KR100426076B1

KR100426076B1 - 클로렐라를 유효성분으로 함유하는 골다공증 억제용 제제

Info

Publication number: KR100426076B1
Application number: KR10-2001-0054228A
Authority: KR
Inventors: 박찬경; 김용호; 성희경; 김동욱
Original assignee: 대상 주식회사
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2004-04-06
Also published as: KR20030020767A

Abstract

본 발명은 클로렐라를 유효성분으로 함유하는 골다공증 억제용 제제에 관한 것이다.

본 발명은 골다공증의 예방 및 치료에 있어서 골다공증의 예방에 특히 주력하기 위해 다각도로 연구한바 단세포녹조(Green algae)류의 일종인 클로렐라를 섭취시 골밀도 및 골형성이 증가함을 알고 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 클로렐라를 유효성분으로 함유하는 골다공증 억제용 제제 뿐만 아니라 클로렐라를 유효성분으로 함유하도록 하여 골형성용 제제 및 기능성 식품에 이용할 수 있다.

Description

클로렐라를 유효성분으로 함유하는 골다공증 억제용 제제{material with chlorella for osteoporosis restraint}

클로렐라는 단세포녹조(Green algae)류의 일종으로서 일반식물의 생리와 같이 광합성에 의하여 공기중의 이산화탄소의 탄소원과 질소, 기타 무기염류를 동화하여 신속히 자기세포의 증식(분열)을 일으키는 유력한 녹조류이다. 이 세포는단백질, 지방, 기타 유효성분을 다량 함유하므로 유기자원으로 중요하며, 앞으로의 단백질, 지방자원으로 주목받을 수 있는 물질이다. 또한 단백질과 엽록소가 풍부하고 특수한 생리작용인자 및 인체에 유익한 비타민, 미네랄 등을 골고루 함유하고 있는 특성때문에 건강식품으로 판매하고 있으며, 그외 사료원료, 식품 풍미개선제 등으로 널리 이용되고 있다.

클로렐라의 조제성분은 조류의 종류, 배양방법 및 조건에 따라 다르나 단백질 50~60%, 지방 10~30%,탄수화물 10~25%, 회분 6~10%로 구성되어 있고 비타민류 및 아미노산 조성등에 있어서도 영양학적으로 우수한 것으로 평가되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 클로렐라를 이용하여 특히 폐경기 이후의 여성들에게 빈번히 발생할 수 있는 골다공증 억제용 제제 및 골형성용 제제를 제공하고자 한다.

골다공증이란 골량의 감소와 골미세구조 이상으로 인하여 일상 생활 중 발생될 수 있는 약한 충격에도 쉽게 골절이 발생될 수 있는 질환으로 최근 20여년 사이 골밀도 진단 방법의 발달에 따라 의사, 일반인 모두에게 급격한 관심이 증가되고 있는 질환이며, 이의 발생 기전 규명, 치료약품 개발 등에 많은 연구가 이루어지고 있지만, 현재까지 밝혀지지 못한 부분이 더욱 많을 뿐만 아니라, 만족할 만한 치료 방법이 없어 평소에 뼈에 좋은 음식을 섭취하여 골다공증 예방을 하는 것이 최선의 방법으로 여겨지고 있다.

한편 고혈압이 뇌졸중, 혈액 중의 고콜레스테롤이 심장병 위험 신호임이 이미 일반 상식화된 것과 같이 낮은 골밀도는 골다공증의 위험 신호로 인정되어 있다. 골다공증은 단순한 노화 현상은 아니며, 심각한 질병이지만 예방 및 치료가 가능하다. 그러나 만족할만한 치료 방법이 개발되지 못한 상태이므로 병 발생 이후 치료보다는 예방이 최선의 대책이며, 아래 등쪽에 통증을 느끼거나, 등이 구부러졌거나, 키가 줄어들었거나, 혹은 이미 낮은 골밀도로 진단을 받았거나, 기타 골다공증의 고위험군에 속하는 사람들은 골다공증 예방을 위한 프로그램을 실천해야 할 것이다.

이러한 생활 양식 중에는 위험 요소를 줄이거나 피하는 방법과 골흡수를 줄이고 골형성을 증가시킬 수 있는 적극적인 방법으로 대별할 수 있다. 그러나 나이 증가, 조기 폐경 및 유전성 위험 요소 등과 같이 인위적으로도 바꿀 수 없는 경우도 있지만 이러한 경우에도 적극적인 예방 프로그램의 실천으로 위험성의 개선, 예방 및 치료까지도 가능하게 할 수 있다. 전형적인 골다공증의 치료 프로그램을 참조하면 녹색 채소를 위주로 하고, 고기 및 알코올 섭위를 제한하는 식이요법, 비타민 D, 비타민 C 및 베타-카로텐(β-carotene)의 섭취, 아연, 칼슘, 마그네슘과 같은 미네랄 섭취, 에스트로겐(Estrogen), 프로게스테론(Progesterone)의 사용 및 담배를 삼가하고 하루 12∼20분 혹은 주중 30분씩 3일 동안의 규칙적인 운동을 프로그램에 포함시키고 있다.

특히 폐경후 병발되는 여성 골다공증은 생리적 변동에 의한 프로게스테론 결핍이 원인이 되어 골아세포의 새로운 골형성이 적절하지 못하여 생기는 질병으로 프로게스테론 만이 골아세포기능을 다시 높일 수 있다.

이러한 전형적인 치료 프로그램에서 볼 수 잇는 바와 같이 골다공증의 예방 및 치료에는 어떠한 한, 두가지 요소의 개선에 의한 참여보다는 골형성에 관여되는 생체 내의 모든 인자에 대한 적절한 평형 유지만이 확실한 예방 및 치료 효과가 결과가 기대되는 방법이다.

따라서 본 발명은 클로렐라를 이용하여 골다공증 억제용 제제 또는 골형성용 제제 및 클로렐라를 유효성분으로 함유하는 기능성 식품의 제공을 목적으로 한다.

도 1은 각 실험군의 대퇴부목(Femur neck)의 골밀도 측정에 의한 골다공증 발현 비교 그래프이다.(a는 총점수(T-score)가 -1.4 이하인 보통(normal), b는 -2.4∼-1.5인 골감소증(osteopenia), c는 -2.5 이하인 골다공증(osteoporosis)을 나타내며, d는 b와 c의 합이다.)

2는 각 실험군의 요추(Lumbar) 골밀도 측정에 의한 골다공증 발현 비교 그래프이다.(a, b, c의 각 설명은 도 1에서 언급한 것과 같다.)

도 3은 각 실험군의 골형성율 비교를 나타낸 그래프이다(a는 BAP/DPD이고, b는 OC/DPD이고, c는 (a+b)/2 이다.)

도 4는 대조군 및 단기실험군의 내분비 호르몬 변화율을 나타낸 그래프이다

본 발명은 클로렐라를 유효성분으로 함유한 골다공증 억제용 제제에 관한 것으로서 본 발명에서 골다공증 억제용 제제에 사용하는 클로렐라는 공지의 클로렐라를 이용할 수 있으며 또한 종균을 종배양한 후 본배양을 하고 농축 및 수세하는 단계와;

상기 단계 후 효소를 실활시키고 살균하는 단계와;

상기 단계 후 건조하는 단계에 의하여 제조한 클로렐라를 이용할 수 있다.보다 상세하게는 차광된 무균배양조 내에서 포도당을 주탄소원으로 이용하여 초기당 농도를 4~8%(W/V), 조체접종량을 4~10%(V/V)로 호기적 배양(26-32℃)하고, 배양조의 통기량을 0.3-1.0vvm으로 유지하고 배양중 초기당의 잔당이 1~2%(W/V)가 되는 싯점에서 잔당이 3~4%(W/V)가 되도록 추가당을 첨가하는 방법으로 클로렐라를 제조한 것을 이용할 수 있다.

한편 본 발명은 클로렐라를 유효성분으로 함유한 골다공증 억제용 제제 뿐만 아니라 클로렐라를 유효성분으로 함유하도록 하여 골형성용 제제에 이용할 수 있다. 한편 상기의 골다공증 억제용 제제 및 골형성용 제제는 정제, 캅셀제 또는 과립제 형태의 건강식품을 포함한다.

이하 본 발명의 골다공증 억제용 제제에 이용할 수 있는 클로렐라 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

종균은 청정지역의 수개소 저수지에서 채취한 녹조류 함유액 1ml를 120±5℃에서 10∼15분 동안 살균된 50ml의 분리용 액체배지(포도당 1%, 제1인산칼륨 0.1%, 제2인산칼륨 0.1%, 황산마그네슘 0.2%, 황산제1철 0.001%, 구연산나트륨 0.1%, 요소 0.2%, pH7.5)가 들어있는 500ml의 삼각후라스크에 접종하고 차광된 암배양 조건의 항온진탕기 내에서 분당 120회의 왕복진탕으로 7~10일간 30℃에서 배양후, 이 배양액을 121℃에서 15분간 가압살균된 분리용 한천 평판배지(분리용 액체배지에 Agar를 2% 첨가)에 희석도말하여 30℃에서 7~10일간 정치배양후 콜로니가 크고, 진한 녹색을 나타내는 것을 선택하였다.

선택된 조체를 상기와 같은 방법으로 3회 반복 실험하고, 선택한 조체를 통상의 세균용 평판고체배지에 도말하여 세균이 증식하는 가의 오염여부를 확인후 세균으로부터 오염이 안된 균주들을 선택하였다.

상기의 종균으로 클로렐라의 종배양 및 본배양 조건은 탄소원으로서 초산 또는 포도당류(함수포도당, 무수포도당, 액상포도당)를 이용할 수 있으며, 질소원으로서는 암모니아가스, 요소 또는 인산암모늄을 이용할 수 있으며 그외 식품관련 분야에서 통상적으로 사용하고 있는 천연의 무기금속염이 혼합된 배지면 이용가능하다.

본 발명의 클로렐라 제조방법시 종배양 및 본배양을 행함에 있어서 배양 관리조건으로 다양한 발효온도, 통기량, 교반회전수 및 배양중 pH를 실시한 바 발효온도 26~32℃, 통기량 0.3~1.0vvm, 교반회전수 200~500rpm, 배양중 pH 6.5~7.5 유지시 가장 우수한 종균 배양조건을 얻었다.

배양완료후 배양액내의 클로렐라를 얻기 위하여 원심분리하여 농축 후 이온교환수 또는 이에 준하는 청정수로 수세하고 5∼7℃의 온도로 급냉각을 하여 효소실활을 실시하여 클로렐라의 영양소 손실을 최소화 한다. 이후 공지의 방법으로 살균 및 건조하여 클로렐라 분말을 얻었다.

한편 상기에서 본배양은 클로렐라의 생산량을 증가시기키 위하여 전배양과 생산배양으로 구분하여 실시할 수 있다.

이하, 본 발명을 전처리, 실시예 및 시험예에 의하여 설명하기로 한다. 하지만 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

<전처리> 표준배지조성

하기와 같이 종배양배지 및 본배양배지(전배양배지 및 생산배지)를 미리 조성하였다.

1. 종배양배지 : 포도당 1%, 제일인산칼륨 0.1%, 제이인산칼륨 0.1%, 황산마그네슘 0.2%, 황산제일철 10mg/L, 구연산나트륨 0.1%, 요소 0.2%, pH7.5

2. 전배양배지:포도당 2.5%, 제일인산칼륨 0.025%, 황산마그네슘 0.05%, 황산제일철 10mg/L, 이디티에이 30mg/L, A-5액1ml/L, pH 6.8∼7.5

3. 생산배지 : 포도당 4%, 제일인산칼륨 0.03%, 황산마그네슘 0.06%, 황산제일철 10mg/L, 이디티에이 70mg/L, A-5액 1ml/L

4. 추가당 : 포도당 70%, 제일인산칼륨 0.05%, 황산마그네슘 0.05%, pH 무조정

5. A(Arnon's)-5액 : 붕산 2.86g, 염화망간 1.81g, 황산아연 0.22g, 황산동 0.08g, 몰리브덴산칼륨 0.021g, 농황산 1 방울, 순수 1L

<실시예 1> 클로렐라의 제조

종균은 청정지역의 수개소 저수지에서 채취한 녹조류 함유액 1ml를 120±5℃에서 10∼15분 동안 살균된 50ml의 분리용 액체배지(포도당 1%, 제1인산칼륨 0.1%, 제2인산칼륨 0.1%, 황산마그네슘 0.2%, 황산제1철 0.001%, 구연산나트륨 0.1%, 요소 0.2%, pH7.5)가 들어있는 500ml의 삼각플라스크에 접종하고 차광된 암배양 조건의 항온진탕기 내에서 분당 120회의 왕복진탕으로 7~10일간 30℃에서 배양후, 이 배양액을 121℃에서 15분간 가압살균된 분리용 한천 평판배지(분리용 액체배지에 Agar를 2% 첨가)에 희석도말하여 30℃에서 7~10일간 정치배양후 콜로니가 크고, 진한 녹색을 나타내는 것을 선택하였다.

상기의 전처리에서 기재한 종배양배지를 2L 삼각바플플라스크에 250ml 사입하고 130℃에서 15분간 가압살균한다. 냉각후 한천평판배지에서 정치배양된 종균을 3백금니 접종한후 차광된 암배양조건의 항온진탕기 내에서 분당 120호의 왕복진탕으로 7∼10일간 30℃에서 배양하였다.

상기의 전처리에서 기재한 전배양배지를 발효조 5L에 대하여 2.5L 사입하고 120℃에서 15분간 가압살균한다. 상온으로 냉각후 상기 단계에서 배양한 종배양액을 10% 접종하고 500rpm으로 교반하고, 통기 0.8∼1.0vvm의 조건으로 30℃에서 배양하였으며 암모니아수로 pH를 6.5∼7.5로 유지하였다.

상기의 전처리에서 기재한 생산배양배지를 발효조 50L에 대하여 25L 사입하고 120℃에서 15분간 가압살균한다. 상온으로 냉각후 상기 단계에서 배양한 전배양액을 4% 접종하고 350rpm으로 교반하고, 통기 0.3~1.0vvm의 조건으로 30℃에서 배양하였으며 암모니아수로 pH를 6.5∼7.5로 유지하였다. 이때 배양액내의 클로렐라의 건조조체량은 20.1mg/ml였다.

배양완료후 배양액내의 클로렐라를 얻기 위하여 원심분리하여 농축 후 이온교환수로 수세하고 5∼7℃의 온도로 급냉각을 하여 효소실활을 실시하여 클로렐라의 영양소 손실을 최소화 하였다. 이후 공지의 방법으로 살균하고, 직경 8m, 높이 13.8m, 수분증발 기준 1300kg/시간의 처리용량을 가지는 분무건조기로 분무건조하여 클로렐라 분말을 얻었다.

<실시예 2> 클로렐라의 복용(단기실험군)

상기 실시예 1에 의하여 제조한 클로렐라(입수처:대상 주식회사)를 하기 조건의 단기실험군에 복용시켰다.

단기 실험군(2군) : 하루 6시간 이상의 육체적인 업무를 하는 직장인으로서 클로렐라를 복용한 경험이 없는 폐경기 이후의 여성 22명(평균연령 61.5±3.3세)에 대하여 1일 4mg을 2회로 나누어 클로렐라를 4개월간 복용시키고, 직장 업무 및 식사와 같은 일상적인 생활 양식은 과거와 동일하게 하도록 하였으며, 특별한 칼슘제제나, 골다공증 치료제를 섭취하지 않도록 하였다.

한편 상기에서 클로렐라를 복용한 단기실험군(2군)에 있어서 클로렐라를 복용하기전 상태를 대조군(1군)로 하였다.

<실시예 3> 클로렐라의 복용(장기실험군)

상기 실시예 1에 의하여 제조한 클로렐라(입수처:대상 주식회사)를 하기 조건의 장기실험군에 복용시켰다.

장기 실험군 : 진료상 임상적으로 이상이 없으며 평균연령이 54.2±9.0세인 폐경기 이후의 여성 18명에 대하여 클로렐라를 1일 4mg을 1-3회에 나누어 12개월 이상 복용케 하였으며 직장 업무 및 식사와 같은 일상적인 생활 양식은 과거와 동일하게 하도록 하였으며, 특별한 칼슘제제나, 골다공증 치료제를 섭취하지 않도록 하였다.

<시험예 1> 생화학적 분석

혈액중 생화학적 분석으로 올림푸스 Au5200(Olympus Au5200, Olympus,Japan) 분석 장비와 관련 키트(kit)를 이용하여 상기 대조군(1군) 및 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)의 혈액중의 평균 총칼슘량 및 평균 혈청 Alkaline phosphatase(ALP)의 측정하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

혈청중 총칼슘량의 평균 측정값은 대조군(1군)의 값이 9.2±0.2mg/dl이었으며 단기실험군(2군) 9.1±0.3mg/dl로서 체내 이용의 증가 혹은 안정적인 측정값을 보였으나 통계적 의의는 없었다.

Serum Alkaline phosphatase 효소 측정값은 클로렐라 복용 전이 167±33u/L이었고 복용 후가 173±44U/L로써 약 8.5% 증가되었다.

표 1. 대조군(1군) 및 단기실험군(2군)의 혈액중 생화학적 분석

항목	총칼슘량(mg/dl)	ALP(U/L)
대조군(1군)	92.±0.2	167±33
단기실험군(2군)	9.1±0.3	173±44
장기실험군(3군)	7.3±0.5	142±32

<시험예 2> 혈액학적 분석

상기 실시예 2, 3의 대조군(1군), 단기실험군(2군), 장기실험군(3군)에 대하여 Sysmex SE 9000(Sysmex, Japan) 장비 및 관련 시약을 이용하여 총백혈구수(WBC), 총적혈구수(RBC) 및 총혈핵소량(Hgb) 등의 혈액학적 분석을 실시하여 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

측정 기준의 차이에 따른 측정값 변동을 고려하여 클로렐라의 복용전인 대조군(1군)과 클로렐라를 복용한 단기실험군(2군)를 비교하면 특히 총혈색소량으로11.8±0.7, 12.1±0.8gm/dl으로서 약 3.2%의 증가를 나타내었으며(p=0.048) 여러 혈액학적 분석 항목은 거의 차이를 보이지 않았다.

표 2. 혈액학적 분석

	WBC(×10³/ul)	RBC(×10⁶/ul)	Hgb(g/dl)
대조군(1군)	6.8±2.1	3.84±0.33	11.8±0.7
단기실험군(2군)	6.2±1.8	3.81±0.31	12.1±0.8
장기실험군(3군)	6.8±1.5	4.25±0.33	12.9±1.2

<시험예 3> 골밀도 측정

각 실험군에 대하여 인체를 구성하는 뼈 부위 중 골밀도의 변화를 예민하게 반영하고 있는 대퇴부목(Femur neck)과 요추(Lumbar)에 대하여 Lunar DPX-L(Lunar, USA) 장비를 이용하여 뼈의 3cm³상의 무기질 존재유무를 밀도로 환산하는 측정법에 의하여 골밀도를 측정하여 세계보건기구(WHO) 기준에 의하여 총점수(T-score)가 -1.4 이하인 경우 보통(normal), -2.4∼-1.5인 경우 골감소증(osteopenia), -2.5 이하인 경우는 골다공증(osteoporosis)으로 판정하였다.

대조군(1군)의 Femur neck에 대한 평균 T-score는 -1.17±1.05 이었으며, 전체 촬영자 중 osteopenia 42.9%, osteoporosis 4.7% 및 정상 52.4%로 판정되었다. 이에 비하여 클로렐라를 4개월간 복용한 단기실험군(2군)을 촬영한 결과 평균 T-score는 -1.23±0.98이었으며 정상 범위에 속한 사람 54.5%, osteopenia 45.5%로 나타내어 클로렐라 복용 전에 비하여 골밀도가 다소 증가하였다.(표 3 및 표 3-1 참조)

또한 클로렐라를 1년 이상 복용한 장기실험군(3군)의 평균 T-score는 -1.28±1.00이었고 전체 촬영자 중 정상 범위에 속한 사람이 61.1%, osteopenia 33.3%, osteoporosis 5.6%로 실험대상자들이 변경되었음에도 클로렐라 단기 복용군에 비하여 골밀도가 크게 향상되었다.(표 3 및 표 3-1 참조)

이들의 골밀도 측정 결과를 기준으로 한 골다공증 발현율을 비교한 결과 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 정상 범위에 속하는 대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)에 대하여 백분율을 계산한 결과 각각 50.4%, 54.5%, 61.1%로 점차 증가하는 경향을 보였고, osteopenia + osteoporosis 범주에 속한 발현자는 각각 47.6%, 45.5%, 33.3%로 점차 감소되었다.

또한 Lumbar에 대한 골밀도 분석결과, 대조군(1군)의 평균 T-score는 -2.13±1.4로 동일 실험군의 Femur neck에 비하여 높았고, osteopenia 36.4%, osteoporosis 50.0% 이었고 정상 범위는 13.6%로 Femur neck의 골밀도 측정 결과와 유사한 경향을 보였다. 이에 비하여 클로렐라를 4개월 동안 복용한 단기실험군(2군) 골밀도 평균 T-score는 -1.99±1.40으로 골밀도가 증가되었고 Femur neck에 비하여 골밀도가 더욱 빠르게 향상되었다.

장기실험군(3군)의 골밀도 평균 T-score는 -0.89±0.90을 보여 대조군(1군), 및 단기실험군(2군)에 비하여 골밀도의 증가를 보여주고 있었다. (표 3 참조)

골밀도 측정 결과로부터 산출된 골다공증 발현율의 대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군) 사이의 비교에서는 정상인은 13.6%, 22.7% 및 77.8%의 순으로 나타내어 클로렐라의 복용 기간에 따라 현저하게 증가되는 경향을나타내었다.(표 3-1 참조) 또한 osteopenia + osteoporosis 판정자는 86.4%, 77.3% 및 0%로 감소되어 정상인의 경향과 상반되는 좋은 일치 경향을 나타내었다.(표 3-1, 도 2 참조)

표 3. 각 실험군의 대퇴부목(Femur neck)과 요추(Lumbar)의 평균 골밀도

실험군	Femur neck(T-score)	Lumbar(T-score)
대조군(1군)	-1.17±1.05	-2.13±1.41
단기실험군(2군)	-1.23±0.98	-1.99±1.40
장기실험군(3군)	-1.28±1.00	-0.89±0.90

표 3-1. 골밀도 측정에 의한 각 실험군의 골다공증 발현율

항목	대조군(1군)	단기실험군(2군)	장기실험군(3군)
항목	Femur neck	Lumbar	Femur neck	Lumbar	Femur neck	Lumbar
normal	52.4	13.6	54.5	22.7	61.1	77.8
osteopenia	42.9	36.4	45.5	36.4	33.3	22.2
osteoporosis	4.7	50	0	40.9	5.6	0

<시험예 4> 골대사 마커 측정

Biosource Europe S.A., Gamma-BCT DPD RIA, Metra Biosystems, Inc.의 키트(kit)를 이용하여 공지의 면역화학 및 방사선 동위원소법으로 각 실험군에 대하여 골형성을 반영하는 지표인 Bone Alkaline phosphatase(이하 BAP라 함), Osteocalcin(이하 OC라 함)을 측정한 결과 대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)의 평균 BAP는 27.2±7.8U/L, 37.0±11.8U/L 및 22.1±5.1U/L로써 클로렐라를 복용한 2군에서 현저한 증가를 보이다가 3군에서 안정화된 경향을 나타내었다. 한편 대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)에 대한 평균 OC는 5.0±3.61mg/ml, 8.84±5.44mg/ml 및 10.36±4.86mg/ml을 나타내어 클로렐라의 복용 기간에 따라 BAP와는 다르게 점차 증가된 경향을 보였다.(표 4 참조)

표 4. 각 실험군에 대한 평균 골대사 마커

실험군	OC(ng/ml)	BAP(U/L)
대조군(1군)	5.05±3.61	27.2±7.8
단기실험군(2군)	8.84±5.44	37.0±11.8
장기실험군(3군)	10.36±4.86	22.1±5.1

<시험예 5> 골흡수 마커 측정

상기 시험예 4의 BAP 및 OC를 측정하는 장치 및 공지의 방법을 이용하여 대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)의 골흡수를 반영하는 지표인 N-텔로펩티드(N-Telopeptide, 이하 NTx라 약칭함)와 디옥시피리디놀린 (Deoxypyridinoline, 이하 DPD라 약칭함)을 측정하였다.

대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)의 평균 NTx는 35.80±26.21, 73.90±38.58 및 15.92±10.56nM·BCE/mM·Creatinine을 보여 클로렐라 복용한 단기실험군(2군)의 BAP와 함께 일시적이 급증가 추세를 보이다가 다시 장기실험군(3군)에서는 안정화되어 대조군(1군)에 비하여 훨씬 골흡수가 감소된 경향을 보였다.(표 5 참조)

한편 DPD는 NTx에 비하여 생물학적, 대사 등에 의하여 거의 변동되지 않는 안정적인 골흡수 마커로서 대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)의 측정 평균은 5.78±1.57, 5.65±1.22 및 5.22±2.05nM·BCE/mM·Creatinine을 나타내어 클로렐라 복용 기간에 따라서 골흡수율이 점차 감소되는 경향을 보였다.(표 5 참조)

표 5. 각 실험군에 대한 평균 골흡수 마커

실험군	NTx(nM·BCE/mM·Creatinine)	DPD(nM·BCE/mM·Creatinine)
대조군(1군)	35.80±26.21	5.78±1.57
단기실험군(2군)	73.90±38.58	5.65±1.22
장기실험군(3군)	15.92±10.56	5.22±2.05

<시험예 6> 골대사 마커로부터 산출된 골형성율 평가

골흡수 지표에서 생물학적, 대사 등에 의하여 영향을 적게 받는 DPD를 기준으로 BAP, OC에 대하여 평균 골형성율을 계산한 결과 대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)에 대한 OC/DPD는 각각 95±71%, 155±89% 및 211±90%로 클로렐라 복용 기간에 비례하여 골형성율이 크게 증가되는 경향이 뚜렷하였다.

BAP/DPD는 각각 484±139%, 680±239% 및 473±174%를 보여 OC/DPD에 비하여 모든 실험군의 골형성율이 크게 증가된 경향을 나타내었다. 클로렐라 복용 효과와의 관계는 클로렐라를 4개월 복용한 단기실험군(2군)은 대조군(1군)에 비하여 146% 증가되었으나 클로렐라를 1년 이상 장기 복용한 장기실험군(3군)에서는 대조군(1군)에 비하여 감소된 경향을 보여 BAP관련 골생성/흡수 밸런스를 크게 안정화시키는 경향을 보였다.(표 6 및 도 3 참조)

DPD에 대하여 BAP + OC를 함께 고려한 평가에서는 대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)이 289±82%, 422±143%, 342±119%를 나타내어 클로렐라를 단기간 복용한 단기실험군에서는 크게 증가되었다가 클로렐라를 장기 복용한 장기실험군에서는 대조군(1군)에 비하여는 높고 단기실험군(2군)에 비하여 감소된 경향을 보여 전체적으로는 클로렐라 복용이 골흡수를 억제하고 골형성을 높이는 것으로 평가되었다.(도 3 참조)

표 6. 골대사 마커에서 산출도니 평균 골형성율

	A	B	C
대조군(1군)	95±71	484±139	289±82
단기실험군(2군)	155±89	680±239	422±143
장기실험군(3군)	211±90	473±174	342±119

A : OC/DPD

B : BAP/DPD

C : (A + B)/2

<시험예 7> 혈액중의 25(OH)vitD3 측정

대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)에 있어서 Sysmex SE 9000(Sysmex, Japan) 장비 및 관련 시약을 이용하여 Bone remodeling을 조절하는 요인에 속하며 골흡수를 억제시키는 작용을 가지고 있는 1, 25-DihydroxyvitaminD₃(이하 25(OH)vitD3라고 약칭함)를 측정하여 그 평균 측정값을 표 7에 나타내었다.

대조군(1군), 단기실험군(2군) 및 장기실험군(3군)의 평균 측정값은 각각 27.89±11.50ng/㎖, 58.05±27.51ng/㎖ 및 38.70±13.67ng/㎖로서 클로렐라를 4개월 동안 복용한 단기실험군(2군)이 대조군(1군)에 비하여 208%의 급격한 증가를 보이다가 클로렐라를 1년 이상 복용한 장기실험군(3군)에서는 대조군(1군)에 비하여 139%의 증가를 보이고, 단기실험군(2군)에 비하여 66%로 감소되어 클로렐라의 단기복용 후 골의 형성에 의한 급격한 활성을 보이다가 장기복용군에서는 클로렐라 비복용 대조군보다는 38% 증가된 안정된 상태가 유지되는 것으로 평가되었다.

표 7. 각각의 실험군의 혈액중 평균 25(OH)vitD3

항목	25(OH)vitD3(ng/ml)
대조군(1군)	27.89±11.60
단기실험군(2군)	58.05±27.51
장기실험군(3군)	38.70±13.67

<실시예 8> 혈액중의 골대사 관련 내분비 호르몬 분석

각각의 실험군에 대하여 인체의 골대사와 관련된 내분비 호르몬인 갑상선, 부갑상선 및 남성호르몬을 Gamma-counter(H-P, USA)와 키트(kit)를 이용하여 분석하였다. 내분비호르몬은 개인차가 크기 때문에 클로렐라의 복용 효과를 평가하기 위하여 동일한 실험자인 대조군(1), 단기실험군(2군)에 대하여 관련 호르몬을 평가하였다.

단기실험군(2)의 갑상선호르몬인 트리이오도티로닌(Triidothyronine, 이하 T3라고 약칭함) 평균값은 115.5±20.0ng/ml, 유리 티로신(Free thyroxine, 이하 FT4라고 약칭함) 평균값은 0.9±0.2ng/ml, 티로신 자극 호르몬(Thyroxine stimulation hormone, 이하 TSH라고 약칭함) 평균값은 1.8±0.9ng/ml, 남성호르몬인 테스토스테론(testosterone) 평균값은 0.195±0.266ng/ml을 보이는 반면, 대조군(1군)의 T3 평균값은 180.9±41.2ng/ml, FT4 평균값은 1.2±0.2ng/ml, TSH 평균값은 2.1±1.2ng/ml, 남성호르몬인 테스토스테론(testosterone) 평균값은 0.201±0.143ng/ml을 나타내었다.

이와 같은 결과로부터 클로렐라 복용이 생체의 대사를 안정시키는 방향으로 작용하고, 이러한 안정적 변화가 골흡수율을 저하시키는 것으로 사료된다.

그러나 골형성에 관여하는 내분비호르몬인 파라티로이드 호르몬(Parathyroid hormone, 이하 PTH라고 약칭함)의 평균값은 단기실험군이 22.5±5.7pg/ml, 대조군이 11.9±7.8pg/ml로서 단기실험군이 대조군에 비하여 291%로 급격하게 증가되어 골형성을 크게 자극하는 것으로 나타났다.

따라서 클로렐라의 복용은 골흡수에 관여하는 내분비호르몬의 생성을 저하시켜 골흡수율을 낮추고, 골형성에 관여하는 PTH, 25(OH)VitD₃등은 증가시켜 골형성을 높이는 것으로 나타났다.(표 8 및 도 4 참조)

표 8. 각각의 실험군의 내분비 호르몬 평균값

내분비 호르몬	대조군(1군)	단기실험군(2군)
T3(ng/ml)	180.9±41.2	115.5±20.0
FT4(ng/ml)	1.2±0.2	0.9±0.2
TSH(ng/ml)	2.1±1.2	1.8±0.9
PTH(pg/ml)	11.9±7.8	22.5±5.7
테스토스테론(ng/ml)	0.201±0.143	0.195±0.266

결론적으로 클로렐라는 골다공증 치료 약물과 같이 균형이 어긋난 부분의 강화 혹은 억제 작용이 아닌 골형성 및 유지에 관여하는 모든 필요 요소의 공급·생체내 균형 유지를 통하여 생체 기능을 정상화시키고, 이에따른 골형성 인자의 이용 증가, 형성 증가, 흡수억제 등을 통하여 인체 스스로가 건강한 골밀도를 유지할 수 있도록 하는 것으로 생각된다.

본 연구 결과 클로렐라는 골다공증의 예방, 치료뿐만 아니라 건강한 뼈밀도를 유지시키기 위한 건강보조용으로 이용이 기대된다.

Claims

클로렐라를 유효성분으로 함유한 골다공증 억제용 제제
제 1항에 있어서, 골다공증 억제용 제제는 정제, 캅셀제 또는 과립제 형태의 건강식품을 포함하는 것을 특징으로 하는 클로렐라를 유효성분으로 함유한 골다공증 억제용 제제