KR20090056997A - 수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제 - Google Patents

수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제 Download PDF

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와타루 무로타
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와타루 무로타
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Abstract

수소 분자를 포함하는 액체상 또는 기체상의 지질 대사 개선제를 제공한다. 본 발명의 지질 대사 개선제는 적어도 수소 분자를 포함하는 액체 또는 기체로 이루어진다. 이 매체 중에는 산소 분자를 포함하고 있어도 좋다. 또한 이 매체는 물 또는 수용액으로 이루어지는 것이라도 혹은 기체라도 좋다. 당해 지질 대사 개선제는 체지방 축적 억제, 동맥경화 억제 등의 효과를 가진다.
수소 분자, 지질 대사 개선제, 액체, 기체, 체지방

Description

수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제{LIPID METABOLISM IMPROVING AGENT CONTAINING HYDROGEN MOLECULE}
본 발명은 수소 분자를 유효 성분으로서 포함하는, 체지방 축적 억제, 동맥경화 억제 등의 지질 대사 개선제에 관한 것이다.
지방은 중요한 영양소이고 특히 에너지원으로서 중요하다. 그렇지만, 지방의 과잉 섭취는 비만을 조장하고 동맥경화증 등의 생활 습관병 등의 문제를 일으킨다. 포식 상태에 있는 선진 제국에 있어서는 지방의 과잉 섭취에 의한 생활 습관병이 심각한 문제로 되고 있다.
동맥경화증 등의 생활 습관병을 예방하기 위해서는, 지방의 축적의 억제나 혈청 콜레스테롤(cholesterol) 농도 저하 등의 지질 대사의 개선이 필요하고, 여러 가지의 지질 대사 개선 작용을 나타내는 식품이나 약제가 보고되어 있다.
예를 들면, 디글리세리드(diglyceride)에는 혈청 트리글리세리드(triglyceride) 저하 작용, 체중 증가 억제 작용 등 수많은 생리 활성이 있다는 것이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 또, 차에 포함되는 카테킨(catechin)류에 축적 체지방 연소 촉진 작용, 중성 지방 및 총 콜레스테롤 저하 작용이 있다는 것도 보고되어 있다(특허문헌 2 참조).
한편, 수소 가스가 건강 증진에 효과가 있다는 것이 시사되고(특허문헌 3 참조), 구체적으로는 수소 함유 약제를 염증의 치료에 사용할 수 있다는 것이 보고되어 있다(특허문헌 4 참조). 그렇지만, 수소 분자와 지질 대사의 관련에 대해서는 하등 보고는 없었다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2002-322052호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공개 2002-326932호 공보
특허문헌 3: 일본 특허공개 2005-87257호 공보
특허문헌 4: 일본 특허공표 2000-517311호 공보
본 발명은 수소 분자를 포함하는 액체상 또는 기체상의 지질 대사 개선제의 제공을 목적으로 한다. 당해 지질 대사 개선제는 체지방 축적 억제제나 동맥경화 억제제로서 기능한다.
본 발명자들은 수소 분자의 생체에 대한 여러 가지의 효과에 대해서 열심히 검토를 하였다. 본 발명자들은 이미 수소 분자가 생체 내의 유해한 활성 산소 및/또는 프리 라디칼(free radical)을 제거하는 효과를 가진다는 것을 알아내고, 이미 수소 분자를 포함하는 생체 내의 유해한 활성 산소 및/또는 프리 라디칼 제거제에 대해서 특허출원을 하고 있다(일본 특허출원 2005-2385725호 및 2006-157827호를 기초로 하는 PCT 국제특허출원).
본 발명자들은 또한 수소 분자의 생체에 대한 효과에 대해서 검토를 하고, 수소 분자를 포함하는 액체 또는 수소 분자를 포함하는 기체를 생체에 섭취시킴으로써, 혈장 중의 LDL-콜레스테롤을 감소시키고, 축적된 지방을 감소시키고, 또한 동맥경화증을 개선시킨다고 하는, 지질 대사에 관련된 이상을 예방, 치료할 수 있다는 것을 알아내고, 수소 분자가 지질 대사를 개선한다는 것을 처음으로 알아냈다. 본 발명자들은 수소 분자를 포함하는 액체상 또는 기체상 조성물을 지질 대사 개선제로서 이용하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하와 같다.
[1]　적어도 수소 분자를 포함하는 액체로 이루어지는 지질 대사 개선제.
[2]　적어도 수소 분자를 포함하는 액체가 수용액으로 이루어지는 [1]의 지질 대사 개선제.
[3]　수소 분자가 0.1ppm(0.05mM) 이상 포함되는 [2]의 지질 대사 개선제.
[4]　산소 분자를 더 포함하는 [2] 또는 [3]의 지질 대사 개선제.
[5]　적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제.
[6]　적어도 수소 분자를 포함하는 기체가 수소 가스와 산소 가스의 혼합 가스로 이루어지는 [5]의 지질 대사 개선제.
[7]　적어도 수소 분자를 포함하는 기체가 수소 가스와 산소 가스와 불활성 가스의 혼합 가스로 이루어지는 [5]의 지질 대사 개선제.
[8]　적어도 수소 분자를 포함하는 기체가 수소 가스와 공기의 혼합 가스로 이루어지는 [5]의 지질 대사 개선제.
[9]　수소 가스를 1∼4%(v/v)의 농도로 포함하는 [5]∼[8] 중 어느 하나의 지질 대사 개선제.
[10]　수소 가스를 1.0∼4.5%(v/v)의 농도로 포함하는 [5]∼[8] 중 어느 하나의 지질 대사 개선제.
[11]　체지방 축적을 억제하는 [1]∼[10] 중 어느 하나의 지질 대사 개선제.
[12]　동맥경화를 억제하는 [1]∼[10] 중 어느 하나의 지질 대사 개선제.
[13]　혈중 저밀도 리포단백(LDL) 콜레스테롤을 저하시키는 [1]∼[10] 중 어느 하나의 지질 대사 개선제.
[14]　적어도 수소 분자를 포함하는 액체로 이루어지는, 지질 대사 개선에 적합한 음료품.
[15]　적어도 수소 분자를 포함하는 액체가 수용액으로 이루어지는 [14]의 지질 대사 개선에 적합한 음료품.
[16]　수소 분자가 과포화 상태에서 포함되는 [15]의 지질 대사 개선에 적합한 음료품.
[17]　산소 분자를 더 포함하는 [14] 또는 [15]의 지질 대사 개선에 적합한 음료품.
[18]　[14]∼[17] 중 어느 하나의 음료품으로서, 지질 대사 개선을 위해서 이용되는 것이라는 취지의 표시를 붙인 음료품.
[19]　체지방 축적의 억제를 위해서 이용되는 것이라는 취지의 표시를 붙인 [18]의 음료품.
[20]　동맥경화 억제를 위해서 이용되는 것이라는 취지의 표시를 붙인 [18]의 음료품.
[21]　혈중 저밀도 리포단백(LDL) 콜레스테롤 저하를 위해서 이용되는 것이라는 취지의 표시를 붙인 [18]의 음료품.
[22]　음료품이 건강 식품, 기능성 식품, 영양 보조 식품, 보조제(supplement) 또는 특정 건강 식품인 [14]∼[21] 중 어느 하나의 음료품.
[23]　[5]∼[10] 중 어느 하나의 지질 대사 개선제를 포함하는 용기.
[24]　수소 가스 봄베(bomb)인 [23]의 용기.
[25]　[5]∼[10] 중 어느 하나의 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 포함하는 용기, 가스 흡인용 수단 및 상기 용기 중의 기체를 흡인용 수단에 공급하는 공급 배관을 구비하고 있는, 상기 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
[26]　산소 가스, 불활성 가스 및 공기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 가스를 포함하는 용기를 더 구비하고, 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제와 산소 가스, 불활성 가스 및 공기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 가스를 따로따로 혹은 혼합한 후에 가스 흡인용 수단에 공급하는 [25]의 상기 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
[27]　적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 포함하는 용기 중에 수소 가스가 1∼4% 포함되는 [25] 또는 [26]의 상기 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
[28]　적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 포함하는 용기가 가스 봄베인 [25]∼[27] 중 어느 하나의 상기 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
[29]　가스 흡인용 수단이 가스 흡인용 마스크(mask)인 [25]∼[28] 중 어느 하나의 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
[30]　가스 흡인용 수단이 밀폐실이고, 당해 밀폐실 중에 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 공급함으로써, 밀폐실 내의 피험체에 상기 지질 대사 개선제를 공급하는 [25]∼[28] 중 어느 하나의 상기 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
본 명세서는 본원의 우선권의 기초인 일본 특허출원 2006-235922호의 명세서 및/또는 도면에 기재되는 내용을 포함한다.
도 1은 수소수를 마우스(mouse)에 투여하기 위한 급수병을 나타내는 사진이다.
도 2는 수소 가스를 마우스에 투여하기 위한 장치를 나타내는 사진이다.
도 3은 수소수를 투여한 마우스 및 투여하지 않은 마우스의 간장 지방의 염색상을 나타내는 사진이다.
도 4는 수소수를 투여한 마우스 및 투여하지 않은 마우스의 간장 지방의 축적을 나타내는 도이다.
도 5는 수소수를 투여한 apoE-KO 마우스 및 투여하지 않은 apoE-KO 마우스에 있어서의 동맥의 Oil-Red-O 염색상을 나타내는 사진이다.
도 6은 수소수를 투여한 apoE-KO 마우스 및 투여하지 않은 apoE-KO 마우스에 있어서의 동맥의 비후화를 나타내는 도이다.
도 7은 수소 가스를 투여한 apoE-KO 마우스 및 투여하지 않은 apoE-KO 마우스에 있어서의 체중 변화를 나타내는 도이다.
도 8은 수소 가스를 투여한 apoE-KO 마우스 및 투여하지 않은 apoE-KO 마우스에 있어서의 근력을 나타내는 도이다.
도 9는 수소 가스를 투여한 apoE-KO 마우스 및 투여하지 않은 apoE-KO 마우스에 대한 CT 스캔(scan)에 의한 체지방 해석의 결과를 나타내는 사진이다.
도 10은 수소 가스를 투여한 apoE-KO 마우스 및 투여하지 않은 apoE-KO 마우스에 대한 CT상으로부터 산출한 근육 및 지방의 양을 나타내는 도이다.
도 11은 수소 가스를 투여한 apoE-KO 마우스 및 투여하지 않은 apoE-KO 마우스에 대한 CT상으로부터 산출한 지방률을 나타내는 도이다.
도 12는 수소 가스를 투여한 apoE-KO 마우스 및 투여하지 않은 apoE-KO 마우스에 있어서의 수소 가스 투여 후 12주의 각 장기의 중량을 나타내는 도이다.
도 13a는 수소 가스를 투여한 apoE-KO 마우스 및 투여하지 않은 apoE-KO 마우스에 있어서의 수소 가스 투여 후 12주의 간장 지방의 축적을 나타내는 사진이다.
도 13b는 수소 가스를 투여한 apoE-KO 마우스 및 투여하지 않은 apoE-KO 마우스에 있어서의 수소 가스 투여 후 12주의 간장에 있어서의 지방 축적량을 나타내 는 도이다.
도 14는 수소수의 섭취에 의한 마우스 혈청 LDL 콜레스테롤과 동맥경화 지수의 억제 효과를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 수소 가스를 포함하는 지질 대사 개선제 공급 장치를 나타내는 도이다.
<부호의 설명>
1　가스 흡인용 수단
2　수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 포함하는 용기
3　가스를 포함하는 용기
4　배관
본 발명의 지질 대사 개선제는 적어도 수소 분자를 포함하는 액체, 또는 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어진다.
본 발명에 있어서, 「지질 대사 개선」이란, 식사·운동, 나이 먹음 등의 환경적 요인이나 대사 이상 등의 유전적 요인에 의한 지방의 체내 축적에 기인하여 유도되는 여러 가지의 건강에의 해를 개선 또는 예방하는 것을 의미한다.
지질 대사 개선에는 체지방의 축적의 억제, 항비만, 체중 증가의 억제 등이 포함된다. 여기서, 축적의 억제란, 지방이 축적되는 것을 방지하는 것도 이미 축적된 지방을 감소시키는 것도 포함한다. 체지방 축적의 억제라고 하는 경우, 내장 지 방 축적의 억제, 피하 지방 축적의 억제, 지방간의 형성의 억제 등을 포함한다. 또, 본 발명의 지질 대사 개선제는 체내 축적된 지방의 연소를 촉진하고, 섭취한 식사성 지방의 연소를 촉진할 수 있다.
또한, 「지질 대사 개선」은 혈청 콜레스테롤(cholesterol) 농도 억제, 혈청 트리글리세리드(triglyceride) 농도 상승 억제, 간세포 콜레스테롤 합성 억제 및 ACAT 활성 억제를 포함한다. 혈청 콜레스테롤은 LDL(나쁜) 콜레스테롤과 HDL(좋은) 콜레스테롤로 크게 분류된다. 혈청 LDL 콜레스테롤 농도가 높아지면 허혈성 심질환 등의 진행이 촉진된다는 것이 많은 역학적 조사로부터 알려져 있다. 한편, HDL 콜레스테롤은 혈관벽에 축적된 콜레스테롤을 제거하고, 혈관에 콜레스테롤을 운반하는 LDL 콜레스테롤과 길항하기 때문에, 허혈성 심질환 등의 예방 효과를 가진다는 것이 알려져 있다. 본 발명의 지질 대사 개선제는 혈청 HDL 콜레스테롤 농도를 저하시키는 작용은 대부분 가지지 않지만, 혈청 LDL 콜레스테롤 농도를 선택적으로 저하시킬 수가 있다. 즉, 본 발명의 지질 대사 개선제는 혈청 총 콜레스테롤 농도의 저하 효과를 가짐과 아울러, LDL(나쁜) 콜레스테롤/HDL(좋은) 콜레스테롤의 존재비를 개선하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 지질 대사 개선제는 동맥경화 억제, 동맥경화 지수 저하 작용을 가지고, 동맥경화증의 치료, 예방 또는 개선을 위해서 이용할 수도 있다. 여기서, 동맥경화 지수란 다음 식으로 표시되는 지수이고, LDL-C는 저밀도 리포단백 콜레스테롤 농도, HDL-C는 고밀도 리포단백 콜레스테롤 농도를 나타낸다.
동맥경화 지수=[(전 콜레스테롤)－(HDL-C)]÷(HDL-C)
또한, 본 발명의 지질 대사 개선제는 상술한 지질 대사를 개선함으로써, 고혈압, 고지혈증, 동맥경화증, 심근경색, 뇌혈관 장해, 대사증후군 등의 질환의 치료, 예방 또는 개선을 위해서 이용할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 지질 대사 개선제는 체지방 축적 억제제, 동맥경화 억제제, 혈중 LDL 콜레스테롤 억제제 등으로서도 기능한다.
또, 지질 대사 개선제는 동시에 지질 대사의 이상에 관여하는 질환 등의 이상의 예방 또는 치료제로서 이용할 수도 있다. 지질 대사의 이상에 관여하는 질환 등의 이상으로서는, 비만증, 고지혈증, 신장병, 당뇨병, 갑상선 기능 이상, 대사증후군 등을 들 수 있다.
적어도 수소 분자를 포함하는 액체는 수용액으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 수용액을 형성하는 매체로서는, 순수, 이온교환수, 증류수, 생리 식염수 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 매체로서 순수, 이온교환수 혹은 증류수를 사용하고, 얻어진 수소 분자 함유 액체를 일반적인 수성 음료품, 예를 들면, 미네랄 워터(mineral water), 과즙·과실 음료, 커피 음료, 우롱차 음료, 녹차 음료, 홍차 음료, 보리차 음료 등의 차 음료, 야채 음료, 스포츠 음료 등에 첨가하여 음용하도록 해도 좋다. 또, 미네랄 워터, 쥬스, 커피, 차 등에 직접 수소 분자를 용해시켜도 좋다. 음료에는 산화 방지제, 향료, 각종 에스테르류, 유기산류, 유기산염류, 무기산류, 무기산염류, 무기염류, 색소류, 유화제, 보존료, 조미료, 감미료, 산미료, 과즙 엑기스류, 야채 엑기스류, 화밀 엑기스류, pH 조정제, 품질 안정제 등의 첨가제를 단독 또는 혼합하여 포함시켜도 좋다. 여기서, 음료품은 음료용의 건강 식품, 특정 보건용 식품, 영양 기능 식품 등을 포함한다. 여기서, 특정 보건용 식품이란, 식생활에 있어서 특정의 보건의 목적으로 섭취를 하고, 그 섭취에 의해 당해 보건의 목적을 기대할 수 있다는 취지의 표시를 하는 식품을 말한다. 이들 음료품에는 지질 대사를 개선하기 위해서 이용되는 것, 체지방 축적을 억제하기 위해서 이용되는 것, 지방 연소를 촉진시키기 위해서 이용되는 것, 혈중 콜레스테롤을 감소시키기 위해서 이용되는 것, 동맥경화를 억제시키기 위해서 이용되는 것이라는 등의 표시가 붙어 있어도 좋다.
수소 분자는 과포화 상태라도 물 또는 수용액 중에 어느 정도의 시간 녹아 있을 수가 있다. 이러한 수소 분자가 과포화 상태인 물 또는 수용액은, 가압 하에 있어서 수소 가스를 물 또는 수용액에 용해시킨 후에 압력을 제거함으로써 제조할 수 있다. 예를 들면, 수용액을 0.4MPa 이상의 수소 가스압 하에 수시간, 바람직하게는 1∼3시간 두면 좋다. 수용액 형태의 지질 대사 개선제는 음료로서 이용할 수도 있고, 생리 식염수의 형태로 정맥 주사용으로서 이용할 수도 있다. 이 경우, 투여는 카테터(catheter)를 이용한 투여나 주사에 의한 투여가 가능하다. 주입 후에는 생체 내에 섭취된 수소는 생체에 거의 흡수되고, 혈액을 통하여 전신에 널리 퍼져 효과를 발휘하고, 그 후 날숨과 함께 배출된다.
수소 1기압, 실온 조건에서 수소는 물 1L당 약 17.5mL 용존할 수 있다(약 1.6ppm, 약 0.8mM). 본 발명의 수용액 형태의 지질 대사 개선제는 수용액 1L당 1mL 이상, 바람직하게는 2mL 이상, 더 바람직하게는 5mL 이상 혹은 10mL 이상, 바람직하게는 15mL 이상, 특히 바람직하게는 17.5mL 이상의 수소 분자를 포함한다. 또, 본 발명의 수용액 형태의 지질 대사 개선제는 0.1ppm 이상, 바람직하게는 0.2ppm 이상, 더 바람직하게는 0.5ppm 이상 혹은 1ppm 이상, 바람직하게는 1.5ppm 이상의 수소 분자를 포함한다. 또, 본 발명의 수용액 형태의 지질 대사 개선제는 0.05mM 이상, 바람직하게는 0.1mM 이상, 더 바람직하게는 0.2mM 이상 혹은 0.4mM 이상, 더 바람직하게는 0.6mM, 특히 바람직하게는 0.8mM 이상의 수소를 포함한다.
또, 본 발명의 수용액 형태의 지질 대사 개선제는 산소 분자를 포함하고 있어도 좋다. 수용액 중에 수소 분자와 산소 분자가 공존하는 것으로 되지만, 수소 분자와 산소 분자가 혼합 상태라도 즉시 반응하는 것은 아니고, 양자 모두 안정하게 공존할 수 있다. 다만, 기체가 다량의 산소 분자를 포함하는 경우에 있어서는 안전성을 확보하기 위해서 수소 함유량은 전 기체의 4.7%(v/v) 미만으로 되도록 하는 것이 바람직하다. 안전성에 문제가 없는 사용 환경 하에 있어서는, 수소 함유량은 가능한 한 고농도인 것이 바람직하다. 산소를 포함하는 지질 대사 개선제도 음료 또는 생리 식염수 등의 형태로 정맥 주사용으로서 사용할 수 있는데, 주사에 의한 투여의 경우에는, 산소를 포함하지 않는 경우에 비하면, 생체 내가 국부적으로 산소 부족의 상태에서 되는 일이 없기 때문에, 생체 조직에 손상을 주는 일이 적게 된다.
본 발명의 음료품은 바람직하게는 알루미늄(aluminum) 등의 수소를 투과할 수 없는 소재로 된 용기 중에 보존하는 것이 바람직하다. 이러한 용기로서 예를 들면 알루미늄 파우치(pouch) 혹은 알루미늄 캔(can)을 들 수 있다. 또, 저온일수록 보다 많은 수소가 용존하므로 저온에서 보존하는 것이 바람직하다.
본 발명의 적어도 수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제는 기체상의 형태라도 좋다. 이 경우, 수소의 농도는 1∼4.7%, 바람직하게는 1∼4.5%, 더 바람직하게는 1∼4%(v/v), 더 바람직하게는 1.5∼2.5%(v/v), 더 바람직하게는 약 2%이다. 수소 가스 함유량은 안전성 확보를 위해서 약 4.7%(v/v) 미만인 것이 바람직하지만, 밀폐 조건 하에서 정전기가 발생하지 않게 배려된 안전한 조건 하라면 수소 가스 함유량을 보다 높게 할 수도 있다. 본 발명의 적어도 수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제는 산소 가스 및/또는 다른 불활성 가스를 더 포함하고 있어도 좋다. 산소 가스를 포함하는 경우, 수소 가스와 산소 가스의 혼합 가스로 이루어진다. 산소 가스는 호흡을 위해서 소비된다. 불활성 가스로서는 질소 가스, 헬륨(helium) 가스, 아르곤(argon) 가스 등을 사용할 수 있지만, 염가의 질소 가스가 바람직하다. 이 불활성 가스의 함유량은 너무 많지 않은 범위에서 당업자가 임의로 설정할 수 있지만, 호흡용의 산소 가스 농도를 고려하면 80%(v/v) 이하가 바람직하다. 또한, 본 발명의 적어도 수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제는 수소 가스와 공기의 혼합 가스라도 좋다. 이러한 혼합 가스는 공기에 수소 가스를 적당히 혼합함으로써 간단히 제조할 수 있다.
본 발명의 기체상의 적어도 수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제는 예를 들면 가스 봄베(bomb) 등의 내압성의 용기 중에 넣어진다. 본 발명은 기체상의 적어도 수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제를 포함하는 용기도 포함한다.
본 발명의 기체상의 적어도 수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제는 피험체에 흡인시킬 수가 있다. 흡인은 흡인 수단을 이용하여 행할 수가 있고, 상기의 지질 대사 개선제를 포함하는 용기로부터 배관을 통하여 흡인 수단을 개재하여 흡인시키면 좋다. 흡인 수단은 한정되지 않지만, 예를 들면, 흡인 마스크(mask)를 들 수 있고 당해 마스크는 바람직하게는 피험체의 입 및 코를 동시에 덮을 수가 있다. 또한, 흡인 수단으로서 밀폐된 소밀폐실(small sealed chamber)이 있다. 당해 소실(small chamber)은 피험체가 그 안에 들어갈 수 있는 정도의 크기를 가지고, 당해 소실에 피험체가 들어간 상태에서, 소실 내에 본 발명의 기체상의 적어도 수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제를 공급함으로써, 피험체에 흡인시킬 수가 있다. 이러한 소실의 일례로서 밀폐된 침대를 들 수 있다. 피험체는 침대에 모로 누운 상태에서 본 발명의 기체상의 적어도 수소 분자를 포함하는 지질 대사 개선제를 흡인할 수가 있다. 피험체는 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체이고, 지질 대사에 관여하는 이상(異常), 질환 등을 가지고 있는 피험체이다.
투여는 액체상의 지질 대사 개선제의 경우, 경구 투여, 정맥 주사에 의해 행할 수가 있다. 또, 기체상의 지질 대사 개선제의 경우는 흡인에 의해 투여하면 좋다. 또한 액체상, 기체상의 어느 지질 대사 개선제의 경우도 피부로부터의 흡수에 의해 투여할 수가 있다.
또한, 본 발명은 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 포함하는 용기, 가스 흡인용 수단 및 상기 용기 중의 기체를 흡인용 수단에 공급하는 공급 배관을 구비하고 있는, 지질 대사 개선제를 지질 대사의 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치를 포함한다. 용기는 예를 들면, 수소 가스 봄베(bomb)이다. 또, 가스 흡인 수단으로서 전술한 바와 같이, 흡인 마스크, 밀 폐한 소실을 들 수 있다. 당해 장치는 산소 가스, 불활성 가스 및 공기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 가스를 포함하는 용기를 더 구비하고 있어도 좋고, 이 경우, 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제와 산소 가스, 불활성 가스 및 공기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 가스를 따로따로 혹은 혼합한 후에 가스 흡인용 수단에 공급하면 좋다. 도 15에 본 발명의 장치의 개략도를 나타낸다. 당해 도는 가스 흡인용 수단(1), 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 포함하는 용기(2), 산소 가스, 불활성 가스 및 공기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 가스를 포함하는 용기(3) 및 배관(4)을 구비하고, 가스가 배관을 통하여 가스 흡인용 수단에 공급되고 피험체에 투여된다.
이하, 본 발명의 구체적인 예를 실시예를 이용하여 상세하게 설명하지만, 이하의 실시예는 본 발명을 이것에 한정하는 것을 의도하는 것은 아니고, 본 발명은 특허 청구의 범위에 나타낸 기술 사상을 일탈하지 않고 여러 가지의 변경을 행한 것에도 동일하게 적용할 수 있는 것이다.
이하의 실시예에 있어서, 수소 농도의 측정, 수소수의 조제, 수소수의 마우스(mouse)에의 투여, 수소 가스의 마우스에의 투여는 이하와 같이 하여 행하였다.
수소 농도의 측정
용액 중의 수소 농도는 수소 전극(ABLE Inc., 일본)으로 측정하였다. 수소 가스 농도는 가스 크로마토그래피(Teramecs Co., 일본 쿄토)로 측정하였다.
수소수의 조제
포화 수소수의 조제에는, 물 1리터를 용량 5리터의 내압병(일본 유니콘트롤즈사제)에 주입 후, 수소 가스를 0.4MPa의 압력으로 되도록 충전하였다. 2시간 후에 병에서 수소를 첨가한 물을 감압하면서 회수하였다. 이 방법에 의해, 0.8mM 정도의 포화 수소를 함유하는 물(수소수)이 얻어졌다.
수소수의 마우스에의 투여
개방계에서는 수소수로부터 용존 수소가 공기 중으로 확산하여 소실되어 버리기 때문에, 수소가 장시간에 걸쳐서 물에 용해되어 있는 상태를 유지하기 위해서, 섭수구(攝水口)에 베어링 볼(bearing ball)이 2개 들어 있는 것을 사용하여(일본 나츠메제작소제), 물이 누출되지 않고 물이 공기와 접하지 않게 하였다. 수소수를 용량 약 150mL의 유리 급수병에 만수로 될 때까지 충전하고 섭수구를 장착하였다(도 1). 마우스(mouse)는 베어링 볼을 쿡쿡 찔러 섭수구로부터 물을 마실 수가 있다. 이 방법에서 마우스의 음수량은 개방계와 비교하여 저하된 것은 아니었다. 또, 이 방법에서는 24시간 후에도 용존 수소량은 포화 농도의 반 이상 잔존하였다.
수소 가스의 마우스에의 투여
마우스에 수소 가스를 연속적으로 흡인시키는데는, 펌프(일본 야스나가에어펌프사제)로부터 송출한 공기에 약 2%(1.5∼2.5%체적/체적)로 되도록 순수소 가스를 혼합시키고, 이것을 도 2에 나타내는 것과 같은 기밀성의 플라스틱 용기에 송풍하였다. 이 용기의 치수는 W550 L400 H300mm이다. 여기에 매분 2 내지 5리터의 수소 가스를 포함하는 혼합 기체를 공급하였다. 수소 가스 농도는 상기 「수소 농도의 측정」의 항에 기재된 방법으로 수시 측정하였다. 이 용기에 마우스를 케이 지(cage)마다 넣음으로써, 마우스에 수소 가스를 안정적으로 투여시켰다.
실시예 1 포화 수소수 투여에 의한 고지방식 섭취 마우스 간장에서의 지질 축적 억제 효과
정상 마우스(C57BL/6, 수컷, 13주령)를 1군 8마리 4군으로 나누고, 2군에는 수소를 포함하지 않는 물(대조군(control group)), 2군에는 수소수를 자유 섭취시켰다(수소수 섭취군). 수소수를 주는 방법은 상기 「수소수의 마우스에의 투여」의 항에 기재한 방법에 준하였다. 대조군의 물은 수소수를 스터러(stirrer)로 하룻밤 교반하여, 용존 수소를 완전히 탈기한 물을 이용하였다. 물은 1일에 한 번 교환하였다. 먹이는 일본 오리엔탈효모사제의 고지방식 F2HFD1을 주고, 1주간에 한 번 먹이의 교환을 하였다. 1주간 후와 2주간 후에 각각 1군씩 에테르로 마취 후, 간장을 절제하여 4% 파라포름알데히드로 하룻밤 고정, 자당으로 탈수한 후에 동결 절편을 제작하여 Oil-Red O로 지방을 특이적으로 염색함으로써, 간장에 축적되어 있는 지질량을 산정하였다. 2주 후의 염색상을 도 3에 나타낸다. 대조군과 비교하여 수소수 섭취군에서는 염색이 약하고 지방의 축적이 억제되어 있었다. 보통식을 준 정상적인 간장에서는 거의 염색되지 않는다. 도 4의 그래프는 절편 전체의 디지털 사진으로부터 프리(free) 화상 처리 소프트웨어 NIH Image를 사용하여, 염색된 영역의 면적을 계측하고 양 군을 비교한 것이다. 1주간 후, 2주간 후의 어느 것에 있어서도 대조군에 비해 수소수 섭취군에서, 간장에 있어서의 지방 축적량이 유의하게 저하되어 있다는 것이 나타났다.
이상의 결과는 수소수의 섭취가 과잉인 지방의 섭취에 의한 이상한 지방의 축적을 저해하는 효과를 가지고 있다는 것, 또한 그 효과가 1주간 정도에서도 충분히 나타난다는 것을 보여주고 있다.
실시예 2 동맥경화증 모델 동물에의 수소수 투여와 동맥경화 병변의 축소 효과
동맥경화는 산화 LDL이 매크로파지(macrophage)에 받아들여지고, 그 사체가 동맥벽에 축적되어 생긴다고 생각되고 있다. 인간의 역학 조사로부터 동맥경화의 위험 인자는 아폴리포단백 E의 4형 유전자(APOE4)라는 것이 밝혀져 있다. 또, apoE 녹아웃 마우스(apoE-KO 마우스)에서는 통상식에서도 7개월 정도에서 동맥경화가 보이고, 동맥경화증을 나타내는 모델(model) 동물로서 많이 이용되고 있다(참고문헌 FASEB J. 15, p2623-2630, 2001. Circulation 110, p1492-1498, 2004.). 그래서, apoE-KO 마우스에 수소수를 투여하고, 동맥경화 병변에의 영향에 대해서 조사하였다. 생후 5주령이 된 수컷 apoE-KO 마우스를 대조군 5마리와 수소수 섭취군 7마리로 나누고, 실시예 3에 기재한 방법으로 수소수를 주었다. 대조군의 물은 수소수를 스터러(stirrer)로 하룻밤 교반하여, 용존 수소를 완전히 탈기한 물을 이용하였다. 물은 1일에 한 번 교환하였다. 28주 후에 에테르 마취 하에서 심장을 꺼내어, 좌심실의 판(valve)으로부터 1mm의 영역의 동맥 부분으로부터 10마이크로미터 두께의 연속 절편을 30매 만들고, 1매 걸러 합계 15매에 대해서 지방을 특이적으로 염색하는 Oil-Red-O로 염색하였다(도 5). 절편 전체의 디지털 사진으로부터 프리 화상 처리 소프트웨어 NIH Image를 사용하고, 동맥이 비후화하여 Oil-Red-O로 염색된 영역의 면적과 혈관의 단면적을 계측하고 이것을 두께와 곱함으로써, 다음 식으로부터 손상 체적을 산출하였다.
손상 체적비(%)=손상 체적/혈관 체적×100
대조군의 마우스에서는 동맥의 비후화가 보였지만(도 5 좌측), 수소수를 계속 먹인 마우스 6마리에서는 동맥의 비후화는 보이지 않고(도 5 우측), 1마리에 어느 정도의 경화가 보였다. 도 6에 양 군의 손상 체적비(%)를 나타낸다. 평균으로는 대조군에 비해 수소수 섭취군에서 체적비가 유의하게 감소하고 있었다. 이상의 결과로부터, 수소수를 음용함으로써 동맥경화를 예방한다는 것이 밝혀졌다.
실시예 3 고지혈증 모델 동물에의 수소 가스 투여와 체중 변화
고지혈증을 나타내는 모델 동물로서 많이 사용되고 있는 apoE 녹아웃 마우스(apoE-KO 마우스)에 수소 가스를 투여하고, 체지방과 간장에의 영향에 대해서 조사하였다. 생후 9주령이 된 수컷 apoE-KO 마우스를 각각 4마리씩 케이지(cage)에 넣고, 1군은 대조군으로서 통상의 공기를 주고, 1군은 수소 가스 흡인군으로서 상기 「수소 가스의 마우스에의 투여」의 항에 기재한 방법으로 약 2%의 수소 가스를 포함하는 혼합 가스를 주었다. 대조군도 같은 플라스틱 용기에 수납되어 있다. 도 7에 수소 가스를 준 후의 체중 변화를 나타낸다. 수소 가스 흡인군에서는 대조군과 비교하여 유의하게 체중의 증가가 억제되었다.
근력 측정
수소 투여 11주 후에 마우스의 근력을 측정하였다. 측정은 철망의 천장에 마우스를 매달리게 하고, 낙하할 때까지의 시간을 측정하였다. 도 8에 그 결과를 나타낸다. 수소 가스 흡인군의 마우스가 유의하게 장시간 매달릴 수가 있었다. 이것은 체중 증가의 억제가 건강한 상태를 유지하는 방향으로 작용하고 있는 것을 나타 내고 있고, 대조군이 용이하게 낙하하는 것은 체중이 과잉인 것을 나타내고 있다.
CT에 의한 체지방의 해석
다음에, 각각의 마우스를 실험 동물용 X선 CT(LaTheta LCT-100A, 일본 알로카사제)로 해석하였다. 마우스에 소(小)동물 전신 마취기 Soft Lander(주식회사 뉴로사이언스, 일본)를 이용하여 혼합 마취 가스(산소： 0.3L/min, 웃음 가스： 0.7L/min, 세보프레인(Sevofrane)(마루이시제약주식회사, 일본)： 3%)를 공급하여 전신 마취를 도입하였다. 마취 하에서 CT 스캔(scan)을 하고, 전신의 화상을 취득하였다(도 9 상도). 다음에, CT값으로부터 지방의 영역을 추단하고 피하 지방과 내장 지방을 특정하였다(도 9 하도). 각 단면에 두께를 곱하여 체적을 구하고 지방 및 근육의 무게를 추산하였다. 그 결과, 피하 지방, 내장 지방 및 그 합계인 지방량의 어느 것에 있어서도 수소 가스 흡인군이 유의하게 감소하고 있었다(도 9 및 도 10). 근육량에 대해서는 대조군과 수소 가스 흡인군의 사이에 차이는 없고, 지방만이 수소 가스 흡인군에서 감소하고 있는 것이 나타났다. 또, 지방률은 이하의 식으로부터 구하였다.
지방률(%)=지방[내장 지방＋피하 지방]/(지방[내장 지방＋피하 지방]＋근육)×100
도 11에 그 결과를 나타낸다. 여기에서도 대조군에 비해 수소 가스 흡인군의 지방률이 유의하게 저하되어 있고, 체지질의 감소가 분명하다.
간장에 있어서의 지방 축적량의 변화
수소 가스 흡인 후 12주 경과한 마우스를 에테르 마취 후에 전(全)채혈하고, 혈청 중의 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 중성 지방, AST, ALT, 크레아티닌키나아제, 총 단백, 젖산탈수소효소, 요소질소, 총 빌리루빈, 크레아티닌, 알칼리포스페타아제, 콜린에스테라아제, 알부민의 각 양을 측정하였다. 그러나, 대조군과 수소 가스 흡인군의 사이에 차이는 인지되지 않았다. 장기별 중량을 측정한 바, 도 12에 나타내듯이 간장 및 신장에 대해서 유의하게 수소 가스 흡인군의 중량이 적게 되어 있었다. 이중, 간장에 대해서는 4% 파라포름알데히드로 하룻밤 고정, 자당으로 탈수한 후에 동결 절편을 제작하여 Oil-Red O로 염색함으로써, 간장에 축적되어 있는 지질량을 산정하였다(도 13a, 사진). 염색되어 있는 개소는 지방의 축적을 나타내고 있다. 도 13b의 그래프는 절편 전체의 디지털 사진으로부터 프리 화상 처리 소프트웨어 NIH Image를 사용하여, 염색된 영역의 면적을 계측하고 양 군을 비교한 것이다. 대조군에 비해 수소 가스 흡인군에서, 간장에 있어서의 지방 축적량이 유의하게 저하되어 있는 것이 나타났다.
이상의 결과는 수소 가스의 흡인에 의해 apoE-KO 마우스가 나타내는 이상한 지방의 축적이, 피하 지방, 내장 지방 또한 장기 내의 지방의 각 단계에 있어서 억제되고, 근력 측정에 보여지는 것과 같은 체력의 향상을 가져오는 것을 명확히 나타내고 있다.
실시예 4 수소수 섭취에 의한 혈액 중의 지질 대사 개선 효과의 측정
정상 마우스(C57BL/6, 수컷, 13주령)를 1군 8마리로 나누고, 1군에는 수소를 포함하지 않는 물(대조군), 1군에는 수소수를 자유 섭취시켰다(수소수 섭취군). 수소수를 주는 방법은 상기 「수소수의 마우스에의 투여」의 항의 기재에 준하였다. 2주간 후에 체중, 혈당값, 및 혈중 콜레스테롤 농도(총 콜레스테롤(T-CHO), 고밀도 리포단백 콜레스테롤(HDL-C) 및 저밀도 리포단백 콜레스테롤(LDL-C))을 측정한 바, 양 군 사이에서 체중, 혈당값의 차이는 인지되지 않았지만, LDL 콜레스테롤 및 동맥경화 지수는 수소수 섭취군에서 대조군에 비해 유의하게 감소하고 있었다. 여기서, 동맥경화 지수는 다음 식으로 구하였다. 결과를 도 14에 나타낸다.
동맥경화 지수=[(전 콜레스테롤)－(HDL-C)]÷(HDL-C)
도 14에 나타낸 결과는 수소수의 섭취에 의해, 혈관 내 잉여 콜레스테롤을 증가시키는 LDL 콜레스테롤(나쁜 콜레스테롤)의 감소와 혈관 내 콜레스테롤을 제거하는 HDL 콜레스테롤(좋은 콜레스테롤)의 총 콜레스테롤에 차지하는 비율이 증가한 것을 나타내고 있고, 고지혈증의 예방과 이것을 위험 인자로 하는 동맥경화나 심질환 등의 예방에 수소수가 유효하다는 것을 나타내고 있다.
본 발명의 수소 분자를 포함하는 조성물은 상기의 구성을 구비함으로써 이하의 실시예에 의해 상세히 설명하듯이, 체지방의 축적을 억제하고, 동맥경화를 억제하고, 또한 혈중 저밀도 리포단백(LDL) 콜레스테롤을 저하시킨다. 즉, 지질 대사를 개선할 수가 있다. 본 발명의 수소 분자를 포함하는 조성물은 액체로서도 기체로서도 그 효과를 발휘히고, 지질 대사를 개선하기 위한 의약 조성물로서도 건강 음료품 등의 음료품으로서도 이용할 수가 있다.
본 명세서에서 인용한 모든 간행물, 특허 및 특허출원을 그대로 참고로서 본 명세서에 받아들이는 것으로 한다.

Claims (30)

  1. 적어도 수소 분자를 포함하는 액체로 이루어지는 지질 대사 개선제.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 수소 분자를 포함하는 액체가 수용액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  3. 제2항에 있어서,
    수소 분자가 0.1ppm(0.05mM) 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    산소 분자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  5. 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제.
  6. 제5항에 있어서,
    적어도 수소 분자를 포함하는 기체가 수소 가스와 산소 가스의 혼합 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  7. 제5항에 있어서,
    적어도 수소 분자를 포함하는 기체가 수소 가스와 산소 가스와 불활성 가스의 혼합 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  8. 제5항에 있어서,
    적어도 수소 분자를 포함하는 기체가 수소 가스와 공기의 혼합 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    수소 가스를 1∼4%(v/v)의 농도로 포함하는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  10. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    수소 가스를 1.0∼4.5%(v/v)의 농도로 포함하는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    체지방 축적을 억제하는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    동맥경화를 억제하는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    혈중 저밀도 리포단백(LDL) 콜레스테롤을 저하시키는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선제.
  14. 적어도 수소 분자를 포함하는 액체로 이루어지는, 지질 대사 개선에 적합한 음료품.
  15. 제14항에 있어서,
    적어도 수소 분자를 포함하는 액체가 수용액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선에 적합한 음료품.
  16. 제15항에 있어서,
    수소 분자가 과포화 상태에서 포함되는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선에 적합한 음료품.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    산소 분자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지질 대사 개선에 적합한 음료 품.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 음료품으로서, 지질 대사 개선을 위해서 이용되는 것이라는 취지의 표시를 붙인 음료품.
  19. 제18항에 있어서,
    체지방 축적의 억제를 위해서 이용되는 것이라는 취지의 표시를 붙인 것을 특징으로 하는 음료품.
  20. 제18항에 있어서,
    동맥경화 억제를 위해서 이용되는 것이라는 취지의 표시를 붙인 것을 특징으로 하는 음료품.
  21. 제18항에 있어서,
    혈중 저밀도 리포단백(LDL) 콜레스테롤을 저하시키기 위해서 이용되는 것이라는 취지의 표시를 붙인 것을 특징으로 하는 음료품.
  22. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    음료품이 건강 식품, 기능성 식품, 영양 보조 식품, 보조제 또는 특정 건강 식품인 것을 특징으로 하는 음료품.
  23. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 지질 대사 개선제를 포함하는 용기.
  24. 제23항에 있어서,
    수소 가스 봄베인 것을 특징으로 하는 용기.
  25. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 포함하는 용기, 가스 흡인용 수단 및 상기 용기 중의 기체를 흡인용 수단에 공급하는 공급 배관을 구비하고 있는, 상기 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    산소 가스, 불활성 가스 및 공기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 가스를 포함하는 용기를 더 구비하고, 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제와 산소 가스, 불활성 가스 및 공기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 가스를 따로따로 혹은 혼합한 후에 가스 흡인용 수단에 공급하는 것을 특징으로 하는 상기 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서,
    적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 포함하는 용기 중에 수소 가스가 1∼4% 포함되는 것을 특징으로 하는 상기 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 포함하는 용기가 가스 봄베인 것을 특징으로 하는 상기 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
  29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    가스 흡인용 수단이 가스 흡인용 마스크인 것을 특징으로 하는, 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
  30. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    가스 흡인용 수단이 밀폐실이고, 당해 밀폐실 중에 적어도 수소 분자를 포함하는 기체로 이루어지는 지질 대사 개선제를 공급함으로써, 밀폐실 내의 피험체에 상기 지질 대사 개선제를 공급하는 것을 특징으로 하는 상기 지질 대사 개선제를 지질 대사 개선을 필요로 하는 피험체에 공급하기 위한 장치.
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