КОМПОЗИЦИИ СО СПЕЦИФИЧЕСКИМИ ОЛИГОСАХАРИДАМИ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ ОЖИРЕНИЯ В ДАЛЬНЕЙШЕЙ ЖИЗНИ ИЛИ СВЯЗАННЫХ КОМОРБИДНОСТЕЙ ПОСРЕДСТВОМ ПОВЫШЕНИЯ ВЫРАБОТКИ SCFA В ТОЛСТОЙ КИШКЕ И/ИЛИ ПОСРЕДСТВОМ ПОВЫШЕНИЯ СЕКРЕЦИИ GLP-1
COMPOSITIONS WITH SPECIFIC OLIGOSACCHARIDES FOR PREVENTION OF OBESITY LATER IN LIFE OR RELATED COMORBIDITIES BY MEANS OF INCREASING SCFA PRODUCTION IN COLON AND/OR BY MEANS OF INCREASING GLP-1 SECRETION

Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к питательным композициям, таким как детская смесь, содержащим смесь олигосахаридов, которая специально предназначена для избежания избыточного накопления массы жировой ткани и для профилактики связанных расстройств здоровья в дальнейшей жизни у младенцев или детей младшего возраста, подобных ожирению в дальнейшей жизни, посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке и/или секреции GLP-1 у указанных младенцев или детей младшего возраста.
Предпосылки создания изобретения
Научные данные говорят о том, что младенчество может быть критическим периодом в развитии и программировании будущих состояний здоровья, включая ожирение в дальнейшей жизни или будущие связанные коморбидности (в том числе метаболические расстройства).
2
Избыточный вес и ожирение определены как ненормальное или избыточное накопление жира, которое может причинять вред здоровью. Индекс массы тела (ИМТ) является простым показателем сравнения массы с ростом, который широко применяют для классификации избыточного веса и ожирения у взрослых. Он определяется как масса субъекта в килограммах, поделенная на квадрат его роста в метрах (кг/м). Определение ВОЗ является следующим: ИМТ больший или равный 25 говорит об избыточном весе; ИМТ больший чем или равный 30 говорит об ожирении. За последние 30 лет во всем мире распространенность ожирения и избыточного веса у взрослых, детей и подростков резко выросла и продолжает расти. В глобальном масштабе количество случаев ожирения увеличилось более чем в два раза с 1980, как сообщается ВОЗ. Оно стало глобальной проблемой здравоохранения, поскольку оно связано с уменьшенной продолжительностью жизни, измененным качеством жизни и при этом оно ответственно за дальнейшие состояния здоровья. В общемировом масштабе избыточный вес и ожирение связаны с большим количеством смертей, чем дефицит массы тела. Детское ожирение, действительно, связано с более высокой вероятностью ожирения, преждевременной смерти и инвалидизации во взрослом возрасте.
Но дополнительно к повышенным рискам в будущем дети с ожирением испытывают трудности с дыханием, имеют повышенный риск переломов, гипертензии, ранние маркеры сердечно-сосудистого заболевания, резистентность к инсулину и физиологические эффекты. Повышенный ИМТ является основным фактором риска для неинфекционных заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания (преимущественно, болезнь сердца и инсульт), которые являлись ведущей причиной смерти в 2012 году; диабет; скелетно-мышечные нарушения (особенно остеоартрит - высокоинвалидизирующее дегенеративное заболевание суставов); даже некоторые виды злокачественных опухолей (эндометрия, молочной железы и толстой кишки).
Резистентность к инсулину может приводить к диабету 2 типа. Диабет 2 типа представляет собой хроническое заболевание, ассоциированное с аномально высокими уровнями сахара-глюкозы в крови. При диабете 2 типа количество инсулина в целом является достаточным, но клетки, на которые он должен действовать, не проявляют нормальную чувствительность к его действию. Признаки и симптомы включают в себя повышенный диурез и пониженный аппетит, а также утомляемость. Основные осложнения диабета включают в себя опасно повышенный уровень сахара в крови, ненормально низкий уровень сахара в крови вследствие воздействия лекарственных средств против диабета и заболевание кровеносных сосудов, которое может поражать глаза, почки, нервы и сердце.
Метаболический синдром представляет собой объединение в группу по меньшей мере трех из пяти следующих медицинских показаний: абдоминальное (центральное) ожирение, повышенное кровяное давление, повышенный уровень глюкозы в плазме крови натощак, высокий уровень триглицеридов в сыворотке крови и низкие уровни липопротеина высокой плотности (HDL). Метаболический синдром связан с риском развития сердечно-сосудистого заболевания и диабета. Некоторые исследования показали, что расчетная распространенность в США оценивается в 34% от взрослого населения, и распространенность повышается с возрастом.
Материнское молоко рекомендовано всем младенцам из различных соображений. Специально сообщалось, что кормление грудью является особенно полезным по сравнению с кормлением смесью для профилактики расстройств здоровья в дальнейшей жизни, например ожирения в дальнейшей жизни (Owen et al, Effect of Infant Feeding on the Risk of Obesity Across the Life Course: A Quantitative Review of Published Evidence, 2005) и диабета 2 типа в дальнейшей жизни (Owen et al, Does breastfeeding influence risk of type 2 diabetes in later life? A quantitative analysis of published evidence, 2006). Широко сообщалось, что модели роста у младенцев на грудном вскармливании и у младенцев, вскармливаемых детской смесью, отличаются. Действительно, младенцы на грудном вскармливании имеют более низкий прирост массы и более низкую массу жировой ткани в организме в течение первого года жизни по сравнению с младенцами, вскармливаемыми детской смесью. Кроме того, младенец на грудном вскармливании имеет отличающийся профиль кишечной микробиоты по сравнению с младенцами, вскармливаемыми детской смесью. В целом, эти факторы влияют на развитие физиологии младенца, включая метаболизм, иммунитет и общий рост.
Тем не менее в некоторых случаях грудное вскармливание является недостаточным или неблагоприятным по медицинским показаниям, или мать отказывается от грудного вскармливания. Для этих ситуаций были разработаны детские смеси. Были также разработаны обогатители для обогащения материнского молока или детской смеси определенными ингредиентами.
Короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) вырабатываются, в частности, при микробной ферментации пищевых волокон в толстой кишке. Было показано, что SCFA, в особенности, бутират и пропионат, защищают от ожирения, резистентности к инсулину, вовлечены в адипогенез, в потребление пищи, в профилактику неалкогольной жировой болезни печени или состояний, связанных с сердечным метаболизмом, подобных развитию атеросклероза и воспаления (Arora et al., Propionate: Anti-obesity and satiety enhancing factor?, 2011; Lin et al., Butyrate and Propionate Protect against Diet-Induced Obesity and Regulate Gut Hormones via Free Fatty Acid Receptor 3-Independent Mechanisms, 2012; Chambers et al, «Effects of targeted delivery of propionate to the human colon on appetite regulation, body weight maintenance and adiposity in overweight adults», 2014; Canfora et al, «Short-chain fatty acids in control of body weight and insulin sensitivity», Nat Rev. Endocrinol. 11, 577–591, 2015; Aguilar et al, «Butyrate impairs atherogenesis by reducing plaque inflammation and vulnerability and decreasing NFκB activation», 2015; Endo et al, «Butyrate-producing probiotics reduce nonalcoholic fatty liver disease progression in rats: new insight into the probiotics for the gut-liver axis», 2013).
SCFA, подобные бутирату и пропионату, как было показано, также значительно стимулируют высвобождение кишечных гормонов, подобных GLP-1 (Chambers et al., 10 December 2014; Hua V. Lin et al, April 2012).
Глюкагоноподобный пептид 1 (GLP-1 или GLP1) представляет собой инкретин, секретируемый L-клетками кишечника при усвоении питательных веществ. Среди его главных эффектов, он улучшает клиренс глюкозы посредством стимуляции секреции инсулина в бета-клетках поджелудочной железы, а также одновременного ингибирования синтеза и секреции глюкагона (Kreymann B et al. 1987, PMID:2890903; Nathan DM et al. 1992, PMID:1547685; Nauck MA et al. 1993, PMID:8423228; Ritzel R et al. 2001, PMID:11289042). Следовательно, он может осуществлять профилактику диабета II типа.
GLP-1, как было показано, также замедляет опорожнение желудка (Little TJ et al. 2006, PMID: 16492694; Nauck MA et al. 1997, PMID:9374685), снижает аппетит и потребление пищи как у здоровых индивидуумов, так и у индивидуумов с ожирением (Pratley et al. 2008; Orskov et al. 1989; Davis HR et al. 1998; PMID:9545022; Domon-Dell et al. 2002; Drucker 2002; Schusdziarra V et al. 2008, PMID:18281111; Punjabi M et al. 2014; PMID: 24601880).
Также было показано, что GLP-1 снижает массу тела/ИМТ (Zaccardi F. et al. 2016, PMID:26642233; Kelly AS et al. 2013, PMID:23380890; Kelly AS et al. 2012, PMID:22076596).
Также было описано, что GLP-1 обеспечивает некоторые преимущественные эффекты в отношении сердечно-сосудистой системы (Bose et al. 2005, PMID:15616022; Sokos GG et al. 2006, PMID:17174230).
Повышенная выработка SCFA в толстой кишке и/или секреция GLP-1, следовательно, являются привлекательной целью для профилактики расстройств здоровья в дальнейшей жизни, в особенности, таковых, обусловленных или связанных с накоплением жира.
Однако вводимые перорально SCFA являются неприятными на вкус и быстро всасываются в тонкой кишке. По этой причине для некоторых исследований были разработаны специфические системы доставки, направленные на высвобождение пропионата в проксимальном отделе толстой кишки. В Chambers et al учеными была разработана конкретная молекула-носитель, в которой пропионат химически связан сложноэфирной связью с инулином, природным полимером, состоящим преимущественно из фруктозы. Этот инулин-пропионатный сложный эфир синтезировали химически. Большая часть пропионата, химически связанного с инулином, должна высвобождаться только тогда, когда инулиновый полимер ферментируется микробиотой толстой кишки, таким образом обеспечивая направленную доставку в толстую кишку. Тем не менее у такого вида носителя присутствуют некоторые недостатки. Этот тип химически синтезированных веществ может сталкиваться с проблемами нормативного регулирования при применении в композициях, предназначенных для младенцев или детей младшего возраста. Это исследование действительно было предназначено для взрослых. Следовательно, для введения младенцам или детям младшего возраста будут предпочтительны некоторые более «натуральные» решения, например, с ингредиентами, находящимися в грудном молоке.
Что касается секреции GLP-1, два фармакологических подхода были разработаны для повышения активности GLP-1 или GLP-1-подобной активности. Первый заключается в снижении разложения GLP-1 посредством ингибирования фермента, ответственного за нее (DPP-4i). Дополнительно, несколько агонистов рецептора GLP-1 применялись для повышения активации рецептора GLP-1. Тем не менее, все эти фармакологические подходы указываются только для взрослых. Для младенцев и детей младшего возраста будут предпочтительны более «натуральные» решения.
Таким образом, следует разработать альтернативные решения, более подходящие для младенцев и детей младшего возраста.
По мере того как состав человеческого грудного молока становится все лучше изученным, было предложено добавлять пребиотики в детскую смесь. На рынке присутствуют различные детские смеси, дополненные пребиотиками, такими как, например, смеси фруктоолигосахаридов (FOS) и галактоолигосахаридов (GOS). Пребиотики являются неусваиваемыми в том смысле, что они не расщепляются и не абсорбируются в желудке или тонком кишечнике и, таким образом, в неизменном виде проходят в толстый кишечник, где они селективно ферментируются бактериями. Основное влияние пребиотиков после ферментации состоит в избирательном стимулировании роста и метаболической активности некоторых видов бактерий, признанных полезными для хорошего самочувствия и здоровья организма-хозяина (Roberfroid,M, J.Nutrition, 2007: 37(3): 830S-837S). Помимо прямого влияния пребиотика на желудочно-кишечную флору также известно, что пребиотики оказывают благотворное воздействие на здоровье организма-хозяина (например, антиканцерогенное воздействие, улучшение абсорбции минеральных веществ и воздействия на продукцию метаболитов), которое может быть обусловлено косвенным воздействием пребиотиков на микрофлору кишечника.
Было показано, что пребиотики, такие как олигофруктоза, стимулируют высвобождение GLP-1 в кишечнике (Cani et al., 2005, Phuwamongkolwiwat et al., 2014). Тем не менее степень полимеризации колеблется в широких пределах от одного типа к другому, и, следовательно, индуцируемый биологический эффект может варьироваться в значительной степени.
Более того, коммерчески доступные смеси лишь приблизительно соответствуют смеси олигосахаридов, обнаруженной в грудном молоке. В грудном молоке обнаружено более 120 различных олигосахаридных компонентов, некоторые из которых до сих пор вообще не обнаружены в молоке животных (например, в коровьем молоке) или обнаружены лишь в небольших количествах. Некоторые классы олигосахаридов грудного молока, которые присутствуют в коровьем молоке или молозиве лишь в очень малых количествах или вовсе отсутствуют, представляют собой сиалилированные и фукозилированные олигосахариды. Так как коровье молоко содержит некоторые олигосахариды, структурно идентичные или подобные содержащимся в грудном молоке, олигосахариды коровьего молока в достаточных количествах должны оказывать пребиотическое влияние или обладать другими полезными свойствами, присущими олигосахаридам грудного молока. Однако до недавнего времени низкая концентрация этих олигосахаридов в коровьем молоке (приблизительно в 20 раз ниже, чем в грудном молоке) затрудняла попытки использования коровьего молока в качестве источника олигосахаридов для детских смесей.
Дополнительно, в литературе существует несколько источников, относящихся к применению олигосахаридов коровьего молока для профилактики или лечения метаболических заболеваний. В патентной заявке WO2010/003803 описывается питательная композиция для введения младенцам, смесь олигосахаридов в которой состоит из N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), галактоолигосахарида (-ов) и сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов), для снижения риска ожирения в дальнейшей жизни. Было показано, что эта композиция индуцирует снижение концентрации триглицеридов в печени при пониженном липогенгезе и включении триацилглицеринов в липопротеины в печени. Но ни в одном из этих документов, относящихся к уровню техники, не упоминалось или сообщалось об эффектах BMO в отношении выработки SCFA в толстой кишке и/или в отношении GLP-1.
Существует явная потребность в разработке новых и подходящих способов для снижения риска возникновения в дальнейшей жизни состояний здоровья, связанных с избыточным накоплением массы жировой ткани, подобных ожирению или связанным коморбидностям у младенцев и детей младшего возраста.
Также существует потребность обеспечить такие полезные для здоровья эффекты способом, который особенно приемлем для этих молодых субъектов (младенцев и детей младшего возраста), при этом способ не должен включать классическое фармацевтическое вмешательство, поскольку младенцы или дети младшего возраста особенно уязвимы.
Существует потребность в обеспечении у младенцев и детей младшего возраста таких полезных для здоровья эффектов с помощью способа, который не вызывает побочных эффектов, и/или который можно легко осуществлять, и который приемлем для родителей или медицинских работников.
Также существует потребность обеспечивать такие полезные эффекты способом, который позволит сохранять разумную и доступную для большинства стоимость такого обеспечения.
Изложение сущности изобретения
Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что композиция, содержащая специфическую смесь олигосахаридов коровьего молока (BMO), может повышать в модели на животных выработку в толстой кишке SCFA, подобных пропионату, бутирату, валерату и ацетату, и, в особенности, бутирата и пропионата.
Они также обнаружили, что эта специфическая смесь олигосахаридов коровьего молока (BMO) повышала секрецию GLP-1 в in vitro системе, использующей человеческие энтероэндокринные клетки.
Это представляет собой новые клинические ситуации, в которых цель профилактики избыточного накопления массы жировой ткани и любых связанных расстройств здоровья в дальнейшей жизни может быть достигнута новыми путями.
Таким образом, композицию, содержащую эту специфическую смесь BMO, можно преимущественно применять для профилактики у младенца или ребенка младшего возраста расстройства здоровья в дальнейшей жизни, связанного с избыточным накоплением массы жировой ткани, например, избыточного веса, ожирения, резистентности к инсулину, нарушения толерантности к глюкозе, диабета 2 типа (сахарного диабета), гипертензии, дислипидемии, апноэ во время сна, артрита, гиперурикемии, заболевания желчного пузыря, сердечно-сосудистого заболевания и метаболического синдрома.
В конкретном варианте осуществления питательная композиция содержит от 2,5 до 15,0 мас.% смеси олигосахаридов.
Смесь олигосахаридов содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид.
Она может содержать от 0,1 до 4,0 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), от 92,0 до 99,5 мас.% галактоолигосахарида (-ов) и от 0,2 до 4,0 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
Смесь олигосахаридов может быть получена из молока животного, такого как коровье молоко, козье молоко или буйволиное молоко.
Краткое описание фигур
На фиг. 1 представлена выработка бутирата в слепой кишке у мышей, которых кормили рационами с низким содержанием волокон и рационами с низким содержанием волокон, обогащенными 5% разных исследуемых волокон.
Сокращения: Положит. контр. = положительный контроль; BMOS = олигосахариды коровьего молока; PDX = полидекстроза.
На фиг. 2 представлена выработка пропионата в слепой кишке у мышей, которых кормили рационами с низким содержанием волокон и рационами с низким содержанием волокон, обогащенными 5% разных исследуемых волокон.
Сокращения: Положит. контр. = положительный контроль; BMOS = олигосахариды коровьего молока; PDX = полидекстроза.
Н фиг. 3 представлено соотношение медианного содержания каждой SCFA в обогащенном волокнами рационе, поделенного на медианное значение для рациона положительного контроля.
Сокращения: Контр. положит. = положительный контроль; BMOS = олигосахарид коровьего молока; PDX = полидекстроза.
На фиг. 4 показана секреция GLP-1 в in vitro системе, использующей человеческие энтероэндокринные клетки NCl-H716.
Сокращения: Отрицат. контр. = отрицательный контроль; Положит. контр. = положительный контроль; BMOS = олигосахариды коровьего молока.
Подробное описание изобретения
В настоящем документе следующие термины имеют приведенные ниже определения.
Термин «младенец» означает ребенка в возрасте до 12 месяцев.
Выражение «ребенок младшего возраста» означает ребенка в возрасте от одного до трех лет, также называемого ребенком, начинающим ходить.
«Младенец или ребенок младшего возраста, рожденный посредством кесарева сечения» означает младенца или ребенка младшего возраста, рожденного посредством кесарева сечения. Это означает, что младенец или ребенок младшего возраста не был рожден посредством вагинальных родов.
«Младенец или ребенок младшего возраста, рожденный посредством вагинальных родов» означает младенца или ребенка младшего возраста, который был рожден посредством вагинальных родов, а не посредством кесарева сечения.
«Недоношенный» или «преждевременно родившийся» означает младенца или ребенка младшего возраста, который родился раньше срока. По существу, этот термин относится к младенцу или ребенку младшего возраста, рожденному до 36-й недели беременности.
Выражение «питательная композиция» означает композицию, которой питается субъект. Эту питательную композицию обычно следует принимать перорально или внутривенно. Она может включать в себя липид или источник жира, источник углеводов и/или источник белка. В конкретном варианте осуществления питательная композиция представляет собой готовую к употреблению композицию, такую как готовая к употреблению смесь.
В конкретном варианте осуществления композиция настоящего изобретения представляет собой гипоаллергенную питательную композицию. Выражение «гипоаллергенная питательная композиция» означает питательную композицию, для которой вероятность того, что она вызовет аллергические реакции, является малой.
В конкретном варианте осуществления питательная композиция настоящего изобретения представляет собой «искусственную питательную композицию». Выражение «искусственная питательная композиция» означает смесь, полученную с помощью химических и/или биологических средств, которая может быть химически идентична смеси, присутствующей в естественных условиях в молоке млекопитающих (т.е. синтетическая питательная композиция не является грудным молоком).
Выражение «детская смесь» при использовании в настоящем документе относится к продукту питания, специально предназначенному для применения в пищу младенцами в течение первых месяцев жизни, который сам по себе удовлетворяет потребности в питании этой категории лиц (статья 2(c) Директивы Европейской комиссии 91/321/EEC 2006/141/EC от 22 декабря 2006 г. о детских смесях и детских смесях для прикармливаемых детей). Он также относится к питательной композиции, предназначенной для младенцев, как определено в Codex Alimentarius (Codex STAN 72-1981) и стандарте «Специальные продукты для младенцев» (включая статью «Продукты питания для специальных медицинских целей»). Выражение «детская смесь» охватывает как «начальную детскую смесь», так и «смесь для прикармливаемых детей».
«Смесь последующего уровня» или «смесь для прикармливаемых детей» дают, начиная с 6-го месяца. Она составляет главный жидкий элемент в постепенно увеличивающемся разнообразии рациона для лиц данной категории.
Выражение «детское питание» означает продукт питания, специально предназначенный для применения в пищу младенцами или детьми младшего возраста в течение первых лет жизни.
Выражение «детская композиция на зерновой основе» означает продукт питания, специально предназначенный для применения в пищу младенцами или детьми младшего возраста в течение первых лет жизни.
Термин «обогатитель» относится к жидким или твердым питательным композициям, которые подходят для смешивания с грудным молоком или детской смесью.
Выражение «период отлучения от груди» означает период, в течение которого в рационе младенца или ребенка младшего возраста материнское молоко замещают другой пищей.
Выражения «в возрасте дней/недель/месяцев/лет жизни», «дней/недель/месяцев/лет после рождения» и «дней/недель/месяцев/лет от рождения» могут использоваться взаимозаменяемо.
Выражение «в дальнейшей жизни» и «в последующей жизни» могут использоваться взаимозаменяемо. Они относятся к эффектам, измеренным у индивидуума (младенца или ребенка младшего возраста) после возраста несколько недель, несколько месяцев или несколько лет после рождения, например, после возраста 6 месяцев после рождения, например, после возраста 8 месяцев после рождения, например, после возраста 10 месяцев после рождения, например, после возраста 1 год после рождения, например, после возраста 2 лет, предпочтительно после возраста 4 лет, более предпочтительно после возраста 5 лет, еще более предпочтительно после возраста 7 лет после рождения или даже более, и сравниваемых со средними данными наблюдений для субъектов того же возраста. Предпочтительно, оно относится к эффекту, наблюдаемому после по меньшей мере 1 года жизни или после по меньшей мере 2, 5, 7, 10 или 15 лет жизни. Таким образом, выражение «в дальнейшей жизни» может относиться к наблюдению в период младенчества, в младшем детском возрасте, в детском возрасте, в подростковый период или во взрослом возрасте. Предпочтительно, оно относится к наблюдению в детском возрасте, в подростковый период или во взрослом возрасте.
Выражения «накопление массы жировой ткани» и «накопление жира» можно использовать взаимозаменяемо. Выражение «избыточное накопление массы жировой ткани» относится к ненормальному количеству жировой ткани в организме, например, количеству, которое может приводить к расстройствам здоровья.
Выражения «снижение избыточного накопления массы жировой ткани» и «избежание избыточного накопления массы жировой ткани» относятся к снижению или ограничению количества жира в организме индивидуума с целью достижения нормальной или более низкой массы жировой ткани, например, в количестве, которое не приводит к расстройствам здоровья.
Выражение «расстройство (-а) здоровья» охватывает любые состояния здоровья и/или заболевания, и/или дисфункции, которые влияют на организм индивидуума, в том числе метаболические дисфункции.
Выражения «профилактика расстройства здоровья в дальнейшей жизни» или «профилактика расстройства здоровья в последующей жизни» можно использовать взаимозаменяемо. Они означают избежание того, что расстройство здоровья/состояние, здоровья, возникнет в дальнейшей жизни, и/или снижение частоты возникновения и/или тяжести расстройства здоровья в дальнейшей жизни. Профилактика происходит «в дальнейшей жизни», следовательно, предпочтительно после завершения вмешательства или лечения (т.е. после введения питательной композиции согласно настоящему изобретению).
Выражение «расстройство здоровья в дальнейшей жизни, связанное с избыточным накоплением массы жировой ткани» относится к расстройству здоровья в дальнейшей жизни, обусловленному (то есть прямая связь) или ассоциированному (то есть косвенная связь) с избытком жира. Оно охватывает избыточный вес, ожирение и связанные с ожирением коморбидности.
«Индекс массы тела» или «ИМТ» определяется как значение, полученное в результате деления числителя, представляющего собой массу в килограммах, на знаменатель, представляющий собой квадрат роста в метрах. Альтернативно индекс массы тела можно вычислить как отношение веса в фунтах в числителе к квадрату роста в дюймах в знаменателе, умноженное на 703. «Избыточный вес» определяется для человека как ИМТ от 25 до 30. «Ожирение» определяется для человека как ИМТ более 30.
«Связанные с ожирением коморбидности» включают в себя резистентность к инсулину, нарушение толерантности к глюкозе, диабет 2 типа (сахарный диабет), гипертензию, дислипидемию, апноэ во время сна, артрит, гиперурикемию, заболевание желчного пузыря, сердечно-сосудистое заболевание, метаболический синдром и определенные типы злокачественных опухолей.
Термин «SCFA» означает короткоцепочечную жирную кислоту (-ы). Выражение «повышение выработки SCFA в толстой кишке» означает, что количество SCFA при измерении в толстой кишке (или толстом кишечнике) или в ее части, такой как слепая кишка, является более высоким у индивидуума, употреблявшего питательную композицию согласно настоящему изобретению (т.е. содержащую по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид), в сравнении со стандартной композицией (т.е. питательной композицией, не содержащей по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид) и/или в сравнении со стандартной композицией, дополненной обычными волокнами, подобными полидекстрозе или пектину. SCFA может представлять собой пропионат, бутират, валерат и/или ацетат. В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения она представляет собой бутират и/или пропионат. Выработку SCFA можно измерить с помощью методик, известных специалистам в данной области, таких как газо-жидкостная хроматография.
Термины «секреция» и «высвобождение» можно использовать взаимозаменяемо.
GLP-1 (или GLP1) означает глюкагоноподобный пептид 1. Он представляет собой инкретин, секретируемый эндокринными клетками кишечника, известными как L-клетки. Выражения «повышение секреции GLP-1» и «повышение высвобождения GLP-1» можно использовать взаимозаменяемо. Они означают, что количества GLP-1, секретируемого, например, кишечным эпителием, как например, в подвздошной кишке или толстой кишке, среди прочих, является более высоким у индивида, употреблявшего питательную композицию согласно настоящему изобретению (т.е. содержащую по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид), в сравнении со стандартной композицией (т.е. питательной композицией, не содержащей по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид). В конкретном варианте осуществления выражение «повышение секреции GLP-1» относится к «повышению секреции GLP-1 в кишечнике».
Секрецию/высвобождение GLP-1 можно измерять с помощью методик, известных специалисту, например, посредством измерения его количества в кровотоке (т.е. посредством определения концентрации GLP-1 в плазме крови) у индивидуума, после того как GLP-1 секретируется в кровоток при усвоении питательных веществ.
Термин «рост» относится к приросту массы, длины тела и/или окружности головы у младенца или ребенка младшего возраста. В конкретном варианте осуществления он относится к массе. Рост следует понимать как процесс изменения массы, длины тела и/или окружности головы в ходе взросления младенца или ребенка младшего возраста. В процессе развития младенца эти параметры не только увеличиваются. Как показывают опубликованные ВОЗ стандартные кривые роста, масса младенца может уменьшиться в первые дни жизни младенца. Таким образом, рост следует понимать как общий рост младенца в первые месяцы жизни. Следовательно, выражения «скорость роста» и «темп роста» можно использовать в качестве альтернативы термину «рост».
Выражения «стимулирование нормального роста» и «стимулирование оптимального роста» можно использовать взаимозаменяемо. Они охватывают стимулирование темпа роста, который приближается или приблизительно соответствует темпу роста младенца, находящегося на грудном вскармливании. Они охватывают стимулирование роста, который определяется педиатрами как нормальный при условии, что он не ассоциирован с проблемами со здоровьем. Эти выражения также охватывают профилактику избыточного роста или избыточного набора массы тела, который может возникать у младенцев, вскармливаемых смесью, в особенности, в первые несколько месяцев жизни. Выражение «стимулирование нормального роста» также может охватывать лечение для контроля массы и/или избежание набора массы, в особенности, избыточного набора массы, и/или стимулирование увеличения безжировой массы (в особенности, по сравнению с увеличением общей массы или массы жировой ткани).
Под «материнским молоком» следует понимать грудное молоко или молозиво матери.
Термин «олигосахарид» означает углевод, имеющий степень полимеризации (DP) в диапазоне от 2 до 20 включительно, но не включающий в себя лактозу. В некоторых вариантах осуществления изобретения углевод имеет DP в диапазоне от 3 до 20.
Выражения «по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, один галактоолигосахарид и один сиалилированный олигосахарид» и «по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид» можно использовать взаимозаменяемо.
Выражения «олигосахаридная смесь» или «смесь олигосахаридов» можно использовать взаимозаменяемо. Олигосахаридная смесь в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид. Смесь может быть приготовлена из одного или нескольких олигосахаридов этих различных типов, т.е. одного или нескольких N-ацетилированных олигосахаридов, одного или нескольких галактоолигосахаридов и одного или нескольких сиалилированных олигосахаридов. В некоторых преимущественных вариантах осуществления олигосахариды в смеси олигосахаридов представляют собой олигосахариды коровьего молока (или BMO).
Выражение «N-ацетилированный олигосахарид» означает олигосахарид, имеющий N-ацетильный остаток.
Выражения «галакто-олигосахарид», «галактоолигосахарид» и «ГОС» можно использовать взаимозаменяемо. Они относятся к олигосахариду, содержащему две или более молекул галактозы, которые не имеют заряда и не содержат N-ацетильный остаток (т.е. они представляют собой нейтральные олигосахариды). В конкретном варианте осуществления указанные две или больше молекул галактозы соединены β-1,2-, β-1,3-, β-1,4- или β-1,6-связью.
В другом варианте осуществления «галактоолигосахарид» и «ГОС» также включают в себя олигосахариды, содержащие одну молекулу галактозы и одну молекулу глюкозы (т.е. дисахариды), соединенные β-1,2-, β-1,3- или β-1,6-связью.
Выражение «сиалилированный олигосахарид» означает олигосахарид, имеющий остаток сиаловой кислоты с ассоциированным зарядом.
Термины «пребиотик», «пищевое (-ые) волокно (-а)» и «клетчатка» могут использоваться взаимозаменяемо. Они означают неперевариваемые углеводы, которые благоприятно влияют на хозяина, выборочно стимулируя рост и/или активность полезных для здоровья бактерий, таких как бифидобактерии, в толстом кишечнике человека (Gibson GR, Roberfroid MB. Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics. J Nutr. 1995; 125:1401–12).
Термин «пробиотик» означает препараты клеток микроорганизмов или компонентов клеток микроорганизмов, которые оказывают благоприятное воздействие 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). Клетки микроорганизмов, по существу, представляют собой бактерии или дрожжи.
Под термином «КОЕ» следует понимать колониеобразующую единицу.
Если не указано иное, все приводимые процентные соотношения представляют собой мас.%.
Питательная композиция согласно настоящему изобретению может присутствовать в твердой форме (например, порошок) или в жидком виде. Количество различных ингредиентов (например, олигосахаридов) может быть выражено в г/100 г композиции в расчете на массу сухого вещества, если композиция находится в твердой форме, например, в виде порошка, или в виде концентрации в г/л композиции, когда она относится к жидкой форме (последнее также охватывает жидкую композицию, которую можно получить из порошка после восстановления в жидкости, такой как молоко, вода и т.п., например, восстановленную детскую смесь или смесь для прикармливаемых детей/смесь последующего уровня, или детский продукт на зерновой основе, или любую другую рецептуру, предназначенную для детского питания).
Дополнительно в контексте изобретения термины «содержащий» или «содержит» не исключают других возможных элементов. Композиция согласно настоящему изобретению, включая многие варианты осуществления, описанные в настоящем документе, может содержать существенные элементы и ограничения настоящего изобретения, описанные в настоящем документе, а также любые дополнительные или необязательные ингредиенты, компоненты или ограничения, описанные в настоящем документе, или иные в зависимости от потребностей, состоять или фактически состоять из них.
Любую ссылку на документы предшествующего уровня техники в данном описании не следует рассматривать как признание того, что такой предшествующий уровень техники является широко известным или составляет часть общеизвестных знаний в области.
Ниже представлено более подробное описание изобретения. Следует отметить, что различные аспекты, признаки, примеры и варианты осуществления, описанные в настоящей заявке, могут быть совместимыми и/или комбинироваться друг с другом.
Таким образом, первым объектом настоящего изобретения является питательная композиция, содержащая смесь олигосахаридов, причем указанная смесь олигосахаридов содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, для применения в снижении и/или избежании избыточного накопления массы жировой ткани у младенца или ребенка младшего возраста посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке и/или посредством повышения секреции GLP-1 (например, секреции GLP-1 в кишечнике) у указанного младенца или ребенка младшего возраста. Указанное избыточное накопление массы жировой ткани может представлять собой избыточное накопление массы жировой ткани в дальнейшей жизни у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
Питательную композицию согласно настоящему изобретению также можно применять для профилактики любого расстройства здоровья в дальнейшей жизни, связанного с избыточным накоплением массы жировой ткани, посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у младенца или ребенка младшего возраста. Ее можно применять для профилактики ожирения или связанных коморбидностей в дальнейшей жизни. Некоторые примеры расстройств здоровья в дальнейшей жизни, связанных с избыточным накоплением массы жировой ткани, представляют собой избыточный вес, ожирение, резистентность к инсулину, нарушение толерантности к глюкозе, диабет 2 типа (сахарный диабет), гипертензию, дислипидемию, апноэ во время сна, артрит, гиперурикемию, заболевание желчного пузыря, сердечно-сосудистое заболевание и метаболический синдром.
Как показано в примере 2, авторы настоящего изобретения выявили, что применение смеси олигосахаридов согласно настоящему изобретению в качестве добавки повышало выработку SCFA, в особенности, пропионата, бутирата, валерата и ацетата, в модели на животных. Не вдаваясь в теорию, авторы настоящего изобретения полагают, что эти конкретные олигосахариды действуют синергично, неожиданно обеспечивая существенно повышенную выработку SCFA в толстой кишке. Как показано в примере 3, авторы настоящего изобретения также обнаружили, что эта специфическая смесь олигосахаридов коровьего молока (BMO) повышала секрецию GLP-1 в in vitro системе, использующей человеческие энтероэндокринные клетки.
Вследствие известных свойств SCFA, в особенности, бутирата и пропионата, и GLP-1, например, направленных против ожирения, резистентности к инсулину, адипогенеза и потребления пищи, такое применение BMO в качестве добавки может, следовательно, представлять интерес для применения в профилактике избыточного накопления массы жировой ткани и связанных расстройств здоровья.
Смесь олигосахаридов питательной композиции в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид. Как упомянуто выше, она может состоять из одного или нескольких олигосахаридов этих различных типов, т.е. одного или нескольких N-ацетилированных олигосахаридов, одного или нескольких галактоолигосахаридов и одного или нескольких сиалилированных олигосахаридов. Смесь олигосахаридов питательной композиции изобретения может быть получена из молока одного или нескольких видов животных. Молоко может быть получено от любого млекопитающего, в частности, от коров, коз, буйволов, лошадей, слонов, верблюдов или овец.
В альтернативном варианте осуществления смесь олигосахаридов может быть получена путем приобретения и смешивания отдельных компонентов.
«N-ацетилированный олигосахарид» означает олигосахарид, содержащий N-ацетилированный остаток. Подходящие N-ацетилированные олигосахариды смеси олигосахаридов питательной композиции в соответствии с настоящим изобретением включают в себя GalNAcβ1,3Galβ1,4Glc и Galβ1,6GalNAcβ1,3Galβ1,4Glc, а также любую их смесь. N-ацетилированные олигосахариды могут быть получены посредством действия глюкозаминидазы и/или галактозаминидазы на N-ацетилглюкозу и/или N-ацетилгалактозу. В равной степени, для этой цели можно применять N-ацетилгалактозилтрансферазы и/или N-ацетилгликозилтрансферазы. N-ацетилированные олигосахариды также могут быть получены с помощью технологии ферментации с применением соответствующих ферментов (рекомбинантных или природных) и/или микробиологической ферментации. В последнем случае микроорганизмы либо могут экспрессировать свои природные ферменты и субстраты, либо могут быть созданы микроорганизмы, вырабатывающие соответствующие субстраты и ферменты. Можно применять культуры микроорганизмов одного вида или смешанные культуры. Образование N-ацетилированных олигосахаридов может инициироваться акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP) от DP=1 и далее. Другой вариант представляет собой химическое преобразование кетогексозы (фруктозы) либо в свободной, либо в связанной с олигосахаридом (например, лактулозой) форме в N-ацетилгексозамин или в олигосахарид, содержащий N-ацетилгексозамин, как описано в Wrodnigg, T.M, Dtutz, A.E, Angew. Chem. Int. Ed. 1999: 38: 827-828.
«Галактоолигосахарид» представляет собой олигосахарид, который содержит две или более незаряженных молекулы галактозы и не содержат остаток N-ацетила. Подходящие галактоолигосахариды смеси олигосахаридов питательной композиции в соответствии с настоящим изобретением включают в себя Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,3Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,3Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,6Glc, Galβ1,3Galβ1,3Glc, Galβ1,4Galβ1,4Glc и Galβ1,4Galβ1,4Galβ1,4Glc, а также любую их смесь. Синтезированные галактоолигосахариды, такие как Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,6Glc, Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,3Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,4Galβ1,4Glc и Galβ1,4Galβ1,4Galβ1,4Glc и их смеси, коммерчески доступны под торговыми названиями Vivinal  и Elix’or. Другими поставщиками олигосахаридов являются компании Dextra Laboratories, Sigma-Aldrich Chemie GmbH и Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. В альтернативном варианте осуществления для получения нейтральных олигосахаридов можно применять специфические гликозилтрансферазы, такие как галактозилтрансферазы.
«Сиалилированный олигосахарид» представляет собой олигосахарид, содержащий остаток сиаловой кислоты с ассоциированным зарядом. Подходящие сиалилированные олигосахариды смеси олигосахаридов питательной композиции в соответствии с настоящим изобретением включают в себя NeuAcβ2,3Galβ1,4Glc и NeuAcβ2,6Galβ1,4Glc, а также любую их смесь. Эти сиалилированные олигосахариды могут быть выделены из естественного источника, такого как молоко животных, методами хроматографии или фильтрации. В альтернативном варианте осуществления изобретения они также могут быть получены с помощью биотехнологических средств с применением специфических сиалилтрансфераз либо посредством методики ферментации на основе ферментов (рекомбинантных или естественных ферментов), либо посредством методики микробной ферментации. В последнем случае либо уже существующие микроорганизмы могут экспрессировать свои естественные ферменты и субстраты, либо могут быть созданы микроорганизмы, вырабатывающие соответствующие субстраты и ферменты. Можно использовать культуры из микроорганизмов одного вида или смешанные культуры. Образование сиалилолигосахаридов может быть инициировано акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP) от DP = 1 и далее.
В одном аспекте изобретения питательная композиция содержит смесь олигосахаридов в количестве от 2,5 до 15 мас.%. В качестве альтернативы, питательная композиция содержит смесь олигосахаридов в количестве от 3 до 15 мас.%, или в количестве от 3 до 10 мас.%, или в количестве от 3,5 до 9,5 мас.%, или в количестве от 4 до 9 мас.%, или в количестве от 4,5 до 8,5 мас.%, или в количестве от 5,0 до 7,5 мас.%, например 5 мас.%.
В некоторых конкретных вариантах осуществления питательная композиция может содержать смесь олигосахаридов в количестве от 0,5 до 3,1 г/100 ккал, или в количестве от 0,6 до 3,1 г/100 ккал, или в количестве от 0,6 до 2,0 г/100 ккал, или в количестве от 0,7 до 2,0 г/100 ккал, или в количестве от 0,8 до 1,8 г/100 ккал, или в количестве от 0,9 до 1,7 г/100 ккал, или в количестве от 1,0 до 1,5 г/100 ккал.
Питательная композиция согласно настоящему изобретению может содержать по меньшей мере 0,01 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), по меньшей мере 2,0 мас.% галактоолигосахарида (-ов) и по меньшей мере 0,02 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В некоторых вариантах осуществления питательная композиция согласно настоящему изобретению может содержать по меньшей мере 0,005 мас.%, или по меньшей мере 0,01 мас.%, или по меньшей мере 0,02 мас.%, или по меньшей мере 0,03 мас.%, или по меньшей мере 0,04 мас.%, или по меньшей мере 0,05 мас.%, или по меньшей мере 0,06 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов). В некоторых вариантах осуществления она может содержать от 0,005 до 0,06 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), например от 0,005 до 0,05 мас.%, или от 0,005 до 0,04, или от 0,005 до 0,03 мас.%, или от 0,01 до 0,02 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов). Конкретным примером является количество 0,01 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
Дополнительно, питательная композиция может содержать по меньшей мере 2 мас.% или по меньшей мере 3 мас.%, или по меньшей мере 4 мас.%, или по меньшей мере 5 мас.%, или по меньшей мере 5,5 мас.%, или по меньшей мере 6 мас.%, или по меньшей мере 7 мас.%, или по меньшей мере 8 мас.% галактоолигосахарида (-ов). В некоторых вариантах осуществления она может содержать от 4,5 до 8 мас.% галактоолигосахарида (-ов), например от 4,75 до 6 мас.% галактоолигосахарида (-ов), или от 4,9 до 5 мас.%, или от 5,5 до 6,5 мас.% галактоолигосахарида (-ов). Конкретным примером является количество 4,965 мас.% галактоолигосахарида (-ов).
Наконец, питательная композиция может содержать по меньшей мере 0,01 мас.%, или по меньшей мере 0,02 мас.%, или по меньшей мере 0,03 мас.%, или по меньшей мере 0,04 мас.%, или по меньшей мере 0,05 мас.%, или по меньшей мере 0,06 мас.%, или по меньшей мере 0,07 мас.%, или по меньшей мере 0,08 мас.%, или по меньшей мере 0,09 мас.% сиалилированных олигосахаридов. В некоторых вариантах осуществления она может содержать от 0,02 до 0,09 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов), например от 0,02 до 0,07 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов), или от 0,02 до 0,05 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов), или от 0,003 до 0,07 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов). Конкретным примером является количество 0,025 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В конкретном варианте осуществления питательная композиция согласно настоящему изобретению может содержать от 0,01 до 0,07 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), от 2,0 до 8,0 мас.% галактоолигосахарида (-ов) и от 0,02 до 0,09 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
Еще в одном конкретном варианте осуществления питательная композиция в соответствии с настоящим изобретением может включать от 0,01 до 0,03 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), 5,95 мас.% галактоолигосахарида (-ов) и от 0,02 до 0,09 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В конкретном варианте осуществления питательная композиция может включать от 0,0015 до 0,005 г/100 ккал N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), от 0,70 до 1,5 г/100 ккал галактоолигосахарида (-ов) и от 0,0045 до 0,0085 г/100 ккал сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В другом конкретном варианте осуществления питательная композиция может включать от 0,0015 до 0,0045 г/100 ккал N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), от 0,74 до 1,2 г/100 ккал галактоолигосахарида (-ов) и от 0,0045 до 0,0075 г/100 ккал сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В особенно предпочтительном варианте осуществления смесь олигосахаридов в питательной композиции согласно настоящему изобретению содержит от 0,1 до 4,0 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), от 92,0 до 99,5 мас.% галактоолигосахарида (-ов) и от 0,2 до 4,0 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
Питательная композиция в соответствии с изобретением может также содержать другие типы пребиотиков (т.е. отличающихся от олигосахаридов и дополнительно к олигосахаридам, содержащимся в смеси олигосахаридов, определенной в соответствии с настоящим изобретением). Примеры других типов пребиотиков включают в себя олигосахариды грудного молока (ОГМ), такие как фукозилированные олигосахариды; олигофруктозу; фруктоолигосахариды (ФОС); инулин ксилоолигосахариды (XOS); полидекстрозу или любую их смесь.
«Фукозилированный олигосахарид» представляет собой олигосахарид грудного молока, имеющий остаток фукозы. Он имеет нейтральный характер. Некоторыми примерами являются 2’-FL (2’-фукозиллактоза, или 2-фукозиллактоза, или 2FL, или 2-FL), 3-FL (3-фукозиллактоза), дифукозиллактоза, лакто-N-фукопентаоза (например, лакто-N-фукопентаоза I, лакто-N-фукопентаоза II, лакто-N-фукопентаоза III, лакто-N-фукопентаоза V), лакто-N-фукогексаоза, лакто-N-дифукогексаоза I, фукозиллакто-N-гексаоза, фукозиллакто-N-неогексаоза, дифукозиллакто-N-гексаоза I, дифукозиллакто-N-неогексаоза II и любая их комбинация.
Подходящие доступные в продаже продукты, которые можно применять дополнительно к олигосахаридам, содержащимся в смеси олигосахаридов, для получения питательных композиций согласно настоящему изобретению, включают в себя комбинации ФОС с инулином, как например, продукт, продаваемый компанией BENEO под торговым названием Orafti, или полидекстрозу, продаваемую компанией Tate & Lyle под торговым названием STA-LITE.
Питательная композиция настоящего изобретения может дополнительно содержать по меньшей мере один пробиотик (или пробиотический штамм), такой как пробиотический бактериальный штамм.
Наиболее часто применяемые пробиотические микроорганизмы преимущественно представляют собой бактерии и дрожжи следующих родов: Lactobacillus spp., Streptococcus spp., Enterococcus spp., Bifidobacterium spp. и Saccharomyces spp.
В некоторых конкретных вариантах осуществления пробиотик представляет собой пробиотический бактериальный штамм. В некоторых конкретных вариантах осуществления он представляет собой, в частности, штаммы Bifidobacteria и/или Lactobacilli.
Подходящие пробиотические штаммы включают в себя Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus casei, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus lactis, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus bulgari, Lactococcus lactis, Lactococcus diacetylactis, Lactococcus cremoris, Streptococcus salivarius, Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium adolescentis или любую их смесь.
Приемлемые пробиотические бактериальные штаммы включают Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103, доступный для приобретения у компании Valio Oy, Финляндия, под товарным знаком LGG; Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1.3724, Lactobacillus paracasei CNCM I-2116, Lactobacillus johnsonii CNCM I-1225, Streptococcus salivarius DSM 13084, продаваемые компанией BLIS Technologies Limited, Новая Зеландия, под названием KI2; Bifidobacterium lactis CNCM 1-3446, продаваемый в числе прочих компанией Christian Hansen, Дания, под товарным знаком Bb 12; Bifidobacterium longum ATCC BAA-999, продаваемый компанией Morinaga Milk Industry Co. Ltd., Япония, под товарным знаком BB536; Bifidobacterium breve, продаваемый компанией Danisco под товарным знаком Bb-03; Bifidobacterium breve, продаваемый компанией Morinaga под товарным знаком M-16V; Bifidobacterium infantis, продаваемый компанией Procter & Gamble Co. под товарным знаком Bifantis; и Bifidobacterium breve, продаваемый компанией Institut Rosell (Lallemand) под товарным знаком R0070.
Питательная композиция в соответствии с изобретением может содержать от 10e3 до 10e12 КОЕ пробиотического штамма, более предпочтительно от 10e7 до 10e12 КОЕ, например от 10e8 до 10e10 КОЕ пробиотического штамма на грамм композиции в расчете на массу сухого вещества.
В одном варианте осуществления пробиотики являются жизнеспособными. В другом варианте осуществления настоящего изобретения пробиотики являются неразмножающимися или инактивированными. В некоторых других вариантах осуществления могут использоваться как жизнеспособные пробиотики, так и инактивированные пробиотики.
Питательная композиция изобретения может дополнительно содержать по меньшей мере один фаг (бактериофаг) или смесь фагов, предпочтительно направленных против патогенных микроорганизмов Streptococci, Haemophilus, Moraxella и Staphylococci.
Питательная композиция в соответствии с изобретением может представлять собой, например, детскую смесь, начальную детскую смесь, смесь для прикармливаемых детей, детское питание, детскую композицию на зерновой основе, обогатитель, такой как обогатитель грудного молока, или добавку. В некоторых конкретных вариантах осуществления композиция изобретения представляет собой детскую смесь, обогатитель или добавку, которые могут предназначаться для первых 4 или 6 месяцев жизни. В предпочтительном варианте осуществления питательная композиция изобретения представляет собой детскую смесь.
В некоторых других вариантах осуществления питательная композиция настоящего изобретения представляет собой обогатитель. Обогатитель может представлять собой обогатитель грудного молока (например, обогатитель человеческого грудного молока) или обогатитель смеси, такой как обогатитель детской смеси или обогатитель смеси для прикармливаемых детей/смеси последующего уровня.
Если питательная композиция представляет собой добавку, она может быть обеспечена в форме стандартных доз.
Питательная композиция настоящего изобретения может быть представлена в твердой (например, порошок), жидкой или желеобразной форме.
Питательные композиции согласно настоящему изобретению и, в особенности, детские смеси обычно содержат источник белка, источник углеводов и источник липидов.
Питательная композиция согласно настоящему изобретению обычно содержит источник белка. Белок может присутствовать в количестве от 1,5 до 3 г на 100 ккал. В некоторых вариантах осуществления, в частности, когда композиция предназначена для преждевременно родившихся младенцев, такое количество может составлять от 2,4 до 4 г/100 ккал или более 3,6 г/100 ккал. В некоторых других вариантах осуществления количество белка может быть ниже 2,0 г на 100 ккал, например от 1,8 до 2 г/100 ккал, или в количестве ниже 1,8 г на 100 ккал.
Тип белка не считается критическим для настоящего изобретения при условии, что соблюдены минимальные требования по содержанию незаменимых аминокислот и обеспечивается удовлетворительной рост. Таким образом, можно применять источники белка на основе молочной сыворотки, казеина и их смесей, а также источники белка на основе сои. Что касается сывороточных белков, источник белка может иметь в основе кислую сыворотку или сладкую молочную сыворотку или их смеси, и он может включать в себя альфа-лактальбумин и бета-лактоглобулин в любых желаемых соотношениях.
В некоторых преимущественных вариантах осуществления в качестве источника белка преобладает молочная сыворотка (т.е. более 50% белков происходят из сывороточных белков, как например, 60% или 70%).
Белки могут быть нативными или гидролизованными, либо они могут представлять собой смесь нативных и гидролизованных белков. Под термином «нативный» подразумевается, что основная часть белков нативна, т.е. их молекулярная структура не изменена, например не изменено по меньшей мере 80% белков, например не изменено по меньшей мере 85% белков, предпочтительно не изменено по меньшей мере 90% белков, еще более предпочтительно не изменено по меньшей мере 95% белков, например не изменено по меньшей мере 98% белков. В конкретном варианте осуществления 100% белков не изменено.
Термин «гидролизованный» в контексте настоящего изобретения означает белок, который был гидролизован или расщеплен на составляющие его аминокислоты.
Белки могут быть полностью или частично гидролизованными. Может быть желательным обеспечение частично гидролизованных белков (степень гидролиза от 2 до 20%), например, для младенцев или детей младшего возраста, предположительно подверженных риску развития аллергии на коровье молоко. При необходимости использования гидролизованных белков процесс гидролиза может проводиться по желанию и способом, известным в данной области. Например, гидролизаты сывороточного белка можно получить посредством ферментативного гидролиза фракции молочной сыворотки в одну или более стадий. Если фракция молочной сыворотки, применяемая в качестве исходного материала, по существу, не содержит лактозы, то установлено, что в процессе гидролиза блокировка лизина белка проявляется в гораздо меньшей степени. Это позволяет снизить степень блокирования лизина с приблизительно 15 мас.% общего лизина до менее приблизительно 10 мас.% лизина; например, приблизительно 7 мас.% лизина, что значительно улучшает питательное качество источника белка.
В одном варианте осуществления изобретения гидролизовано по меньшей мере 70% белков, предпочтительно гидролизовано по меньшей мере 80% белков, например гидролизовано по меньшей мере 85% белков, даже более предпочтительно гидролизовано по меньшей мере 90% белков, например гидролизовано по меньшей мере 95% белков, в частности гидролизовано по меньшей мере 98% белков. В конкретном варианте осуществления 100% белков гидролизовано.
В одном конкретном варианте осуществления белки питательной композиции гидролизованы, полностью гидролизованы или частично гидролизованы. Степень гидролиза (DH) белка может составлять от 8 до 40, или от 20 до 60, или от 20 до 80 или более 10, 20, 40, 60, 80 или 90.
В конкретном варианте осуществления питательная композиция в соответствии с изобретением представляет собой гипоаллергенную композицию. В другом конкретном варианте осуществления композиция в соответствии с изобретением представляет собой гипоаллергенную питательную композицию.
Питательная композиция в соответствии с настоящим изобретением, по существу, содержит источник углеводов. Это особенно предпочтительно в том случае, когда питательная композиция изобретения представляет собой детскую смесь. В этом случае можно применять любой источник углеводов, традиционно присутствующий в детских смесях, такой как лактоза, сукроза, сахароза, мальтодекстрин, крахмал и их смеси, хотя одним из предпочтительных источников углеводов является лактоза.
Питательная композиция в соответствии с настоящим изобретением обычно содержит источник липидов. Это особенно важно, если питательная композиция изобретения представляет собой детскую смесь. В этом случае источник липидов может представлять собой любой липид или жир, который является подходящим для применения в детских смесях. Некоторые подходящие источники жира включают в себя пальмовое масло, подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты и сафлоровое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты. Можно также добавлять незаменимые жирные кислоты — линолевую кислоту и α-линоленовую кислоту, а также небольшие количества масел, содержащих большие количества арахидоновой кислоты и докозагексаеновой кислоты в готовом виде, например рыбьи жиры или микробные масла. Соотношение n-6 и n-3 жирных кислот в источнике жира может составлять от приблизительно 5:1 до приблизительно 15:1; например от приблизительно 8:1 до приблизительно 10:1.
Питательная композиция изобретения может также содержать все витамины и минералы, которые считаются обязательными в повседневном пищевом рационе, в значимых с точки зрения питания количествах. Для некоторых витаминов и минеральных веществ установлены минимальные требования. Примеры минеральных веществ, витаминов и других питательных веществ, которые необязательно присутствуют в композиции согласно настоящему изобретению, включают в себя витамин А, витамин В1, витамин В2, витамин В6, витамин В12, витамин Е, витамин К, витамин С, 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. Минеральные вещества обычно добавлены в форме солей. Присутствие и количества конкретных минеральных веществ и других витаминов могут варьироваться в зависимости от предполагаемой популяции.
Если это необходимо, питательная композиция согласно настоящему изобретению может содержать эмульгаторы и стабилизаторы, такие как соя, лецитин, моно- и диглицериловые сложные эфиры лимонной кислоты и т.п.
Питательная композиция изобретения может также содержать другие вещества, которые могут оказывать благоприятное воздействие, такие как лактоферрин, нуклеотиды, нуклеозиды и т.п.
Питательная композиция согласно настоящему изобретению также может содержать каротиноид (-ы).
Питательную композицию изобретения (например, детскую смесь) можно получать путем смешивания источника белков, источника углеводов и источника жиров в соответствующих пропорциях. При желании можно добавить эмульгаторы. На данном этапе можно добавлять витамины и минеральные вещества, но обычно их добавляют позднее для предотвращения термического разложения. Перед смешиванием в источнике жиров можно растворять любые лиофильные витамины, эмульгаторы и т.п. Затем можно примешивать воду, предпочтительно воду, очищенную обратным осмосом, с образованием жидкой смеси.
Затем жидкую смесь можно подвергать термической обработке для снижения бактериальных нагрузок. Например, жидкую смесь можно быстро нагревать до температуры в диапазоне от приблизительно 80°C до приблизительно 110°C в течение от приблизительно 5 секунд до приблизительно 5 минут. Это можно осуществлять путем нагнетания пара или с помощью теплообменника, например, пластинчатого теплообменника.
Затем жидкую смесь можно охладить до температуры, составляющей от приблизительно 60°C до приблизительно 85°C, например, посредством мгновенного охлаждения. Затем жидкую смесь можно гомогенизировать, например, в две стадии: под давлением от приблизительно 7 МПа до приблизительно 40 МПа на первой стадии и от приблизительно 2 МПа до приблизительно 14 МПа на второй стадии. Затем гомогенизированную смесь можно дополнительно охладить для добавления любых термочувствительных компонентов, таких как витамины и минеральные вещества. На данном этапе рН и содержание твердых веществ в гомогенизированной смеси можно для удобства стандартизировать.
Гомогенизированную смесь можно переносить в подходящий сушильный аппарат, такой как распылительная сушилка или сублимационная сушилка, и превращать в порошок. Влагосодержание порошка должно составлять менее приблизительно 5% мас.
Смесь олигосахаридов можно получать любым подходящим способом, известным в данной области, и добавлять на различных этапах в процессе получения питательной композиции настоящего изобретения. Смесь олигосахаридов можно добавлять непосредственно в питательную композицию (например, детскую смесь) путем сухого смешивания (т.е. на этапе смешивания). В альтернативном варианте осуществления смесь олигосахаридов можно добавлять в жидкую смесь перед термической обработкой для снижения бактериальной нагрузки. Отдельные компоненты смеси олигосахаридов можно также добавлять в питательную композицию по отдельности, и в этом случае смесь олигосахаридов предпочтительно добавляют в жидкую фазу непосредственно перед сушкой.
Питательная композиция согласно настоящему изобретению предназначена для применения у младенцев или детей младшего возраста. Младенцы или дети младшего возраста могут рождаться в срок или недоношенными. В конкретном варианте осуществления питательная композиция изобретения предназначена для применения у младенцев или детей младшего возраста, которые были рождены недоношенными. В конкретном варианте осуществления питательная композиция изобретения предназначена для применения у недоношенных младенцев.
Питательную композицию согласно настоящему изобретению также можно применять у младенца или ребенка младшего возраста, который был рожден посредством кесарева сечения или посредством вагинальных родов.
В некоторых вариантах осуществления питательная композиция согласно настоящему изобретению может быть предназначена для применения до и/или во время периода отлучения от груди.
В некоторых вариантах осуществления питательная композиция согласно настоящему изобретению предназначена для применения у младенцев или детей младшего возраста, имеющих риск развития расстройства здоровья в дальнейшей жизни, связанного с избыточным накоплением массы жировой ткани.
Недоношенные младенцы могут быть подвержены повышенному риску развития резистентности к инсулину, гипергликемии, недостаточной усвояемости питательных веществ, нарушения роста безжировой массы тела, накопления жира в области внутренних органов и расстройства метаболизма в дальнейшей жизни.
Также целью воздействия могут быть младенцы или дети младшего возраста, имеющие риск развития избыточного веса или ожирения в дальнейшей жизни.
В некоторых вариантах осуществления питательная композиция согласно настоящему изобретению предназначена для применения у младенцев или детей младшего возраста, рожденных страдающими от избыточного веса и ожирения женщинами. Действительно, научные данные неизменно подтверждают, что младенцы, рожденные матерями с избыточным весом и ожирением, имеют более высокий риск набора избыточного веса или развития ожирения в дальнейшей жизни, чем младенцы, рожденные матерями без избыточного веса или ожирения. В некоторых вариантах осуществления питательная композиция согласно настоящему изобретению предназначена для применения у младенцев или детей младшего возраста, рожденных матерями, которые испытывали гестационный диабет.
В конкретном примере питательную композицию согласно настоящему изобретению можно применять у младенцев или детей младшего возраста, у которых была ЗВУР (задержка внутриутробного развития). Эта конкретная популяция имеет риск развития расстройства здоровья в дальнейшей жизни, связанного с избыточным накоплением массы жировой ткани, поскольку они будут иметь более высокий аппетит для компенсации задержки их роста. Но они могут не получать здоровое питание с использованием стандартных рецептур, например, они могут иметь более высокую общую массу и/или увеличение массы жировой ткани по сравнению с увеличением безжировой массы, что может приводить к развитию и программированию для будущих состояний здоровья, включая ожирение в дальнейшей жизни или будущие связанные коморбидности. Питательная композиция согласно настоящему изобретению, как полагают, обеспечивает нормальный рост.
Возраст для введения (или применения, или скармливания) питательной композиции, а также продолжительность такого введения зависят от возможностей и потребностей.
Поскольку питательную композицию применяют, в особенности, с целью профилактики (профилактика расстройства здоровья в дальнейшей жизни), ее можно, например, давать непосредственно после рождения младенцев. Композицию согласно настоящему изобретению также можно давать в течение первой недели жизни младенца или в течение первых 2 недель жизни, или в течение первых 3 недель жизни, или в течение первого месяца жизни, или в течение первых 2 месяцев жизни, или в течение первых 3 месяцев жизни, или в течение первых 4 месяцев жизни, или в течение первых 6 месяцев жизни, или в течение первых 8 месяцев жизни, или в течение первых 10 месяцев жизни, или в течение первого года жизни, или в течение первых двух лет жизни или даже дольше. В некоторых особенно преимущественных вариантах осуществления настоящего изобретения питательную композицию дают (или вводят) младенцу в течение первых 4 или 6 месяцев после рождения указанного младенца.
В некоторых других вариантах осуществления питательную композицию согласно настоящему изобретению дают несколько дней (например, 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20...) или несколько недель (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6 ,7, 8, 9, 10...), или несколько месяцев (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10...) после рождения. В первую очередь это может быть актуально, но не обязательно, в том случае, когда младенец родился преждевременно.
В одном варианте осуществления композицию изобретения дают младенцу или ребенку младшего возраста в качестве композиции, дополнительной к материнскому молоку. В некоторых вариантах осуществления младенец или ребенок младшего возраста получает материнское молоко в течение по меньшей мере первых 2 недель, первых 1, 2, 4 или 6 месяцев. В одном варианте осуществления питательную композицию изобретения дают младенцу или ребенку младшего возраста после такого периода питания материнским молоком или дают во время такого периода питания материнским молоком. В другом варианте осуществления композицию дают младенцу или ребенку младшего возраста в качестве единственной или основной питательной композиции в течение по меньшей мере одного периода времени, например после 1-го, 2-го или 4-го месяца жизни, в течение по меньшей мере 1, 2, 4 или 6 месяцев.
В одном варианте осуществления питательная композиция изобретения является полной питательной композицией (удовлетворяющей все или большинство питательных потребностей субъекта). В другом варианте осуществления питательная композиция является добавкой или обогатителем, предназначенным, например, для дополнения грудного молока или дополнения детской смеси или смеси для прикармливаемых детей.
Смесь олигосахаридов, присутствующую в питательной композиции изобретения, можно получать из молока одного или более видов животных. Молоко может быть получено от любого млекопитающего, в частности, от коров, коз, буйволов, лошадей, слонов, верблюдов или овец. В конкретном варианте осуществления олигосахариды смеси олигосахаридов представляют собой олигосахариды молока животных семейства полорогих и могут быть получены из коровьего, козьего или буйволиного молока. В преимущественном варианте осуществления олигосахариды получают из коровьего молока. В документах WO 2006087391 и WO 2012160080 приведено несколько примеров получения смеси BMOS.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что вмешательство с использованием BMO в модели на животных повышало выработку у них SCFA в толстой кишке, в особенности, выработку SCFA в слепой кишке и, в частности, бутирата и пропионата. Поскольку эти SCFA, как было показано, защищают от ожирения, резистентности к инсулину, регулируют адипогенез и потребление пищи, питательная композиция согласно настоящему изобретению, следовательно, будет полезна в снижении и/или избежании избыточного накопления массы жировой ткани у младенца или ребенка младшего возраста посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
Ее можно применять для профилактики расстройства здоровья в дальнейшей жизни, связанного с избыточным накоплением жира у младенца или ребенка младшего возраста, посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
Может повышаться выработка одной или нескольких SCFA. SCFA может представлять собой пропионат, бутират, валерат и/или ацетат. В конкретном варианте осуществления SCFA представляет собой пропионат и/или бутират (т.е. пропионат, бутират или оба из них).
Профилактика избыточного накопления жира и связанных расстройств здоровья в дальнейшей жизни может осуществляться различными способами. Повышение выработки SCFA представляет собой новую клиническую ситуацию, в которой цель профилактики может быть достигнута новым способом.
Следовательно, в конкретном варианте осуществления профилактика избыточного накопления жира и связанных расстройств здоровья в дальнейшей жизни достигается посредством повышения выработки пропионата и/или бутирата в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
В конкретном варианте осуществления выработку пропионата и/или бутирата измеряют с помощью газо-жидкостной хроматографии, и она может быть выражена в нмоль/мг сухого веса.
В конкретном варианте осуществления выработка бутирата в толстой кишке повышается по меньшей мере на 10%, или по меньшей мере на 15%, или по меньшей мере на 20%, или по меньшей мере на 30%, или по меньшей мере на 40%, или по меньшей мере на 50%, или по меньшей мере на 60%, или по меньшей мере на 70%, или по меньшей мере на 80%, или по меньшей мере на 90% по сравнению с выработкой бутирата в толстой кишке, полученной с помощью питательной композиции без по меньшей мере одного N-ацетилированного олигосахарида, по меньшей мере одного галактоолигосахарида и по меньшей мере одного сиалилированного олигосахарида.
В конкретном варианте осуществления выработка бутирата в толстой кишке повышается по меньшей мере на 10%, или по меньшей мере на 15%, или по меньшей мере на 20%, или по меньшей мере на 30%, или по меньшей мере на 40%, или по меньшей мере на 50%, или по меньшей мере на 60%, или по меньшей мере на 70%, или по меньшей мере на 80%, или по меньшей мере на 90%, или по меньшей мере на 100% или более по сравнению с выработкой бутирата в толстой кишке, полученной с помощью питательной композиции, дополненной обычными волокнами, подобными полидекстрозе или пектину.
В конкретном варианте осуществления выработка пропионата в толстой кишке повышается по меньшей мере на 10%, или по меньшей мере на 15%, или по меньшей мере на 20%, или по меньшей мере на 30%, или по меньшей мере на 40%, или по меньшей мере на 50%, или по меньшей мере на 60% по сравнению с выработкой пропионата в толстой кишке, полученной с помощью питательной композиции без по меньшей мере одного N-ацетилированного олигосахарида, по меньшей мере одного галактоолигосахарида и по меньшей мере одного сиалилированного олигосахарида.
В конкретном варианте осуществления выработка пропионата в толстой кишке повышается по меньшей мере на 10%, или по меньшей мере на 15%, или по меньшей мере на 20%, или по меньшей мере на 30%, или по меньшей мере на 40%, или по меньшей мере на 50%, или по меньшей мере на 60%, или по меньшей мере на 70% по сравнению с выработкой пропионата в толстой кишке, полученной с помощью питательной композиции, дополненной обычными волокнами, подобными полидекстрозе или пектину.
Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что смесь BMO существенно повышала секрецию GLP-1 в in vitro системе, использующей клетки NCl-H716. Поскольку GLP-1, как было специально показано, улучшает клиренс глюкозы, замедляет опорожнение желудка, снижает аппетит и потребление пищи, снижает массу тела и обеспечивает некоторые преимущественные эффекты в отношении сердечно-сосудистой системы, питательная композиция согласно настоящему изобретению, следовательно, будет полезна в снижении и/или избежании избыточного накопления массы жировой ткани у младенца или ребенка младшего возраста. Ее можно применять у младенца или ребенка младшего возраста для профилактики расстройства здоровья в дальнейшей жизни, подобного ожирению в дальнейшей жизни, диабету…, посредством повышения секреции GLP-1 (особенно секреции GLP-1 в кишечнике) у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
В конкретном варианте осуществления секреция GLP-1 повышается смесью BMO согласно настоящему изобретению по меньшей мере на 10%, или по меньшей мере на 20%, или по меньшей мере на 30%, или по меньшей мере на 40%, или по меньшей мере на 50%, или по меньшей мере на 60%, или по меньшей мере на 70%, или по меньшей мере на 80%, или по меньшей мере на 90% по сравнению с секрецией GLP-1, полученной с помощью питательной композиции без указанной смеси BMO.
Расстройство здоровья в дальнейшей жизни, профилактику которого можно осуществлять с помощью питательной композиции согласно настоящему изобретению, может представлять собой любой тип состояния здоровья, ассоциированного с избыточным накоплением массы жировой ткани, и на которое могут оказывать воздействие, напрямую или косвенно, количество SCFA в толстой кишке и/или секреция GLP-1.
Как упоминалось в разделе Предпосылки создания изобретения, известно, что SCFA (в особенности, бутират и пропионат) и GLP-1 защищают от ожирения, резистентности к инсулину, регулируют адипогенез и потребление пищи. Расстройства здоровья в дальнейшей жизни, связанные с избыточным накоплением массы жировой ткани, профилактика которых может осуществляться с помощью питательной композиции согласно настоящему изобретению, могут быть выбраны из перечня, состоящего из избыточного веса, ожирения или связанных с ожирением коморбидностей. Некоторые примеры коморбидностей, связанных с ожирением в дальнейшей жизни, представляют собой: резистентность к инсулину, нарушение толерантности к глюкозе, диабет 2 типа (сахарный диабет), гипертензию, дислипидемию, апноэ во время сна, артрит, гиперурикемию, заболевание желчного пузыря, сердечно-сосудистое заболевание, метаболический синдром и определенные типы злокачественных опухолей.
Таким образом, в некоторых вариантах осуществления питательную композицию согласно настоящему изобретению можно применять для профилактики расстройства здоровья в дальнейшей жизни, выбранного из перечня, состоящего из избыточного веса, ожирения, диабета 2 типа, резистентности к инсулину, гипертензии, сердечно-сосудистого заболевания или метаболического синдрома. В предпочтительном варианте осуществления ее применяют для профилактики ожирения в дальнейшей жизни.
Еще один объект настоящего изобретения относится к применению питательной композиции согласно настоящему изобретению для снижения риска развития избыточного веса в дальнейшей жизни у младенца или ребенка младшего возраста.
Другой объект настоящего изобретения относится к питательной композиции согласно настоящему изобретению для применения в стимулировании нормального роста у младенца или ребенка младшего возраста посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке (в особенности, бутирата и пропионата) и/или посредством повышения секреции GLP-1 у указанного младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, для избежания избыточного набора массы у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
Другие объекты
Другим объектом настоящего изобретения является применение смеси олигосахаридов, содержащей по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, в получении питательной композиции для снижения и/или избежания избыточного накопления массы жировой ткани у младенца или ребенка младшего возраста и/или для профилактики расстройства здоровья в дальнейшей жизни, связанного с избыточным накоплением массы жировой ткани у младенца или ребенка младшего возраста, посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или посредством повышения секреции GLP-1 у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
Другим объектом настоящего изобретения является применение смеси олигосахаридов, содержащей по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, в получении питательной композиции для стимулирования нормального роста у младенца или ребенка младшего возраста посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или посредством повышения секреции GLP-1 у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
Другим объектом настоящего изобретения является применение смеси олигосахаридов, содержащей по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, (или применение питательной композиции, содержащей такую смесь олигосахаридов) для повышения выработки SCFA в толстой кишке у младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или для повышения секреции GLP-1 у младенца или ребенка младшего возраста.
Другим объектом настоящего изобретения является применение питательной композиции, содержащей смесь олигосахаридов, которая содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, для профилактики избыточного веса у младенца или ребенка младшего возраста посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или посредством повышения секреции GLP-1 у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
Другим объектом настоящего изобретения является применение смеси олигосахаридов, содержащей по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, для стимулирования нормального роста у младенца или ребенка младшего возраста посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или посредством повышения секреции GLP-1 у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
Другим объектом настоящего изобретения является фармацевтическая композиция, содержащая смесь олигосахаридов, которая содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, для применения в снижении и/или избежании избыточного накопления массы жировой ткани у младенца или ребенка младшего возраста и/или для применения в профилактике расстройства здоровья в дальнейшей жизни, связанного с избыточным накоплением жира у младенца или ребенка младшего возраста, посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или посредством повышения секреции GLP-1 у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
Другим объектом настоящего изобретения является способ снижения и/или избежания избыточного накопления массы жировой ткани у младенца или ребенка младшего возраста и/или для профилактики расстройства здоровья в дальнейшей жизни, связанного с накоплением жира у младенца или ребенка младшего возраста, посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или посредством повышения секреции GLP-1 у указанного младенца или ребенка младшего возраста, причем указанный способ предусматривает введение указанному младенцу или ребенку младшего возраста питательной композиции, содержащей смесь олигосахаридов, которая содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид.
Другим объектом настоящего изобретения является способ стимулирования нормального роста у младенца или ребенка младшего возраста посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или посредством повышения секреции GLP-1 у указанного младенца или ребенка младшего возраста, причем указанный способ предусматривает введение указанному младенцу или ребенку младшего возраста питательной композиции, содержащей смесь олигосахаридов, которая содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид.
Другой объект настоящего изобретения представляет собой способ повышения выработки SCFA в толстой кишке у младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или для повышения секреции GLP-1 у младенца или ребенка младшего возраста, причем указанный способ предусматривает введение указанному младенцу или ребенку младшего возраста питательной композиции, содержащей смесь олигосахаридов, которая содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид.
Другим объектом настоящего изобретения является смесь олигосахаридов, содержащая по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, для применения в питательной композиции для младенца или ребенка младшего возраста в качестве терапевтического средства, которое повышает выработку SCFA в толстой кишке у указанного младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или которое повышает секрецию GLP-1 у указанного младенца или ребенка младшего возраста.
Другим объектом настоящего изобретения является питательная композиция, содержащая по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, для применения в качестве терапевтического средства, которое повышает выработку SCFA в толстой кишке у младенца или ребенка младшего возраста, в особенности, бутирата и/или пропионата, и/или которое повышает секрецию GLP-1 у младенца или ребенка младшего возраста.
Ранее упомянутые варианты осуществления и примеры (например, относящиеся к типам и количествам олигосахарида, питательной композиции, введению, целевой популяции...) также применимы ко всем остальным объектам.
Примеры
Следующие примеры демонстрируют некоторые конкретные варианты осуществления композиции для применения в соответствии с настоящим изобретением. Эти примеры приведены исключительно с целью иллюстрации, и их не следует рассматривать как ограничения настоящего изобретения, поскольку в пределах сущности изобретения возможны его многочисленные варианты.
Пример 1
Ниже в таблице 1 приведен пример состава детской смеси, содержащей смесь олигосахаридов согласно настоящему изобретению. Смесь олигосахаридов может содержать, например, от 0,1 до 4,0 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), от 92,0 до 99,5 мас.% галактоолигосахарида (-ов) и от 0,2 до 4,0 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
Таблица 1. Пример состава питательной композиции (например, детской смеси) в соответствии с настоящим изобретением
Питательные вещества
На 100 ккал
На литр
Энергетическая ценность (ккал)
100
670
Белок (г)
1,83
12,3
Жир (г)
5,3
35,7
Линолевая кислота (г)
0,79
5,3
α-Линоленовая кислота (мг)
101
675
Лактоза (г)
11,2
74,7
Минеральные вещества (г)
0,37
2,5
Na (мг)
23
150
K (мг)
89
590
Cl (мг)
64
430
Ca (мг)
62
410
P (мг)
31
210
Mg (мг)
7
50
Mn (мкг)
8
50
Se (мкг)
2
13
Витамин A (мкг РЭ)
105
700
Витамин D (мкг)
1,5
10
Витамин E (мг ЭТ)
0,8
5,4
Витамин K1 (мкг)
8
54
Витамин С (мг)
10
67
Витамин В1 (мг)
0,07
0,47
Витамин В2 (мг)
0,15
1,0
Ниацин (мг)
1
6,7
Витамин В6 (мг)
0,075
0,50
Фолиевая кислота (мкг)
9
60
Пантотеновая кислота (мг)
0,45
3
Витамин B12 (мкг)
0,3
2
Биотин (мкг)
2,2
15
Холин (мг)
10
67
Fe (мг)
1,2
8
I (мкг)
15
100
Cu (мг)
0,06
0,4
Zn (мг)
0,75
5
Смесь олигосахаридов (г)
1,38
9,0
Пример 2
Описание исследования
Самок BALB/cByJ CRL мышей от Charles River в возрасте 5 недель делили на несколько групп и кормили в течение 6 недель на основании следующего протокола:
- Неделя 1: рацион с низким содержанием волокон (состав подробно изложен в таблице 2) для всех групп
- Недели 2-6:
• Контрольная группа (группа A): рацион с низким содержанием волокон (такой же, как и в неделю 1)
• Тестовые группы (группы B-D): рацион с низким содержанием волокон (такой же как и в неделю 1), дополненный 5 мас.% исследуемого волокна (5% от общего рациона с низким содержанием волокон, были заменены на 5% исследуемых волокон)
Таблица 2. Состав рациона с низким содержанием волокон
Основные питательные вещества
Сухое вещество 93,9%
Неочищенный белок 18,0%
Неочищенный жир 5,0%
Неочищенное волокно 0,3%
Неочищенные минеральные вещества 3,5%
Безазотистый экстракт (NFE) 67,1%
Валовая энергия 17,7 МДж/кг
Метаболическая энергия 16,1 МДж/кг
Крахмал 42,5%
Аминокислоты
Аргинин 0,76%
Лизин 1,66%
Метионин 0,60%
Метионин + цистеин 0,97%
Триптофан 0,28%
Треонин 0,92%
Макроэлементы
Кальций 0,62%
Фосфор 0,33%
Магний 0,06%
Натрий 0,24%
Калий 0,41%
Хлор 0,58%
Микроэлементы
Железо 50 мг/кг
Цинк 37 мг/кг
Медь 6 мг/кг
Йод 0,6 мг/кг
Марганец 12 мг/кг
Селен 0,22 мг/кг
Добавленные витамины
Витамин A 4000 IE|UI|IU/кг
Витамин D3 1000 IE|UI|IU/кг
Витамин E 100 мг/кг
Витамин K3 4 мг/кг
Витамин B1 5 мг/кг
Витамин B2 6 мг/кг
Витамин B6 6 мг/кг
Витамин B12 0,05 мг/кг
Никотиновая кислота 32 мг/кг
Пантотеновая кислота 16 мг/кг
Фолиевая кислота 2 мг/кг
Биотин 0,2 мг/кг
Холин 998 мг/кг
Исследовали следующие волокна:
BMO = олигосахариды коровьего молока: смесь олигосахаридов, содержащая 99,3% GOS, 0,2% N-ацетилированного олигосахарида и 0,5% сиалилированного олигосахарида, подвергалась исследованию
PDX = полидекстроза
Пектин
Таблица 3 обеспечивает краткое описание различных исследуемых групп и рационов.
Таблица 3. Тестируемые группы и рационы в исследовании
Группа
Метка группы
Рацион питания
Объем выборки
A
Положит. контр. или контр. положит.
Рацион с низким содержанием волокон
8
B
BMOS
Рацион с низким содержанием волокон + 5 мас.% BMO
8
C
PDX
Рацион с низким содержанием волокон + 5 мас.% полидекстрозы
8
E
Пектин
Рацион с низким содержанием волокон + 5 мас.% пектина
8
Спустя 6 недель животных в каждой группе умерщвляли и содержимое из слепой кишки собирали. Выработку SCFA измеряли с помощью газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ; количества SCFA в нмоль/мг сухого веса). Измеряли содержание следующих SCFA: пропионат, бутират, валерат и ацетат.
Измерение проводили на основании следующего протокола: SCFA в кислом растворе (pH 2,0-3,0) разделяли на колонке для ГЖХ, покрытой полярной неподвижной фазой. Это обеспечивало возможность минимальной подготовки образца (без дериватизации) и прямой базовой детекции с использованием ПИД (пламенно-ионизационный детектор). SCFA экстрагировали из слепой кишки с использованием кислого фосфатного буфера, содержащего HgCl2 для инактивации любой остаточной бактериальной активности, и внутреннего стандарта (2,2-диметил-масляной кислоты) для ГЖХ-анализа. После центрифугирования стерилизованная фильтрованием надосадочная жидкость была готов к ГЖХ-анализу. Содержание SCFA измеряли одновременно.
Рассчитывали соотношения медианных значений с целью сравнения различных обогащенных волокнами рационов в отношении выработки SCFA.
Результаты
Выработка бутирата под действием обогащенного BMO рациона существенно повышалась (см. фиг. 1). Его выработка повышалась приблизительно на 99% по сравнению с положительным контролем. Его выработка повышалась на 133% и 136% по сравнению с пектином и PDX, соответственно.
Выработка пропионата под действием обогащенного BMO рациона существенно повышалась (см. фиг. 2). Его выработка повышалась приблизительно на 69% по сравнению с положительным контролем. Его выработка повышалась на 74% и 75% по сравнению с пектином и PDX, соответственно.
Эти результаты являются очень неожиданными, поскольку пектин обычно рассматривался как сильный индуктор SCFA (Stark et al, J Nutr. 1993, In vitro production of short-chain fatty acids by bacterial fermentation of dietary fiber compared with effects of those fibers on hepatic sterol synthesis in rats; Yang et al, Anaerobe, 2013, In vitro characterization of the impact of selected dietary fibers on fecal microbiota composition and short chain fatty acid production).
На фиг. 3 представлено соотношение медианного содержания каждой исследуемой SCFA в каждом обогащенном волокнами рационе, поделенное на медианное значение для рациона положительного контроля (т.е. только рациона с низким содержанием волокон). Соотношение, составляющее 1 (черная линия), означает, что нет различия между обогащенным рационом и контрольным рационом. Соотношение ниже 1 означает, что содержание соответствующей SCFA является более высоким в контрольном рационе по сравнению с обогащенным волокнами рационом, в то время как соотношение выше 1 означает, что содержание соответствующей SCFA является более высоким с обогащенным волокнами рационом, чем с контролем. Обогащенные PDX и пектином рационы индуцировали меньшее высвобождение SCFA всех видов. С другой стороны, обогащенный BMOS рацион индуцирует большее высвобождение SCFA всех видов (ацетата, пропионата, бутирата, валерата), чем рацион с низким содержанием волокон и нежели другие исследуемые волокна. Обогащенный BMOS рацион был единственным, который настолько сильно стимулировал выработку бутирата и пропионата.
Таким образом, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что мыши, которых кормили особой смесью BMO, имели более высокую выработку всех исследуемых SCFA в слепой кишке (и, следовательно, в толстой кишке), и, в особенности, в случае бутирата и пропионата.
Поскольку SCFA, и в особенности, бутират и пропионат, как известно, защищают от ожирения, резистентности к инсулину, регулируют адипогенез, потребление пищи, участвуют в профилактике неалкогольной жировой болезни печени или состояний, связанных с сердечным метаболизмом, подобных развитию атеросклероза и воспаления, композиция, содержащая смесь олигосахаридов, которая содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, следовательно, будет эффективной у младенцев или детей младшего возраста для применения в избежании избыточного накопления массы жировой ткани и в профилактике расстройства здоровья в дальнейшей жизни, ассоциированного с ним, посредством повышения выработки SCFA в толстой кишке у указанных младенцев или детей младшего возраста. Это представляет собой новый метод целенаправленной профилактики этих конкретных состояний здоровья.
Пример 3
Описание исследования
Клеточная линия и условия культивирования
Человеческие клетки NCI-H716 получали от Американской коллекции типовых культур. Эти клетки представляют собой человеческие энтероэндокринные клетки, способные секретировать GLP-1.
Для поддержания пролиферации клетки выращивали в суспензии в среде RPMI 1640 от Gibco, дополненной 10% FBS (фетальная бычья сыворотка), 2 мм l-глутамином, 100 МЕ/мл пенициллина и 100 мкг/мл стрептомицина. Адгезию и эндокринную дифференцировку инициировали посредством выращивания клеток в чашках, покрытых гелем Matrigel, в среде DMEM (среда Игла в модификации Дульбекко) с высоким содержанием глюкозы, 10% FBS, 2 мм l-глутамином, 100 МЕ/мл пенициллина и 100 мкг/мл стрептомицина.
Исследования секреции
6
За двое суток до экспериментов 1x10 клеток NCI-H716 высевали в 12-луночные планшеты для культивирования, покрытые гелем Matrigel. В день эксперимента надосадочные жидкости заменяли KRB буфером (бикарбонатный буфер Кребса-Рингера) с исследуемым средством или без него:
Только KRB буфер = отрицательный контроль
KRB буфер + 1 мкМ PMA (форбол-12-миристат-13-ацетат) = положительный контроль
KRB буфер + 10 мг/мл BMO = опытная проба. Состав BMO: смесь олигосахаридов, содержащая 99,3% ГОС, 0,2% N-ацетилированного олигосахарида и 0,5% сиалилированного олигосахарида.
Клетки инкубировали в течение 2 часов при 37°C с различными эффекторами. 2-Часовое инкубирование клеток с разными эффекторами не воздействовало на клеточную жизнеспособность. Надосадочные жидкости собирали с добавлением полного коктейля EDTA-ингибиторов свободных протеаз, ингибитора DPP-IV (дипептидил-пептидазы 4) и замораживали при -80°C для дальнейшего анализа. Клетки соскребали и подвергали ультразвуковой обработке в анализе гомогенизации. Клетки соскребали и подвергали ультразвуковой обработке для нормализации. Для нормализации содержания GLP-1 измеряли белки в клеточном гомогенате. Биологически активный GLP-1 измеряли с помощью фермент-связанного иммуносорбентного исследования (ELISA), как описано дистрибьютором набора для анализа GLP-1 (активного) с помощью ELISA (EMD Millipore; # EGLP-35K).
Результаты
Секреция GLP-1 была существенно повышенной при добавлении BMOS в эту in vitro систему, использующую человеческие клетки NCl-H716 (P<0,01 в сравнении с отрицательным контролем; двусторонний t-критерий). Его секреция повышалась, в частности, на 92% по сравнению с отрицательным контролем.
Поскольку GLP-1, как известно, улучшает клиренс глюкозы, замедляет опорожнение желудка, снижает аппетит и потребление пищи, снижает массу тела и обеспечивает некоторые преимущественные эффекты в отношении сердечно-сосудистой системы, композиция, содержащая смесь олигосахаридов, которая содержит по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид, следовательно, будет эффективной у младенцев или детей младшего возраста для применения в избежании избыточного накопления массы жировой ткани и в профилактике расстройства здоровья в дальнейшей жизни, подобного ожирению и диабету, посредством повышения секреции GLP-1 у указанных младенцев или детей младшего возраста. Это представляет собой новый метод целенаправленной профилактики этих конкретных состояний здоровья.