중간보고서

생약 및 DHA유도체를 함유한 뇌기능 증진 건강보조 식품 개발

2000. 10.

주 관 기 관 : 위 덕 대 학 교

참 여 기 업 : 세동산업(주)

연구책임자 : 이 동 웅

지 원 기 관 : 중소기업청, 경상북도

1. 서 론

현대의 첨단 문명사회는 인간의 지적기능을 훼손하고 정신건강을 침해하고 있어 고도의 다양한 지적생활이 요구되는 현대인에게 큰 문제로 등장하고 있으며 나아가 건강한 사회를 이룩하는데 많은 장애가 되고 있다.  특히, 기억력의 감퇴는 노인층 뿐만아니라 복잡한 현대생활에서 활동하는 청년에게 있어서도 정상적인 사회생활을 하는데 지장을 초래하고 있는 실정이다. 또한 학습활동이 왕성한 학생들은 개인주의적이고 물질위주의 사회에서 필연적으로 초래된 불안, 초조, 집중력 저하등으로 학습능력이 크게 저하되고 있다고 하겠다. 이에 따라 새로운 뇌기능 증진제의 개발 필요성이 대두되고 있으며 국민의 정신보건 향상이라는 측면에서 국가적으로도 큰 관심과 함께 많은 노력을 기울이고 있다. 최근 정부에서는 국가적 차원에서 뇌에 관한 연구를 체계적으로 지원하기 위하여 세계 최초로 뇌연구촉진법을 제정하였으며 앞으로 그 성과에 비상한 관심이 집중되고 있다. 이러한 시점에서 우리의 전통 한약재를 바탕으로 한 새로운 형태의 뇌기능 건강보조제를 개발한다면 국민의 정신건강 증진은 물론 관련 국내산업의 발달에 크게 기여할 수 있을 것으로 생각된다.  본 과제의 최종목표는 기억과 학습을 향상시킬 수 있는 새로운 음료식품을 전통 한약재로부터 개발하여 국민의 뇌건강을 보호하고 나아가 국가경제 발달에도 기여하고자 함에 있다.

2. 기술개발 내용 및 결과

2.1 기술개발 내용

참여기업은 그 동안 천연물질을 사용한 다양한 건강보조제를 개발, 판매하여 국민건강에 많은 역할을 해 왔으며 최근에는 그 동안의 경험을 바탕으로 기억증진과 학습향상을 위한 새로운 형태의 건강보조제를 개발하고자 연구를 진행하여 왔다. 우리의 전통 한약재는 오래전부터 사용되어 온 민간요법의 핵심을 이루고 있으며 이러한 약재중에서 건망, 기억력 증진, 불안, 초조, 安神등의 목적으로 사용되고 있는 6종의 약재 (미공개)를 선별하여 지금까지 개발되지 않은 새로운 형태의 뇌기능 건강보조제를 제조하였다. 그러나 이 건강보조제의 효과를 높일 수 있는 방법을 계속 연구하는 과정에서 기억과 학습에 큰 효과를 나타내는 것으로 널리 알려진 DHA (docosahexaenoic acid)를 첨가하고자 계획하였다. 일반적으로 약물은 다양한 형태로 제제화할 수 있으나 드링크와 같은 음용법이 가장 간단하므로 DHA를 물에 용해시켜 한약재 엑기스와 함께 혼합하는 것이 이상적이라고 할 수 있다. 그러나 이 DHA는 물에 녹지 않으므로 물에 녹으면서도 약효에는 전혀 변화를 주지 않는 수용성 DHA의 제조가 제품개발 과정에서의 애로기술로 등장하였다.

지금까지의 실험은 우선 한약재 단독사용시의 효과와 수용성 DHA 혼합약재 사용시의 효과를 비교, 검토하였다. 활성비교시험은 학습과 기억에 중요한 영향을 미칠 것으로 예상되는 항산화활성 및 신경안정효과 검색을 먼저 실시하였다.

2.2 기술개발 결과

(1) 지질과산화 억제효과

지질과산화는 세포막의 손상을 초래하므로 지질과산화 억제활성은 뇌세포 손상을 방지하여 기억력을 유지시켜 주는데 중요한 역할을 할 수 있다. 한약재 단독시료와 DHA Na salt 혼합시료를 용량별로 첨가하여 지질과산화 억제효과를 본 결과를 표 1에 나타내었다.

먼저 혼합시료의 지질과산화 억제효과를 보면, 0.5mg/ml (이중에 DHA Na salt 0.1mg 포함)에서 5.0mg/ml 까지 용량을 증가시켰을 때, 효과가 증가하는 경향을 나타내었는데 5.0mg/ml에서는 대조군에 비해 48.44%로 그 효과가 우수하였다. 그러나 10.0mg/ml의 높은 농도에서는 오히려 효과가 크게 감소하였으므로 유효한 농도는 최대 5.0mg/ml가 될 것으로 예측되었다. 다음으로 한약재 단독투여시의 효과를 보면 0.5mg/ml에서 54.69%의 억제효과를 나타내어 혼합약재보다 오히려 효과가 더 좋은 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 지질과산화 억제효과 측면에서는 혼합약재보다는 단독약재가 더 우수하며 따라서 DHA Na salt 첨가로 인한 효과상승은 기대할 수 없었다. 더욱이 단독약재 0.5mg/ml에서의 지질과산화 억제효과는 같은 용량에서의 천연 항산화제인 tocopherol과 거의 비슷하여 매우 우수한 효과를 보여주었다.

표 1. Effect of Composite Oriental Drug and its Mixture

with DHA Na salt on Lipid Peroxidation.

S + DHANa (mg/ml)1)          % Lipid peroxidation2)

control                              0

0.5                           35.94±4.23

1.0                           45.31±4.44

5.0                           48.44±4.72

10.0                           17.19±1.88

S (mg/ml)

0.5                           54.69±5.25

10.0                           46.88±3.46

□-Tocopherol                     56.25±3.57

1) S: Composite drug, DHANa: sodium salt of DHA

2) Mean±S.D. for three experiments

(2) DPPH radical 소거효과

라디칼은 세포막의 지질과산화를 유발하는 유해한 물질로 알려져 있다. 한약재 단독시료와 DHA Na salt 혼합시료를 용량별로 첨가하여 DPPH radical소거효과 (scavenging effect)를 본 결과를 표 2에 나타내었다.

먼저 혼합약재의 라디칼 억제효과를 보면, 0.5mg/ml (이중에 DHA Na salt 0.1mg 포함)에서 10mg/ml 까지 용량을 증가시켰을 때, 효과가 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나 10mg/ml의 농도에서도 억제효과가 15.43%로 나타나 시료 한약재의 라디칼 소거효과는 비교적 약한 것으로 나타났다. 그리고 이러한 효과는 한약재 단독투여시의 효과와 거의 차이가 없었다. 따라서 본 시료약재는 라디칼 억제효과 측면에서는 유효한 효과를 인정할 수 없었다.

표 2. Effect of Composite Oriental Drug and its Mixture

with DHA Na salt on DPPH Radical Scavenging Activity.

S + DHANa (mg/ml)1)             % Inhinbition2)

control                              0

0.5                           1.23±0.18

1.0                           2.47±0.56

5.0                           8.64±1.98

10.0                          15.43±3.13

S (mg/ml)

0.5                           1.23±0.20

10.0                          14.20±2.78

1) S: Composite drug, DHANa: sodium salt of DHA

2) Mean±S.D. for three experiments

(3) GABA-T 억제효과

GABA-T는 억제성 신경전달물질인 GABA(□-aminobutyric acid)를 분해하는 효소로 신경안정과 밀접한 관련에 있다. 먼저 혼합시료의 GABA-T 억제효과를 보면, 0.5mg/ml 에서 10mg/ml 까지 용량을 증가시켰을 때, 효과가 증가하는 경향을 나타내었는데 특히, 10mg/ml에서는 44.58%로 그 효과가 우수하였다 (표 3). 이러한 효과는 같은 농도에서 한약재 단독투여시 보다 효과가 더 좋은 것으로 나타나 신경안정효과는 DHA의 Na 염을 병용하는 것이 보다 효과적인 것으로 분석된다.

표 3. Effect of Composite Oriental Drug and its Mixture

with DHA Na salt on GABA-T Activity.

S + DHANa (mg/ml)1)             % Inhinbition2)

control                             0

0.5                          11.03±1.18

1.0                          12.34±1.06

5.0                          28.54±3.66

10.0                          44.58±5.22

S (mg/ml)

0.5                           8.18±2.34

10.0                          34.10±4.21

1) S: Composite drug, DHANa: sodium salt of DHA

2) Mean±S.D. for three experiments

(3) MAO 억제효과

MAO(monoamine oxidase)는 dopamine등의 monoamine을 분해하는 효소로 우울증등과 관련된 신경전달효소이다. 먼저 혼합시료의 MAO 억제효과를 보면, 0.5mg/ml 에서 10mg/ml 까지 용량을 증가시켰을 때, 효과가 증가하는 경향을 나타내었다 (표 4). 그러나 이러한 효과는 같은 농도에서 한약재 단독투여시와 큰 효과차이는 없어 DHA의 Na 염이 우울증등을 완화시키는 효과는 미약한 것으로 분석된다.

표 4. Effect of Composite Oriental Drug and its Mixture

with DHA Na salt on MAO Activity.

S + DHANa (mg/ml)1)             % Inhinbition2)

control                             0

0.5                           5.34±0.87

1.0                           7.58±1.14

5.0                          10.26±1.43

10.0                          25.68±2.32

S (mg/ml)

0.5                           4.18±0.54

10.0                          22.55±3.02

1) S: Composite drug, DHANa: sodium salt of DHA

2) Mean±S.D. for three experiments

3. 결론

지금까지의 중간연구 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.

(1) 지질과산화 억제효과는 수용성 DHA 염을 함유한 혼합약재보다는 염을 함유하지 않은 단독 한약재가 더 우수하였다.

(2) 라디칼 소거효과에서는 단독약재, 혼합약재 모두 좋은 효과가 관찰되지 않았다.

(3) GABA-T 억제효과는 수용성 DHA염을 함유한 혼합약재가 우수하였으며 그 효과는 단독약재보다 강하였다.

(4) MAO 억제효과는 수용성 DHA염을 함유한 혼합약재가 우수하였으며 그 효과는 단독약재보다 약간 더 강하였다.