KR20130056940A - 벌나무 및 후박나무 추출물을 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 조성물 - Google Patents
벌나무 및 후박나무 추출물을 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 벌나무 및 후박나무 추출물을 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 치료용 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 약학적 조성물 또는 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 벌나무 단독 추출물 또는 후박나무 단독 추출물과 비교하여 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물이 현저히 상승된 항산화 효능을 갖는 것으로 나타났으며, 당뇨병 동물모델 마우스에서도 상승된 당뇨병 및 당뇨합병증 치료 효과를 나타내었다. 따라서 본 발명에 따른 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물은 당뇨병 또는 당뇨합병증의 치료 및 예방에 유용한 기능성 식품 또는 약학적 조성물에 이용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 벌나무 단독 추출물 또는 후박나무 단독 추출물과 비교하여 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물이 현저히 상승된 항산화 효능을 갖는 것으로 나타났으며, 당뇨병 동물모델 마우스에서도 상승된 당뇨병 및 당뇨합병증 치료 효과를 나타내었다. 따라서 본 발명에 따른 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물은 당뇨병 또는 당뇨합병증의 치료 및 예방에 유용한 기능성 식품 또는 약학적 조성물에 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 벌나무 및 후박나무 추출물을 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 치료용 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 약학적 조성물 또는 식품 조성물에 관한 것이다.
최근 급격한 서구화와 도시화, 산업화, 생활습관과 식습관 변화 및 고령화 등으로 인해 당뇨병 환자가 폭발적으로 증가하고 있다. 전 세계적으로 당뇨병은 심각한 질병 3위로 부각되고 있으며, 2025년에는 그 환자수가 3억 3,300만명까지 늘어날 것으로 예측하고 있다 (세계보건기구 통계자료). 전 세계적으로 20세에서 79세 사이의 당뇨병 환자의 치료에 매년 소요되는 비용은 최소한 1530억 달러에 달할 것으로 추정되고 있으며, 이러한 의료비용은 2025년에 도달하면 2130억 달러에서 3960억 달러에 달할 것이라 예측되고 있다. 이러한 엄청난 의료비의 지출과 많은 인구가 당뇨병에 노출된다는 사실을 감안하면 당뇨병의 예방, 치료 및 합병증의 치료제 개발이 시급한 실정이다.
당뇨병은 혈액 내 포도당 농도가 높아져서 발병하는 만성 대사 질환이다. 혈중 당 농도가 높으면 췌장 베타세포는 이를 인지하여 인슐린을 분비하고 분비된 인슐린은 표적세포(근육, 간, 지방세포)에서 포도당 흡수를 촉진하여 혈당을 낮추게 한다. 그러나 식후 일정시간이 지나도 혈액 내 포도당 농도가 높은 수준으로 유지되거나, 공복 시에도 혈액 내 포도당 농도가 높은 수준으로 유지되면 당뇨병이라 말한다. 당뇨병의 대표적인 증상은 다음(多飮), 다뇨(多尿), 다식(多食)이며, 체중감소, 눈, 신장 및 신경손상 뿐만 아니라 뇌경색, 협심증 및 말초혈관질환 등의 심각한 합병증의 발생을 높이는 것으로 알려져 높이는 것으로 알려져 있다. 널리 알려진 당뇨병 합병증으로는 당뇨병성 망막병증, 당뇨병성 족부병변, 당뇨병성 신질환, 당뇨병성 신경병증, 당뇨병에 의한 각종 감염증, 치주질환, 피부질환, 당원 함유성 간비대, 지방간, 간경변증, 간염, 급성 췌장염, 만성 췌장염, 당뇨병성 설사, 변비, 모닐리라성 식도염, 위촉성 위염, 급성 위확장증 등이 있다 (당뇨병학, 대한당뇨병학회, 1992).
당뇨병은 2가지 형태로 구분할 수 있는데, 인슐린 의존성(제1형)과 인슐린 비의존성(제2형)으로 분류되고, 당뇨병 환자의 90% 이상은 제2형에 속한다. 제1형 당뇨병은 ‘소아당뇨’라고 불리기도 하며 한국의 경우 전체 당뇨 환자의 3~5% 정도를 차지하고 유전적인 요인이나 자가면역 기전으로 인한 이자의 랑게르한스섬 베타세포의 파괴로 인하여 발생한다.
제2형 당뇨병은 유전적인 요인 외에 고열량, 고지방, 고단백의 식단, 운동부족, 스트레스 등 환경적인 요인이 크게 작용한다. 당뇨환자의 90% 이상을 차지하고 40세 이후에 특히 비만인 사람에게서 발병하기 쉬운 질환으로 흔히 고지혈증을 수반하고, 비정상으로 높은 콜레스테롤 또는 트리글리세라이드 수치(총 콜레스테롤 220㎎/㎗ 이상, 트리클리세라이드 150㎎/㎗ 이상)를 나타내며 인슐린 저항성을 특징적으로 나타낸다. 인슐린 저항성을 나타내는 사람들은 인슐린을 과다하게 분비함으로써 고혈당을 정상 혈당으로 조절하기 때문에 고인슐린 혈증을 일으킨다. 인슐린 저항성에 대한 초기의 생리학적 적응은 베타세포의 과다한 증식에 의한 고인슐린 혈증이지만, 인슐린에 대한 말초 조직의 저항성을 극복할 만큼 충분한 인슐린을 분비하지 못하게 됨으로써 고혈당과 고인슐린 혈증의 악순환을 반복하게 되어 결국 베타세포의 괴사, 인슐린 결핍증, 심한 고혈당, 체중 감소 등을 초래하게 된다 (Defronzo R. A., Diabetes Rev. 5:177~269. 1997; Polonsky K. S. et al., New Engl. J. Med . 334:777~783, 1996; Reaven G. M., Physiol. Rev. 75:473~486, 1995).
인간을 포함한 모든 호기성 생물체는 산소를 이용하여 에너지 대사를 진행하며 그 과정에서 발생하는 활성산소의 상해에 대하여 근본적으로는 자기방어 기능을 갖고 있지만 조직의 방어능 이상의 활성산소의 생산은 노화 및 노화와 관련된 퇴행성 질환과 동맥경화증, 고혈압, 당뇨, 관절염, 순화기 장애뿐 아니라 암과 같은 여러 질환의 원인된다. 이러한 활성산소가 단백질, DNA, 효소 및 T-세포와 같은 면역계의 인자를 손상시켜 각종 질환을 일으키며, 특히 문제가 되는 것은 활성산소가 세포 생체막의 구성성분인 불포화 지방산을 공격하여 지질 과산화 반응을 일으켜 체내 과산화 지질을 축적함으로써 생체 기능이 저하되고 동시에 노화 및 성인병 질환을 유발하는 것으로 알려져 있다.
당뇨병은 고혈당으로 인하여 포도당 자가산화, 최종당화산물(advanced glycation end products)의 생성과 폴리올 경로(polyol pathway)의 활성 등 여러 가지 기전에 의해 ROS(reactive oxygen species)을 과다 생성시킨다 (Nishikawa T, Kidney Int 77, S26-S30, 2000). 실제로 많은 연구에서 당뇨병 환자의 혈액 내에서 항산화 방어기전이 감소하고, 산화된 DNA, 단백질과 지질 등의 증가를 통해 여러 조직에서 산화적 스트레스가 증가되어 있음이 보고되었다 (김보현, 대한내분비학회지, 제21권 제6호, 2006). 당뇨병에서 산화적 스트레스의 증가 및 항산화 능력의 감소로 인해 발생하는 활성 산소족의 생산과 처리의 불균형에 의한 세포와 조직 손상은, 산화 스트레스가 당뇨병 만성 합병증 발생에 중요한 역할을 수행함을 시사한다 (Kuroki T. J Am Soc Nephtol, 14, S216-S220, 2003 ; Griending KK et. al., Circulation, 108, 2034-2040, 2003 ; Hink U et. al., Circ Res 88, E14-E22, 2001).
인슐린을 생성하는 췌장 베타세포는 다른 세포와 달리 산화 스트레스에 특히 더 취약하다고 알려져 있다 (Hanasaki Y et. al., Free Radic Biol Med, 6, 845-853, 1994). 이는 베타세포의 미토콘드리아에서 활성산소가 많이 생성되고, 증가한 베타세포 NAD(P)H oxidase 활성화를 통해 추가적인 ROS 생성이 생겨 항산화 방어기전에 문제가 발생하는 등의 이유 때문이다 (Kahn SE et. al., Diabetologia, 46, 3-19, 2003).
또한 비만, 대사증후군, 제2형 당뇨병 등과 같은 여러 대사 질환에서 특징적으로 나타나는 인슐린저항성도 산화 스트레스와 밀접한 관련이 있다. 산화 스트레스는 JNK, NF-kB, p38MAPK 등과 같은 스트레스-민감성 serine/threonine kinase 신호 전달 경로를 활성화해 인슐린수용체, IRS 단백 등을 포함한 여러 표적을 차례로 인산화시킨다. 즉, 산화 스트레스가 IRS-1의 serin/threonine 인산화 증가를 일으키고 Akt/PKB의 활성화를 포함한 인슐린 작용의 장애를 일으켜 인슐린저항성을 일으키는 것이다 (김상수, Korea diabetes J, 32, 389~398, 2008).
상기와 같은 연구 결과를 통해 최근 산화 스트레스가 당뇨병의 발병 및 합병증 발생에 중요한 요인 중 하나로 여겨지고 있다. 또한 항산화 약물 치료가 당뇨병과 당뇨합병증 발생을 예방하거나 발생 시기를 지연시킬 수 있는지에 대한 연구가 당뇨병 동물모델과 당뇨병 환자에서 많이 시도되고 있다. 실제로 유리 라디칼 제거제와 항산화 효과를 가지는 화학물질들이 당뇨병 유발 모델에 사용하는 스트렙토조토신이나 알록산과 같은 물질들에 의한 췌장 세포에의 세포 독성을 예방하였다는 것을 생체 내 실험으로 증명하였다 (Szkudelski T, Physiol Res, 50, 536-546, 2001). 또한 항산화제로서 알려진 알파-리포산, 비타민 C와 E가 동물모델에서 당뇨병 및 합병증의 발생이나 진행을 개선시킨 결과들이 보고되었다 (Ellis EA et. al., Free Radic Biol Med, 28, 92-101, 2000 ; Cameron NE et. al., J Clin Invest, 96, 1159-1163, 1995; Cameron NE et. al., Diabetes Res Clin Pract, 45, 137-146, 1999).
벌나무(Acer tegmentosum Maximowoca)는 단풍나무과에 속하는 식물로서 산청목 및 산겨릅나무라고도 불리우며, 잎은 넓고 어린 줄기는 연한 녹색이며 줄기가 매우 연하여 잘 부러지며 껍질이 두껍고 재질은 희고 가볍다. 벌나무는 독성이 없으므로 어떤 체질에도 부작용이 거의 없는 약재이며, 맛이 담백하여 청혈제 (淸血劑)와 이수제(利水劑)로도 쓰인다. 간의 온도를 정상으로 회복시키고 수분이 잘 배설되게 하여 알코올 해독의 목적으로도 사용하고 있다. 또한 음주 시 벌나무의 목부 추출물을 복용하면 주독을 예방할 수 있다고 보고되어 있다 (Hur JM et al., Kor. J. Pharmacogn, 38, 67-70, 2007). 이 밖에도 제독작용, 청혈작용, 지방분해 작용, 이뇨작용, 신경안정 작용, 지사제 작용 등이 알려져 있다.
한편, 후박 또는 후박나무(厚朴, Magnolia officinalis Rehd. et Wils.)는 한국과 일본, 그리고 중국에서 오랜 기간 건위제로 사용되어 왔으며, 잎은 한국과 일본에서 식용으로도 사용되었다 (정보섭, 신민교, 향약대사전, 영림사, 469-471, 1998). 후박은 예로부터 약용으로 줄기 및 가지의 껍질이 천식과 위장병 치료에 사용되었다. 동의치료에서는 건위, 소화, 수렴, 오줌내기, 가래삭임약으로 가슴과 배가 불룩하고 아프며 기가 오를 때, 기침, 설사, 위장병에 사용함이 명시되어 있다. 「약초의 성분과 이용」에서는 황목련껍질 달임약, 후박 추출물 삼물탕, 대승기탕, 반하후박 추출물탕, 평위산 등으로 용법으로는 이질, 습관성 변비, 고혈압, 기관지염, 위병 등에 사용이 명기되어 있다.
본 발명자들은 세포 실험 및 동물을 이용한 생체 내 실험을 통해, 벌나무 및 후박나무 혼합추출물이 세포 및 당뇨병 동물 모델에서 강력한 항산화 효능, 혈당 강하, 내당능 개선 및 인슐린 감수성 개선 등을 확인하여 본 발명의 완성하였다.
따라서, 본 발명의 주된 목적은 강력한 항산화 효능을 통해 항당뇨 활성을 갖는 벌나무 및 후박나무 혼합추출물을 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 벌나무 및 후박나무 혼합추출물을 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 개선용 식품 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에서는, 여러 종류의 천연물을 대상으로 하여 항산화 효능을 가지고 당뇨병 및 당뇨 합병증의 예방 및 치료에 유용한 활성이 기대되는 식물을 탐색하는 과정에서 벌나무 및 후박나무 추출물이 뛰어난 항산화 효능을 통해 동물모델에서 항당뇨 효과를 나타냄을 발견하고, 이들의 혼합 추출물이 단독 추출물에 비해 현저히 상승된 효과가 나타난 실험 결과에 근거하여 당뇨병 및 당뇨합병증 치료에 유용하게 사용될 수 있음을 제시하고자 한다.
본 발명에 있어서, 상기 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물은 벌나무와 후박나무를 당업계에 공지된 통상적인 식물 추출방법을 이용하여 추출함으로써 얻을 수 있으며, 바람직하게는 벌나무와 후박나무 건조물에 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올, 또는 이들의 혼합 용매를 가하여 추출함으로써 얻을 수 있다.
상기 추출용매를 이용한 추출방법으로는 통상적인 식물 추출방법 예컨대, 열수추출, 환류냉각 추출, 초음파 추출, 초임계 추출 등의 방법을 사용할 수 있으며, 구체적인 예로서 벌나무 및 후박나무 건조물 또는 그 분쇄물을 상기 추출용매에 투입하고 필요에 따라 교반하면서 5-40℃에서 1-15일간 침적시키거나 40-100℃에서 4-20시간 동안 가열하여 추출하는 것이 적당하다. 추출에 사용되는 용매의 양은 추출원료의 통상 5 내지 20배량(중량비)인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물은 약학적 조성물 총 중량에 대하여 0.0001 내지 90 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.01 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명에서, 상기 벌나무 및 후박나무는 오랫동안 생약 및 식용으로 사용되어 오던 약재로서 이들로부터 추출된 본 발명의 추출물 역시 독성 등의 부작용이 없을 것으로 생각된다.
본 발명의 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물을 유효성분으로 함유하는 약학적 조성물은, 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있는데, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구 투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 벌나무 및 후박나무 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 같은 윤활제들도 사용된다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜 (Propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 벌나무 및 후박 혼합추출물의 투여량은 환자의 성별, 나이, 체중, 및 질환의 정도 등에 따라 차이가 있을 수 있으나, 일반적으로 성인 하루당 10∼3000mg이 되도록 투여하는 것이 적당하다.
본 발명의 약학적 조성물에서, 상기 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물은 항산화, 혈당감소, 내당능 개선, 및 인슐린 감수성 개선 효과를 통해 항당뇨 효과를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 벌나무 및 후박나무 혼합추출물은 섬유아세포 및 쥐 단핵구/대식세포(RAW264.7)에서 강력한 항산화 효능이 있음을 확인하였다 (실험예 1 내지 3 참조). 또한 HFD(high-fat-diet)를 이용한 당뇨병 유발 마우스모델에서 내당능(Glucose tolerance) 검사, 인슐린 감수성(Insulin sensitivity) 검사, 혈당(Blood glucose) 검사를 실시하여 벌나무 및 후박나무 혼합추출물이 당뇨병에 대한 효능이 있음을 확인하였다 (시험예 5 내지 7 참조).
특히, 본 발명에서는 벌나무 단독 추출물 또는 후박나무 단독 추출물과 비교하여 이들의 혼합 추출물이 항산화 효능을 통한 당뇨병에 대한 치료 효과에서 상승된 효과를 나타내었다. 따라서 본 발명에 따른 벌나무 및 후박나무 혼합추출물은 이들 단독 식물 추출물보다 상승된 시너지 효과를 나타내는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 약학적 조성물에서, 상기 당뇨병은 혈액 내 포도당 농도가 높아져서 발병하는 만성 대사 질환으로서 다양한 당뇨합병증을 유발하는데, 이러한 당뇨합병증은 그 원인이 되는 당뇨병을 예방 또는 치료함으로써 동일하게 치료 효과를 얻을 수 있다. 본 발명에서 치료 또는 예방의 대상이 되는 상기 당뇨합병증은 종래 알려진 다양한 당뇨합병증으로서 당뇨병성 망막병증, 당뇨병성 족부병변, 당뇨병성 신질환, 당뇨병성 신경병증, 당뇨병에 의한 각종 감염증, 치주질환, 피부질환, 당원 함유성 간비대, 지방간, 간경변증, 간염, 급성 췌장염, 만성 췌장염, 당뇨병성 설사, 변비, 모닐리라성 식도염, 위촉성 위염, 급성 위확장증 등일 수 있으나 (당뇨병학, 대한당뇨병학회, 1992), 바람직하게는 상기 당뇨합병증은 당뇨병성 망막증인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물은 당뇨병 마우스모델의 망막에서 신혈관 생성 억제 효과 시험을 실시하여 당뇨병성 망막증을 포함하는 당뇨합병증에 대한 치료 효능이 있음을 확인하였다 (실험예 8 참조).
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 개선용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물은, 상술한 바와 같이, 항산화 효능을 통한 당뇨병에 대한 예방 및 치료 효과를 나타낸다. 따라서 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물이 당뇨병 또는 당뇨합병증에 대한 예방 및 개선 효과를 나타낼 수 있음은 자명한 것이다.
본 발명의 식품 조성물은, 상기 당뇨병 또는 당뇨합병증의 예방 및 개선을 위한 용도로서 사용될 수 있다. 상기 식품 조성물은 식품학적으로 허용 가능한 식품보조첨가제를 더 포함할 수도 있으며, 환제, 분말, 과립, 침제, 정제, 캡슐 또는 음료 형태로 제제화될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에서, 상기 벌나무 및 후박나무 혼합추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 각종 식품류, 예를 들어, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있으며, 환제, 분말, 과립, 침제, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다.
이때, 식품 또는 음료 중의 상기 벌나무 및 후박나무 혼합추출물의 양은, 일반적으로 본 발명의 식품 조성물의 경우 전체 식품 중량의 0.0001 내지 20 중량%로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물의 경우 100㎖를 기준으로 0.0001 내지 20 중량% 가할 수 있다.
본 발명에서 정의되는 식품보조첨가제는 당업계에 통상적인 식품첨가제, 예를 들어 향미제, 풍미제, 착색제, 충진제, 안정화제 등을 포함하며 하기에 예시한다.
본 발명의 식품 조성물이 음료 형태인 경우, 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 추출물을 함유하는 외에는 액체 성분에는 특별한 제한은 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 동을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예로는 예를 들어, 포도당, 과당 등의 모노사카라이드 예를 들어, 말토스, 슈크로스 등의 디사카라이드 예를 들어, 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 폴리사카라이드 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어, 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등)) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 식품 조성물 100㎖당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g이다.
상기 외에 본 발명의 식품 조성물은 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, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 식품 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 0.01 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 벌나무 단독 추출물 또는 후박나무 단독 추출물과 비교하여 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물이 현저히 상승된 항산화 효능을 갖는 것으로 나타났으며, 당뇨병 동물모델 마우스에서도 상승된 당뇨병 및 당뇨합병증 치료 효과를 나타내었다. 따라서 본 발명에 따른 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물은 당뇨병 또는 당뇨합병증의 치료 및 예방에 유용한 기능성 식품 또는 약학적 조성물에 이용될 수 있다.
도 1은 벌나무 및 후박나무 혼합추출물의 당뇨 동물모델 망막 내 VEGF에 대한 면역염색 결과를 나타낸 도면이고,
도 2는 벌나무 및 후박나무 혼합추출물의 당뇨 동물모델 망막 내 CD31에 대한 면역염색 결과를 나타낸 도면이다.
도 2는 벌나무 및 후박나무 혼합추출물의 당뇨 동물모델 망막 내 CD31에 대한 면역염색 결과를 나타낸 도면이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
실시예 1. 추출 방법의 확립
벌나무 및 후박 혼합추출물의 제조를 위하여, 하기 표 1과 같이 추출 용매 및 추출 조건을 시험하여 가장 높은 수율의 추출 방법을 확립하였고, 이를 하기 실시예에 사용하였다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 70% 에탄올을 추출 용매로 사용한 경우 가장 높은 수득률을 얻었으며, ‘실온, 3일’, ‘60℃, 6시간’추출조건에 따른 수득률의 큰 차이는 나타내지 않았다. 따라서 70% 에탄올을 추출용매로서 하기 실시예에 사용하였다.
실시예 2. 벌나무 및 후박 혼합추출물의 제조
강원도 영월산 벌나무를 구입하여 건조 및 세절하여 얻은 목부 1.5 kg과 경동시장에서 구입한 후박나무를 건조 및 세절하여 얻은 줄기껍질 1.5 kg에 70% 에탄올 9L을 가하여 실온에서 3일 추출한 후 여과하여 얻은 여과액을 감압농축기(BUCHI, R-200, 스위스)로 감압농축하여 벌나무와 후박의 1:1 혼합비(중량비)의 추출물 312g (수득률: 10.4%)을 얻었다 (실시예 2-1).
또한, 동일한 방법으로 벌나무 및 후박의 다양한 추출비(1:2, 1:3, 2:1, 3:2, 3:1 중량비)의 혼합 추출물을 제조하기 위하여 원재료를 하기 표 2의 비율(중량%)로 혼합 추출하고 얻어진 추출물들의 수득률을 표 2에 나타내었다.
비교예
1 및 2.
벌나무
및 후박 단독 추출물의 제조
실시예 2에서 사용된 벌나무 목부 3 kg과 후박나무 줄기껍질 3 kg에 70% 에탄올 9L을 가하여 실온에서 3일 추출한 후 여과하여 얻은 여과액을 감압농축기(BUCHI, R-200, 스위스)로 감압농축하여 벌나무 단독 추출물(비교예 1) 및 후박나무 단독 추출물(비교예 2)을 각각 287g (수득률: 9.6%), 308g (수득률:10.3%)로 얻었다.
실험예
1.
벌나무
및 후박 혼합 추출물의
NO
생성 억제 활성
상기 표 2에 기재된 실시예 2-1 내지 2-6의 혼합 추출물 및 비교예 1, 2의 단독 추출물에 대하여 리포폴리사카라이드(Lipopolysaccharide, LPS; Sigma-Aldrich, USA)로 활성화를 유도한 RAW264.7 세포의 시료에 의한 NO 생성 억제 활성을 조사하였다.
구체적으로, 페놀-레드(phenol-red)가 들어있지 않은 Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM, Gibco, USA) 배지에 8×105 세포를 접종하여 배양시켰다. 하루 후 시료 및 0.1 ㎍/㎖의 리포폴리사카라이드를 처리하여 24시간 배양하였다. 그 후, 상층액을 회수하여 96웰 플레이트에 100 ㎕씩 넣고 그리에스 시약 (Griess reagent, Sigma-Aldrich, USA)을 동량 첨가하여 상온에서 10분간 가볍게 흔들어 주어 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. 소디움 나이트리트를 표준품으로 하여 검량선을 작성하고 각 시료를 배양액 중의 나이트릭 옥사이드 생성량을 구하였다. 리포폴리사카라이드를 처리한 군의 나이트릭 옥사이드의 생성량을 100%로 하여 각 시료의 %Yield를 구하였다.
상기 표 3에 나타나는 바와 같이, RAW264.7 세포에 대한 실시예 2-1 내지 2-6의 NO 생성 억제 효과를 확인한 결과, 실시예 2-1의 벌나무 및 후박 혼합 추출물의 1:1 비율에서 가장 높은 NO 생성 억제율 즉, 뛰어난 항산화 효능을 나타냈다. 한편, 비교예 1,2의 벌나무 및 후박 추출물 단독으로 처리한 경우와 비교하여 (약 74% 내지 89% 상승) 다양한 혼합비로 혼합한 모든 경우에서 상승된 항산화 효능을 나타냈다.
실험예
2.
벌나무
및 후박 혼합 추출물의
ABTS
를 이용한
항산화능
측정
상기 표 2에 기재된 실시예 2-1 내지 2-6의 혼합 추출물 및 비교예 1, 2의 단독 추출물에 대하여 과산화수소(H2O2)로 산화 스트레스를 유도한 섬유아세포의 시료에 의한 항산화 활성을 조사하였다. ABTS(2,2‘-Azino-di-[3-ethylbenzthiazoline sulphonate])가 metmyoglobin에 의해 ABTS+로 산화되는 정도를 통해 간접적으로 시료의 항산화 효능을 간접적으로 측정하는 방법을 사용하였다.
구체적으로, 섬유아세포(1×106 cells)를 Iscove's Modified Dulbecco's Medium(IMDM, Gibco, USA) 배지를 이용하여 60mm dish에 접종하여 24시간 배양하였다. 배양 후, 과산화수소 200 μM 및 시료를 처리하여 24시간 배양하였다. 원심분리를 통해 세포를 수집하여 cold buffer (5 mM potassium phosphate, pH 7.4, containing 0.9% sodium chloride and 0.1% glucose)를 첨가하여 homogenization(60W(50%), 1분간 5 sec 간격으로 pulse) 방법으로 cell lysate를 준비하였다. Cell lysate 10㎕, metmyoglobin 10㎕, chromogen 150㎕, hydrogen peroxide 40㎕를 혼합하여 96well plate에서 5분간 반응시킨 후 ELISA reader를 이용하여 405nm에서 흡광도를 측정하였다. 과산화수소를 처리한 군의 ABTS+의 생성량을 100%로 하여 각 시료의 %Yield를 구하였다.
상기 표 4에 나타나는 바와 같이, 과산화수소를 이용한 산화 스트레스에 대한 실시예 2-1 내지 2-6의 ABTS+ 생성 억제 효과를 확인한 결과, NO 생성 억제율 시험과 동일하게 실시예 2-1의 벌나무 및 후박 혼합 추출물의 1:1 비율에서 가장 높은 ABTS+ 생성 억제율을 나타냄으로써 뛰어난 항산화 효능을 나타냈다. 한편, 비교예 1,2의 벌나무 및 후박 추출물 단독으로 처리한 경우와 비교하여 (약 105.4% 내지 118.0% 상승) 다양한 혼합비로 혼합한 모든 경우에서 상승된 항산화 효능을 나타냈다.
실험예
3.
벌나무
및 후박 혼합 추출물의
protein
carbonyl
assay
를 이용한
항산화능
측정
Protein 산화 정도를 측정하는데 가장 일반적인 지표는 protein carbonyl content이다. 2,4-dinitrophenylhedrazine(DNPH)는 protein carbonyls과 반응하여 Schiff basef를 형성시켜 hydrazone에 해당하는 산물을 생성한다. 따라서 DNPH 반응을 이용하면 시료의 항산화능을 protein-hydrazone의 분광광도계 분석을 통해 간접적으로 정량화 하는 protein carbonyl assay를 통해 측정할 수 있다.
섬유아세포(2.5×106 cells)를 Iscove's Modified Dulbecco's Medium(IMDM, Gibco, USA) 배지를 이용하여 100mm dish에 접종하고, 24시간 배양 후 새로운 배지로 교체하였다. 배지 교체 후 과산화수소 및 시료를 처리하여 24시간 배양하였다. 원심분리를 통해 세포를 수집하여 lysis buffer를 첨가하여 세포내 단백질을 분리하였다. DNPH를 첨가하여 반응시킨 후, trichloroacetic acid(TCA), Ethanol/Ethyl acetate, guanidine hydrochloride를 이용하여 반응을 완료하고, ELISA reader를 이용하여 370 nm에서 흡광도를 측정하여 carbonyl content를 정량하였다.
상기 표 5에 나타나는 바와 같이, 과산화수소를 이용한 산화 스트레스에 대한 대한 실시예 2-1 내지 2-6의 protein carbonyl 생성 억제 효과를 확인한 결과, NO 및 ABTS+ 생성 억제율 시험과 동일하게 실시예 2-1의 벌나무 및 후박 혼합 추출물의 1:1 비율에서 가장 높은 protein carbonyl 생성 억제율을 나타냄으로써 뛰어난 항산화 효능을 나타냈다. 한편, 비교예 1,2의 벌나무 및 후박 추출물 단독으로 처리한 경우와 비교하여 (약 46.0% 내지 56.2% 상승) 다양한 혼합비로 혼합한 모든 경우에서 상승된 항산화 효능을 나타냈다.
요약하면, 상기 실험예 1 내지 3을 통해 벌나무 및 후박 혼합 추출물의 항산화능을 비교분석(cross-checking)한 결과, 벌나무 및 후박 혼합 추출물이 in vitro 시험에서 뛰어난 항산화 효능이 있음을 확인하였다. 특히, 실시예 2-1의 벌나무 및 후박 혼합 추출물의 1:1 비율에서 가장 뛰어난 항산화 효능을 있음을 확인하였다.
또한, 상기 실험예 1 내지 3에서 항산화 효능이 뛰어난 1:1 비율의 벌나무 및 후박 혼합 추출물의 당뇨병 및 당뇨 합병증에 대한 예방 및 치료에 효과 검증을 위하여 당뇨 동물모델을 이용한 in vivo 시험을 수행하였다.
실험예
4. 실험동물의 설계 및 실험식이 조성
실험동물은 4주령의 C57BL/6계 수컷 마우스(체중 20-28g)(대한바이오링크, 한국)를 일정한 조건(온도:22±2℃, 습도:55±10%, 일주기:12시간)사육하였다. 10마리를 1군으로 하여 케이지에서 물과 먹이를 자유 공급하였으며, 실험 전에 1주일간 순화시켜 사용하였다.
순응기간이 끝난 후 1주일간 정상군에는 정상 식이를 급여하였고 당뇨군에는 고지방식이사료(HFD, High-fat-diet)를 급여하였다. 벌나무 및 후박 혼합 추출물군에는 고지방식이사료와 혼합추출물 10 mg/kg을 투여하였다. 또한 비교군에는 벌나무 단독 추출물 및 후박 단독 추출물을 동일하게 투여하였다.
실험예
5. 혈당 (
Blood
glucose
) 검사
상기 벌나무 및 후박 혼합 추출물의 투여가 당뇨병 동물모델의 혈당농도에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 정상군은 혈당이 110 mg/dl 이였으며, 추출물을 투여하지 않은 당뇨군은 혈당이 178 mg/dl으로 높게 나타났고 벌나무 단독 추출물 및 후박 단독 추출물을 투여한 군에서는 각각 144 mg/dl 및 137 mg/dl로서 어느 정도 혈당 감소 효과가 나타난 반면, 벌나무 및 후박 혼합추출물 군의 경우 117 mg/dL으로 혈당을 정상군과 유사한 수준으로 감소시켰다. 따라서 벌나무 및 후박 혼합추출물은 탁월한 항 당뇨효과가 있음을 확인하였다.
실험예
6.
내당능
(
glucose
tolerance
) 검사
상기 벌나무 및 후박 혼합추출물의 투여가 당뇨병 동물모델의 내당능 개선효과에 미치는 영향을 조사하였다. 상기 혼합추출물을 10 mg/kg로 경구 투여하고 30분 후 글루코스를 (1g/kg) 마우스에 투여하여, 45분, 90분 후 꼬리정맥으로부터 혈액을 채취하여 혈당농도(mg/dl)를 측정하였다. 또한 비교군에는 벌나무 단독 추출물 및 후박 단독 추출물을 동일하게 투여하였다.
상기 표 7에 나타나는 바와 같이, 벌나무 및 후박 혼합추출물은 당뇨 동물모델에서 글루코스 투여 90분 후에 혈당농도를 정상 수준으로 회복하였다. 벌나무 단독 추출물 및 후박 단독 추출물을 투여한 군에서는 글루코스 투여 90분 후에 각각 210 mg/dl 및 207 mg/dl로서 혼합 추출물 보다 낮은 혈당 감소효과를 나타내었다. 따라서 본 발명의 벌나무 및 후박 혼합추출물은 당뇨 동물모델에서 현저한 내당능 개선효과가 있음을 나타냄으로써, 당뇨병 예방 및 치료에 효과가 있음을 알 수 있다.
실험예
7. 인슐린 감수성 (
Insulin
sensitivity
) 검사
상기 벌나무 및 후박 혼합추출물의 투여가 당뇨병 동물모델의 인슐린 저항성 개선에 효과가 있는지 조사하였다. 상기 벌나무 및 후박 혼합추출물을 경구 투여하고 30분 후에 인슐린을 (0.5unit/kg) 투여하고, 45분, 90분 후 꼬리정맥으로부터 혈액을 채취하여 혈당농도(mg/dl)를 측정하였다. 또한 비교군에는 벌나무 단독 추출물 및 후박 단독 추출물을 동일하게 투여하였다.
상기 표 8에 나타나는 바와 같이, 벌나무 및 후박 혼합추출물은 당뇨 동물모델에서 인슐린 투여 90분 후에 혈당농도를 정상 수준으로 회복하였다. 벌나무 단독 추출물 및 후박 단독 추출물을 투여한 군에서는 인슐린을 투여하고 90분 후에 각각 137 mg/dl 및 130 mg/dl로서 혼합 추출물 보다 낮은 혈당 감소효과를 나타내었다.따라서 본 발명의 벌나무 및 후박 혼합추출물은 당뇨 동물모델에서 현저한 인슐린 감수성 개선효과를 나타냄으로써, 당뇨병 예방 및 치료에 효과가 있음을 알 수 있다.
실험예
8.
망막병증
연구 (당뇨합병증 효과)
상기 벌나무 및 후박 혼합추출물의 투여가 당뇨합병증, 특히 당뇨 망막병증에 효과가 있는지 평가하기 위해 당뇨병 동물모델의 망막을 이용하여 신혈관 형성에 대한 영향을 조사하였다. 본 실험에서는 상기 벌나무 및 후박 혼합 추출물 10mg/kg을 매일 경구 투여하고 30일 후 당뇨병 동물모델의 망막조직에서 면역염색법을 통한 혈관생성에 관여하는 단백질인 vascular endothelial growth factor (VEGF)의 발현정도와 면역화학염색법을 통한 혈관 표식자 cluster of differentiation 31(CD31)의 발현정도를 측정하였다. 또한 비교군에는 벌나무 단독 추출물 및 후박 단독 추출물을 동일하게 투여하였다.
측정결과는 도 1 및 도 2에 나타내었다. 도 1은 벌나무 및 후박나무 혼합추출물의 당뇨 동물모델 망막 내 VEGF에 대한 면역염색 결과를 나타낸 도면이고, 도 2는 벌나무 및 후박나무 혼합추출물의 당뇨 동물모델 망막 내 CD31에 대한 면역염색 결과를 나타낸 도면이다. 도 1,2의 결과를 하기 표 9에 정리하였다.
상기 표 9에 나타나는 바와 같이, 벌나무 및 후박 혼합추출물의 신혈관 생성 억제 효과를 확인한 결과, 당뇨군에서는 정상군에 비하여 VEGF 및 CD31의 발현이 크게 증가하였으나, 벌나무 및 후박 혼합추출물군을 처리한 군에서는 VEGF 및 CD31의 발현이 감소하여 거의 정상군과 비슷한 효과를 보였다. 그러나 벌나무 단독 추출물을 투여한 군에서는 각각 1.21(VEGF), 1.27(CD31), 후박 단독 추출물을 투여한 군에서는 각각 1.24(VEGF), 1.29(CD31)로서 혼합 추출물 보다 낮은 VEGF 및 CD31의 발현 감소효과를 나타내었다. 따라서 벌나무 및 후박 혼합추출물은 신생혈관 생성을 억제함으로써 당뇨 합병증, 특히 당뇨 망막병증의 예방 및 치료에 효과를 나타냄을 알 수 있다.
Claims (6)
- 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 약학적 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물은 벌나무와 후박나무 건조물에 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올, 또는 이들의 혼합 용매를 가하여 추출한 것을 특징으로 하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 약학적 조성물.
- 제 1항에 있어서, 조성물 총 중량에 대하여 상기 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물을 0.0001 내지 90 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 약학적 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물은 항산화, 혈당감소, 내당능 개선, 및 인슐린 감수성 개선 효과를 통해 항당뇨 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 약학적 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 당뇨합병증은 당뇨병성 망막증인 것을 특징으로 하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 약학적 조성물.
- 벌나무 및 후박나무 혼합 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 개선용 식품 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110122604A KR101808808B1 (ko) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 벌나무 및 후박나무 추출물을 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110122604A KR101808808B1 (ko) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 벌나무 및 후박나무 추출물을 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 조성물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130056940A true KR20130056940A (ko) | 2013-05-31 |
| KR101808808B1 KR101808808B1 (ko) | 2017-12-14 |
Family
ID=48664779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110122604A KR101808808B1 (ko) | 2011-11-23 | 2011-11-23 | 벌나무 및 후박나무 추출물을 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 조성물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101808808B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160114970A (ko) | 2015-03-25 | 2016-10-06 | 신동권 | 벌나무 식초의 제조방법 및 이로부터 제조된 숙취해소용 벌나무 식초 |
| WO2023064326A1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Methods of treating diseases associated with senescent cell accumulation |
-
2011
- 2011-11-23 KR KR1020110122604A patent/KR101808808B1/ko active IP Right Grant
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160114970A (ko) | 2015-03-25 | 2016-10-06 | 신동권 | 벌나무 식초의 제조방법 및 이로부터 제조된 숙취해소용 벌나무 식초 |
| WO2023064326A1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-20 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Methods of treating diseases associated with senescent cell accumulation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101808808B1 (ko) | 2017-12-14 |
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