[비즈월드] 최근 코로나19 영향으로 각 지방자치단체가 추석맞이 고향 방문 자제를 요구하고 있다. 하지만 고향의 정겨운 모습은 쉽게 지워지지 않고 우리의 발길을 이끈다. 그 가운데 하나가 예쁜 열매를 주렁주렁 매달고 있는 꽃사과의 모습은 언제 봐도 인상적이다.

관상용으로만 여겨지던 꽃사과가 의외로 우리 주변에 숨겨져 있던 보물이라는 것을 아는 이는 많지 않다.

꽃사과의 추출물이 혈전증을 예방하고 치료까지 할 수 있는 것으로 나타났다.

혈전증이란 혈관 속에서 피가 굳어진 덩어리 ‘혈전’에 의해 발생되는 질환을 말한다. 혈전증은 혈전색전증이라고 하기도 하며, 특히 혈전에 의해 혈관이 막혀 발생하는 질환을 말한다.

우리 몸은 여러 가지 혈전형성인자와 조절인자가 균형을 이루고 있어서 정상 상태에서는 과도한 혈전이 만들어지지 않지만 혈전형성억제에 관여하는 인자들의 균형이 깨지게 되면 혈전이 형성될 수 있다.

혈전증이 발생한 장기의 위치 및 발생한 혈관의 종류에 따라 매우 다양한 증상이 발생할 수 있다.

동맥에 혈전증이 발생한 경우 신체 조직에 혈액이 제대로 공급되지 못해 말초 혈류가 부족할 때 발생할 수 있는 허혈 증상이 주를 이루고, 정맥에 혈전증이 발생한 경우 혈액이 말초에까지는 도달했지만 심장으로 되돌아오지 못해 발생할 수 있는 울혈 혹은 충혈 증상이 주를 이룬다.

이를 밝혀낸 것이 ‘꽃사과 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품’이라는 명칭의 특허다.

이 특허는 삼영에프앤비 영농조합법인과 안동대학교 산학협력단이 공동으로 2018년 10월 4일 출원(출원번호 제1020180118269호)하고 올해 9월 8일 등록(등록번호 제102155912호)까지 받았다.

연구진은 해당 특허에 대해 “꽃사과(Malus prunifolia Wild. Borkh) 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증(thrombosis)의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 꽃사과 성숙과의 추출물을 유효성분으로 하는 강력한 혈액응고저해 및 혈소판응집저해를 통한 혈전증의 예방 또는 치료/개선용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것이다. 본 발명의 혈전증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품의 유효성분으로서의 꽃사과 추출물은 혈전 생성 관련 효소 및 혈액 응고 인자의 저해와 혈소판 응집 저해를 통해 강력한 항혈전 활성을 나타냄과 동시에, 인간 적혈구에 대한 용혈 활성을 전혀 나타내지 않고, 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성 조건 및 혈장 내에서도 혈액응고저해 및 혈소판응집저해 효과의 손실이 나타나지 않으므로, 혈행 개선을 통해 허혈성 뇌졸중 및 출혈성 뇌졸중과 같은 혈전증의 예방 및 치료/개선용 약학 조성물 및 건강기능 식품으로 사용할 수 있을 것으로 기대되며, 상기 유효성분은 추출액, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 가공되어 상시 복용이 가능한 형태로 조제할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 제약 산업 및 식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다”라고 설명했다.

인체 구성성분으로서의 혈액은 산소, 영양분, 노폐물의 운반 기능과 완충 작용, 체온 유지, 삼투압 조절 및 이온 평형 유지, 수분 일정 유지, 액성 조절 작용, 혈압의 유지 및 조절, 생체 방어 등 다양한 중요 기능들을 가지고 있다.

정상적인 혈액 순환은 체내에서의 혈액 응고 반응계와 혈전 용해 반응계가 상호 보완적으로 조절되면서 혈액 순환을 용이하게 하며, 이들 중 혈액 응고 반응계의 기작은 혈관벽에 혈소판이 점착, 응집해 혈소판 혈전을 형성한 후, 혈액 응고계가 활성화되어 혈소판 응집괴를 중심으로 피브린 혈전이 형성되는 것으로 보고되어 있다.

피브린 혈전의 생성은 수많은 혈액 응고 인자들의 여러 단계 반응을 거쳐 피브린 응고에 관여하는 트롬빈이 활성화되어, 최종적으로 피브리노겐으로부터 피브린 단량체를 생성하게 한다.

피브린 단량체들은 칼슘에 의해 중합되어, 혈소판과 내피세포에 결합하게 되며 XIII 인자에 의해 교차 결합된 피브린 폴리머를 형성하면서 영구적인 혈전을 생성하게 된다. 또 트롬빈은 혈소판, V 인자, VII 인자들을 활성화시켜 혈액 응고 반응을 촉진시키는 등 혈전 생성에 중추적 역할을 하게 된다.

따라서 트롬빈의 활성 저해 물질은 과다한 혈액 응고 이상으로 발생하는 다양한 혈전성 질환에 매우 유용한 예방 및 치료제로 사용될 수 있다. 내인성 혈전 생성 경로에는 XII 인자, XI 인자, IX 인자, X 인자의 순차적 활성화에 이은 프로트롬빈의 활성화가 최종적으로 트롬빈을 활성화하는 것으로 알려져 혈액 응고 인자의 특이적 저해 역시 중요한 혈전성 질환 치료제의 개발 타깃이 되고 있다.

현재까지 혈전성 질환의 예방과 치료에 헤파린, 쿠마린, 아스피린, 유로키네이즈 등의 다양한 항응고제, 항혈소판제, 혈전용해제 등이 사용되고 있지만 비싸고 출혈성 부작용과 위장 장애 및 과민 반응 등으로 그 사용이 한정되고 있는 실정이다.

이에 연구진은 꽃사과에 주목했다.

꽃사과는 장미과 사과나무속(Malus)에 속하는 낙엽활엽수이며, 원산지는 유럽, 아시아 및 북아메리카이며, 영어권에서는 Flower Apple, Plum-leaved Apple, Chines Apple, Crab Apple로 불리고 있다.

꽃사과는 척박한 땅에서도 매우 잘 자라며, 한 번에 대량의 꽃을 피워 자가수정이 어려운 사과나무의 수분수(rootstock)로 이용되고 있으며, 꽃이 화려해 정원수(ornamental tree)로도 이용되고 있다.

꽃사과의 열매는 일반 사과보다 매우 작으며 과당, 포도당, 주석산, 비타민 C가 풍부해 건강유지, 피로회복, 변비 등에 좋다고 알려져 있다. 그렇지만 열매의 특유의 신맛과 낮은 관능성으로 인해 식용으로는 거의 사용되지 않으며, 수확인력 부족으로 대부분 자연 낙과되어 폐기되고 있는 실정이다.

민간에서는 육류를 요리할 때 고기를 부드럽게 하기 위한 연육제로도 사용했으며, 꽃사과로 술을 담가 먹으면 피로회복, 식욕증진, 신경과민, 불면증, 변비 등을 치유하는 효과가 있어 약술로 마시기도 했다.

한방에서는 열매 말린 것을 건위와 소화불량, 식욕부진, 위산결핍증 또는 위산과다증에 사용하며, 설사와 생리통, 동상, 건위, 요통, 장출혈 등에 약으로 쓴다고 알려져 있다.

꽃사과는 유전적 장벽이 없어 종간 또는 종내 교잡이 자유로운 특징이 있으며, 전 세계적으로 700여 품종이 개발되어 있다. 꽃색은 백색, 연분홍, 분홍, 진분홍, 진홍 등 여러 색이 있으며 개화 기간은 8~12일 정도로 4월에 피고, 과실은 직경이 대부분 2.5㎝ 이하로 알려져 있다(소동영. 2011, 건국대학교 석사논문).

또 꽃사과는 내한성이 강하여 환경 적응성이 우수하며, 척박한 땅에서도 잘 자라는 특징이 있다. 사과나무의 경우, 품종마다 개화시기가 다르며, 병충해 및 재배법의 차이가 있어 재배 품종별 수분수가 필요한 실정이며, 국내에서 가장 많이 재배되고 있는 꽃사과 품종은 만추리안, 호파에이, 아담스, 프로페서 스프렌져, 플로레, SKK-14, SKK-16 등이 있다.

통상 민간에서는 산사나무(중국 산사자 Crataegus cuneata Sieb, 서양 산사자 Crataegus oxyacantha L.)의 열매가 꽃사과와 유사해 이를 혼돈해 부르는 경우가 종종 있다. 그러나 이는 잘못된 것으로 구분되어야 한다.

꽃사과와 관련된 연구로는 사과 품종별 수분수용으로 적합한 꽃사과 선발(강인규 외, 2002. 원예과학기술지20: 330-334; 손광민 외, 2013. Protected Horticulture and Plant Factory, 22: 116-122), 척박한 땅에서도잘 자라는 이유에 대한 연구(Huang L. 등, 2018, Plant Physiol Biochem. 127:185-193; Tan Y 등, 2017, Plant Physiol Biochem. 115: 219-228)가 주로 진행되어 왔으며, 꽃사과의 안토시아닌 색소가 내광성, 내열성이 우수해 천연 적색 색소자원으로 활용이 용이함이 보고되어 있다(김용환, 1999, Korean J. Food Nutr. 12: 85-90).

그러나 현재까지 꽃사과의 유용 성분 및 유용 생리 활성에 대한 연구는 매우 제한된 실정이다.

최근 꽃사과의 폴리페놀 및 플라보노이드 성분이 일반 사과에 비해 약 2배 이상이며 주석산, 비타민 C 등이 풍부하다고 보고되었으며(소동영. 2011, 건국대학교 석사논문), 일반 사과보다 gallic acid, protocatechuic acid, chlorogenic acid, p-coumaric acid, ferulic acid와 같은 페놀릭산 함량이 높으며, quercetin과 myricetin과 같은 플라보노이드 함량도 높아 사과보다 우수한 항산화 활성을 나타냄이 보고됐다(K. M. Maria John et al., 2014. Food Chemistry 163: 46-50).

최근에는 꽃사과 Malus 'Red jade', Malus hupehensis (Pamp.) Rehd. 및 Malus prunifolia (Willd.) Borkh 3종으로부터 citric acid, p-coumaric acid, hyperoside, myricetin, naringenin, quercetin, kampferol, gentiopicroside, ursolic acid 및 8-epiloganic acid를 분리해 이들의 콜레스테롤 저하 및 고지혈증 예방 효과가 보고됐다(Chao Wen et al., 2018. J. Pharmaceutical Biomedical Analysis 150: 144-151).

반면 현재까지 꽃사과 추출물의 강력한 혈액응고저해 및 혈소판응집저해 활성은 알려지지는 않았다.

꽃사과와 관련된 특허로는 대한민국 등록특허 제10-1081059호에 ‘항산화 및 미백 활성을 갖는 꽃 혼합 추출물 및 그 추출방법 및 그 꽃 혼합 추출물을 함유하는 화장료 조성물’ 및 일본특허 JP-0137455호에 [Production of nursery stock of pear tree]이 개시되어 있을 뿐, 꽃사과의 강력한 혈액응고저해 및 혈소판응집저해를 통한 강력한 항혈전 활성을 나타내면서, 독성이 없는 꽃사과의 활성 추출물에 대한 특허나 연구결과는 알려진 바 없다.

연구진은 한국에서 많이 재배되고 아담스, 호파에이, 플로레, 프로페서 스프랜져, 만추리안 등 5종의 꽃사과를 대상으로 항혈전 효능을 검정하기 위해 꽃사과를 수확해 이물질을 제거하고 이를 일정 방법으로 열수 및 에탄올 추출물을 조제하고, 활성을 평가해 항혈전 활성을 나타내는 꽃사과 추출물을 확인했다.

이 활성 추출물은 인간 적혈구에 대해 용혈 활성을 전혀 나타내지 않으면서도, 열 안정성과 산 안정성이 우수한 특징을 가진다는 사실도 확인했다.

이 발명을 통해 꽃사과 추출물은 혈전 생성 관련 효소 및 혈액 응고 인자의 저해와 혈소판 응집 저해를 통해 강력한 항혈전 활성을 나타냄과 동시에, 인간 적혈구에 대한 용혈 활성을 전혀 나타내지 않고, 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성 조건 및 혈장 내에서도 혈액응고저해 및 혈소판응집저해 효과의 손실이 나타나지 않으므로, 혈행 개선을 통해 허혈성 뇌졸중 및 출혈성 뇌졸중과 같은 혈전증의 예방 및 치료/개선용 약학 조성물 및 건강 기능 식품으로 사용할 수 있을 것으로 기대했다.

이런 유효성분은 추출액, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 가공되어 상시 복용이 가능한 형태로 조제할 수 있는 뛰어난 효과가 있어 제약 산업 및 식품 산업상 매우 유용한 발명이라고 강조했다.