КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ СКОРОСТИ МЕТАБОЛИЗМА АЛКОГОЛЯ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СИМПТОМОВ ПОХМЕЛЬЯ
COMPOSITION AND METHOD FOR INCREASING RATE OF ALCOHOL METABOLISM AND PREVENTING HANGOVER SYMPTOMS

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к композиции и способу, которые можно применять для повышения скорости метаболизма алкоголя и предупреждения симптомов похмелья.
Предпосылки создания изобретения
Негативные последствия употребления алкоголя зависят от количества и нормы потребления, а также от генетических и физиологических особенностей, отличающихся у разных субъектов. Симптомы похмелья представляют собой поздние, замедленные проявления физиологических эффектов, вызванных чрезмерным употреблением алкоголя, и могут включать головные боли, чувствительность на звук и свет, усталость и тошноту.
Физиологические последствия, вызванные употреблением алкоголя, включают расширение кровеносных сосудов (с последующей вазоконстрикцией), пониженную концентрацию кислорода в крови, повышенную потребность в кислороде, несбалансированный внутренний уровень рН, повышенную концентрацию диоксида углерода, обезвоживание, потерю электролитов, ингибированную ферментативную и метаболическую активность, избыток молекул-переносчиков энергии, в частности NADH и АТР (АТФ), и накопление токсических промежуточных продуктов метаболизма, в частности, ацетальдегида и его аддуктов.
Поглощенный алкоголь всасывается в кровоток в желудке и тонком кишечнике. Попадая в кровеносную систему, алкоголь вызывает прохождение воды и электролитов через мембраны сосудистых клеток в кровоток. Движение электролитов, в особенности кальция, из сосудистых клеток затрудняет миогенный контроль диаметра кровеносных сосудов. Перемещение избыточной воды в кровоток создает условия для низкой концентрации электролита в крови, что вызывает высвобождение антидиуретического гормона, также известного как вазопрессин. В обычных условиях вазопрессин вызывает сужение кровеносных сосудов, но этот эффект ингибируется факторами, обусловленными алкоголем и промежуточными продуктами его метаболизма. Результатом являются расширение кровеносных сосудов и чистые потери жидкости и электролитов.
Высвобождение вазопрессина продолжается до тех пор, пока концентрация электролитов остается низкой и ингибирующий сигнал отсутствует. Результатом является накопление вазопрессина, что приводит к чрезмерному сужению кровеносных сосудов, когда концентрация алкоголя и промежуточных продуктов его метаболизма в конце концов падает. Степень выраженности влияния сосудосуживающего эффекта аккумулированного вазопрессина на диаметр кровеносных сосудов меняется в зависимости от локализации, концентрации свободных ионов кальция и времени употребления алкоголя. Церебральные и коронарные артерии особенно чувствительны к чрезмерной вазоконстрикции, на которую также влияют уровни рН и концентрации диоксида углерода и кислорода.
В метаболизме этанола участвуют четыре главных фермента: алкогольдегидрогеназа ("ADH"), ацетальдегиддегидрогеназа ("ALDH"), цитохром Р450 ("СУР2Е1")икаталаза.
У большинства людей основная часть принятого внутрь алкоголя метаболизируется в печени под действием ADH в ацетальдегид, высокоактивный промежуточный продукт обмена, который в 20 - 30 раз более токсичен, чем алкоголь. Ацетальдегид далее метаболизируется в митохондриях в уксусную кислоту с помощью ALDH. Уксусная кислота легко превращается в ацетат при рН выше 5.5. Непрерывное митохондриальное окисление ацетальдегида в уксусную кислоту приводит к образованию ацетатов и, соответственно, к избытку ацетальдегида, который через митохондриальные и клеточные мембраны проникает в кровоток.
Ацетальдегид обладает способностью образовывать аддукты с аминокислотами, белками, нуклеиновыми кислотами, коферментами и другими биомолекулами и затрудняет их активность. Среди наиболее восприимчивых белков гемоглобин и цитохромы, каждый из которых играет крайне важную роль в метаболизме алкоголя, сахара, белков и жиров. Аддукты ацетальдегид-гемоглобин снижают сродство кислорода к гемоглобину, что приводит в результате к пониженной кислородной нагрузке. Далее, щелочная среда, образующаяся в результате метаболизма алкоголя, повышает сродство кислорода к свободному гемоглобину, тем самым уменьшая высвобождение кислорода. Пониженная доступность кислорода приводит к отрицательной регуляции цепи транспорта электронов.
В процессе метаболизма алкоголя требуется повышенное количество кислорода. Помимо этого, когда концентрации алкоголя или промежуточных продуктов его метаболизма высоки, активируются купферовские клетки. Их активация высвобождает стимулирующие молекулы, которые повышают метаболическую активность гепатоцитов. В результате потребность клеток в кислороде возрастает еще больше, и возрастает гипоксия и гибель клеток.
Употребление алкоголя ведет также к ингибированию связывания диоксида углерода с гемоглобином, что снижает его элиминирование и приводит к повышенным концентрациям диоксида углерода. Избыточный диоксид углерода реагирует с водой, давая ионы угольной кислоты и водорода, тем самым способствуя снижению рН и повышая риск ацидоза за счет угольной кислоты.
По мере накопления ацетальдегида он превращается в ацетил-СоА. Избыток ацетил-СоА способствует падению рН в клетке за счет превращения в кетоны и накопления уксусной кислоты и пирувата, который превращается в молочную кислоту.
+
+
Окисление алкоголя и ацетальдегида с помощью ADH и ALDH дает избыток молекул NADH, в то же время истощая по NAD. Это уменьшает отношение NAD/NADH, тем самым снижая редокс потенциал печеночных клеток. Избыток NADH также способствует ингибированию как цикла лимонной кислоты ("цикл Кребса"), так и цикла мочевины. Негативная регуляция цикла Кребса приводит в результате к повышению концентрации ацетил-СоА и последующей негативной регуляции фермента пируватдегидрогеназы. Цепь переноса электронов ("ETC", ЭТЦ) способствует снижению концентрации NADH за счет образования АТР и воды. Основой для нормального функционирования ETC является доступность кислорода. Как снижение концентрации кислорода, так и повышение концентрации АТР может увеличить накопление NADH и, следовательно, ограничить метаболизм алкоголя.
Метаболизм алкоголя происходит в соответствии со стационарной кинетикой. Повышенные концентрации алкоголя оказывают небольшое влияние или не оказывают никакого влияния на скорость процессов метаболизма алкоголя. Следовательно, превращение алкоголя в ацетальдегид не является ограничивающей стадией в процессе метаболизма этилового алкоголя. Стационарная кинетика метаболизма алкоголя является естественным защитным механизмом организма, имеющим отношение к ограничению физиологического действия ацетальдегида и промежуточных продуктов его обмена в процессе метаболизма алкоголя. Композиция по настоящему изобретению действует, скорее исключая, удаляя промежуточные продукты метаболизма алкоголя, нежели стимулируя активность ADH или ALDH.
Сущность изобретения
Один аспект настоящего изобретения относится к композиции, которая повышает скорость метаболизма алкоголя и предупреждает симптомы похмелья за счет содействия анаболическим и катаболическим реакциям, принимающим участие в удалении промежуточных продуктов метаболизма алкоголя, тем самым ограничивая и нейтрализуя физиологические последствия употребления алкоголя.
Согласно одному варианту композиция по настоящему изобретению содержит предпочтительную комбинацию аминокислот, которая способствует анаболическим и катаболическим реакциям, принимающим участие в удалении промежуточных продуктов метаболизма алкоголя.
Согласно другому варианту композиция по настоящему изобретению содержит буферные растворы и необязательно электролиты для нейтрализации неблагоприятного физиологического воздействия метаболизма алкоголя на рН.
Согласно другому варианту композиция по настоящему изобретению содержит такие соединения, как аргинин, который способствует предупреждению или уменьшению чрезмерного сужения сосудов, вызванного повышенной концентрацией вазопрессина, и поддержанию продолжительной вазодилатации.
+
Согласно другому варианту композиция по настоящему изобретению содержит стимуляторы метаболизма, например, такие как аргинин и тирозин, для активации цикла NADпутем стимуляции некоторых анаболических реакций, в которых для их метаболизма необходима АТР, для работы цикла Кребса.
Согласно другому варианту композиция по настоящему изобретению обеспечивает повышенную доступность кислорода и повышенное сродство к гемоглобину, а также пониженные концентрации диоксида углерода.
Аминокислоты, содержащиеся в композиции по настоящему изобретению, специально выбраны таким образом, чтобы они не создавали помехи друг другу в том, что касается абсорбции или функции, и чтобы они едва ли могли содействовать накоплению ацетил-СоА. Некоторые витамины, минералы и другие соединения, которые повышают или дополняют активность аминокислот, также могут входить в состав композиции.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу повышения скорости метаболизма алкоголя у человека посредством активации анаболических и катаболических реакций, участвующих в удалении промежуточных продуктов метаболизма алкоголя.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу повышения скорости метаболизма алкоголя у человека и предупреждения симптомов похмелья посредством активации анаболических и катаболических реакций, участвующих в удалении промежуточных продуктов метаболизма алкоголя, и уменьшения вазоконстрикции, вызванной накоплением вазопрессина.
Композиции и способы по настоящему изобретению более подробно описаны с использованием нижеприведенных предпочтительных вариантов и примеров.
Описание вариантов осуществления изобретения
Композиция по настоящему изобретению повышает скорость метаболизма алкоголя скорее посредством активации анаболических и катаболических реакций, участвующих в удалении промежуточных продуктов метаболизма алкоголя, нежели посредством стимуляции активности ADH или ALDH. Композиция также предупреждает симптомы похмелья посредством уменьшения вазоконстрикции, вызванной накоплением вазопрессина. В частности, композиция положительно регулирует цикл Кребса, что способствует выведению большего количества участвующего в цикле Кребса кофермента ацетил-СоА, промежуточного продукта метаболизма алкоголя. Также положительно регулируется цикл мочевины, в котором АТР превращается в ADP и AMP, тем самым увеличивается потребность в АТР из других метаболических реакций. Также положительно регулируется биосинтез креатина и фосфокреатина, продуцирование человеческого гормона роста и продуцирование дофамина, все это способствует увеличению потребности в энергии.
Композиция может также содержать буферы и необязательно электролиты для того, чтобы нейтрализовать неблагоприятное физиологическое воздействие метаболизма алкоголя на рН. Предпочтительно, в состав композиции входят соединения, такие как аргинин, который способствует предупреждению или уменьшению чрезмерного сужения сосудов, вызванного накоплением вазопрессина, и поддержанию продолжительной вазодилатации. Тем самым композиция ограничивает и нейтрализует физиологическое действие употребления алкоголя и предупреждает симптомы похмелья.
Композиция содержит смесь аминокислот, выбранных с учетом их метаболических эффектов и их взаимодействия друг с другом. Перечень аминокислот, подходящих для включения в состав композиции по настоящему изобретению, был составлен с учетом следующих условий:
а. Аминокислоты, которые метаболизируются в ацетил-СоА, либо непосредственно, либо путем превращения сначала в ацетоацетил-СоА, а затем в ацетил-СоА, не включались вследствие их способности содействовать избыточному образованию ацетил-СоА и тем самым уменьшать возможность полученного из алкоголя ацетил-СоА вступать в цикл Кребса, включая аланин, триптофан, цистеин, серии, глицин, лейцин, изолейцин и лизин. Тирозин и фенилаланин все-таки подходили для включения, так как они могут метаболизироваться по альтернативному пути после образования избытка ацетил-СоА и ацетоацетил-СоА;
b. Аминокислоты, которые метаболизируются в сукцинил-СоА, не были включены, так как сукцинил-СоА представляет собой ингибитор и ограничивает скорость цикла Кребса, включая изолейцин, валин, метионин и треонин;
c. Аминокислоты, которые конкурируют за всасывание в кишечнике, ограничивались; и
d. Аминокислоты, которые превращаются в аналогичные интермедиаты или промежуточные продукты метаболизма, не включались в композицию, чтобы избежать их содействия реакции ингибирования вследствие накопления избытка промежуточных продуктов метаболизма.
Помимо перечисленных выше условий, аминокислоты, включенные в композицию по настоящему изобретению, по сравнению с другими аминокислотами, которые отвечали вышеуказанным условиям, были предпочтительны по своим требуемым химическим и метаболическим характеристикам, приведенным ниже:
e. Аргинин и глутамин превращаются в глутамат перед их вступлением в цикл Кребса, где они превращаются в альфа-кетоглутарат;
f. Аргинин оказывает положительное воздействие на высвобождение человеческого гормона роста, что приводит в результате к повышенной затрате энергии;
g. Аргинин запускает биосинтез креатина и фосфокреатина, что сохраняет энергию в виде фосфокреатина, тем самым повышая соотношение ADP/ATP и содействуя осуществлению цикла Кребса;
h. Аргинин является предшественником оксида азота, который представляет собой мощный сосудорасширяющий фактор, позволяющий нейтрализовать воздействие высоких концентраций вазопрессина;
+
i. Глутамат представляет собой необходимый реагент цикла мочевины, в котором потребляется АТР и NADпревращается в NADH;
j. Глутамин улучшает всасывание аргинина в кишечнике; и
k. Тирозин превращается в дофамин, который способствует стимуляции метаболизма и превращению АТР в ADP.
Согласно одному предпочтительному варианту композиция по настоящему изобретению включает: один или оба из L-аргинина или L-цитруллина; один или более из L-глутамина, L-глутаминовой кислоты, L-глутамата или теанина; и один или оба из L-тирозина или L-фенилаланина.
Согласно другому предпочтительному варианту композиция по настоящему изобретению включает: один или оба из L-аргинина или L-цитруллина; один или более из L-глутамина, L-глутаминовой кислоты, L-глутамата или теанина; и один или оба из L-тирозина или L-фенилаланина; и один или более компонентов, выбранных из списка, включающего: витамины В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), ВЗ (ниацин), В5 (пантотеновую кислоту), В6 (пиридоксин), В7 (биотин), В9 (фолиевую кислоту), В12 (кобаламин), холин, инозит (инозитол), РАВА (пара-аминобензойную кислоту); экстракт корня женьшеня, хлорид ионы натрия, хлора, калия, заменитель сахара (подсластитель), кальций, магний, цинк, железо, марганец, фосфор, витамин D, или витамин С.
Согласно другому предпочтительному варианту композиция включает: L-аргинин, L-глутаминовую кислоту, L-тирозин, L-фенилаланин, витамин В1 (тиамин), витамин В2 (рибофлавин), витамин В3 (ниацин), витамин В5 (пантотеновую кислоту), витамин В6 (пиридоксин), витамин В7 (биотин), витамин В9 (фолиевую кислоту), витамин В12 (кобаламин), холин, инозит (инозитол), РАВА (пара-аминобензойную кислоту); экстракт корня женьшеня, хлорид ионы натрия, хлора, калия, заменитель сахара (подсластитель), кальций, магний, цинк, железо, марганец, фосфор, витамин D, или витамин С.
Дополнительные витамины, минералы или другие соединения, входящие в состав этой композиции согласно предпочтительному варианту изобретения, действуют, повышая либо дополняя активность аминокислот композиции. Например, буферные растворы и электролиты могут быть включены в состав композиции для нейтрализации неблагоприятного физиологического воздействия метаболизма алкоголя на рН и уровни электролитов.
Композицию можно принимать перорально в виде пилюль или напитков или вводить в виде инъекций. Предпочтительно, композицию следует вводить в течение 60 минут после употребления алкоголя.
ПРИМЕР 1
Согласно другому предпочтительному варианту композиция по настоящему изобретению содержит нижеприведенные соединения в количественном диапазоне на сто грамм композиции, указанном в представленной ниже таблице:
Согласно второму аспекту настоящего изобретения способ увеличения скорости метаболизма алкоголя у человека включает стадии активации анаболических и катаболических реакций, участвующих в удалении промежуточных продуктов метаболизма алкоголя.
Предпочтительно, анаболические и катаболические реакции положительно регулируются посредством перорального введения композиции, описанной выше, в Примере 1, в течение 60 минут после приема алкоголя. Эта композиция влияет на различные анаболические и катаболические реакции, включая цикл Кребса, цикл мочевины, биосинтез креатина и фосфокреатина, продуцирование человеческого гормона роста и продуцирование дофамина. Активирование цикла Кребса способствует тому, что большее количество образовавшегося в процессе метаболизма алкоголя ацетил-СоА удаляется посредством участия в цикле Кребса, тем самым повышается скорость метаболизма алкоголя. В результате положительной регуляции цикла мочевины расходуется АТР и NAD превращается в NADH. Активация биосинтеза креатина и фосфокреатина, продуцирование человеческого фактора роста и продуцирование дофамина - все эти процессы способствуют увеличению расхода энергии.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения способ увеличения скорости метаболизма алкоголя в организме человека и предупреждения симптомов похмелья включает стадии положительной регуляции анаболических и катаболических реакций, участвующих в удалении промежуточных продуктов метаболизма алкоголя и уменьшении вазоконстрикции, вызванной накоплением вазопрессина.
Предпочтительно, анаболические и катаболические реакции активируются, как описано выше, а сужение сосудов уменьшается посредством стимуляции продуцирования вазодилататоров. Вазодилататоры включают оксид азота, который продуцируется при использовании аргинина.