KR20220158169A - 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 부작용 저감용 조성물, 또는 카페인 중독에 의한 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 - Google Patents
구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 부작용 저감용 조성물, 또는 카페인 중독에 의한 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 구릿대(Angelica dahurica) 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 부작용 저감용 조성물, 및 카페인 중독에 의한 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물은 독성이 없으며, 카페인 중독 또는 카페인 부작용에 의한 증상 또는 질환을 효과적으로 예방, 개선 또는 치료하고, 중추신경 흥분을 억제하는 효능이 매우 뛰어나, 경쟁력 있는 식품 및 의약품 등의 제조에 유용하게 이용될 수 있다.
본 발명의 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물은 독성이 없으며, 카페인 중독 또는 카페인 부작용에 의한 증상 또는 질환을 효과적으로 예방, 개선 또는 치료하고, 중추신경 흥분을 억제하는 효능이 매우 뛰어나, 경쟁력 있는 식품 및 의약품 등의 제조에 유용하게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 구릿대(Angelica dahurica) 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 부작용 저감용 조성물, 또는 카페인 중독에 의한 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
서구화된 식생활 습관과 바쁜 생활방식에 따라 현대인은 다양한 종류의 음료수를 섭취하고 있으며, 식품의 선택 기준에서도 서구화 경향이 커져 특별히 카페인이 많이 함유된 기호음료의 소비가 날로 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 카페인 함유 가공식품이 개발되고 있으며 커피점이나 패스트푸드 이용이 증가하면서 모든 연령대의 카페인 함유 식품의 섭취가 증가하고 있다. 커피시장의 소비실태에 관한 연구는 국민 1인당 매일 0.8잔의 커피를 섭취하고, 연간 마시는 잔 수는 300잔이라고 보고한 바 있다(The case of Korea, U.S.A., Japan market. Korean J Culinary Res 10(3): 65-82). 또한, 청소년의 다수가 카페인이 들어 있는 커피를 마시고 있으며, 카페인이 과량으로 함유된 음료수 및 초콜릿까지 고려한다면 카페인 과다 섭취에 대한 위험성을 생각해 볼 때이다. 기호식품인 카페인은 사회적으로 크게 애용되고 있고, 또한 커피나 차 뿐 아니라 어린이나 청소년들이 많이 찾게 되는 콜라, 초콜릿 등에도 카페인이 함유되어 있으며, 식품과 음료수 외에 두통약, 감기약, 이뇨제 및 식욕억제제를 위시한 비처방 의약품에도 카페인이 함유되어 있다.
카페인은 커피, 차, 음료, 의약품 등에 광범위하게 혼합되어 있으며, 주성분은 1,3,7-트리메틸크산틴(1,3,7 trimethylxanthine)으로 질소를 포함하고 있는 쓴 맛의 알칼로이드(alkaloid) 화합물로써 퓨린(purine)과 우릭산(uric acid)으로부터 유도되는 성분이다. 이러한 카페인은 무취의 백색 침상결정으로, 뜨거운 물에 잘 녹아 특유의 고유한 쓴맛을 가진다. 또한, 현재 약 60 여종의 식물의 잎과 열매에 존재하는 것으로 알려져 있으며, 주로 커피나무(coffee arabica)의 씨앗에서 추출된다. 그 외 차나무(Camellia sinensis (L) O. Kuntze)의 잎, 카카오(Theobroma cacao) 나무의 열매, 콜라나무(Cola acuminata)의 열매, 마테나무(Ilex paraguayensis)의 잎에서도 추출된다.
카페인은 중추신경계와 교감신경계를 자극하는 일종의 중추신경 자극제로 신체 기관에 효과를 나타내며, 외피, 골수, 척수에 영향을 준다. 카페인의 신체적 영향에 대한 실험적 연구를 통해 체내 흡수되는 효과를 밝혀냈는데, 주로 아드레날린 (adrenaline), 노르아드레날린 (noradrenaline), 코르티솔과 같은 스트레스 호르몬의 혈중 농도를 증가시켜 혈압을 높이는 것으로 알려지고 있다. 카페인은 중추신경 흥분 작용이 있기 때문에 졸음을 쫓기 위한 각성제로 널리 사용되고 있으며, 이러한 수면 장애 및 각성 효과가 일반인에게 알려져, 고카페인 음료가 보편화 되면서 널리 사용되고 있는 것이다. 하지만 장기적인 섭취가 정상수면과 각성 상태에 심각한 영향을 주게 되며, 카페인을 과다 섭취하였을 때 소화불량, 심계항진, 흥분, 두통, 불면증, 과산성 위염, 이뇨작용, 무기질 결핍 등의 위험을 가져올 수 있다고 보고되어 있다.
특히, 청소년 사이에서 최근 유행하고 있는 고카페인 음료는 '시험공부를 위한 약'으로 오인되어 시험기간이 오면 많은 청소년들이 음용하고 있다. 하지만, 고카페인 음료는 중추신경을 자극하여 일시적으로 졸음을 깨는 효과만 있을 뿐, 성적 향상이 될 수 있음을 밝힌 어떠한 근거도 밝혀진 바는 없다. 이처럼 고카페인 음료에 대한 올바른 이해가 부족한 실정이지만 아직까지 우리나라에서는 청소년, 아동의 과다 음용 보호를 위한 특별한 법적 제제가 없고, 유해한 내용을 근거로 한 법적 판매 제한 조치가 없는 문제를 가지고 있다. 더구나, 현재까지 이러한 카페인의 부작용 또는 중독으로 인한 질환을 개선하기 위한 구체적인 예방 및 치료제들은 제시되고 있지 않은 실정이다.
이에, 본 발명자들은 카페인으로 인한 부작용을 최소화할 수 있는 새로운 식음 제품을 개발하기 위하여 꾸준히 노력한 결과, 구릿대 추출물이 상기 카페인 부작용 또는 카페인 중독으로 인한 증상 또는 질환을 효과적으로 개선 또는 치료할 수 있음을 구체적으로 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
Cyril Willson, "The clinical toxicology of caffeine: A review and case study", Toxicology Reports 5 (2018) 1140??1152
Anteneh Belayneh et al., "The Effect of Coffee on Pharmacokinetic Properties of Drugs : A Review", BioMed Research International, Volume 2020, Article ID 7909703
Mohammad Mohiuddin, A.T.M. et al., "In vivo Effects of Gliclazide and Metformin on the Plasma Concentration of Caffeine in Healthy Rats, Pakistan Journal of Biological Sciences 12(9): 734-737, 2009
본 발명의 목적은 카페인 함유 식품; 및 구릿대 추출물을 포함하는 카페인 부작용 저감용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 식품 첨가제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 카페인 함유 식품 및 구릿대 추출물을 포함하는 카페인 부작용 저감용 식품 조성물을 제공한다.
상기 조성물에 있어서, 상기 카페인의 부작용은 카페인 투여로 인한 흥분 증세, 혈압상승, 심장 두근거림, 집중력 저하, 수전증, 근육통, 불면증 및 수면장애 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명은 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
상기 조성물에 있어서, 상기 질환은 카페인 투여로 인한 불면증, 수면장애, 흥분 증세, 혈압상승, 심장 두근거림, 집중력 저하, 수전증 및 근육통 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 식품 첨가제를 제공한다.
또한, 본 발명은 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물은 독성이 없으며, 카페인 중독 또는 카페인 부작용에 의한 증상 또는 질환을 효과적으로 예방, 개선 또는 치료하고, 중추신경 흥분을 억제하는 효능이 매우 뛰어나, 경쟁력 있는 식품 및 의약품 등의 제조에 유용하게 이용될 수 있다.
도 1a는 카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서 펜토바비탈 수면유도 실험을 통하여 입면시간에 대한 실시예의 구릿대 추출물(KS-120)의 농도별 효과를 나타내는 그래프이고, 도 1b는 카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서 펜토바비탈 수면유도 실험을 통하여 수면시간에 대한 실시예의 구릿대 추출물(KS-120)의 농도별 효과를 나타내는 그래프이다. 일반대조군(5% tween 80-식염수 10 mL/kg), 카페인 단독, 카페인 및 실시예, 카페인 및 졸피뎀을 경구투여(p.o.)하였다. 각 그래프는 평균값(means±SEM, n=7-8)을 나타낸다. #, ##, 및 ###은 카페인 단독투여군과 비교하여 각각 p<0.05, p<0.01, 및 p<0.001에서 유의적 차이가 있음을 의미하며, *, **, 및 ***은 일반대조군과 비교하여 각각 p<0.05, p<0.01, 및 p<0.001에서 유의적 차이가 있음(Tukey's test)을 의미한다. KS-120은 구릿대 추출물의 약자이며, CF 및 ZPD는 각각 카페인(caffeine) 및 졸피뎀(zolpidem)의 약자이다.
도 2a는 카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서 각 그룹별 단일 마우스의 뇌파(EEG), 근전도도(EMG), 및 hypnograms의 전형적인 예시를 나타낸 것이고, 수면구조분석을 통해 입면시간에 대한 구릿대 추출물(KS-120)의 농도별 효과를 시판 수면제인 졸피뎀(zolpidem)과 비교하여 나타낸 그래프이며, 도 2b는 수면구조분석을 통해 카페인 단독투여에 따른 입면시간 증가에 대한 구릿대 추출물(KS-120)의 억제 효과를 시판 수면제인 졸피뎀(zolpidem)과 비교하여 나타낸 그래프이며, 도 2c는 카페인 단독투여에 따른 논렘수면(NREMS) 감소에 대한 구릿대 추출물(KS-120)의 억제 효과를 시판 수면제인 졸피뎀(zolpidem)과 비교하여 나타내는 그래프이다. 일반대조군(Vehicle; 5% tween 80-식염수 10 mL/kg), 카페인(25 mg/kg), 카페인(25 mg/kg) + ZPD(10 mg/kg), 및 카페인(25 mg/kg) + 실시예의 구릿대 추출물(200 mg/kg)을 경구투여(p.o.)하였다. 각 그래프는 평균값(means±SEM, n=7)을 나타낸다. **은 일반대조군과 비교하여 p<0.01에서 유의적 차이가 있음을 의미하고, #, 및 ##은 카페인 단독투여군과 비교하여 각각 p<0.05, 및 p<0.01에서 유의적 차이가 있음(t-test)을 의미 한다. Vehicle은 대조군을 나타내고, KS-120은 구릿대 추출물의 약자이며, Wake, NREMS, 및 REMS는 각각 wakefulness, non-rapid eye movement sleep, 및 rapid eye movement sleep의 약자이다. 또한 EEG 및 EMG는 각각 electroencephalogram 및 electromyogram의 약자이다.
도 3은 카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서, 24시간 동안의 각 시간대별 논렘수면(NREMS), 렘수면(REMS) 및 각성(Wake) 변화에 대한 실시예의 구릿대 추출물(KS-120, 200 mg/kg) 및 졸피뎀(zolpidem, 10 mg/kg)의 효과를 나타내는 그래프이다. 각 그래프는 평균값(means±SEM, n=7)을 나타낸다. *은 대조구와 비교하여 p<0.05에서, **은 대조군과 비교하여 p<0.01에서 유의적 차이가 있음(t-test)을 의미한다. Vehicle은 대조군을 나타내고, KS-120은 구릿대 추출물의 약자이며, ZPD는 졸피뎀(zolpidem)의 약자이다.
도 4는 카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서, 카페인 단독 투여군, 카페인+실시예의 구릿대 추출물 투여군, 및 카페인+ZPD 투여군의 논렘수면 시간 동안의 뇌파(EEG, elctroencephalogram) 파워 밀도 및 델타 활성(Delta activity)을 나타낸 그래프이다. **은 대조군과 비교하여 p<0.01에서 유의적 차이가 있음(t-test)을 의미한다. Vehicle은 대조군을 나타내고, KS-120은 구릿대 추출물의 약자이며, ZPD는 졸피뎀(zolpidem)의 약자이다.
도 5는 카페인 유도 중추신경 흥분 마우스 모델에서, 카페인 단독 투여군, 카페인+실시예의 구릿대 추출물 투여군, 및 카페인+졸피뎀 투여군의 센터존 머무름 시간 및 총 이동거리를 비교하여 나타낸 그래프이다. 각 그래프는 평균값(means±SEM, n=10)을 나타낸다. **은 일반대조군과 비교하여 p<0.01에서 유의적 차이가 있음을 의미하며, # 및 ##은 카페인 단독 투여군과 비교하여 각각 p<0.05 및 p<0.01에서 유의적 차이가 있음(Tukey's test)을 의미한다. Vehicle은 일반대조군을 나타내고, KS-120은 구릿대 추출물의 약자이다.
도 2a는 카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서 각 그룹별 단일 마우스의 뇌파(EEG), 근전도도(EMG), 및 hypnograms의 전형적인 예시를 나타낸 것이고, 수면구조분석을 통해 입면시간에 대한 구릿대 추출물(KS-120)의 농도별 효과를 시판 수면제인 졸피뎀(zolpidem)과 비교하여 나타낸 그래프이며, 도 2b는 수면구조분석을 통해 카페인 단독투여에 따른 입면시간 증가에 대한 구릿대 추출물(KS-120)의 억제 효과를 시판 수면제인 졸피뎀(zolpidem)과 비교하여 나타낸 그래프이며, 도 2c는 카페인 단독투여에 따른 논렘수면(NREMS) 감소에 대한 구릿대 추출물(KS-120)의 억제 효과를 시판 수면제인 졸피뎀(zolpidem)과 비교하여 나타내는 그래프이다. 일반대조군(Vehicle; 5% tween 80-식염수 10 mL/kg), 카페인(25 mg/kg), 카페인(25 mg/kg) + ZPD(10 mg/kg), 및 카페인(25 mg/kg) + 실시예의 구릿대 추출물(200 mg/kg)을 경구투여(p.o.)하였다. 각 그래프는 평균값(means±SEM, n=7)을 나타낸다. **은 일반대조군과 비교하여 p<0.01에서 유의적 차이가 있음을 의미하고, #, 및 ##은 카페인 단독투여군과 비교하여 각각 p<0.05, 및 p<0.01에서 유의적 차이가 있음(t-test)을 의미 한다. Vehicle은 대조군을 나타내고, KS-120은 구릿대 추출물의 약자이며, Wake, NREMS, 및 REMS는 각각 wakefulness, non-rapid eye movement sleep, 및 rapid eye movement sleep의 약자이다. 또한 EEG 및 EMG는 각각 electroencephalogram 및 electromyogram의 약자이다.
도 3은 카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서, 24시간 동안의 각 시간대별 논렘수면(NREMS), 렘수면(REMS) 및 각성(Wake) 변화에 대한 실시예의 구릿대 추출물(KS-120, 200 mg/kg) 및 졸피뎀(zolpidem, 10 mg/kg)의 효과를 나타내는 그래프이다. 각 그래프는 평균값(means±SEM, n=7)을 나타낸다. *은 대조구와 비교하여 p<0.05에서, **은 대조군과 비교하여 p<0.01에서 유의적 차이가 있음(t-test)을 의미한다. Vehicle은 대조군을 나타내고, KS-120은 구릿대 추출물의 약자이며, ZPD는 졸피뎀(zolpidem)의 약자이다.
도 4는 카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서, 카페인 단독 투여군, 카페인+실시예의 구릿대 추출물 투여군, 및 카페인+ZPD 투여군의 논렘수면 시간 동안의 뇌파(EEG, elctroencephalogram) 파워 밀도 및 델타 활성(Delta activity)을 나타낸 그래프이다. **은 대조군과 비교하여 p<0.01에서 유의적 차이가 있음(t-test)을 의미한다. Vehicle은 대조군을 나타내고, KS-120은 구릿대 추출물의 약자이며, ZPD는 졸피뎀(zolpidem)의 약자이다.
도 5는 카페인 유도 중추신경 흥분 마우스 모델에서, 카페인 단독 투여군, 카페인+실시예의 구릿대 추출물 투여군, 및 카페인+졸피뎀 투여군의 센터존 머무름 시간 및 총 이동거리를 비교하여 나타낸 그래프이다. 각 그래프는 평균값(means±SEM, n=10)을 나타낸다. **은 일반대조군과 비교하여 p<0.01에서 유의적 차이가 있음을 의미하며, # 및 ##은 카페인 단독 투여군과 비교하여 각각 p<0.05 및 p<0.01에서 유의적 차이가 있음(Tukey's test)을 의미한다. Vehicle은 일반대조군을 나타내고, KS-120은 구릿대 추출물의 약자이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 카페인 부작용 저감용 식품 조성물은 카페인 함유 식품; 및 구릿대 추출물을 포함한다.
구릿대(Angelica dahurica)는 약학적으로 매우 중요한 식물중 하나로, 이의 뿌리는 백지라 불리우며 한의약에서 감기, 치통, 신경통 및 출혈로 인한 두통을 완화시키는 약재로 이용되고 있다(Encyclopedia of traditional Chinese materia medica, Shanghai, China: The people's press, 1977; Vol. IV: 4534).
본 발명의 구릿대는 구릿대 뿌리일 수 있다.
상기 구릿대는 추출용매와 1 : 5 내지 20, 바람직하게는 1 : 5 내지 15, 더욱 바람직하게는 1 : 8 내지 12의 중량비로 혼합하여 60 내지 90 ℃, 바람직하게는 65 내지 85 ℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 80 ℃에서 1 내지 10시간, 바람직하게는 1 내지 5시간 동안 추출한 후 감압농축을 수행하여 추출물을 제조한다. 상기 구릿대와 추출용매의 중량비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 추출물에 구릿대의 유효성분이 적은 양으로 추출될 수 있다.
상기 각 추출물을 추출하는 추출용매는 물, 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매이다. 상기 저급알코올로는 20 내지 80%의 메탄올, 에탄올, 부탄올 또는 프로판올을 들 수 있다.
상기 추출용매로는 특별히 한정하는 것은 아니지만 60 내지 80%의 에탄올 수용액으로 추출된 추출물이 카페인 중독에 의한 질환의 예방, 개선 또는 치료에 바람직하게 작용한다.
상기 구릿대 추출물은 구릿대를 물, 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매로 추출한 추출물을 제2의 유기용매로 재분획한 분획물일 수 있다. 바람직하게는, 구릿대 추출물은 구릿대의 에탄올 추출물을 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올 또는 물로 재분획한 분획물일 수 있다.
본 명세서에서 구릿대를 언급하면서 사용되는 용어 "추출물"은 추출용매를 처리하여 얻은 조추출물뿐만 아니라 구릿대 추출물의 가공물도 포함한다. 예를 들어, 구릿대 추출물은 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말 상태로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 구릿대 추출물은 광의로는 구릿대를 동물에게 투여할 수 있도록 제형화된 구릿대 가공물, 예컨대, 구릿대 분말도 포함하는 의미를 갖는다. 비록 본 발명에서 구릿대로 실험을 진행하긴 하였으나, 구릿대 가공물과 같은 형태로도 목적하는 효과를 달성할 수 있음은 당업자라면 예상 가능할 것이다.
본 발명의 구릿대 추출물의 1일 투여량은, 10 내지 1,000 mg/kg일 수 있으며, 바람직하게는 25내지 500 mg/kg일 수 있고, 더욱 바람직하게는 50 내지 500 mg/kg일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 100 내지 500 mg/kg일 수 있고, 더욱 바람직하게는 200 내지 500 mg/kg일 수 있다. 본 발명의 구릿대 추출물의 투여량의 상기 하한치 미만인 경우에는 카페인 중독에 의한 질환의 개선 또는 치료 효과가 원하는 정도로 나타나지 않을 수 있고, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 투여량이 증가하는 만큼 카페인 중독에 의한 질환의 치료 효과가 증가하지 않거나 독성이 있을 수 있어 바람직하지 않다. 한편, 동물 실험 결과, 본 발명의 구릿대 추출물의 투여량이 상기 범위인 경우에는 유의적인 효과가 나타나면서도 세포독성 등의 부작용이 나타나지 않았다.
본 발명의 용어 "카페인 부작용"은 카페인 투여로 인한 흥분 증세, 혈압상승, 심장 두근거림, 집중력 저하, 수전증, 근육통, 불면증 및 수면장애 중에서 선택되는 1종 이상의 증상일 수 있다.
본 발명의 용어 "카페인 부작용 저감"은 상기한 카페인의 부작용의 하나 이상의 증상을 호전, 완화 또는 해소하는 것을 의미한다.
상기 카페인 함유 식품은 커피, 차, 콜라, 코코아, 초콜릿, 에너지 음료, 또는 이를 함유하는 식품일 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어, "에너지 음료"는 졸음을 쫓고 피로회복을 돕는 것을 목적으로 하여 제조된 전해질 및 카페인 등이 포함된 기능성 음료를 의미한다.
본 발명에서, 상기 카페인 함유 식품은 5 mg/g 이상의 카페인을 함유하는 식품을 의미한다. 또한, 상기 카페인 함유 식품은 카페인을 5 내지 150 mg/100 mL로 함유하는 음료일 수 있다.
본 발명에 따른 식품 조성물은 예를 들어, 음료류, 알코올 음료류, 과자류, 다이어트바, 유제품, 육류, 초코렛, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류 등일 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 식품 조성물은 커피 음료일 수 있다.
본 발명의 구체적인 일 실시예에서는, 카페인 부작용으로 인한 중추신경 흥분으로 증가된 운동활성을 가지는 마우스 모델에 본 발명의 구릿대 추출물을 투여한 결과, 중추신경의 흥분을 억제하는 효과가 있음을 확인하였다(도 5 참조). 또한, 본 발명의 구체적인 일 실시예에서는, 카페인 부작용으로 인한 수면장애를 가지는 마우스 모델에 본 발명의 구릿대 추출물을 투여한 결과, 카페인 투여에 의한 수면장애를 개선하는 효과가 있음을 구체적으로 확인하였다(도 1 내지 도 2 참조). 이는, 본 발명의 구릿대 추출물이 카페인 부작용의 저감에 유용하게 이용될 수 있음을 시사하는 것이다.
본 발명의 식품 조성물은 유효성분으로서 구릿대 추출물뿐만 아니라, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제 [타우마틴, 스테비아 추출물 (예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등]) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제와 음료류로 제조되는 경우에는 본 발명의 구릿대 추출물 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 및 각종 식물 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
상기 식품 조성물에서 구릿대 추출물의 함량은 0.001 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.002 내지 0.3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.1 중량%일 수 있다.
본 발명의 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물은 구릿대 추출물을 유효성분으로 함유한다.
상기 식품 조성물에서, '구릿대 추출물' 및 '식품 조성물'에 대한 내용은 전술한 바와 같다.
한편, 본 명세서에서 용어 "유효성분으로 함유하는"이란 구릿대 추출물의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 포함하는 것을 의미한다. 본 발명의 구릿대 추출물의 1일 투여량은, 10 내지 1,000 mg/kg일 수 있으며, 바람직하게는 25내지 500 mg/kg일 수 있고, 더욱 바람직하게는 50 내지 500 mg/kg일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 100 내지 500 mg/kg일 수 있고, 더욱 바람직하게는 200 내지 500 mg/kg일 수 있다. 본 발명의 구릿대 추출물의 투여량의 상기 하한치 미만인 경우에는 카페인 중독에 의한 질환의 개선 또는 치료 효과가 원하는 정도로 나타나지 않을 수 있고, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 투여량이 증가하는 만큼 카페인 중독에 의한 질환의 치료 효과가 증가하지 않거나 독성이 있을 수 있어 바람직하지 않다. 한편, 동물 실험 결과, 본 발명의 구릿대 추출물의 투여량이 상기 범위인 경우에는 유의적인 효과가 나타나면서도 세포독성 등의 부작용이 나타나지 않았다.
본 발명의 용어 "카페인 중독(caffeine poisoning)"이란, 카페인에 기인한 중독을 말하며, 커피, 고카페인 에너지 음료, 콜라, 녹차, 홍차, 코코아 등 카페인이 들어있는 식품에 중독되거나 이에 의존하는 경우를 말한다. 또한, 상기 카페인 중독에 의한 질환은, 카페인의 투여 용량 및 투여 횟수와 관계없이 카페인 투여로 인해 나타나는 질환, 부작용 및 증상을 총칭하는 것으로, 예를 들어 수면장애, 불면증, 설사, 흥분 증세, 혈압상승, 심장 두근거림, 두통, 집중력 저하. 울렁거림, 구토증세, 우울감, 불안감, 수전증, 근육통 및 금단증상으로 이루어지는 군에 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 상기 카페인 중독에 의한 질환은, 카페인 과잉섭취로 인한 흥분 증세 및/또는 불면증일 수 있다.
본 발명의 구체적인 일 실시예에서는, 카페인 중독으로 인한 중추신경 흥분으로 증가된 운동활성을 가지는 마우스 모델에 본 발명의 구릿대 추출물을 투여한 결과, 중추신경의 흥분을 억제하는 효과가 있음을 확인하였다(도 5 참조). 또한, 본 발명의 구체적인 일 실시예에서는, 카페인 중독에 의한 수면장애를 가지는 마우스 모델에 본 발명의 구릿대 추출물을 투여한 결과, 카페인 투여에 의한 수면장애를 개선하는 효과가 있음을 구체적으로 확인하였다(도 1 내지 도 2 참조). 이는, 본 발명의 구릿대 추출물이 카페인 중독에 의한 질환에 대한 예방, 치료 또는 개선에 유용하게 이용될 수 있음을 시사하는 것이다.
본 발명의 용어 "예방"이란, 상기 질환의 하나 이상의 증상을 억제시키거나 또는 지연시키는 모든 것을 의미한다.
본 발명의 용어 "치료"란, 달리 언급되지 않는 한, 상기 질환의 하나 이상의 증상을 역전시키거나, 완화시키거나, 그 진행을 억제하거나, 또는 예방하는 것을 의미한다.
본 발명의 용어 "개선"이란, 본 발명의 구릿대 추출물을 포함하는 조성물의 투여로 치료되는 상태와 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 적어도 감소시키는 것을 의미한다.
상기 식품 조성물에서 구릿대 추출물의 함량은 0.001 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.002 내지 0.3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.1 중량%일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다. 상기 건강기능식품에서, 구릿대 추출물에 관한 것과 카페인 중독에 의한 질환에 대한 효과는 전술한 바와 같다. 본 발명의 건강기능식품은, 일상적으로 섭취하는 것이 가능하기 때문에 카페인 중독에 의한 질환의 개선 효과를 기대할 수 있으므로, 건강 증진 목적으로 매우 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 용어 "건강기능식품"이란, 특정보건용 식품(food for special health use, FoSHU)과 동일한 용어로, 영양 공급 외에도 생체조절기능이 효율적으로 나타나도록 가공된 의학, 의료효과가 높은 식품을 의미한다. 여기서 '기능'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당 업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 건강기능식품의 제형 또한 식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 건강기능식품은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나므로, 카페인 중독 개선 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.
상기 건강기능식품은 일반식품에 비해 적극적인 건강유지나 증진효과를 가지는 식품을 의미하고, 건강보조식품(health supplement food)은 건강보조 목적의 식품을 의미한다. 경우에 따라, 건강기능식품, 건강식품, 건강보조식품의 용어는 혼용된다.
일 구체예에서, 본 발명의 건강기능식품은 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료의 형태일 수 있다. 이와 같은 건강기능식품에 있어서의 구릿대 추출물의 첨가량은, 환제, 과립제, 정제 또는 캡슐제 형태의 건강기능식품의 경우에는 통상 0.1 내지 100 중량% 바람직하기로는 0.5 내지 80 중량%의 범위에서 첨가하면 된다.
또한, 본 발명은 상기 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 식품 첨가제를 제공한다. 상기 식품 첨가제에서, 구릿대 추출물에 관한 것과 카페인 중독에 의한 질환에 대한 효과는 전술한 바와 같다. 본 발명의 식품 첨가제는, 상기 구릿대 추출물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상의 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있으며, 본 발명의 조성물은 친환경적이며 안정성 면에서 문제가 없기 때문에 혼합량에 큰 제한은 없다.
또한, 본 발명은 상기 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다. 상기 약학 조성물에서, 구릿대 추출물에 관한 것과 카페인 중독에 의한 질환에 대한 효과는 전술한 바와 같다.
본 발명의 약학 조성물은 상기 유효 성분 이외에 약학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.
상기 약학 조성물의 제제 형태는 과립제, 산제, 정제, 피복정, 캡슐제, 좌제, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약학적으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검 등을 포함한다.
액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
더 나아가 해당분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 경구 또는 비경구로 투여할 수 있고, 비경구 투여인 경우에는 정맥내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 경피 투여 등으로 투여할 수 있으며, 바람직하게는 경구 투여이다.
본 발명의 약학 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 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 소망하는 치료 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 약학 조성물의 1일 투여량은 0.001-10 g/㎏일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 구릿대 추출물의 1일 투여량은, 10 내지 1,000 mg/kg일 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 500 mg/kg일 수 있고, 더욱 바람직하게는 50 내지 500 mg/kg일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 100 내지 500 mg/kg일 수 있고, 더욱 바람직하게는 200 내지 500 mg/kg일 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 유효량의 상기 구릿대 추출물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 치료 방법을 제공한다. 상기 방법에서, 구릿대 추출물에 관한 것과 카페인 중독에 의한 질환에 대한 효과는 전술한 바와 같다.
여기에서 사용된 용어 "개체"는 카페인이 투여된 개체를 말한다.
여기에서 사용된 용어 "유효량"은 연구자, 수의사, 의사 또는 기타 임상의에 의해 생각되는 조직계, 동물 또는 인간에서 생물학적 또는 의학적 반응을 유도하는 유효 성분 또는 약학적 조성물의 양을 의미하는 것으로, 이는 해당 질환 또는 장애의 증상의 완화를 유도하는 양을 포함한다. 본 발명의 유효 성분에 대한 유효량 및 투여횟수는 원하는 효과에 따라 변화될 수 있다. 그러므로, 투여될 최적의 투여량은 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있으며, 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효성분 및 다른 성분의 함량, 제형의 종류, 및 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자에 따라 조절될 수 있다. 본 발명의 예방, 개선 또는 치료 방법에 있어서, 성인의 경우, 구릿대 추출물을 1일 1회 내지 수회 투여시, 0.001-10 g/㎏의 용량으로 투여하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 본 발명의 구릿대 추출물의 1일 투여량은, 10 내지 1,000 mg/kg일 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 500 mg/kg일 수 있고, 더욱 바람직하게는 50 내지 500 mg/kg일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 100 내지 500 mg/kg일 수 있고, 더욱 바람직하게는 200 내지 500 mg/kg일 수 있다.
본 발명의 치료방법에서 구릿대 추출물을 유효 성분으로 포함하는 조성물은 경구, 직장, 정맥내, 동맥내, 복강내, 근육내, 흉골내, 경피, 국소, 안구내 또는 피내 경로를 통해 통상적인 방식으로 투여할 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명하겠으나, 다음 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
실시예. 구릿대 에탄올 추출물(KS-120)
구릿대 뿌리(백지)를 경동시장에서 2020년 7월에 구입한 후 실험에 사용하였다. 상기 구릿대 뿌리의 분말과 70% 에탄올 수용액을 1 : 10의 중량비로 혼합한 후 80 ℃에서 3시간 동안 추출하여 구릿대 에탄올 추출물을 수득하였다. 상기 수득된 추출물은 여과 및 감압 농축을 거쳐 동결건조로 분말화하여 이용하였다.
<시험방법>
실험 동물
ICR 마우스(18-22 g, 웅성) 및 C57BL/6N 마우스 (28-30 g, 웅성)는 ㈜코아텍(경기, 평택)에서 분양받아 실험동물용 사육상자에 일주일간 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 동물의 사육은 온도 25± 1℃, 습도 65± 5%, 명-암주기(명: 오전 7시-오후 7시), 조도 3000 Lux의 조건하에 이루어졌으며, 사료 및 음수는 자유 급여하였다. 모든 동물들은 한국식품연구원 동물관리위원회(KFRI-IACUC, Korea Food Research Institutional Animal Care and Use Committee)의 실험동물 사용지침에 따라 관리하였다.
펜토바비탈 수면유도 실험(Pentobarbital-induced sleep test)
펜토바비탈 수면유도 실험은 오후 1시에서 5시 사이의 일정한 시간 내에 진행하였으며, 그룹 당 8 마리(n=8)의 마우스를 실험 전 24시간 동안 절식시킨 후 사용하였다. 모든 시료는 5% tween 80-식염수 용액을 이용하여 제조하였고 펜토바비탈 투여 45분 전에 마우스에 경구투여(p.o.)하였다. 일반 대조군 실험군은 5% tween 80-식염수 수용액을 10 mg/kg의 농도로 처리하였고, 수면장애 마우스 모델을 위해 카페인(50 mg/kg)을 음성대조군 약물로 사용하였으며, 졸피뎀(zolpidem, 식약처)은 대표적인 수면제로서 추출물의 수면증진 효과를 비교하기 위하여 양성 대조군 약물로 사용하였다. 펜토바비탈((주)한림제약)은 실험 디자인에 따라 45 mg/kg(hypnotic dosage)의 농도로 복강주사(i.p.)를 통해 투여하였다. 펜토바비탈 처리 후 각각의 개체를 독립된 공간에 옮겨서 입면시간(sleep latency)과 수면시간(sleep duration)을 측정하였다. 입면시간은 펜토바비탈을 복강주사한 후 정반사(righting reflex)를 1 분 이상 상실할 때까지의 경과시간으로 설정하였고, 수면시간은 다시 정반사를 회복할 때까지의 시간으로 설정하였다. 펜토바비탈 투여 후 10분이 지나도 수면행동을 보이지 않은 마우스는 실험에서 제외하였다.
수면 구조 분석
C57BL/6N 마우스를 1주일간 적응시킨 후 뇌파(Electroencephalogram, EEG) 및 근전도도(Electromyogram, EMG) 측정을 위해 전극 삽입 수술을 실시하였다. 마우스를 pentobarbital(50 mg/kg, i.p.)로 마취시키고 뇌정위기(stereotaxic instrument)에 두부를 고정시켰다. 두부 피하 결합조직을 절개한 후 EEG 및 EMG 측정을 위하여 Mouse EEG/EMG Headmount (Pinnacle Technology Inc, Oregon, USA)를 삽입하였다. 이후 dental cement로 고정 후 수술부위의 소독 및 항생제 투여를 3일 동안 실시하여 수술로 인한 염증을 예방하였으며, 7일간 회복기간을 두었다. 뇌파측정환경에 적응시키기 위하여 측정 4일 전부터 recording 장치를 연결하여 본 실험과정에 순응하도록 유도하였다. EEG 및 EMG는 시료 경구투여 후 5분간 안정화 시킨 다음 PAL-8200 series (Pinnacle Technology Inc, Oregon, USA)를 이용하여 17:00부터 24시간동안 측정하였다. EEG 및 EMG의 sampling rate는 200 Hz로 설정하고(epoch time: 10 s), EEG는 0.1-25 Hz, EMG는 10-100 Hz의 필터 영역을 설정하여 데이터를 기록하였다. 수면구조 분석은 fast Fourier transform (FFT) 알고리즘에 의해 수행되었으며, SleepSign 프로그램(Ver. 3.0, Kissei Comtec, Nagono, Japan)을 이용하였다. 분석결과는 Wake(wakefulness), REMS (rapid eye movement sleep, theta band: 6-10 Hz), NREMS (non-rapid eye movement sleep, delta band: 0.65-4 Hz)으로 구분하여 나타내었고, Sleep latency(입면시간)는 10초 epoch 단위의 NREM 수면이 12번 이상 연속적으로 나타나는데 걸리는 시간으로 설정하였다.
Open field test (OFT)
OFT는 오전 11시에서 오후 4시 사이의 일정한 시간 내에 진행하였으며, 그룹 당 10 마리(n=10)의 마우스를 사용하였다. 모든 시료는 5% tween 80-saline 용액을 이용하여 제조하였고, 일반 대조군 실험군은 5% tween 80-saline 용액을 10 mg/kg의 농도로 처리하였으며, 수면장애 마우스 모델을 위해 카페인 25 mg/kg을 음성대조군 약물로 사용하였다. 각 시료를 경구투한 다음 1시간 후에 운동능력 측정 박스 (직경:30x30x30 cm)에 넣고 6분 동안의 동물 행동을 촬영하였으며, 비디오 분석시스템을 이용하여 초반 2분을 제외한 4분 동안 center zone에 머무르는 시간 (Time in center zone (s)) 및 총 이동거리 (Total distance)를 측정하였다.
<시험예>
시험예 1. 카페인에 의한 수면장애의 개선 효과
시험예 1-1. 펜토바비탈 수면 유도 실험
펜토바비탈 수면유도 실험을 통해 카페인에 의해 유도된 마우스의 수면장애 또는 불면증에 대해 실시예의 구릿대 추출물이 어떠한 효능을 나타내는지를 확인하고자 하였다. 이를 위하여, 마우스를 각 군당 8 마리씩 7그룹으로 나누어 준비하였다. 일반대조군은 5% tween 80-saline을 투여하였고, 카페인 50 mg/kg 단독 투여군, 카페인 50 mg/kg + 실시예의 구릿대 추출물(KS-120) 100 mg/kg 투여군, 카페인 50 mg/kg + 실시예의 구릿대 추출물(KS-120) 200 mg/kg 투여군, 카페인 50 mg/kg + 실시예의 구릿대 추출물(KS-120) 300 mg/kg 투여군, 카페인 50 mg/kg + 실시예의 구릿대 추출물(KS-120) 500 mg/kg 투여군, 카페인 50 mg/kg + 졸피뎀(zolpidem) 10 mg/kg 투여군으로 나누었고, 각각의 농도로 경구투여(p.o.)한 후 펜토바비탈 (45 mg/kg, i.p.)에 의한 수면유도 효과를 분석하였다. 수면장애 마우스 모델을 위해 카페인을 음성대조군 약물로 사용하였다.
그 결과, 실시예의 구릿대 추출물(KS-120)들은 음성대조군인 카페인 단독투여군에 비해 입면시간의 유의적인 감소를 나타내었고(도 1a 참조), 카페인 투여로 인해 감소한 수면 지속 시간을 100, 200, 300 및 500 mg/kg의 모든 농도에서 유의적으로 증가시켰다. 특히, 실시예의 구릿대 추출물(KS-120)들은 200 mg/kg 및 500 mg/kg의 농도에서는 일반대조군에 비해서도 유의적인 수면 지속 시간의 증가 효과를 나타내었다(도 1b 참조). 이는 본 발명의 구릿대 추출물(KS-120)은 카페인 투여로 인한 수면장애 또는 불면증을 개선하는 효과가 있음을 나타낸다.
시험예 1-2. 수면 구조 분석(1)
실시예의 구릿대 추출물(KS-120)의 수면의 양 및 질을 평가하기 위해 마우스의 수면 구조를 분석하고자 하였다. 이를 위하여, 마우스를 각 군당 7마리씩 3그룹으로 나누어 준비하였다. 일반 대조군(Vehicle)은 5% tween 80-saline을 투여하였고, 카페인 25 mg/kg 단독 투여군, 실시예의 구릿대 추출물(KS-120) 200 mg/kg + 카페인 25 mg/kg 투여군, 졸피뎀(ZPD) 10 mg/kg + 카페인 25 mg/kg 투여군으로 나누어 실험하였다.
도 2a의 hypnograms를 살펴보면, 카페인 단독 투여군은 일반대조군(Vehicle)에 비해 각성 시간(Wake)이 매우 길게 나타나고, 논렘수면(NREMS) 시간은 감소하였으나, 실시예의 구릿대 추출물 투여군은 일반대조군과 비교하여 보았을 때 각성 시간(Wake) 및 논렘수면(NREMS) 시간의 큰 차이가 없다는 것을 알 수 있다. 좀 더 명확하게, 도 2b를 살펴보면, 카페인 단독 투여군은 일반대조군(Vehicle)에 비해 입면시간이 유의적(p<0.01)으로 크게 증가하고, 논렘수면 시간은 약 48% 감소하였다. 하지만, 카페인+구릿대 추출물(KS-120) 투여군 및 카페인+졸피뎀(ZPD) 투여군은 입면 시간과 NREM 수면시간 모두 일반 대조군과 유사하게 나타났다. 이로 인해, 본 발명의 구릿대 추출물(KS-120)은 카페인으로 인한 수면장애 또는 불면증을 개선하는 효과, 즉 카페인으로 인한 각성을 억제하는 효과가 있음을 알 수 있다.
시험예 1-3. 수면 구조 분석(2)
카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서, 실시예의 구릿대 추출물이 어떠한 수면 효능을 나타내는지를 확인하고자 하였다.
이를 위하여, 마우스를 각 군당 7 마리씩 3그룹으로 나누어 준비하였다. 일반 대조군(Vehicle)은 5% tween 80-saline을 투여하였고, 카페인 25 mg/kg 단독 투여군, 실시예의 구릿대 추출물(KS-075) 200 mg/kg + 카페인 25 mg/kg 투여군, 졸피뎀(ZPD) 10 mg/kg + 카페인 25 mg/kg 투여군으로 나누어 실험하였다.
도 3은 카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서 시간대별 수면구조의 변화, 즉 시간대별 논렘수면(NREMS), 렘수면(REMS) 및 각성(Wake)의 변화에 대한 실시예의 구릿대 추출물의 효과를 나타내는 그래프이다.
도 3a을 살펴보면, 카페인 단독 투여군의 경우 첫 번째(17:00-18:00), 두 번째(18:00-19:00), 세 번째(19:00-20:00), 다섯 번째(21:00-22:00), 열두 번째(04:00-05:00) 및 열여섯 번째(08:00-09:00) 시간대에 측정된 논렘수면 시간이 대조군에 비하여 유의적으로 감소하였고, 각성시간은 대조군에 비하여 첫 번째(17:00-18:00), 두 번째(18:00-19:00), 세 번째(19:00-20:00), 다섯 번째(21:00-22:00), 열두 번째(04:00-05:00) 및 열여섯 번째(08:00-09:00) 시간대에 유의적인 증가를 보였다. 한편, 카페인+구릿대 추출물(KS-120) 투여군, 및 카페인+졸피뎀(ZPD) 투여군의 경우에는 24시간 동안 수면구조의 변화를 나타내지 않아 실시예의 구릿대 추출물 및 졸피뎀(ZPD)이 카페인에 의한 각성 효과를 약화시키는 것을 알 수 있다(도 3b 및 도 3c 참조).
시험예 1-4. 수면 구조 분석(3)
카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서, 실시예의 구릿대 추출물이 마우스 수면의 질을 개선하는지 여부를 확인하고자 하였다.
이를 위하여, 마우스를 각 군당 7 마리씩 3그룹으로 나누어 준비하였다. 일반 대조군(Vehicle)은 5% tween 80-saline을 투여하였고, 카페인 25 mg/kg 단독 투여군, 실시예의 구릿대 추출물(KS-120) 200 mg/kg + 카페인 25 mg/kg 투여군, 졸피뎀(ZPD) 10 mg/kg + 카페인 25 mg/kg 투여군으로 나누어 실험하였다.
도 4는 카페인 유도 수면장애 마우스 모델에서, 카페인 단독 투여군, 카페인+구릿대 추출물(KS-120) 투여군, 및 카페인+졸피뎀(ZPD) 투여군의 논렘수면 시간 동안의 뇌파(EEG, elctroencephalogram) 파워 밀도 및 델타 활성(Delta activity)을 나타낸 그래프이다. 논렘 수면 중 델타 활성(delta activity)의 변화는 수면의 질과 깊이의 생리적인 지표라 할 수 있다[Behav. Brain Res. 210, 5456. Huang et al., 2010].
도 4a 및 도 4b를 살펴보면, 카페인 단독 투여군 및 구릿대 추출물(KS-120) 투여군의 경우 대조군에 비해 델타 활성을 포함한 뇌파 파워밀도에 유의적인 변화가 나타나지 않았다. 이러한 결과는 카페인 및 실시예의 구릿대 추출물이 수면의 질에는 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다.
한편, 카페인+졸피뎀(ZPD) 투여군은 논렘 수면 중 델타 활성을 유의적(p<0.01)으로 감소시켰다(도 4c 참조). 일반적으로 GABAA-벤조디아제핀 수용체 작용제인 졸피뎀(ZPD)은 수면의 양을 증가시키지만 델타 활성은 감소시킨다고 알려져 있는데, 본 연구를 통하여 카페인 유도 수면결핍 모델에서도 ZPD의 전형적인 델타 활성 감소 효과가 나타난다는 것을 발견하였다.
이상적인 수면제는 입면시간이 빠르게 나타나고 수면유지가 지속되며 생리적인 수면에 변화를 주지 않는 특성을 가지는 약물이다[Sleep. 31, 259-270. Alexandre et al., 2008]. 따라서 본 발명의 구릿대 추출물(KS-120)은 졸피뎀(ZPD)과 같은 부작용이 있는 약물보다 더욱 안전하고 자연적으로 카페인에 의한 수면장애를 개선시킬 수 있으리라 판단된다.
시험예 2. 카페인에 의한 중추신경 흥분 억제 효과
실시예의 구릿대 추출물(KS-120)의 카페인 유도 중추신경 흥분에 대한 억제효과를 확인하고자 하였다.
이를 위하여, 마우스를 각 군당 10 마리씩 7그룹으로 나누어 준비하였다. 일반 대조군(Vehicle)은 5% tween 80-saline을 투여하였고, 카페인 25 mg/kg 단독 투여군, 카페인 25 mg/kg + 실시예의 구릿대 추출물(KS-120) 100 mg/kg 투여군, 카페인 25 mg/kg + 실시예의 구릿대 추출물(KS-120) 200 mg/kg 투여군, 카페인 25 mg/kg + 실시예의 구릿대 추출물(KS-120) 300 mg/kg 투여군, 카페인 25 mg/kg + 실시예의 구릿대 추출물(KS-120) 500 mg/kg 투여군, 카페인 25 mg/kg + 졸피뎀(zolpidem) 10 mg/kg 투여군으로 나누어 실험하였다.
각 시료를 경구투한 다음 1시간 후에 운동능력 측정 박스 (직경:30x30x30 cm)에 넣고 비디오 측정 분석시스템을 이용하여 6분 동안 center zone에 머무르는 시간 (Time in center zone (s)) 및 총 이동거리 (Total distance)를 측정하였다.
도 5a는 카페인 유도 중추신경 흥분 마우스 모델에서, 카페인 단독 투여군, 카페인 및 구릿대 추출물(KS-120) 투여군(100 mg/kg, 200 mg/kg, 300 mg/kg, 500 mg/kg)의 센터존 머무름 시간을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 5a를 살펴보면, 카페인 25 mg/kg 단독 투여군 (113.8±1.9초)의 센터존 머무름 시간이 대조군 (72.9±4.8초)에 비해 유의적(p<0.01)으로 증가한 것으로 나타나, 카페인에 의한 중추신경 흥분 효과가 현저히 증가하였다는 것을 확인할 수 있다. 한편 카페인 25 mg/kg + 구릿대 추출물(KS-120) 300 mg/kg 및 500 mg/kg 투여군에서 센터존 머무름 시간이 카페인 25 mg/kg 단독 투여군에 비해 유의적으로 감소한 것을 확인할 수 있다.
도 5b는 카페인 유도 중추신경 흥분 마우스 모델에서, 카페인 단독 투여군, 카페인 및 구릿대 추출물(KS-120) 투여군(100 mg/kg, 200 mg/kg, 300 mg/kg, 500 mg/kg)의 총 이동거리를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 5b를 살펴보면, 카페인 25 mg/kg 단독 투여군 (126.4±11.6 cm)의 총 이동거리가 대조군 (86.7±4.8 cm)에 비해 유의적(p<0.01)으로 증가한 것으로 나타났으나, 센터존 머무름 시간의 결과와 마찬가지로 카페인 25 mg/kg + 구릿대 추출물(KS-120) 300 mg/kg 및 500 mg/kg 투여군에서 총 이동 거리가 유의적으로 감소한 것을 확인할 수 있다.
이러한 결과들을 통해, 본 발명의 구릿대 추출물이 카페인 투여에 의한 중추신경 흥분 효과를 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하였다.
하기에 본 발명의 추출물을 함유하는 조성물의 제조예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
<제조예>
제조예 1: 식품 조성물 - 커피
구릿대 추출물을 하기 표 1의 성분 및 함량으로 포함하는 커피를 통상적인 방법에 따라 제조하였다.
핸드드립용 분쇄기(0.7~1.0mm)로 원두(콜롬비아 수프리모, 이월로스터즈)를 분쇄하여, 비커에 분쇄된 원두 500g을 넣고 90 내지 100℃ 온도의 물을 부은 후 5분간 정치하였다. 교반기(Overhead stirrer)로 10분간 교반한 후 여과지(filter paper 5A)를 이용하여 진공 여과하여 원두 추출액을 제조하였다.
| 배합성분 | 제조예 1 |
| 실시예의 구릿대 추출물 | 1000 mg |
| 우유 | 40.0 중량% |
| 원두추출액(고형분 함량) | 26.1 중량% |
| 유크림 | 5.72 중량% |
| 백설탕 | 5.60 중량% |
| 탈지분유 | 0.85 중량% |
| 탄산수소나트륨(탄산칼륨) | 0.12 중량% |
| 카제인나트륨 | 0.10 중량% |
| 자당지방산에스테르 | 0.08 중량% |
| 정제수 | 잔량 |
제조예 2: 건강기능식품의 제조
구릿대 추출물을 하기 표 2의 성분 및 함량으로 포함하는 건강기능식품 조성물을 통상적인 방법에 따라 제조하였다.
하기 표의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강기능식품에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 방법에 따라 혼합한 다음, 적절한 제형으로 제조할 수 있다.
| 배합성분 | 제조예2 |
| 실시예의 구릿대 추출물 | 1000 mg |
| 비타민 A 아세테이트 | 70 ㎍ |
| 비타민 E | 1.0 mg |
| 비타민 B1 | 0.13 mg |
| 비타민 B2 | 0.15 mg |
| 비타민 B6 | 0.5 mg |
| 비타민 B12 | 0.2 mg |
| 비타민 C | 10 mg |
| 비오틴 | 10 ㎍ |
| 니코틴산아미드 | 1.7 mg |
| 엽산 | 50 ㎍ |
| 판토텐산 칼슘 | 0.5 mg |
| 황산제1철 | 1.75 mg |
| 산화아연 | 0.82 mg |
| 탄산마그네슘 | 25.3 mg |
| 제1인산칼륨 | 15 mg |
| 제2인산칼륨 | 55 mg |
| 구연산칼륨 | 90 mg |
| 탄산칼슘 | 100 mg |
| 염화마그네슘 | 24.8 mg |
제조예 3: 약학 조성물
제조예 3-1. 산제의 제조
실시예의 구릿대 추출물 300 mg, 결정셀룰로오즈 2 g을 혼합한 후 통상의 산제 제조방법에 따라서 기밀포에 충진하여 산제를 제조하였다.
제조예 3-2. 정제의 제조
실시예의 구릿대 추출물 300 mg, 결정셀룰로오즈 400 mg, 스테아린산 마그네슘 5 mg을 혼합한 후 통상의 정제 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조하였다.
제조예 3-3. 캡슐제의 제조
실시예의 구릿대 추출물 300 mg, 유청단백질 100 mg, 결정셀룰로오즈 400 mg, 스테아린산 마그네슘 6 mg을 혼합한 후 통상의 캡슐제 제조방법에 따라서 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조하였다.
제조예 3-4. 주사제의 제조
통상의 주사제 제조방법에 따라 활성성분을 주사용 증류수에 용해하고 pH를 약 7.5로 조절한 다음 실시예의 구릿대 추출물 1 g, 주사용 증류수, pH 조절제를 혼합하여 2 mL 용량의 앰플에 충진하고 멸균시켜서 주사제를 제조하였다.
비록 본 발명이 상기에 언급된 바람직한 실시예로서 설명되었으나, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 또한, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.
Claims (18)
- 카페인 함유 식품; 및 구릿대(Angelica dahurica) 추출물을 포함하는 카페인 부작용 저감용 식품 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 카페인의 부작용은 카페인 투여로 인한 흥분 증세, 혈압상승, 심장 두근거림, 집중력 저하, 수전증, 근육통, 불면증 및 수면장애 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 카페인의 부작용은 카페인 투여로 인한 흥분 증세 또는 수면장애인 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 구릿대 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매로 추출된 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 카페인 함유 식품은 커피, 차, 콜라, 코코아, 초콜릿, 에너지 음료, 또는 이를 함유하는 식품인 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 카페인 함유 식품은 5 mg/g 이상의 카페인을 함유하는 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 카페인 함유 식품은 카페인을 5 내지 150 mg/100 mL로 함유하는 음료인 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 구릿대 추출물의 함량은 0.001 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 구릿대(Angelica dahurica) 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
- 제9항에 있어서,
상기 질환은 카페인 투여로 인한 흥분 증세, 혈압상승, 심장 두근거림, 집중력 저하, 수전증, 근육통, 불면증 및 수면장애 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제9항에 있어서,
상기 질환은 카페인 투여로 인한 흥분 증세 또는 수면장애인 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제9항에 있어서,
상기 구릿대 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매로 추출된 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제9항에 있어서,
상기 구릿대 추출물은 10 내지 1000 mg/kg/day 농도로 투여되는 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제9항에 있어서,
상기 식품 조성물은 커피 음료인 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 구릿대(Angelica dahurica) 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품.
- 제15항에 있어서,
상기 건강기능식품의 제형은 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 것을 특징으로 하는 건강기능식품. - 구릿대(Angelica dahurica) 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 개선용 식품 첨가제.
- 구릿대(Angelica dahurica) 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 중독에 의한 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
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|---|---|---|---|
| KR1020210065454A KR20220158169A (ko) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 구릿대 추출물을 유효성분으로 포함하는 카페인 부작용 저감용 조성물, 또는 카페인 중독에 의한 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 |
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| KR101307726B1 (ko) | 2011-08-04 | 2013-09-11 | 대구한의대학교산학협력단 | 백지추출물을 유효성분을 함유하는 약물 중독 및 금단증상의 예방 및 치료용 조성물 |
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