КОМПОЗИЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ОЛИГОСАХАРИДЫ ГРУДНОГО МОЛОКА (ОГМ), ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В УЛУЧШЕНИИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПАМЯТИ И ПОЛУЧЕНИИ ДРУГИХ КОГНИТИВНЫХ ПРЕИМУЩЕСТВ
COMPOSITION CONTAINING BREST MILK OLIGOSACCHARIDES (BMO) FOR USE IN IMPROVING SHORT-TERM MEMORY AND OBTAINING OTHER COGNITIVE BENEFITS

Предпосылки создания изобретения
Настоящее изобретение относится к композиции для применения в улучшении кратковременной памяти и/или развитии оптимальной кратковременной памяти и других связанных когнитивных преимуществ, в частности, у младенцев и детей младшего возраста.
Настоящее изобретение также относится, по существу, к области здоровья нервной системы, защиты нервной системы и развития нервной системы. Изобретение, в частности, относится к введению олигосахаридов человеческого грудного молока (ОГМ) для индуцирования развития оптимальной кратковременной памяти, и/или улучшения кратковременной памяти, и/или активации здорового развития когнитивных функций у младенцев и детей младшего возраста. Изобретение можно, в частности, применять для слабых или недоношенных младенцев.
Центральная нервная система (ЦНС), и в частности головной мозг, управляет когнитивными функциями. Кора головного мозга, которая представляет собой пласт нервной ткани на периферии головного мозга млекопитающего, играет ключевую роль во внимании, перцептивном восприятии, высшей когнитивной функции (исполнительной функции) и объединении информации афферентных импульсов.
Развитие и созревание центральной нервной системы представляет собой чрезвычайно сложный биологический феномен, в который вовлечено множество физиологических процессов, включая, например, рост и дифференцировку нейронов и глиальных клеток, нейрональное наведение и ветвление и формирование межнейронного взаимодействия (нервных сигналов) посредством роста аксона и синаптогенеза.
Нейрональная пластичность, определяемая как способность головного мозга к постоянной адаптации функций и структурной организации к изменяющимся требованиям, важна для созревания нервной системы и зрелых функций. Она обязательна для правильного функционирования головного мозга и необходима для процессов познания, обучения и запоминания. В литературе были выявлены и исследованы некоторые из нейрональных маркеров, включая белки и нейротрофические факторы, такие как нейротрофический фактор мозга (BDNF), необходимые для протекания этих физиологических процессов или по меньшей мере участвующие в них [Huang, E.J. and Reichardt, L. F. (2001); Neurotrophins: Roles in Neuronal Development and Function, Annu. Rev. Neurosci., 24: 677–736]; [Musumeci, G. and Minichiello, L. (2011); BDNF-TrkB signalling in fear learning: from genetics to neural networks, Rev. Neurosci., 22(3):303–15]; [Xiao, J. et al. (2009); The role of neurotrophins in the regulation of myelin development, Neurosignals, 17: 265–276] and [Von Bohlen and Halbach, O. (2011); Immunohistological markers for proliferative events, gliogenesis, and neurogenesis within the adult hippocampus, Cell Tissue Res., 345(1):1–19].
Центральная нервная система развивается сразу после зачатия, во время беременности и продолжает развиваться до раннего взросления. В частности, структурное созревание преимущественно происходит до рождения, в то время как созревание функциональной сети преимущественно происходит после рождения. У эмбрионов человека кора головного мозга развивается достаточно поздно и в течение длительного периода времени.
Во внутриутробном периоде у человека происходит пик созревания и роста нейронов/головного мозга с 30-й недели беременности.
Развитие способности к временному хранению и управлению информацией (такой как визуальные сигналы), которая называется кратковременной памятью, является важным шагом в развитии когнитивных функций у младенцев и детей младшего возраста. Развитие и/или улучшение кратковременной памяти тесно связано с нейрональной пластичностью. Хотя такое развитие и улучшение кратковременной памяти имеют особое значение в течение первых месяцев/лет жизни (когда нейрональная пластичность является самой высокой), оно также влияет на пожилых субъектов, подростков и взрослых. Кратковременная память ухудшается при старении, как у здоровых пожилых людей, так и у пожилых людей, страдающих от болезней.
Преждевременно родившиеся дети по определению появляются на свет с еще недоразвитым мозгом, и они действительно демонстрируют только базовую электрическую активность в первичных сенсорных областях коры головного мозга, то есть в тех зонах, которые отвечают за осязание, зрение и слух, а также в первичных двигательных областях коры головного мозга. У этих детей постнатальное постепенное созревание головного мозга необходимо для компенсации состояния недозрелости головного мозга при рождении, и такое компенсаторное созревание особенно важно для более сложной части головного мозга, которая опосредует большую часть эмоционального, социального и когнитивного созревания в первые несколько лет жизни [Lubsen, J. et al. (2011); Microstructural and functional connectivity in the developing preterm brain, Seminars in Perinatology, 35, 34–43].
Недоношенные дети рождаются в период, очень важный для структурного и функционального развития и созревания головного мозга, и, таким образом, они пропускают стадию внутриутробного развития головного мозга. После рождения они подвержены риску патологических состояний, включая геморрагические и гипокси-ишемические поражения головного мозга, а также риску проблем развития в дальнейшей жизни, включая когнитивные расстройства. Данный риск по всей видимости тем выше, чем более недоношенными рождаются дети и чем меньше их вес при рождении. Когнитивные расстройства, связанные с более низким IQ, пониженным вниманием и кратковременной памятью, а также проблемы с исполнительными функциями могут сохраняться в школьном и подростковом возрасте [Talge, N. et al. (2010). Late-Preterm Birth and its Association with Cognitive and Socioemotional Outcomes at 6 Years of Age. Pediatrics,126, 1124–1131; van Baar, A., et al. (2009). Functioning at school age of moderately preterm children born at 32 to 36 weeks' gestational age. Pediatrics, 124, 251–257; Farooqi, A et al. (2011). Impact at age 11 years of major neonatal morbidities in children born extremely preterm. Pediatrics, 127, e1247–1257; Nosarti, C. et al. (2010). Neurodevelopmental outcomes of preterm birth. Cambridge: Cambridge University Press].
В целом незрелость ЦНС или замедленное созревание ЦНС может наблюдаться у таких детей грудного возраста, как:
недоношенные младенцы, младенцы с низким весом при рождении (< 2500 г), с очень низким и крайне низким весом при рождении (< 1500 г), с чрезвычайно низким весом при рождении (< 1000 г) и младенцы, маленькие для своего гестационного возраста (SGA); [Allen, M.C. (2008); Neurodevelopmental outcomes of preterm infants, Curr. Opin Neurol., 21(2): 123–8];
преждевременно родившиеся или доношенные младенцы с задержкой внутриутробного развития (ЗВУР), которая произошла в результате каких-либо неблагоприятных явлений во время беременности (курение матери, прием лекарств матерью, низкое качество плаценты, неправильное расположение плаценты, неправильное питание матери и плода, чрезмерный стресс/тревожность матери и т. д.); [Gregory, A. et al. (2008); Intrauterine Growth Restriction Affects the Preterm Infant’s Hippocampus, Pediatric Research, 63(4): 438–443];
любой новорожденный ребенок и младенец с задержкой роста нервной системы в результате, например, гипоксемии (ишемии) при родах, постнатальных осложнений, постнатального лечения стероидами или любого другого нежелательного явления [Barrett, R.D. et al. (2007); Destruction and reconstruction: hypoxia and the developing brain, Birth Defects Res. C. Embryo Today, 81: 163–76].
У таких младенцев отмечаются когнитивные дисфункции, а также дисфункция роста и развития, что указывает на недостаточную «компенсацию» процесса развития нервной системы. Незрелость или замедленное созревание коры головного мозга может привести к замедлению и/или нарушению способности к обучению, обобщению информации, обработке афферентных импульсов, потере или недостаточному развитию высших функций мышления, исполнительных функций, концентрации, внимания, моторных навыков и языка. Это может привести к поведенческим проблемам, патологическому снижению интеллекта и, следовательно, патологическому снижению умственной деятельности.
Как правило, отмечали, что грудное вскармливание недоношенных младенцев может приводить к улучшению нейронального развития по сравнению с кормлением смесями. (См., например: Rozé et al. The apparent breastfeeding paradox in very preterm infants: relationship between breast feeding, early weight gain and neurodevelopment based on results from two cohorts, EPIPAGE and LIFT. BMJ Open 2012;2:e000834. doi: 10.1136/bmjopen-2012-000834).
По мнению авторов изобретения, это, как правило, указывает на возможное отсутствие некоторых питательных веществ, присутствующих в человеческом грудном молоке, в искусственной смеси или доставку в субоптимальном количестве. Существует потребность в выявлении ключевых различий между традиционной смесью и человеческим грудным молоком и в соответствующей адаптации искусственной смеси.
Расстройства поведения и развития нервной системы, связанные с замедленным созреванием коры головного мозга, включают в себя синдромы дефицита внимания/гиперактивности и расстройства аутистического спектра.
Когнитивную функцию человека можно измерять с помощью клинических тестов, которые зависят от возраста; педиатрам и специалистам в области развития детей известно множество таких тестов. Для младенцев и детей грудного возраста существуют скрининг-тесты и тесты на развитие нервной системы, такие как, например, шкала развития младенцев Бейли (BSID), шкала оценки поведения новорожденных Бразелтона, оценка нейропсихологического развития (NEPSY) и шкала психического развития Гриффитса. Для детей дошкольного и/или школьного возраста тесты на когнитивные способности включают в себя словарный тест в картинках Пибоди (PPVT), тест на невербальный интеллект-2 (TONI-2), Векслеровскую шкалу интеллекта для дошкольников и младших школьников (WPPSI) и цветные прогрессивные матрицы Равена (CPM).
Один аспект когнитивного развития можно проверять путем тестирования кратковременной памяти. Такие тесты известны в данной области. Они могут обеспечивать прямое определение способности к распознаванию сигналов (кратковременных) и также являются показателями общего когнитивного развития субъекта. Эти тесты, известные в данной области, способны отличать кратковременную память от другой формы памяти, такой как долговременная память. Тесты памяти обычно доступны и описаны, в частности, в работе Ross-Sheehy, S. et al. (2003); The development of visual short-term memory capacity in infants. Child Dev, 74(6):1807–22 и Gathercole (1999), Cognitive approaches to the development of short-term memory TICS, 3(11) :410–419.
Известно, что питание играет важную роль в созревании нейронов в головном мозге (обзор [Huppi, P. S. (2008); Nutrition for the Brain, Pediatric Research, 63(3): 229–231 and Cusik and Georgieff (2016); The Role of Nutrition in Brain Development: The Golden Opportunity of the “First 1000 Days”, Journal of Pediatrics, 175:16–21).
Последствия неправильного питания могут быть необратимыми и могут включать в себя снижение когнитивного развития, ухудшение памяти и способности к обучению и, следовательно, экономической продуктивности в будущем. [Horton, R; (2008) The Lancet, Vol. 371, Issue 9608, page 179; [Laus, M.F. et al. (2011); Early postnatal protein-calorie malnutrition and cognition: a review of human and animal studies, Int. J. Environ. Res. Public Health., 8(2): 590–612].
Хотя известно, что материнское грудное молоко обеспечивает наилучшую питательную поддержку развивающемуся мозгу, если грудное вскармливание невозможно, существует необходимость в обеспечении искусственной питательной композиции (такой как детская смесь или смесь для прикармливаемых детей), которая индуцирует улучшение или активирует развитие оптимальных когнитивных функций.
Таким образом, пероральное введение представляет собой подходящий способ положительного воздействия на развитие нервной системы для обеспечения оптимального развития когнитивной функции, памяти и умственных способностей у недоношенных или доношенных новорожденных детей, младенцев, детей, начинающих ходить, детей старшего или юношеского возраста или молодых животных.
Однако мало известных и достоверных данных о способности питательных диет или питательных композиций влиять на развитие или активацию памяти, в частности на кратковременную память, и в частности у младенцев и детей младшего возраста.
В публикации EP0975235B1 компании Abbott Laboratories inc. описана искусственная питательная композиция, содержащая один или более олигосахаридов грудного молока, причем ОГМ в композиции выбраны из группы, состоящей из восьми ОГМ (3-фукозиллактозы, лакто-N-фукопентаозы III, лакто-N-фукопентаозы II, дифукозиллактозы (diFL), 2'-фукозиллактозы, лакто-N-фукопентаозы I, лакто-N-неотетраозы и лакто-N-фукопентаозы V), причем упомянутая композиция предназначена для случаев нормальных, здоровых младенцев, детей, взрослых или индивидуумов, имеющих особые нужды, например связанные с определенными патологическими состояниями. В настоящем европейском патенте утверждается, что, как правило, олигосахариды защищают младенцев от вирусных и бактериальных инфекций дыхательных, желудочно-кишечных и мочеполовых путей.
В WO2012092160 и US2015231159A1 одного и того же заявителя (Abbott laboratories inc.) обеспечена связь между ОГМ и ростом полезных бактерий и выдвинута гипотеза о связи с когнитивными функциями.
По-прежнему существует потребность в активации и поддержке здорового развития когнитивной функции в целом, и в частности кратковременной и долговременной памяти.
Существует потребность в улучшении таких функций памяти у молодых субъектов, в частности у младенцев и детей младшего возраста.
Существует потребность в активации развития таких функций памяти у младенцев и детей младшего возраста.
Существует потребность в получении питательных композиций для младенцев и детей младшего возраста, которые улучшают кратковременную память и/или усиливают и активируют развитие кратковременной памяти.
Существует потребность в активации и/или улучшении эффективности кратковременной памяти независимо от долговременной памяти.
Существует потребность в обеспечении такой активации, улучшения или совершенствования кратковременной памяти, и/или рабочей памяти, и/или декларативной памяти посредством вмешательства в питание, особенно у младенцев и детей младшего возраста.
Существует потребность в обеспечении такого вмешательства в питание и/или профилактического вмешательства в питание в форме, которая является приемлемой для популяции субъектов, в частности, для тех лиц в этой популяции, которые являются наиболее уязвимыми или больше всего нуждающимися в этом. Кроме того, существует потребность в отсутствии индуцирования неблагоприятных явлений, побочных или негативных воздействий в такой популяции.
Существует потребность в обеспечении нуждающейся популяции субъектов такими решениями самым простым и наиболее экономичным способом, предпочтительно не за счет применения конкретных ингредиентов, считающихся лекарственными средствами или медикаментами, а предпочтительно как часть рациона питания.
Настоящее изобретение относится ко всем млекопитающим, включая животных и людей, и в частности к младенцам и детям младшего возраста, у которых пластичность мозга наиболее высока.
Изложение сущности изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что введение конкретного олигосахарида, в частности олигосахаридов грудного молока, особенно эффективно для совершенствования, и/или активации, и/или улучшения кратковременной памяти, и/или декларативной памяти, и/или рабочей памяти, в частности у младенцев и/или детей младшего возраста. Введение можно проводить в рамках вмешательства в питание.
Краткое описание графических материалов
На Фиг. 1 показано влияние различных рационов питания у поросят в тесте на распознавание, служащем показателем кратковременной памяти; коэффициент распознавания при использовании межтестовых интервалов 1 ч или 2 дня при разных диетах [CON (контроль); ОГМ (2 FL + LNnT); BMO (олигосахарид коровьего молока); ОГМ + BMO]. Применение только ОГМ приводит к статистически значимому увеличению опознающей памяти с 1-часовым межтестовым интервалом, но неожиданно не улучшило опознающую память в течение 2-часового межтестового интервала. Это свидетельствует о явном положительном воздействии ОГМ (2' FL + LNnT) на кратковременную опознающую память. Применение ОГМ + BMO приводит к численному увеличению опознающей памяти с 1-часовым межтестовым интервалом и статистически значимому увеличению опознающей памяти с 24-часовым межтестовым интервалом.
Подробное описание примеров осуществления
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем документе следующие термины имеют приведенные ниже определения.
Термин «младенец» означает ребенка в возрасте до 12 месяцев.
Термин «ребенок младшего возраста» означает ребенка в возрасте от одного до трех лет.
Используемый в настоящем документе термин «олигофруктоза» (сокращенно OF) относится к олигомеру фруктозы (т. е. фруктозному олигосахариду), имеющему степень полимеризации от 2 до 10, например степень полимеризации от 2 до 8. Олигофруктозу можно также называть фруктоолигосахаридами (сокращенно FOS) или короткоцепочечными фруктоолигосахаридами (сокращенно scFOS). В настоящем документе термины «олигофруктоза» (OF), «фруктозный олигосахарид» (FOS), «фруктоолигосахарид» (FOS), «короткоцепочечный фруктоолигосахарид» (scFOS) имеют одинаковое значение и могут быть использованы взаимозаменяемо.
Инулин, представляющий собой длинноцепочечные полимеры, специально исключен из настоящего определения OF. Олигофруктозу отличают от инулина по степени полимеризации (инулин имеет гораздо более длинные цепочки).
FOS/scFOS/олигофруктоза, как правило, доступны в продаже, например под торговым наименованием олигофруктоза ORAFTI от компании Beneo GmbH (г. Мангейм, Германия) (например, ингредиент Orafti P95).
Термин «олигосахарид грудного молока» используется в виде сокращения ОГМ и в совокупности относится к олигосахаридам, присутствующим в грудном молоке, и подпадает под стандартное определение, принятое любым специалистом в данной области. ОГМ представляют собой, без ограничений, фукозилированные олигосахариды (например, diFL, 2FL), лакто-N тетраозу (LNT), лакто-N-неотетраозу (LNnT) или сиалилированные олигосахариды.
Термин «олигосахарид из коровьего молока» (сокращение — BMO) относится к олигосахаридам, присутствующим в коровьем молоке, и подпадает под стандартное определение, принятое любым специалистом в данной области техники. Смесь олигосахаридов коровьего молока (BMOS), которую используют в контексте настоящего изобретения, была получена из молочной сыворотки коровьего молока. Вкратце, ультрафильтрат бычьей сыворотки, включая олигосахариды, такие как 3′- и 6′-сиалиллактоза и GOS, деминерализовали комбинацией электродиализа и ионного обмена, как описано в данной области техники.
В настоящем документе термин «sn-2-пальмитат» относится к пальмитиновой кислоте в положении sn-2 триглицерида, с которым она связана.
Термин «кратковременная память» (КВП) относится к системе для временного хранения информации и управления информацией, необходимой для выполнения сложных когнитивных задач, таких как обучение, мышление и понимание. Кратковременная память необходима для распознавания сигналов, таких как визуальные сигналы.
Кратковременная память (КВП) позволяет вспоминать что-либо в течение периода от нескольких секунд до часа без повторения. Кратковременная память кодирует, например, слуховую информацию, поддерживается временными структурами нейронной связи и зависит от областей лобной доли (особенно дорсолатеральной префронтальной коры) и париетальной доли, в которых элементы хранятся временно.
Термин «детская смесь» означает продукт питания, специально предназначенный для применения в пищу младенцами в течение первых четырех–шести месяцев жизни и сам по себе удовлетворяющий потребности в питании этой категории лиц (статья 1.2 Директивы Европейской комиссии 91/321/EEC от 14 мая 1991 г. о детских смесях и смесях для прикармливаемых детей).
Термин «смесь для прикармливаемых детей» означает продукт питания, специально предназначенный для употребления в пищу младенцами старше четырех месяцев и составляющий основной жидкий компонент в рационе питания этой категории лиц, который предполагает постепенно увеличиваемое разнообразие.
Термин «начальная детская смесь» означает продукт питания, специально предназначенный для употребления в пищу младенцами в течение первых четырех месяцев жизни.
Детская смесь, смесь для прикармливаемых детей и начальная детская смесь могут иметь либо форму жидкости, готовой к употреблению или концентрированной, либо форму сухого порошка, который может быть разведен с образованием смеси после добавления воды. Такие смеси хорошо известны в данной области.
Термин «детское питание» означает продукт питания, специально предназначенный для употребления в пищу младенцами в течение первых лет жизни.
Термин «детская композиция на зерновой основе» означает продукт питания, специально предназначенный для применения в пищу младенцами в течение первых лет жизни.
Термин «молочная смесь для детей от 1 до 3 лет» означает напиток на основе молока, адаптированный для конкретных потребностей в питании детей младшего возраста.
Термин «период отлучения от груди» означает период, в течение которого в рационе питания младенца материнское молоко замещают другой пищей.
Термин «питательная композиция» означает композицию, которой питается субъект. Данная питательная композиция обычно предназначена для перорального или внутривенного применения и обычно включает в себя источник липидов или жира и источник белка. Питательная композиция предпочтительно представляет собой полноценную питательную смесь, которая удовлетворяет всем или большинству потребностей субъекта в питании (например, детскую смесь).
Термин «искусственная смесь» означает смесь, полученную с помощью химических и/или биологических средств, которая может быть химически идентична смеси природного происхождения, присутствующей в молоке млекопитающих.
Термин «сиалилированный олигосахарид» означает олигосахарид, имеющий остаток сиаловой кислоты.
Термин «фукозилированный олигосахарид» означает олигосахарид, имеющий остаток фукозы.
Термин «пребиотик» означает неперевариваемые углеводы, которые благоприятно влияют на организм-хозяин, избирательно стимулируя рост и/или активность полезных для здоровья бактерий, например бифидобактерий, 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).
Если не указано иное, все процентные содержания представляют собой мас.%.
Если количества ингредиентов указаны как масса ингредиента/масса порошковой питательной композиции, предполагается также, что настоящее изобретение также относится к соответствующему количеству на литр, с учетом коэффициента разбавления сухой порошковой питательной композиции 130 г/л (или указанного в инструкциях по разведению иным образом).
Олигосахариды грудного молока
Олигосахариды грудного молока (ОГМ) представляют собой в совокупности третий по величине компонент сухих веществ в грудном молоке после лактозы и жира. ОГМ обычно состоит из лактозы на восстанавливающем конце с углеводным ядром, которое часто содержит фукозу или сиаловую кислоту на невосстанавливающем конце. Было выделено и охарактеризовано приблизительно сто олигосахаридов молока, однако они представляют собой лишь очень малую часть от общего числа, которое предстоит охарактеризовать.
Ранее были разработаны детские смеси для различных целей с использованием ингредиентов ОГМ, таких как фукозилированные олигосахариды, лакто-N-тетраоза, лакто-N-неотетраоза или сиалилированные олигосахариды.
Композиция изобретения может содержать 2'-фукозиллактозу (2FL, также обозначаемая аббревиатурой 2'FL) и/или N-ацетиллактозамин, такой как лакто-N-неотетраоза (LNnT) или лакто-N-тетраоза (LNT).
В одном варианте осуществления питательная композиция в соответствии с изобретением содержит олигосахарид грудного молока, выбранный из списка, содержащего N-ацетиллактозамин, сиалилированные олигосахариды, фукозилированные олигосахариды, 2FL, LNnT, diFL, LNT или их комбинацию.
N-ацетиллактозамин
В некоторых вариантах осуществления композиция изобретения содержит по меньшей мере один N-ацетиллактозамин. Иными словами, композиция в соответствии с изобретением содержит N-ацетиллактозамин и/или олигосахарид, содержащий N-ацетиллактозамин. К подходящим олигосахаридам, содержащим N-ацетиллактозамин, относятся лакто-N-тетраоза (LNT) и лакто-N-неотетраоза (LNnT).
Таким образом, в соответствии с изобретением N-ацетиллактозамин предпочтительно выбран из группы, содержащей лакто-N-тетраозу (LNT) и лакто-N-неотетраозу (LNnT).
LNT и LNnT можно синтезировать химическим путем с помощью ферментативного переноса сахаридных звеньев с донорных фрагментов на акцепторные фрагменты с использованием гликозилтрансфераз, как описано, например, в патентах США № 5,288,637 и WO 96/10086. В альтернативном варианте осуществления LNT и LNnT можно получать путем химического преобразования кетогексоз (например, фруктозы), либо свободных, либо связанных с олигосахаридом (например, лактулозой), в N-ацетилгексозамин или N-ацетилгексозамин-содержащий олигосахарид, как описано в Wrodnigg, T.M.; Stutz, A.E. (1999) Angew. Chem. Int. Ed. 38:827–828. Полученный таким образом N-ацетиллактозамин может быть затем перенесен на лактозу в качестве акцепторной функциональной группы.
Композиция в соответствии с изобретением предпочтительно содержит от 0,1 до 3 г N-ацетиллактозамина на 100 г композиции в расчете на массу сухого вещества. Она предпочтительно содержит от 0,1 до 3 г LNnT на 100 г композиции в расчете на массу сухого вещества.
В одном варианте осуществления питательная композиция в соответствии с изобретением содержит N-ацетиллактозамин, предпочтительно выбранный из группы, содержащей лакто-N-тетраозу (LNT) и лакто-N-неотетраозу (LNnT).
Сиалилированные олигосахариды
Композиция в соответствии с изобретением в некоторых вариантах осуществления может содержать один или более сиалилированных олигосахаридов.
Сиалилированные олигосахариды могут быть выбраны из группы, содержащей 3'-сиалиллактозу и 6'-сиалиллактозу. В указанной композиции предпочтительно присутствуют как 3'-сиалиллактоза, так и 6'-сиалиллактоза. В данном варианте осуществления соотношение 3'-сиалиллактозы и 6'-сиалиллактозы может находиться в диапазоне между 5 : 1 и 1 : 2.
3'- и 6'-формы сиалиллактозы могут быть выделены из природного источника, такого как молоко животных, методом хроматографии или фильтрации. В альтернативном варианте осуществления их можно получать с помощью биотехнологического средства с использованием специфических сиалилтрансфераз или сиалидаз, нейраминидаз методом ферментации на основе ферментов (рекомбинантных или природных ферментов), путем химического синтеза или методом микробиологической ферментации. В последнем случае микроорганизмы могут экспрессировать свои природные ферменты и субстраты, или возможно создание микроорганизмов, вырабатывающих соответствующие субстраты и ферменты. Можно применять культуры микроорганизмов одного вида или смешанные культуры. Образование сиалилолигосахаридов можно инициировать акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP) от DP = 1 и далее. В альтернативном варианте осуществления сиалиллактозы можно получать путем химического синтеза из лактозы и свободной N'-ацетилнейраминовой кислоты (сиаловой кислоты). Сиалиллактозы также доступны в продаже, например от компании Kyowa Hakko Kogyo, Япония.
Композиция в соответствии с изобретением предпочтительно содержит от 0,05 до 2 г сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов), например от 0,1 до 2 г сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов) на 100 г композиции в расчете на массу сухого вещества.
В одном варианте осуществления питательная композиция в соответствии с изобретением содержит сиалилированный олигосахарид, предпочтительно выбранный из группы, содержащей 3'-сиалиллактозу и 6'-сиалиллактозу. Более предпочтительно указанная композиция содержит как 3'-сиалиллактозу, так и 6'-сиалиллактозу, причем соотношение 3'-сиалиллактозы и 6'-сиалиллактозы находится предпочтительно в диапазоне от 5 : 1 до 1 : 2.
Фукозилированный олигосахарид
Композиция согласно настоящему изобретению может содержать один или более фукозилированных олигосахаридов. Фукозилированные олигосахариды предпочтительно состоят из 2'-фукозиллактозы (2-FL) или содержат ее.
Фукозилированный олигосахарид может быть выбран из группы, содержащей 2'-фукозиллактозу, 3-фукозиллактозу, дифукозиллактозу, лакто-N-фукопентаозы (т. е. лакто-N-фукопентаозу I, лакто-N-фукопентаозу II, лакто-N-фукопентаозу III и лакто-N-фукопентаозу V), лакто-N-дифукогексаозу I, фукозиллакто-N-гексаозу, дифукозиллакто-N-гексаозу I и дифукозиллакто-N-неогексаозу II. Особенно предпочтительным фукозилированным олигосахаридом является 2'-фукозиллактоза (2FL).
Фукозилированный олигосахарид может быть выделен из природного источника, такого как молоко животных, методами хроматографии или фильтрации. В альтернативном варианте осуществления его можно получать с помощью биотехнологических средств с использованием специфических фукозилтрансфераз и/или фукозидазы либо посредством применения метода ферментации на основе ферментов (рекомбинантных или природных ферментов), либо методом микробиологической ферментации. В последнем случае микроорганизмы могут экспрессировать свои природные ферменты и субстраты, или возможно создание микроорганизмов, вырабатывающих соответствующие субстраты и ферменты. Можно применять культуры из микроорганизмов одного вида и/или смешанные культуры. Образование фукозилированного олигосахарида может быть инициировано акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP) от DP = 1 и далее. В альтернативном варианте осуществления фукозилированные олигосахариды можно получать с помощью химического синтеза из лактозы и свободной фукозы. Фукозилированные олигосахариды также имеются в продаже, например производства компании Kyowa Hakko Kogyo, Япония.
Композиция в соответствии с изобретением предпочтительно содержит от 0,1 до 3 г фукозилированного (-ых) олигосахарида (-ов) на 100 г композиции в расчете на массу сухого вещества, наиболее предпочтительно 2FL
В одном варианте осуществления питательная композиция по изобретению содержит фукозилированный олигосахарид, предпочтительно выбранный из группы, содержащей 2'-фукозиллактозу, 3-фукозиллактозу, дифукозиллактозу, лакто-N-фукопентаозы (т.е. лакто-N-фукопентаозу I, лакто-N-фукопентаозу II, лакто-N-фукопентаозу III и лакто-N-фукопентаозу V), лакто-N-дифукогексаозу I, фукозиллакто-N-гексаозу, дифукозиллакто-N-гексаозу I и дифукозиллакто-N-неогексаозу II, и предпочтительно фукозилированный олигосахарид представляет собой 2'-фукозиллактозу (2-FL).
Дополнительные пребиотики
Помимо основных олигосахаридов, составляющих предмет настоящего патента, композиция изобретения может дополнительно содержать по меньшей мере один или один дополнительный пребиотик, обычно в количестве от 0,3 до 10% массы композиции.
Пребиотики, как правило, неперевариваемы в том смысле, что они не расщепляются и не всасываются в желудке или тонком кишечнике и, таким образом, остаются в нативном виде при переходе в толстый кишечник, в котором они их селективно ферментируют полезные бактерии.
Композиция в соответствии с изобретением может содержать в некоторых вариантах осуществления олигофруктозу (OF). В качестве примера такой OF можно привести коммерческий ингредиент ORAFTI производства Beneo GmbH (г. Мангейм, Германия).
В некоторых вариантах осуществления пребиотики композиции изобретения содержат другие фруктоолигосахариды (FOS) и/или галактоолигосахариды (GOS). Можно использовать комбинацию пребиотиков, такую как 90% ГОС и 10% короткоцепочечных фруктоолигосахаридов, например в виде продукта, продаваемого компанией BENEO-Orafti под торговой маркой олигофруктоза Orafti (см. http://www.beneo-orafti.com/Our-Products/Oligofructose) (ранее Raftilose), или 10% инулина, например в виде продукта, продаваемого компанией BENEO-Orafti под торговой маркой инулин Orafti (см. http://www.beneo-orafti.com/Our-Products/Inulin) (ранее Raftiline). Другой комбинацией пребиотиков является 70% короткоцепочечных фруктоолигосахаридов и 30% инулина, что представляет собой продукт, продаваемый компанией BENEO-Orafti под торговой маркой Prebio 1.
В одном варианте осуществления питательная композиция в соответствии с изобретением содержит пребиотик, выбранный из перечня олигосахаридов коровьего молока, инулина, ксилоолигосахаридов, полидекстрозы или любой их комбинации.
В одном варианте осуществления питательная композиция в соответствии с изобретением содержит олигосахарид коровьего молока, причем указанные олигосахариды коровьего молока представляют собой N-ацетилированный олигосахарид, галактоолигосахарид, сиалилированный олигосахарид, фукозилированный олигосахарид или их комбинацию.
Пробиотики
Композиция изобретения может дополнительно содержать по меньшей мере один пробиотический бактериальный штамм, причем указанный пробиотический бактериальный штамм предпочтительно представляет собой Bifidobacteria и/или Lactobacilli.
Приемлемые пробиотические бактериальные штаммы включают в себя 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 & GambIe Co. под товарным знаком Bifantis; и Bifidobacterium breve, продаваемый компанией Institut Rosell (Lallemand) под товарным знаком R0070.
Композиция в соответствии с изобретением предпочтительно содержит от 10e3 до 10e12 КОЕ пробиотического бактериального штамма, более предпочтительно от 10e7 до 10e12 КОЕ на грамм композиции в расчете на массу сухого вещества.
В одном варианте осуществления питательная композиция содержит пробиотический бактериальный штамм, выбранный из перечня, состоящего из 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 или Bifidobacterium adolescentis или любой их смеси.
Целевая популяция
Настоящее изобретение ориентировано на младенцев и детей младшего возраста.
В одном варианте осуществления настоящее изобретение предназначено для молодых млекопитающих, таких как младенцы (например, от 0 до 6 месяцев или от 0 до 12 месяцев), детей младшего возраста (например, от 1 до 3 лет или от 1 до 7 лет). Без связи с какой-либо теорией молодые млекопитающие имеют высокую пластичность головного мозга и развития головного мозга (или формирования связей в головном мозге) и получают наибольшую пользу от настоящего изобретения. Кроме того, предполагается, что настоящее изобретение может ориентироваться на конкретные окна вмешательства в питание (например, на детей в возрасте от 6 месяцев до 3 лет, от 3 месяцев до 18 месяцев), на субпопуляции, имеющие особые нужды (уязвимые молодые млекопитающие; сенильные и полусенильные млекопитающие) или находящиеся в фазе восстановления.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления композиция в соответствии с изобретением предназначена для применения у здоровых младенцев и/или здоровых детей младшего возраста. В одном варианте осуществления изобретение имеет особое значение для слабых младенцев, недоношенных младенцев, и/или младенцев, рожденных с аномально низким весом при рождении, и/или для младенцев, страдающих внутриутробным замедлением роста. Предпочтительным периодом применения является (-ются) период (-ы) наиболее быстрого развития памяти и/или развития связей головного мозга.
Композиция изобретения предназначена для младенцев и/или детей младшего возраста в возрасте 7 лет или менее, предпочтительно в возрасте 3 лет или менее, наиболее предпочтительно в возрасте 1 года или менее. В одном варианте осуществления композиция предназначена для младенцев в возрасте 6 месяцев или менее. В вариантах осуществления изобретения композицию применяют в течение первых 6 месяцев жизни, первого 1 года жизни, первых 3 лет жизни, первых 7 лет жизни и/или в течение периода восстановления после болезни или недостатка развития.
Питательная композиция
Композиция в соответствии с изобретением предпочтительно представляет собой искусственную питательную композицию. Композиция изобретения может представлять собой, например, начальную детскую смесь, детскую смесь, детское питание, детскую композицию на зерновой основе, смесь для прикармливаемых детей или молочную смесь для детей от 1 до 3 лет, и указанная композиция предпочтительно представляет собой начальную детскую смесь. Композиция в соответствии с изобретением также может быть предназначена для применения до и/или во время периода отлучения от груди. В одном варианте осуществления питательная композиция может представлять собой полноценную питательную композицию или добавку для возрастных, пожилых или уязвимых лиц.
Композиция в соответствии с изобретением может представлять собой полноценную композицию, обеспечивающую 100% или большую часть потребностей в питании целевой популяции (например, с точки зрения потребности в калориях; или с точки зрения потребностей в витаминах или минеральных веществах, или с точки зрения потребностей в белках, липидах или углеводах). В альтернативном варианте осуществления композиция изобретения может представлять собой добавку, которая является дополнением к обычному рациону питания потребителя. Однако в этом случае дозировка и общее потребление композиции подобраны возможностью обеспечения заявленного преимущества в отношении кратковременной памяти (например, пропорционально калорийной нагрузке и потребностям субъекта в калориях).
Применение композиции изобретения может охватывать случаи, когда композиция представляет собой добавку, предпочтительно обеспеченную в виде единичных доз. В одном варианте осуществления композиция представляет собой добавку к человеческому грудному вскармливанию.
Композиция может быть в форме порошковой композиции, например предназначенной для разбавления водой, или смешивания с молоком (например, человеческим грудным молоком), или потребления в виде порошка. В одном варианте осуществления композиция изобретения представлена в жидком виде; либо готовой к употреблению, либо предназначенной для разведения в воде или смешивания с молоком (например, человеческим грудным молоком).
Композиция в соответствии с настоящим изобретением может также содержать источник белка, предпочтительно в количестве менее 2,5 г на 100 ккал или менее 2,0 г на 100 ккал, еще более предпочтительно в количестве менее 1,8 г на 100 ккал. В одном варианте осуществления содержание белка составляет менее 1,6 г/100 ккал. Тип белка не считается критическим для настоящего изобретения при условии соблюдения минимальных требований по содержанию незаменимых аминокислот и обеспечения удовлетворительного роста. 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 быть основан на кислой сыворотке или сладкой молочной сыворотке или их смесях и может включать в себя альфа-лактальбумин и бета-лактоглобулин в любых желаемых пропорциях.
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 использовать любой источник углеводов, обычно встречающийся в детских смесях, такой как лактоза, сахароза, мальтодекстрин, крахмал и их смеси, хотя предпочтительным источником углеводов является лактоза.
Композиция в соответствии с настоящим изобретением, по существу, содержит источник липидов. Это особенно важно, если питательная композиция изобретения представляет собой детскую смесь. В этом случае источником липидов может быть любой липид или жир, который подходит для применения в детских смесях. Предпочтительные источники жиров включают в себя пальмовый олеин, подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты и сафлоровое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты. Кроме того, можно добавлять незаменимые жирные кислоты линоленовую кислоту и α-линоленовую кислоту, а также небольшие количества масел, содержащих большие количества арахидоновой кислоты и докозагексаеновой кислоты в готовом виде, таких как рыбьи жиры или микробные масла. Источник жиров предпочтительно имеет соотношение жирных кислот n-6 и n-3 от около 5 : 1 до около 15 : 1; например от около 8 : 1 до около 10 : 1.
Композиция изобретения также содержит предпочтительно все витамины и минеральные вещества, которые, как известно, являются незаменимыми в ежедневном рационе в значимых с точки зрения питания количествах. Для определенных витаминов и минеральных веществ установлены минимальные требования. Примеры минеральных веществ, витаминов и других питательных веществ, которые необязательно присутствуют в композиции изобретения, 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 добавляют в форме солей. Наличие и количества конкретных минеральных веществ и других витаминов могут варьироваться в зависимости от предполагаемой популяции.
При необходимости композиция изобретения может содержать эмульгаторы и стабилизаторы, такие как соя, лецитин, сложноэфирные моно- и диглицериды лимонной кислоты и т.п.
Композиция изобретения может также содержать другие вещества, которые могут оказывать благоприятное воздействие, такие как лактоферрин, нуклеотиды, нуклеозиды и т.п.
В одном варианте осуществления композиция изобретения, в особенности в форме детской смеси, содержит от около 1,8 до около 2,2 г общего количества белка на 100 ккал, например от около 1,8 до около 2,1 г или от около 1,9 до около 2,1 г белка на 100 ккал, причем необязательно от около 0,3 до около 0,4 г/100 ккал белка составляет альфа-лактальбумин. Детская смесь и смесь для прикармливаемых детей по настоящему изобретению могут иметь форму готовой к употреблению жидкости, или могут представлять собой жидкий концентрат или порошковую смесь, которая может быть разведена в готовую к употреблению жидкость путем добавления некоторого количества воды с получением результата, а смесь для прикармливаемых детей, составляющая предмет настоящего изобретения, включает в себя все ингредиенты, требуемые по закону США или ЕС, включая, без ограничений, определенные витамины, минеральные вещества и незаменимые аминокислоты. Она может также включать в себя нуклеотиды, такие как ЦМФ, УМФ, АМФ, ГМФ и ИМФ, лютеин, зеаксантин и другие ингредиенты, известные в данной области.
В одном варианте осуществления изобретения питательная композиция представляет собой корм для домашних животных (например, для собак или кошек или молодых собак или молодых кошек).
Эффект (-ы) и применение композиции изобретения
Настоящее изобретение относится к усовершенствованию, и/или активации, и/или улучшению функции кратковременной памяти субъекта. К этому может относиться усовершенствование, и/или активация, и/или улучшение рабочей памяти и/или декларативной памяти. В результате совершенствования функции кратковременной памяти композиция изобретения может также положительно влиять на способность субъекта приобретать и обрабатывать новые знания (навыки обучения).
Один вариант осуществления изобретения также совершенствует функцию долговременной памяти. Один вариант осуществления избирательно улучшает кратковременную память без улучшения долговременной памяти.
Без связи с какой-либо теорией считается, что в одном аспекте изобретения такое усовершенствование, улучшение и/или активация связаны с влиянием олигосахарида изобретения на кишечную микробиоту. BMO, 2FL или LNnT лишь в небольшой степени расщепляются в тонком кишечнике, таким образом, большая их часть становится доступной для ферментации микробиотой в толстой кишке. Действительно, было показано, что BMO, или 2FL, или LNnT активируют рост кишечных бифидобактерий, что отражается в увеличении содержания бактерий этого семейства в стуле у младенцев, получающих смеси с добавлением олигосахаридов (с BMO, или 2FL, и/или LNnT). Если коротко, настоящую питательную композицию можно использовать для улучшения функции памяти благодаря влиянию на кишечную микробиоту и ось кишечник — головной мозг, которая, как было показано, влияет на многие аспекты функционирования головного мозга. Кроме того, может быть предусмотрено, что улучшение функции памяти может быть связано с увеличением концентрации сиаловой кислоты (Neu5Ac) в головном мозге указанного индивидуума, опосредуемым различными метаболическими путями, на которые оказывает воздействие кишечная микробиота.
В другом аспекте эффект изобретения может быть связан с улучшением нейрональной пластичности в головном мозге субъекта и/или с улучшением нейронального развития, нейрогенеза, прорастанием аксонов и/или созреванием головного мозга указанного субъекта (без ограничений, накладываемых какой-либо теорией).
Декларативная память, рабочая память и, более конкретно, кратковременная память представляют собой важные аспекты функции и развития головного мозга, и имеют решающее значение для общего когнитивного развития субъекта. Она оказывает влияние, в частности, на обработку, классификацию внешних сигналов и управление ими, на возможность обучения, а также на пространственную ориентацию.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения декларативная память представляет собой опознающую память. Опознающая память имеет крайне важное значение для социального и когнитивного развития, особенно у молодых субъектов.
В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к применению (или определяется им) питательной композиции, содержащей олигосахарид грудного молока (например, 2FL и/или LNnT) и/или фруктозный олигосахарид (FOS), для совершенствования, улучшения или активации декларативной памяти, кратковременной памяти и/или рабочей памяти у млекопитающего.
В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к применению (или определяется ей) описанной в настоящем документе питательной композиции, причем указанная композиция представляет собой детскую смесь, смесь для прикармливаемых детей, обогатитель грудного молока, молочную смесь для детей от 1 до 3 лет или корм для домашних животных.
В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к (или определяется им) олигосахариду грудного молока (например, 2FL и/или LNnT) для применения в улучшении, усилении или активации кратковременной памяти у млекопитающего, причем указанное млекопитающее представляет собой младенца или ребенка младшего возраста.
В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к (или определяется ей) питательной композиции, содержащей олигосахарид грудного молока (например, 2FL и/или LNnT), для применения в улучшении, усилении или активации декларативной памяти, кратковременной памяти и/или рабочей памяти у молодого человека, предпочтительно у младенца или ребенка младшего возраста. Питательная композиция может также содержать один или более необязательных ингредиентов, описанных в настоящем документе.
В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к (или определяется им) применению олигосахарида грудного молока (например, 2FL и/или LNnT), при производстве питательной композиции для улучшения, усиления или активации декларативной памяти, кратковременной памяти и/или рабочей памяти у младенца или ребенка младшего возраста.
Дозировка
Фруктоолигосахарид/FOS/OF. При наличии питательная композиция настоящего изобретения может содержать от 0,1 до 20 г олигофруктозы (OF) на 100 г композиции в расчете на массу сухого вещества, например от 1 до 6 г или от 3 до 5 г олигофруктозы (OF) на 100 г композиции в расчете на массу сухого вещества.
Один вариант осуществления изобретения питательной композиции содержит количество фруктозного олигосахарида в следующих диапазонах или величине:
от 0,1 до 20 г/л, или от 0,5 до 10 г/л, или от 1 до 8 г/л, или от 2 до 6 г/л, или 1,5 г/л, или 3 г/л, или 5 г/л питательной композиции, когда композиция находится в готовой к употреблению жидкой форме, или
от 0,1 до 20 г/л, или от 0,5 до 10 г/л, или от 1 до 8 г/л, или от 2 до 6 г/л, или 1,5 г/л, или 3 г/л, или 5 г/л (жидкой разведенной формы), когда композиция находится в порошковой форме и предназначена для разведения с получением разведенной жидкой формы, или
то же, что и выше, умноженное на 2, 5, 10, 20, 50 или 100, когда питательная композиция находится в форме концентрированной композиции, предназначенной для разбавления (соответственно в 2, 5,10, 20, 50 или 100 раз) в воде или человеческом грудном молоке или предназначена для непосредственного применения в концентрированной форме, или
от 0,4 г до 15 г/100 г порошковой питательной композиции, или от 0,8 до 10 г/100 г, или от 1 до 6 г/100 г, или от 2 до 5 г/100 г, или от 2,1 до 4 г/100 г или 1,2 г/100 г, или 2,3 г/100 г, или 3,8 г/100 г, или 4 г/100 г, или 6 г/100 г порошковой питательной композиции, если питательная композиция имеет форму сухого порошка.
В одном варианте осуществления содержание OF может составлять от 0,07 г до 3 г/100 ккал порошковой питательной композиции, или от 0,1 до 2 г/100 ккал, или от 0,4 до 1,5 г/100 ккал, или от 0,45 до 1 г/100 ккал, или от 0,45 до 0,75 г/100 ккал, или 0,3 г/100 ккал, или 0,4 г/100 ккал, или 0,5 г/100 ккал, или 0,75 г/100 ккал, или 1 г/100 ккал порошковой питательной композиции, если питательная композиция имеет форму сухого порошка.
2FL. Питательная композиция настоящего изобретения может содержать от 0,02 до 10 г 2FL на 100 г композиции в расчете на массу сухого вещества, например от 0,2 до 0,5 г или от 0,3 до 5 г 2FL на 100 г композиции в расчете на массу сухого вещества.
В одном варианте осуществления изобретения питательная композиция содержит количество 2FL в следующих диапазонах или величинах:
от 0,05 до 20 г/л, или от 0,1 до 5 г/л, или от 0,2 до 3 г/л, или от 0,1 до 2 г/л, или от 0,25 г/л до 1 г/л, или 0,25 г/л, или 1 г/л питательной композиции, когда композиция находится в готовой к употреблению жидкой форме, или
от 0,05 до 20 г/л, или от 0,1 до 5 г/л, или от 0,2 до 3 г/л, или от 0,1 до 2 г/л, или от 0,25 г/л до 1 г/л, или 0,25 г/л, или 1 г/л (жидкой разведенной формы), когда композиция находится в порошковой форме и предназначена для разведения с получением разведенной жидкой формы, или
то же, что и выше, умноженное на 2, 5, 10, 20, 50 или 100, когда питательная композиция находится в форме концентрированной композиции, предназначенной для разбавления (соответственно в 2, 5,10, 20, 50 или 100 раз) в воде или человеческом грудном молоке или предназначена для непосредственного применения в концентрированной форме, или
от 0,04 г до 1,5 г/100 г порошковой питательной композиции, или от 0,08 до 1,2 г/100 г, или от 0,1 до 1 г/100 г, или от 0,2 до 0,8 г/100 г, или 0,2 г/100 г, или 0,4 г/100 г, или 0,8 г/100 г, или 1 г/100 г, или 1 г/100 г порошковой питательной композиции, если питательная композиция имеет форму сухого порошка.
В одном варианте осуществления содержание 2FL может составлять от 0,01 г до 0,3 г или 3 г/100 ккал порошковой питательной композиции, или от 0,02 до 0,2 г/100 ккал, или от 0,04 до 0,15 г/100 ккал, или 0,02 г/100 ккал, или 0,04 г/100 ккал, или 0,07 г/100 ккал, или 0,15 г/100 ккал, или 0,3, или 1, или 2 г/100 ккал порошковой питательной композиции, если питательная композиция имеет форму сухого порошка.
LNnT. Питательная композиция настоящего изобретения может содержать от 0,01 до 5 г LNnT на 100 г композиции в расчете на массу сухого вещества, например от 0,1 до 0,25 г или от 0,15 до 0,5 г LNnT на 100 г композиции в расчете на массу сухого вещества.
В одном варианте осуществления изобретения питательная композиция содержит количество LNnT в следующих диапазонах или величинах:
от 0,02 до 10 г/л, или от 0,05 до 2,5 г/л, или от 0,1 до 1,5 г/л, или от 0,05 до 1 г/л, или от 0,12 г/л до 0,5 г/л, или 0,12 г/л, или 0,5 г/л, или 1 г/л питательной композиции, когда композиция находится в готовой к употреблению жидкой форме, или
от 0,02 до 10 г/л, или от 0,05 до 2,5 г/л, или от 0,1 до 1,5 г/л, или от 0,05 до 1 г/л, или от 0,12 г/л до 0,5 г/л, или 0,12 г/л, или 0,5 г/л, или 1 г/л (жидкой разведенной формы), когда композиция находится в порошковой форме и предназначена для разведения с получением разведенной жидкой формы, или
то же, что и выше, умноженное на 2, 5, 10, 20, 50 или 100, когда питательная композиция находится в форме концентрированной композиции, предназначенной для разбавления (соответственно в 2, 5,10, 20, 50 или 100 раз) в воде или человеческом грудном молоке или предназначена для непосредственного применения в концентрированной форме, или
от 0,02 г до 0,75 г/100 г порошковой питательной композиции, или от 0,04 до 0,6 г/100 г, или от 0,05 до 0,5 г/100 г, или от 0,1 до 0,4 г/100 г, или 0,1 г/100 г, или 0,2 г/100 г, или 0,25 г/100 г, или 0,5 г/100 г, или 1 г/100 г, или 3 г/100 г порошковой питательной композиции, если питательная композиция имеет форму сухого порошка.
В одном варианте осуществления содержание LNnT может составлять от 0,01 г до 0,3 или 1 или 3 г/100 ккал порошковой питательной композиции, или от 0,02 до 0,2 г/100 ккал, или от 0,04 до 0,15 г/100 ккал, или 0,02 г/100 ккал, или 0,04 г/100 ккал, или 0,07 г/100 ккал, или 0,15 г/100 ккал, или 0,3 г/100 ккал порошковой питательной композиции, если питательная композиция имеет форму сухого порошка.
Композиция изобретения, в частности в форме детской смеси, может содержать по меньшей мере около 0,4 г олигофруктозы на 100 ккал. В некоторых вариантах осуществления она содержит от около 0,4 до около 0,9 г, от около 0,4 до около 0,7 г, от около 0,4 до около 0,5 г, от около 0,7 до около 0,8 г или от около 0,7 до около 0,9 г олигофруктозы на 100 ккал. Олигофруктоза имеет степень полимеризации от 2 до 10. В одном варианте осуществления по меньшей мере 90% олигофруктозы имеет степень полимеризации от 2 до 8.
В одном варианте осуществления питательная композиция содержит 2 FL и LNnT, предпочтительно в количестве 1 г/л 2FL и 0,5 г/л LNnT, или 0,5 г/л 2FL и 0,25 г/л LNnT, или от 0,25 г/л до 2 г/л 2FL и от 0,1 до 1 г/л LNnT.
Способ изготовления питательной композиции
Питательную композицию можно готовить любым подходящим способом, известным в данной области. Например, коммерческая детская смесь или смесь для прикармливаемых детей, может выступать в качестве основной композиции, к которой добавляют необходимое количество олигосахаридов (например, 2FL, LNnT или другие), предпочтительно в сухой форме. В альтернативном варианте осуществления олигосахарид можно добавлять в виде сухого ингредиента или жидкого ингредиента в жидкий премикс, который будет служить основой для производства питательной композиции изобретения. Затем жидкую смесь можно высушивать с помощью любого традиционного средства.
Например, ее можно готовить посредством перемешивания вместе источника белка, источника углеводов (отличного от комбинации олигосахаридов настоящего изобретения) и источника жира в соответствующих пропорциях. На данном этапе можно включать эмульгаторы в случае их применения. На данной стадии можно добавлять витамины и минеральные вещества, но обычно их добавляют позднее во избежание термического разложения. Перед смешиванием в источнике жира можно растворять любые липофильные витамины, эмульгаторы и т. п. Затем можно примешивать воду, предпочтительно очищенную обратным осмосом, с образованием впоследствии жидкой смеси. Температура воды для удобства находится в диапазоне от около 50 [град.] С до около 80 [град.] С для облегчения диспергирования ингредиентов. Для образования жидкой смеси можно использовать доступные в продаже разжижители. 3'-сиалиллактозу (3'-SL) и 6'-сиалиллактозу (6'-SL) добавляют на этой стадии, если готовый продукт должен иметь жидкую форму. Если конечный продукт должен представлять собой порошок, на этой стадии при необходимости также можно добавлять 3'-сиалиллактозу (3'-SL) и 6'-сиалиллактозу (6'-SL). Затем жидкую смесь гомогенизируют, например, в две стадии.
Впоследствии жидкую смесь можно термически обрабатывать для снижения бактериальной нагрузки путем быстрого нагрева жидкой смеси, например, до температуры в диапазоне от около 80 [град.] С до около 150 [град.] С в течение времени от около 5 секунд до около 5 минут. Нагревание можно осуществлять путем нагнетания пара с помощью автоклава или теплообменника, например пластинчатого теплообменника. Затем жидкую смесь можно охлаждать до температуры от около 60 [град.] C до около 85 [град.] C, например, путем мгновенного охлаждения. Затем жидкую смесь можно снова гомогенизировать, например, в две стадии: под давлением в диапазоне от около 10 МПа до около 30 МПа на первой стадии и от около 2 МПа до около 10 МПа на второй стадии. Затем гомогенизированную смесь можно дополнительно охлаждать для добавления любых термочувствительных компонентов, таких как витамины и минеральные вещества. На данной стадии удобно регулировать рН и содержание твердых веществ в гомогенизированной смеси. Гомогенизированную смесь переносят в подходящий сушильный аппарат, такой как распылительная сушилка или сублимационная сушилка, и превращают в порошок. Влагосодержание порошка должно составлять менее около 5 мас.%.
Если предпочтительной является жидкая композиция, гомогенизированную смесь можно стерилизовать, а затем асептически разливать в подходящие контейнеры или можно сначала разливать в контейнеры, а затем автоклавировать.
Конкретные липиды
Композиция изобретения может содержать выбранные липиды, оказывающие определенные эффекты.
К таким липидам могут, в частности, относиться DHA, ARA, линолевая кислота или сфингомиелин, предпочтительно в количестве, приемлемом для обеспечения реальных преимуществ для здоровья головного мозга и в пределах общих нормативных требований для данного типа продуктов (например, рекомендаций ВОЗ по детской смеси; CODEX или Европейских директив по детской смеси).
В некоторых вариантах осуществления композиция изобретения содержит относительно высокий уровень sn-2-пальмитата или сфингомиелина. Они были связаны с оптимальными показателями характеристик и развития головного мозга и могут давать синергетический эффект с обязательными соединениями композиции изобретения.
Хотя вскармливание младенца смесью, содержащей высокий процент sn-2-пальмитата (в отсутствие OF), помогает активировать рост бифидобактерий в толстой кишке, считается, что комбинация высокого содержания sn-2-пальмитата с олигофруктозой обеспечивает существенно более высокий рост бифидобактерий в толстой кишке у младенцев, находящихся на вскармливании смесью. Кроме того, может быть достигнуто значимое снижение количества потенциально патогенных бактерий. Было обнаружено, что вскармливание младенца детской смесью, содержащей sn-2-пальмитат и от около 3 до около 5 г/л, или от около 0,4 до около 0,7 г/100 ккал олигофруктозы, более полезно по сравнению со вскармливанием младенца той же смесью без олигофруктозы. Без ограничения какой-либо теорией, такой синергетический эффект между OF и sn-2-пальмитатом может также активировать кратковременную память, в частности, (но скорее всего, не только) через влияние на микробиом субъекта и популяцию бифидобактерий. Термин «высокое содержание sn-2-пальмитата» следует понимать как ингредиенты, имеющие высокую процентную долю жирных кислот (предпочтительно более 33% жирных кислот) в виде пальмитата в sn-2-положении триглицеридов. Такие ингредиенты доступны в продаже под торговым наименованием BETAPOL (Loders Croklaan, г. Вормервер, Нидерланды) или INFAT (Advanced Lipids AB, г. Карлсхамн, Швеция, совместное предприятие AAK B.V. (г. Заандейк, Нидерланды) и Enzymotec Inc, г. Морристаун, штат Нью-Джерси, США)
Недавние клинические исследования с участием младенцев показали, что питательные смеси, содержащие по меньшей мере одну жирную кислоту омега-6 и по меньшей мере одну жирную кислоту омега-3 в соотношении от около 6 до около 1, повышают накопление DHA в эритроцитах и плазме крови. Сбалансированное соотношение около 6 : 1 омега-6 жирных кислот и омега-3 жирных кислот также может обеспечивать долговременные полезные для здоровья эффекты, включая оптимальное развитие мозга и нервной системы. Такой баланс будет достигнут путем составления композиций настоящего изобретения с источниками жира из растительных масел, которые в своем составе имеют жирные кислоты омега-6, такие как, например, соевое масло и подсолнечное масло, и которые в своем составе имеют жирные кислоты омега-3, такие как рапс, канола, льняное семя, чиа, перла или грецкие орехи. Для обеспечения модифицированной жировой смеси будет применена уникальная жировая смесь с 5 разными маслами.
Следующие примеры представлены для иллюстрации определенных вариантов осуществления и признаков настоящего изобретения, но их не следует толковать как ограничивающие объем настоящего изобретения.
Примеры
Пример 1. Питательная композиция, содержащая 2FL и/или LNnT
Питательная композиция изобретения, содержащая олигофруктозу (OF), и/или 2FL, и/или LNnT, представлена в таблице 1 ниже. Эта композиция приведена исключительно в качестве иллюстрации. Композиция по таблице 1 может представлять собой детскую смесь. В альтернативном варианте осуществления она может быть подобрана с возможностью использования в качестве смеси для прикармливаемых детей.
Таблица 1
Питательные вещества
На 100 ккал
На литр
Энергетическая ценность (ккал)
100
670
Белки (г)
1,83
12,3
Жиры (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 ТЭ)
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
2 FL (г)и/илиLNnT (г)
0,04 или 0,150,01 или 0,07
0,25 или 10,1 или 0,5
Олигофруктоза (OF) (г) (необязательно)
0,45 или 0,75
3 или 5
3'-SL (г) (необязательно)
0,22
1,46
6'-SL (г) (необязательно)
0,05
0,33
Соотношение 3'-SL : 6'-SL (необязательно)
4,4 : 1
4,4 : 1
BMO (г) (необязательно)
0,4 или 2
3 или 15
Пример 2. Детская смесь, содержащая ОГМ (2 FL и/или LNnT), необязательные BMO и/или олигофруктозу (OF)
Питательная композиция изобретения, содержащая олигофруктозу (OF) и необязательно 2FL и/или LNnT, представлена в таблице 2 ниже. Эта композиция приведена исключительно в качестве иллюстрации. Композиция, показанная в таблице 2, представляет собой детскую смесь. В альтернативном варианте осуществления она может быть подобрана с возможностью использования в качестве смеси для прикармливаемых детей.
Другой пример основан на коммерческих детских смесях Nan и/или лактогенных детских смесях (производства компании Nestlé, Швейцария), к которым добавляют специфические олигосахариды изобретения в количестве, указанном ниже.
Таблица 2
Питательное вещество
На 100 ккал
На литр
Энергетическая ценность (ккал)
100
670
Белок (г)
1,83
12,3
Жиры (г)
5,3
35,7
Линолевая кислота (г)
0,79
5,3
α-Линоленовая кислота (мг)
101
675
Лактоза (г)
11,2
74,7
Пребиотик (70% OF, 30% инулина) (г)(например, Beneo-Orafti P95 и Inulin Beneo-Orafti)(необязательно)
0,64
4,3
2 FL (г)и/илиLNnT (мг)
0,330
2200
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 ТЭ)
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
3'-сиалиллактоза (мг) (необязательно)
30
200
6'-сиалиллактоза (мг) (необязательно)
6
40
BMO (г) (необязательно)
0,9
6
Экспериментальные данные
В исследовании, проведенном на поросятах, было изучено влияние различных олигосахаридов на опознающую память (олигосахариды грудного молока, олигосахариды коровьего молока). Сорок восемь поросят-самцов (12 на группу лечения) получали с 48 часа после опороса до 33 дней жизни контроль (CON, заменитель молока животных Purina ProNurse), олигосахарид грудного молока (ОГМ) (CON + 1,5 г/л (состоящий из 1,0 г/л 2'FL + 0,5 г/л LNnT)) или олигосахариды коровьего молока (BMO) (6,5 г/л BMOS) либо ОГМ + BMOS (1,0 г/л 2'FL + 0,5 г/л LNnT + 6,5 г/л BMOS). Все рационы питания содержали запас для изменения состава 8,0 г/л, которое было зарезервировано для добавления испытуемых компонентов рациона. Поросят вскармливали, давая 285 мл и 325 мл разведенного рациона на кг массы тела на 2–6-е сутки после рождения (PND 2–6) и 7–33-и сутки после рождения (7–33 PND) соответственно. У поросят тестировали опознающую память между PND 22 и 31 и проводили МРТ-сканирование на 32-й или 33-й день.
Смесь BMOS, которую используют в молочных смесях, была получена из сыворотки коровьего молока. Вкратце, ультрафильтрат бычьей сыворотки, включая олигосахариды, такие как 3′- и 6′-сиалиллактоза и GOS, деминерализовали комбинацией электродиализа и ионного обмена, как описано в данной области техники.
Поведенческое тестирование
Распознавание новых объектов (NOR). Для оценивания опознающей памяти использовали NOR — задание, зависящее от функции периринальной коры. Испытание состояло из фазы привыкания, фазы эталона и фазы испытания. На стадии привыкания поросят помещали в пустую испытательную арену на 10 минут каждый день в течение двух дней вплоть до фазы эталона. На фазе эталона поросенка помещали на арену, содержащую два идентичных объекта, и давали 5 минут на изучение. После задержки в 1 час или 2 суток (48 часов) поросенка возвращали на арену для стадии испытания. На этапе испытания поросенка помещали на арену, содержащую один объект из стадии эталона, а также новый объект, и давали 5 минут на изучение. Между испытаниями объекты извлекали, погружали в горячую воду с моющим средством и протирали полотенцем для уменьшения запаха, а арену опрыскивали водой и убирали для удаления мочи и фекалий. Выбранные объекты имели некоторый набор характеристик (т.е. цвет, текстура, форма и размер), однако новые объекты и эталоны отличались только по форме и размеру. Для тестирования использовали только объекты, к которым ранее предпочтение было нулевым.
Порядок заданий между повторами был сбалансированным. Задания по привыканию начинали в возрасте 22 дней, а задания с эталонами в задаче NOR начинали с 25-дневного возраста. Измеряли время, затраченное на исследование объектов, и расстояние перемещения, используя комбинацию автоматизированных процедур с применением системы Ethovision и ручного отслеживания. Исследовательское поведение разбивали на 20 поведенческих конечных точек для оценивания влияния рациона питания на поведенческую эффективность. Коэффициент распознавания использовали для измерения опознающей памяти (время, затраченное на изучение нового объекта)/(время, затраченное на изучение нового объекта + время, затраченное на изучение известного объекта).
Статистический анализ
Все данные, полученные в рамках данного исследования, подвергали дисперсионному анализу (ANOVA) с использованием смешанной процедуры MIXED из SAS 9.4 (SAS Inst. Inc., г. Кэри, штат Северная Каролина, США). Все используемые статистические модели включали в себя повтор как случайный эффект, а данные, собранные в один момент времени (на стадии привыкания и стадии эталона), анализировали с помощью 2-факторного дисперсионного анализа ANOVA, и 2), данные, собранные для одного животного по более чем одному случаю (например, несколько тестов и т.д.), анализировали 3-факторным дисперсионным анализом повторяющихся измерений. Апостериорные сравнения проводили для значимых эффектов взаимодействия с использованием скорректированного критерия Тьюки. Для некоторых поведенческих результатов (таблица 2) получали одновыборочный t-критерий. Во всех случаях статистическую значимость определяли как P < 0,05, а тенденцию определяли как P < 0,10.
Результаты
Коэффициент распознавания
Влияние рационов питания на коэффициент распознавания показан в таблице 3 и на Фиг. 1.
Результаты
Применение только ОГМ приводит к статистически значимому увеличению опознающей памяти с 1-часовым межтестовым интервалом, но неожиданно не улучшило опознающую память в течение 2-часового межтестового интервала. Это свидетельствует о явном положительном воздействии ОГМ (2' FL + LNnT) на кратковременную опознающую память. Применение ОГМ + BMO приводит к численному увеличению опознающей памяти с 1-часовым межтестовым интервалом и статистически значимому увеличению опознающей памяти с 24-часовым межтестовым интервалом.
Другими словами, авторы изобретения наблюдали статистически значимое увеличение опознающей памяти, измеренной по коэффициенту распознавания, в группе, получавшей ОГМ (2'FL + LNnT) с 1-часовой задержкой (кратковременная память) по сравнению с CON. Этот эффект наблюдали на фоне отсутствия изменений в долговременной опознающей памяти (2-дневная задержка). Только BMO (олигосахариды коровьего молока), действуя в качестве отрицательного контроля, не оказывали специфического влияния на кратковременную память. Влияние на кратковременную память (1 час) также, по-видимому, присутствовало в группе ОГМ + BMO. Кроме того, также наблюдали статистически значимое увеличение опознающей памяти в группе, получавшей ОГМ (2' FL и LNnT) + BMOS с 2-дневной задержкой (долговременная память).
Эти результаты показывают влияние вмешательства в питание с помощью ОГМ на кратковременную память и ОГМ + BMO как для кратковременной, так и для долговременной памяти.
Таблица 3. Влияние добавления олигосахаридов на опознающую память во время испытательного исследования новой задачи распознавания объектов
Задержка
Рацион питания
Ко-ли-чест-во
Коэффициент распознавания
Станд. ош. среднего
Р-значение<sup>3</sup>
1 час
Контроль
10
0,515
0,055
0,397
ОГМ
10
0,619
0,059
0,038
BMO
10
0,469
0,071
0,663
ОГМ + BMO
10
0,593
0,064
0,090
48 часов
Контроль
10
0,520
0,085
0,372
ОГМ
11
0,492
0,081
0,540
BMO
8
0,548
0,091
0,309
ОГМ + BMO
10
0,598
0,052
0,045
3
P - значение из одностороннего t-критерия для коэффициента распознавания выше 0,50.