KR20240003002A - 마치현을 유효성분으로 포함하는 근육감소 방지용 조성물 - Google Patents
마치현을 유효성분으로 포함하는 근육감소 방지용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 마치현을 유효성분으로 포함하는 근육감소 방지용 조성물에 관한 것으로, 마치현을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 근육감소 방지용 조성물은 체중감소와 함께 근육 미토콘드리아 기능 조절을 통한 근육기능 개선 효과를 갖는다. 이러한 효과는 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말이 근육조직에서 미토콘드리아 DNA 함량 증가와 PPARδ, PGC-1α, SIRT1 유전자 발현 및 AMPK/SIRT 활성 증가를 통해 관여하는 것을 보여주고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말을 포함하는 조성물은 근육 미토콘드리아 기능 개선 효과를 가짐으로써 근육기능 강화를 위한 약학적 조성물 또는 기능성 식품 조성물로서 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
Description
본 발명은 마치현을 유효성분으로 포함하는 근육감소 방지용 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말을 유효성분으로 포함하는 근육감소 방지용 약학적 조성물 또는 식품 조성물에 관한 것이다.
현대사회에 들어서 서구화된 식생활 패턴으로 인하여 단순당, 육류, 지방 등의 섭취가 증가함에 따라 각종 만성 질환이 크게 증가하고 있는데, 이러한 만성질환들은 비만과 매우 밀접하게 관련된 것으로 나타난다.
비만(obesity)은 체내에 지방조직이 과다하게 축적된 상태를 이르는 것으로, 지나친 열량섭취, 내분비 장애, 운동부족, 유전적 인자 등에 의해 발생하지만 주된 발생기전은 에너지 섭취와 소비의 불균형으로서 에너비 소비효율이 나쁘면 지방축적에 의해 비만이 발생하게 된다. 비만의 종류는 다른 특별한 원인없이 섭취에너지에 비해 소비에너지가 적을 때 초래되는 단순성(본태성) 비만과 내분비질환이나 시상하부 장애 등 어떤 원인으로 인하여 비만이 되는 증후성 비만이 있으며, 비만의 95%는 단순성 비만에 해당한다. 이러한 비만인구는 매년 급증하고 있으며, WHO는 비만인구가 2005년 100억에서 2015년에는 50% 증가한 150억으로 증가할 것으로 추정하고 있다.
이와 같이 비만은 비만 자체로 그치는 것이 아니라 각종 질병의 원인이 될 수 있으며, 비만에 의해 유발되는 대표적인 질환으로는 암, 심혈관 질환, 당뇨병 등이 있다. 이러한 질환은 2008년 한국인의 사망원인 1위(암, 25.1%), 3위(심장질환, 12.3%), 및 5위(당뇨병, 5.9%)를 차지하고 있어 경제적, 사회적 측면에서 막대한 손실을 유발하고 있다.
비만의 주요원인은 장기적이고 습관적인 과식, 운동부족, 인스턴트 음식의 섭취 등이므로, 비만을 치료하는 가장 좋은 방법은 이러한 원인을 개선하는 것이다. 그러나 바쁜 현대인들에게 있어 식습관 개선과 운동은 쉬운 처방이 아니기 때문에 비만의 치료는 용이하지 않다.
한편, 근육에서는 동화작용과 이화작용이 균형을 이루며 근육 생성을 조절하는데, 이때 근육 세포 내에서는 이와 관련하여 여러 생체 신호전달 과정이 조절된다. 근육 단백질의 분해보다 합성을 유도하는 신호전달 반응이 활성화될 경우, 근육 단백질의 합성이 증가되어 근육 크기 증가(hypertrophy, 근비대)나 근섬유 수 증가(hyperplasia)를 유도하여 과도한 근육 생성을 초래한다.
근육의 진행성 약화 및 기능 소실은 삶의 질을 위협하고 암환자의 생존율을 저하시킨다. 암환자 중 30% 이상이 근육 소실에 따른 체중 감소로 인하여 사망하며, 이러한 근육 기능 소실은 미오-단백질(myo-proteins) 변성 및 근섬유의 단면적(muscle fiber cross-sectional area), 근 강도(muscle strength), 근섬유 숫자(nuclear number of myofibers) 및 인슐린 반응성(insulin responsiveness) 감소 등을 공통적으로 동반한다.
암 이외에도 근육 손실은 노화의 진행과 다양한 만성 질환에 의해서도 야기될 수 있다. 노화가 진행됨에 따라, 새롭게 생성되는 골격근의 일부가 섬유 조직으로 대체되면서 인체의 골격 근육량 및 강도가 감소되는 근육감소증이 나타난다. 또한, 고혈압, 내당능 장애(impaired glucose tolerance) 및 당뇨, 비만, 이상지질혈증, 아테롬성 경화증 및 심혈관 질환 등 연령이 증가할수록 발병률이 증가되는 만성 질환에서도 근육 손실이 나타난다(Pharmacol Res. 2015, 99, 86).
근위축을 예방하기 위한 일반적인 방법으로는 운동을 통한 근육감소의 예방을 들 수 있지만, 현재 시장에 출시된 근본적인 치료제는 전무한 상태이다. 이러한 근위축 환자의 뚜렷한 치료법이 개발되지 않은 시점에 근위축을 막을 수 있는 대응책 및 예방/치료/개선제의 개발에 대한 연구가 필요하다.
전세계적으로 고령화와 비만 인구는 매년 점진적으로 증가하는 추세이며 고령화와 비만으로 인한 체지방 증가는 근육량이 감소하는 근감소증을 초래한다. 이러한 근감소증은 근육기능 장애 및 에너지 소비 저하로 인해 당뇨병, 심혈관질환 등의 대사성 질환 위험이 증가한다. 인체의 40~50%를 차지하는 근육은 에너지 대사 항상성 유지에 중요한 역할을 하며 특히 근감소증은 근육 내 미토콘드리아 기능 장애의 주요 원인으로 알려져 있다. 미토콘드리아는 에너지를 생산하는 세포 내 기관으로 미토콘드리아 유전체 (mitochondrial DNA, mtDNA)의 감소는 활성산소 과잉생산으로 인한 세포사멸 경로가 활성화되면서 근육기능 장애를 유발한다. 이 mtDNA의 복제 및 전사 조절은 PGC-1α (peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α)에 의해 조절되며 AMPK/SIRT1 (AMP-activated protein kinase/Sirtuin1)의 활성화에 의해 미토콘드리아 항상성이 유지된다.
이에 본 발명자들은 마치현 (Portulaca oleracea L., PO)의 압출성형 추출물 또는 추출물 분말이 근육 미토콘드리아의 기능을 개선하여 근육 건강 증진할 수 있다는 사실을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 근육감소 방지용 조성물을 제공하기 위한 것이다
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 마치현을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 근육감소 방지용 약학적 조성물을 제공한다.
바람직하게, 상기 마치현은 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말은 마치현을 분쇄한 다음 압출성형하여 건조하고 추출한 후 건조하여 제조된 것임을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 압출성형은 110 내지 130rpm의 스크류 회전속도로 100 내지 160℃의 압출성형온도에서 20 내지 30%의 수분 함량 조건에서 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 마치현을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 근육감소 방지용 식품 조성물을 제공한다.
바람직하게, 상기 마치현은 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말은 마치현을 분쇄한 다음 압출성형하여 건조하고 추출한 후 건조하여 제조된 것임을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 압출성형은 110 내지 130rpm의 스크류 회전속도로 100 내지 160℃의 압출성형온도에서 20 내지 30%의 수분 함량 조건에서 수행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말은 체중감소와 함께 근육 미토콘드리아 기능 조절을 통한 근육기능 개선 효과를 갖는다. 이러한 효과는 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말이 근육조직에서 미토콘드리아 DNA 함량 증가와 PPARδ, PGC-1α, SIRT1 유전자 발현 및 AMPK/SIRT 활성 증가를 통해 관여하는 것을 보여주고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말을 포함하는 조성물은 근육 미토콘드리아 기능 개선 효과를 가짐으로써 근육기능 강화를 위한 약학적 조성물 또는 기능성 식품 조성물로서 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말의 제조공정을 나타낸 것이다.
도 2는 마치현 압출성형 추출물 분말의 주사전자현미경 관찰 결과를 보여주는 사진이다.
도 3은 동물모델을 이용한 실험 디자인을 보여주는 것이다.
도 4는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 몸무게 변화 및 최종 몸무게를 나타낸 것이다.
도 5는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 식이 및 에너지 섭취량 변화를 나타낸 것이다.
도 6은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 지방조직의 무게 변화를 나타낸 것이다.
도 7은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 지방조직의 지방세포 크기 변화를 나타낸 것이다.
도 8은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육조직의 미토콘드리아 조직학적 변화를 나타낸 것이다.
도 9는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육의 mtDNA ??량 변화를 나타낸 것이다.
도 10은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육 조직에서 PPARδ, PGC-1α, SIRT1의 유전자 발현 변화를 나타낸 것이다.
도 11은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육 조직의 AMPK 활성도를 나타낸 것이다.
도 12는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육 조직의 SIRT 활성도를 나타낸 것이다.
도 1은 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말의 제조공정을 나타낸 것이다.
도 2는 마치현 압출성형 추출물 분말의 주사전자현미경 관찰 결과를 보여주는 사진이다.
도 3은 동물모델을 이용한 실험 디자인을 보여주는 것이다.
도 4는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 몸무게 변화 및 최종 몸무게를 나타낸 것이다.
도 5는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 식이 및 에너지 섭취량 변화를 나타낸 것이다.
도 6은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 지방조직의 무게 변화를 나타낸 것이다.
도 7은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 지방조직의 지방세포 크기 변화를 나타낸 것이다.
도 8은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육조직의 미토콘드리아 조직학적 변화를 나타낸 것이다.
도 9는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육의 mtDNA ??량 변화를 나타낸 것이다.
도 10은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육 조직에서 PPARδ, PGC-1α, SIRT1의 유전자 발현 변화를 나타낸 것이다.
도 11은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육 조직의 AMPK 활성도를 나타낸 것이다.
도 12는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육 조직의 SIRT 활성도를 나타낸 것이다.
이하 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 마치현을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 근육감소 방지용 조성물을 제공한다.
상기 마치현은 우리나라에 자생하는 천연물 중에서 중심자목 쇠비름과에 속하는 1년생 초본으로서 오행초, 쇠비름, 장명채, 마치채 등으로 불리기도 한다. 주로 들길이나 텃밭 등에서 5-9월에 걸쳐 주로 자생하며 줄기와 잎은 양념 등으로 버무려 먹기도 하고 '본초강목'과 '동의보감' 등에는 마치현을 충독 및 사독 등의 해독제로도 많이 활용되어 왔다고 전해지고 있다. 아라비아 반도에서는 전통적으로 마치현을 방부제, 항괴혈병제제, 진경제, 이뇨제, 구충제, 피부진정제로 사용해 오고 있다.
마치현에 함유된 화학성분으로는 노르아드레날린(L-noradrenaline), 도파민(dopamine), 도파(dopa)와 칼륨, 여러 종류의 아미노산(글루타민산, 아스파라긴산, 알라닌), 그리고 테르펜(terpepne)류 중에서 모노테르펜(monoterpene) 배당체인 포투로시드(portuloside) A가 알려져 있다. 또한 마치현의 잎이나 줄기 및 전초에서 어유에 풍부한 것으로 알려져 있는 감마 리놀렌산과 같은 오메가-3 지방산의 함량이 높은 것으로 보고되었으며, 페놀성 화합물인 쿠마린(coumarins), 플라보노이드(flavonoids), 알칼로이드(alkaloid), 비타민 B1 및 C 등이 함유된 것이 보고되었다.
마치현은 쌍떡잎식물에 속하는 야생채소로서 세포벽은 면역 및 생리활성 기능을 제공하는 아라비노갈락탄 생물고분자 물질이 다량 함유된 유용한 식물자원이다. 즉, 셀룰로오스 섬유상 조직을 단층의 자이로글루칸(xyloglucan)이 감싸서 이루어진 셀룰로오스-자일로글루칸 구조가 갈락트론산 겔메트릭스에 의하여 보호되어 있으며 여기서 람노갈락트로난(rhamnogalacturonan)과 아라비노갈락탄(arabinogalactan)은 각각 펙틴의 주골격과 측쇄의 구성성분이 되고 있다. 따라서 자이로글루칸은 자일란 주골격을 통하여 셀룰로오스와 수소결합을 하며, 반면에 펙틴과 자이로글루칸은 펙틴의 아라비노갈락탄 측쇄를 통하여 공유결합에 의하여 서로 연결되어 있다. 즉, 펙틴의 람노갈락트로난 주골격과 공유결합에 의하여 연결되어 있는 아라비노갈락탄 측쇄는 펙틴을 다른 세포벽 구성물질, 즉 자이로글루칸 및 셀룰로오스와 연결하는 가교역할을 하는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 마치현은 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말인 것을 특징으로 한다.
상기 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말은 마치현을 분쇄한 다음 압출성형하여 건조하고 추출한 후 건조하여 제조된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 마치현을 압출성형 처리함으로써 식물세포벽 성분을 효율적으로 붕괴하고 유용성분의 추출율을 증대시킬 수 있으며, 스크류 회전속도, 원료 공급량, 바렐 온도 및 수분 함량과 같은 압출성형 인자에 따라 마치현의 특성이 변화될 수 있다.
본 발명에서 압출성형은 110 내지 130rpm의 스크류 회전속도로 100 내지 160℃의 압출성형온도에서 20 내지 30%의 수분 함량 조건에서 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에서 용어 '유효성분으로 포함하는'이란 마치현의 효능 또는 활성을 달성하는데 충분한 양을 포함하는 것을 의미한다. 본 발명에 있어서, 상기 마치현은 상기 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 90 중량%, 바람직하게는 2 내지 80 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 60 중량%의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "예방"이란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 근육감소를 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미하고, 본 발명에서 사용된 용어 "치료"란 본 발명의 조성물의 투여로 근육감소를 호전시키거나, 근육감소를 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 대한의학협회 등에서 제시된 자료를 참조하여 본 발명의 조성물이 효과가 있는 질환의 정확한 기준을 알고, 개선, 향상 및 치료된 정도를 판단할 수 있을 것이다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명에서는 마치현을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 근육감소 방지용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 약학적 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 약학적 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효 성분 이외에 추가로 약학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 약학적 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.
상기 약학적 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 약학적 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 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.
본 발명의 약학적 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 약학적 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 목적하는 치료 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 약학적 조성물의 1일 투여량은 0.001-10g/㎏이다.
본 발명의 약학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약학적으로 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.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명에서는 마치현을 유효성분으로 포함하는 근육감소 방지용 기능성 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 식품 조성물은 정제, 캡슐제, 분말, 과립, 액상, 환, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 또는 점적제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 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 검등을 포함한다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약학적 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 등 과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
또한, 본 발명의 식품 조성물은 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가될 수 있다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 차류, 음료류, 육류, 초코렛, 젤리, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등이 있다.
또한, 상기 식품 조성물은 상기 유효성분 외에 여러 가지 영양제, 비타민, 광물 (전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제 (치즈, 초콜릿 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.
본 발명의 건강 기능성 식품은 정제, 캅셀, 분말, 과립, 스틱 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공할 수 있다.
본 발명에서 건강기능식품이라 함은 건강기능식품에 관한 법률에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말하며, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.
본 발명의 건강기능식품은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.
상기 식품 첨가물 공전에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼슘, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물; 감색소, 감초추출물, 결정 셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물; L-글루타민산나트륨제제, 면류첨가알칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류 등을 들 수 있다.
예를 들어, 정제 형태의 건강기능식품은 유효성분을 부형제, 결합제, 붕해제 및 다른 첨가제와 혼합한 혼합물을 통상의 방법으로 과립화한 다음, 활택제 등을 넣어 압축성형하거나, 상기 혼합물을 직접 압축 성형할 수 있다. 또한 상기 정제 형태의 건강기능식품은 필요에 따라 교미제 등을 함유할 수도 있다.
캅셀 형태의 건강기능식품 중 경질 캅셀제는 통상의 경질 캅셀에 본 발명의 유효성분을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캅셀제는 상기 추출물을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 젤라틴과 같은 캅셀기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캅셀제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다.
환 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 성형하여 조제할 수 있으며, 필요에 따라 백당이나 다른 제피제로 제피할 수 있으며, 또는 전분, 탈크와 같은 물질로 표면을 코팅할 수도 있다.
과립 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 입상으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 착향제, 교미제 등을 함유할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물의 제조에는 유효성분 이외에도 통상적으로 사용되는 식품 조성물과 같이 여러 향미제 및 천연 탄수화물을 추가 성분으로 함유 할 수 있고, 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용할 수 있으며, 해당 보조제에는 부형제, 감미제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 결합제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가될 수 있다. 본 발명에서 첨가한 조성물을 첨가할 수 있는 식품을 예를 들면, 초코렛류, 음료류, 식품류, 스낵류, 면류, 껌류, 사탕류 및 건강보조식품 등이 있다.
본 발명에서의 건강기능식품은 통상적으로 사용되는 식품 첨가물이 포함될 수 있으며, 식품 첨가물은 식품의약품안전청에서 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법에 따라 규격 및 기준에 의하여 판정한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말은 체중감소와 함께 근육 미토콘드리아 기능 조절을 통한 근육기능 개선 효과를 갖는다. 이러한 효과는 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말이 근육조직에서 미토콘드리아 DNA 함량 증가와 PPARδ, PGC-1α, SIRT1 유전자 발현 및 AMPK/SIRT 활성 증가를 통해 관여하는 것을 보여주고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말을 포함하는 조성물은 근육 미토콘드리아 기능 개선 효과를 가짐으로써 근육기능 강화를 위한 약학적 조성물 또는 기능성 식품 조성물로서 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예 1> 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말 제조
(1) 마치현의 성분 분석
건조 마치현(Portulaca oleracea L)은 서울시 경동시장에서 구입하여 hammer mill로 60 mesh 크기로 분쇄하여 실험에 사용하였다. 마치현 원료의 일반성분은 표 1과 같다. 하기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 마치현은 탄수화물, 조단백질 및 회분이 주성분을 이루고 있다.
수분 | 조단백질 | 조지방 | 회분 | 탄수화물 |
5.38±0.05 | 22.69±±0.49 | 2.88±0.01 | 23.73±0.03 | 45.32±0.05 |
(2) 마치현 압출성형 조건에 따른 압출성형물의 특성
마치현 세포벽의 붕괴 및 수용화를 위한 압출성형 처리는 동방향 완전 맞물림형 이축압출성형장치 (Biex-DNDL 44, Bㆌhler Brothers Co., Switzerland)를 사용하여 Φ 2 mm인 원형사출구를 사용하여 L/D의 비가 20인 조건으로 실시하였다. 마치현을 압출성형 처리하여 식물세포벽 성분을 효율적으로 붕괴하고 유용성분의 추출율을 증대시킬 수 있는 압출성형 최적조건을 설정하고자 압출성형 인자, 즉, 스크류 회전속도, 원료 공급량, 압축성형온도 및 수분 함량에 따른 압출성형 처리 예비실험을 실시하여 스크류 회전속도 160rpm 및 원료 공급량 6kg/hr 조건을 확인하였다. 이러한 조건에서 압출성형온도(100, 120, 140, 150, 160℃) 및 원료 반죽의 수분함량(20, 25, 30%) 변화에 따른 마치현 압출물을 제조하고 품질특성 즉, 수용성 고형분, 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량을 분석하여 표 2에 나타내었다.
수용성 고형분 함량은 마치현 압출성형물 10g에 증류수 100 ㎖를 가하고 1시간 교반 후 원심분리(2,000ㅧg, 10분)하여 상등액 10 ㎖를 취하여 건조기(105℃)에서 4시간 건조 후 고형분 함량을 측정하여 다음과 같은 수학식 1에 의하여 수용성 고형분 함량을 산출하였다.
마치현 압출성형 추출물의 총 플라보노이드 함량은 추출물 500 ㎕에 diethylene glycol 500 ㎕를 첨가하고 10초간 혼합 후 1N-NaOH 500 ㎕를 첨가한 후 37℃ 수욕조에서 1시간 동안 반응시킨다. 반응물을 냉각 후 420 ㎚에서 흡광도를 측정하여 rutin 표준곡선으로부터 실제 함유량을 산출하였다. 총 폴리페놀 함량은 추출물 100 ㎕에 1N-Folin-Ciocalteau's phenol 500 ㎕를 첨가하고 10초간 혼합 후 20% Na2CO3 1 ㎖를 가하고 실온의 암실에서 2시간 반응시킨다. 반응물을 710 ㎚에서 흡광도를 측정하여 garlic acid 표준곡선으로부터 실제 함유량을 산출하였다.
시료 | 압출성형 조건 | 수용성 고형분 (%) |
총 플라보노이드 | 총 폴리페놀 | |||||
스크류 회전속도 (rpm) |
원료 공급량 (kg/hr) |
압출성형온도 (℃) |
수분 함량 (%) |
함량 (μg/ml) |
수율 (mg/g) |
함량 (μg/ml) |
수율 (μg/g) |
||
1 | 120 | 6 | 100 | 20 | 20.6 | 950 | 15.7 | 186 | 3.4 |
2 | 120 | 6 | 120 | 20 | 20.8 | 954 | 16.1 | 188 | 3.6 |
3 | 120 | 6 | 140 | 20 | 24.6 | 1109 | 19.0 | 245 | 4.3 |
4 | 120 | 6 | 140 | 25 | 23.9 | 1094 | 18.8 | 244 | 4.1 |
5 | 120 | 6 | 140 | 30 | 22.7 | 1060 | 18.1 | 211 | 3.6 |
6 | 120 | 6 | 150 | 20 | 23.9 | 1072 | 18.4 | 273 | 4.7 |
7 | 120 | 6 | 150 | 25 | 22.2 | 1017 | 16.7 | 245 | 4.0 |
8 | 120 | 6 | 150 | 30 | 21.9 | 988 | 16.2 | 214 | 3.5 |
9 | 120 | 6 | 160 | 20 | 24.9 | 1117 | 19.9 | 284 | 4.9 |
10 | 120 | 6 | 160 | 25 | 24.2 | 1089 | 18.8 | 268 | 4.6 |
11 | 120 | 6 | 160 | 30 | 21.5 | 1066 | 17.1 | 248 | 4.0 |
원료 | 20.4 | 947 | 15.5 | 183 | 3.2 |
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 압출성형 처리조건에 따른 수용성 고형분, 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀 함량 추출수율을 비교해 볼 때 시료 9가 수용성 고형분이 가장 높고, 총 플라보노이드 및 총 폴리페놀이 가장 높은 추출수율을 보인 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 압출성형 처리한 마치현은 원료 마치현 대비 수용성 고형분 22%, 총 플라보노이드 28% 및 총 폴리페놀 53%가 증가한 결과로서 압출성형 처리는 마치현 세포벽의 붕괴와 유용성분 추출율을 증진시킬 수 있는 효율적인 기술로 판단된다. 따라서, 효능평가를 위한 동물실험 시료는 시료 9의 조건으로 압출성형 처리한 압출성형물을 사용하여 실시하였다.
(3) 마치현 압출성형물로부터 추출물 분말 제조
시료 7의 조건으로 압출성형 처리한 마치현 10kg을 300L 추출탱크에 넣고 정제수 150kg을 가하고 분산시킨 후 추출탱크의 온도를 85℃로 유지하면서 3시간 교반 추출하였다. 마치현 교반 추출액은 원심분리(3,500ㅧg, 5분)하여 추출물을 얻었다. 추출물은 진공농축(55℃)후 85℃에서 30분간 살균 처리하였다. 살균처리 추출물은 부형제 첨가없이 분무건조(투입온도 195℃, 배출온도 95℃)하여 마치현 압출성형 추출물 분말시료를 확보하였다. 마치현 압출성형물로부터 추출물 제조 및 분말제품을 확보하는 제조공정은 도 1과 같다. 도 1은 마치현 압출성형 추출물 분말의 제조공정을 나타낸 것이다.
도 2는 마치현 압출성형 추출물 분말의 주사전자현미경 관찰 결과를 보여주는 사진이다. 도 2에서 보듯이, 마치현 압출성형 추출물 분말은 구형체로 직경 2~12 ㎛의 크기로 존재하고 있다.
<시험예 1>
(1) 비만 유도 흰 쥐 실험 모델 설정
45%의 high fat diet (HF)로 유도된 비만의 흰 쥐를 이용하여 마치현 압출성형 추출물 (PO)이 근육 기능 개선 효능을 나타내는지 평가하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.
실험동물은 생후 3주령의 수컷 Sprague-Dawley 흰 쥐를 두열바이오텍 (Seoul, Korea)에서 구입하여 물과 사료를 제한 없이 먹이면서 5일 동안 적응시킨 뒤 9마리씩 4개의 군으로 나누었다. 정상군 (NOR)은 일반식이 (Harlan 2018S, Harlan, USA)를 섭취시켰고, 고지방식이 섭취군 (HF)은 AIN-93M 식이조성을 기본으로 하여 45%의 HF군과 HF에 각각 저용량 0.2% (POL)와 고용량 0.4% (POH)의 PO를 첨가한 식이를 조제해 총 12주 동안 자유 급식하였으며, 실험식이 조성은 표 3(g/kg diet)에 나타내었다. 도 3은 동물모델을 이용한 실험 디자인을 보여주는 것이다.
(1) NOR 군: 비만을 유발하지 않은 흰 쥐에 일반식이만을 공급한 군
(2) HF 군 : 비만을 유발하기 위해 흰 쥐에 45% HF만을 공급한 군
(3) POL 군: 45% HF에 PO를 2g/kg (0.2%)을 공급한 군
(4) POH 군: 45% HF에 PO를 4g/kg (0.4%)을 공급한 군
Component | NOR | HF | POL | POH |
Casein | - | 170.73 | 170.73 | 170.73 |
L-Cysteine | - | 2.20 | 2.20 | 2.20 |
Corn starch | - | 201.71 | 199.71 | 197.71 |
Dextrose | - | 154.00 | 154.00 | 154.00 |
Sucrose | - | 121.95 | 121.95 | 121.95 |
Cellulose | - | 60.98 | 60.98 | 60.98 |
Lard | - | 230.50 | 230.50 | 230.50 |
Mineral Mix (AIN-93G) | - | 42.68 | 42.68 | 42.68 |
Vitamin Mix (AIN-93) | - | 12.20 | 12.20 | 12.20 |
Choline Bitartrate | 3.05 | 3.05 | 3.05 | |
PO 추출물 | - | - | 2.0 | 4.0 |
Total | 1,000 | 1,000 | 1,000 | |
Energy density (kcal/g) | 3.1 | 4.6 | 4.6 | 4.6 |
Carbohydrates % (kcal) | 58 | 41.5 | 41.5 | 41.5 |
Protein % (kcal) | 24 | 13.5 | 13.5 | 13.5 |
Fat % (kcal) | 18 | 45.0 | 45.0 | 45.0 |
이하 모든 실험결과는 SPSS (Version 26) 통계 처리 프로그램을 사용하였으며 실험군당 평균과 표준편차로 나타내고, NOR 군과 HF 군은 독립 표본 t검정 (independent two sample t-test)에 의하여 (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001) 수준에서 유의성을 검증하였으며, HF 군, POL 군, POH 군은 일원배치 분산분석 (one-way analysis of variance)을 한 후 Tukey's multiple range test에 의하여 (p < 0.05) 수준에서 유의성을 검증하였다.
(2) 몸무게, 식이 및 에너지 섭취량
실험군의 체중 변화, 식이 섭취량 및 에너지 섭취량은 도 4 및 도 5에 나타내었다.
도 4는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 몸무게 변화 및 최종 몸무게를 나타낸 것이다. 도 4에서 보듯이, 체중 변화는 NOR 군에 비해 HF 군이 유의적으로 증가하였으며, POH 군은 HF 군에 비해 유의적으로 체중 증가량이 감소하였다.
도 5는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 식이 및 에너지 섭취량 변화를 나타낸 것이다. 도 5에서 보듯이, 식이 섭취량과 에너지 섭취량은 HF, POL, 그리고 POH 군 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다.
도 6은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 지방조직의 무게 변화를 나타낸 것이다. 내장 지방에 해당하는 부고환 지방조직 (Epididymal white adipose tissue, eWAT), 장간막 지방조직 (Mesenteric WAT, mWAT), 그리고 후복막 지방조직 (Retroperitoneal WAT, rWAT)의 조직 무게 측정 결과, 세 부위 모두 HF 군이 NOR 군에 비해 유의적으로 증가된 WAT 무게를 보였으며, POL 및 POH 군은 HF 군에 비해 총 지방조직 (Total WAT, tWAT) 무게가 유의적으로 감소한 것을 확인하였다.
2) 부고환지방조직의 조직형태학적 분석
조직형태학적 소견을 살펴보기 위해 헤마톡실린-에오신 (hematoxylin and eosin, H&E) 염색을 통해 부고환 백색지방조직 (epididymal white adipose tissue, eWAT)의 지방세포 크기를 관찰하였다. 부고환 백색지방조직을 10% buffered formalin에 24시간 고정 후, paraffin block에 fixation한 뒤 얇은 slice 형태로 자른 다음, 탈수 과정을 거친 뒤 H&E으로 염색하였다. 백색지방조직의 지방세포는 200 배율, scale bar = 100 mm의 조건으로 광학현미경 (Olympus, Tokyo, Japan)을 통해 관찰하였으며, 지방세포의 크기는 ImageJ software (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA)를 이용하여 측정하였다.
도 7은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 지방조직의 지방세포 크기 변화를 나타낸 것이다. 여기에서 보듯이, H&E 염색을 통해 부고환지방조직의 지방세포 크기를 관찰한 결과 HF 군이 NOR 군에 비해 지방세포 크기가 유의적으로 증가하였고, 이에 반해 POL 및 POH 군은 HF 군에 비해 유의적으로 감소된 것을 확인하였다.
3) 간 지질 분석
간의 총 지질은 간 조직 0.5g을 chloroform:methanol (1:2, v/v) 의 혼합용매를 사용하여 Bligh 와 Dyer 방법 (Can J Biochem Physiol. 1959;37:911-917)에 따라 추출하였다. 지질 축적 정도를 알 수 있는 총 지질량을 측정하고, 지질 내 triglyceride (TG) 및 total cholesterol (TC) 농도는 Embiel (Gunpo, Korea) 사의 kit를 사용하여 효소비색법을 이용하여 측정하였다.
하기 표 4에서 보듯이, 간의 총 지질, TG 및 TC 함량은 NOR 군에 비해 HF 군에서 유의적으로 증가하였으며, 반면에 POH 군은 HF 군에 비해 간지질 수준이 유의적으로 감소한 것을 확인하였다.
NOR | HF | POL | POH | |
Total lipid (mg/g liver) |
32.38 ± 0.76*** | 37.55 ± 0.73a | 37.31 ± 0.93a | 33.91 ± 0.34b |
TG (μmol/L) | 1.12 ± 0.27** | 2.51 ± 0.34a | 2.45 ± 0.19a | 1.37 ± 0.10b |
TC (μmol/L) | 1.12 ± 0.27 | 1.80 ± 0.22a | 1.38 ± 0.20ab | 0.72 ± 0.15b |
4) 혈청 지질 수치 분석
혈청의 TG, TC, HDL-cholesterol (HDL-C) 농도는 효소비색법을 이용한 kit (Embiel Inc.)를 사용하여 측정하였다. LDL-cholesterol (LDL-C)의 농도는 Friedewald의 공식 (Clin Chem 1972;18:499??502)을 이용하여 하기 수학식 2와 같이 구하였다.
NOR | HF | POL | POH | |
TG (mmol/L) | 0.53 ± 0.06 | 0.53 ± 0.04a | 0.42 ± 0.02ab | 0.38 ± 0.03b |
TC (mmol/L) | 2.29 ± 0.07** | 2.06 ± 0.05 | 1.96 ± 0.08 | 1.98 ± 0.04 |
HDL-C (mmol/L) | 1.14 ± 0.07*** | 0.94 ± 0.03b | 1.28 ± 0.07a | 1.16 ± 0.06a |
LDL-C (mmol/L) | 0.87 ± 0.04 | 0.90 ± 0.04a | 0.49 ± 0.07b | 0.57 ± 0.04b |
상기 표 5에서 보듯이, 혈청에서의 지질 수준은 HF 군에 비해 POH 군에서 TG 농도가 유의적으로 감소하였으며, HDL-C은 POL 및 POH 군에서 모두 유의적으로 증가하였다. LDL-C는 POL 및 POH 군 모두에서 유의적으로 감소하였다.
5) 혈청 내 AST 및 ALT 분석
혈청의 alanine aminotransferase (AST), aspartate aminotransferase (ALT) 농도는 효소법을 이용한 분석 kit (Asan Pharmaceutical, Korea)를 사용하여 측정하였다.
NOR | HF | POL | POH | |
ALT (IU/L) | 6.86 ± 0.55 | 8.75 ± 0.39 | 5.38 ± 0.30 | 5.67 ± 0.51 |
AST (IU/L) | 50.07 ± 1.75 | 51.66 ± 2.47 | 47.33 ± 2.25 | 48.21 ± 2.70 |
상기 표 6에서 보듯이, 혈청 AST와 ALT는 간에 위해가 발생시 혈중으로 다량 방출되는 효소로서 모든 실험 군 간에 유의적인 차이가 없어 PO 섭취가 실험군에게 유해하지 않음을 확인하였다.
6) 근육의 조직형태학적 분석
NOR 군, HF 군 및 POL, POH 군의 근육 조직에서, 미토콘드리아의 형태를 20,000 배율, scale bar = 2 ㅅm의 조건으로 transmission electron microscope (H-7650 transmission electron microscope, Hitachi, Japan)을 통해 미토콘드리아의 형태학적 변화를 관찰하였다.
도 8은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육조직의 미토콘드리아 조직학적 변화를 나타낸 것이다. 근육에서 미토콘드리아의 조직형태학적 소견을 살펴보기 위하여 (transmission electron microscope, TEM) 분석을 통해 관찰한 결과는 NOR 군에 비해 HF 군에서 미토콘드리아의 수가 크게 감소하는 것을 나타났으며, POH 군에서는 미토콘드리아의 수가 현저히 증가하는 것으로 나타났다.
7) 유전자 발현 분석 (real-time quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR) 및 mtDNA 함량 분석
근육 조직의 총 RNA는 Geneall biotechnology (Seoul, Korea) 사의 TRIzol 시약을 사용해 추출하였으며, 추출한 RNA로부터 complementary DNA (cDNA)는 Bioneer (Daejeon, Korea) 사의 M-MLV reverse transcriptase를 사용하여 합성하였다. 합성된 cDNA는 AccuPower 2X Genestar qPCR MasterMix (Bioneer Co.)와 혼합한 후, Rotor-Gene Q (QIAGEN Inc.)를 이용하여 분석하였다. 본 연구에서 사용된 primers의 염기서열은 다음과 같다; PGC-1α forward 5′-GCACCAGAAAACAGCTCCAA-3′ reverse 5′-TTACTGAAGTTGCCATCCCG-3′, PPARδ forward 5′-ACAGCATGCACTTCCTTCCA-3′ reverse 5′-TCACATGCATGAACACCGTA-3′, SIRT1 forward 5′-GTTCTGACTGGAGCTGGGGT-3′ reverse 5′-ATGGCTTGAGGATCTGGGAG-3′, GAPDH forward 5′-ACCACAGTCCATGCCATCAC-3′ reverse 5′-TCCACCACCCTGTTGCTGTA-3′. 정량분석을 위한 형광 측정은 매 PCR cycle 마다 측정하였으며 유전자 발현에 대한 상대적인 정량은 delta-delta Ct 방법을 이용하여 측정하였다.
근육 미토콘드리아 DNA (mtDNA)의 함량을 분석하기 위해 QIAGEN (Hilden, Germany) 사의 Puregene DNA isolation Kit를 사용하여 제조업체의 지침에 따라 DNA를 추출하였다. mtDNA 함량은 미토콘드리아 유전자 (Cox1, subunit 1 of cytochrome oxidase)와 핵 유전자 (GAPDH, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)의 비율을 RT-qPCR에 의해 정량하였다.
미토콘드리아 DNA (mitochondrial DNA, mtDNA)는 미토콘드리아의 함량 정도를 알 수 있는 지표로써 미토콘드리아의 기능 유지에 중요한 역할을 한다.
도 9는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육의 mtDNA ??량 변화를 나타낸 것이다. 여기에서 보듯이, 근육조직에서 mtDNA 함량은 NOR 군에 비해 HF 군에서 유의적으로 감소하는 것으로 나타났으며, 반면 POL 및 POH 군에서는 mtDNA 함량을 증가시켜 미토콘드리아의 기능이 개선되는 것으로 나타났다.
도 10은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육 조직에서 PPARδ, PGC-1α, SIRT1의 유전자 발현 변화를 나타낸 것이다. 여기에서 보듯이, 근육 미토콘드리아 기능 조절에 관여하는 peroxisome proliferator-activated receptor delta (PPARδ), PGC-1α 및 SIRT1의 유전자 발현 변화는 HF 군에 비해 POL 및 POH 군에서 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다.
8) AMPK 및 SIRT 활성도 분석
근육 조직의 총 단백질로부터 AMPK 활성은 CycLex (Nagano, Japan) 사의 AMPK kinase assay kit를 사용하여 분석하였고, SIRT 활성은 핵단백질 (Abcam, Cambridge, United Kingdom)을 추출한 후 SIRT activity assay kit (Abcam)를 사용하여 정량하였다. 결과들은 bicinchoninic acid (BCA) 단백질 분석 kit (Thermo Pierce Inc., Rockford, IL, USA)에 의해 결정된 단백질 농도로 표준화하였고 대조군에 대한 배수 변화로 표시하였다.
도 11은 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육 조직의 AMPK 활성도를 나타낸 것이다. 여기에서 보듯이, AMPK (AMP-activated protein kinase) 및 SIRT (Sirtuin)은 미토콘드리아 기능 유지에 중요한 인자로서 근육조직에서의 AMPK 활성도는 POL 및 POH 군에서 HF 군에 비해 유의적으로 증가하였다.
도 12는 마치현 압출성형 추출물 분말에 의한 근육 조직의 SIRT 활성도를 나타낸 것이다. 여기에서 보듯이, SIRT 활성도는 HF 군에 비해 POH 군에서 유의적으로 증가하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (5)
- 마치현을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 근육감소 방지용 약학적 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 마치현은 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말인 것을 특징으로 하는 근육감소 방지용 약학적 조성물. - 제 2 항에 있어서,
상기 마치현 압출성형 추출물 또는 추출물 분말은 마치현을 분쇄한 다음 압출성형하여 건조하고 추출한 후 건조하여 제조된 것임을 특징으로 하는 근육감소 방지용 약학적 조성물. - 제 3 항에 있어서,
상기 압출성형은 110 내지 130rpm의 스크류 회전속도로 100 내지 160℃의 압출성형온도에서 20 내지 30%의 수분 함량 조건에서 수행하는 것을 특징으로 하는 근육감소 방지용 약학적 조성물. - 마치현을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 근육감소 방지용 식품 조성물.
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