(57)【要約】  【課題】  インスリン誘発低血糖に起因する脳障害を予防、治療するための薬剤および食品を提供することを課題とする。  【解決手段】  インスリン誘発低血糖に起因する脳障害を予防または改善（治療）するためのものであって、カルニチン、アシルカルニチンおよびこれらの薬理学上許容される塩から選ばれる少なくとも１種を有効成分とする薬剤、または前記有効成分を含有した食品である。カルニチン摂取によりインスリン誘発低血糖時の海馬組織傷害が軽減され、認識学習能力の低下が予防される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルニチン、アシルカルニチンおよびこれらの薬理学上許容される塩から選ばれる少なくとも１種を有効成分とする、インスリン誘発低血糖に起因する脳障害を予防、治療するための薬剤。
【請求項２】
カルニチン、アシルカルニチンおよびこれらの薬理学上許容される塩から選ばれる少なくとも１種を含有した、インスリン誘発低血糖に起因する脳障害を予防、改善するための食品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インスリン誘発低血糖に起因する脳障害を予防、改善するための薬剤および食品に関する。
【背景技術】
【０００２】
インスリンまたはインスリン分泌を刺激する作用をもつ糖尿病薬を使用している糖尿病患者では、薬剤が効きすぎて低血糖症を起こす可能性がある。血糖値が低下すると、ブドウ糖を主たるエネルギー源とする中枢神経の機能が低下し、ついには昏睡（低血糖性昏睡）や痙攣などをきたすことがある。
【０００３】
特に、糖尿病患者では、インスリンや経口血糖降下薬の不適切な使用により重症低血糖症がしばしば生じる。重症低血糖症は、治療が遅延すると、後遺症として中枢神経系の障害を残す可能性がある。また、実験的には、低血糖を誘発したラットの脳神経組織において、ミトコンドリアの膨化を伴なった神経細胞死が観察されている。
【０００４】
一方、カルニチンは、長鎖脂肪酸のミトコンドリア内への輸送担体であり、脂肪酸のβ酸化に必須な物質として知られている。また、カルニチンは、ミトコンドリア依存性の細胞死を抑制することが報告されている（非特許文献１を参照）。
【０００５】
さらに、脳神経系との関連では、特許文献１に、アセチル−Ｌ−カルニチンが昏睡、とりわけ外傷性昏睡の治療に有効であることが開示されている。特許文献２には、例えば老人性および早老性痴呆およびアルツハイマー病に現れる脳代謝異常を患う患者を治療するために、アシルカルニチンが有効であることが開示されている。さらに、特許文献３には、アルツハイマー病の早期発病患者の治療にアセチル−Ｌ−カルニチンが有効であることが開示されている。特許文献４には、インスリン非依存性糖尿病患者において末梢でのブドウ糖利用を増強するのにＬ−カルニチンまたはアシル-Ｌ-カルニチンが有効であることが開示されている。特許文献５には、Ｌ−カルニチンまたはアルカノイルＬ-カルニチンと、トリヒドロキシまたはテトラヒドロキシスチルベンとの組み合わせからなる薬剤が、加齢および神経毒性薬の使用によりひき起こされる脳障害の予防または治療に有効であることが開示されている。
【０００６】
しかしながら、インスリンによって誘発される低血糖に起因する脳障害に対してカルニチンが有効であるとの知見は得られていない。
【０００７】
【非特許文献１】Furuno T., 他７名, 「Roles of long chain fatty acids and carnitine in mitochondrial membrane permeability transition」, Biochem Pharmacol., Oct 15; 62(8); 1037-46 (2001)
【特許文献１】特許第３１４５４５１号公報
【特許文献２】米国特許４３４６１０７号明細書
【特許文献３】特開平１０−４５５８２号公報
【特許文献４】特開平６−１９２０７９号公報
【特許文献５】特表２００２−５２７３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、インスリン誘発低血糖に起因する脳障害を予防、改善するための薬剤および食品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、カルニチンを摂取することによりインスリン誘発低血糖時の海馬組織傷害が軽減され、認識学習能力の低下を予防できるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の薬剤は、インスリン誘発低血糖に起因する脳障害を予防、治療するためのものであって、カルニチン、アシルカルニチンおよびこれらの薬理学上許容される塩から選ばれる少なくとも１種を有効成分とする。
【００１１】
また、本発明の食品は、インスリン誘発低血糖に起因する脳障害を予防、改善するためのものであって、カルニチン、アシルカルニチンおよびこれらの薬理学上許容される塩から選ばれる少なくとも１種を含有する。
【００１２】
本発明の薬剤は、カルニチン、アシルカルニチンまたはこれらの薬理学上許容される塩を糖尿病患者にインスリン投与前またはインスリン投与時期に関係なく継続的に投与しておくことにより、インスリン誘発低血糖に起因する脳障害を有効に予防することができる。また、インスリンの不適切な使用により低血糖症をひき起こした糖尿病患者に投与することによっても高い治療効果が期待される。
【００１３】
また、カルニチン、アシルカルニチンまたはこれらの薬理学上許容される塩を含有した食品を糖尿病患者にインスリン投与前またはインスリン投与時期に関係なく継続的に摂取させることによっても、同様の予防および改善効果が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、糖尿病患者やその家族にとって深刻な問題であるインスリン誘発低血糖の発生による脳障害を予防し、改善することができるので、糖尿病管理が容易になり、かつ患者のＱＯＬ（Quality of Life）も向上するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の薬剤および食品はカルニチン、アシルカルニチンまたはこれらの薬理学上許容される塩を含有する。カルニチンはＬ形であるのが好ましい。また、アシルカルニチンが有するアシル基は直鎖または分枝した炭素数が２〜６の基であるのが好ましく、具体的には、例えばアセチル、プロピオニル、ブチリル、バレリル、イソバレリル基などが挙げられる。
【００１６】
上記薬理学上許容される塩は、カルニチンまたはアシルカルニチンへの酸の添加によって製造される。このような塩としては、例えば塩化物、臭化物、オロト酸塩、酸性アスパラギン酸塩、酸性クエン酸塩、酸性リン酸塩、フマル酸塩、酸性フマル酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、酸性リンゴ酸塩、酸性シュウ酸塩、酸性硫酸塩、ブドウ糖リン酸塩、酒石酸塩および酸性酒石酸塩から選択される１種または２種以上である。
【００１７】
本発明の薬剤は、前記カルニチン、アシルカルニチンまたはこれらの塩の有効量を適当な無毒性製剤担体と混合して、経口または非経口投与に適した一般的な医薬製剤の形態に調製される。上記製剤担体としては、製剤の使用形態に応じて通常使用される充填剤、増量剤、結合剤、付湿剤、崩壊剤、表面活性剤、滑沢剤等の希釈剤あるいは賦形剤等が挙げられ、これは得られる製剤の投与単位形態に応じて適宜選択使用される。
【００１８】
前記薬剤の剤形としては、各種の剤形が選択でき、その代表的なものとしては、錠剤、丸剤、散剤、液剤、懸濁剤、乳剤、顆粒剤、カプセル剤、坐剤、注射剤（液剤、懸濁剤）等が挙げられる。
【００１９】
錠剤の形態に成形するに際しては、上記製剤担体として例えば乳糖、白糖、塩化ナトリウム、ぶどう糖、尿素、デンプン、炭酸カルシウム、カオリン、結晶セルロース、ケイ酸、リン酸カリウム等の賦形剤；水、エタノール、プロパノール、単シロップ、ぶどう糖液、デンプン液、ゼラチン溶液、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン等の結合剤；カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロースカルシウム、低置換度ヒドロキシプロピルセルロース、乾燥デンプン、アルギン酸ナトリウム、カンテン末、ラミナラン末、炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウム等の崩壊剤；ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ラウリル硫酸ナトリウム、ステアリン酸モノグリセリド等の界面活性剤；白糖、ステアリン、カカオバター、水素添加油等の崩壊抑制剤；第４級アンモニウム塩基、ラウリル硫酸ナトリウム等の吸収促進剤；グリセリン、デンプン等の保湿剤；デンプン、乳糖、カオリン、ベントナイト、コロイド状ケイ酸等の吸着剤；精製タルク、ステアリン酸塩、ホウ酸末、ポリエチレングリコール等の滑沢剤等が使用可能である。
【００２０】
さらに錠剤は必要に応じて通常の剤皮を施した錠剤、例えば糖衣錠、ゼラチン被包剤、腸溶被錠、フィルムコーティング錠剤あるいは二重錠、多層錠とすることができる。
丸剤の形態に成形するに際しては、製剤担体として例えばぶどう糖、乳糖、デンプン、カカオ脂、硬化植物油、カオリン、タルク等の賦形剤；アラビアゴム末、トラガント末、ゼラチン、エタノール等の結合剤；ラミナラン、カンテン等の崩壊剤等が使用可能である。
坐剤の形態に成形するに際しては、製剤担体として例えばポリエチレングリコール、カカオ脂、高級アルコール、高級アルコールのエステル類、ゼラチン、半合成グリセライド等が使用可能である。
カプセル剤は常法に従って、通常、カルニチンまたはその塩 を上記で例示した各種の製剤担体と混合して硬質ゼラチンカプセル、軟質カプセル等に充填して調整される。
【００２１】
液剤、乳剤、懸濁剤等の注射剤として調製する場合、これらは殺菌されかつ血液と等張であるのが好ましい。液剤、乳剤、懸濁剤等の調製に際しては、希釈剤として例えば水、エチルアルコール、マクロゴール、プロピレングリコール、エトキシ化イソステアリルアルコール、ポリオキシ化イソステアリルアルコール、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等が使用可能である。なお、この場合、等張性の溶液を調製するのに充分な量の食塩、ぶどう糖、グリセリン等を含有させてもよく、また通常の溶解補助剤、緩衝剤、無痛化剤等を添加してもよい。
さらに、本発明の薬剤中には、必要に応じて着色剤、保存剤、香料、風味剤、甘味剤等や他の医薬品を含有させることができる。
【００２２】
本発明薬剤の投与方法は特に制限がなく、製剤形態、患者の年齢、性別その他の条件、疾患の程度等に応じて適宜決定される。例えば錠剤、丸剤、液剤、懸濁剤、乳剤、顆粒剤、カプセル剤は経口投与され、注射剤は単独でまたはぶどう糖、アミノ酸等の通常の補液と混合して静脈内投与され、さらに必要に応じて単独で筋肉内、皮内、皮下もくしは腹腔内投与され、坐剤は直腸内投与される。
【００２３】
また、本発明の食品は、カルニチン、アシルカルニチンおよびこれらの塩の少なくとも一種を、食品に使用される各種成分と混合して調製される。製造される食品の形態としては特に制限はなく、例えば固形食品、クリーム状ないしジャム状の半流動食品、ゲル状食品、飲料等のあらゆる食品形態が可能である。食品の具体例としては、清涼飲料、ジュース、コーヒー、紅茶、リキュール、乳酸菌飲料などの飲料、ゼリー、キャンデー、チョコレート、ビスケット、クッキー等が挙げられる。
【００２４】
飲料の場合、カルニチンやアシルカルニチンの他に、所望により各種の糖類、電解質、栄養素、ビタミン類、香料、着色料、チーズやチョコレート等の風味物質、合成甘味料などを添加配合してもよい。糖類としては、例えばブドウ糖、ショ糖などが挙げられる。電解質としては、例えばＮａ+、Ｋ+、Ｃｌ-、Ｍｇ2+、リン、有機酸などが挙げられる。Ｎａ+の供給源としては塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、リン酸２水素ナトリウムなどが、Ｋ+の供給源としては塩化カリウム、硫酸カリウム、リン酸カリウムなどが、Ｃｌ-の供給源としては塩化ナトリウム、塩化カリウムなどが、Ｍｇ2+の供給源としては塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、グリセロリン酸マグネシウムなどがそれぞれ例示される。
【００２５】
リンの供給源としては、リン酸、リン酸とアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属との塩、例えばリン酸ナトリウム、リン酸２水素ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸２水素カリウムなどが挙げられる。有機酸の供給源としては、例えば乳酸、乳酸ナトリウム、クエン酸、クエン酸３ナトリウム、アミノ酸、アルギニン酸、グルコン酸などが挙げられる。
【００２６】
さらに、前記ビタミン類としては、水溶性であっても脂溶性のビタミン、例えばパルミチン酸レチノール、トコフェロール、チアミン、リボフラビン、塩酸ピリドキシン、シアノコバラミン、アスコルビン酸ナトリウム、コレカルシフェロール、ニコチン酸アミド、パントテン酸カルシウム、葉酸、ビオチン、重酒石酸コリンなどが挙げられる。また、果汁飲料や野菜飲料とするために、天然果汁や果肉などを添加してもよい。上記添加物は単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２７】
また、ゼリーの場合には、上記成分に加えて、さらにゲル化剤として、寒天、ゼラチン、カラギナン、ジェランガム、キサンタンガム、ローカストビーンガム、ペクチン、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、その他通常使用される増粘多糖類の１種または２種以上を添加する。ゲル化剤の配合割合は、ゼリー菓子１００重量部に対して約２重量部以下であるのがよい。
【００２８】
本発明の食品を調製する場合、その調製方法は特に限定されるものではなく、カルニチンやアシルカルニチンを含む全量を同時に混合してもよく、あるいは各成分を別個に混合して調製してもよい。
【００２９】
本発明におけるカルニチンの投与量または摂取量は、インスリン誘発低血糖に起因する脳障害を予防、改善するのに有効な量であり、用法、患者の年齢、性別その他の条件、疾患の程度等に応じて適宜決定されるが、通常、カルニチン、アシルカルニチンおよびこれらの塩の少なくとも一種を１日当たり約１００〜１０００ｍｇ、好ましくは５００〜１０００ｍｇ程度投与または摂取するのがよい。本発明の薬剤または食品は１日に１〜４回に分けて投与または摂取することができる。
【００３０】
本発明の薬剤または食品中に含有されるべきカルニチン、アシルカルニチンまたはこれらの塩の量は、特に制限されず、広範囲より適宜選択されるが、通常、医薬製剤中または食品中に約０．１〜８５重量％程度含有させるのがよい。
【００３１】
以下、実施例を挙げて本発明の薬剤および食品を説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【実施例１】
【００３２】
雄のウイスター系ラット（ＳＬＣ）（体重２００ｇ〜２４０ｇ）を以下の３つの群に分けた。
（1）正常群：９頭
（2）インスリン投与群：１８頭
（3）インスリン＋カルニチン投与群：１８頭
【００３３】
インスリン＋カルニチン投与群にはＬ‐カルニチン１ｍｇ/ｍＬの水溶液を自由飲水させ、その他の群にはイオン交換水を自由飲水させ、１週間飼育した。そして、インスリン投与前１日間は絶食させたが、飲水は継続した。インスリン＋カルニチン投与群のラットには、インスリン投与の３０分前に５％Ｌ−カルニチン水溶液を２００ｍｇ／ｋｇ腹腔内投与した。一方、インスリン投与群には、Ｌ−カルニチン水溶液に代えて、これと同量の生理食塩水を腹腔内投与した。
ついで、インスリン投与群およびインスリン＋カルニチン投与群には、インスリン（Novo Nordisk社製の「ノボリンＲ注４０」）の２０Ｕ／ｋｇを腹腔内投与し、その後ラットの状態を観察した。なお、正常群にはカルニチンおよびインスリンを投与しなかった。
【００３４】
各群の一部のラットについては、インスリン投与前および投与後２４時間にわたって、経時的に状態観察を行うと共に、尾静脈採血して血糖値を測定した。測定は、血漿を用いてフジドライケム５５００型（富士フィルム社製）で測定した。試験結果を以下に示す。
【００３５】
（a）状態観察
インスリン投与後間もなく、ラットの自発運動が低下し、４時間目頃には外からの刺激に殆ど反応しない昏睡状態を呈するラットが現れた。インスリン投与から２４時間後の生存率は、表１に示すようにインスリン投与群とインスリン＋カルニチン投与群とで差はなかった。
【表１】
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【００３６】
（b）血糖値推移
インスリン投与群およびインスリン＋カルニチン投与群では、絶食時の血糖値８０ｍｇ／ｄＬが、インスリン投与後２時間目には約３０ｍｇ／ｄＬまで低下し、４時間目には殆どが２０ｍｇ／ｄＬ以下となった。その後、８時間目には回復傾向を示し、２４時間後には正常群とほぼ同レベルまで回復した。インスリン投与群とインスリン＋カルニチン投与群との間で血糖値推移に差はなかった。
【００３７】
［試験例１］
（モーリス水迷路試験）
実施例１において、インスリン投与の翌日よりモーリス水迷路試験を行って、空間認識記憶能力を調べた。使用した装置は、図１に示すように、直径１５０ｃｍ、深さ６０ｃｍの水槽１に、頂面が水面下２．５ｃｍに水没する直径8ｃｍの透明アクリル樹脂製の踏み台２を水槽１の壁面から４０ｃｍ程度離れた位置に設置したものである。試験時に水槽１内に３０℃の水３を入れ、市販の入浴剤で水３を白濁させた。ついで、水槽１の壁面の任意な位置からラット４を水面に放し、ラットが水面下の踏み台２を探して、これに安定して乗るまでの時間を計測した。その結果を図２に示す。
なお、１回の試行は３分間とし、踏み台２に到達するまでに３分以上時間がかかった場合は踏み台２まで誘導した。１日に４回試行し、４日間の試行で一度も成功しなかったラットは除外した。
【００３８】
図２に示すように、正常群では、平均の潜時（踏み台到達までの時間、以下同じ）は１日目７８秒から、２日目２５秒、３日目には１０秒台となり、ほぼ完全に踏み台の位置を認識し記憶した。一方、インスリン投与群は、１日目の平均潜時は１６１秒であった。その後、経日的に潜時は短縮し、４日目には平均５０秒となったが、全試行日とも正常群に比べて有意に長い潜時となっていた。これは認識記憶能力が低下したためと考えられる。
【００３９】
これに対して、インスリン＋カルニチン投与群は、１日目の平均潜時は１０３秒であったが、その後、経日的に潜時は短縮し、４日目には平均２０秒となり、正常群に比べて潜時は長いものの、インスリン投与群に比べて有意に短縮していた。これは認識記憶能力の低下が軽度であるためと考えられる。
【００４０】
（海馬病理検査）
水迷路試験終了後、動物を氷冷４％パラホルムアルデヒドで還流固定した。還流固定後、脳を摘出し同一の固定液で後固定した。ついで、病理標本を作製し、ＨＥ（ヘマトキシリン・エオジン）染色標本について、海馬組織の傷害の程度（神経細胞死や神経細胞の脱落）を４段階（−、±、＋、＋＋）で評価した。そして、この４段階の評価に下記のスコアを割り当ててＤＧ，ＣＡ３，ＣＡ１の各領域のスコアを合計して解析した。
（−）＝０点、（±）＝０．５点、（＋）＝１点、（＋＋）＝２点
【００４１】
評価の結果、正常群のラットには異常は認められなかったが、重症低血糖を誘発したラット（インスリン投与群）では、海馬歯状回（ＤＧ）において細胞核の凝集を伴なった神経細胞死が見られ、ＣＡ３、ＣＡ１領域でも神経細胞死や神経細胞の脱落が観察された。一方、インスリン＋カルニチン投与群では、インスリン投与群に比べて有意に傷害が軽度であった（結果を図３に示す）。
【００４２】
［配合例］
下記表２に示す処方で各成分を蒸留水８００ｍＬに溶解し、攪拌後、さらに蒸留水を加えて全量を１Ｌとした。得られた溶液を１１５℃で３０秒間滅菌し、９３℃まで冷却後、ポリエステル製のボトルに充填し、飲料を得た。
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】モーリス水迷路試験の装置を示す概略断面図である。
【図２】モーリス水迷路試験の結果を示すグラフである。
【図３】各群の海馬組織の病理検査スコアを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１：水槽、２：踏み台、３：水、４：ラット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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