KR20050003665A

KR20050003665A - 식방풍 추출물을 포함하는 당뇨병 예방 및 치료를 위한조성물

Info

Publication number: KR20050003665A
Application number: KR1020030045051A
Authority: KR
Inventors: 강귀만; 강희철; 양은영; 정성현; 조희재
Original assignee: 씨제이 주식회사
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-12

Abstract

본 발명은 식방풍 추출물을 포함하는 당뇨병 예방 및 치료를 위한 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 식방풍 추출물은 우수한 혈당 강하 작용을 나타내어, 당뇨병 및 이로 인한 각종 합병증의 예방 및 치료에 유용한 약제 및 건강 기능 식품으로 이용할 수 있다.

Description

식방풍 추출물을 포함하는 당뇨병 예방 및 치료를 위한 조성물{Composition comprising an extract of Peucedanum japonicum for preventing and treating diabetes}

본 발명은 식방풍 추출물을 포함하는 당뇨병 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다.

당뇨병(diabetes)이란 인슐린 분비, 인슐린 작용 또는 이들 모두의 결함에서 기인한 만성 고혈당증(hyperglycemia)의 특징을 나타내는 다중적 병인의 대사 장애를 말한다. 혈중의 포도당이 비정상적으로 높은 상태가 장기간 지속될 경우 만성적인 대사장애와 이에 따른 만성적 혈관손상으로 다양한 합병증이 발생한다. 당뇨병의 합병증은 크게 급성과 만성으로 나눌 수 있는데, 급성 합병증에는 저혈당증, 케톤산혈증, 고삼투압성 비케톤성 고혈당증, 고혈당성 혼수, 당뇨병성 산혈증, 저혈당증 등이 있으며 만성 합병증에는 당뇨병성 망막증, 당뇨병성 신질환, 당뇨병성 신경장해, 심혈관계 합병증, 바이러스 감염 등이 있다.

당뇨병은 제 I형 당뇨병인 인슐린 의존성 당뇨병(Insulin dependent diabetes, IDDM)과 제 II형 당뇨병인 인슐린 비의존성 당뇨병(Non-Insulin dependent diabetes, NIDDM)의 두가지 유형이 있다. IDDM은 혈액내 글루코오스 조절 호르몬인 인슐린의 분비 결핍으로 야기되며, 유아 및 10대 후반의 청소년에게서 가장 흔히 발병하여 소아당뇨병(Juvenile diabetes)이라 불리우며, 자가 면역질병으로 간주된다. IDDM은 일반적으로 인슐린을 사용하여 치료되며, 이외 IDDM을 치료하기 위한 방법으로 WO 92/19633에서는 설페이트화된 당지질을 개시하고 있으며, WO 97/42974에서는 당지질 복합체를, WO 99/33475는 갈락토실세라미드, 글루코실세라미드 및 락토실세라미드를 개시하고 있다. 최근에는 근본적인 인슐린 결핍을 해결하기 위하여 췌장 또는 인슐린 생성 췌장 세포의 이식 수술이 이용되고 있다.

NIDDM은 당뇨병의 가장 흔한 형태로, 주로 40대 이후에 발병되어 성인형 당뇨병이라 불린다. 모든 당뇨병 환자의 약 90 %를 차지하며, 인슐린을 충분히 생성시키지 못하거나 적절히 이용하지 못함으로써 야기되는 대사 장애이다. NIDDM의 발병 원인은 명확히 밝혀져 있지는 않지만, 비만 및 운동 부족과 같은 유전적 요인과 환경적 요인의 두가지 모두가 작용하는 것으로 생각되어 진다. NIDDM의 병인으로는 췌장세포에서의 인슐린분비 장애와 표적세포에서의 인슐린 작용 결함(인슐린 저항성)이 모두 관찰되는데, 이중 어떠한 변화가 일차적 중요성을 갖는지는 아직 확실하지 않다.

당뇨병에서는 간에서 글루코오스-6-포스파타아제(glucose-6-phosphatase) 효소의 활성이 증가되고 글루코키나아제(glucokinase) 활성이 감소되어 심한 고혈당증(hyperglycemia)이 일어난다. 이 과정에서도 간은 이들을 간내 당원형태로 저장시키지 못하고 계속적으로 포도당을 생산하여 혈중으로 유리시킨다. 이와 더불어 당뇨병에서는 포도당 신생합성(gluconeogenesis)도 촉진되므로 포도당 대사의 조절이 제대로 이루어지지 않아 여러 가지 간 조직의 변화를 초래한다. NIDDM에서 흔히 대수포성 지방간(large droplet fatty liver)이 흔하게 나타나는데, 이러한 지방간은 인슐린 결핍과 글루카곤의 과다로 인해 지방조직(adipose tissue)으로부터 간으로의 유리 지방산(free fatty acid)의 이동이 증가하고 중성지방(triglyceride)이 증가하는데 기인한다. 또한 포도당의 이용이 저하되는 반면 글리코겐 분해와 포도당 신생합성이 증가되어 지방간의 생성이 촉진된다.

NIDDM은 보통 식이요법 및 운동요법으로 먼저 치료를 시도하고, 이 방법에 의한 치료효과가 충분치 않은 경우, 일반적으로 다음과 같은 여러 타입의 약물들이 사용된다. 췌장으로부터 인슐린의 방출을 촉진하는 약물 또는 인슐린에 대한 감수성을 증가시켜 인슐린이 효율적으로 작용되도록 하는 약물 또는 간에서 글루코오스의 생성을 증가시키거나 근육에서의 글루코오스 흡수를 증가시켜 혈 중 글루코오스 농도에 직접 영향을 주는 약물, 장에서 당의 흡수를 억제하는 약물 등이다. 많은 경우 인슐린이 또한 사용된다.

인슐린은 모든 IDDM 환자에게 필수적이며, NIDDM에서도 식사요법과 경구 혈당강하제로 혈당이 조절되지 않는 환자에게 필요하다. 그러나, 인슐린은 단백질이므로 소화관에서는 가수분해되어 비활성화되므로 구강으로는 섭취할 수 없고 정맥이나 피하 내에 주사하여야 한다는 제한점이 있다. 또한, 상업용 인슐린은 소나 돼지와 같은 동물의 췌장에서 추출, 정제하여 만든 제제로 종류에 따라 효과 발현시간, 최대 효과시간, 효과 지속시간이 다르므로 환자의 병세와 혈당치, 식사내용을 고려하여 각 환자에게 가장 적합한 인슐린의 종류와 투여량을 결정하여야 하며, 인슐린 주사 후 최적시간과 식사시간이 잘 맞아야 효력이 좋으므로 식사시간을 철저히 잘 지켜야만 하는 번거로움이 있다.

경구 혈당강하제는 세포의 인슐린 수용체의 감도를 향상시키고 췌장을 자극하여 인슐린의 분비를 촉진시키므로 NIDDM 환자의 혈당을 조절하는데 사용된다. 그러나, NIDDM의 치료를 위한 경구치료법은 최근까지 매우 제한적이었다.

현재 NIDDM에 사용되는 경구 혈당강하제로는 5 종류의 화합물군, 즉 비구아니드(biguanides), 티아졸리딘디온(thiazolidinediones), 설포닐우레아(sulfonylureas), 벤조산(benzoic acid) 유도체 화합물 및 α-글루코시다제 저해제(α-glucosidase inhibitor) 등이 있다.

톨부타미드(tolbutamide) 및 글리부리드(glyburide)와 같은 설포닐 우레아, 및 메글리티나이드계열의 약물은 췌장의 베타세포에서 칼슘채널을 블록킹(blocking)하여 엔도지니어스한 인슐린의 분비를 촉진시키는 방법을 통해 혈당을 떨어뜨린다. 메트포르민(metformin)과 같은 비구아니드계 화합물은 간의 당 신생 합성 억제와 말초세포의 포도당 흡수 증진에 의한 인슐린 저항성 감소를 통해 혈당을 개선시킨다. 트로글리타존, 로지글리타존 및 피오글리타존같은 티아졸리디네디온계 화합물은 말초성 인슐린 저항성을 감소시켜 혈당을 감소시킨다. 아카르보스 및 미글리톨같은 α-글루코시다제 저해제는 소장의 점막에서 이당류 혹은 다당류의 분해를 막아 장의 흡수를 저해한다.

이러한 약물들은 초기에는 단독으로 사용되었지만, 일반적으로 단독치료가 부적절한 것으로 밝혀진 이후에는, 고혈당증을 목표로 하는 서로 다른 작용메카니즘의 상호보완적 효과를 이용하여 복합적 약물치료형태로 사용되고 있다. WO 97/17975호 및 미국 특허 제 5,922,769호는 메트포르민과 설포닐 우레아 글리부라이드(글리벤클라마이드)의 복합사용을 개시하고 있으며, 유럽특허출원 제 98401781.4호는 메트포르민 및 글리부라이드를 포함하는 제제를, 미국특허 제 5,631,224호는 메트포르민과 GLP-1(7-36)아미드 또는 GLP-1(7-37) 또는 그 단편의 복합을 개시하고 있다. WO 98/57634는 티아졸리딘디온 및 메트포르민의 복합사용을 이용한 당뇨병 치료방법을 개시하고 있으며, 미국특허 제 5,965,584호는 메트포르민 및 티아졸리딘디온 인슐린 감도 증강제(예를 들면, 피오글리타존)의 복합을 개시하고 있다.

그러나, 상기 설포닐우레아 화합물의 경우, 인슐린 의존형인 IDDM 환자에게는 투여할 수 없으며, 장시간형 설포닐우레아제의 집중적 사용은 저혈당의 위험을 증가시킨다. 여성환자의 경우 비정상적인 태아출생, 유산 및 사산과 같은 부작용을 야기할 수 있으며, 대부분의 설포닐우레아 화합물은 설포닐우레아 대사작용으로 인해 간 및 신장기능에 장애가 있는 환자에게는 조심스럽게 투여해야한다.

메트포르민과 같은 비구아니드 화합물은 췌장의 인슐린 분비를 증가시키지는않지만 설포닐 우레아보다 더 효과적으로 혈당을 강하시키며 저혈당 쇼크 유발의 빈도도 낮다. 그러나, 투여초기에 구역질, 구토, 설사, 발진 등을 일으킬 수 있으며 특히 치명적인 젖산 산증(lactic acidosis)과 같은 심각한 부작용을 야기할 수 있어, 매우 신중히 사용되어야 하며 미국 등에서는 임상사용에 제한을 받고 있다. 이외에도 경구혈당 강하제는 장기간 사용시 심혈관계 장해나 위장관 및 간의 장해를 유발시키므로 장기간의 사용은 권장되지 않는다.

이와 같은 결점 및 부작용으로 인하여, 현재의 치료제 중 만족스러운 효능을 나타내고 동시에 안전성이 높아 부작용 측면에서도 안심할 수 있어 모든 당뇨병 환자에게 적용될 수 있는 약물이 거의 없기 때문에 당뇨병, 특히 NIDDM을 치료하기 위한 보다 효율적인 약물의 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 당뇨병 및 그로 인한 합병증 치료에 효과적인 천연 생약 조성물을 발굴하고자 시도되었다.

본 발명에 의한 생약 추출물은 Ⅱ형 당뇨병 모델인 디비디비 마우스를 사용한 동물실험을 통하여 Ⅱ형 당뇨에 대한 효능을 확인하였고, 또한 췌장, 소장, 신장 및 인슐린 의존 조직들(근육, 지방, 간 등) 등을 실험 동물에서 적출한 후 인슐린 분비, 포도당의 조직내 이동, 탄수화물의 대사 및 흡수 등에 미치는 영향들을 조직 혹은 세포수준에서 생화학적, 분자생물학적인 실험기법을 활용하여 관찰함으로써 약효기전을 규명하였다.

식방풍(植防風)은 갯기름나물(Peusedanum japonicumThunb)의 뿌리이며, 해열, 진통 등의 효능이 알려져 있으며, 그 구성성분으로는 휘발성 정유,만니톨(mannitol), 고미배당체, 유기산(organic acid) 등이 알려져 있다(정보섭, 신민교저, 향약대사전, 영림사, 1998, p428). 그러나, 지금까지 상기 식방풍이 당뇨병에 치료효과가 있다는 어떠한 보고도 없었다.

본 발명자는 식방풍 추출물이 근육에서 GLUT-4의 작용성을 높여 인슐린 저항성을 감소시키고 우수한 혈당 강하 작용을 나타내어, 당뇨병 및 이로 인한 각종 합병증의 예방 및 치료에 탁월한 효과를 나타냄을 발견하고, 이를 포함하는 조성물을 적용함으로서 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 당뇨 및 당뇨관련 질환에 대해 예방 및 치료효과를 나타내는 약학조성물 및 건강기능식품을 제공하는 것이다.

도 1은 식방풍 추출물의 체중변화에 대한 효과를 나타낸 도이고,

도 2는 식방풍 추출물의 혈당 강하 효과를 나타낸 도이며,

도 3a 및 3b는 식방풍 추출물의 인슐린에 미치는 효과를 관찰한 것으로,

도 3a는 식방풍 추출물의 혈중 인슐린 농도 변화 및 인슐린 저항성 개선 효과를 나타낸 도이며,

도 3b는 식방풍 추출물의 시험관내 실험에서의 인슐린 분비촉진 효과를 나타낸 도이며,

도 4는 식방풍 추출물의 글루코오스 트랜스포터-4 mRNA의 발현 효과를 나타낸 도이고,

도 5는 식방풍 추출물의 췌장 베타세포 보존 효과를 나타낸 도이며,

도 6a 및 6b는 식방풍 물 추출물의 내당능을 관찰한 것으로,

도 6a는 식방풍 추출물의 글루코오스 투여에 의한 혈당상승 억제 효과를 나타낸 도이고,

도 6b는 식방풍 추출물의 혈당 상승 억제 효과를 글루코오스 투여 120분 동안의 AUC를 구하여 나타낸 도이며,

도 7a 및 7b는 식방풍 에탄올 추출물의 내당능을 관찰한 것으로,

도 7a는 식방풍 에탄올 추출물의 글루코오스 투여에 의한 혈당상승 억제 효과를 나타낸 도이고,

도 7b는 식방풍 에탄올 추출물의 혈당 상승 억제 효과를 글루코오스 투여 120분 동안의 AUC를 구하여 나타낸 도이다.

상기 목적에 따라, 본 발명은 식방풍(Peusedanum japonicumThunb) 추출물을 포함하고 약학적으로 허용가능한 담체, 희석제 또는 부형제를 포함하는 당뇨병 및 이로 인한 합병증의 예방 및 치료용 약학 조성물을 제공한다.

상기 추출물은 물, 탄소수 1~4의 저급알코올 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택된 극성용매, 바람직하게는 물에 가용한 추출물을 포함한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 식방풍 추출물은 절단생약 식방풍 중량의 약 1 내지 20배, 바람직하게는 약 2 내지 10배 부피의 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알콜 또는 이들의 약 1:0.1 내지 1:10, 바람직하게는 1:0.2 내지 1:3의 혼합비를 갖는 혼합용매로 20 내지 100 ℃, 바람직하게는 70 내지 90 ℃의 추출 온도에서 약 1 시간 내지 2일, 바람직하게는 2 시간 내지 1일 동안 열수 추출, 냉침추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 추출방법으로 1회 내지 5회, 바람직하게는 2회 내지 4회 반복하여 추출한 후, 추출물을 진공회전농축기로 20 내지 100 ℃, 바람직하게는 40 내지 70 ℃에서 감압농축한 후 추출된 잔사를 진공동결건조기로 건조하여 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알콜 또는 이들의 혼합용매에 가용한 식방풍 추출물을 얻을 수 있다.

또한, 추가로 통상의 분획공정을 수행할 수도 있다(Harborne J.B.; Phytochemical methods: A guide to modern techniques of plant analysis. 3rd Ed. p 6-7, 1998). 물 또는 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 추출물을 물에 현탁한 후 물과 섞이지 않는 헥산, 디클로로메탄, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올 등의 용매로 추출하여 불용성분들은 제거되고 당뇨 약효성분들은 함유된 유효분획을 제조함으로써 부작용이 최소화되고 또한 소용량으로도 효능을 발현하는 부분정제 추출물을 얻을 수 있다.

본 발명은 상기 제조방법으로 수득된 식방풍 추출물 및 식방풍 추출물의 부분정제 유효분획을 유효성분으로 하는 당뇨병 및 이로 인한 합병증의 예방 및 치료용 약학 조성물을 제공한다.

본 발명의 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 추출물을 0.1 ~ 50 % 중량으로 포함한다.

상기 당뇨병에 의한 합병증은 만성 고혈당증(hyperglycemia), 아테롬성 동맥경화증(atherosclerosis), 미세혈관병증(microangiopathy), 신장질환, 심장질환, 당뇨병성 망막증(diabetic retinopathy) 및 다른 안과 질환중의 하나이상의 조합을 포함한다.

본 발명의 식방풍 추출물을 포함하는 조성물은 통상의 방법에 따른 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다.

본 발명에 따른 식방풍 추출물을 포함하는 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.

상세하게는, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는 데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜 (propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈 (tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 추출물의 사용량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 0.01 내지 1000 mg/㎏의 양, 바람직하게는 0.1 내지 500 mg/㎏의 양을 일일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있다. 또한 그 투여량은 투여경로, 질병의 정도, 성별, 체중, 나이 등에 따라서 증감될 수 있다. 따라서, 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 약학 조성물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.

본 발명의 식방풍 추출물은 독성 및 부작용은 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용 시에도 안심하고 사용할 수 있는 약제이다.

본 발명은 당뇨병 및 이로 인한 합병증의 예방 및 개선효과를 나타내는 식방풍 추출물 및 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 건강 기능 식품을 제공한다.

본 발명의 식방풍 추출물을 포함하는 조성물은 당뇨병 및 이로 인한 합병증의 예방 및 개선을 위한 약제, 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 발명의 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 각종 식품류, 예를 들어, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있으며, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다.

이때, 식품 또는 음료 중의 상기 추출물의 양은, 일반적으로 본 발명의 건강식품 조성물의 경우 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량 %로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물의 경우 100 ㎖를 기준으로 0.02 내지 10 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 가할 수 있다.

본 발명의 건강 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 식방풍 추출물을 함유하는 외에는 액체성분에는 특별한 제한점은 없으며, 통상의 음료와 같이 여러가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물, 레바우디오시드 A, 글리시르히진등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로 약 1 내지 20 g, 바람직하게는 약 5 내지 12 g이다.

상기 외에 본 발명의 조성물은 여러가지 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, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

본 발명의 조성물은 예비실험 결과, 식방풍이 혈중 유리지방산, 중성지방, 콜레스테롤 등을 저하시키는 등 고지혈증 개선효과가 탁월함이 관찰되어 2형 당뇨의 인슐린 저항성을 개선시킬 수 있음이 시사되었다. 이에 2형 당뇨 동물모델(db/db mouse)을 이용하여 식방풍 추출물을 3주간 경구 투여한 결과, 탁월한 혈당 강하 활성과 고지혈증 개선효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.

본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명되나, 본 발명이 이에 의해 제한되지는 않는다.

실시예 1. 식방풍 추출물의 제조

식방풍 절단생약(서울 경동시장 아산당 한약방에서 구입) 1 kg을 10리터의 물에 넣고 환류냉각기를 달고 2시간씩 2회 가온 추출하였다. 거즈 4겹으로 여과하여 얻은 여액을 감압농축하고 동결건조하여 분말상의 식방풍 추출물 423 g을 수득하였다.

실시예 2. 식방풍 부탄올 분획물 제조

실시예 1에서 수득한 식방풍 물추출물 230 g을 물 920 ㎖에 녹인 후 동량의 수포화 부탄올로 2회 진탕추출하여 부탄올층을 얻은 후, 감압 농축하여 2.7 g의 부탄올 분획물을 수득하였다.

실시예 3. 식방풍 에탄올 추출물 제조

식방풍 절단생약(서울 경동시장 아산당 한약방에서 구입) 3.2 kg을 9.6리터의 에탄올에 넣고 환류냉각기를 달고 3시간씩 2회 가온 추출하였다. 거즈 2겹으로 여과하여 얻은 여액을 감압농축하고 동결건조하여 식방풍 에탄올 가용 추출물 927 g을 수득하였다.

실험예 1. 체중 및 혈액과 뇨 중의 당뇨관련 지표 관찰 실험

본 실험에선 제 2형 당뇨 동물 모델인 11주령의 웅성 디비마우스(Male db/db mouse, 50 g) (한국생명공학연구원, 대전)를 구입하여 일정한 온도(25 ℃)와 습도(50 %)하에서 1주간 적응시킨 후 실험에 사용하였다.

마우스를 실험군(시료 처리군)과 대조군(시료 무처리군)으로 각각 4마리씩 나누어, 실험군은 실시예 1의 식방풍 추출물을 물에 녹여 체중 kg 당 500 mg으로 매일 일정시간에 3주 동안 경구투여 하였고, 대조군은 수돗물을 공급하였다.

매주 체중의 변화를 측정하였고, 매일 뇨당 및 음용수 섭취량 변화를 측정하였다. 또한, 헤파린 처리된 모세관으로 안와 채혈하여 얻어진 혈액을 원심분리하여 혈장을 얻고, 이로부터 포도당과 중성지방농도, 유리지방산 농도 및 인슐린 농도를 측정하였다. 혈액 채취는 항상 오후 3시에 실시하였다.

통계처리방법

모든 실험 결과들은 평균 ± 표준오차로 나타내었고 통계처리는 스튜던트(Student)-T 테스트를 실시하여P<0.05를 기준으로 유의성 여부를 판정하였다.

이하 각 표 및 도에서 *P, **P 및 ***P는 무처리군에 대하여 *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001이다.

1. 체중 변화

도 1에 나타난 바와 같이, 체중은 투여 16일부터 대조군과 비교하여 유의적인 감소를 나타내었다.

2. 뇨당 및 음용수 섭취량의 변화

표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1의 식방풍 추출물 투여 3주 후 뇨당과 음용수 섭취량 역시 유의적인 감소를 보여 당뇨의 주요증상인 뇨당과 다음에 대해 개선효과를 가짐을 확인할 수 있었다.

	대조군	실험군
뇨당(mg/마우스/일)	194.5 ±30.1	25.8 ±14.5**
음용수 섭취량(㎖/마우스/일)	7.2 ±0.2	6.0 ±0.3*

3. 혈당 변화

1주일에 한번씩 대조군과 실험군의 혈중 포도당 농도 변화를 측정하였다.

도 2에 나타난 바와 같이, 실험군의 혈당은 대조군과 비교하여 2주째부터 유의적인 강하효과를 보였다.

4. 지질 변화

식방풍 추출물의 혈중 콜레스테롤, 중성지방 및 유리 지방산에 대한 영향을 알아보기 위하여 하기와 같은 방법으로 실험을 실시하였다.

혈장 총 콜레스테롤(Plasma Total Cholesterol) 측정은 다음과 같이 실시하였다; 혈장 중에 있는 콜레스테롤은 콜레스테릴 에스테르(cholesteryl ester)와 유리형 콜레스테롤(free cholesterol)의 형태로 존재하므로 두 형태를 모두 정량하기 위하여, 콜레스테릴 에스테르를 가수분해하여 지방산과 유리 콜레스테롤로 분해하였다. 이렇게 전환된 유리형 콜레스테롤과 혈장중의 유리 콜레스테롤을 콜레스테롤 옥시다아제에 의해 △⁴-콜레스테논(cholestenone)으로 변환시킨 후 퍼옥시다아제와 기질인 H₂O₂, 페놀 및 4-아미노-안티피린(4-amino-antipyrine)과 반응시켜 적색으로 발색시키고 500 nm에서 흡광도를 측정하여 콜레스테롤 표준용액과 비교하여 정량하였다.

혈장중 중성지방(Triglyceride)은 다음과 같은 방법으로 측정하였다; 혈장 중에 있는 중성지질을 리포프로테인 리파아제(lipoprotein lipase)를 이용하여 글리세롤과 지방산으로 분해시킨 후, 생성되는 글리세롤을 글리세롤 키나아제 (glycerol kinase) 및 ATP와 반응시켜 L-α-포스포글리세롤로 변환시켰다. 여기에 글리세롤-포스포-옥시다아제(glycerol- phospho-oxidase; GPO)를 반응시켜 H₂O₂가 발생되도록 하고, H₂O₂가페록시다아제와 반응하여 정색되게 한 후 550 nm에서 흡광도를 측정하여 글리세롤 표준액과 비교하여 정량하였다(측정 키트; Cleantech TG아산제약주식회사).

실험 결과, 표 2에 나타난 바와 같이 실험군은 혈중 콜레스테롤 농도, 중성지방 농도 및 유리 지방산 농도가 대조군과 비교하여 모두 유의적인 개선 효과를 나타내었다.

	대조군	실험군
혈장 총 콜레스테롤(mg/dl)	141.7 ±7.1	105.3 ±6.6**
중성지방(mg/dl)	176.7 ±4.3	170.9 ±14.7
유리지방산(uEq/l)	2258.9 ±90.9	2072.2 ±17.2*

5. 혈중 인슐린 농도 변화

식방풍 추출물의 인슐린에 미치는 영향을 관찰하기 위해 생체내 실험 및 시험관내 실험을 실시하였다. 생체내 실험에서는 실시예 1의 식방풍 추출물을 3주간 투여한 디비 마우스의 혈중 인슐린을 ELISA 키트(SHIBAYAGI사, Japan)를 이용하여 측정하였으며, 시험관내 실험에서는 HIT-T15 세포주(한국세포주은행)에 실시예 1의 식방풍 추출물을 1 ㎎/㎖의 농도로 1시간 동안 처리한 후 RIA 키트(DPC, USA)를 이용하여 분비되는 인슐린의 양을 측정하였다. 도 3a 및 도 3b에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 식방풍 추출물을 투여한 실험군은 대조군과 비교 시 유의적인 혈중 인슐린 농도의 감소를 보였다. 이는 디비 마우스에서 특징적으로 나타나는 인슐린 저항성을 개선시킴으로써 인슐린 농도가 감소된 것임을 시사해 준다. 또한, 시험관내 실험에서는 추출물과 동일 농도의 포도당 처리시 만큼의 인슐린 분비촉진 양상을 나타내었다.

실험예 2. 글루코오스 트랜스포터-4 mRNA 발현 실험

말초 조직에서의 인슐린 저항성 개선의 가장 중요한 요소인 글루코오스 트랜스포터 4(Glucose transporter-4, GLUT-4)의 mRNA의 발현정도를 골격근에서 측정하였다. 도 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 식방풍 추출물을 투여한 실험군을 대조군과 비교하여 볼 때, 실험군에서 3배정도 높은 GLUT-4 mRNA 발현증가를 나타내어 식방풍의 탁월한 인슐린 저항성 개선효과를 확인할 수 있다.

실험예 3. 베타세포 보존효과 실험

본 실험에서는 조성물이 췌장의 베타세포(β-cell)에 미치는 효과를 시험하기 위하여 시료를 투여한 디비 마우스로부터 췌장의 랑게르한스섬을 분리한 후 관찰하였다.

3주간 시료를 투여한 마우스(실험군)와 투여하지 않은 마우스(대조군)의 췌장을 분리하여 파라핀에 임베딩(embedding)한 다음 면역조직화학법으로 조직을 염색하여 면역세포의 침윤정도를 측정하였다(인슐린 단일클론항체, Neomarkers, USA).

실험결과, 도 5에 나타난 바와 같이 베타세포 내의 인슐린 함량은 혈중 인슐린 농도가 더 높은 대조군 보다 혈중 인슐린 농도가 낮은 실험군에서 더 높게 유지됨을 확인하였다. 대조군의 베타세포 내 인슐린은 감소하여 고갈됨이 관찰되었다. 이 사실은 인슐린 저항성 때문에 고인슐린 혈증이 나타나고 베타 세포가 손상되고 있음을 보여준다. 반면 실험군에서는 혈중 인슐린이 감소됨과 동시에 베타세포 내에 인슐린이 보존되고 있음이 관찰되어 베타세포가 보존됨을 알 수 있다.

실험예 4. 경구 당 부하 실험 (Oral Glucose Tolerance Test)

식방풍 추출물의 내당능을 시험하기 위하여 시료 투여 후에 경구 당 부하실험을 실시하여 실험군과 대조군간의 혈당 강하효능을 비교 확인하였다.

1. 식방풍 물추출물 및 부탄올 가용분획에 대한 OGTT 실험

6주령의 ICR 마우스를 5개군으로 나누고 대조군에는 10 ㎖/kg의 용량으로 식염수를 투여하고, 실험군에는 실시예 1의 식방풍 물추출물(CSW)과 실시예 2의 부분정제된 부탄올 가용 추출물(CSW-1)을 각각 식방풍 생약 1 g/kg에 상당하는 405 mg/kg 및 17 mg/kg의 용량으로 경구투여 하였다. 30분 후에 포도당을 1.5 g/kg의 농도로 경구투여하고 30분, 60분, 90분, 120분에 마우스의 안와정맥총에서 혈액을 채취하여 혈당을 측정하고 포도당 투여 전 혈당치로부터의 증가량을 결과로 표시하였다.

도 6a에 나타난 바와 같이, 글루코오스 투여 30분부터 식방풍 물추출물(CSW)을 405 mg/kg 용량으로 투여한 실험군과 부분정제된 부탄올 가용 추출물(CSW-1)을 17 mg/kg 용량으로 투여한 실험군에서 대조군에 비해 유의성 있는 혈당상승을 억제하는 효과를 나타내었다. 도 6b는 120분 동안의 경구 당 부하 실험 결과의 곡선하 면적을 구한 것으로 유의적인 혈당 증가 억제효능을 나타내었다. 특히 부분정제된 부탄올 가용 추출물 분획(CSW-1)은 현저히 적은 용량으로도 물추출물과 유사한 효능을 보여 제형설계 시 복용량 감소 등 유리한 장점을 갖는다.

2. 식방풍 에탄올 추출물에 대한 OGTT 실험

실시예 3에서 수득한 식방풍 에탄올 추출물(CSE)을 식방풍 생약 1g/kg에 상당하는 39 mg/kg 용량으로 경구투여한 후, 실험예 4-1에서와 동일한 방법으로 OGTT실험을 실시하였다. 그 결과 도 7a 및 7b 에 나타난 바와 같이 유의적으로 혈당상승 억제효과를 나타냈다.

실험예 5. 급성 독성 예비연구

25 ±5 g의 ICR계 마우스(대한실험동물)와 235 ±10 g의 특정병원부재(SPF) 스프라그-도올리(Sprague Dawley, Biogenomics사) 래트를 각각 3마리씩 3군으로 나누어 본 발명의 실시예 1의 식방풍 추출물을 각각 20 g/㎏, 10 g/㎏, 1 g/㎏의 용량으로 경구투여한 후 24시간 동안 독성여부를 관찰하였다.

실험 결과, 3군 모두에서 사망한 예를 전혀 관찰할 수 없었고, 체중 증가, 사료 섭취량 등에서 외견상 대조군과 별다른 증상을 찾아볼 수 없었다. 따라서 본 발명의 추출물이 안전한 약물임을 확인할 수 있었다.

본 발명의 식방풍 추출물을 포함하는 약학조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.

제제예 1. 산제의 제조

실시예 1 건조분말..............................300 mg

유당 ..........................................100 mg

탈크 ..........................................10 mg

상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.

제제예 2. 정제의 제조

실시예 2 건조분말 ............................... 50 mg

옥수수전분 ......................................100 mg

유당 ............................................100 mg

스테아린산 마그네슘.............................. 2 mg

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

제제예 3. 캅셀제의 제조

실시예 3 건조분말..............................200 mg

옥수수전분..................................... 100 mg

유당 .......................................... 100 mg

스테아린산 마그네슘............................ 2 mg

통상의 캡슐제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하고 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.

제제예 4. 주사제의 제조

실시예 2 건조분말.............................. 50 mg

주사용 멸균 증류수............................. 적량

pH 조절제 ..................................... 적량

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

제제예 5. 액제의 제조

실시예 1 건조분말 ..............................1 g

이성화당....................................... 10 g

만니톨........................................ 5 g

정제수 ....................................... 적량

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

제제예 6. 건강 식품의 제조

실시예 1 건조분말...............................1000 ㎎

비타민 혼합물...................................적량

비타민 A 아세테이트....................70 ㎍

비타민 E ..............................1.0 ㎎

비타민 B₁..............................0.13 ㎎

비타민 B₂..............................0.15 ㎎

비타민 B₆..............................0.5 ㎎

비타민 B₁₂.............................0.2 ㎍

비타민 C..............................10 ㎎

비오틴................................10 ㎍

니코틴산아미드........................1.7 ㎎

엽산..................................50 ㎍

판토텐산 칼슘.........................0.5 ㎎

무기질 혼합물....................................적량

황산제1철 ............................1.75 ㎎

산화아연..............................0.82 ㎎

탄산마그네슘..........................25.3 ㎎

제1인산칼륨...........................15 ㎎

제2인산칼슘...........................55 ㎎

구연산칼륨............................90 ㎎

탄산칼슘..............................100 ㎎

염화마그네슘..........................24.8 ㎎

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 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.

제제예 7. 건강 음료의 제조

실시예 1의 건조분말.............................. 1000 ㎎

구연산............................................1000 ㎎

올리고당 ......................................... 100 g

매실농축액 ....................................... 2 g

타우린.............................................1 g

정제수를 가하여 전체 ..............................900 ㎖

통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간동안 85 ℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2리터 용기에 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, 사용 용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.

본 발명의 식방풍 추출물은 우수한 혈당 강하 작용 및 고지혈증 개선작용을 나타내어, 이를 포함하는 조성물은 당뇨병 및 이로 인한 각종 합병증의 예방 및 치료에 유용한 약제 및 건강 기능 식품으로서 이용할 수 있다.

Claims

식방풍(Peusedanum japonicumThunb) 추출물을 유효성분으로 포함하고, 약학적으로 허용되는 담체, 희석제 또는 부형제를 함유하는 당뇨병 및 이로 인한 합병증 치료용 약학 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 추출물이 물, 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매로 추출된 것인 약학 조성물.
식방풍의 극성 용매 가용추출물 분획을 유효성분으로 포함하고, 약학적으로 허용되는 담체, 희석제 또는 부형제를 함유하는 당뇨병 및 이로 인한 합병증 치료용 약학 조성물.
제 3항에 있어서, 상기 추출물이 물, 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매로부터 선택된 비극성 용매로 추출된 것인 약학 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 당뇨병에 의한 합병증이 만성 고혈당증, 아테롬성 동맥경화증, 미세혈관병증, 신장질환, 심장질환, 당뇨병성 망막증 및 다른 안과 질환중의 하나이상의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 조성물이 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸의 경구형 제형, 외용제, 좌제 또는 멸균 주사용액의 형태로 제형화되는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
당뇨병 및 이로 인한 합병증에 대해 예방 및 개선효과를 나타내는 식방풍 추출물 및 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 건강 기능 식품.
제 7항에 있어서, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료 형태인 건강 기능 식품.