KR970005835B1

KR970005835B1 - 단쇄일, 불포화 지방산을 함유하는 식품 및 약제학적 조성물 및 이의 사용방법

Info

Publication number: KR970005835B1
Application number: KR1019930700128A
Authority: KR
Inventors: 디. 브릴하트 도날드; 엘. 마우러 제랄드
Original assignee: 리포테크 파트너즈 리미티드 파트너쉽; 브루스 에이. 마벡
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1997-04-21
Anticipated expiration: 2011-07-01
Also published as: EP0539448B1; ATE129894T1; CA2086247C; AU653353B2; ZA914936B; DK0539448T3; CA2086247A1; DE69114498T2; DE69114498D1; WO1992001450A1; MX9100229A; AU8236591A; JPH05508854A; US5198250A; EP0539448A1; JP2706569B2

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

단쇄일, 불포화 지방산을 함유하는 식품 및 약제학적 조성물 및 이의 사용방법

[발명의 상세한 설명]

[발명의 분야]

본 발명은 조성물을 투여할 유기체의 조직내에서 지방산의 함량을 증가시키기에 충분한 양의 단쇄 일불포화 지방산 또는 이의 유도체를 함유하는 식품 또는 약제학적 조성물에 관한 것이다.

[발명의 배경]

사람 및 다른 동물의 식이에 존재하는 지방산의 화학적 특성 및 양은 건강면에서 중요성을 갖는 것으로 알려졌다. 식이지질의 해로운 영향에 대한 주요 관심은 주로 콜레스테롤에 대해 집중되어 왔지만, 지방산 및 이의 트리글리세라이드의 생화학적 특성은 아테롬성 동맥경화증 및 심장 질환과 같은 퇴행성 상태를 약화시키는 데에 있어서 큰 중요성을 지닌다. 지질 흡수 및 작용을 간단히 재검토하면, 식이 지방산 조성, 간기능, 지질대사 및 아테롬성 동맥경화증의 약화간의 상호 관련성을 이해하는데에 도움이 된다.

A. 지방단백질의 생화학

간은 지질의 저장, 합성 및 대사적 변형에서 중심 역할을 지닌다. 간의 하나의 주요 기능은 혈장에서 불용성인 트리글리세라이드 및 콜레스테롤을 포장하여 혈류로 운반될 수 있는 지방단백질이라 칭하는 입자로 되게 하는 것이다. 간은 지방단백질을 분비하며, 또한 지방단백질이 이의 지질 부분을 말초 조직과 교환한 후에 이를 재흡수한다.

주요 4개의 부류의 지방단백질이 공지되어 있다. 이들 모두는 인지질, 콜레스테롤 및 유도 지방단백질의 양극성 표면층으로 둘러쌓인 중성 지질(트리글리세라이드 및/또는 콜레스테릴 에스테르)의 오일드롬(oildrop)코어를 지닌다. 오일드롬코어가 클수록, 지방단백질 입자는 덜 조밀해진다. 크기가 감소하는 순서로, 4개 부류는 다음과 같다:

(1)간 보다는 소장에서 분비되고, 식이 지방으로 부터 흡수된 트리클리세라이드로 주로 이루어진 유미지립;

(2)간에서 분비되고 주로 트리클리세라이드를 함유하는 극저밀도 지방단백질(VLDL);

(3)VLDL잔류물로부터 간에서 생성되고, 트리글리세라이드 보다는 주로 콜레스테릴 에스테르를 함유하는 저밀도 지방단백질(LDL);

(4) 간에서 인지질-풍부 원판상 입자로서 분비되나, 말단조직으로부터 콜레스테롤을 제거함으로써 지질코어를 발달시키는 고밀도 지방단백질(HDL).

1. 유미지립

유미지립은 지방식후 짧은 기간 동안만 혈장에서 존속한다. 이들은 근육의 모세혈관상 및 지방조직에서 효소지방단백질 리파아제(LpL)(이는 모세관의 내부의 내피세포의 표면에 결합된다)에 의해 물질대사된다. LpL은 유리 지방산을 방출하는 유미지립의 트리글리세라이드 코어를 가수분해한다. 지방산의 약간은 인접 근육 및 지방 세포로 즉시 도입되나, 나머지는 순환 단백질 알부민에 결합된 혈장중에서 운반된다. 알부민 -결합 유리 지방산의 큰 분획(약1/3)은 간에서 흡수되고, 또 다른 약1/3은 골결근에서 흡수되며, 나머지는 기타 조직, 특히 심근층에서 흡수된다[참조 : Schiff,, Ch. 22, Fatty Liver, p.824]. 결론적으로, 심장, 간 및 지방조직에서 축적된 지방산은 적어도 부분적으로는 식이 지방의 조성을 반영한다.

트리글리세라이드 코어의 지방분해 후에 존재하는 유미지립 잔류물은 식이 콜레스테롤로부터 유도된 콜레스테릴에스테르를 보유한다. 유미지립 잔류물은 간에 의한 순환으로부터 재거되고, 이로인해 간은 식이로부터 유도된 콜레스테롤 및 이의 에스테르에 대한 저장소가 된다.

2. 극저밀도 지방단백질

유미지립 지방분해에 의해 식이로부터 유리된 지방산을 축적하는 간 세포는 이들 지방산을 VLDL내의 트리글리세라이드의 형태로 재분비한다. 음식 섭취후의 수 시간 이상내에 혈류에서 발견되는 거의 대부분의 트리글리세라이드는 VLDL에 존재하므로; 단식시의 혈장 트리글리세라이드 농도의 측정은 VLDL의 간접적인 측정이다. 간에서 분비되는 VLDL은 주로 트리글리세라이드로 이루어진다. 유미지립에 대해 측정한 바와 같이, VLDL의 트리글리세라이드는 LpL에 의해 지방분해되어, VLDL잔류물로 칭해지는 휠씬 더 작은 입자를 생성한다. VLDL의 부분적 또는 광범위한 지방분해로 생성된 중간 밀도 입자 및 VLDL잔류물은 HDL로부터 콜레스테릴 에스테르를 수용할 수 있다. 그러므로, 시간이 경과하면 이들 지방분해된 VLDL은 콜레스테롤이 풍부해진다. 간은 순환으로부터 VLDL잔류물의 약간을 제거하고, 나머지는 간에 의해 LDL로 전환된다.

3. 저밀도 지방단백질 및 아테롬성동맥경화증

생성된 LDL은 이의 VLDL전구체와 두가지 중요한 관점에서 상이하다: 첫째로, 이들은 입자 크기가 휠씬 더 작고; 둘째로, 이들은 트리글리세라이드보다는 콜레스테릴 에스테르를 거의 건적으로 함유한다. 이러한 차이점으로, LDL은 동맥벽내에 형성된 아테롬성 동맥경화증성 반점의 주요 성분인 에스테르화된 콜레스테롤의 주요 공급원이 된다. LDL입자는 동맥 내부의 내피세포사이를 통과하기에 충분히 작고, 이로 인해 이들은 동맥벽으로 침투할 수 있다. LDL은 동맥벽의 세포 및 연결조직에 특정 민감성 부위에서 결합되는 것으로 나타난다. 종종, 이들 결합된 LDL은 대식세포로 칭하는 면역 시스템 식세포에 의해 포획된다. 콜레스테릴 에스테르-함유 LDL입자(발포제 세포)를 포획한 대식세포는 아테롬성 동맥경화증성 반점 형성에 있어서 주요 중간체를 구성한다. 평활근 세포가 상해 부위주위에서 증식하기 시작하고, 연결 조직은 종종이 부위내에서 동화되나, 이와 관련된 포말 세포에 부착된 콜레스테롤은 발달 반점의 중심코어를 형성한다.

또한, 죽종은 석회화될 수 있다. 칼슘침착물은 경수(Ca⁺²-풍부)와 지방산 음이온과의 반응으로 생성된 비누부사와 유사한, 지방산의 불용성칼슘염 형태이다. 지방산성분은 주로 고-융점, 장쇄 포화 팔미테이트(C16 : 0) 및 스테아레이트(C18 : 0)이다. 다중불포화 지방산 성분이 또한 존재할 수 있다. 이들은 가교-결합 반응을 행하여, 크고 공유결합된 착화합물을 생성시킬수 있다.

아테롬성 동맥경화증은 동맥 벽을 약화시키고, 혈관내의 혈액의 유로를 좁힌다. 아테롬성 동맥경화증 장애는 종종 특히 관상동맥에 나타나고, 관상동맥성 심장병을 유발시킨다. 반점의 크기가 증가될때, 관상동맥은 완전히 차단될 수 있고; 이러한 현상이 일어나면, 심장 근육은 혈액으로부터 산소를 빼앗기므로 환자는 심장 마비 또는 심근경색증을 일으킨다.

관상동맥성 심장의 위험은 LDL콜레스테롤의 혈장 농도가 증가할때 극적으로 증가한다. 따라서, LDL콜레스테롤 농도를 저하시키는 방법의 개발은 의학 연구의 주요 관심사가 되었다. 음식의 콜레스테롤 흡수를 감소시키는 직접적인 접근은 2가지의 제한이 따른다. 첫째는, 콜레스테롤이 모든 동물 지방에 존재하고, 대다수의 미국인이 그들의 기호식을 포기하기를 원하지않는다는 점이다. 둘째는, 간 및 기타의 조직이 식이공급이 부적절할 경우 콜레스테롤을 새로이 합성한다는 점이다.

콜레스테롤은 세포막의 필수 성분일 뿐만 아니라 담즙산 및 스테로이드와 같은 대사적으로 중요한 화합물의 필수전구체이다. 세포는 특정 LDL수용체를 통해 LDL입자를 흡수함으로써 필요 콜레스테롤의 보충량을 얻는다. LDL수용체의 활성은 보다 많은 콜레스테롤에 대한 세포의 필요에 따라 변화한다. 말초 세포 및 간 세포 모두가 수용체 메카니즘을 통해 LDL을 흡수한다. 그러나, 다른 세포와는 다르게, 간 세포는 콜레스테롤을 분비하고, 대사적으로 변형시킴으로써, 이를 신체로부터 제거한다. 이렇게 하여, LDL수용체 활성이 낮을때, LDL입자가 이들이 VLDL잔류물로부터 생성되는 만큼 빠르게 순환으로 부터 제거되지 않으므로 혈장 LDL콜레스테롤 농도는 증가할 것으로 예상할 수 있다. 이러한 효과는 간이 동일한 LDL수용체를 통한 순환으로 부터 VLDL잔류물을 제거하고; LDL수용체 활성이 낮을때, VLDL잔류물의 보다 작은 분획이 분해되고, 결과적으로 보다 많은 잔류물이 LDL입자로 전환된다는 사실로 부터 강조된다. 이렇게 하여 LDL수용체 하향-조절은 LDL입자 생성 속도가 증가하는 동시에 LDL정화치를 감소시킨다. 이러한 이중 메카니즘의 결과는 LDL수용체 활성이 감소할때 콜레스테롤 농도가 현저하게 상승한다는 것이다.

4. 고밀도 지방단백질 및 아테롬성 동맥경화증

LDL이 콜레스테롤의 공급원이고 유해한 동맥경화증유발효과를 지니지 않는 반면, HDL은 말초 조직으로부터 과량의 콜레스테롤을 제거하고 아테롬성동맥경화증을 유발시키지 않도록 보호한다. 높은 혈장 HDL농도는 관상동맥성 심장병에 대한 부정적인 위험 인자이므로, 상당히 유리한 것으로 생각된다. 간은 주요 지질 부류가 포스파티딜콜린과 같은 인지질인 미성숙 HDL을 편평한 원반형 입자의 형태로 분비한다. 이들 인지질은 글리세롤 주쇄상의 세번째 위치에서 포스페이트 에스테르를 지닌 2개의 지방산 글리세릴 에스테르로 이루어진다. 기타의 세포에 존재하는 과량의 콜레스테롤은 HDL로 변형된다. 시간이 경과함에 따라, HDL입자는 콜레스테릴 에스테르의 핵을 발전시켜 보다 구형의 형태를 취한다. HDL내의 콜레스테릴 에스테르의 누적은 혈장 효소 레시틴 : 콜레스테롤 아실 트랜스퍼라아제(LCAT)(이는 말초 세포로부터 제거된 콜레스테롤을 에스테르화 한다)의 도움을 필요로 한다. HDL은 궁극적으로 이의 콜레스테릴 에스테르 축적물을 VLDL의 지방분해에 의해 생성된 VLDL잔류물 또는 중간밀도 입자로 변형시킨다. 상기 지시한 바와 같이, 콜레스테릴 에스테르가 풍부한 VLDL잔류물은 간 세포에 의해 흡수되거나 LDL로 전환된다. VLDL콜레스테롤이 간 세포에 의해 흡수될 경우, VLDL콜레스테롤은 담즙산으로 대사적으로 변형될 수 있거나, 직접 담즙으로 분비된다. 이 콜레스테롤이 LDL로 혼입될 경우, 이는 말초 세포에 의한 재사용을 위해 유용하게 될 것이다. 이렇게 하여, HDL이 간과 말초 세포사이의 콜레스테롤의 순환을 완결시키고, 신체로부터 담즙으로의 분비를 통해 콜레스테롤이 제거되는데 기여한다.

HDL로 부터의 또 하나의 가능한 잇점은 이미 존재하는 죽종으로부터 콜레스테롤을 제거할 수 있고, 이로 인해 아테롬성 동맥경화증성 반점을 축소시키거나 전환시킨다. 이러한 효과는 직접 입증되지 않았으나, 상승한 HDL농도의 존재하에서 죽종전환성의 간접적인 증거는 이러한 결론을 지지한다. 어떠한 경우에서, 상승된 HDL농도는 관상동맥성 심장병 및 기타 아테롬성동맥경화증 관련 질환이 유발되지 않도록 보호하는 것으로 임상적으로 나타난다[참조 : Cotran, Kumer and Robbins,(4th ed. 1989)].

B. 지질 대사 및 병리학

상기의 논의가 지시하는 바와 같이, 같은 식이 지질소비를 순환 지질 농도 및 지질에 대한 대사적 필요에 따라 조절하는데에 중요한 역할을 한다. 과량의 식이 지질 및 열량흡수는 간에서 트리글리세라이드의 불규칙적이고 전-병리학적인 축적을 유발시킬 수 있다. 간 트리글리세라이드 축적률은 인슐린 및 글루코오즈 뿐만 아니라 유리 지방산 성분의 혈장 농도에 의해 영향 받고; 차례로, 간에 의한 지방산 활용은 글루코오즈 및 인슐린 농도 모두에 영향을 미친다. 유리 지방산을 순환계로 높은 속도로 방출함과 동시에 일어나는 비만은 인슐린-저항성(유형Ⅱ 또는 성인-초기)당뇨병의 전개에 주요 소인이다. 높은 혈장 지방산 농도 및 간에서의 지방 축적 사이, 및 지질활용성 및 초기 당뇨병 사이의 이러한 관계는 본 발견에 매우 관련이 있다.

혈청에서의 유리 지방산의 상승된 농도는 말초 지방침착을 감소시키기 위한 지방세포내의 활성 지방분해 또는 LpL에 의한 혈장 VLDL 및 유미지립의 활성 지방분해를 반영한다. 높은 식이 지방 소비로 인해 이러한 식이 지방으로 부터 생성된 유미지립이 상승된 속도로 지방분해된다. 지방 조직에 저장된 다량의 트리글리세라이드는 또한 지방세포내의 지방 분해 속도를 증가시킨다. 방출된 유리 지방산은 특히 간 세포에 의한 에너지원으로서의 글루코오즈에 대한 대체물로서 사용된다. 세포가 그만큼의 글루코오즈를 흡수하지 않으므로 결과적으로 혈청 글루코오즈 농도는 상승된다. 이어서 췌장은 보다 많은 인슐린을 분비하여 글루코오즈 흡수율을 증가시킨다. 세포가 과량의 인슐린 분비에 오랜 시간 동안 노출된 후, 세포는 유형Ⅱ 당뇨병의 인슐린 저항성을 발달시킨다. 이렇게 하여 순환지방산은 비만, 식이 지방 및 인슐린 저항성 당뇨병의 개시사이의 관련성을 제공한다.

식이 지방 소비 및/또는 지방 질량이 높을 때, 에너지원으로 이 지방을 대사시키거나 이들을 새로운 VLDL로서 분비하는 것 이상으로 유리지방산이 간으로 유입된다.

결과적으로, 트리글리세라이드는 간세포내의 소포내에 축적되기 시작한다. 다수의 세포내 트리글리세라이드 소포는 궁극적으로는 응집되어 광현미경 검사법으로 관찰 가능한 지방구(fatglobule)를 생성시킬수 있다. 이러한 큰 세포내 지방구는 간세포 손상 및 기능장해를 유발시킬수 있고 현미경 검사법으로 관찰 가능한 지방선조(이러한 상태는 종종 지방간으로 칭한다)로 진척될 수 있다[참조 : Schiff,, 상기참조].

C. 식이 지질 구조 및 병리학

불포화 지방산은 아실 탄화수소 쇄를 따라 1개 이상의 위치에서 비닐계 또는 탄소-탄소 이중 결합을 갖는다. 하기에는 지방산 구조는 Cx : yn-a(여기에서 Cx는 탄소수 x의 지방 아실그룹이고; y는 아실 쇄에서 탄소-탄소 이중 결합의 수이며; n-a는 가장 멀리 떨어진 이중 결합이 최종 메틸 말단으로 부터 세었을 때 a번째 탄소상에서 끝남을 지시한다)와 같은 표시법으로 나타낼 것이다. 자연 발생 지방산은 거의 전적으로 시스 배열이고, 불포화 지방산에 관한 모든 추가의 언급은 별 다른 지시가 없는 한 시스 이성체를 나타낼 것이다.

혈장 콜레스테롤 농도를 감소시키기 위한 하나의 확립된 시도는 다중불포화 지방산(PUFA)유도체와 같은 식이 트리글리세라이드의 다수 비율을 소모하는 것이다. 가장 널리 생성되는 식이 PUFA는 리놀레산(C18 : 2n-6 또는 9,12-옥타테카디엔산)(이는 옥수수, 장유 및 잇꽃 식물성 유의 자방산 트리글리세라이드반 이상을 구성한다)이다.

PUFA의 콜레스테롤 저하 활성은 증가된 LDL수용체 활성으로 부터 기인된다고생각된다[참조 : Spady Dietschy, 82 Proc. Nat. Acad. Sci. USA 4576(1985)]. 식이 포화 지방산이 PUFA로 대체될 때 이러한 혈장 LDL콜레스테롤 농도의 잘 확립된 저하는 요리 및 식품 제형에서 동물성 지방대신 널리 다양한 식물성유를 사용하는 이론적 근거를 제공한다. 미합중국 심장 협회(American Heart Association)는 그의 제Ⅰ 및 제II단계 추천 규정식(Phase I and Phase II Recommended Diet)에서 일반대중에게 콜레스테롤농도를 저하시킬 목적으로 대량의 식이 조절의 부분으로서 PUFA의 사용을 입증하였다[참조 : S.M Grundy, Disorders of Lipids and Lipoproteins, in, Stein, ed. 2035, 2046(2nd ed. 1987)].

그러나, PUFA는 이로운 결과 뿐만 아니라 상당히 유해한 건강 결과를 초래한다. PUFA의 수개의 부정적인 영향은 유리 라디칼 메카니즘을 통한 증가된 반응 속도에 기인 할 수 있다[참조 : B. Halliwell and J. Gutteridge, Lipid Peroxidation, Ch. 4 in(2nd ed.1989)]. PUFA는 리놀레산의 9,12디엔 구조에 의해 예시된 바와 같이 메틸레나 탄소에 의해 분리된 2개의 비닐그룹을 갖는다. 브릿지 메틸렌 탄소(예를 들어, 리놀레산의 C11)은 인접 비닐 그룹 둘 다에 의해 유리-라디칼 치환 반응방향으로 활성화된다. 결과적으로, 이 메틸렌 탄소는 유리라디칼 반응에서, 메틸렌과 단지 단독의 비닐 그룹과의 반응에서보다 10 내지 20배 보다 용이하게 반응한다. 과산화 및 가교결합 반응에 대한 민감성으로 인해 PUFA는 조직 노화 및 종양발생과 같은 수개의 바람직하지 못한 단계에 관련된다. PUFA는 사람장암의 개시를 증가시키는데, 면역 시스템의 억압시에, 콜리스테롤 담석의 위험성의 증가 및 동맥 벽내에포획된 LDL의 산화 촉진시에 관련되어 왔다.

또한, PUFA는 해로운 LDL콜레스테롤의 농도 뿐만 아니라, 이로운 HDL콜레스테롤 농도도 저하기킨다. 높은 HDL농도가 아테롬성 동맥경화증이 유발되지 않도록 보호하므로, PUFA의 HDL-감소 효과는 이들을 포화 지방산 보다 더욱 동맥경화증 유발성이 되게 한다.

이러한 PUFA의 결점으로 인해, 몇몇 조사자는 일불포화지방산(MUFA)의 사용을 주장하였다. 특히, 올레산(C18 : 1n-9)이 PUFA를 대체하는 비동맥경화증 유발성 대체물로 제안되었다. 올레산은 올리브유의 주요 성분이고, 몇몇의 역학적 증거는 올리브유 소비가 큰 지중해 지역 대중에서 아테롬성 동맥경화증 및 관련되 심장 질환의 발병률이 감소되었음을 제안한다. 올레산 대 리놀레산 또는 포화 지방을 비교한 조절된 인간 급식연구에서, 올레산은 대략 리놀레산 만큼 혈청 LDL콜레스테롤을 저하시킨다는 것이 나타난다. 그러나, 리놀레산과는 다르게, 올레산은 HDL콜레스테롤 농도를 감소시키지는 않는다. 올레산의 이러한 보고된 HDL보전 효과를 근거로 하여, 몇몇 연구가는 올레산이 음식 지방의 주유 공급원이 되어야 하며, 리놀레산은 섭취를 제한하여야 한다고 주장하였다. [참조 : S.M.Grundy, Monounsaturated Fatty Acids and Cholesterol Metabolism : Implications for Dietary Recommendations, 119 J. Nutrition 529-533(1989)].

C16 : 1 MUFA의 특수 유형에 대한 의학적 특성이 또한 주장되어 왔다. 이와무라(Iwamura)등의 미합중국 특허 제4,239,756호에는 당뇨병의 치료방법 또는 지질 대사의 개선방법에서 팔미톨레산의 위치 및 기하이성체인 화합물을 사용하는 것이 기술되어 있다. 이 방법은 구조식 H₃C-(CH₂)n-CH=CH-COOH(여기에서, n은 10, 12, 14 또는 16이다)의 α, β-불포화지방산의 경구 또는 비경구 투여를 포함한다. 그러므로, 기술된 기방산은 C14 : 1n-12, C16 : 1n-14, C18 : 1n-16 및 C20 : 1n-18)이다.

[발명의 요약]

본 발명은 체형화되어 팔미톨레산(핵사데센산)(C16 : 1n-7) 및 이의 위치 이성체 C16 : 1n-6, C16 : 1n-5, C16 : 1n-4 및 C16 : 1n-3, 미리스톨레산(테트라데센산)(C14 : 1n-5) 및 이의 위치 이성체 C14 : 1n-4 및 C14 : 1n-3 및 라우톨레산(도데센산)(C12 : 1n-3) 또는 이의 혼합물 중에서 선택된 상승된 농도의 MUFA를 유리산, 이의염 또는 에스테르로서 함유하는 조성물을 포함한다. 하기에, 상기한 MUFA는 때때로 단쇄 MUFA로 칭하로 이를 함유하는 조성물을 DBD조성물로서 칭한다. DBD조성물은 제조 식품, 비-자연 발생 식품 성분, 식품 보조제 또는 약물을 포함할 수 있다. 상기한 조성물에서 단쇄 MUFA의 농도는 당해 조성물이 규칙적으로 투여되는 동물에서 지질 또는 글루코오즈의 대사과정에 유리한 개선점을 제공하기에 충분히 높다.

본 발명에 의해 얻어지는 지질 대사 과정에서의 유리한 개선점은 다양한 조직에서 상이한 효과에 의해 입증된다. 일반적으로, 지질의 대사 과정은 대사 경로에서 소정의 또는 모든 단계를 포함할 수 있다 : 이에는 음식 급원, 가수분해, 기타의 지질종을 생성하기 위한 지방산의 에스테르화, 지질의 지방단백질로의 포장, 지질 수송, 조직에서의 지질 저장, 지질 또는 지방단백질 세포 흡수, 지질 합성, 효소적 조절 및 이화작용 및 동맥, 간 또는 기타 부위에서의 병리학적 지질 침착이 포함된다.

간에서, 본 발명의 조성물은 지방 침착물을 방지시키거나 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 이러한 침착은 고지방 또는 고탄수화물(이는 고알콜을 포함한다) 식이를 섭취한 동물에서, 및 또한 할로겐화 탄화수소와 같은 간 독소에 노출된 동물에서 일어난다.

본 발명을 지지하는 실험에서, 지방산 침착물은 고지방 올리브유 또는 포회 지방 식이 조성물을 투여한 동물로부터 간조직을 현미경 검사하였을 때 나타나나, 놀랍게도, 다량의 단쇄 MUFA트리글리세라이드를 함유하는 상기와 동일한 고지방 식이 조성물을 투여한 동물에서는 나타나지 않는다.

심장에서, 본 발명의 조성물은 심장 조직내에서 팔미톨레산 또는 이의 에스테르의 농도를 증가시키거나, 예기치않게 포화 지방산 또는 이의 에스테르 농도는 저하시키는 것으로 밝혀졌다. 상기의 연구가 주장하는 바와 같이 [참조 : 63 Amer. J. Cardiology 269, 1989, 하기참조], 증가된 팔미톨레산 및 저하된 포화 지방산 농도는 뇌실 부정맥이 일어나지 않도록 하는 보호효과와 관련이 있다. 그러나, 선행 연구는 심장 조직내에서 상기한 팔미톨레산 및 포화 지방산 농도가 바람직하게 조절되는 방법을 입증하지 않았다. 본 발명은 다량의 단쇄 MUFA트리글리세라이드를 함유하는 조성물을 투여함으로써 두가지 개선점을 얻는다.

혈액에서, 본 발명의 조성물은, 식이에서 단쇄 MUFA를 포화 지방산 또는 단쇄 MUFA가 아닌 불포화 지방산으로 대체시켰을때 얻어지는 혈장 LDL농도에 비해, 혈장 LDL농도를 보다 더 낮춘다는 것이 밝혀졌다. 본 발명의 조성물은 또한, 식이에서 단쇄 MUFA를 포화 지방산으로 대체시켰을때 얻어지는 혈장 HDL농도에 비해, 혈장 HDL농도를 증가시킨다. 순환계내에서 혈장 LDL농도의 저하 및 HDL농도의 증가, 및 HDL/LDL비의 증가는 아테롬성 동맥경화증 및 관상동맥성 심장병을 방지하는 데에 유용하다.

지방조직에서, 본 발명의 조성물은 지방 조직 단위 중량당의 트리글리세라이드 함량을 저하시키는 것으로 밝혀졌다. 이는 세포 대사 작용과 관련된 단백질, 탄화수소, 핵산 및 세포액과 같은 기타 조직 성분이 증가하고; 트리글리세라이드를 함유하는 각각의 지방세포의 비율은 감소한다는 것을 의미한다. 감소된 세포내 트리글리세라이드 침착물은, 동물에게 다량의 단쇄 MUFA트리글리세라이드를 함유하는 식이 조성물을 투여하였을때 지방 조직으로부터 트리글리세라이드가 보다 용이하게 가수분해된다는 것을 지시한다.

글루코오즈의 대사 과정에서의 유리한 개선점을 인슐린-저항성 동물에서 비정상적으로 상승된 혈청 글루코오즈농도를 저하시킴으로써 본 발명에 의해 이루어진다. 인슐린-저항성이 증가된 글루코오즈 농축물은 살찌고 과량의 열량을 섭취한 동물에서 나타난다. 사람에게, 이러한 상태는 유형Ⅱ 당뇨병으로 공지되어 있다. 본 발명을 지지하는 실험에서, 본 발명자는 과량의 열량을 섭취한 살찐 동물에게조차도, 다량의 단쇄 MUFA 트리글리세라이드를 함유하는 식이 조성물을 투여함으로써, 혈청 글루코오즈 농도가 정상이 될 수 있다는 것을 주장한다.

본 발명의 조성물은 식이 또는 약제학적 조성물의 지방산함량이 충분한 양의 단쇄 MUFA를 제공하도록 조절하거나 조정되도록 하는 식으로 제형화된다. 소정의 조성물에서 단쇄 MUFA의 충분량은 특히 바람직한 이로운 개선점을 얻기 위해 규칙적인 투여를 위해 요구되는 단쇄 MUFA의 총량에 대하여 결정한다.

본 발명은 이로운 개선점을 얻기 위해 상기 제형화된 조성물을 규칙적으로 또는 전신 투여하여야 함을 필요로한다. 상술된 단쇄 MUFA는 이를 투여할 동물의 구조적 지질에 혼입시킨다. 단쇄 MUFA를 소량씩 또는 긴 시간 간격을 두고 투여할 경우, 이들은 상기 구조적 지질에 존지하는 지방산의 상당한 부분이 되지는 않을 것이다. 이러한 결과로 유리한 개선점은 얻어질 수 없다.

[발명의 상세한 설명]

A. 발명의 이론

본 발명자는 이론에 의해 구속되지 않기를 바라며, 당해 연구를 수행하는데 지침이 되었던 가설의 간단한 서술이 본 발명자가 얻은 경험적 결과를 이해하는데에 도움이 될 것이라고 생각한다.

본 발명자는 지방산 및 이의 유도체의 용융 특성이 이들이 동맥경화증 유발성이 될 것인지 동맥경화증 비유발성이 될 것인지를 결정하는 데에 있어서 중요하다는 가설을 세웠다. 고체로부터 액체로의 상 전이 온도는 지방산 쇄의 점도를 나타낸다. 팔미트산(C16 : 0) 및 스테아르산(C18 : 0)트리글리세라이드와 같은 동맥경화증 유발성 포화 지방은 실온(약 25℃) 및 생리학적 온도(약 37℃)모두에서 고체이다. 동일한 길이의 아실쇄를 갖으나 1개 이상의 불포화(비닐계)결합을 갖는 트리글리세라이드는 이러한 온도에서 액체이다. 자연 발생 트리글리세라이드는 다양한 지질 종의 혼합물이고, 아실 쇄 길이 및 포화도면에서 모두 상이할 수 있는 수개 지방산의 에스테르를 함유한다. 고융점 및 저융점 지방 아실그룹의 상대적 비율은 혼합물의 용융 특성을 결정한다. 예를들어, 라드(돼지로부터의), 수지(소로부터의) 및 양지(양으로부터의)는 실온에서 고체인 지방이고, 이들 아실 그룹의 40 내지 50%는 포화 C16 : 0 및 C18 : 0이다. MUFA올레산(C18 : 1)은 이의 아실 함량 약 40 내지 50%로 구성되고, 대부분의 잔여분은 PUFA리놀레산(C18 : 2)이다. 반대로, 실온에서 액체인 대부분의 식물성유는 10 내지 20%만의 팔미트산 에스테르 및 스테아르산 에스테르를 지니며, 잔여분은 대부분이 불포화 올레산 에스테르 및 리놀레산 에스테르이다. 이들 식물성유의 낮은 동맥경화증 유발성은 이들의 낮은 융점과 매우 관련이 있다. 불행하게도, 다중불포화로 인해 식물성유의 유동성이 보다 커지고, 융점은 보다 낮아지며 동맥경화증 유발성은 보다 낮아지는 반면에, 또한 다중 불포화는 식물성유가 바람직하지 않게 가교결합 및 과산화되기 쉽게하여 잠행성 중합체를 형성시키는 원인이 된다.

일반적으로, 트리글리세라이드의 융점의 순서는 상응하는 인지질, 유리지방산 및 이로부터 유도된 산염의 융점을 반영한다. 가수분해에 의해 트리글리세라이드 공급원으로부터 유리된 유리지방산의 융점은 종종 트리글리세라이드를 특성화하기 위해 사용되고, 역가로서 공지되어 있다. 유리지방산 구조가 포화로 부터 불포화로 향할때 역가는 감소하고, 아실 쇄 길이가 보다 짧아질때 또한 역가가 감소한다. 비닐결합의 위치는 또한 불포화 지방산의 융점이 중요한 결정요인이며 : 즉, 이중 결합의 위치가 분자의 카복실 말단으로부터 멀리 이동할때 역가는 감소한다.

유사하게, 인지질의 용융 특성은 이들의 구성 지방산의 용융 경향을 반영한다. 예를 들어, 생리학적으로 중요한 인지질인 디팔미토일포스파티딜콜린(DPPC)의 고체로부터 액체로의 상 전이 온도는 약 41.5℃이며, 이는 DPPC로 부터 전적으로 만들어지 이중층 막이 생리학적 온도에서 고체상이라는 것을 의미한다. 중심아실 그룹을 올레산(C18 : 1)으로 대체하여 팔미토일올레오일포스파티딜콜린(POPC)을 제조할때, 상 전이온도는 0℃ 근처로 낮고, 이는 POPC막이 37℃에서 매우 유동성이라는 것을 의미한다. 이렇게 하여, 인지질에 불포화지방산을 혼입시키면, 생성된 이중층 막의 유동학적 특성은 현저하게 감소된다.

앞서 식이 MUFA로 부터 유도된 건강 잇점의 과학적 기초의 주장은 올레산의 경우에 대해서만 행하였으나, 기타 일불포화지방산도 또한 자연발생이다. 가장 보편적인 지방산은 11-에이코센산(C20 : 1n-9) 및 13-도코센산(C22 : 1n-9)이고, 이들 두 지방산은 조조바(jojoba) 및 평지씨와 같은 몇몇 지유종자식물에서 높은 농도로 발견된다. 더욱 짧은 쇄 MUFA 9-팔미톨레산(C16 : 1n-7)은 올리브유 및 목화씨 기름에서 미량 성분(약 2%)으로서 및 몇몇 기타 시판용으로 구입가능한 식물성 유에서 미량으로 존재한다. 팔미톨레산은 라드 및 수지와 같은 동물성지방 트리글리세라이드에서 다소 많은 양(5%이하)으로 및 정어리기름과 같은 몇몇 어유에서 더욱 많은 양으로 존재한다. 다음의 저급 동족체인 미리스톨레산(9-테트라데센산)(C14 : 1n-5)은 동물성지방 및 버터에서 소량 존재한다. 보다 더 저급의 동족체인 라우톨레산(9-도데센산)(C12 : 1n-3)은 천연 자원에서 소량 존재하거나 거의 존재하지 않는다.

단쇄 MUFA팔미톨레산, 테트라데센산 및 도데센산은 수년동안 공지되어 왔으나, 이들은 식이 조절에 유용한 화합물로는 제안되지 않았다. PUFA 및 포화 지방에 대한 대체식이로서 올레산을 주장한 주창자도 팔미톨레산과 같은 단쇄동족체의 유용성에 대해서는 유사한 교시를 제공하지 않았다. 동물 지질의 중요 성분으로서의 팔미톨레산 및 미리스톨레산의 존재에 대해서 의학 또는 생화학 공동체는 중요성을 거의 또는 전혀 두지 않았다. 최근의 한 연구로 부터 최근에 심근 경색증 및 후속적인 심각한 심실 부정맥의 발생으로 고통받는 환자의 지방 조직에서 팔미톨레산 농축물 사이의 예기치 않은 부정적인 관계가 있음이 관찰되었다[참조 : Abranam, Riemersme, Wood, Efton and Cliver, Adipose Fatty Acid Composition and the Risk of Serious Ventricular Arrhythmias in Acute Myocardial Infarction, 63 Amer. J. Cardiology 269(1989)]. 이들 연구자는 PUFA, 특히 리놀레산의 높은 조직 농도로 인해 심장마비 환자가 그의 손상된 심장에서 생명-위협적인 부정맥으로 악화되는 것이 방지될 것이라는 가설을 세웠다. 선행의 연구로 부터 지방조직 지방산 조성이 심장 근육의 조성과 유사하다는 것이 나타났으므로 연구자들은 심근 경색증 환자로부터 이들 심장 근육의 지질 조성과 유사하다는 것이 나타났으므로 연구자들은 심근 경색증 환자로부터 이들 심장 근육의 지질 조성의 지시제로서 생검 지방 조직의 지방산 조성을 분석하였다. 이 연구자는 조직 리놀레산 농도와 추후의 부정맥이 유발되지 않도록 하는 보호 작용간의 예견된 상호관계를 발견하지 못했다. 그러나, 이 연구자들은 부정맥으로 악화되지 않은 환자의 포화 지방산 농도는 부정맥성 그룹에 비해 상당히 낮고, 팔미톨레산의 농도는 상당히 높다는 것을 관찰하였다. 저술자는 심장막에서의 포화 지방산은 보다 쉽게 심실 부정맥을 유발시킬수 있다는 것을 제안하였으나, 심장막에서 팔미톨레산이 보호될 수 있다는 상응하는 추론은 이끌어 내지 못했다.

보다 융점이 낮고 보다 유동성인 지방산의 이로운 역할에 관한 본 발명자들의 가설을 근거로 하여, 본 발명자들은 높은 팔미톨레산 농도와 부정맥이 유발되지 않도록 하는 보호 작용과의 상호관계는 단쇄 MUFA에 의해 부여된 일반적인 건강 잇점의 유일한 예라고 생각한다. 이러한 상호관계를 발표한 연구자들은 과학적 문헌이 명백히 이를 교시하지 않았으므로 단쇄 MUFA는 이로울 수 있다는 것을 깨닫지 못했다. 높은 팔미톨레산 농도가, 관찰된 심장 보호의 원인이 될 수 있다는 것을 주장하지 못한 것은 선행의 단쇄 MUFA에 대한 과학적 태만을 고려할때 매우 이해하기 쉽다.

건강에 대한 식이 PUFA 및 MUFA의 이로운 영향은 이러한 지방산과 혼합되는 기질의 낮은 융점, 낮은 점도 및 보다 큰 유동성의 관점에서 특징지어지고 이해될 수 있다는 본 발명자의 가설로부터, 상기 간과한 단쇄 MUFA가 올레산(C18 : 1)에 대해 이미 주장한 건강상의 잇점에 필적하거나 그보다 큰 건강상의 잇점을 부여할 수 있다는 가정을 할 수 있다. 본원에 사용된 용어 단쇄 MUFA는 건강상의 잇점을 제공하는 것으로 널리 공지된 올레산(C18 : 1n-9)보다 더 짧은 일불포화 지방산을 칭한다. 특히, 본 발명자는 단쇄 MUFA 팔미톨레산(헥사데센산)(C16 : 1n-7), 미리스톨레산(테트라데센산)(C14 : 1n-5) 및 라우톨레산(도데센산)(C12 : 1n-3) 및 이들과 혼합된 지질을 식이 또는 약물로서 투여하였을때 건강에 이로울 수 있다는 가설을 세웠다. 이들 C16 : 1n-7, C14 : 1n-5 및 C12 : 1n-3산 및 이의 에스테르는 이의 보다 짧은 쇄 길이 및 바람직하게 위치한 불포화 결합으로 인해 올레산보다 융점이 휠씬 더 낮고 점도도 낮다. 또한, 본 발명자들은 비닐 결합이 카복실 그룹보다 휠씬 더 멀리 떨어져 위치한 단쇄 MUFA의 위치 이성체는 유사하거나 보다 큰 유용성을 가질 것이라 생각한다. 이러한 가정은 이중 결합이 카복실 그룹으로 부터 보다 멀리 위치할때 일불포화 지방산 지질은 보다 저온에서 용융한다는 사실로 부터 이끌어진다. 따라서, 본 발명자의 가설에 의해 C16 : 1n-6, C16 : 1n-5, C16 : 1n-4, C16 : 1n-3, C14 : 1n-4 및 C14 : 1n-3은 모두 건강상의 잇점을 부여하는 것으로 예견된다. 또한, 상기한 C16 : 1,C14 : 1 및 C12 : 1 지방산 모두는 올레산과 함께 다중불포화 알킬 구조에 비해 일불포화 구조의 보다 이롭고 보다 큰 안정성을 지닌다.

상기한 단쇄 MUFA의 보다 큰 유동성은 몇몇 방법에서 이로운 것으로 기대될 수 있다. 한가지 경우에, 트리글리세라이드를 가수분해시켜 유리 지방산을 생성시키는 리파아제는 기질로서 고체 트리글리세라이드 이외의 유체를 필요로 하는 것으로 공지되어 있다. 단쇄 MUFA 및 이의 트리글리세라이드의 보다 큰 유동성으로 인해 이들에 C16 : 1, C14 : 1 및 C12 : 1이 풍부할때 지방 단백질 리파이제에 의해 유미지립 및VLDL로 보다 효육적으로 가수분해 될 수 있다. 이는 VLDL농도를 직접적으로 저하시킬 수 있고 궁국적으로는 LDL콜레스테롤농도도 저하시킬 수 있다. 또한, 고도로 유동성인 C16 : 1, C14 : 1 및 C12 : 1 트리글리세리이드에 대한 리파아제의 증가된 활성으로 인해 지방산은 지방 조직으로 부터 보다 용이하게 방출되어 이들 지방 침착물을 감소시키는 것을 도울 수 있다.

효소 LCAT에 의한 콜레스테릴 에스테르의 형성 속도는 에스테르화되는 지방산이 보다 유동성일때 증가하는 것으로 공지되어 있다[참조 : Emken, Biochemistry of Unsaturated Fatty Acid Isomers, 60J. Amer. Oil Chem. Soc. 995, 1001(1983)](시스-C18 : 1n-9는 고융점 트랜스-C18 : 1n-9, 시스-C18 : 1n-6 및 시스-C18 : 1n-5 이성체보다 더 빠르게 에스테르화 된다). 이 에스테르화 단계는 말초 세포로 부터 HDL 및 이어서 VLDL잔류물로의 콜레스테롤의 이전에 있어서 속도 결정 단계이다. 그러므로, 높은 LCAT활성은 말초 조직으로 부터 콜레스테롤의 HDL-중재된 제거에서 중요하다. 본 발명에 비추어 훨씬 낮은 융점의 C16 : 1, C14 : 1 및 C12 : 1 지방산은 이러한 활성을 촉진하고 이로 인해 HDL의 보호 효과에 기여할 수 있다. 그러므로, 혈장에서 HDL콜레스테롤 농도는 또한 이들 단쇄 MUFA의 투여에 의해 증가되리라 예상된다.

세포내 소포내에 함유된 트리글리세라이드는 또한 보다 낮은 점도의 C16 : 1, C14 : 1 및 C12 : 1 MUFA가 상당한 분획으로 지질을 포함할때 보다 용이하게 처리되고 운반될 수 있다. 이는 간 세포내에서의 VLDL형성 속도에 영향을 끼치고, 이로 인해 간 내에서의 지방 축적 및 침착을 감소시킬 수 있다.

C16 : 1, C14 : 1 및 C12 : 1 인지질의 증가된 비율을 함유하는 막은 보다 포화되고 보다 긴 아실 쇄 지방산 에스테르로 구성된 정상 막 보다 유동성일 것이다. 인지질 이중층으로 혼입될때 콜레스테롤의 하나의 기능적 역할은 배우 유동성인 막을 크게 강성화시키는 것이므로, 이는 세포에 의한 콜레스테롤의 보다 큰 이용을 필요로 할 것이다. 막 형성시에 세포의 콜레스테롤 요구증가를 만족시키기 위한 LDL의 증가된 세포 흡수로 인해 본원 교시의 관점에서 LDL 콜레스테롤 농도가 저하되는 것으로 예상할 수 있다.

본 발명의 C16 : 1n-(7, 6, 5, 4 또는 3) 및 C14 : 1n-(5, 4 또는 3)화합물은 또한 이와무라(lwamura)특허에서 기술된, α, β-불포화 지방산, C16 : 1n-14 및 C14 : 1n-12와는 매우 상이하다. α, β-불포화 지방산의 화학적 특성은 본 발명의 일불포화 지방산의 화학적 특성과 매우 상이하다. 그러므로, 본원에 기술된 화합물의 비교적 훨씬 더안정한 독립 이중 결합과는 반대로, 상기 이중 결합은 친전자성 및 친핵성 첨가 반응 둘다에 대해 매우 반응성이다. 사실상, α, β-불포화 지방산은 β-산화경로를 경유한 지방산의 생물학적 산화적 분해 반응에서 일시적으로 발생하는 중간체이다. 따라서, 이 지방산을 투여하면, 이 지방산은 조직으로 혼입되기 보다는 바람직하게는 대사될 것이다. 또한, 이와무라 특허는 이중결합의 가하학적 형태를 특정화하지 않는다. 그러나, 청구된 화합물은 연체동물로 부터 분리된다. β-산화 경로에 의해 생성된 자연 발생 α, β-불포화 지방산은 시스라기 보다는 트랜스이며, 아와무라 화합물이 트랜스임을 제안한다. 아와무라에 의해 분리된 지방산은 합성적으로 제조된 물질과 동일하고; 이 해석과 일치하는 것으로 주장되며, 통상의 유기합성법으로 제조한 α, β-불포화 지방산은 트랜스-배열이 우세하다. 반대로, 본 발명의 주요 물질인 MUFA는 시스 배열로 있다. 최종적으로, α, β-불포화 지방산은 유리산 및 에스테르 둘다 만큼 높은 융점의 화합물이다. 이는 7개 이상의 불포화탄소가 카보닐과 시스-이중 결합 사이에 위치하는 본 발명의 비공액화 시스-MUFA의 낮은 융점 특성과는 대조된다. 본 발명자는 저 융점 지방산의 역할의 선행논의가 지시하는 바와 같이, 불리적 특성에 있어서의 이러한 현저한 차이는 큰 생리학적 중요성을 지닌다는 것을 밝혀냈다. 이와무라 특허는 또한 일련의 장쇄 C18 : 1n-16 및 C20 : 1n-18원에 비해 단쇄 C14 : 1n-12 및 C16 : 1n-14 화합물로 부터의 바람직한 이점은 기술하고 있지 않다. 대조적으로, 본 발명은 전적으로 저융점 단쇄 MUFA에 관한 것이다.

B. 실험

이들 예상된 이점을 근거로 하여, 본 발명자는 동물에서 단쇄 MUFA팔미톨레산의 높은 식이량이 그의 조직 지질에 혼입됨을 입증하기 위한 급식 실험을 실시하였다. 팔미톨레산 트리글리세라이드가 풍부한 음식물을 공급한 래트로 부터 간, 혈장, 심장 및 지방 조직의 지질을 분석하여, 이들 조직이 대조 음식물을공급한 래트로 부터의 조직에 비해 증가된 양의 팔미톨레산을 함유한다는 증거가 제공되었다. 표준 임상화학시험을 수행하여 대조 식이에 비해 풍부한 팔미톨레산을 공급한 래트의 대사 상태를 시험한다. 최종적으로, 대조 래트 및 팔미톨레에이트-공급 래트로 부터 간 조직을 조직학적 분석하여 이러한 지질 처리중심 기관의 건강 상태를 평가한다.

1. 단쇄 MUFA를 함유하는 제형화된 조성물의 제조

본 발명은 동물 실험용 식이 조성물 뿐만 아니라 약제학적 조성물에 관한 것이나, 본 발명자들은 상승된양의 단쇄 MUFA 팔미톨레산(C16 : 1n-7)을 함유하는 식품을 제형화시키기로 결정하였다. 급식 연구는 실험 동물이 식이 조성물을 자가섭취할 것이라는 점에서, 약물의 투여를 요하는 연구에 비해 이점을 지닌다. 본 발명자들은 동류의 미리스톨레산(테트라데센산)(C14 : 1n-5) 및 라우톨레산(도데센산)(C12 : 1n-3)을 공급한 그룹을 포함시키지 않고 단쇄 MUFA팔미톨레산에 대한 것만으로 연구를 제한하여, 최소수의 실험 동물을 사용하면서 유의성 있는 결과를 얻을 가능성을 증가시켰다.

상기 이론의 논의가 지시하는 바와 같이, 지질 대사에 대한 이로운 효과는, 조직 지질에 도입된 단쇄MUFA의 비율이 조직 지질의 유동성 및 융점과 같은 물리화학적 특성에 영향을 미칠 정도로 충분히 클때나타난다. 그러므로, 식이에서 단쇄 MUFA의 총량 및 이의 상대적 비율 모두가 중요한 것으로 생각된다. 본원에 있어서, 실험 래트 그룹에 제공된 식품에 존재하는 지방산의 21.8mol%는 팔미톨레산이다.

이러한 팔미톨레산의 몰%는 대부분의 중성 지방 및 오일에 존재하는 양(예 : 정어리 기름의 경우 13%수지의 경우 5%, 라드의 경우 3%, 버터의 경우 5%, 면실유 및 올리브 유의 경우 0.5내지 2% 및 기타 시판용으로 중요한 식물성 기름의 거의 전부에는 미량만 존재)에 비해 매우 높다[참조: Composition and Constants of Natural Fats and Oils(Sherex)].

제형화된 식이에서 지방의 비율 또한 비교적 높다. 총 열량의 48.4%가 지방으로 부터 발생한다. 이는 열량의 40 내지 45%가 지방으로 부터 유도되는 통상의 미국식 음식의 지방함량보다 약간 높으며, 이에 거의 필적한다. [참조 : Guyton, Textbook of Medical Physiology(4th ed. 1971), p802]. 몇몇의 대표적인 음식 및지방으로 부터의 열량%가 표 Ⅰ에 기재되어 있다(이는 하기 문헌의 데이터로 부터 계산된다)[참조 : J. Weihrauch, Provisional Table of the Fatty Acid and Cholesterol Content of Selected Foods, USDA Human Nutrition Information Services, 1984]. 명백하게, 다수의 통상의 음식품목은 약 48%이상을 지방으로서 함유한다. 이렇게 하여, 본 연구에서 래트에 투여한 식이는 다수의 미국인이 정상적으로 소비하는 범위를 초과할 정도로 지방을 많이 함유하고 있는 것은 아니다.

고지방 함량의 실험용 식이를, 실험용 동물이 다량의 팔미톨레산을 소비하는 것을 확실시하도록 제형화한다. 자연적으로, 비실험 목적으로, 특히 사람 소비용으로 제형화한 음식물에서, 총 지방 비율 및 또한 팔미톨레산의 몰 비율은 본 발명에 따라 상당히 저하시킬 수 있다. 이러한 제형화된 식이 조성물을 위해 팔미톨레산 트리글리세라이드를 분리하기 위한 원료 물질로서 마카다미아(macadamia)견과를 선택한다. 어떠한 다른 시판용 농작물과는 다르게, 마카다미아 견과는 많은 양의 팔미톨레산을 함유하며, 이는 마카다미아 견과 오일의 지방산 성분중 19%이상을 구성한다. 또한, 마타다미아 견과 오일의 기타 지방산은 올리브 오일중에 존재하는 지방산과 종류 및 양면에서 모두 밀접하게 유사하다. 이러한 유사성은 올리브 오일이 이상적인 긍정적인 조절을 제공하므로 래트 급식 실험을 이행하는데에 있어서 예기치 않은 것이었다. 올리브오일은 주요 성분으로 올레산을 함유하고, 이미 이로운 식이 지방 공급원으로서 입증되었다. 팔미톨레산이 풍부한 식이하기에 POL로 나타냄)와 올레산이 풍부한 식이(하기에 OLO로 나타냄)를 비교하여, 본 발명자는 지방 대사에 대한 동등하거나 우월한 이로운 효과는 팔미톨레산의 유용성을 나타내는 것으로 결론지울 수 있다.

표 II에서 지시하는 바와 같이, OLO의 소수 지방산 성분은 POL의 소수 지방산 성분과 정량적으로 유사하다. 또한, 이러한 2가지 식이에서 포화 FA(12 : 0+14 : 0+16 : 0+18 : 0), MUFA(16 : 1+18 : 1)의 총량과 불호화 지방산(16 : 1+18 : 1+18 : 2+20 : 4)을 합한 총량이 유사하다. 올리브 오일과 마카다미아 견과 오일사이의 현저한 차이점은 마카다미아 견과 오일이 휠씬 더 큰 분획의 MUFA(이는 18 : 1이기 보다는 16 : 1이다)를 함유한다는 점이다.

마카다미아 견과가 지방종자(oilseed)작물인 것으로 여겨져 왔으나[참조 : Macfarlane and Harris, Macadamia nuts as an Edible Oil Source, Amer. Oil Chem. Soc. Monograph 1981, 103-108], 본 발명자들은 오일의 시판용 공급원을 찾아낼 수 없었다. 결국, 본 발명자들은 핵산을 사용하여 용매추출한 다음 감압하에 용매 중류시켜 마카다미아 견과로부터 오일을 추출하였다.

비교적 올레산이 풍부한 식이 조성물을 제형화하기 위한 올리브 오일은 시판용 공급원으로부터 수득하였다. 포화지방산만을 함유하는 두번째의 비교용 식이 조성물이 또한 개발되었다. 코코넛 오일은 완전하게 포화된 지방원을 공급하기 위해 완전히 수소화시킨다. 이것은 제형화 음식물 중에서 마카다미아 견과 또는 올리브 오일을 대체한다. 이렇게 생성되는 제형화된 식이 조성물은 표II에 분명하게 나타난 바와 같이 정량적 지방산함량에서 다른 두가지 조성물과는 현격하게 구분된다. 수소화된 지방조성물(하기에는 HF로 나타냄)중에 존재하는 지방산중의 3/4이 완전히 단쇄의 포화 라우르산(도데칸산 : C12 : 0) 및 미리스트산(테트라데칸산 : C14 : 0)이다. 어떠한 MUFA또는 PUFA도 수소화된 코코넛 오일중에 잔류하지 않는다; 최종SHF조성물 중에 존재하는 소량은 첨가된 옥수수 오일로부터 유래한 것이다. 이러한 비정상적인 지방산프로필이 선택되는데 이는 생성된 트리글리세라이드가 비록 완전히 포화되어 있다할지라도, 이트리글리세라이드는 아실 쇄의 짧음으로 인해 현격히 낮은 융점을 갖기 때문이다. 따라서, 저 융점 단쇄 아실 쇄로 인해, 높은 포화도에도 불구하고 지질 대사에 대한 얼마간의 유리한 효과가 HF 식이에 의해 제공될 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 유리한 효과가 POL 및 OLO식이를 사용할 경우 만큼 광범위하고 현저하지 않다고생각하는데 이는 C12 : 0 및 C14 : 0이 이들을 높은 융점을 갖는 동맥경화성 C16 : 0 및 C18 : 0지방산으로 전환시킬 수 있는 쇄 연장반응을 일으키는 것으로 공지되어 있기 때문이다.

래트 사육 연구에 필요한 식이 조성물을 제형화함에 있어서, 본 발명자들은 200g의 마카다미아 견과 오일, 올리브 오일 또는 수소화된 코코넛 오일을 50g의 옥수수 오일과 혼합하였다. 옥수수 오일은 마카다미아 견과 오일과 올리브 오일에는 소량으로 존재하는 필수지방산 리놀레산(C18 : 2)공급원으로 사용된다. 이오일 혼합물을 250g의 카제인 단백질, 224.9g의 자당, 15g의 말토덱스트린, 62.5g의 셀룰로스 섬유, 56.3g의 무기질과 비타민의 혼합물, 3.8g의 메티오닌, 2.5g의 콜린비타르트레이트 및 0.05g의 에톡시퀸 항산화제와 혼합한다. 나머지 식이 성분은 래트 부양용 음식물로 광범위하게 사용되고 있는 AIN-76식이 중의표준물이다. POL, OLO 및 HF식이는 각각 21.75% 단백질, 25.25% 지방, 및 38.63%의 탄수화물을 함유하고 있으며 4.69kcal/g의 에너지를 제공한다. 전술한 바와 같이, 이들 식이물로 부터의 총 칼로리의 48.4%는 지방으로부터 나온것으로, 높기는 하지만 이는 미국인 식이 표준보다는 약간만 높은 편이다. 마카다미아 및 올리브 오일 식이 중에 존재하는 지방산의 2/3이하는 일불포화 지방산이다(C16 : 1n-7 또는 C18 : 1n-9).

2. 동물사육 연구

전술한 바와 같은 체형화된 식이 조성물을 6마리 래트의 세 그룹에 각각 8주 동안 공급한다. 이와 같은 제형화된 식이는 실험 기간 동안 동물에게 허락된 음식물만으로 구성되어 있다. 래트를 각각 개별적으로철망-바닥 우리에서 사육한다. 음식과 물은 자유로이 섭취할 수 있게 한다.

생후 4내지 5주 되었고 초기에 체주이 약 105g인 수컷 스프라그-다울리(Sprague-Dawley)래트를 세그룹에서 사용한다. 이 동물의 체중을 주마다 측정한다. 이들의 음식물 섭취량을 1주일에 3회 기록한다.

사육 8주후, 래트를 참수하여 폐사시킨다. 혈액을 채취하고, 헤파린 처리하며 혈청을 수득하기위해 원심분리하여, 이혈청을 여러가지의 임상 시험용으로 사용한다. 간, 심장 및 부정소 후슬개 지방을 동일계에서 검사하고, 제거, 세정한 후 지방산 분석이 실시될 수 있을 때까지 -70℃에서 저장한다. 기관의 일반적 건강 상태와 지방 침적 정도를 알아보기 위한 형태학적 시험을 위해 일부위 신선한 간조직을 고정시킨다.

각각의 래트로부터 취한 간, 후슬개 지방, 심장 및 혈장 샘플에 대해 지방산 분석을 수행한다. 조직 샘플을 계량하고 Folch방법(산성화시킨 클로로포름/메탄올)을 사용하여 추출한다. 유기 층을 증발시키고, 잔사를 에탄올성 KOH중에서 비누화 한다. 지방산의 메틸 유도체가 형성된다. 이들을 화염 이온화검출기를 사용하여 모세관 기체 크로마토그래피로 확인 및 정량화한다. 제형화된 식이 조성물과 공급 오일에 대해서도 유사한 분석을 수행한다.

표준 임상화학 시험을 사용하여, VLDL 및 LDL수준의 대략적 지사자로서 트리글리세라이드 및 총 콜레스테롤;비만 및 혈장 지방산 수준 증가로 인해 기인될 수 있는 당뇨성 또는 전당뇨성 증상의 지시자인 혈장 글루코스;요에서 배출되는 퓨린대사의 분해 생성물인 요산;요중에서 계속적으로 분비되고 신장 기능을 나타내주는 단백질의 최종 대사산물인 크레아티닌과 혈중 우레아 질소;간에 의해 혈액으로부터 제거되며 간 기능이 손상되었을때 점차 증가되는, 헤모글로빈 분해산물인 빌라투빈;막투과성과 근수축의 조절자인 칼슘이온;간세포에 의한 단백질대사에 필요한 효소이며 간세포 파괴가 발생될때 혈장중에 증가하는 글루타메이트-피루베이트 및 글루타메이트-옥살로아세테이트 트랜스아미나제;간세포에 존재하며 간세포 손상후이차적으로 혈장중에서 증가되는 효소인 알칼리성 포스파타제;췌장에 의해 분비되고 췌장세포가 손상되었을때 혈액중에 상승된 농도로 나타나는, 탄수화물 분해 효소인 아밀라제 및;간에의한 단백질 분비의 척도인총 단백질, 알부민 및 알부민 대 글로블린 비율에 대하여 혈청 샘플을 추가로 분석한다.

사육후, 조직검사 및 화학적 분석 방법을 더블 블라인드(double blind)조건하에서 수행한다. 실험결과로부터, 세 그룸의 래트의 실체는 다음과 같은 것으로 나타났다:

그룹 Ⅰ -POL식이

그룹 Ⅱ - HF식이

그룹 Ⅲ-OLO식이

3. 결과

세 그룹은 소비된 음식물의 총 중량, 총 체중 중가량 및 소비된 음식물의 중량에 대한 체중 증가량의 비에서 유사하였다.(표 Ⅲ)

세 그룹간 평균 체중 증가는 단 6%차를 나타냈으나, 소비된 음식물의 중량은 가장 높은 그룹과 가장 낮은 그룹 사이에 약 7.9%의 차이를 보였다. 소비된 음식물의 중량에 대한 체중 증가량의 비는 식이 활용에 대한 대략적 효율지시자이며 POL그룹의 37.7%로부터 HF그룹의 34.0%까지의 범위에 있다. 세 그룹간 체중 증가의 차는 유의성이 없으나, 활용지수는 POL그룹이 다른 두 그룹보다 약간 높다. 따라서, 팔미톨레산은 적어도 연구 대상의 두 비교 그룹에 존재하는 지방산에 필적할 만한 영양원인것이며 또한 얼마간은 더 잘 흡수되는 것으로 보여진다.

대조용 식이 지방 조성물과 함께, 부고환 후슬개지방 지방조직, 간, 심장, 및 혈장으로부터 분리한 지방산의 중량% 조성이 표 Ⅳ에 나타나 있다.

여러가지 흥미있는 점을 이들 테이터로부터 감지할 수 있을 것이다. 첫째, 모든 세가지 식이 그룹에서 동물들은 C16 : 0 및 C18 : 0을, 아마도 이들의 간내에서, 합성하기도 하거나 또는 선택적으로 농축시키며, 이들 포화지방산을 식이중에 존재하는 농도 보다 높은 농도로 간, 심장 및 혈장중에 도입시킨다. POL식이 동물은, 물론 이 POL식이가 C16 : 0 함량에서는 중간값을 나타내보이나, 다른 식이 그룹중의 다른 동물보다 낮은 비율의 C16 : 0을 이들 세가지 조직에 도입시킨다. 물론 간과 혈장중의 C18 : 0을 심장조직내에 도입시킨다. HF식이는 다른 두가지 식이에서는 거의 존재하지 않는 C14 : 0을 높은 농도로 함유한다. HF그룹의 동물은 식이중에 존재하는 농도보다 낮은 농도로(심장에서는 3.1%의 가장 낮은 농도)모든 조직에 C14 : 0을 도입시킨다. 유사한 패턴이 C12 : 0의 경우에도 나타난다. 이들 단쇄의 포화된 지방산은 이들 조직내에 축적되지 않는데, 이는 아마도 이들 지방산이 우선적으로 에너지용으로 대사화되거나 또는 보다 긴 쇄의 지방산으로 전환되기 때문인것으로 보인다. 세가지 식이 그룹으로 부터의 동물에 대한 조직 1g 당 지방산의 농도는 표 Ⅴ와 같다.

이런 패턴의 지방산 분포로부터 분명한 한가지 예기치 못했던 이점은 POL그룹 동물이 심장조직에 다른 OLO(4.80mg/g) 또는 HF(5.71mg/g)그룹에 비해 더욱 낮은 (4.33mg/g)농도의 총 포화 지방산을 갖는다는 점이다. 물론 이런 효과가 POL그룹을 고도로 포화된 HF그룹과 비교할때 단지 경미하게 놀랄만한일이지만, POL그룹을 OLO그룹과 비교해볼때라면 확실히 놀랄만한 것이다. 분명히 심장조직은 고도로 선택적인 방식으로 다양한 지방산의 상대적 농도를 조절하여 막 유동성의 바람직한 수준을 유지시킨다. 따라서, 비록 POL 식이가 실제로 OLO식이의 경우보다 약간 많은 농도의 총 포화지방산을 함유하고 있으나, 결과적인 POL심장조직은 예상치 않은 낮은 농도의 총 포화지방산을 함유한다. 이렇게 저하되는 정도는 분명히 심장을 보호하는데 충분하다. 상기 문헌[참조 : Amer. J. Cadiology]에 보고된 내용에서, 부정맥증- 없는 그룹은 부정맥증 그룹에 비해 4.4%만큼 더 낮은 총 포화지방산 함량을 갖는다. 본 사육 연구에서, POL그룹 래트의 심장은 OLO그룹에 비해 9.8% 및 HF그룹에 비해서는 24.2%만큼 더 낮은 총 포화 지방산을 함유한다. 트리글리세라이드가 풍부한 팔미톨레산 투여로 인한, 심장을 포함하는 모든 조직에서의 팔미톨레산 농도의 증가는 현저하다. 이들 값은 표 Ⅳ 및 Ⅴ에 포함되어 있다. POL래트로부터의 심장조직의 분획적 C16 : 1함량(2.9%)은 OLO래트(0.5%)와 비교하여 거의 600% 및 HF래트(0.7%)와 비교하며 400%이상 증가하였다. 비교해 볼때, 문헌[참조 :] 연구에서 부정맥증 환자의 비교할 때 비부정맥증 환자에서 C16 : 1함량의 증가는 단지 약11%였다. 따라서, POL식이로 인한 C16 : 1함량에서의 관찰된 증가량은 심장에 유익한 효과를 나타내기에 분명히 충분하게 큰 정도로 나타난다. 간, 혈장 및 심장 뿐아니라 지방 조직을 포함한 모든 검사한 조직에서, C16 : 1n-7의 함량은 OLO 또는 HF식이를 공급한 경우보다 POL 식이를 공급한 동물의 경우가 훨씬 높았다. 그러나, 지방산의 상대적인 비율을 조직에 따라서 상이하다. C16 : 1의 선택적 도입이 뚜렷이 나타난다. 각각의 식이 그룹에 대해, 부고환 후슬개 지방 지방조직의 지방산 조성은 시험된 다른 어떤 조직보다도 식이중의 조성에 훨씬 유사했다. 이런 사실은 식이 지방으로부터 유래한 유미지립이 지방조직으로 도입되는 지방산의 주요 공급원이라는 사실과 일치한다. POL그룹 후슬개 지방은 다른 식이 그룹에 비해 C16 : 1이 현저하게 풍부하다.

흥이있게도, HF식이 래트는 C16 : 1(비록 식이중에는 존재하지 않았지만)을 이의 후슬개 지방 및 기타조직에서 낮은 백분율로 함유한다. OLO식이 래트는 또한 식이중에 존재하는 것보다 큰 비율의 C16 : 1을 후슬개 지방에 갖고 있다. 이런 사실은, 이 동물이 급식원이 적당하지 못할때는 이들 스스로 C16 : 1을 합성한다는 것을 나타낸다. 또한, 이들은 필요에 따라서 조직내에서 C16 : 1을 선택적으로 격리시켜 둘 수 있다. 동물을 수주 동안 필수적으로 C16 : 1이 결핍된 식이를 공급해 왔을때 특정 조직에서 발견되는 C16 : 1의 평균 함량은, 따라서, 상기종의 동물에서 상기의 조직내에서 C16 : 1의 평균 기본 농도를 규정하는데 사용될 수 있다. 표 Ⅳ로부터 명백한 바와 같이, C16 : 1의 평균 기본 농도는 조직에 따라 다양하며 또한 분석되는 동물의 종에 따라서도 다양할것임이 예상된다. 지방 조직내에 존재하는 지방산의 비율에 있어서의 변화에 더하여, 다양한 식이는 지방조직 단위 중량당 존재하는 지방산 트리글리세라이드의 총 중량을 변화시킨다. POL그룹 래트는 697mg 총 지방산/g 후슬개 지방 조직이고;OLO그룹 래트는 662mg/g이며 HF그룹 래트는 951mg/g이다. 따라서, 두 일볼포화 식이는 포화지방 식이에 비해 단위 중량당 더 낮은 트리글리세라이드함량을 생성시킨다. 이런 결과는 리파제가 유체 트리글리세라이드 기질을 요구한다는 사실과 일치한다 : 포화된 HF트리글리세라이드 POL및OLO식이에 의해 생성되는 저 융점 일불포화물 풍부한 트리글리세라이드보다 서서히 가수분해 된다. 이 같은 결과는 증가된 양의 단쇄 MUFA를 함유하는 식이가 지방조직 지방침적의 트리글리세라이드 함량을 저하시키는데 유용함을 나타내고 있다. 단쇄 MUFA의 이런 특성은, 제한된 열량 섭취와 병행할 때 지방조직 침적을 감소시키기 위한 지방 대사를 촉진하는데 유익할 것으로 기대된다.

간에서, POL그룹은 중량 % 기준으로 HF그룹에 비해 2배의 C16 : 1을, OLO 그룹에 비해서는 4배의 C16 : 1을 갖는다. POL 및 OLO그룹은 둘다 HF그룹에 비해 간의 단위 중량당보다 많은 총 지방산을 축적한다 : 즉, POL의 경우 42.4mg/g조직, OLO의 경우 42.7mg/g조직 및 HF의 경우는 단지 33.2mg/g조직. HF간의 낮은 지방 함량은 POL 및 OLO식이 구룹의 더욱 지방이 많은 간에 비해 이 간이 훨씬 건강할 것임을 암시해준다. 그러나, 표 Ⅵ에 나타낸 간-관련 효소와 물질대사 산물의 혈장농도에 대한 분석은 이런 추론을 지지해주지 못한다.

이런 결과는, 간세포 손상에 따라 이차적으로 혈장 중에서 점차 증가될 수 있는 중요한 간 효소의 농도가, 세포적 손상이 원인이 될 경우에 예측되는 만큼 균일하게 증가하지 않음을 나타내고 있다. 예를 들어,글루타메이트피루베이트 트랜스아미나제(GPT)농도는, 사용된 임상적 분석기 중에서 수컷 래트에 대한 실재적 표준과 비교해 볼때, 세 그룹 모두에서 낮은 정상치였다. 이 같은 낮은 수준은, 피루베이트가 해당작용으로 생성되며, 따라서 피루베이트는 글루코스가 에너지를 위해 물질대사되는 1차 영양원일 때 상승된다 는 사실을 반영하는 것이다. 역으로, 피루베이트는 지질이 우세한 에너지원일 때에는 낮은 농도로 존재한다. 따라서 GPT는 글루코스보다는 지질이 대사될때 만큼 많이 필요하지는 않다. 이러한 이론적 해석은 또한 간효소 글루타메이트-옥살로아세데이트 트랜스아미나제(GOT)의 혈장 농도중의 관측된 증가를 설명할수도 있다. GOT수준은 모든 세 그룹의 경우 정상 범위보다 약간 상회하고 POL래트는 OLO와 HF래트보다 약 10%높게 측정된다. 다른 크랩스 회로 중간대사물과 함께, 옥살로아세테이트 농도는 지질이 에너지로서 대사될때는, 지질의 산화과정이 대량의 아세틸 Co-A를 생성시키고 다시 이것이 크랩스 회로로 순화되기 때문에 상승한다. 이 아세틸 Co-A의 부하가 옥살로아세테이트 농도를 상승시키기 때문에, GOT합성 역시 잘 유도된다. 따라서, POL그룹 래트간의 약간 더 높은 GOT농도는 이 그룹에서 에너지를 위한 지질 파티제(APH)이다. APH농도는 평균치보다 약간 높지만, 세가지 그룹 모두의 경우에 정상의 범위내에 있다. 동시에, 이런 혈장 효소 농도가 어떤 식이 그룹에 있어서 간세포가 병리학적으로 손상을 받았는지를 나타내주지는 않는다. 이같은 사실은 간세포가 에너지를 위해 글루코스보다는 월등히 많은 양의 지질을 대사하고 있으며 따라서 POL그룹 동물이 다른 그룹의 동물에 비해서 지질 대사에 다소 보다 더 활성임을 암시해준다.

간의 기능적 건강에 대한 다른 지시자로는 혈장 단백질농도, 특히 알부민 농도이다. 이들 혈장 단백질의 합성 및 분비가 간의 주된 기능이다. 세가지 그룹 모두에서 총 단백질(TPR) 및 알부민(ALB )값은 정상의범위내에 있으며, 이는, 간 기능이 적절함을 나타내고 있다. 알부민-대-글로블린(A/G)비는 POL 및 HF그룹에서 높은 정상치 였으며 OLO그룹에서는 정상 보다 약간 높은 편이었다. 모든 그룹에 대해 알부민의 농도가 낮은 정상치기 때문에, 이점은 글로블린 농도가 POL 및 HF그룹의 경우에는 낮은 정상치이며, 가능하게는 모든 그룹에서 정상으로서, 이는 담즙장애 또는 심각한 간질환이 없음을 나타내준다.

모든 18마리의 래트로 부터의 간조직 샘플을 현미경으로 검안한다. 간을 포함하는 종격동 조직을 파라핀중에 고정시키고, 절단하며 헤마톡실린과 에오신으로 염색한다. 흉부조직의 조직학적 시험은 그룹 사이의 놀랄만한 차이를 나타낸다. POL그룹 래트에서 높은 지방 섭취 및 측정된 지방산함량에도 불구하고, 이들의 간은 간세포내에 지질 축적이 전혀 없는것으로 나타났다. 간세포 밀도 또는 고해상 시야(HPF : High-powered field of view)당 세포수도 정상이며, 이는 밀집되어 있는 건강한 세포를 나타내는 것이다. 또는인접한 간조직외의 종격동 조직은 지방축척의 어떠한 증거도 나타내보이지 않았다. 전체 여섯가지 POL그룹의 동물들은 이러한 특징을 나타내 보였다. 이런 관찰로 인해 병리학자가 더블 블라인드 조건하에서 조직학적 시험을 수행하여 POL동물에 기름기없는그룹의 표지를 붙이게 되었다. 대조적으로, HF규정식 동물의 종격동 조직은 수많은 고지방 축적의 간세포 부위를 나타내었다. 많은 지방 세포가 세포내 트리글리세라이드 침적과 함께 팽배되었다. 결국, 세포밀도(HPF당 간세포)는 POL그룹의 동물체와 비교하여 감소하였다. 또한, 간조직외의 종격동 조직은 POL그룹과 비교하여 약간 증가된 지질 축적을 나타내었다. 병리학자들은 HF동물들을 약간의 자방축척그룹으로 표식하였다.

OLO그룹 동물의 조직은 간조직내에 보다 높은 지질축적과 뚜렷한 세포성 지방 변화의 시작을 나타내었다. 지방 축적은 HF그룹에서와 같이 집중되어 있기 보다는 확산되어 있다. 간세포 밀도는 낮다. 게다가, 간외의 종격동구조는 축적된 지질의 가장 큰 증가를 보이고 있다. 병리학자들을 OLO동물을 고지방 축적'그룹으로 특징화 하였다. 동시에, 이련 현격한 차이는 식이 단쇄 MUFA의 존재로부터의 중요하고 예기치 못한 잇점을 나타내 준다. 이것은 지방간을 촉진시킬 조건에 노출된 동물체에서 지방간의 발달을 예방하거나 완화시킬 수 있다. 본 연구에서, 고지방 및 과칼로리 식이자체가 병을 일으키기 쉬운 조건이다. 병을 일으키기 쉬운 다른 공지된 인자로는 염소화된 용매 또는 유사한 독성화학물질에의 노출, 과다한 알콜 섭취, 바이러스성 간염 또는 간세포의 세포내 처리 및 VLDL의 분비를 방해하는 특정한 대사 억제제(예 : 오로트산)에의 토출 등이 있다. 이 모든 제제들은 지방산이 간세포로 유입되는 속도가 지방산을 처리하는 소도를 초과하도록 함으로써 지방간을 생성시킨다. 간내에서의 지방산 처리에는 지방산의 아세틸 Co-A로의 에너지생성 대사 및 트리글리세라이드의 합성과 이들의 VLDL로서의 방출 두과정을 포함한다. 본 실험의 데이터로부터, 본 발명자들을 단쇄 MUFA가 간세포를 보호하는 메카니즘이 일차적으로 개선된 지방산 대사 또는 증가된 VLDL분비를 포함하는지 여부를 추론할 수는 없었다. 단쇄 MUFA의 보호효과를 지지해주는 한가지 메카니즘은 포낭속에 트리글리세라이드가 축적되어 눈으로 보이는 큰 침적체로 응집 되려는 성향을 약화 시키는 것일 것이다. POL그룹 레트의 건강한 간은 명백히 OLO래트의 지방간에서와, 조직 1g당 같은양의 지방산을 함유한다. 그러나, 건강한 POL동물에서 단쇄 MUFA C16 : 1은 총 지방산 함량중의 휠씬 더 많은 분획을 정하고 있다. POL동물의 보다 유동성인 지질이 생리학적으로 작용성인 작은 포낭으로 잔존하는 반면, 보다덜 유동성인 HF 및 OLO동물의 지질은 대형 세포간 소적으로 응집되게 된다. 간내에서 식이에 의해 유도된 단쇄 MUFA의 농도가, 보호된 동물에서 간 트리글리세라이드의 유동성 특성을 변화시키기에 충분히 증가되었기 때문에, 본 발명자들은 지방간의 발달을 예방 또는 감소시키는 이로운 효과는 어떠한 특정의 단쇄 MUFA가 사용되었는지와는 무관하게 발생함을 예상할 수 있었다.

또한, POL식이 동물에서 관찰된 종격동 지방 침적물의 감소는 상당히 유익한 효과이다. 이것은 부정소후슬개지방에서 관찰되고 앞서 논의한 바와 같은 지방 조직 단위 중량당 트리글리세라이드 함량의 전반적 감소와 관련된 것이다. 종격동지방 축적은 흉곽 및 복강을 통한 지방세포의 소형 패치 출현을 반영하는 것이다. 이들 지방세포에 점차 트리글리세라이드가 축적되게되면, 세포는 개별적으로 신장되어 트리글리세라이드 침적물을 수용한다. 궁극적으로 이 지방세포 패치는 조직학적 검사에 의해 점차 눈에 띨 정도로 충분히 부플게 된다.

역으로, 트리글리세라이드 함량이 낮을 경우, 지방세포는 각각 수축하게되고 지방세포 패치는 점차 알아 볼수 없게 된다. 종격동 지방 침적물이 기름기 없는 POL그룹 레트에서 관찰되지 않는다는 것은 필수적으로 지방 세포의 낮은 트리글리세라이드 함량을 나타내는 것이 된다. 그러므로, 이런 효과는 지방조직의 단위 중량당 트리글리세라이드 함량을 감소시키기 위한 앞서 언급한 단쇄 MUFA성향의 또 다른 입증일 수도 있다. 그러나, 이런 수축되 종격동 지방 축적물로 부터의 추가의 관련성은 지방조직의 전체 크기가, 감소된 트리글리세라이드 농도를 보충하기 위한 지방 세포의 증식으로 인해 증가되지는 않았다는 점이다. 그러므로, 고비율의 단쇄 MUFA를 함유하는 식이의 예상치 못했던 또 다른 이점은 지방 침적물의 전체 크기가 감소한다는 것이다.

지금까지 본 발명자가 입증한 유익한 효과의 추가 영역은 혈장 지방단백질이다.혈장 트리글리세라이드, 총 콜레스테롤, HDL콜레스테롤, 잔류(VLDL+LDL)콜레스테롤 및 HDL/LDL비의 분석 결과는 표 Ⅶ에 나타내었다.

여러 가지 점이 나타난다. 첫째, 혈장 트리글리세라이드 농도가 세 그룹 모두에서 예상치 않게 증가되었다. 이것은 높은 농도의 식이 지방 소모로 주어지는 놀라운 것은 아니다. 혈장의 트리글리세라이드 함량은 주로 VLDL로 인함을 반영한다. POL그룹은 래트에 대해 단지 약간 높은 정도인, 가장 낮은 평균 트리글리세라이드 농도를 갖는다. OLO그룹은 POL그룹 보다 거의 1/3이상이 높은, 가장 높은 농도를 갖는다. 단쇄 MUFA식이는 혈장 트리글리세라이드 농도의 관점에서 포화 지방 및 올리브오일 식이 모두에 비해 뚜렷한 장점을 갖는다.

세 그룹 모두의 총 콜레스테롤 농도는 평균보다 약간 높으나 래트에 대한 정상 범위내에 있다. 세가지 식이는 식물성 오일로 부터 유래한 것이며 필수적으로 콜레스테롤이 없는것으로, 이는 조사중인 혈장 콜레스테롤 농도를 유지하는데 도움이 될 수 있다. 다시 POL 식이는 OLO식이보다 얼마간 낮은 농도를 제공한다. 그러나, POL식이의 실제적인 장점은 HDL콜레스테롤 농도를 고려할때 분명해진다. POL식이 동물은 OLO동물에 비해 5% 높은 HDL콜레스테롤 농도를 갖는다. 이점은, 올리브 오일 자체가 HDL콜레스테롤 농도를 보충한다고 보고된 바에 따라 대단히 중요한 것이다. POL식이 또한 HF식이에 비해 휠씬 높은 HDL콜레스테롤 농도를 만들어 낸다. HDL이 동맥경화를 예방하기 때문에, 이 같은 발견의 관점에서, 단쇄 MUFA식이에 의해 발생되는 높은 HDL수준은 동맥 경화성 혈관질환의 위험을 가진 사람에 대해 특히 유익하다.

HDL 풀(pool)에 있지 않은 총 혈장 콜레스테롤의 분획은 반드시 VLDL과 LDL로 나뉜다. 총 및 HDL콜레스테롤결과를 규합해 볼때, POL식이 또한 낮은 농도의 (VLDL+LDL)을 생성시킨다는 것이 분명하다. 물론 VLDL 및 LDL 풀의 콜레스테롤함량이 직접적으로 측정되지는 않지만, 트리글리세라이드 값은 POL그룹 동물의 VLDL농도가 OLO그룹에 비해 약 25%낮음을 나타내고 있다. 이와 달리, POL그룹의 잔류 (VLDL+LDL)콜레스테롤 수준은 OLO그룹에 비해 44%낮다. 따라서, POL식이에서 관찰된 VLDL의 낮은 수준은 POL과 OLO식이 사이에 잔류 콜레스테롤치에 있어서 전반적인 차이를 설명해주지 못한다. 그러므로, POL식이 역시 낮은 LDL콜레스테롤 농도를 생성시킴이 틀림없다. 이런 해석은, LDL콜레스테롤 농도가 일반적으로 VLDL콜레스테롤 농도 보다 휠씬 높으며, 대부분의 합한 잔류 (VLDL LDL)콜레스테롤을 나타낸다고 예측된다는 사실로부터 강하게 지지 받을 수가 있다. 또한, 별도의 지방단백질 측정은, 다른 포화 지방 또는 올리브 오일 식이와 비교하여 단쇄 MUFA식이의 LDL콜레스테롤 저하 효과를 확신시키고 있다. 혈장 샘플을 셀룰로스 아세테이트 스트립상에서 전기 영동시키고, 그후 Fat Red 7B염료로 염색시켜 지장 단백질 띠를 가시화한다. 이 스트림을 광학 스캐너(scanner)로 장량화하여 각 지방단백질 HDL,VLDL 및 LDL의 상대적인 백분율을 산출한다. 이들 백분율은 분획중의 콜레스테롤 함량에 의한 것이 아니라 흡착된 염료의 양에 근거한 것이다. 따라서 흡착된 염료함량에 근거한 기준 샘플내의 각 지방단백질 성분의 수치상 비율은 콜레스테롤 함량으로부터 계산된 비율과는 전혀 상이한 것이다. 그러나, 샘플간의 비교는 확실히 의미가 있다. 전기 영동으로 계산한 HDL/LDL비는 POL그룹이 3.9, HF그룹은 2.8이나 OLD그룹의 경우는 단지 1.2이다. 이것은 HDL/LDL비가 POL식이에 의해 증가된다는 것을 직접적으로 나타내준다. 게다가, 이런 결과는 LDL농도가 POL식이에 의해 감소함을 나타내는데, 이는 HDL/LDL비의 증가가 너무 커서 POL과 OLO그룹간의 HDL콜레스테롤에서 5%의 증가만으로는 설명될 수 없기 때문이다.

그러나 상기 실험들에 의해 입증된 DBD조성물을 함유하는 식이의 또다른 이로운 효과는 혈장 글루코오즈 농도에 대한 것이다. 이것은 표 Ⅷ에 주어져 있다.

세 그룹의 혈장 글루코오즈 농도는 정상 범위내에 있다. 그러나, POL 및 HF 그룹은 정상치 보다 5% 및 3%이하의 값을 각각 나타내는 반면, OLO그룹은 정상치보다 5%높은 값을 나타낸다. 이러한 차이는 적당하지만 통계학적으로는 유의성이 있다.더우기, OLO그룹에서 관찰된 증가된 글루코오즈 농도는 고지방 식이를 하는 비만성 동물에서 타입 Ⅱ당뇨병의 위험의 견지에서 불길한 전조이다. 고 지방 규정식을 시작한지 8주만에 OLO동물의 혈장 글루코오즈 농도가 강하게 증가되기 시작한다는 사실은 이들이 당뇨병에 걸리기 시작했다는 것을 나타낸다. 이러한 추정은 OLO동물에서 관찰된 혈장 아밀라아제 농도의 상승에 의해 지지된다. 아밀라아제는 췌장에서 소장으로 정상적으로 분비되는 복합 탄수화물 대사 효소인데, 혈장에서의 아밀라아제의 증가된 양은 췌장 세포에게 압력을 주거나 췌장세포를 손상 시키는 것으로 나타난다. 또한, 췌장은 상승된 혈장 글루코오즈 농도에 의해 압력을 받는데, 이는 췌장이 더 많은 양의 인슐린을 분비해야됨을 필요로 한다. OLO식이를 공급한 동물은 정상치 평균 보다 30% 더 높은 혈장 아밀라아제 활성을 나타내고 POL식이를 공급한 동물보다는 19% 더 높은 혈장 아밀라아제 활성을 나타낸다. 상기 상승된 혈장 아밀라아제 농도는 OLO동물이 순환하는 글루코오즈에서의 아밀라아제의 연장된 증가에 대해 2차적인 췌장 스트레스를 겪게 한다는 것을 제안한다. POL동물을 위해 관찰된 혈장 글루코오즈 및 아밀라아제 정상 근처의 농도는 이들이 고 지방 식이 및 부수적인 비만에도 불구하고 전-당뇨병적 전조를 나타내지않음을 입증한다. 이러한 놀라운 결과는 타입 Ⅱ당뇨병을 제어하거나 예방하기 위한 단쇄 MUFA의 투여 역할을 지지해준다.

C. 단쇄 MUFA이 풍부한 오일의 제조

마카다미아 견과로 부터 추출된 오일은 대조근으로 사용되는 올리브 오일과의 뜻밖의 유사성 때문에 동물 연구에서 편리하지만, 기타 방법에 의해 생성된 제형화된 오일이 많은 응용을 위해 바람직하다. 이러한 오일은 가공 단계의 조합에 의해 동물 지방공급원으로부터 제조한다. 생성된 DBD조성물은 더 큰 비율의 선택된 단쇄 MUFA 및 더 낮은 비율의 장쇄 지방산을 가진다는 점에서 천연 발생의 전구체와 구별가능하다. 여러가지 동물 지방은 충분히 높은 비율의 단쇄 MUFA를 함유함으로써 이들이 DBD조성물을 제형하기 위한 우수한 출발물질을 제조하도록 한다. 닭 및 칠면조 지방, 우지, 및 우각유 트리글리세라이드는 C16 : 1n-7을 약 4 내지 6중량%의 양으로 함유한다. 정어리 및 청어와 같은 특정한 어류 오일은 C16 : 1n-7을 10 내지 16%정도로 함유한다. 고래 기름은 C16 : 1n-7을 약 13% 함유하고, 현재 이용할 수 없는 향유 고래 기름은 26%이하로 함유하는 것으로 기록되어 있다. 그러나, 천연 자원으로부터 만들어진 상기의 지방 및 오일은 C20 : x이상의 계열의 장쇄 지방산의 바람직하지않게 큰 상대적 비율을 함유한다. 더욱 포화되고 융점이 보다 높은 C20 : 0, C20 : 1, C22 : 0, 및 C22 : 1은 상기 특허의 교시의 관점에서 이해할 수 있는 현상인 땅콩 기름의 높은 죽종 형성성에 기여하는 것으로 기록되어 있다. 참조[에프. 만가나로(F.Manganaro)등, 16 Lipids 508(1981)]. 다중불포화되고 융점이 보다 낮은 성분인 C20 : 2, C20 : 3, C20 : 4, C20 : 5, C22 : 2, C22 : 3, C22 : 4, C22 : 5 및 C22 : 6은 비-죽종형성성이며 심장보호성이지만, 이의 다중 불포화로 인해 자유 라디칼 산화반응 및 가교결합 반응에 매우 민감하다. 적당량의 C16 : 1n-7을 함유하는 식이성 식물성 오일의 유일한 공급원은 마카다미아 견과류이다. 두종류인, 인터그리폴리아 및 테트라폴리아는 오일중에 C16 : 1n-7을 지방산의 16 내지 25(w/w)의 양으로 함유한다. 그러나 둘다 약 4%의 C20지방산도 함유한다.

유사하게, 몇몇 천연 지방 및 오일은 DBD 즉, 기타 선택된 단쇄 MUFA가 풍부한 오일은 제조하기 위한 적합한 출발물질이다. 예를 들면, 우지는 약 0.5%의 C14 : 1n-5를 함유한다. 또한 우지는 약 1%이상의 C20내지 C22 지방산을 함유한다. 우유지방은 매우 놓은 비율인 3%이하의 C14 : 1n-5를 함유한다. 그러나 우유지방은 큰 분획의 C4 내지 C10 지방산으로 인해 바람직하지 않은 다른 지질성분을 함유한다. 이들 성분은 C12 및 보다 긴 지방산과는 전혀 다른 경로로 대사된다. 우유지방은 2%를 초과하는 C20지방산을 함유한다. 지금까지 제조된 DBD조성물은 C14 : 1n-5이 1%를 초과하는 지방산을 포함하고 C4 내지 C10 및 C20 내지 C22지방산이 버터 또는 우지에서보다 휠씬 적은 농도로 존재한다.

실시예 1

C16 : 1n-7이 풍부한 오일의 제조

라아드와 우지 트리글리세라이드의 혼합물을 출발물질로 사용한다. 오일을 4℃에서 약 14일동안 냉각시켜 고융점 트리글리세라이드 성분을 결정화시킨다. 트리글리세라이드 혼합물을 4℃에서 200매쉬의 직물 또는 종이의 여과기로 여과시켜 고체 지방결정을 제거한다. 여과액을 -9.5℃로 냉각시켜 추가로 결정화시킨다음 상기 온도에서 재여과시킨다. 생성되는 오일을 약 8##Hg의 감압 및 약 222℃의 온도에서 증류시킨다. 우선 약 2%의 증류물질을 분리하여 모은다. 연속해서 일어나는 증류물질을 각각 약 5%의 19개 분획으로 모은다. 증류과정을 끝마친 후의 압력을 약 ##으로 감소시킨다. 선택된 분획의 지방산 프로필은 기체 크로마토그래피 분석으로 측정한다. 증류시킨 트리글리세라이드, 이의 냉각 처리된 여과물질 및 비교할 만한 출발물질인 트리글리세라이드에 대한 지방산 조성은 표 Ⅸ에 나타내었다.

이들 데이터는 출발 수지 및 라이드 트리글리라이드에 비교하여 C16 : 1의 비율이 4 내지 5배 정도 증가되었음을 나타낸다. 동시에, C20 및 C22 지방산을 함유하는 트리글리세라이드의 비율은 1%미만으로 떨어졌다. C20이상의 지방산에 대한 C16 : 1의 비는 출발물질 지방에서의 약 2에서부터 분획 2에서는 31정도로 증가된다. C14 : 1의 비율은 출발 물질에서의 경우 약1%이하에서부터 분획 7에서는 1.3%로 증가된다. C20이상의 지방산에 대한 C14 : 1의 비는 라아드 및 수지 출발 물질에서의 약1.7에서부터 증류물에서는 2.6정도로 증가된다. C8 : 0±C10 : 0의 함량은 우유 지방에서의 약 4.5%에 비교하여 증류된 분획에서는 단지 약 0.04%이다.

증류된 트리글리세라이드는 저농도의 유리지방산을 함유하여 식이용으로 적합하다. 본 발명의 조성물 DBD는 천연 지방 공급원으로부터 유도되므로, 여러가지 화학적으로 뚜렷한 지질 종이 증류된 오일중에 존재한다. 예를 들면, C16 : 1n-7지방산은 글리세롤 주쇄의 3대의 알콜성 하이드록실 그룹증 어느 것과 에스테르를 형성할 수 있으며 다른 2개의 위치에 있는 것들은 지방산 잔기와 결합될 수 있다. 본 발명의 조성물은 특정 트리글리세라이드에 제한되지 않을 뿐만 아니라 트리글리세라이드 에스테르로만 한정되지도 않는다. 에틸 에스테르와 같은 모노알콜 에스테르는 또한 동물에게 투여하기게 적합한 화합물이다. 본 발명은 특수한 지질 종에 무관하게 지질에 혼입된 단쇄 MUFA의 양이 충분히 클 것만을 필요로 한다.

Claims

C16;1n-6, C16;1n-5, C16;1n-4, C16;1n-3, C14;1n-5, C14;1n-4, C14;1n-3 및 C12;1n-3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 단쇄 일불포화 지방산 또는 당해 일불포화 지방산의 염 또는 에스테르 및 이들의 혼합물을 1개 이상 함유하는 지질종을 1개 이상 포함하고, 이때 일불포화 지방산은 식용유에 존재하는 지방산의 약 1.2중량% 이상을 구성하고, 일불포화 지방산 1개 이상의 함량 대 모든 C12 : x 지방산과 C22 : y 지방산(여기에서, x는 0 내지 5이고, y는 0 내지 6이다)의 함량 합계의 중량비가 적어도 약 1 : 1인 식용유.
단쇄 일불포화 지방산 C16;1n-7 또는 이의 염 또는 에스테르를 함유하는 지질종을 1개 이상 포함하고, 이때 C16;1n-7은 식용유에 존재하는 지방산의 약 5중량%이상을 구성하고 C16;1n-7 함량 대 모든 C20 : x 지방산과 C22 : y 지방산(여기에서, x는 0 내지 5이고, y는 0 내지 6이다)의 함량 합계의 중량비가 적어도 약 8 : 1인 식용유.