁하였다.(서울, 대한민국)
2. 시험 물질 및 시험계
C57BL/6 수컷 마우스를 월령에 따라 3개월(Young) 12마리 및 20개월(Old) 16마리로 준비하였으며, 투여량은 10, 30, 및 100mg/kg, bw/day로 설정하였다. 실험동물 윤리 규정에 따라 (주)제이씨파마 실험동물윤리위원회에 의해 승인되었다.(심의번호: 17-M001)
투여 경로는 임상예정 경로를 적용하며, 투여횟수 및 기간은 1회/일, 7일/주, 시험 종료시까지 투여하였다.
표 1에는 본 발명의 in vivo 실험을 위한 시험군 구성을 기재하고 있다.
Figure pat00001
시험물질은 육두구 30% 에탄올 추출물(기초과학지원연구원 생물재난팀)을 사용하였으며, 부형제(음성대조군)는 Polyethylen glycol 400(PEG 400)(삼전순약공업주식회사, P0638)을 사용하였다.
3. 통계 분석
통계분석은 GraphPad Prism 7 을 사용하였으며 유의 수준은 p<0.05 로 설정하였다. 투여 농도에 따라 분류된 각 시험군의 측정치는 대조군 대비 퍼센트로 환산하여 평균값(M)과 표준오차평균(SEM)을 시험 결과로 사용하였다. 각 군 간의 차이는 One-Way 또는 Two-Way ANOVA 로 통계학적 분석하고 사후 검정 분석으로 Neuman Keuls Test 또는 Tukey test 을 실시하였다. 각 군 간의 차이는 One-Way 또는 Two-Way ANOVA로 통계학적 분석을 실시하여 유의한 결과가 보이면 사후 검정 분석을 실시하여 각 군 간의 유의성을 평가하였다.
<실시예 1>
육두구 추출물의 제조
<1-1> 육두구 추출물의 제조
분쇄된 육두구 100g을 각 용매(표1 참조) 500㎖에 넣어 2시간 동안 3회에 걸쳐 초음파 추출기를 사용하여 각 용매조건에 대한 추출물을 제조하였다. 분리된 추출물은 동일 농도로 제조하여 사용하였고, 미리스티신 표준품은 시그마사(제품번호: M9237)에서 구입하였다. 각각의 육두구 용매 추출물과 미리스티신 표준품은 MeOH-H2O(0-32min : 63% MeOH, 32-37min : 63→100% MeOH) 조건의 HPLC[Optima Pak C18 column 4.6, 5μm 입자 크기, 유속 1㎖/min, UV detection: 260nm]를 이용하여 분석하였고, 각각의 육두구 추출물의 미리스티신 함량은 표 2에 나타내었다.
알코올 추출용매 추출물 중 미리스티신의 함량(%) 추출물 중 넥타드린 B의 함량(%)
물 추출액 0.19 0.62
10% 에탄올 수용액 추출물 0.31 0.94
20% 에탄올 수용액 추출물 0.33 2.98
30% 에탄올 수용액 추출물 0.45 7.48
40% 에탄올 수용액 추출물 1.34 1.95
50% 에탄올 수용액 추출물 1.48 2.77
75% 에탄올 수용액 추출물 1.27 2.95
75% 메탄올 수용액 추출물 1.85 7.47
표 2에 나타난 바와 같이, 30% 에탄올 수용액 추출물의 미리스티신 함량이, 다른 조건의 추출물에서보다 평균 3배 정도 적게 추출되는 것으로 확인되었다. 또한, 각 조건의 육두구 용매 추출물을 MeOH-H2O(0-35min: 60% MeOH, 35-60min : 60→100% MeOH) 조건의 HPLC[OptimaPak_C18 column 4.6x250mm, 5μm 입자 크기, 유속 1㎖ /min, UV detection : 205, 280nm]를 이용하여 넥탄드린 B의 함량을 분석한 결과(표 1 참조), 30% 에탄올 수용액 추출물에서 넥탄드린 B가 가장 많이 추출됨을 알 수 있었다. 따라서, 활성물질의 양을 최대로 하면서 독성물질의 함량을 최소로 하는 조건은, 30% 이하 에탄올 수용액으로 육두구를 추출하는 것임을 확인할 수 있었다.
<1-2> 육두구로부터 추출된 화합물의 확인
상기 실시예 1의 30% 에탄올 수용액 육두구 추출물에서 HPLC를 이용하여 2,5-비스-아릴-3,4-디메틸테트라하이드로 퓨란 리그난계 화합물을 분리하였다.
그 결과, 테트라하이드로푸로구아이아신 (Tetrahydrofuroguaiacin), 사우서네틴디올 (Saucernetindiol), 베루코신 (Verrucosin), 넥탄드린 B (Nectandrin B), 넥탄드린 A (Nectandrin A), 프라그란신 C1 (Fragransin C1) 총 6개의 화합물을 분리하였다.
<실시예 2>
마우스의 체중변화 측정
투여 전(입수 및 군 분리시)과 투여개시일부터 실험종료시까지 매일 체중을 측정하였다.
도 2에 나타나듯이, 육두구 추출물 투여군의 체중 변화는 부형제 대조군과 비슷하였으며 이러한 체중변화는 시험된 Young과 Old 연령대에서 동일하게 나타났다.
투여 20 일째에 모든 시험군에서 일시적인 체중 감소가 관찰되었는데 이는 육두구 추출물에 투여에 의한 neurological deficit 시험을 수행하기 위해 하루 전에 식이 공급을 중단한 결과에 의한 것으로 판단되며 일시적인 체중 감소는 식이 재공급에 의해 체중 회복이 되었음을 보여주고 있다.
<실시예 3>
근육세포에서 글리코겐 함량 측정( in vitro )
C2C12 Cell을 25cm2 flask 에 Dulbecco’Modified Eagle’s Medium에 10% FBS, Penicillin-Streptomycin-Glutamine, 50㎕ Sodium Pyruvate을 첨가한 성장배지를 사용하여 cell을 푼다. 6시간 뒤 성장 배지를 바꿔준다. 50-70%confluency를 유지하여 cell을 배양한 뒤 100 X 20mm Dish로 subculture한다. 이 때 cell의 농도는 1:13-15 dilution한다. 6 well plate에 2.5 x 105/6 well 농도로 cell을 seeding한다. 90%confluency되면 Dulbecco’Modified Eagle’Medium에 2% Horse Serum, Penicillin-Streptomycin-Glutamine를 첨가한 differentiation medium으로 배지를 바꿔준다.) 24시간마다 분화배지로 배지를 바꿔준다.(5일 동안) 현미경으로 분화배지를 확인한다. (분화하여 myotube형성하는지 확인) 분화가 완료된 후 추출물 또는 지표물질을 처리한다.
Glycogen assay kit(Biovision)을 이용하여 세포의 글리코겐 함량을 측정하였다. 구체적으로, 배양액이 제거된 C2C12 근육세포를 차가운 PBS로 2회 세척한 다음 얼음 위에 플레이트를 올려놓고 well 당 200 ㎕의 증류수를 넣고 긁어 ep-tube에 담은 후 ultrasonicator로 lysis시킨다. 96 well plate를 사용하여 well 당 육두구 추출물 시료(10mg/kg/day, 20mg/kg/day)와 표준용액 각각 50 ㎕와 hydrolysis enzyme 2 ㎕를 함께 분주하여 상온, 30분간 반응시킨다. 930분의 반응 종료 후 reaction mixture를 50 ㎕씩 분주한 다음 차광된 상온에서 30분간 반응시킨 후, 570nm에서 흡광도를 측정한다. 그 결과를 도 1에 나타내었다.
그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이 육두구 추출물 처리에 따라 분화 근육세포에서 글리코겐의 함량이 현저히 증가한 것을 확인할 수 있었다. 이는 본 발명의 육두구 추출물이 운동지속능력을 나타내는 직접적인 근거라고 할 수 있다.
<실시예 4>
로타로드 시험(Rotarod test)
시험에 사용한 장비는 SB Technology 사의 rotarod 를 사용하였으며, 마우스용 로드가 장착된 rotarod 로 4 또는 4∼40 rpm 의 속도로 회전하는 고정 모드 및 가속 모드에서 시험하였다. 시험은 투여 후 7 일인 시험 시작 하루 전에 시험할 실험실에서 1 시간 적응시키고, 고정된 4 rpm의 조건에서 1 분간 pre-training 을 실시하고 이때 1 분내에 떨어진 마우스는 다시 로드에 올려 놓고 총 1 분의 시간 동안 로드에서 훈련을 시켰다. 시험 시작 전, 30 분 이상 시험 환경에 적응시킨 후 시험을 실시하며 마우스 개체당 4∼40 rpm 의 속도로 회전하는 가속 모드에서 5 분 시험을 실시하고, rod 위에서 떨어지는 순간의 시간을 기록하였다.
그 결과, 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 육두구 메탄올 추출물을 처리함에 따라 마우스의 운동능력 및 지구력이 월등히 상승한 것을 확인할 수 있었다.
도 3에 나타나듯이, 육두구 추출물을 투여하지 않은 Young 및 Old 마우스는 4 rpm 으로 회전하는 rotarod 에서 운동능력 및 지구력이 육두구 추출물을 투여한 Young 및 Old 마우스에 비해 현저하게 떨어지는 결과를 나타내었다. 즉, 육두구 추출물을 투여한 Young 및 Old 마우스는 농도 의존적으로 rotarod 에서의 경험이 없음에도 불구하고 육두구 추출물을 투여하지 않은 마우스에 비해 월등한 운동능력 및 지구력이 있음을 보여주었다.
도 4에 나타나듯이, 육두구 추출물 투여에 의한 근육강화에 따른 운동능력을 판별하기 위해서 저속으로 회전하는 rod 에서 시험물질 투여 유무에 상관없이 Young 과 Old 마우스가 모두 비슷한 운동능력을 보여주는 기준을 잡기 위해서 저속인 4 rpm 에서 지속적으로 훈련을 실시하였다. 훈련을 실시한 3 일 후 모든 마우스의 운동능력 및 지구력이 상이하지 않은 조건을 확보하였음을 도 4에서 보여준다 (F(7,20)=0.8985, p=0.5265).
도 5에 나타나듯이, 가속모드의 rotarod 에서 시험한 결과 육두구 추출물 투여에 의해 Young 과 Old 마우스 모두에서 농도 의존적으로 운동능력 및 지구력이 향상되었다 (F(7,19)=4.3180, p=0.0052). Young 마우스의 경우 육두구 추출물 투여에 따른 운동능력의 향상 및 지구력의 증가가 농도 의존적인 효과를 보여주고 있으나 통계적인 유의성은 나타나지 않았다 (F(3,8)=0.5841, p=0.6421). Old 마우스의 경우는 육두구 추출물의 농도 의존적인 효과가 통계적인 유의성을 나타내었다(F(3,11)=10.79, p=0.0013).
결론적으로, 30 및 100 mg/kg, bw 을 투여한 Old 마우스는 육두구 추출물 비투여 Old 마우스에 비해 각각 2.3 배, 2.6 배의 운동능력 및 지구력이 통계학적으로 유의하게 향상되었음을 보여주고 있다 (p<0.01). 10 mg/kg, bw 투여 Old 마우스에서도 1.4 배의 운동능력 및 지구력의 증가를 보여주고 있다. 특히 육두구 추출물 30 및 100 mg/kg, bw 을 투여한 Old 마우스의 경우는 Young 마우스와 비슷한 운동능력 및 지구력을 보여주고 있어, 본 발명 육두구 추출물의 운동능력 및 지구력 향상 효과를 확인하였다.
육두구 추출물은 Old 마우스에서 통계적으로 유의한 농도 의존적인 운동 능력이 향상된 결과는 근육 약화에 따른 운동 능력이 감소된 Old 마우스의 운동능력을 회복시켜 Young 마우스에서 나타난 운동 능력과 같은 효과가 있음을 의미한다. 또한 육두구 추출물은 Young 마우스의 운동 능력을 향상시킨 결과는 정상 상태인 근력을 강화할 수 있음을 시사한다.
<실시예 5>
Wire hang 시험
시험은 높이 25cm 에 설치된 직경 2mm 의 wire 를 사용하여 시험하였다.각각의 마우스를 와이어에 앞다리 만을 사용하여 위치시키고 떨어지지 않고 매달려 있는 시간을 측정하였다. 마우스가 매달려 있다가 떨어지는 시간을 측정하며 시험은 최대 120 초 동안 실시하였다. 이와 같은 방법으로 각각의 마우스를 약 20 분 간격으로 3 회 반복하였다. 3 회의 시험 중 첫번째와 제일 오래 매달린 시간의 평균 값을 각 마우스의 성적으로 결과를 분석하였다. 육두구 추출물 투여군 및 부형제대조군의 모든 Young 마우스는 강한 앞다리의 근육에 의해 wire 를 당겨 뒷다리로 wire 를 잡아 올라가는 행동을 보여 순수한 앞다리만의 운동능력을 평가하기 적합하지 않았기 때문에 Old 마우스에서만 시험을 실시하였다.
도 6에 나타난 바와 같이, 그 결과 근육강화에 따른 운동능력 및 지구력의 향상이 통계적으로 유의하게 육두구 추출물 투여 농도 의존적으로 모두 증가됨이 나타났다 (F(3,11)=4.555, p=0.0262). 육두구 추출물 투여에 의한 근육강화에 따른 운동능력 증강 효과는 10, 30 및 100 mg/kg, bw 에서 각각 25%, 58* 및 97% 증가되었으며 100 mg/kg, bw 투여군에서는 통계적으로 유의한 증가 효과를 보여주었다 (p<0.05).
이러한 결과를 통해, 육두구 추출물이 노화 또는 퇴화된 Old 마우스의 앞 다리의 근육을 강화시킬 수 있으며 이로 인한 운동 능력 및 지구력을 향상시킬 수 있음을 의미하며 이러한 효과는 운동과 관련된 근육에 비특이적으로 관여함을 시사한다.
<실시예 6>
Morris water maze 시험
Morris water maze 는 특징이 없는 내부 표면을 가진 원형 풀로 수영하는 마우스가 볼 수 있는 다양한 외부 표식이 부착된 벽이 있는 방에 위치시켰다. 수미로의 수온은 실온 또는 21º로 맞추고, 탈지분유를 섞어 수미로 표면을 불투명하게 만들고 수미로의 물속에 벗어날 수 있는 유일한 플랫폼은 원형 수미로의 네 개의 사분면 중 하나에 위치시켰다. 수미로 시험은 pretraining 과 플랫폼이 수면에서 확인이 가능한 visible version 으로 시험하였다. Pretraining 은 모든 마우스를 60 초 동안 플랫폼이 설치되지 않은 수미로에서 자유롭게 수영시키고 각 마우스의 수영 속도를 운동 능력의 지표로 활용하였다.
도 7에 나타나듯이, Young 마우스에서는 육두구 추출물 투여와 무관하게 수영 속도가 모든 군에서 일정한 결과를 보였다. Old 마우스에서는 통계적으로 유의하게 농도 의존적으로 육두구 추출물 투여에 의한 수영 속도가 향상되고 있는 경향을 보여주었다 (F(7,20)=6.647, p=0.0004).
도 8에 나타나듯이, 육두구 추출물을 처리하지 않은 Young 마우스와 Old 마우스만을 별도로 통계 분석하였을 경우도 같은 경향을 보여주고 있다 (F(4,14)=10.23, p=0.0004).
<실시예 7>
Neurological deficit 시험
육두구 추출물의 투여에 따른 neurological deficit 의 유무를 판단하기 위하여 6 rpm 으로 고정된 rotarod 를 사용하였다. 섭취한 음식물과의 상호작용을 배제하기 위하여 모든 실험동물은 18 시간 절식시키고 육두구 추출물을 100, 300 및 1,000 mg/kg 을 투여한 후 0.5, 1 및 2 시간에 1 분 동안 rotarod 에서 떨어지는 실험동물의 개체 수를 기록하였다.
그 결과, 표 3에서 보는 바와 같이 육두구 추출물 1,000 mg/kg, bw을 Young과 Old 마우스 각각에 투여하고 시간대 별로 시험한 결과 Young 마우스에서는 시험된 모든 마우스가 성공적으로 rotarod에서 떨어지지 않았다.
Old 마우스에서는 시험물질 투여 후 0.5 와 1 시간에서 모든 마우스가 시험된 조건에서 떨어지지 않았으나 2 시간에서는 한 마리만이 조건에 만족하지 않았다.
Figure pat00002
또한, Neurologic deficit 시험 결과는 육두구 추출물 투여에 따른 신경계에 미치는 영향이 없는 것을 의미한다. 이러한 사실은 육두구 추출물이 neurological deficit을 보이는 toxic dose 50%인 TD50 값이 1,000 mg/kg, bw 이상으로 추정되며 동시에 rotarod 실험 결과를 바탕으로 Young 마우스의 운동 능력을 보여주기 위한 육두구의 50% 농도로 최소 10∼30 mg/kg로 예측할 때 protective index (PI) 값은 최소 34 이상으로 판단되어 매우 안전한 물질임을 시사한다.
<실시예 8>
강제 유영 지구력 시험
강제 유영 지구력 시험은 Jacob 와 Michud 의 방법(Jacob J, Michud G. Action of various pharmacological agents on the exhaustion time and behavior of mice swimming at 20 degree C. I. Description of the technic. Actions of amphetamine, cocaine, caffeine, hexobarbital and merprobamate. Arch. Int. Pharmacodyn. Ther. (1961) 133: 101.)을 수정하여 실시하였다. 지름이 120 cm 인 원형 수조에 물을 30 cm 의 깊이로 채우고 수온은 21℃로
유지하였다. 각 마우스 몸무게의 5% 정도의 추를 마우스 꼬리에 매달아 군 별로 3∼4 마리씩 수조에 동시에 넣어 시험하며 헤엄쳐서 탈진할 때까지의 시간을 측정하였다. 시험은 5 분의 제한된 시간 내에서 수행하였다.
그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이 육두구 추출물을 투여한 Young과 Old 마우스 모두 농도 의존적으로 유영 지구력이 증가된 경향을 보여주었다. 강제 유영 지구력 시험 동안 Young 마우스는 Old 마우스에 비해 많은 활동량을 보여주었으며 Old 마우스에 비해 부적절한 floating 행동이 거의 관찰되지 않았다.
<실시예 9>
육두구 추출물의 근육량 증가 효과
3개월 및 10개월 C57BL/6 마우스를 표 1에 따라 각각 3마리씩 총 8군으로 임의적으로 나누어 실험에 이용하였다.
실험군으로는 육두구 30% 에탄올 추출물을 10mg/kg, 30mg/kg, 100mg/kg의 3가지 농도로 1일 1회씩 총 22일간 일정한 시간에 투여하였다. 이때, 대조군으로는 부형제인 폴리에틸렌글리콜을 사용하였다. 시험 종료 후, 쥐의 대퇴부를 분리하여 부피를 측정하였다.
그 결과, 도 10 및 도 11에서 보듯이, 대조군과 비교하여 육두구 추출물을 투여한 군에서 쥐의 연령과 무관하게 근육량 및 부피가 전체적으로 증가하였으며, 특히 old 마우스에서 근육 증가 효과가 뛰어났다. 이로써, 본 발명의 육두구 추출물이 근육량을 증가시켜 운동능력 및 근력향상 효과가 매우 우수함을 확인하였다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 육두구 추출물은 리그난계 화합물을 고함유 하고 있을 뿐만아니라, 섭취시 운동능력 향상, 지구력 향상, 및 근력 향상 효과가 매우 우수하여 근육 감소증 치료에 효과가 있을 뿐만 아니라, 체력 또는 운동능력 향상을 위한 의약품 및 식품 등에 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 또는 운동능력 향상용 식품 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 육두구 추출물은 물, 탄소수 1 내지 6개의 알코올(alcohol), 아세톤(acetone), 에테르(ether), 벤젠(benzene), 클로로포름(chloroform), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 헥산(hexane), 시클로헥산(cyclohexane), 석유에테르(petroleum ether), 아임계 유체, 및 초임계 유체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 용매에 의한 추출물인 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 운동능력 향상은 근 지구력 증가 또는 근력 강화인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 육두구 추출물은 세포 수준에서 글리코겐 수준을 증가시키는 특성을 추가로 포함하는 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 중년 이상의 개체용인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 또는 운동능력 향상용 약학적 조성물.
  7. 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 근육 감소증 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  8. 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 근육 감소증 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  9. 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 근 기능 개선용 식품 조성물.
  10. 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 항-피로용 식품 조성물
  11. 육두구 추출물을 유효성분으로 포함하는 체력 향상, 운동능력 향상 또는 육량 증대용 사료첨가용 조성물.
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