Композиция для применения при повышении чувствительности к инсулину и/или снижении инсулинорезистентности - RU2604503C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композиции для применения при повышении чувствительности к инсулину и/или снижении инсулинорезистентности. Данная композиция предназначена для применения у млекопитающих, предпочтительно у людей, более предпочтительно у младенцев.

Уровень техники

Употребляемые в пищу углеводы из углеводных продуктов (хлеба, макарон, картофеля, фруктов, сахара…) превращаются в глюкозу в кишечнике в процессе пищеварения. Глюкоза проходит через стенку кишечника и попадает в кровоток. Это вызывает пики гликемии: увеличение уровней глюкозы в крови, которые составляют примерно 1 г на литр крови натощак. Инсулин является гормоном, ответственным за снижение уровней глюкозы в крови во время метаболических процессов, сопровождающих пищеварение. Повышенная гликемия в течение постпрандиального (после еды) периода вызывает секрецию инсулина поджелудочной железой, что индуцирует накопление глюкозы органами тела, особенно печенью и мышцами. Это возвращает гликемию к ее уровням натощак.

У здорового индивидуума секреция инсулина пропорциональна уровням глюкозы в крови. Инсулин, выделяемый его поджелудочной железой, соответствует необходимому уровню для понижения гликемии. У некоторых людей реакция на инсулин несоразмерна относительно гликемии.

Однако у некоторых лиц ткани тела не реагируют должным образом на инсулин. Инсулиновые рецепторы в тканях перестают функционировать надлежащим образом, и глюкозависимые клетки не в состоянии распознать присутствие инсулина. В результате поджелудочная железа должна секретировать большее количество инсулина, чтобы помочь глюкозе войти в эти клетки. Поджелудочная железа пытается удовлетворить эту увеличенную потребность в инсулине, вырабатывая его больше. Данное явление называют инсулинорезистентностью (также известную как низкая чувствительность к инсулину). Многие люди с инсулинорезистентностью имеют высокие уровни как глюкозы, так и инсулина, одновременно циркулирующих в их крови. В конечном счете, поджелудочная железа оказывается неспособна удовлетворять потребность организма в инсулине, что приводит к диабету II типа.

Инсулинорезистентность и диабет II типа связаны с повышенным риском развития инфарктов, инсультов, ампутации, диабетической ретинопатии и почечной недостаточности. В крайних случаях затрагивается кровообращение в конечностях, что потенциально требует ампутации. Потеря слуха, зрения и познавательных способностей также связаны с данными состояниями.

По данным Всемирной организации здравоохранения по меньшей мере 171 млн человек во всем мире страдает от диабета II типа. Заболеваемость им стремительно растет, и считается, что к 2030 году данное число почти удвоится. Инсулинорезистентность является еще более частым состоянием, затронувшим до 40%взрослого населения в США в 2000 году. Инсулинорезистентность традиционно считается состоянием пожилого возраста. Однако в течение последних десятилетий ее распространенность резко увеличивается в педиатрической популяции.

Специфическим случаем инсулинорезистентности является гестационный диабет. Сегодня 3-10%беременностей подвергается аномальному регулированию и контролю глюкозы.

Дети, родившиеся от матерей с гестационным диабетом, находятся в повышенной группе риска по развитию осложнений по сравнению с другими детьми. Две основных опасности, которым эти матери подвергают ребенка, представляют собой нарушения роста и химический дисбаланс после рождения, что может потребовать госпитализации в отделение интенсивной терапии для новорожденных. Дети, рожденные от указанных матерей, подвергаются риску быть как крупными для гестационного возраста (макросомными), так и мелкими для гестационного возраста. Макросомия в свою очередь повышает риск инструментального пособия в родах (например, щипцов, вакуум-экстрактора и кесарева сечения) или проблем во время влагалищного родоразрешения (таких как плечевая дистоция). Новорожденные также подвергаются повышенному риску низкого уровня глюкозы в крови (гипогликемии), желтухи, высокого содержания эритроцитов (полицитемия), низкого содержания в крови кальция (гипокальциемия) и магния (гипомагниемия). Гестационный диабет также препятствует созреванию, в результате чего недоношенные младенцы склонны к респираторному дистресс-синдрому из-за неполного созревания легких и нарушенного синтеза поверхностно-активного вещества.

Терапия инсулинорезистентности у детей и у взрослых в основном базируется на изменениях рациона и образа жизни, включая более здоровые привычки питания и увеличение физических упражнений. Данные методы могут быть очень эффективными в повышении чувствительности к инсулину и в замедлении развития болезни, но их трудно применить и фактически большинство пациентов им не следует. Диабет типа II можно лечить с помощью препаратов, поддерживающих чувствительность к инсулину, но их эффективность в снижении темпов развития болезни является довольно низкой. На наиболее запущенных стадиях болезни требуется инсулинотерапия.

Некоторые младенцы, в частности те, которые были рождены преждевременно и/или испытывали задержку внутриутробного развития (ЗВУР), имеют высокий риск развития инсулинорезистентности. Примерно у 40% недоношенных новорожденных с массой тела при рождении менее 1250 г развивается гипергликемия в течение нескольких недель после рождения. Гипергликемия у этих новорожденных обусловлена отчасти инсулинорезистентностью печени и периферической инсулинорезистентностью.

Гипергликемия у этих младенцев может привести к тканевым повреждениям. Наиболее распространенным воздействием для борьбы с гипергликемией является уменьшение глюкозной нагрузки, предоставляемой младенцу. Это, наряду с нарушенным усвоением глюкозы из-за низкой чувствительности к инсулину, приводит к неудовлетворительному снабжению энергией тканей младенца, что может привести к ухудшению роста и повышенному риску осложнений.

Продукты, содержащие n-3 полиненасыщенные жирные кислоты, волокна, олигосахариды и даже пробиотики, предлагались в качестве питательных решений для улучшения чувствительности к инсулину и снижения инсулинорезистентности. Однако эффективность их введения в рацион является совсем незначительной и даже спорной, учитывая исследования, показывающие отсутствие действия или даже вредное действие.

Таким образом, существует необходимость создать эффективное, безопасное и удовлетворяющее питательное решение для улучшения инсулинорезистентности у младенцев, которые были рождены преждевременно и/или испытывали ЗВУР, у беременных женщин, страдающих от гестационного диабета, и у детей, подростков и взрослых, страдающих инсулинорезистентностью и/или диабетом II типа.

Существует также потребность его введения в рацион у молодых млекопитающих, в особенности у младенцев и детей, предпочтительно младенцев, но также и у молодых домашних животных.

Сущность изобретения

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что введение смеси определенных олигосахаридов, в сочетании с по меньшей мере одной длинноцепочечной полиненасыщенной жирной кислотой (LC-PUFA) и по меньшей мере одним пробиотиком, является особенно эффективным для повышения чувствительности к инсулину и/или снижения инсулинорезистентности.

Соответственно, настоящее изобретение предлагает композицию, содержащую по меньшей мере одну LC-PUFA, по меньшей мере один пробиотик и смесь олигосахаридов, причем указанная смесь содержит по меньшей мере один олигосахарид из Galβ1, 4GlcNAcβ1, 3Galβ1, 4Glc (или лакто-N-неотетраозы или LNnT) и Galβ1, 3GlcNAcβ1, 3Galβ1, 4Glc (или лакто-N-тетраозы или LNT), по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, отличный от LNnT и LNT, по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид и по меньшей мере один нейтральный олигосахарид для применения при повышении чувствительности к инсулину и/или снижении инсулинорезистентности.

Композиция в соответствии с изобретением предпочтительно является питательной композицией.

LC-PUFA предпочтительно выбирают из арахидоновой кислоты (ARA) и докозагексаеновой кислоты (DHA), более предпочтительно LC-PUFA представляет собой смесь ARA и DHA.

Пробиотик предпочтительно выбирают из пробиотических бактериальных штаммов, более предпочтительно пробиотик является лактобациллой или Bifidobacterium или Lactobacillus reuteri. В предпочтительном варианте осуществления пробиотик является Bifidobacterium lactis.

В одном варианте осуществления смесь олигосахаридов можно получить из молока животных, такого как молоко одного или более видов животных - коровьего молока, козьего молока или молока буйволиц. Например, ее получали с помощью фракционирования и дальнейшей ферментативной обработки коровьего молока.

Во втором варианте осуществления смесь олигосахаридов может быть получена с использованием ферментных, химико-ферментных и/или химических способов.

В третьем варианте осуществления смесь олигосахаридов может быть получена с использованием технологий дрожжевой и/или бактериальной ферментации. Например, дрожжи и/или бактериальные клетки экспрессируют подходящие ферменты, такие как гликозидазы и/или гликозилтрансферазы при генетической модификации, или не могут использоваться для этого.

Композиция изобретения предпочтительно применяется у младенцев, которые были рождены преждевременно и/или испытывали ЗВУР, у беременных женщин, страдающих от гестационного диабета, и у детей, подростков и взрослых, страдающих инсулинорезистентностью и/или диабетом II типа.

Раскрытие изобретения

В данном описании приведенные ниже термины имеют следующие значения. Термин «ребенок» означает человека между этапами рождения и полового созревания. Взрослый является человеком старше ребенка.

Термин «младенец» означает ребенка младше 12 месяцев.

Термин «недоношенный младенец» (или «недоношенный ребенок») означает младенца, рожденного не позднее чем за 37 недель внутриутробного возраста.

Термин «ребенок с низкой массой тела при рождении» означает младенца, имеющего массу тела при рождении менее 2500 г.

Термин «ребенок младшего возраста» означает ребенка в возрасте от одного до трех лет.

Термин «детская смесь» означает пищевой продукт, предназначенный специально для питания младенцев в течение первых четырех-шести месяцев жизни и удовлетворяющий сам по себе потребности в пище этой категории лиц (статья 1.2 директивы Европейской комиссии 91/3 21/EEC от 14 мая 1991 года по детским смесям для младенцев и подросших детей).

Термин «смесь для недоношенных детей» означает детскую смесь, предназначенную для недоношенного ребенка.

Термин «обогатитель грудного молока» означает добавку, используемую для увеличения калорий, белков, минеральных веществ и витаминов в грудном молоке, скармливаемом недоношенным детям или младенцам с низкой массой тела при рождении.

Термин «детская смесь для подросших детей» означает пищевой продукт, предназначенный специально для питания младенцев в возрасте старше четырех месяцев, и составляющий основной жидкостный компонент во все более разнообразном рационе этой категории лиц.

Термин «стартовая детская смесь» означает пищевой продукт, предназначенный специально для питания младенцев в течение первых четырех месяцев жизни.

Термин «детское питание» означает пищевой продукт, предназначенный специально для питания младенцев в течение первых лет жизни.

Термин «зерновая смесь (каша) для младенцев» означает пищевой продукт, предназначенный специально для питания младенцев в течение первых лет жизни.

Термин «молочная смесь для детей 1-3 лет» означает напиток на основе молока, адаптированный к конкретным потребностям в питании детей младшего возраста.

Термин «период отнятия от груди» означает период, в течение которого молоко матери или детская смесь частично или полностью заменены другой пищей в рационе младенца.

Термин «повышение чувствительности к инсулину и/или снижение инсулинорезистентности» означает поддержку повышения чувствительности к инсулину и поддержку снижения инсулинорезистентности.

Термин «питательная композиция» означает композицию для питания субъекта. Данную питательную композицию обычно принимают перорально, внутрижелудочно или внутривенно, и она обычно включает липиды или источник жира и источник белка.

Термин «синтетическая смесь» означает смесь, полученную химическими и/или биологическими способами, которая может быть химически идентична смеси, встречающейся естественным образом в молоке млекопитающих.

Термин «гипоаллергенная композиция» означает композицию, которая вряд ли будет вызывать аллергические реакции.

Термин «пробиотик» означает препараты микробных клеток или компоненты микробных клеток или метаболиты микробных клеток с благоприятным влиянием на здоровье или самочувствие организма-хозяина (Salminen S, Ouwehand A. Benno Y. et al. "Probiotics: how should they be defined" Trends Food Sci. Technol. 1999: 10 107-10).

Термин «олигосахарид» означает углевод, имеющий степень полимеризации (DP), находящуюся в диапазоне от 2 до 20 включительно, но не включающий лактозу.

Термин «нейтральный олигосахарид» означает олигосахарид, не имеющий заряда и не содержащий N-ацетильного остатка. Он включает в себя 2′-фукозиллактозу (или FL).

Термин «сиалилированный олигосахарид» означает олигосахарид, содержащий остаток сиаловой кислоты (такой как N-ацетилнейраминовая кислота и/или N-гликолилнейраминовая кислота).

Термин «N-ацетилированный» олигосахарид означает олигосахарид, имеющий по меньшей мере одну гексозу, несущую N-ацетильный остаток. Он включает в себя лакто-N-неотетраозу (LNnT) и лакто-N-тетраозу (LNT).

Все процентные содержания являются массовыми, если не указано иное.

В одном аспекте изобретение предлагает композицию, содержащую:

- по меньшей мере одну LC-PUFA,

- по меньшей мере один пробиотик, и

- смесь олигосахаридов, причем указанная смесь содержит по меньшей мере один олигосахарид из Galβ1, 4GlcNAcβ1, 3Galβ1, 4Glc (лакто-N-неотетраозы или LNnT) и Galβ1, 3GlcNAcβ1, 3Galβ1, 4Glc (лакто-N-неотетраозы или LNnT), по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, выбранный из группы, состоящей из GalNAcα1, 3Galβ1, 4Glc (=3′GalN Ac-lac = N-ацетил-галактозаминил-лактозы), Galβ1, 6GalNAcα1, 3Galβ1, 4Glc (=6′Gal-3GalNAc-lac = галактозил-N-ацетил-галактозаминил-лактозы), по меньшей мере, один сиалилированный олигосахарид, выбранный из группы, состоящей из NeuAcα2, 3Galβ1, 4Glc (=3′-сиалиллактозы) и NeuAca2, 6Galβ1, 4Glc (=6′-сиалиллактозы), и по меньшей мере один нейтральный олигосахарид, выбранный из группы, состоящей из Galβ1, 6Gal (=β1,6-дигалактозида); Galβ1, 6Galβ1, 4Glc (=6′Gal-lac); Galβ1, 6Galβ1, 6Glc; Galβ1, 3Galβ1, 3Glc; Galβ1, 3Galβ1, 4Glc (=3′Gal-lac); Galβ1, 6Galβ1, 6Galβ1, 4Glc (=6′,6-diGal-lac); Galβ1, 6Galβ1, 3Galβ1, 4Glc (=6′,3-diGal-lac); Galβ1, 3Galβ1, 6Galβ1, 4Glc (=3′,6-diGal-lac); Galβ1, 3Galβ1, 3Galβ1, 4Glc (=3′,3-diGal-lac); Galβ1, 4Galβ1, 4Glc (=4′Gal-lac) и Galβ1, 4Galβ1, 4Galβ1, 4Glc (=4′,4-diGal-lac),

для применения при повышении чувствительности к инсулину и/или снижении инсулинорезистентности.

В дополнение к этому, композиция дополнительно содержит Fucα1, 2Galβ1, 4Glc (2′-фукозиллактозу или FL).

Таким образом, смесь олигосахаридов в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере четыре олигосахарида, а именно по меньшей мере один из LNnT и LNT, по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, отличный от LNnT и LNT, предпочтительно как описано выше, по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, предпочтительно как описано выше, и по меньшей мере один нейтральный олигосахарид, предпочтительно как описано выше.

Смесь олигосахаридов необязательно содержит 2′-фукозиллактозу, обычно в дополнение к другому нейтральному олигосахариду.

Во втором аспекте изобретение относится к композиции, содержащей по меньшей мере одну длинноцепочечную полиненасыщенную жирную кислоту, по меньшей мере один пробиотик и смесь олигосахаридов, которая содержит:

- 5-95 масс. %, 10-60 масс. %, более предпочтительно 20-40 масс. %, относительно общей массы смеси олигосахаридов, одного олигосахарида из лакто-N-неотетраозы (LNnT) и лакто-N-тетраозы (LNT),

- 0,25-20 масс. %, предпочтительно 0,3-10 масс. %, более предпочтительно 0,3-5 масс. % и еще более предпочтительно около 0,5 масс. %, относительно общей массы смеси олигосахаридов, по меньшей мере одного дополнительного N-ацетилированного олигосахарида, отличного от LNnT и LNT,

- 0,5-30 масс. %, предпочтительно 0,75-15 масс. %, более предпочтительно 0,75-10 масс. % и еще более предпочтительно около 1 масс. %, относительно общей массы смеси олигосахаридов, по меньшей мере одного сиалилированного олигосахарида, и

- 50-90 масс. %, предпочтительно 20-80 масс. %, более предпочтительно 10-50 масс. % и еще более предпочтительно около 50 масс. %, относительно общей массы смеси олигосахаридов, по меньшей мере одного нейтрального олигосахарида,

для применения при повышении чувствительности к инсулину и/или снижении инсулинорезистентности.

Предпочтительно, композиция дополнительно содержит 2′-фукозиллактозу (FL), причем соотношение между (LNnT и/или LNT) и FL составляет от 0,1:1 до 1,5:1, предпочтительно от 0,2:1 до 1:1.

Согласно предпочтительному варианту осуществления смесь олигосахаридов присутствует в количестве 0,5-70%, более предпочтительно 1-20%, еще более предпочтительно 2-5%, относительно общей массы композиции.

Олигосахаридные соединения определяются по их структурам, где GalNAc является N-ацетилгалактозамином, GlcNAc является N-ацетилглюкозамином, Gal является галактозой, NeuAc является N-ацетилнейраминовой кислотой, Glc является глюкозой и Fuc является фукозой.

Смесь олигосахаридов композиции по изобретению может быть единственным источником олигосахаридов в композиции.

Нейтральный олигосахарид предпочтительно выбирают из FOS и GOS, предпочтительно GOS, таких как указано выше.

Нейтральный олигосахарид композиции по изобретению может быть получен в виде смеси путем приобретения и смешивания индивидуальных компонентов. Например, синтезированные галактоолигосахариды, такие как Galβ1, 6Gal, Galβ1, 6Gal1, 4Glc, Galβ1, 6Galβ1, 6Glc, Galβ1, 3Galβ1, 3Glc, Galβ1, 3Galβ1, 4Glc, Galβ1, 6Gaβ1, 6Galβ1, 4Glc, Galβ1, 6Galβ1, 3Gaβ1, 4Glc, Galβ1, 3Galβ1, 6Galβ1, 4Glc, Galβ1, 3Galβ1, 3Galβ1, 4Glc, Galβ1, 4Galβ1, 4Glc и Galβ1, 4Galβ1, 4Galβ1, 4Glc и их смеси являются коммерчески доступными под товарными знаками Vivinal® от Friesland Campina, Нидерланды, и Elix′or®. Другими поставщиками олигосахаридов являются Dextra Laboratories, Sigma-Aldrich Chemie GmbH и Kyowa Hakko Co., Ltd. В качестве альтернативы, определенные гликозилтрансферазы и/или глюкозидазы, такие как галактозилтрансферазы и/или фукозилтрансферазы, и/или галактозидазы и/или фукозидазы могут использоваться для получения галактоолигосахаридов и/или фукозилированных олигосахаридов.

Фукозиллактоза является фукозилированным олигосахаридом (иными словами, олигосахаридом, имеющим фукозный остаток). Данный фукозилированный олигосахарид может быть выделен с помощью хроматографии или фильтрации из натурального источника, такого как молоко животных. В качестве альтернативы, он может быть получен биотехнологическим методом с использованием специфических фукозилтрансфераз и/или фукозидаз, или с помощью ферментационной технологии, основанной на применении ферментов (рекомбинантных или естественных ферментов) или технологии микробиологической ферментации. В последнем случае микроорганизмы могут либо экспрессировать свои естественные ферменты и субстраты, либо могут быть генетически модифицированы с целью продуцирования ими соответствующих субстратов и ферментов. Могут использоваться одиночные микробные культуры и/или смеси культур. Образование фукозилированных олигосахаридов может инициироваться акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP) от DP=1 и выше. В качестве альтернативы, фукозилированные олигосахариды можно получить химическим синтезом из лактозы и свободной фукозы. Фукозилированные олигосахариды также являются доступными, например, от Kyowa Hakko Kogyo, Япония.

В соответствии с изобретением, сиалилированный олигосахарид может быть выбран из группы, состоящей из 3′-сиалиллактозы и 6′-сиалиллактозы. Предпочтительно сиалилированный олигосахарид содержит как 3′-сиалиллактозу, так и 6′-сиалиллактозу. В данном варианте осуществления отношение 3′-сиалиллактозы к 6′-сиалиллактозе находится предпочтительно в диапазоне между 5:1 и 1:2.

Формы 3′- и 6′-сиалиллактозы могут быть получены добавлением к композиции натурального источника, такого как молоко животных, или могут быть выделены с помощью хроматографии или фильтрации из такого натурального источника. В качестве альтернативы, они могут быть получены биотехнологическим методом с использованием специфических сиалилтрансфераз и/или сиалидаз, нейраминидаз, с помощью ферментационной технологии, основанной на применении ферментов (рекомбинантных или естественных ферментов), химического синтеза или технологии микробиологической ферментации. В последнем случае микроорганизмы могут либо экспрессировать свои естественные ферменты и субстраты, либо могут быть генетически модифицированы для продуцирования соответствующих субстратов и ферментов. Могут использоваться одиночные микробные культуры и/или смеси культур. Образование сиалил-олигосахаридов может инициироваться акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP), от DP=1 и выше. В качестве альтернативы, сиалиллактозы могут быть получены химическим синтезом из лактозы и свободной N′-ацетилнейраминовой кислоты (сиаловой кислоты). Сиалиллактозы также коммерчески доступны, например, от Kyowa Hakko Kogyo, Япония.

N-ацетилированные олигосахариды композиции по изобретению могут быть получены путем добавления к композиции натурального источника, такого как молоко животных. В качестве альтернативы, они могут быть получены действием глюкозаминидазы и/или галактозаминидазы на N-ацетил-глюкозу и/или N-ацетил-галактозу. В равной степени для этого могут использоваться N-ацетилгалактозилтрансферазы и/или N-ацетилгликозилтрансферазы. N-ацетилированные олигосахариды также можно получить с помощью ферментационной технологии при использовании соответствующих ферментов (рекомбинантных или естественных) и/или микробиологической ферментации. В последнем случае микроорганизмы могут либо экспрессировать свои естественные ферменты и субстраты, либо могут быть генетически модифицированы для продуцирования соответствующих субстратов и ферментов. Могут использоваться одиночные микробные культуры и/или смеси культур. Образование N-ацетилированного олигосахарида может инициироваться акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP), от DP=1 и выше. Другим вариантом является химическая конверсия кето-гексоз (например, фруктозы), либо свободных, либо связанных с олигосахаридом (например, лактулозой), в N-ацетилгексозамин или в N-ацетилгексозаминсодержащий олигосахарид, как описано у Wrodnigg, Т.М.; Stutz, А.Е. (1999) Angew. Chem. Int. Ed. 38: 827-828.

LNnT и LNT могут быть синтезированы ферментативным переносом сахаридных единиц с донорских компонентов на акцепторные компоненты при использовании гликозилтрансфераз, как описано, например, в патенте US 5288637 и WO 96/10086. В качестве альтернативы, LNnT могут быть получены химической конверсией кето-гексоз (например, фруктозы), либо свободных, либо связанных с олигосахаридом (например, лактулозой), в N-ацетилгексозамин или в N-ацетилгексозаминсодержащий олигосахарид, как описано у Wrodnigg, Т.М.; Stutz, А.Е. (1999) Angew. Chem. Int. Ed. 38: 827-828. N-ацетиллактозамин, полученный таким путем, затем может быть перенесен на лактозу в качестве акцепторного компонента.

Композиция в соответствии с изобретением дополнительно содержит два олигосахарида (НМО), выбранных из группы, состоящей из лакто-N-неотетраозы (LNnT), лакто-N-тетраозы (LNT) и 2′-фукозиллактозы (FL). Предпочтительно указанные олигосахариды являются LNnT и FL.

Пробиотический бактериальный штамм, присутствующий в композиции изобретения, может быть выбран из любого штамма, который удовлетворяет определению пробиотика и имеет приемлемый срок годности для композиции, в которую он будет включен. Например, если композицию включают в детскую смесь, указанной детской смеси необходимо оставаться стабильной и эффективной до 12 месяцев. Пробиотический бактериальный штамм предпочтительно представляет собой штамм лактобацилл или бифидобактерий.

Примеры предпочтительных видов Bifidobacterium включают Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium breve и Bifidobacterium infantis. Особенно предпочтительными штаммами являются Bifidobacterium lactis CNCM 1-3446, реализуемый в числе прочего компанией Christian Hansen, Дания, под товарным знаком Bb2, Bifidobacterium longum АТСС ВАА-999, реализуемые Morinaga Milk Industry Co. Ltd., Япония, под товарным знаком ВВ536, штамм Bifidobacterium breve, реализуемый Danisco под товарным знаком Bb-03, штамм Bifidobacterium breve, реализуемый Morinaga под товарным знаком M-16V, штамм Bifidobacterium infantis, реализуемый Procter & Gamble Co. под товарным знаком Bifantis, и штамм Bifidobacterium breve, реализуемый Institut Rosell (Lallemand) под товарным знаком R0070.

Примерами предпочтительных видов Lactobacillus являются Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei и Lactobacillus reuteri. Особенно предпочтительными штаммами являются Lactobacillus rhamnosus АТСС 53103, Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1.3724 и Lactobacillus paracasei CNCM 1-2116.

В соответствии с изобретением пробиотик выбирают из пробиотических бактериальных штаммов, предпочтительно пробиотик является лактобациллой или бифидобактерией или Lactobacillus reuteri, более предпочтительно пробиотик является Bifidobacterium lactis.

Пробиотик может присутствовать в композиции в широком диапазоне процентных содержаний при условии, что пробиотик обеспечивает описанный эффект. Однако предпочтительно пробиотик присутствует в композиции в количестве, эквивалентном от 10е2 до 10е12 КОЕ пробиотического бактериального штамма, более предпочтительно от 10e6 до 10е9 КОЕ, на каждый грамм композиции. Данное выражение включает в себя возможности того, что бактерии являются живыми, инактивированными или мертвыми или даже присутствующими в виде фрагментов, таких как ДНК, материалы клеточной стенки, внутриклеточные материалы или метаболиты бактерий. Иными словами, количество бактерий, которое содержится в композиции, выражается в терминах колониеобразующей способности этого количества бактерий, как если бы все бактерии были живыми, независимо от того, являются ли они, по сути, живыми, инактивированными или мертвыми, фрагментированными или смесью любых или всех этих состояний.

Композиция содержит по меньшей мере одну LC-PUFA, которая обычно является n-3 или n-6 LC-PUFA. n-3 LC-PUFA может быть С20 или С22 n-3 жирной кислотой. С20 или С22 n-3 LC-PUFA предпочтительно присутствует в количестве по меньшей мере 0,1 масс. % от всех жирных кислот в композиции. Предпочтительно n-3 LC-PUFA является докозагексаеновой кислотой (DHA, С22:6, n-3). n-6 LC-PUFA может быть С20 или С22 n-6 жирной кислотой. С20 или С22 n-6 LC-PUFA предпочтительно присутствует в количестве, по меньшей мере, 0,1 масс. % от всех жирных кислот в композиции. Предпочтительно n-6 LC-PUFA является арахидоновой кислотой (ARA, С20:4, n-6). Источником LC-PUFA могут служить, например, липиды яйца, грибное масло, рыбий жир с низким содержанием эйкозапентаеновой кислоты (ЕРА) или масло водорослей. LC-PUFA композиции изобретения могут обеспечиваться малыми количествами масел, содержащих высокие содержания предварительно полученных арахидоновой кислоты и докозагексаеновой кислоты, таких как рыбий жир или микробные масла.

Композиция в соответствии с изобретением является предпочтительно питательной композицией, более предпочтительно синтетической питательной композицией. В данном случае она может быть смесью для недоношенных детей, обогатителем грудного молока, стартовой детской смесью, детской смесью для подросших детей, смесью детского питания, зерновой смесью (кашей) для младенцев, молочной смесью для детей 1-3 лет, продуктом лечебного питания для диетотерапии, йогуртом, супом, продуктом на молочной основе, замороженным продуктом питания, батончиком, готовым зерновым завтраком, консервированным продуктом питания, кормом для животных или диетической добавкой (включая добавку для недоношенных детей), обычно используемой во время пребывания в больнице и/или для использования после выписки из больницы. Добавка может предназначаться для питания недоношенного ребенка или ребенка, испытавшего задержку внутриутробного развития (ЗУВР), или ребенка, или беременной женщины, или взрослого.

Указанная композиция является предпочтительно продуктом для питания недоношенных, таким как смесь для недоношенных детей, обогатитель грудного молока или добавка для недоношенных детей. В соответствии с вариантом осуществления композиция является предпочтительно смесью для недоношенных детей, обогатителем грудного молока или диетической добавкой. Композиция по изобретению может также являться продуктом для детей или взрослых, таким как йогурт или продукт лечебного питания, а также кормом для домашних животных.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления композиция по изобретению предпочтительно используется у младенцев, которые были рождены преждевременно и/или испытывали ЗВУР, у беременных женщин, страдающих от гестационного диабета, и у детей, подростков и взрослых, страдающих инсулинорезистентностью и/или диабетом II типа.

Композиция согласно изобретению может употребляться до и/или во время и/или после периода отнятия от груди, и/или в детском возрасте, в подростковом периоде, во время беременности и/или во взрослом состоянии.

Изобретение также включает применение композиции согласно изобретению в качестве синтетического питательного вещества для применения при повышении чувствительности к инсулину и/или снижении инсулинорезистентности.

Все применения, указанные выше, особенно предназначены для младенцев, которые были рождены преждевременно и/или испытывали ЗВУР, беременных женщин, страдающих от гестационного диабета, и детей, подростков и взрослых, страдающих инсулинорезистентностью и/или диабетом II типа. Но данные применения также предназначены для домашних животных. Композиции и применения по настоящему изобретению особенно подходят для младенцев, которые были рождены преждевременно и/или испытывали ЗВУР, для беременных женщин, страдающих от гестационного диабета, и для детей, подростков и взрослых, страдающих инсулинорезистентностью и/или диабетом II типа.

Не желая быть связанными теорией, авторы изобретения полагают, что эффективность комбинации смеси олигосахаридов в композиции, описанной выше, для повышения чувствительности к инсулину и/или снижения инсулинорезистентности, может являться результатом синергического сочетания иммуномодуляторных эффектов, инициированных пробиотическим бактериальным штаммом и LC-PUFA посредством их стимуляции определенной смесью олигосахаридов.

Смесь олигосахаридов, LC-PUFA и пробиотический бактериальный штамм могут вводиться в одной и той же композиции или могут вводиться последовательно.

Для группы недоношенных детей или детей с НМТ композиция предпочтительно является питательной композицией, например, употребляемой в жидкой форме. Это может быть полноценная питательная смесь, такая как детская смесь (для недоношенных детей), диетическая добавка, обогатитель грудного молока, детская смесь для подросших детей или молочная смесь для детей 1-3 лет. В качестве альтернативы, для группы молодых млекопитающих композиция может быть кормом для домашних животных.

Композиция в соответствии с изобретением также может содержать источник белка. Тип белка в применении к настоящему изобретению не рассматривается как критически важный при условии, что удовлетворяются минимальные требования по содержанию незаменимых аминокислот и обеспечивается удовлетворительный рост. Так, могут использоваться источники белка, основанные на молочной сыворотке, казеине и их смесях, а также источники белка, основанные на сое. В том, что касается сывороточных белков, источник белка может быть основан на кислой сыворотке или сладкой сыворотке, или их смесях, и может включать альфа-лактальбумин и бета-лактоглобулин в любых желаемых соотношениях. Белки могут быть, наконец, частично гидролизованы для того, чтобы повысить оральную толерантность к аллергенам, особенно пищевым аллергенам. В этом случае композиция является гипоаллергенной композицией.

Композиция в соответствии с настоящим изобретением также может содержать источник углеводов в дополнение к смеси олигосахаридов. Это особенно предпочтительно в том случае, когда композиция изобретения является детской смесью. В данном случае может использоваться любой источник углеводов, обычно находящийся в детских смесях, такой как лактоза, сахароза, мальтодекстрин, крахмал и их смеси, хотя предпочтительным источником углеводов является лактоза. В любом случае, смесь олигосахаридов предпочтительно является единственным источником пребиотика в композиции в соответствии с изобретением.

Композиция в соответствии с настоящим изобретением также может содержать источник жиров в дополнение к LC-PUFA. Это особенно важно, если питательная композиция изобретения является детской смесью. В данном случае источник жиров может быть любым липидом или жиром, который подходит для использования в молочных смесях. Предпочтительные источники жиров включают пальмовое масло, высокомасличное подсолнечное масло и высокомасличное сафлоровое масло. Также могут быть добавлены незаменимые жирные кислоты, линолевая и α-линоленовая. В композиции источник жиров (в том числе LC-PUFA, такие как ARA и/или DHA) предпочтительно имеет отношение n-6 к n-3 жирных кислот от примерно 1:2 до примерно 10:1, предпочтительно от примерно 3:1 до примерно 8:1.

Композиция изобретения также может содержать все витамины и минеральные вещества, которые рассматриваются в качестве существенных в ежедневной диете, в значительных для питания количествах. Для определенных витаминов и минеральных веществ установлены минимальные требования. Примеры минеральных веществ, витаминов и других нутриентов, необязательно присутствующих в композиции изобретения, включают витамин A, витамин B1, витамин B2, витамин В6, витамин В12, витамин E, витамин K, витамин C, витамин D, фолиевую кислоту, инозит, ниацин, биотин, пантотеновую кислоту, холин, кальций, фосфор, йод, железо, магний, медь, цинк, марганец, хлор, калий, натрий, селен, хром, молибден, таурин и L-карнитин. Минералы обычно добавляют в форме соли. Присутствие и количества конкретных минеральных веществ и других витаминов будут варьировать в зависимости от целевой популяции.

При необходимости композиция изобретения может содержать эмульгаторы и стабилизаторы, такие как соевый лецитин, моно- и диглицеридные эфиры лимонной кислоты и тому подобное.

Композиция изобретения также может содержать другие вещества, которые могут оказывать благоприятное воздействие, такие как лактоферрин, нуклеотиды, нуклеозиды, ганглиозиды, полиамины и тому подобное.

Получение композиции по изобретению теперь будут описано посредством примера.

Смесь может быть получена любым подходящим способом. Например, она может быть получена смешиванием источника белка, источника углеводов (отличного от смеси олигосахаридов) и источника жиров, включающего LC-PUFA в подходящих соотношениях. Если используются эмульгаторы, то они могут быть добавлены в данный момент. Витамины и минеральные вещества могут быть добавлены в данный момент, но обычно их добавляют позднее, чтобы избежать термического разрушения. Любые липофильные витамины, эмульгаторы и т.п. могут быть растворены в источнике жиров перед смешиванием. Далее вода, предпочтительно прошедшая обратный осмос, может быть добавлена для образования жидкой смеси. Температура воды обычно находится в диапазоне от примерно 50°C до примерно 80°C, чтобы способствовать диспергированию ингредиентов. Коммерчески доступные разбавители могут использоваться для образования жидкой смеси. Смесь олигосахаридов будет добавлена на этой стадии, если конечный продукт должен быть в форме жидкости. Если конечный продукт будет порошком, олигосахариды могут иным образом добавляться на этой стадии при необходимости. Затем жидкую смесь гомогенизируют, например, в две стадии.

После этого, с целью снижения бактериальной нагрузки, жидкую смесь можно подвергать термической обработке путем ее быстрого нагревания до температуры в диапазоне от примерно 80°C до примерно 150°C в течение периода времени, например, от примерно 5 секунд до примерно 5 минут. Это может осуществляться путем инжекции пара, в автоклаве или теплообменнике, например в пластинчатом теплообменнике.

Затем жидкая смесь может быть охлаждена до температуры примерно 60-85°C, например, с помощью мгновенного охлаждения. Затем жидкая смесь может быть снова гомогенизирована, например, в две стадии при давлении от примерно 10 МПа до примерно 30 МПа на первой стадии и от примерно 2 МПа до примерно 10 МПа на второй стадии. Гомогенизированная смесь затем может быть дополнительно охлаждена для добавления любых чувствительных к нагреванию компонентов, таких как витамины и минеральные вещества. Значение pH и содержание твердых веществ гомогенизированной смеси удобно корректировать в этот момент.

Гомогенизированную смесь подают в подходящее сушильное устройство, такое как распылительная сушилка или лиофильная сушилка, и превращают в порошок. Порошок должен иметь влагосодержание менее чем примерно 5 масс. %. Смесь олигосахаридов можно добавить на данной стадии путем сухого смешивания вместе с пробиотическим бактериальным штаммом (штаммами), или путем смешивания их в сиропе в виде кристаллов, наряду с пробиотическим бактериальным штаммом (штаммами) и распылительной сушкой (лиофилизацией).

Если предпочтительной является жидкая композиция, гомогенизированная смесь может быть стерилизована, затем асептически заполнена в подходящие контейнеры или может быть сначала заполнена в контейнеры и затем стерилизована.

В другом варианте осуществления композиция изобретения может являться добавкой в количестве, достаточном для достижения желаемого эффекта у индивидуума. Данная форма введения обычно больше подходит для недоношенных детей или детей с НМТ или ЗВУР, детей более старшего возраста и взрослых.

Количество олигосахаридов, LC-PUFA и пробиотического бактериального штамма для включения в диетическую добавку будет выбрано в соответствии со способом введения добавки.

Диетическая добавка, например, может быть в форме порошка, таблеток, капсул, пастилок или жидкости. Добавка может дополнительно содержать защитные гидроколлоиды (такие как камеди, белки, модифицированные крахмалы), связующие, пленкообразующие агенты, инкапсулирующие агенты/материалы, стенкообразующие/оболочечные материалы, матричные соединения, покрытия, эмульгаторы, поверхностно-активные соединения, солюбилизирующие агенты (масла, жиры, воски, лецитины и т.п.), адсорбенты, носители, наполнители, со-соединения, диспергирующие агенты, увлажняющие агенты, технологические добавки (растворители), антислеживающие агенты, вкусомаскирующие агенты, утяжелители, желирующие агенты и гельформирующие агенты. Добавка также может содержать обычные фармацевтические добавки и адъюванты, наполнители и разбавители, включая, но не ограничиваясь ими, воду, желатин любого происхождения, растительные камеди, лигносульфонат, тальк, сахара, крахмал, гуммиарабик, растительные масла, полиалкиленгликоли, ароматизаторы, консерванты, стабилизаторы, эмульгаторы, буферы, смазочные материалы, красители, увлажнители, наполнители и т.п.

Добавка может быть добавлена в продукт, приемлемый для потребителя (который является человеком или животным), такой как принимаемый внутрь носитель или подложка соответственно. Примерами таких носителей или подложек являются фармацевтические препараты или пищевая композиция, или питательная композиция для домашних животных. Неограничивающими примерами таких композиций являются молоко, йогурт, творог, сыр, кисломолочные продукты, ферментированные продукты на молочной основе, ферментированные продукты на зерновой основе, порошки на молочной основе, женское молоко, смесь для питания недоношенных, детская смесь, пероральная добавка и зондовое питание.

Кроме того, добавка может содержать органический или неорганический материал-носитель, подходящий для энтерального или парентерального введения, а также витамины, минеральные вещества, микроэлементы и другие микронутриенты в соответствии с рекомендациями правительственных органов, таких как USRDA.

Преимущества, сущность и различные дополнительные признаки изобретения будут ясны более полно при рассмотрении иллюстративного эксперимента, который будет подробно описан ниже вместе с прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена диаграмма для иллюстрации протокола экспериментов.

На фиг. 2 представлена столбчатая диаграмма, графически представляющая результаты экспериментов по инсулину (нг/мл) в крови на постнатальный день (=PND) 26.

На фиг. 3 представлена столбчатая диаграмма, графически представляющая результаты экспериментов по глюкозе (нг/мл) в крови на постнатальный день (=PND) 26.

На фиг. 4 представлена столбчатая диаграмма, представляющая отношение глюкоза/инсулин в крови на постнатальный день (=PND) 26.

На фиг. 4 использованы результаты фиг. 2 и фиг. 3.

Примеры

Эксперименты проводились на предмет влияния добавки смеси олигосахаридов, которая представляет собой смесь олигосахаридов коровьего молока (CMOS), обогащенную галактоолигосахаридами (деминерализованным, безлактозным сывороточным пермеатом или DDWP), и 2′-фукозиллактозы (FL) и лакто N-неотетраозы (LNnT), причем эти два олигосахарида добавлялись к смеси DDWP либо по отдельности (в двух сравнительных примерах) или в сочетании (в соответствии с изобретением), LC-PUFA (арахидоновая кислота -ARA- и докозагексаеновая кислота -DHA-) и Bifidobacterium lactis (BL), на крысятах.

Методика

Описание эксперимента

Эксперименты проводились в соответствии со швейцарским законом о защите животных и были утверждены кантональным ветеринарным управлением (Лозанна, Швейцария, разрешение №2028). Самец-репродуктор и неоплодотворенная самка крыс Long-Evans Hooded были приобретены у Janvier (Франция), доставлены к месту содержания животных за две недели до спаривания.

Беременные самки получали пищу (Kliba 3437) и воду ad libitum, содержались в условиях постоянной температуры и влажности, с циклом день:ночь 12:12. Условия содержания сохранялись в продолжение всего эксперимента. В постнатальный день (=PND) 2 после рождения (В), маток удаляли из родильных клеток и определяли пол крысят. Стандартные гнезда-подстилки на 8 крысят-самцов формировали для выхаживания приплода, после рандомизации по массе тела. Маток и их приплод содержали при одном из двух режимов выхаживания: 1) группы материнской депривации (MS) подвергали 180-минутному периоду ежедневного разделения маток и приплода, начиная со 2-го и кончая 14-м PND, или 2) контрольная группа (NS) без хэндлинга.

MS крысят отнимали от груди (W) на PND15. Их рандомизировали по весу и кормящей матке и распределяли на группы по 16 животных, которые кормили до PND26 или контрольным рационом (модифицированные AIN 93G, группа MS-Cont) или аналогичным рационом, способным содержать LC-PUFA, Bifidobacterium lactis CNCM I -3446 (BL) и олигосахариды (DDWP, LNnT и/или 2-FL). Животных MS (группа MS-Cont) содержали группами по 8 крысят до PND21, чтобы снизить стрессовую нагрузку от преждевременного отнятия от груди, и затем содержали индивидуально до конца эксперимента. Животных из группы NS переводили на контрольный рацион (группа NS-Cont) на PND21 и индивидуально содержали до конца эксперимента.

Животных умерщвляли (f) на PND26 путем истощающего кровопускания под анестезией изофлураном. Образцы крови брали из дорсальной аорты в вакутейнеры для дальнейшего анализа уровней инсулина и глюкозы.

Процедура и рационы

Следующие функциональные ингредиенты использовали для экспериментального зонда и композиции рациона, содержащей ингредиент DDWP на 98,8% сухого вещества, состав которого подробно описан в таблице 1 ниже.

DDWP обычно получают согласно описаниям WO2007/101675 или WO 2007/090894, и обычно содержит смесь из примерно 30 масс. % GalNAcα1, 3Galβ1, 4Glc и Galβ1, 6GalNAcα1, 3Galβ1, 4Glc; 50 масс. % Galβ1, 6Galβ1, 4Glc и Galβ1, 3Galβ1, 4Glc; 20 масс. % NeuAcα2, 3Galβ1, 4Glc и NeuAcα2, 6Galβ1, 4Glc.

Животных кормили в период от отнятия от груди до конца эксперимента адаптированными по питательным веществам полусинтетическими рационами (модифицированными AIN 93 G), состав которых представлен в таблицах 2 и 3.

Профиль жирных кислот четырех рационов был сбалансирован, чтобы обеспечить сходное соотношение n-6/n-3 и сходное отношение насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот. Таким образом, состав жирных кислот четырех рационов было почти одинаковым по профилю жирных кислот.

Животных умерщвляли на постнатальный день PND26.

Из результатов на фигурах 2, 3 и 4 следует, что только композиция PUFA-BL-DDWP-LNnT-FL, согласно изобретению показывает значительно более низкое содержание инсулина и пониженное содержание глюкозы в крови, а также значительно более высокое отношение глюкоза/инсулин, что указывает на повышенную чувствительность к инсулину и/или сниженную инсулинорезистентность.

Реферат

Изобретение относится к диетическому питанию. Композиция содержит, по меньшей мере, одну длинноцепочечную полиненасыщенную жирную кислоту (LC-PUFA), по меньшей мере, один пробиотик и смесь олигосахаридов. Причем указанная смесь содержит, по меньшей мере, один олигосахарид из Galβ1, 4GlcNAcβ1, 3Galβ1, 4Glc (или лакто-N-неотетраозы или LNnT) и Galβ1, 3GlcNAcβ1, 3Galβ1, 4Glc (или лакто-N-тетраозы или LNT), по меньшей мере, один N-ацетилированный олигосахарид, отличный от LNnT и LNT, по меньшей мере, один сиалилированный олигосахарид и, по меньшей мере, один нейтральный олигосахарид. Композицию применяют при повышении чувствительности к инсулину и/или снижении инсулинорезистентности. Полученная композиция подходит для применения у младенцев, которые были рождены преждевременно и/или испытывали ЗВУР, у беременных женщин, страдающих от гестационного диабета, и у детей, подростков и взрослых, страдающих инсулинорезистентностью и/или диабетом II типа. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

Формула