KR20160141986A - 홍삼 및 유산균을 함유하는 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홍삼 및 유산균을 혼합하여 발효한 발효물을 유효성분으로 함유하는 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 조성물은, 고과당식이 랫드 모델에서 혈압을 강하시키는 효능, 혈관 병변을 완화시키는 효능 및 ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1), VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1)과 ET-1(endothelin-1)의 발현을 감소시키는 효능을 보유하고 있다.

Description

홍삼 및 유산균을 함유하는 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물{A COMPOSITION COMPRISING RED GINSENG AND LACTIC ACID BACTERIA FOR PREVENTING, IMPROVING OR TREATING VASCULAR DISEASE}
본 발명은 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홍삼 및 유산균을 혼합하여 발효한 발효물을 유효성분으로 함유하는 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 조성물은, 고과당식이 랫드 모델에서 혈압을 강하시키는 효능, 혈관 병변을 완화시키는 효능 및 ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1), VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1)과 ET-1(endothelin-1)의 발현을 감소시키는 효능을 보유하고 있다.
최근 산업화에 따른 생활양식의 변화로 고혈압, 관상동맥질환, 죽상경화증 또는 고지혈증과 같은 혈관질환의 발생이 증가하고 있으며, 혈관질환을 일차적인 임상 결과로 하는 대사증후군의 유병율도 계속 증가하고 있는 실정이다.
위와 같은 혈관질환으로 인해, 단순 부종에서 혈관과 림프관의 염증, 혈관의 이상 수축 또는 팽창, 출혈, 혈전에 의한 폐색 등의 증상이 나타날 수 있다.
고지혈증이나 죽상경화증이 발생하면 혈압이 높아지게 되며, 이는 심혈관질환과 뇌혈관질환의 원인이 될 수 있다. 또한 혈관당뇨나 간장질환도 연계되어 각종 성인병이 발생하게 된다.
이를 예방하기 위해서는, 혈압강하 및 혈관 염증의 예방 또는 치료가 중요하다고 할 수 있다.
그러나 종래에 사용되는 화학적 혈관 이완제 등의 치료제는, 생체 내에 내피 손상, 용혈, 급성 독성이나 어독성, 급성 신장염 또는 심장마비 등의 부작용을 초래하는 경우가 있었으며, 생산 공정이 까다로워 대량 생산이 용이하지 못하다는 문제점이 있었다.
이에 본 출원인은 천연물을 이용함으로써 부작용이 없으며, 장기 복용하여도 독성이 없고, 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하는 데에 효과가 있는 본 발명을 안출하였다.
본 발명은 홍삼 및 유산균을 소재로 사용하는바, 홍삼 및 유산균에 대하여 간략하게 설명하고자 한다.
홍삼(紅蔘)은 수삼(水蔘, Panax ginseng C.A. Meyer)의 뿌리를 쪄서 말린 붉은 인삼을 말한다.
홍삼의 중요 성분으로는 백삼과 같이 배당체(glycosides), 인삼향성분(panacen), 폴리아세틸렌계 화합물, 함질소성분, 플라보노이드, 비타민(B군), 미량원소, 효소, 항산화 물질과 유기산 및 아미노산 등이 있다.
홍삼은 중추신경에 대해서 진정작용과 흥분작용이 있으며, 순환계에 작용하여 고혈압이나 동맥경화의 예방효과가 있다고 알려져 있다. 그외에도 혈당치(血糖値)를 저하시켜 주고, 간을 보호하며, 내분비계에 작용하여 성행동(性行動)이나 생식효과에 간접적으로 유효하게 작용하며, 항염(抗炎) 및 항종양작용(抗腫瘍作用)이 있고, 방사선에 대한 방어효과와 피부를 보호하며 부드럽게 하는 작용이 있다.
또한 홍삼은 피로회복, 면역력 증진, 혈소판 응집 억제를 통한 혈액 흐름 개선에 관한 기능성이 인정되었다.
유산균(lactic acid bacteria)은 당류를 발효하여 에너지를 획득하고 다량의 락트산을 생성하는 세균을 이르는 것으로, 젖산균이라고도 한다.
유산균의 정의에 적합한 것은 Lactobacillus , Lactococcus , Leuconostoc , Pediococcus, Bifidobacterium 등의 균속이다. 형태적으로는 구균(Lactococcus , Pediococcus, Leuconostoc )과 간균( Lactobacillus , Bifidobacterim)으로 나누어지고 그람(Gram) 염색성은 양성이다. 어느 것이나 산소가 적은 환경에서 잘 발육하여 각종 당으로부터 락트산을 생성한다. 산에 내성을 나타내는 것이 많고 영양요구성은 매우 복잡하여 당류 이외에 많은 종류의 아미노산이나 비타민을 요구하며 균종, 균주에 따라 미량 영양소를 가하지 않으면 생육할 수 없는 것도 있다.
이중 Lactobacillus는 대표적인 유산균으로서 각종 발효식품에 사용되고, 또한 장관 상재 균총으로서 사람이나 동물의 건강과 중요한 관계가 있다.
한편, 본 발명과 관련된 선행문헌을 살펴보면 대한민국 등록특허공보 제10-1392204호에 홍삼, 당귀, 진피 및 녹차의 생약 추출물을 함유하는 혈관 질환의 예방 또는 치료용 조성물이 기재되어 있다.
더욱 상세히 상기 문헌에는 홍삼, 당귀, 진피 및 녹차의 생약 추출물을 함유하는 것을 특징으로 하는 동맥경화증, 협심증, 심근경색, 허혈성 심장질환, 뇌경색 및 뇌졸중에서 선택되는 혈관 질환의 예방 또는 치료용 조성물이 기재되어 있다.
또한 대한민국 등록특허공보 제10-1517836호에 홍삼 복합물을 유효성분으로 함유하는 죽상경화증의 예방, 개선 또는 치료를 위한 조성물이 기재되어 있다.
상기 문헌에는 홍삼 추출물, 천마 추출물, 적하수오 추출물 및 상엽 추출물을 혼합한 홍삼 복합물을 유효성분으로 함유하는 조성물로서, 상기 홍삼 복합물은 홍삼 추출물 300 중량부 기준으로, 천마 추출물 100 중량부, 적하수오 추출물 100 중량부 및 상엽 추출물 100 중량부를 혼합하여 제조되고, 상기 조성물은 체내에서 항산화 작용을 하는 효능, 체내에서 항염증 작용을 하는 효능, 혈관 내 CRP(C 반응 단백)를 감소시키는 효능, 혈관 내 평활근의 비후 및 내피세포의 비정상적 비대를 억제하는 효능, 혈관 내의 VCAM-1(vascular cell adhesion molecule), ICAM-1(intercellular adhesion molecule)과 E-selection을 감소시키는 효능 및 혈관 내 PPAR-γ를 증가시키는 효능을 보유하는 것을 특징으로 하는 죽상경화증의 예방 또는 개선을 위한 건강기능식품 조성물이 기재되어 있다.
논문에서는, 경희대학교 동서의학대학원 동서의학과 학위논문(박사) '홍삼 투여에 따른 혈관변화 및 혈관에 영향을 주는 혈액학적 지표에 대한 연구'에 홍삼의 투여가 혈관 이완 촉진 및 혈관염증 반응 억제에 대해 효과가 있다는 내용이 기재되어 있다.
그러나 상기 선행문헌들에는 본 발명의 소재 중 홍삼만이 포함되어 있으며, 홍삼 및 유산균의 혼합발효에 의한 상승효과에 대해서는 알 수 없다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1392204호(2014.04.29) 대한민국 등록특허공보 제10-1517836호(2015.04.29)
정환수, 홍삼 투여에 따른 혈관변화 및 혈관에 영향을 주는 혈액학적 지표에 대한 연구, 경희대학교 동서의학대학원 동서의학과 학위논문(박사), 2008.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물로서, 홍삼 및 유산균을 혼합하여 발효한 발효물을 유효성분으로 함유하는 조성물을 제공하는 데에 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 고과당식이 랫드 모델에서 혈압을 강하시키는 효능, 혈관 병변을 완화시키는 효능 및 ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1), VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1)과 ET-1(endothelin-1)의 발현을 감소시키는 효능을 보유하는 조성물을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 홍삼 및 유산균을 혼합하여 발효한 발효물을 유효성분으로 함유하는 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물을 제공함으로써 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명은 고과당식이 랫드 모델에서 혈압을 강하시키는 효능, 혈관 병변을 완화시키는 효능 및 ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1), VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1)과 ET-1(endothelin-1)의 발현을 감소시키는 효능을 보유하는 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물을 제공함으로써 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명에 따른 조성물은, 고과당식이 랫드 모델에서 혈압을 강하시키고, 혈관 내 평활근의 비후 및 내피세포의 비정상적 비대 등의 혈관 병변을 완화시키며, ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1), VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1) 및 ET-1(endothelin-1)의 발현을 감소시키는 효능을 보유하고 있다.
도 1은 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 혈압변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 흉부대동맥의 혈관 죽종 형성을 관찰한 사진이다.
도 3은 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 흉부대동맥의 내막-중막의 길이 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 ICAM-1의 발현 정도를 측정한 사진 및 그래프이다.
도 5는 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 VCAM-1의 발현 정도를 측정한 사진 및 그래프이다.
도 6은 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 ET-1의 발현 정도를 측정한 사진 및 그래프이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실험예와 참고예는 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과한 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
실시예 1. 홍삼 및 유산균을 함유하는 조성물
본 발명에 따른 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물은 홍삼 및 유산균을 혼합하여 발효한 발효물을 유효성분으로 함유하는 조성물로서, 제조 과정을 살펴보면 다음과 같다.
1) 홍삼 및 유산균을 혼합한다.
이때 홍삼은 가공하지 않은 상태의 것을 사용할 수도 있고, 조분쇄한 것을 사용할 수도 있다. 또한 유산균과 혼합하여 발효하기 전, 홍삼이 멸균되어 사용될 수도 있다.
상기 유산균은 락토바실러스(Lactobacillus), 류코노스톡(Leuconostoc), 엔테로코커스(Enterococcus), 비피도박테리움(Bifidobacterium) 및 스트렙토코커스(Streptococcus) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 유산균을 사용할 수 있다.
홍삼 및 유산균의 혼합 비율은 홍삼 100 중량부 기준으로 유산균 0.1~50 중량부가 혼합될 수 있다.
2) 혼합물을 발효한다.
혼합물의 발효는 각각 30~50℃에서 12~72시간 동안 수행될 수 있으며, 교반하며 발효될 수도 있다.
설계 조건에 따라 발효 온도 및 발효 시간은 조절될 수 있으며, 발효 균주가 생장하기에 적합한 환경이면 충분하다.
상기 유산균에 의해 발효된 발효물은 약용성분의 추출 효율이 증가하고, 체내에서의 흡수가 용이해진다.
3) 발효물을 추출한다.
발효물을 추출하여 본 발명에 따른 조성물을 제조한다.
추출 방법에는 용매 추출법, 수증기 증류법, 이산화탄소 초임계 추출법, 수증기 증류법, 마이크로 웨이브 공정 추출법, 퍼콜레이션 추출법 등의 다양한 추출방법이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 용매 추출법을 이용할 수 있다.
용매 추출시, 추출 용매 또한 다양한 용매가 사용될 수 있다.
추출 가능한 용매에는 물, 에탄올, 메탄올, 지방유, 글리세린, 마유,플로필렌글리콜, 에테르, 클로르포름, 석유에테르, 헥산, 벤젠, 메틸렌클로라이드, 에틸아세테이트, 아세톤, 부탄올 및 이소프로판올 등이 있으며, 설계 조건에 따라 추출 온도, 추출 시간, 용매의 양 및 잔류 성분 처리 방식 등을 달리하여 처리할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물에 있어서, 홍삼 및 유산균을 혼합발효한 발효물의 추출물 투여 농도는, 고과당식이 랫드 모델 기준으로 1일 20~300 mg/kg일 수 있으며, 바람직하게는 1일 250 mg/kg일 수 있다.
설계 조건에 따라 상기 기재된 공정 외에도 여과, 농축, 추출 등의 공정이 반복 실행될 수 있으며, 각 공정 전후에 발효, 냉동 등의 기타 공정이 추가로 실행될 수도 있다.
참조예 1. 실험모델 준비
1) 고과당식이 랫드 모델
고과당식이 랫드 모델로 혈관질환을 유발시켜 실험에 활용하였다.
고과당식이 랫드 모델은 Research Diets사의 high fructose 사료를 약 9주간 투여하여 구축하였으며, 상기 사료에는 60%의 fructos가 포함되어 있었다.
2) 시료 투여
홍삼+유산균 추출물은 상기 실시예 1에 따라 제조되었으며, 1일 250 mg/kg씩 투여하였고, 비교군으로 홍삼 추출물을 제조하여 실험에 사용하였으며, 1일 250 mg/kg씩 투여하였다.
각각 9주 동안 상기 high fructose 사료와 동시에 랫드에 투여하였다.
고혈압은 대부분의 대사증후군 환자에게 나타나며 이는 심장질환이나 뇌혈관질환에 있어서 가장 위험한 인자 중 하나이다.
그러므로 양성대조군으로 사용된 약물은 안지오텐신 수용체 길항제 (ARB; Angiotensin receptor blocker) 계열로서 임상에서 많이 사용되는 AT type II receptor antagonist Losartan을 사용하였으며, 1일 30 mg/kg씩 9주 동안 상기 high fructose 사료와 동시에 랫드에 투여하였다.
실험예 1. 혈압 변화 측정
1-1. 실험 과정
수축기 평균 혈압은 automatic sphygmotonography (Mutomachi Kikai, Tokyo, Japan)을 이용하여 랫드 꼬리 동맥에서 측정하였다. 각 개체마다 최소 8번 혈압을 측정하고, 그 중 5 mmHg 내에 있는 5번의 측정값을 평균값으로 이용하였다.
1-2. 실험 결과
도 1은 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 혈압변화를 나타낸 그래프이다.
고과당식이 및 약물 투여 전 혈압을 측정한 결과, 각 군이 유의성 있는 차이를 보이지는 않았다.
그러나 고과당식이 및 약물 투여를 시작한 후(3주) 혈압을 측정한 결과, Control군을 제외한 나머지 군에서 혈압의 상승경향을 나타내었다.
또한 6주와 9주째 혈압을 측정한 결과, Control군과 high fructose군에서 유의성 있는 차이를 보였으며, 홍삼 추출물과 홍삼+유산균 추출물을 투여한 군은 high fructose군과 비교하여 유의성 있게 혈압이 감소한 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2. 혈관 병변 확인
2-1. 실험 과정
적출된 흉부대동맥 조직을 10% 포르말린(ph 7.4)에 3일간 고정시킨 후 조직 내에 남아있는 포르말린을 제거하였다.
50% 알코올에서부터 100% 알코올까지 농도 상승 순으로 탈수하고 xylen으로 치환하였으며, 파라핀 침투과정을 거친 후 포매하여 블록을 제작하였다.
준비된 파라핀 블록을 회전형 박절기(microtome; Thermo Electron Corporation, Pittsburg, PA)를 사용하여 4-5 um으로 박절 후 slide에 부착하여 사용하였다.
흉부대동맥의 형태학적인 변화를 보기 위하여 헤마토실린-에오신 염색(Hematoxylin-eosin staining)을 수행하였으며, 광학현미경에서 흉부대동맥을 400배 시야에서 관찰한 후 사진 촬영하였다.
2-2. 실험 결과
도 2는 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 흉부대동맥의 혈관 죽종 형성을 관찰한 사진이며, 도 3은 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 흉부대동맥의 내막-중막의 길이 변화를 나타낸 그래프이다.
실험 결과, 고과당식이 랫드 모델을 이용한 혈관 병변 대사증후군 모델의 흉부대동맥에서 혈관 죽종 형성은 관찰되지 않았으나, 내막-중막의 길이로 내피조직이 손상되었음을 확인하였으며, 이는 평활근의 비후 및 내피세포의 비정상적 비대, 즉 초기 죽상경화증을 나타낸다고 할 수 있다.
홍삼 추출물과 홍삼+유산균 추출물을 투여한 군에서는, 혈관 손상 정도가 감소한 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3. 혈관질환 연관 인자의 발현 측정
3-1. 실험 과정
1) 혈관 염증 인자의 발현 측정
혈관 염증 인자인 ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1) 및 VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1)의 발현 정도를 측정하기 위해 면역화학조직 염색(Immunohistochemistry staining)을 수행하였으며, 광학현미경으로 발현 정도를 400배 시야에서 관찰한 후 사진 촬영하였다.
또한 혈장을 3000 rpm으로 20분 동안 원심분리한 후, ELISA kit를 이용하여 측정하였다.
2) 혈관 수축 인자의 발현 측정
흉부대동맥 내 혈관 수축 변화를 알아보기 위하여 혈관 수축 인자인 ET-1(endothelin-1)의 발현 정도를 측정하였으며, 실험 방법은 3-1의 1)과 동일한 과정으로 수행되었다.
3-2. 실험 결과
도 4는 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 ICAM-1의 발현 정도를 측정한 사진 및 그래프이며, 도 5는 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 VCAM-1의 발현 정도를 측정한 사진 및 그래프이다.
ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1)은, CD(항원)이라고도 하며, 분자량이 9만인 막관통성 단백질이다. 혈관내피세포, 상피세포, 조혈계 세포 등에 널리 분포하는 면역글로불린상과(IgSF)에 속하는 대표적인 접착분자인데, 주로 백혈구상의 β2인테그린 LFA-1과 2가 금속 양이온 의존성으로 결합한다.
ICAM-1의 발현은, TNF-α 등의 염증성 사이토카인, 활성산소 등의 자극을 유도하고, 백혈구의 혈관 외 유출, 항원제시세포에 의한 T세포의 활성화 등에 관여하여 염증 병태 형성에 중요한 역할을 한다.
또한 VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1)은, 인터류킨1, 종양괴사인자α, 인터페론γ, 인터류킨4 등 염증성 사이토키닌이나 리포다당에 의해 24~48시간을 정점으로 발현이 유도되는 세포접착분자로서, 면역글로불린슈퍼패밀리족에 속하고, 3종류의 동형(isoform)이 존재한다.
생체에서는 염증부위에 나타나는 활성화혈관 내피세포 외에 가슴샘과 골수의 스트로마세포, 비장배(胚) 중심의 수상세포, 골격근에 발현한다. 또한 인테그린 α4β1에 결합하고, 염증부위로의 림프구 침윤, 줄기세포와 스트로마세포의 접착, 근관 형성 등에 관여한다.
실험 결과, Control군과 비교하여 high fructose군에서 ICAM-1 및 VCAM-1의 발현이 증가하였다. 이로써 high fructose diet로 인하여 혈관 염증 손상이 진행된다는 것을 알 수 있었다.
그러나 Losartan 투여군, 홍삼 추출물 투여군 및 홍삼+유산균 추출물 투여군에서는, high fructose군에 비하여 ICAM-1 및 VCAM-1의 발현 정도가 모두 유의성 있게 감소하였다.
도 6은 고과당식이 랫드 모델에서 시료 처리에 따른 ET-1의 발현 정도를 측정한 사진 및 그래프이다.
ET-1(endothelin-1)은 혈관 수축 인자로서, 혈관을 수축시키고 혈압을 증가시키며, 심장에 산소 공급량을 감소시키는 단백질이다.
이러한 ET-1이 증가 되면 심장 질환의 위험성이 높아진다(Psychosomatic Medicine 2002;64:707-713).
실험 결과, High fructose군은 control군에 비해 ET-1의 발현이 현저하게 증가하였으나, 홍삼 추출물과 홍삼+유산균 추출물을 투여한 군에서는 그 발현 정도가 high fructose군에 비하여 ET-1의 발현 정도가 유의성 있게 감소한 것을 볼 수 있었다.

Claims (5)

  1. 홍삼 및 유산균을 유효성분으로 함유하는 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조성물은 홍삼 및 유산균을 혼합하여 발효한 발효물을 유효성분으로 함유하되,
    상기 발효물을 추출한 추출물의 투여 농도는, 고과당식이 랫드 모델 기준으로 1일 20~300 mg/kg인 것을 특징으로 하는 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 혈관질환은 고혈압, 관상동맥질환, 죽상경화증 및 고지혈증인 것을 특징으로 하는 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 조성물은 고과당식이 랫드 모델에서 혈압을 강하시키고, 혈관 내 평활근의 비후 및 내피세포의 비정상적 비대 등의 혈관 병변을 완화시키며, ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1), VCAM-1(vascular cell adhesion molecule-1) 및 ET-1(endothelin-1)의 발현을 감소시키는 효능을 보유하는 것을 특징으로 하는 혈관질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 조성물.
  5. 홍삼 및 유산균을 유효성분으로 함유하는 혈관질환을 예방 또는 개선하기 위한 건강기능식품.
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