ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ СЛАДКОЙ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ И ДЕТСКОЙ СМЕСИ, СОДЕРЖАЩЕЙ МОДИФИЦИРОВАННУЮ СЛАДКУЮ МОЛОЧНУЮ СЫВОРОТКУ, ДЛЯ СТИМУЛИРОВАНИЯ ПОСТНАТАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ И СООТВЕТСТВУЮЩИХ КОГНИТИВНЫХ ФУНКЦИЙ РЕБЕНКА ГРУДНОГО ВОЗРАСТА
USING MODIFIED SWEET MILK WHEY AND BABY MIXTURE CONTAINING MODIFIED SWEET MILK WHEY TO STIMULATE POSTNATAL DEVELOPMENT OF CENTRAL NERVOUS SYSTEM AND CORRESPONDING COGNITIVE FUNCTIONS OF INFANT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение по существу относится к области здоровья нервной системы, защиты нервной системы и развития нервной системы. Изобретение в частности относится к введению белка сладкой молочной сыворотки, способного стимулировать здоровое формирование когнитивной функции у детей грудного возраста, в частности, недоношенных детей грудного возраста, детей грудного возраста с гипотрофией, низким, очень и чрезвычайно низким весом при рождении.
Уровень техники
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, мышлении, языке, 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 высвобождения нейромедиаторов. Кроме того, несмотря на то, что не все аксоны имеют миелиновую оболочку, миелинизация (важная функция глиальных клеток) является необходимой для изолирования передаваемого по аксонам электрического сигнала, таким образом обеспечивая эффективную передачу сигнала и предотвращая нежелательное взаимодействие между смежными нервами. [Baumann, N. and Pham-Dinh, D. (2001); Biology of Oligodendrocyte and Myelin in the Mammalian Central Nervous System, Physiological Reviews, 81(2): 871-927]; [Deoni, S.C. et al. (2011); Mapping infant brain myelination with magnetic resonance imaging, J. Neurosci., 31(2): 784-91]. Миелинизация частично регулируется основным белком миелина.
Миелинизация начинается во время беременности и продолжается вплоть до и в течение подросткового возраста/юности (до 20 лет) [Baumann, N. and Pham-Dinh, D. (2001)]; [Benton, D. (2010); Neurodevelopment and neurodegeneration: are there critical stages for nutritional intervention?, Nutr. Rev., 68 Suppl. 1: S6-10]. Процесс миелинизации происходит одним из последних в ходе развития головного мозга и одним из первых замедляется при старении. Таким образом, достижение оптимальной миелинизации в начале жизни может ограничить ее ранее снижение.
Нарушение миелинизации в ходе развития нейронов/головного мозга может способствовать развитию или прогрессированию таких расстройств, как аутизм, синдром дефицита внимания/гиперактивности и шизофрения. Более того, расстройства, связанные с разрушением миелиновой оболочки, включают рассеянный склероз и, в дальнейшей жизни, болезнь Альцгеймера.
Нейрональная пластичность, определяемая как способность головного мозга постоянно адаптировать свои функции и структурную организацию к изменяющимся требованиям, является важной для созревания нервной системы. Она обязательна для правильного функционирования головного мозга и необходима для процессов познания, обучения и запоминания. В литературе были выявлены и исследованы некоторые нейрональные маркеры, 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 во время беременности и затем окончательно формируется в зрелую функциональную сеть в течение постнатального периода. У эмбрионов человека кора головного мозга развивается достаточно поздно и в течение длительного периода времени.
Во внутриутробном периоде у человека происходит мощное ускорение созревания и роста нейронов/головного мозга с 30-й недели беременности.
У преждевременно родившихся детей обнаруживают 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. Эти дети рождаются с неразвитой корой головного мозга, и именно постепенное созревание данной сложно устроенной части головного мозга по большей части объясняет их эмоциональное, социальное и когнитивное созревание в первые годы 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 гипоксически-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 нетяжелых случаях (небольшая недоношенность, например, роды в период от 32-й до 37-й недели; ВОЗ, 2013 г., http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs363/en/) субоптимальное созревание нейронов/головного мозга с большой вероятностью «компенсируется» после рождения. Однако поскольку такое созревание происходит в присутствии внешних стимулов (звуки, свет, запах и т.д.), нехарактерных для внутриутробной среды, и в связи с повреждением головного мозга из-за недоношенности, такая «компенсация» созревания головного мозга может быть недостаточной по сравнению с созреванием в утробе. Ребенок грудного возраста может испытывать сложности при обработке внешней информации на стадии преждевременного рождения. Такая задержка в развитии головного мозга несет риск недостаточных когнитивных способностей в ходе последующего развития ребенка грудного возраста.
По вышеперечисленным причинам у детей грудного возраста, родившихся чрезвычайно преждевременно (включая детей грудного возраста с выраженной недоношенностью, родившихся на сроке менее 28 недель, и значительной недоношенностью, родившихся на сроке от 28 до 32 недель), отмечается более частое снижение когнитивной функции.
В целом, незрелость ЦНС или замедленное созревание ЦНС может наблюдаться у таких детей грудного возраста, как:
- недоношенные дети грудного возраста, дети грудного возраста с низким весом при рождении (<2500 г), с очень низким и чрезвычайно низким весом при рождении (<1500 г), с чрезвычайно низким весом при рождении (<1000 г) и дети грудного возраста с гипотрофией; [Allen, М.С. (2008); Neurodevelopmental outcomes of preterm infants, Curr. Opin Neurol., 21(2): 123-8].
- дети грудного возраста, родившиеся преждевременно или в срок, с задержкой внутриутробного развития (ЗВУР), которая произошла в результате каких-либо нежелательных явлений во время беременности (курение матери, прием лекарств матерью, низкое качество плаценты, неправильное расположение плаценты, неправильное питание матери и плода, избыточный стресс/тревога 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 ребенок грудного возраста 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 детей грудного возраста 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.
Расстройства поведения и развития нервной системы, связанные с замедленным созреванием коры головного мозга, включают синдромы дефицита внимания/гиперактивности и расстройства аутистического спектра.
Таким образом, если у плода, новорожденного ребенка или ребенка грудного возраста происходит задержка роста центральной нервной системы, желательно быстро устранить такую задержку и предотвратить дальнейшую задержку, так чтобы развитие центральной нервной системы было «скомпенсировано» до нормального уровня, и растущий плод или ребенок грудного возраста получил минимальные нарушения когнитивной функции в дальнейшей жизни.
Когнитивную функцию человека можно измерить 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 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 (СРМ).
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]). В частности, клинические исследования показали, что незаменимые жирные кислоты имеют большое значение для обеспечения эмбрионального и постнатального развития головного мозга [Chang, C.Y. et al. (2009); Essential fatty acids and human brain, Acta Neurol. Taiwan, 18(4): 231-41]; [Alessandri, J.M. et al. (2004); Polyunsaturated fatty acids in the central nervous system: evolution of concepts and nutritional implications throughout life, Reprod. Nutr. Dev., 44(6): 509-38].
Последствия неправильного питания могут быть необратимыми и могут включать снижение когнитивного развития, 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].
Известно, что как парентеральное питание, так и грудное молоко матерей после преждевременных родов обеспечивают недостаточную нутритивную поддержку для развивающегося головного мозга. Таким образом, пероральное введение представляет собой подходящий способ положительного воздействия на развитие нервной системы с целью обеспечения нормального развития когнитивной функции и умственных способностей у недоношенного или доношенного новорожденного ребенка, ребенка грудного возраста, ребенка раннего возраста, ребенка старшего или юношеского возраста или молодого животного.
Существует необходимость в стимулировании и поддержании здорового формирования когнитивной функции, и/или устранении задержки, и/или предотвращении дальнейшей задержки формирования когнитивной функции на наиболее ранней стадии беременности, а также на ранних этапах жизни новорожденного в ходе быстрого созревания нервной системы.
В связи с тем, что центральная нервная система и, в частности, участки коры и гиппокампа развиваются вплоть до подросткового/старшего юношеского возраста (20 лет), существует необходимость в обеспечении нутритивной поддержки для здорового формирования и развития когнитивной функции в начале жизни ребенка вплоть до подросткового возраста. В частности, существует необходимость в предотвращении или лечении тяжелых расстройств, таких как нарушение способности к обучению, потеря или недостаточное развитие высших функций мышления, патологическое снижение концентрации, включая синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), задержка языкового развития, проблемы с памятью и исполнительной функцией, патологическое снижение интеллекта и, следовательно, патологическое снижение умственной деятельности у детей от рождения до старшего юношеского возраста (20 лет).
Существует необходимость в обеспечении лечения этих расстройств у пациентов с диагностированным нарушением когнитивной функции. Существует необходимость в обеспечении профилактического лечения молодых млекопитающих в определенных выше группах популяции, подверженных риску нарушения когнитивной функции. Существует необходимость в обеспечении композиции, которая будет использоваться для такого лечения.
Существует необходимость в положительном влиянии на созревание нейронов в головном мозге молодых млекопитающих, в частности, структурах головного мозга, связанных с когнитивной функцией. В частности, существует необходимость в положительном влиянии на рост, жизнеспособность, пластичность и дифференцировку нейронов. Существует необходимость в положительном влиянии на передачу сигналов в головном мозге посредством улучшения миелинизации.
Существует необходимость в обеспечении такого лечения, профилактического лечения или такой соответствующей композиции в форме, которая является приемлемой для популяции субъектов, в частности, для тех лиц в этих популяциях, которые являются наиболее слабыми или больше всего нуждаются в них. Дополнительно существует необходимость в том, чтобы не вызывать неудобств, побочных или негативных эффектов в такой популяции. Существует необходимость в обеспечении таких решений для популяций субъектов наиболее простым и наиболее рентабельным способом.
Настоящее изобретение относится ко всем млекопитающим, включая животных и человека.
Раскрытие изобретения
Изобретение относится к модифицированному белку сладкой молочной сыворотки (MSWP) для стимулирования формирования здоровой нормальной когнитивной функции у молодых млекопитающих. Модифицированный белок сладкой молочной сыворотки, представляющий предмет изобретения, содержит 30%-100% (вес.) белка, предпочтительно >80% (вес.) белка. Таким образом, MSWP может быть в форме изолята белка сладкой молочной сыворотки или концентрата белка сладкой молочной сыворотки. MSWP представляет собой белок сладкой молочной сыворотки, из которого по существу был удален казеин-глико-макропептид (CGMP). MSWP может быть частично или высоко гидролизованным.
MSWP в соответствии с изобретением может использоваться для стимулирования здорового формирования когнитивной функции и/или предотвращения, или восстановления, или уменьшения тяжести нарушения когнитивной функции у молодого млекопитающего.
Он дополнительно может использоваться для лечения расстройств, связанных с задержкой формирования когнитивной функции или нарушением когнитивной функции у молодого млекопитающего.
Расстройства могут представлять собой любое одно или более из следующих: задержка и/или нарушение способности к обучению, потеря или недостаточное развитие исполнительных функций, нарушение высших функций мышления, нарушение памяти, задержка языкового развития, нарушение обучаемости, патологическое снижение концентрации, включая синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), патологическое снижение интеллекта, патологическое снижение умственной деятельности, расстройство настроения или аутизм.
Изобретение может быть полезно для людей и животных и, в частности, для плода, недоношенного или доношенного ребенка грудного возраста, ребенка раннего возраста или ребенка старшего или юношеского возраста вплоть до двадцати лет.
Изобретение может быть особенно полезным для детей грудного возраста, перенесших ЗВУР, или детей грудного возраста с низким, очень низким или чрезвычайно низким весом при рождении, с гипотрофией, перенесших гипоксемию (ишемию) при рождении, с постнатальными осложнениями, получающих постнатальное лечение стероидами, или с любым другим нежелательным явлением в постнатальном периоде, и/или страдающих от нарушения когнитивной функции, такого как нарушение способности к обучению и памяти, отсутствие любознательности, снижение концентрации внимания и, следовательно, снижение умственной деятельности, задержка развития центральной нервной системы либо во внутриутробном периоде, либо во время или после родов.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что введение MSWP стимулирует развитие нейронов и глии у молодых млекопитающих. Оно обеспечивает нормальный рост, жизнеспособность, дифференцировку и пластичность нейронов, а также стимулирует миелинизацию аксонов. Введение MSWP может увеличить уровни экспрессии нейротрофического фактора мозга (BDNF) и основного белка миелина (МВР) в коре молодого млекопитающего.
Введение белка сладкой молочной сыворотки плоду можно осуществлять через мать. Введение также можно осуществлять недоношенному или доношенному ребенку грудного возраста напрямую или через молоко матери. Введение также можно осуществлять ребенку старшего или юношеского возраста по существу вплоть до возраста двадцати лет или эквивалентного возраста у животного.
MSWP можно вводить ребенку грудного возраста или ребенку младшего возраста напрямую в чистом виде или разведенным в воде или грудном молоке, в составе пищевой добавки, или вместе с обогатителем молока, или с любой молочной добавкой, используемой во время трофического кормления, в составе детской смеси или в составе напитка на основе молока. Модифицированный белок сладкой молочной сыворотки вводят ребенку грудного возраста или ребенку младшего возраста в виде суточной дозы 30-80%, предпочтительно 60% (вес.), от общего потребления белка.
Период введения для плода составляет по существу по меньшей мере одну неделю, предпочтительно две недели, более предпочтительно по меньшей мере один месяц, а период введения для ребенка грудного возраста или ребенка младшего возраста составляет по существу по меньшей мере 4 недели, предпочтительно 2-12 месяцев, и более предпочтительно по меньшей мере 18 месяцев, и еще более предпочтительно вплоть до старшего юношеского возраста (20 лет).
MSWP можно вводить недоношенному или доношенному ребенку грудного возраста или ребенку старшего или юношеского возраста в дозе 1,6-3,2 г белка / 418,4 кДж (100 ккал), предпочтительно 1,6-2,2 г белка / 418,4 кДж (100 ккал) и более предпочтительно 1,8-2,1 г белка /418,4 кДж (100 ккал). В одном варианте осуществления MSWP вводят ребенку грудного возраста в дозе от 1,0 до менее 1,6 г белка / 418,4 кДж (100 ккал).
Изобретение относится к композиции, содержащей 30-80%, предпочтительно 60% белка сладкой молочной сыворотки, для здорового формирования и развития когнитивной функции в начале жизни ребенка вплоть до подросткового возраста или даже до двадцати лет. В частности, оно относится к композиции для предотвращения/лечения тяжелых расстройств, таких как нарушение способности к обучению, потеря или патологическое снижение высших функций мышления, патологическое снижение концентрации, включая СДВГ, задержка языкового развития, проблемы с памятью и исполнительной функцией, патологическое снижение интеллекта и, следовательно, патологическое снижение умственной деятельности и аутизм у молодого млекопитающего.
Изобретение может быть, в частности, полезным для тех молодых млекопитающих, которые родились недоношенными или которые перенесли ЗВУР.
Краткое описание фигур
Фигура 1. Уровни зрелого белка нейротрофического фактора мозга (BDNF) в коре детенышей CTRL-W, PR-W и PR, получавших в виде добавок различные фракции молока. Результаты выражены в произвольных единицах и представляют собой медианы ± станд. ош. средн., n=6, Р<0,05; * по сравнению с CTRL-W и  по сравнению с PR-W. Аббревиатуры: PR - ограничение белка; W - вода; MSWP28 - модифицированная сладкая молочная сыворотка Р28; GF - фактор роста.
Фигура 2. Уровни основного белка миелина (МВР) в коре детенышей CTRL-W, PR-W и PR, получавших в виде добавок различные фракции молока. Результаты выражены в произвольных единицах и представляют собой медианы ± станд. ош. средн., n=6, Р<0,05; * по сравнению с CTRL-W и  по сравнению с PR-W. Аббревиатуры: PR - ограничение белка; W - вода; MSWP28 - модифицированная сладкая молочная сыворотка Р28; GF - фактор роста.
Осуществление изобретения
Определения:
В данной спецификации следующие термины имеют следующие значения:
«Дети грудного возраста»: в соответствии с Директивой Комиссии 2006/141/ЕС от 22 декабря 2006 г. о детских смесях и детских смесях второго уровня, пункт 1.2 (а), термин «дети грудного возраста» означает детей младше 12 месяцев.
«Постнатальный период» представляет собой период, начинающийся сразу же после рождения ребенка и продолжающийся около шести недель.
«Новорожденный ребенок» по существу означает ребенка грудного возраста до 6 месяцев.
«Недоношенный ребенок грудного возраста» по существу означает ребенка грудного возраста, рожденного ранее 37 недель беременности.
«Доношенный ребенок грудного возраста» по существу означает ребенка грудного возраста, рожденного после 37 недель беременности.
«Молодое млекопитающее» по существу означает млекопитающего в возрасте до двадцати лет для человека и до эквивалентного возраста у животных.
«Ребенок» по существу означает человека в возрасте до восемнадцати лет.
«Ребенок раннего возраста» по существу означает ребенка с момента, когда он научился ходить, до трех лет.
«Модифицированный белок сладкой молочной сыворотки» (MSWP) или «модифицированная сладкая молочная сыворотка» (MSW) означает белок сладкой молочной сыворотки, из которого была удалена часть или весь казеин-глико-макропептид (CGMP). В различных вариантах осуществления изобретения из MSW удаляют более 60%, более 75%, более 90%, более 95% или более 99% (вес.) казеин-глико-макропептида (CGMP) по сравнению со средним количеством, присутствующим в нативной сладкой молочной сыворотке того же происхождения (например, в сладкой молочной сыворотке крупного рогатого скота).
«Когнитивная функция» относится к интеллектуальному процессу, посредством которого индивид узнает, воспринимает или осмысливает идеи. Она включает все аспекты восприятия, внимания, суждения, мышления, понимания и запоминания.
«Высшее мышление» относится к процессу логического размышления о чем-либо с целью формирования заключения или суждения. Также это можно называть исполнительными функциями.
«Лечить» или «лечение» означает любое лечение, включая, без ограничений, ослабление симптомов, временное или постоянное устранение причины симптомов или предотвращение или замедление появления симптомов и прогрессирования указанного расстройства или состояния.
Термин «пробиотик» означает препараты из клеток микроорганизмов или компоненты клеток микроорганизмов, которые оказывают благоприятное воздействие на здоровье или состояние организма-хозяина. [Salminen, S. et al. (1999); Probiotics: how should they be defined, Trends Food Sci. Technol., 10 107-10]. Определение пробиотика является по существу признанным и соответствующим определению ВОЗ. Пробиотик может содержать уникальный штамм микроорганизма, смесь различных штаммов и/или смесь различных видов и родов бактерий. В случае смесей по-прежнему можно использовать один термин «пробиотик» для обозначения смеси или состава пробиотиков. С целью настоящего изобретения микроорганизмы рода Lactobacillus считаются пробиотиками.
«Пребиотик» по существу означает неперевариваемый пищевой ингредиент, который благоприятно влияет на организм-хозяина посредством селективного стимулирования роста и/или активности микроорганизмов, присутствующих в кишечнике организма-хозяина, и, следовательно, пытается улучшить здоровье организма-хозяина.
«Аллергия» означает аллергию, которая была выявлена врачом и которую можно лечить эпизодически или более длительно. «Пищевая аллергия» означает аллергию, связанную с питательной композицией.
«Детские смеси»: в соответствии с Директивами Комиссии 2006/141/ЕС от 22 декабря 2006 г. и/или 91/321/ЕЕС от 14 мая 1991 г. о детских смесях и детских смесях второго уровня, пункт 1.2 (с), термин «детские смеси» означает продукты питания, специально предназначенные для питания детей грудного возраста в течение первых четырех-шести месяцев жизни и полностью удовлетворяющие потребности в питании данной категории лиц. Необходимо понимать, что детей грудного возраста можно вскармливать исключительно детскими смесями или что лицо, осуществляющее уход, может использовать детскую смесь в качестве дополнения к человеческому грудному молоку. Это синоним широко распространенного выражения «детская смесь первого уровня».
«Детские смеси второго уровня»: в соответствии с Директивами Комиссии 2006/141/ЕС от 22 декабря 2006 г. и/или 91/321/ЕЕС от 14 мая 1991 г. о детских смесях и детских смесях второго уровня, пункт 1.2 (d), термин «детские смеси второго уровня» означает продукты питания, специально предназначенные для питания детей грудного возраста старше четырех месяцев и составляющие основной жидкий элемент во все более разнообразной диете данной категории лиц.
«Молочная смесь третьего уровня»: питательная композиция на основе молока, специально адаптированная для ребенка в возрасте от одного года до трех лет.
«Обогатитель грудного молока»: питательная композиция для детей грудного возраста или детей младшего возраста, предназначенная для добавления в человеческое грудное молоко или разведения человеческим грудным молоком.
Термин «гипоаллергенная композиция» означает композицию, которая с малой вероятностью может вызвать аллергические реакции.
Термин «сиалилированный олигосахарид» означает олигосахарид, имеющий остаток сиаловой кислоты.
Термин «фукозилированный олигосахарид» означает олигосахарид, имеющий остаток фукозы.
Если не указано иное, все процентные соотношения даются в весовых процентах.
При использовании в данной спецификации слова «содержит», «содержащий» и аналогичные слова не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, предполагается, что они означают «включая, без ограничений».
Любую ссылку на документы предшествующего уровня техники в данной спецификации не следует рассматривать как признание того, что такой предшествующий уровень техники является широко известным или составляет часть общеизвестных знаний в области.
Белок рациона обеспечивает незаменимые аминокислоты, необходимые для синтеза белка и роста, и качество белка имеет такое же значение, как и количество белка. Настоящее изобретение обеспечивает белок сладкой молочной сыворотки, предназначенный для введения с целью стимулирования здорового формирования эффективной когнитивной функции и, в частности, с целью лечения следующих расстройств: нарушения способности к обучению, потери или недостаточного развития высшей функции мышления, нарушений концентрации, задержки языкового развития, проблем с памятью и исполнительной функцией, патологического снижения интеллекта и, следовательно, патологического снижения умственной деятельности, аутизма у молодого млекопитающего.
Фракция белка в коровьем молоке представляет собой смесь нескольких белков, причем все они имеют различный аминокислотный состав. Казеин-глико-макропептид (CGMP) получают путем протеолиза каппа-казеина с образованием пара-каппа-казеина, нерастворимой фракции, которая остается во фракции казеина, и CGMP, растворимой фракции, которая находится во фракции молочной сыворотки. Белок сладкой молочной сыворотки, представляющий предмет изобретения, представляет собой фракцию модифицированной сладкой молочной сыворотки, то есть белок сладкой молочной сыворотки со сниженным уровнем казеин-глико-макропептида (CGMP) по сравнению с белком классической сладкой молочной сыворотки. Данная фракция сладкой молочной сыворотки называется «модифицированная сладкая молочная сыворотка» (MSW). Классическая сладкая молочная сыворотка может содержать от 4 до 40% CGMP в зависимости от способа обработки молока. Исходную сладкую молочную сыворотку можно получить при изготовлении сыра, в частности, сладкую молочную сыворотку получают после коагуляции казеина сычужным ферментом.
Фракция молочной сыворотки со сниженным CGMP, или MSW, в соответствии с изобретением обеспечивает преимущество, связанное со сниженным содержанием треонина и повышенным содержанием триптофана по сравнению с нормальной (немодифицированной) сладкой молочной сывороткой, и, следовательно, подходит в качестве источника белка для детей грудного возраста.
Данную фракцию модифицированной сладкой молочной сыворотки можно дополнительно обработать с целью удаления минералов (катионов, анионов), лактозы или любого из этих веществ. При желании сладкую молочную сыворотку можно концентрировать. Подходящие источники сладкой молочной сыворотки присутствуют на рынке.
Удаление казеин-глико-макропептида можно осуществить любым подходящим способом. Один подходящий способ описан в документе ЕР 0880902. В данном способе рН сладкой молочной сыворотки при необходимости доводят до 1-4,3. Затем сладкую молочную сыворотку приводят в контакт со слабо анионной смолой, которая является преимущественно щелочной, до тех пор, пока рН сладкой молочной сыворотки не стабилизируется на уровне приблизительно 4,5-5,5. Затем собирают фракцию сладкой молочной сыворотки, из которой было удалено требуемое количество казеин-глико-макропептида. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, такая фракция белка молочной сыворотки со сниженным уровнем CGMP содержит приблизительно 28% белка, из которых CGMP составляет 2-3% от общего количества белка, и, следовательно, называется «MSWP28».
MSW, предназначенная для применения в соответствии с изобретением, может, конечно, содержать более высокий процент белка, чем в MSWP28, например, 30-99% белка.
MSWP может быть негидролизованным. В альтернативном варианте осуществления фракция модифицированного белка сладкой молочной сыворотки может быть частично или высоко гидролизованной для предотвращения аллергических реакций у детей грудного возраста, подверженных риску аллергии, и для облегчения переваривания белка. Процесс гидролиза можно проводить по желанию и так, как известно в данной области. По существу гидролизат сывороточного белка получают путем ферментативного гидролиза фракции сладкой молочной сыворотки в один или более этапов. Например, для получения высоко гидролизованного белка белки сладкой молочной сыворотки могут быть подвергнуты тройному гидролизу с использованием, например, алкалазы 2,4 л (ЕС 940459), затем нейтразы 0,5 л (имеется в продаже от компании Novo Nordisk Ferment AG), а затем панкреатина при 55°С. Альтернативно для получения фракции белка, гидролизованной в меньшей степени, сладкую молочную сыворотку можно подвергнуть двойному гидролизу с использованием, например, ферментов NOVOZYME, а затем панкреатина.
Если используемый MSWP по существу не содержит лактозы, то установлено, что в процессе гидролиза белок подвергается блокаде лизина в гораздо меньшей степени. Это позволяет снизить степень блокады лизина с приблизительно 15% вес. общего лизина до менее чем приблизительно 10% вес. лизина; например, приблизительно 7% вес. лизина. Это существенно улучшает питательное качество источника белка.
Дозы MSWP:
Модифицированный белок сладкой молочной сыворотки можно вводить ребенку грудного возраста или ребенку младшего возраста в дозе 1,6-3,2 г белка / 418,4 кДж (100 ккал), предпочтительно 1,6-2,2 г белка / 418,4 кДж (100 ккал) и еще более предпочтительно 1,8-2,1 г белка / 418,4 кДж (100 ккал).
Для недоношенных детей имеются специальные рекомендации, опубликованные Комитетом по питанию ESPGHAN, по количеству белка, которое им необходимо получать. В случае недоношенных детей, родившихся с весом менее 1 кг, рекомендованное потребление белка составляет от 3,6 до 4,1 г белка / 418,4 кДж (100 ккал). Для детей грудного возраста, родившихся с весом от 1 до 1,8 кг, рекомендованное потребление белка составляет от 3,2 до 3,6 г бежа /418,4 кДж (100 ккал) [Agostini et al (2010) JPGN 2010 (50), 1, Enteral Nutrient Supply for Preterm Infants].
Таким образом, количество MSWP, вводимого недоношенному ребенку грудного возраста, надлежащим образом адаптировано в соответствии с текущими рекомендациями. Например, если в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения SWP содержит 100% белка, a MSWP составляет 80% от общего белка, вводимого недоношенному ребенку грудного возраста, то подходящее количество SWP, которое необходимо ввести недоношенному ребенку грудного возраста, составляет 2,8-3,2 г на 418,4 кДж (100 ккал) для детей менее 1 кг и 2,5-2,9 для детей с массой тела от 1 кг до 1,8 кг.
Вводимая доза MSWP должна быть такой, чтобы потребление белка субъектом находилось в пределах применимых руководящих указаний (например, рекомендаций ВОЗ или комитета ESPGHAN).
Например, в предпочтительном варианте осуществления композиция содержит от приблизительно 9,0 до приблизительно 10,0% (вес.) белка, более предпочтительно приблизительно 9,5% (вес.). Это соответствует приблизительно 1,8 г белка / 418,4 кДж (100 ккал). Преимущество, обеспечиваемое данной концентрацией белка, заключается в том, что она эквивалентна количеству белка, по существу присутствующему в грудном молоке, и соответствует нижнему пределу, описанному в Codex Alimentarius.
По существу MSWP может составлять от приблизительно 70 до приблизительно 100% от общего белка в композиции. Таким образом, он может составлять 75%, 80%, 85%, 90% или 95% белка в композиции.
Таким образом, модифицированный белок сладкой молочной сыворотки, представляющий предмет изобретения, можно по существу вводить ребенку грудного возраста или ребенку младшего возраста в дозе 1,6-3,2 г белка / 418,4 кДж (100 ккал), предпочтительно 1,6-2,2 г белка / 418,4 кДж (100 ккал) и еще более предпочтительно 1,8-2,1 г белка / 418,4 кДж (100 ккал).
Способ введения:
(i) Введение детям грудного возраста:
MSWP можно вводить детям грудного возраста напрямую перорально в отдельном виде (например, чистый или разведенный в воде или материнском грудном молоке), в качестве пищевой добавки (например, в качестве или вместе с обогатителем грудного молока), или с любой молочной добавкой, используемой во время трофического кормления, или в качестве фармацевтической или нутрицевтической композиции, или в качестве ингредиента в детской молочной смеси. Такая смесь может представлять собой «детскую смесь для недоношенных» детей грудного возраста, если ребенок родился раньше срока или с низким весом при рождении, «детскую смесь первого уровня» или «детскую смесь второго уровня». Детская смесь может также представлять собой гипоаллергенную (НА) детскую смесь, в которой гидролизованы белки коровьего молока. Пример такой детской смеси первого уровня приведен в примере 2. MSWP можно вводить в виде молочной смеси третьего уровня или в любом напитке на основе молока.
(ii) Введение детям старшего возраста:
MSWP можно также вводить перорально детям в форме фармацевтической или нутрицевтической композиции, молочной смеси третьего уровня, напитков на основе молока, пищевых добавок, молочных йогуртов, десертов и пудингов, бисквитов и зерновых батончиков, хлебных злаков и фруктовых напитков.
(iii) Введение беременным или кормящим матерям:
MSWP также можно вводить беременным или кормящим матерям перорально, предпочтительно в составе пищи, напитков, пищевых добавок или фармацевтических композиций.
(iv) Введение животным:
SWP можно также вводить перорально животным отдельно, или в воде, или в форме пищевой добавки, фармацевтической или нутрицевтической композиции, или молока, или корма для животных.
Введение с другими соединениями:
MSWP можно вводить отдельно (например, чистый или разведенный в воде или молоке, включая грудное молоко) или в составе смеси с другими соединениями (такими как пищевые добавки, питательные добавки, лекарственные препараты, переносчики, ароматизаторы, перевариваемые или неперевариваемые ингредиенты). Витамины и минеральные вещества представляют собой примеры типичных пищевых добавок. В предпочтительном варианте осуществления MSWP вводят в составе композиции, например, детской смеси, вместе с другими соединениями, которые повышают описанное благоприятное влияние на молодых млекопитающих. Например, это может быть пробиотик.
Также можно вводить другие пробиотики. Предпочтительно пробиотик можно выбрать для этой цели из группы, состоящей из Bifidobacterium, Lactobacillus, Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus, Kluyveromyces, Saccharoymces, Candida, в частности, можно выбрать из группы, состоящей из Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium adolescentis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus lactis, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus salivarius, Lactococcus lactis, Enterococcus faecium, Saccharomyces cereviside, Saccharomyces boulardii или их смесей, предпочтительно можно выбрать из группы, состоящей из Bifidobacterium longum NCC3001 (АТСС ВАА-999), Bifidobacterium longum NCC2705 (CNCM I-2618), Bifidobacterium longum NCC490 (CNCM I-2170), Bifidobacterium lactis NCC2818 (CNCM I-3446), Bifidobacterium breve штамм A, Lactobacillus paracasei NCC2461 (CNCM I-2116), Lactobacillus johnsonii NCC533 (CNCM I-1225), Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC53103), Lactobacillus rhamnosus NCC4007 (CGMCC 1.3724), Enterococcus faecium SF 68 (NCC2768; NCIMB10415) и их смесей.
Другими примерами синергетических соединений, которые можно включить в композиции, в частности, в детскую смесь, изобретения, являются пребиотические соединения. Пребиотик представляет собой неперевариваемый пищевой ингредиент, который благоприятно влияет на организм-хозяин посредством селективного стимулирования роста и/или активности одной или ограниченного числа бактерий в толстом кишечнике и, таким образом, улучшает здоровье организма-хозяина. Такие ингредиенты являются неперевариваемыми в том смысле, что они не расщепляются и не всасываются в желудке или тонком кишечнике и, таким образом, в интактном виде проходят в толстый кишечник, в котором они селективно ферментируются полезными бактериями. Примеры пребиотиков включают некоторые олигосахариды, такие как фруктоолигосахариды (FOS), олигосахариды коровьего молока (CMOS) и галактоолигосахариды (GOS). Можно использовать комбинацию пребиотиков, такую как 90% GOS и 10% короткоцепочечных фруктоолигосахаридов, например, в виде продукта, продаваемого под торговой маркой Raftilose, или 10% инулина, например, в виде продукта, продаваемого под торговой маркой Raftiline. Другие примеры пребиотиков, которые можно использовать в контексте настоящего изобретения, включают группу олигосахаридов, получаемых из молока или других источников, необязательно содержащих сиаловую кислоту, фруктозу, фукозу, галактозу или маннозу. Предпочтительными пребиотиками являются сиалоолигосахариды (SOS), фруктоолигосахариды (FOS), галактоолигосахариды (GOS), изомальтоолигосахариды (IMO), ксилоолигосахариды (XOS), арабиноксилоолигосахариды (AXOS), маннанолигосахариды (MOS), соевые олигосахариды, гликозилсахароза (GS), лактосахароза (LS), сиалиллактоза (SL), фукозиллактоза (FL), лакто-N-неотетраоза (LNNT), лактулоза (LA), палатинозаолигосахариды (РАО), мальтоолигосахариды, смолы и/или их гидролизаты, пектины, крахмалы и/или их гидролизаты. Детская смесь в соответствии с изобретением предпочтительно дополнительно содержит по меньшей мере один пребиотик в количестве от 0,3 до 10% от общей массы сухой композиции.
В частности, олигосахариды грудного молока, например, сиалилированные олигосахариды, описанные в документе WO 2012/069416, опубликованном 31 мая 2012 г., могут быть включены в композицию в соответствии с изобретением. Последние из вышеупомянутых олигосахаридов могут действовать совместно с MSWP изобретения для стимулирования здорового развития центральной нервной системы млекопитающего у ребенка грудного или старшего возраста.
Суточные дозы углеводов и всех остальных соединений, вводимых вместе с MSWP, должны всегда соответствовать опубликованным руководящим указаниям по безопасности и нормативным требованиям. Это особенно важно в отношении введения новорожденным младенцам, в частности, рожденным с низким весом при рождении, очень низким или чрезвычайно низким весом при рождении.
Композиция, например, детская смесь, содержащая MSWP для введения в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, может содержать дополнительный источник белка в таком количестве, чтобы при этом общее содержание белка составляло не более 4,0, 3,0 или 2,0 г / 418,4 кДж (100 ккал), предпочтительно от 1,8 до 2,0 г / 418,4 кДж (100 ккал). Предпочтительно, чтобы более 50% вес. источника белка представляло собой модифицированную сладкую молочную сыворотку (MSW). Тип дополнительного источника белка не считается критическим для настоящего изобретения при условии, что соблюдены минимальные требования по содержанию незаменимых аминокислот и обеспечивается удовлетворительной рост. В одном варианте осуществления содержание модифицированных белков молочной сыворотки составляет от 30% до 80%. Таким образом, можно использовать дополнительные источники белка, такие как немодифицированный белок сладкой молочной сыворотки, обезжиренное молоко, казеин или соя. В одном варианте осуществления соотношение между казеином и молочной сывороткой составляет от 70/30 до 20/80.
Белки могут быть интактными или гидролизованными или могут представлять собой смесь интактных и гидролизованных белков. Может быть желательно вводить частично гидролизованные белки (степень гидролиза от 2 до 20%), например, детям грудного возраста, предположительно подверженным риску развития аллергии на коровье молоко. При необходимости использования гидролизованных белков процесс гидролиза можно проводить по желанию и так, как известно в данной области.
Композиция может также содержать источник углеводов и/или источник жиров. Детская смесь может содержать источник липидов. Источник липидов может представлять собой любой липид или жир, который подходит для применения в детских смесях. Предпочтительные источники жиров включают пальмовое масло, подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты и сафлоровое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты. Также можно добавлять незаменимые жирные кислоты, линолевую и α-линоленовую кислоту. В композицию можно включить одну или более незаменимых длинноцепочечных жирных кислот (ДЦ-ПНЖК). Примерами ДЦ-ПНЖК, которые можно добавлять, являются докозагексаеновая кислота (DHA) и арахидоновая кислота (АА). ДЦ-ПНЖК можно добавлять в таких концентрациях, которые составляют более 0,01% от жирных кислот, присутствующих в композиции. Их можно добавлять как небольшие количества масел, содержащих высокие концентрации предварительно подготовленной арахидоновой кислоты и докозагексаеновой кислоты, например, рыбьих жиров или микробных масел. Можно добавлять пальмитиновую кислоту, предпочтительно в положении Sn-2. В целом, содержание жиров должно быть предпочтительно таким, чтобы составлять 30-55% от общей энергетической ценности детской смеси. Источник жиров предпочтительно имеет соотношение жирных кислот n-6 к n-3 от приблизительно 5:1 до приблизительно 15:1, например, от приблизительно 8:1 до приблизительно 10:1.
К питательной композиции можно добавлять дополнительный источник углеводов. Предпочтительно он должен обеспечивать от приблизительно 40% до приблизительно 80% энергетической ценности питательной композиции. Можно использовать любой подходящий углевод, например, сахарозу, лактозу, глюкозу, фруктозу, сухой кукурузный сироп, мальтодекстрин или их смесь.
При желании также можно добавлять дополнительные пищевые волокна. В случае добавления предпочтительно они должны составлять до приблизительно 5% энергетической ценности питательной композиции. Пищевые волокна могут происходить из любого подходящего источника, включая, например, сою, горох, овес, пектин, гуаровую смолу, аравийскую камедь, фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды или их смесь. В питательную композицию можно включать подходящие витамины и минеральные вещества в количестве, соответствующем применимым руководящим указаниям.
Примеры минеральных веществ, витаминов и других питательных веществ, необязательно присутствующих в детской смеси, включают витамин А, витамин В1, витамин В2, витамин В6, витамин В12, витамин Е, витамин К, витамин С, витамин D, фолиевую кислоту, инозитол, ниацин, биотин, пантотеновую кислоту, холин, кальций, фосфор, йод, железо, магний, медь, цинк, марганец, хлорид, калий, натрий, селен, хром, молибден, таурин и L-карнитин. Минеральные вещества обычно добавляют в форме соли. Присутствие и количества конкретных минеральных веществ и других витаминов зависят от целевой популяции детей грудного возраста.
Детская смесь может необязательно содержать другие вещества, которые могут оказывать благоприятное воздействие, такие как волокна, лактоферрин, нуклеотиды, нуклеозиды и т.п.
При желании в питательную композицию можно включить один или более пищевых эмульгаторов; например, эфиры диацетилвинной кислоты и моно- и диглицеридов, лецитин и моно- или диглицериды или их смесь. Можно включить аналогично подходящие соли и/или стабилизаторы. В композицию можно добавлять ароматизаторы.
Период введения:
Длительность введения может быть различной. Хотя положительные эффекты ожидаются в течение относительно короткого периода введения (например, ежедневного введения в течение от одной до двух недель новорожденным), при более длительном введении, предположительно, эффект будет больше или по меньшей мере сохранится у старших детей грудного возраста (например, длительность введения три, пять, восемь или 12 месяцев) или у детей младшего возраста (например, длительность введения вплоть до 4, или 6, или даже 10 лет). Введение можно продолжать вплоть до достижения ребенком возраста приблизительно пятнадцати или даже приблизительно двадцати лет. При введении животным применяют соответствующие длительности введения.
Беременная мать может начать принимать MSWP сразу же после того, как ей станет известно о своей беременности. Однако введение можно начинать также до начала беременности, например, если женщина пытается забеременеть. Введение можно начинать в любое время после начала беременности. Его можно начинать на относительно позднем сроке беременности, предпочтительно на 3, 4, 5, 6, 7, 8 или 9 месяце беременности в случае человеческой беременности, или в соответствующие периоды для других млекопитающих, или не позднее чем за две недели до предполагаемой даты родов.
Период введения может быть непрерывным (например, вплоть до и включая лактацию вплоть до отнятия от груди) или прерывистым. Непрерывное введение является предпочтительным в связи с развитием более устойчивого эффекта. Однако предполагается, что прерывистое введение (например, ежедневное введение в течение одной недели в месяц или каждую вторую неделю) может оказывать положительное влияние на потомство.
Введение может охватывать по меньшей мере часть периода беременности и по меньшей мере часть периода лактации, если новорожденный питается грудным молоком, или эквивалентный период, если новорожденный не питается грудным молоком. Предпочтительно период введения для беременной матери охватывает по существу весь период беременности, хотя он может быть меньше. Аналогично период введения для кормящей матери предпочтительно охватывает по существу весь период лактации, хотя, опять же, данный период может быть меньше.
Предпочтительно введение матери осуществляют посредством ежедневного приема внутрь (один или два раза в день) или еженедельного приема внутрь (один или два раза в неделю).
MSWP можно вводить ребенку грудного возраста напрямую. В частности, это актуально, если мать не кормит грудью, или после прекращения кормления грудью. Однако ребенок грудного возраста, находящийся на грудном вскармливании, также может получать MSWP путем непосредственного введения.
Предпочтительно введение ребенку грудного возраста осуществляют путем ежедневного приема внутрь. Например, если MSWP вводят в составе детской смеси, введение осуществляют во время каждого кормления, то есть от приблизительно четырех до приблизительно шести раз в сутки для детей грудного возраста младше одного года, причем число кормлений уменьшается с возрастом. Для детей грудного возраста старше одного года введение можно осуществлять реже, один или два раза в сутки. Для детей раннего возраста и детей младшего возраста введение можно осуществлять ежедневно или еженедельно (один или два раза в неделю).
Введение ребенку грудного возраста путем либо грудного вскармливания, либо непосредственного введения, либо обоими способами можно продолжать вплоть до шести месяцев, или даже одного года, или дольше. Таким образом, MSWP можно вводить во время лактации, если происходит лактация, или после частичного или полного отнятия от груди. Введение ребенку грудного возраста можно продолжать в течение раннего периода жизни и даже вплоть до возраста двадцати лет.
Влияние введения MSWP:
В эксперименте на крысах, подробно описанном в примере 1, оценивали влияние введения MSWP на созревание нейронов в коре головного мозга, которое связано с высшей когнитивной функцией.
В данном эксперименте детенышам крыс с задержкой внутриутробного развития, индуцированной диетой матери (группа PR), и детенышам, у которых отсутствовала ЗВУР (CTRL), вводили в качестве добавки, со 2 дня после рождения, воду (контрольные животные; а именно CTRL-w и PR-w) или модифицированный белок сладкой молочной сыворотки (PR-MSW Р28).
Через 2 недели после рождения, после умерщвления, оценивали развитие нейронов в головном мозге по уровням нейрональных маркеров в коре.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что MSWP и/или содержащие MSWP композиции настоящего изобретения стимулируют экспрессию двух белков, вовлеченных в рост, жизнеспособность, пластичность и дифференцировку нейронов и глиальных клеток (а именно, нейротрофического фактора мозга (BDNF)) и в миелинизацию нейронов (а именно, МВР).
Увеличенная экспрессия нейротрофического фактора мозга (BDNF):
Нейротрофический фактор мозга (BDNF) представляет собой нейротрофический фактор, который обеспечивает жизнеспособность, рост и дифференцировку нейронов [Huang, Е.J. and Reichardt, L.F. (2001)]. Он является мощным модулятором синаптической пластичности (Kiriana K. Et al., Brain-Derived Neurotrophic Factor: A Dynamic Gatekeeper of NeuralPlasticity, Current Molecular Pharmacology, 2010, 3, 12-29, Review). В головном мозге BDNF проявляет активность в коре, в областях, ответственных за обучение и высшее мышление, и имеется множество сообщений в литературе, связывающих BDNF с обучением и памятью.
Обнаружено, что уменьшение дисфункции обучения и памяти у крыс, индуцированное лекарственным средством, связано с увеличением уровней экспрессии BDNF [Dai, М.Н., et al. (2011); Effect of venlafaxine on cognitive function and hippocampal brain-derived neurotrophic factor expression in rats with post-stroke depression, Zhejiang Da XueXueBao YiXue Ban, 40(5): 527-34].
Таким образом, снижение или инактивация экспрессии BDNF в коре ребенка грудного возраста или плода может привести к нарушению способности к обучению и памяти как важных доменов когнитивной функции у ребенка грудного возраста, которые могут сохраняться в детском и взрослом возрасте.
Уровни BDNF оценили в коре детенышей после умерщвления (PND14). Результаты показаны на фиг. 1. Они были снижены, но несущественно, у детенышей PR-w по сравнению с CTRL-w.
Добавление MSW Р28 существенно увеличило уровни зрелого BDNF по сравнению с PR-w, тогда как добавление концентрата ростовых факторов не оказало влияния.
Учитывая эти данные и известную роль BDNF в жизнеспособности, процессах роста и дифференцировки нейронов, увеличение уровня экспрессии, наблюдаемое в данной животной модели, вероятно, обеспечивает биологические и когнитивные преимущества и нейропротекцию в ходе постнатального развития.
Увеличение экспрессии основного белка миелина (МВР):
Уровни экспрессии основного белка миелина (МВР) измеряли в животной модели примера 1. Результаты показаны на фиг. 2.
Уровень МВР оценивали в коре детенышей после умерщвления (PND14). У детенышей PR-W он сохранился на уровне, аналогичном уровню у CTRL-W (фиг. 2). MSWP28 существенно увеличил уровень МВР в коре, тогда как концентрат ростовых факторов не вызвал такого эффекта. Другие фракции молока либо не оказывали влияния, либо существенно снижали уровни белка МВР.
МВР (основные белки миелина) представляют собой белки, имеющие большое значение в процессе миелинизации нервов. Хорошо известно, что они являются основными белковыми компонентами миелиновой мембраны, и поэтому они входят в группу наиболее распространенных в ЦНС белков [Fulton et al. (2010), The multiple roles of myelin protein genes during the development of the oligodendrocyte. ASN NEURO 2(1):art:e00027.doi:10.1042/AN20090051].
Процесс миелинизации важен для быстрого распространения нейронного сигнала, обеспечивая эффективную тканевую связность в пределах различных областей головного мозга и улучшая нейронные проводящие пути, соединяющие отдельные области головного мозга, которые необходимы для когнитивной, сенсорной и моторной функций.
Миелинизация играет ключевую роль на этапе развития головного мозга человека и завершается по меньшей мере через 10-12 и даже 20 лет после рождения. [Baumann, N. and Pham-Dinh, D. (2001)]. Таким образом, скорость развития миелинизации определяет скорость развития соответствующих функций головного мозга.
Учитывая эти данные и известную роль МВР в процессе миелинизации нервов, увеличение уровня экспрессии белка после добавления фракции молока MSWP28, вероятно, приводит к улучшению миелинизации и когнитивных функций.
Следовательно, введение MSWP увеличивает экспрессию МВР, тем самым обеспечивая появление достаточных или даже оптимальных уровней миелинизации у молодого млекопитающего. Это обеспечивает эффективную тканевую связность в пределах различных областей головного мозга и здоровое развитие нейронных проводящих путей, соединяющих отдельные области головного мозга, которые необходимы для когнитивной, сенсорной и моторной функций.
Введение MSWP способствует созданию прочного основания для оптимального роста головного мозга как у доношенных, так и у недоношенных детей грудного возраста, посредством увеличения экспрессии таких маркеров, как МВР и BDNF.
Как видно по увеличению индуцированных MSWP уровней экспрессии двух важных биомаркеров (BDNF и МВР) в примере 1, введение MSWP молодым млекопитающим стимулирует формирование процессов, контролируемых этими биомаркерами; это приводит к здоровому формированию коры головного мозга и соответствующих нейронных проводящих путей, необходимых для нормальной когнитивной функции у молодого млекопитающего. Таким образом, введение MSWP также предотвращает или уменьшает тяжесть нарушения когнитивной функции у молодого млекопитающего, в частности, у молодых млекопитающих, подверженных риску или страдающих нарушением когнитивной функции.
Таким образом, введение MSWP предотвращает или лечит такие расстройства, как нарушение способности к обучению, потеря или нарушение высшей функции мышления и исполнительных функций, нарушение памяти, нарушение концентрации, задержка языкового развития, патологическое снижение интеллекта, патологическое снижение умственной деятельности, нарушение/расстройство настроения или аутизм у детей от рождения до старшего юношеского возраста (20 лет).
Наблюдается положительное влияние на созревание нейронов, в частности, в структурах головного мозга, связанных с когнитивной функцией. Увеличение экспрессии BDNF оказывает положительное воздействие на рост, жизнеспособность, пластичность и дифференцировку нейронов. Увеличение экспрессии МВР оказывает положительное воздействие на передачу сигналов в головном мозге, что содействует миелинизации.
Таким образом, MSWP можно вводить после обнаружения задержки развития ЦНС и, в частности, головного мозга. Это может произойти, например, в результате любых стрессовых ситуаций, таких как ситуации, влияющие на плод (в утробе), например, ЗВУР, которые могут происходить после любого нежелательного явления во время беременности (например, активного или пассивного курения матери, приема лекарств матерью, низкого качества плаценты, неправильного расположения плаценты, неправильного питания матери и/или плода и т.д.). Задержка развития ЦНС и, в частности, головного мозга может также происходить у новорожденных (гипоксия/ишемия при рождении, оксигенотерапия и гипероксия, воспаление, потребность в парентеральном питании и т.д.) или по любой причине, приводящей к окислительному стрессу.
У детей грудного возраста MSWP и/или содержащие MSWP композиции настоящего изобретения можно использовать профилактически для предотвращения расстройств, связанных с задержкой или нарушением развития коры головного мозга и соответствующих нейронных проводящих путей, и, в частности, для защиты этих структур от любого стресса, например, возникающего в период развития нейронов, и, вследствие этого, для ограничения и/или предотвращения вызванной стрессом задержки роста нейронов и сопутствующего нарушения когнитивной функции.
Благоприятное влияние MSWP на здоровое развитие центральной нервной системы млекопитающего в отношении эффективного формирования когнитивной функции конкретизируется в параграфах ниже.
Пример 1
Исследование на животных (кормление и умерщвление):
Эксперименты на животных выполняли в соответствии с разрешением №2120, выданным Office  Cantonal, Etat de Vaud. Двухмесячные самки крыс Спрег-Доули после одной недели беременности были получены от Harlan, г. Барселона. В день их прибытия самок крыс помещали в индивидуальные клетки и случайным образом распределяли в контрольную группу (CTRL) или в группу с ограничением белка (PR). У животных был неограниченный доступ к пище и воде, и для них поддерживали 12-часовой цикл дня и ночи.
Диеты самок CTRL и PR подробно описаны в таблице 1. Самки CTRL получали контрольную диету, содержащую 20% белка (казеина) в соответствии со стандартным требованием по обеспечению крысы белком во время беременности [Reeves, P.G., Nielsen, F.H., Fahey, G.C., JR. 1993. AIN-93 Purified Diets for Laboratory Rodents: Final Report of the American Institute of Nutrition Ad Hoc Writing Committee on the Reformulation of the AIN-76A Rodent Diet. J. Nutr. 123:1939-1951]. Самки PR получали диету PR, содержащую 10% белка (казеина). Обе диеты были изокалорийными, причем дефицит белка компенсировали путем добавления кукурузного крахмала.
Самки CTRL и PR получали соответствующие диеты в период беременности и лактации вплоть до дня умерщвления (постнатальный день 14 (PND 14)
В PND 2 детенышей случайным образом распределяли между самками одной и той же экспериментальной группы, и размер помета доводили до 9 детенышей на одну самку, причем минимальное число самцов составляло от четырех до пяти на один помет.
С PND 2 до PND 14 контрольным или получающим лечение группам ежедневно в пищу добавляли рукой/пипеткой воду или одну из следующих фракций молока, соответственно. Объем добавок постепенно адаптировали с целью достижения требуемого роста детенышей крыс (150 мкл/100 г массы тела). Он обеспечивал 1-5 мг белка в сутки на одного детеныша.
Группы и диеты были следующими:
1) CTRL-w: детеныши CTRL, рожденные от самок CTRL, получавшие в качестве добавки воду.
2) PR-w: детеныши PR, рожденные от самок PR, получавшие в качестве добавки воду.
3) PR-MSWP28: детеныши PR, рожденные от самок PR, получавшие в качестве добавки MSWP28.
5) PR - концентрат GF: детеныши PR, рожденные от самок PR, получавшие в качестве добавки концентрат GF.
Фракции молока:
- MSWP28: Сладкая молочная сыворотка, модифицированная с помощью запатентованного способа  (удаление CGMP). Фракция MSWP содержит приблизительно 28% белка, из которого на долю CGMP приходится 2-3% от общего белка.
- Концентрат GF: концентрат ростовых факторов, реализуемый на рынке компанией Tatua, Новая Зеландия. Он содержит обогащенные концентрации IGF и TGF.
Их вводили детенышам в виде добавок с одинаковым содержанием азота (12% белков).
Умерщвление (PND14, n=6 / группа) детенышей осуществляли путем декапитации после галотановой анестезии. Вскрывали череп, извлекали цельный головной мозг, быстро рассекали кору и немедленно замораживали в жидком азоте, после чего помещали на хранение при -80°С до дальнейшего использования.
Оценка уровней экспрессии белка:
После изолирования гиппокамп и кору детенышей PND14 каждой группы гомогенизировали с помощью гомогенизатора Tissue Lyser II (Qiagen, США), в растворе PBS, рН 7,4 и смеси нативных ингибиторов протеаз (30 мг ткани на 500 мкл буферного раствора, Roche Diagnostics, г. Мангейм, Германия). Определяли концентрацию белка (ВСА, Bio Rad). Белки (20-40 микрограмм, в зависимости от оцениваемого маркера) разделяли с помощью электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия (SDS-Page), переносили в нитроцеллюлозную мембрану, а затем фиксировали в 3% BSA. Относительные уровни BDNF (нейротрофического фактора мозга) и МВР (основного белка миелина) оценивали с использованием специфических антител Rb α BDNF (Santa Cruz) и Mse α МВР (Millipore). Детекцию осуществляли с использованием конъюгированных с пероксидазой хрена хемилюминесцентных реагентов (ECL plus, Amersham), а количественное определение - с использованием программного обеспечения AIDA Basic.
Статистические данные:
Влияние ограничения белка оценивали путем сравнения групп PR и CTRL. Влияние добавлений фракции молока оценивали путем сравнения группы PR, получавшей добавку, с группой PR-w. Возможное восстановление до уровней CTRL оценивали путем сравнения каждой группы PR, получавшей добавку, с группой CTRL-w. Для анализа данных использовали непараметрические способы. Критерий суммы рангов Уилкоксона использовали для проверки различий между типами лечения. Также использовали метод Ходжеса-Лемана для расчета парного различия между типами лечения с доверительным интервалом 95%.
Пример 2
Ниже приведен пример композиции детской смеси для применения в соответствии с настоящим изобретением. Эта композиция приводится только в качестве иллюстрации. Источник белка представляет собой смесь 60% MSWP28 и 40% казеина.