СТИМУЛЯТОР СЕКРЕЦИИ ГЛЮКАГОН-ПОДОБНОГО ПЕПТИДА 1, ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ ИЛИ НАПИТКИ, СТИМУЛИРУЮЩИЕ СЕКРЕЦИЮ ГЛЮКАГОН-ПОДОБНОГО ПЕПТИДА 1, ИНГИБИТОР ПОСТПРАНДИАЛЬНОЙ ГИПЕРГЛИКЕМИИ И ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ ИЛИ НАПИТКИ, ИНГИБИРУЮЩИЕ ПОСТПРАНДИАЛЬНУЮ ГИПЕРГЛИКЕМИЮ
GLUCAGON-LIKE PEPTIDE-1 SECRETAGOGUE, FOODSTUFFS AND BEVERAGES STIMULATING CLUCAGON-LIKE PEPTIDE 1 SECRETION, POSTPRANDIAL HYPERGLYCEMIA INHIBITOR AND FOODSTUFFS AND BEVERAGES INHIBITING POSTPRANDIAL HYPERGLYCEMIA

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к стимулятору секреции глюкагон-подобного пептида 1 и продуктам питания или напиткам, стимулирующим секрецию глюкагон-подобного пептида 1, содержащим κ-казеин в качестве активного ингредиента. Кроме того, настоящее изобретение относится к ингибитору постпрандиальной гипергликемии и продуктам питания или напиткам, ингибирующим постпрандиальную гипергликемию, содержащим κ-казеин в качестве активного ингредиента.
Заявка претендует на приоритет в соответствии с японской патентной заявкой №2005-288338, содержание которой включено путем отсылки в настоящую заявку.
Предпосылки изобретения
Сахарный диабет - одна из самых распространенных болезней обмена веществ. В настоящее время численность больных сахарным диабетом составляет 200 миллионов человек. Предполагается, что к 2025 году эта цифра превысит 300 миллионов, в особенности это увеличение затронет Юго-Восточную Азию и Западно-тихоокеанский регион, где наблюдается рост общей численности населения. В Японии в настоящее время количество больных диабетом составляет 15 миллионов человек, включая больных пограничным диабетом; существуют опасения, что в будущем эта цифра увеличится.
Сахарный диабет подразделяется на два типа. При инсулинзависимом сахарном диабете (диабете 1 типа) иммунная система атакует В-клетки поджелудочной железы, что приводит к постепенному уменьшению числа клеток, производящих инсулин. Диабет 1 типа составляет 5-10% случаев заболевания. Инсулиннезависимый сахарный диабет (диабет 2 типа) обусловлен снижением чувствительности тканей к инсулину (инсулинрезистентностью) при приеме глюкозы. При диабете 2 типа уровень инсулина остается нормальным или даже повышается, что приводит к истощению В-клеток. В настоящее время диабет 2 типа составляет 90-95% случаев заболевания сахарным диабетом.
В настоящее время инсулинзаместительная терапия применяется для компенсации дисфункции В-клеток при диабете 1 типа, а также на поздних стадиях диабета 2 типа. Однако этот метод сопряжен с трудностями, в частности, постпрандиальный уровень глюкозы в крови не всегда возвращается к нормальному в зависимости от степени выраженности симптомов. Также необходимо тщательное планирование лечения во избежание гипергликемии, гипогликемии, метаболического ацидоза и кетоза.
Кроме того, в случае диабета 2 типа обычно применяют препараты, стимулирующие продукцию или секрецию инсулина В-клетками, или средства, снижающие инсулинрезистентность. Однако такие средства повышают продукцию или секрецию инсулина вне зависимости от уровня глюкозы в крови, поэтому уровень глюкозы в крови должен регулироваться с помощью диеты во избежание гипогликемии. У этой терапии существуют многочисленные побочные эффекты - вздутие живота, метеоризм, скопление газов в кишечнике, жидкий стул, диарея, боли в животе. Также с помощью теста на уровень гликозилированного гемоглобина А1 с было выявлено, что средства, понижающие инсулинрезистентность, не всегда приводят к ожидаемому улучшению симптоматики (непатентный документ 1) и что в то же время длительное применение этих средств может приводить к развитию побочных эффектов вплоть до сердечной недостаточности.
С другой стороны, известно, что глюкагон-подобный пептид-1 (ГПП-1) - гормон, секретируемый L-клетками желудочно-кишечного тракта, - приводит к усилению секреции инсулина, стимуляции центра насыщения и снижению кишечной перистальтики, вызванной приемом пищи (непатентный документ 2). Считается, что эти эффекты связаны с ингибированием постпрандиальной гипергликемии (повышения уровня глюкозы в крови после приема пищи).
Эффекты ГПП-1 не проявляются при падении уровня глюкозы в крови ниже 60 мг/дл, таким образом, можно сказать, что терапия препаратами ГПП-1 позволяет контролировать уровень глюкозы в крови более эффективно по сравнению с традиционной инсулиновой терапией (непатентный документ 3). Кроме того, ГПП-1 обладает рядом важнейших дополнительных функций, в частности: стимуляция пролиферации и диффенцировки В-клеток для защиты поджелудочной железы; ингибирование глюконеогенеза в печени; повышение чувствительности клеток к инсулину, а также повышение утилизации глюкозы в периферических тканях (непатентные документы 4 и 5).
Вследствие этого многие фармацевтические компании проводят научные исследования возможного терапевтического эффекта ГПП-1 в отношении диабета 2 типа. Однако ГПП-1 отличается крайне низкой стабильностью в организме, в связи с чем необходима, в частности, разработка наиболее подходящих путей и методов введения данного средства, а также поиск более устойчивых функциональных аналогов. Практическое применение этих методов на настоящий момент находится в стадии разработки.
Таким образом, в настоящее время исследуются не только варианты прямого введения ГПП-1, но и вещества, стимулирующие высвобождение эндогенного ГПП-1 в организме. Также известны вещества натурального происхождения, способные стимулировать высвобождение ГПП-1.
Так, например, в патентном документе 1 раскрывается, что кислотные казеины и подобные им соединения обладают эффектом стимуляции секреции ГПП-1. На фиг.1 патентного документа 1 приведены результаты исследования стимулирующего эффекта на секрецию ГПП-1 с помощью методики in vitro. Результаты показывают, что кислотные казеины обладают способностью повышать секрецию ГПП-1 приблизительно в два раза по сравнению с контролем. Кроме того, кислоторастворимые белки казеиновых мицелл повышают секрецию ГПП-1 приблизительно в шесть раз по сравнению с контролем.
Далее, в патентном документе 2 раскрывается, что гликомакропептид казеина (ГМПК) также обладает стимулирующим воздействием на секрецию ГПП-1. ГМПК - пептид, получающийся при расщеплении химозином связи между фенилаланином-105 и метионином-106 полипептидной цепи κ-казеина. На фиг.1 и фиг.2 патентного документа 2 приведены результаты исследования стимулирующего эффекта на секрецию ГПП-1 с помощью методики in vitro. Результаты показывают, что кальциевая и натриевая соль ГМПК обладают способностью повышать секрецию ГПП-1 в два-три раза по сравнению с контролем.
В силу натурального происхождения и высокой безопасности этих соединений ожидается, что их прием больными, страдающими диабетом, в том числе больными пограничным диабетом, позволит контролировать уровень глюкозы в крови после приема пищи, не опасаясь развития гипогликемии.
(Патентный документ 1) Европейская патентная заявка №1367065
(Патентный документ 2) Международная заявка РСТ № WO 01/37850 (публикация)
(Непатентный документ 1) Ghazzi et al., Diabetes, Vol.46, №3, p.433-439 (1997)
(Непатентный документ 2) Wettergren A, et al., Digestive Diseases and Sciences (Dig Dis Sci), Vol.38, p.665-673 (1993)
(Непатентный документ 3) Nauck et al., Diabetologia, Vol.36, p.741-744 (1993)
(Непатентный документ 4) M.L.Vellanueva et al., Diabetologia, Vol.37, p.1163 (1994)
(Непатентный документ 5) D.J.Drucker, Diabetes, Vol.47, p.159 (1998).
Раскрытие изобретения
Задачи, решаемые изобретением
Однако вещества, описанные в патентных документах 1 и 2, обладают эффектом повышения секреции ГПП-1 в два-три раза, максимум в шесть раз по сравнению с контролем. Для достижения заметного эффекта необходимо принять внутрь значительное количество этих веществ. Как указано в патентном документе 2, оптимальная доза ГМПК составляет 5-10 грамм на 100 грамм пищи.
Кроме того, для получения кислоторастворимых белков казеиновых мицелл, описанных в патентном документе 1, необходимо отделить сыворотку от молока путем кальциевой преципитации для получения казеиновых мицелл и затем полученные мицеллы растворить в кислоте. Эти вещества возможно получить из молока только в очень небольших количествах. Несмотря на то что они повышают секрецию ГПП-1 в шесть раз по сравнению с контролем, что несколько выше, чем наблюдается в случае кислотных казеинов, производство кислоторастворимых белков казеиновых мицелл в количествах, необходимых для их практического применения, представляется затруднительным.
Также известны различные типы веществ натурального происхождения, обладающие эффектом стимуляции секреции ГПП-1, но все они малопригодны для практического применения.
Задачей настоящего изобретения, направленной на решение рассмотренных выше проблем, является разработка стимулятора секреции ГПП-1 и ингибитора постпрандиальной гипергликемии, обладающего сильным стимулирующим эффектом на секрецию ГПП-1 и, как следствие, сильным ингибирующим эффектом на постпрандиальную гипергликемию. Данное вещество будет производиться из безопасных ингредиентов натурального происхождения в количестве, пригодном для практического применения.
Кроме того, задачей изобретения является разработка продуктов питания и напитков, стимулирующих секрецию ГПП-1, а также продуктов питания и напитков, ингибирующих постпрандиальную гипергликемию, которые обладают сильным стимулирующим эффектом на секрецию ГПП-1 и, как следствие, сильным ингибирующим действием на постпрандиальную гипергликемию, которые возможно использовать в массовом производстве продуктов питания и напитков.
Средства решения задач
Для решения вышеописанных задач в настоящем изобретении используются следующие конструкции:
(1) Стимулятор секреции глюкагон-подобного пептида 1, содержащий κ-казеин в качестве активного ингредиента.
(2) Продукт питания или напиток, стимулирующий секрецию глюкагон-подобного пептида 1, который содержит казеин, полученный из молока, где массовая доля κ-казеина составляет не менее 60% казеина, полученного из молока.
(3) Продукт питания или напиток, стимулирующий секрецию глюкагон-подобного пептида 1, согласно абзацу 2, дополнительно содержащий углевод.
(4) Ингибитор постпрандиальной гипергликемии, содержащий κ-казеин в качестве активного ингредиента.
(5) Продукт питания или напиток, ингибирующий постпрандиальную гипергликемию, содержащий казеин, полученный из молока, где массовая доля κ-казеина составляет не менее 60% казеина, полученного из молока.
(6) Продукт питания или напиток, ингибирующий постпрандиальную гипергликемию, согласно абзацу 5, дополнительно содержащий углевод.
Эффекты изобретения
Стимулятор секреции ГПП-1, описанный в настоящем изобретении, содержит получаемый из молока κ-казеин в качестве активного ингредиента, и таким образом, является безопасным для применения. Также, поскольку κ-казеин обладает сильно выраженным эффектом стимуляции секреции ГПП-1 и поскольку активный ингредиент κ-казеин может быть получен в больших количествах, изобретение может быть осуществлено с высокой эффективностью.
Поскольку продукты питания или напитки, стимулирующие секрецию ГПП-1, представленные настоящим изобретением, содержат κ-казеин в гораздо больших количествах, чем обычное молоко, стимулирующий эффект на секрецию ГПП-1 оказывается очень высоким. Также эффективность изобретения оказывается высокой, поскольку возможно массовое производство. Кроме того, поскольку κ-казеин сам по себе обладает питательной ценностью, продукты питания или напитки прекрасно подходят в качестве лечебной диеты для больных диабетом, которым необходимо получать питательные вещества, в то же время держа под контролем уровень глюкозы в крови.
Ингибитор постпрандиальной гипергликемии, описанный в настоящем изобретении, содержит получаемый из молока κ-казеин в качестве активного ингредиента, и таким образом, является безопасным для применения. Кроме того, понижение уровня глюкозы в крови достигается за счет стимуляции секреции ГПП-1, таким образом, не приводя к гипогликемии. Также, поскольку ингибирование постпрандиальной гипергликемии оказывается чрезвычайно эффективным и поскольку активный ингредиент κ-казеин может быть получено в больших количествах, изобретение обладает высокой эффективность.
Поскольку продукты питания или напитки, ингибирующие постпрандиальную гипергликемию, которые представлены настоящим изобретением, содержат κ-казеин в гораздо больших количествах, чем обычное молоко, ингибирование постпрандиальной гипергликемии оказывается чрезвычайно эффективным. Кроме того, понижение уровня глюкозы в крови достигается за счет стимуляции секреции ГПП-1 κ-казеином, что позволяет избежать гипогликемии. Также эффективность изобретения оказывается высокой, поскольку возможно массовое производство. Кроме того, поскольку κ-казеин сам по себе обладает питательной ценностью, продукты питания или напитки прекрасно подходят в качестве лечебной диеты для больных диабетом, которым необходимо получать питательные вещества, в то же время держа под контролем уровень глюкозы в крови.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 приведен график, иллюстрирующий результаты экспериментального Примера 1.
На фиг.2 приведен график, иллюстрирующий результаты экспериментального Примера 2.
Лучший вариант осуществления изобретения
Будут детально описаны предпочтительные воплощения настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение не ограничено нижеописанными предпочтительными воплощениями и может быть модифицировано по желанию в рамках настоящего изобретения.
Стимулятор секреции ГПП-1
Стимулятор секреции ГПП-1, описанный в настоящем изобретении, содержит κ-казеин в качестве активного ингредиента. В описании настоящего изобретения слова «содержит κ-казеин в качестве активного ингредиента» следует понимать как «содержит κ-казеин в количестве, достаточном для достижения желаемого эффекта (стимуляции секреции ГПП-1 в случае стимулятора секреции ГПП-1 или ингибирования постпрандиальной гипергликемии в случае ингибитора постпрандиальной гипергликемии, описанного ниже)». Кроме того, в описании настоящего изобретения слова «стимулирует секрецию ГПП-1» следует понимать как «стимулирует секрецию ГПП-1 клетками, исходно способными секретировать ГПП-1».
К-казеин - белок, содержащийся в молоке. Белки молока подразделяются на казеины, содержащиеся в казеиновых мицеллах, и белки сыворотки, содержащиеся в молочной сыворотке. При добавлении к обезжиренному молоку, получающемуся при снятии жира с молока, кислоты до рН 4,6 при температуре 20°С белки, выпадающие в осадок, являются казеинами, а белки, остающиеся в супернатанте, - белками сыворотки.
s
2
s
Казеины далее разделяются на α-казеин, β-казеин, κ-казеин и небольшое количество γ-казеина. При разделении методом фронтального электрофореза κ-казеин мигрирует с наибольшей скоростью (α-казеин) и растворяется в растворе 0,4М CaCl (4°C, pH 7,0). В отличие от α-казеина и β-казеина κ-казеин легко растворяется в воде, что облегчает его использование в качестве компонента пищевых продуктов. κ-Казеин составляет около 10% всей массы молочного белка.
κ-Казеин не тождествен ГМПК: ГМПК является продуктом распада κ-казеина.
κ-Казеин может быть выделен из сырого молока, обезжиренного молока, казеина, казеината натрия, кислотного казеина и подобных продуктов с помощью хорошо известных методов, в частности: разделения с помощью центрифугирования, коррекции pH с помощью кислоты и добавления мочевины, серной кислоты или кальция.
Например, для получения обезжиренного молока фаза сливок отделяется от молока с помощью центрифугирования, затем pH раствора доводится до 4,6, чтобы вызвать преципитацию казеинов. Далее, сывороточная фракция отделяется с помощью центрифугирования для получения фракции казеинов. Затем отделенную фракцию казеинов растворяют вновь при pH 8,0, добавляют хлорид кальция и удаляют неспецифический осадок путем центрифугирования и сбора супернатанта. Супернатант подвергают диализу и последующей лиофилизации с целью получения белковой смеси с преобладанием κ-казеина.
Для перорального приема предпочтительно использовать метод кальциевой преципитации. Для использования в качестве компонента пищевых продуктов предпочтительно использовать κ-казеин высокой степени очистки для точного регулирования добавляемого количества.
В настоящем изобретении было обнаружено, что κ-казеин обладает чрезвычайно высоким стимулирующим эффектом на секрецию ГПП-1. ГПП-1 - гормон, секретируемый L-клетками желудочно-кишечного тракта, - приводит к усилению секреции инсулина, стимуляции центра насыщения, снижению кишечной перистальтики и т.д. Считается, что все эти эффекты связаны с ингибированием постпрандиальной гипергликемии. Кроме того, эффекты ГПП-1 не проявляются при падении уровня глюкозы в крови ниже 60 мг/дл, таким образом, можно сказать, что терапия стимуляторами секреции ГПП-1 позволит контролировать уровень глюкозы в крови более эффективно и безопасно по сравнению с традиционной инсулиновой терапией.
Кроме того, ГПП-1 обладает рядом важнейших дополнительных функций, в частности: стимуляция пролиферации и диффенцировки В-клеток для защиты поджелудочной железы; ингибирование глюконеогенеза в печени; повышение чувствительности клеток к инсулину, а также повышение утилизации глюкозы в периферических тканях. Эти эффекты связаны с ингибированием постпрандиальной гипергликемии. Таким образом, ГПП-1 оказывается эффективным для предупреждения или лечения диабета.
Стимулятор секреции ГПП-1, описанный в настоящем изобретении, может использоваться, к примеру, в качестве компонента лекарственного средства или компонента, добавляемого в продукты питания или напитки.
В случае лекарственной композиции ее введение человеку или животному может осуществляться, к примеру, пероральным или энтеральным способом, или через зонд. В соответствии с целями и способами лечения могут применяться различные дозировки и лекарственные формы. Типичными примерами возможных лекарственных форм могут служить таблетки, драже, порошок, жидкая композиция, суспензия, эмульсия, гранулы и капсулы.
Не существует никаких специфических ограничений на применение различных вспомогательных веществ для изготовления композиций. Могут использоваться вспомогательные вещества, обычно используемые в медицинских композициях, в частности: наполнители, связующие вещества, разрыхляющие вещества, смазывающие вещества, стабилизаторы, вкусовые добавки, разбавители и растворители для инъекций.
В качестве наполнителей могут использоваться: производные сахара, в том числе лактоза, сахароза, глюкоза, маннит и сорбит; производные крахмала, в том числе кукурузный крахмал, картофельный крахмал, желатинизированный крахмал, декстрин и карбоксиметил крахмал; производные целлюлозы, в том числе кристаллическая целлюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и кальций-карбоксиметилцеллюлоза; гуммиарабик; декстран; пуллулан; силикатные производные, в том числе безводная кремниевая кислота, синтетический силикат алюминия и алюмометасиликат магния; фосфатные производные, в том числе фосфат кальция; карбонатные производные, в том числе карбонат кальция; а также сульфатные производные, в том числе сульфат кальция.
В добавление к вышеперечисленным наполнителям в качестве связующих веществ могут использоваться: желатин; поливинилпирролидон; макрогол.
В добавление к вышеперечисленным наполнителям в качестве разрыхляющих веществ могут использоваться: химически модифицированный крахмал или производные целлюлозы, в том числе натрий-карбоксиметилцеллюлоза, натрия карбоксиметил крахмал и высокомолекулярный поливинилпирролидон.
В качестве смазывающих веществ могут использоваться: тальк; стеариновая кислота; стеараты металлов, в том числе стеарат кальция и стеарат магния; коллоидный кремний; воскоподобные вещества, в том числе вигум (Veegum) и спермацеты; борная кислота; гликоль; жирные кислоты, в частности фумаровая и адипиновая кислоты; карбоксилаты натрия, в частности бензоат натрия; сульфаты, в частности сульфат натрия; лейцин; лаурилсульфаты, в частности лаурилсульфат натрия и лаурилсульфат магния; кремниевые кислоты, в частности безводная и водная кремниевые кислоты; и производные крахмала.
В качестве стабилизаторов могут использоваться: сложные эфиры парагидроксибензойной кислоты, в частности метилпарабен и пропилпарабен; спирты, в частности хлорбутанол, бензиловый и фенилэтиловый спирты; хлорид бензалкония; уксусный ангидрид; и сорбиновая кислота.
В качестве вкусовых добавок могут использоваться подсластители, регуляторы кислотности и отдушки.
В качестве растворителей для инъекций могут использоваться вода, этиловый спирт и глицерин.
Стимулятор секреции ГПП-1, описанный в настоящем изобретении, может содержаться в продуктах питания или напитках для получения продуктов питания или напитков, стимулирующих секрецию ГПП-1. Не существует специальных ограничений в отношении формы стимулятора секреции ГПП-1, содержащегося в продуктах питания или напитках, он может состоять из белков, содержащих κ-казеин в качестве основного компонента, или может содержать дополнительные ингредиенты помимо κ-казеина, разрешенные к применению в производстве продуктов питания и напитков.
Эффективная доза стимулятора секреции ГПП-1 варьируется в зависимости от степени выраженности симптомов диабета, возраста пациента и других факторов в случае перорального введения, а также в случае добавления в продукты питания или напитки, однако оптимальная доза составляет 5-500 мг/кг в день, а для активного ингредиента (κ-казеин) оптимальная доза составляет 25-150 мг/кг в день.
Продукты питания или напитки, стимулирующие секрецию ГПП-1
Продукты питания или напитки, стимулирующие секрецию ГПП-1, содержат казеин, получаемый из молока, где массовая доля κ-казеина составляет не менее 60% всего казеина, получаемого из молока. В молочных продуктах, содержащих нормальное молоко или казеин, полученный из молока, массовая доля κ-казеина составляет около 13%.
В то же время, поскольку продукты питания и напитки, стимулирующие секрецию ГПП-1, содержат гораздо больший процент κ-казеина (массовая доля не менее 60%), такие продукты питания или напитки могут использоваться в качестве активного ингредиента для достижения эффектов, сходных с действием стимулятора секреции ГПП-1.
Не существует специфических ограничений на процент содержания κ-казеина в продуктах питания или напитках, стимулирующих секрецию ГПП-1, описанных в настоящем изобретении. Предпочтительно, чтобы κ-казеин содержался в концентрации, достаточной для поступления в организм дозы, достаточной для эффективной стимуляции секреции ГПП-1 в течение дня; обычно массовая доля κ-казеина составляет 0,05-2,5%.
К примеру, если пациент массой 50 кг принимает продукт питания или напиток, стимулирующий секрецию ГПП-1, содержащий 1,5 г κ-казеина на 100 г продукта или напитка, доза оказывается равной 30 мг/кг. Это количество сравнимо с желательной эффективной дневной дозой стимулятора секреции ГПП-1, таким образом потребление умеренных количеств такого продукта питания или напитка способно привести к тем же эффектам, что и прием стимулятора секреции ГПП-1.
Кроме того, поскольку κ-казеин сам по себе обладает питательной ценностью, вышеописанный продукт питания или напиток может применяться в качестве лечебной диеты или компонента смеси для энтерального питания для больных диабетом, которым необходимо получать питательные вещества, в то же время держа под контролем уровень глюкозы в крови, и функционального питания (специального лечебного питания, специального диетического питания, в том числе питания для больных, специального здорового питания).
При производстве продуктов питания или напитков согласно данному изобретению, стимулирующих секрецию ГПП-1, в качестве исходных материалов может быть использован стимулятор секреции ГПП-1 и другие ингредиенты, пригодные для включения в продукты питания или напитки. Также в существующие составы продуктов питания или напитков может быть добавлен стимулятор секреции ГПП-1, описанный выше.
Что касается других ингредиентов, могущих содержаться в продуктах питания или напитках, стимулирующих секрецию ГПП-1, любые ингредиенты, разрешенные к применению в пищевой промышленности положениями о безопасности пищевой продукции, в частности, Законом о безопасности пищевой продукции, могут быть использованы без каких-либо специальных ограничений в том случае, если их использование не ослабляет эффект стимуляции секреции ГПП-1. Например, продукты питания и напитки могут содержать углеводы, в частности декстрин и крахмал; белки, в частности желатин, соевый и кукурузный белок; аминокислоты, в частности аланин, глутамин и изолейцин; полисахариды, в частности целлюлозу и гуммиарабик; а также жиры и масла, в частности, соевое масло и триглицериды со средней длиной цепи. В случае содержания углеводов эффект настоящего изобретения особенно важен, так как оно позволяет получать питательные вещества, в то же время держа под контролем уровень глюкозы в крови.
Не существует специальных ограничений на вид пищевого продукта или напитка, стимулирующего секрецию ГПП-1. Примерами таковых являются: напитки, в частности кофе, чай, безалкогольные напитки, газированные напитки, питательные напитки, напитки на основе молочной кислоты (включая концентрированные основные растворы и порошки для приготовления этих напитков); замороженные десерты, в частности мороженое, замороженные десерты с фруктами и ледяная стружка; лапша, в частности гречневая лапша, японская пшеничная лапша, китайская вермишель, тесто для китайских пельменей и корзиночек шао май, китайская лапша и лапша быстрого приготовления; кондитерские изделия, в частности карамель, жевательная резинка, леденцы, мармелад, шоколад, пастилки, батончики, печенье, желе, джем, кондитерский крем и мучные изделия; рыбные и мясные полуфабрикаты и готовые продукты, в частности, рыбная паста, ветчина и сосиски; молочные продукты, в частности переработанное молоко и кисломолочные продукты; жиры, масла и продукты из переработки, в частности, масло для салата, масло для жарки, маргарин, майонез, разрыхлители, взбитые сливки и заправки для салата; приправы в частности, соусы и подливки, а также супы, рагу, салаты, деликатесы, соленья и хлебобулочные изделия.
Продукты питания или напитки, стимулирующие секрецию ГПП-1, описанные в настоящем изобретении, желательно маркировать инструкцией по употреблению, где будет отмечен их стимулирующий эффект на секрецию ГПП-1. В частности, такие продукты питания и напитки желательно продвигать на рынке как «продукт питания или напиток, стимулирующий секрецию ГПП-1, содержащий κ-казеин в качестве активного ингредиента».
В данном случае термин «маркировать» обозначает все способы информирования потребителя о вышеупомянутой инструкции, и любая маркировка, которая предполагает или подразумевает вышеупомянутую инструкцию, может подпадать под термин «маркировать» настоящего изобретения вне зависимости от цели маркировки, содержания маркировки, средств маркировки и так далее. Примерами таковых являются: маркировка вышеописанной инструкцией по употреблению товаров, соответствующим продуктам питания или напиткам, описанным в настоящем изобретении, а также их упаковок; передача и доставка, демонстрация с целью передачи и доставки, импорт или снабжение с помощью средств электронной телекоммуникации товарами или упаковками, маркированными вышеописанной инструкцией по употреблению, демонстрация или распространение рекламы, прейскурантов или товарных документов, маркированных вышеописанной инструкцией по употреблению, или предоставление информации о содержимом, маркированном вышеописанной инструкцией с помощью средств электронной коммуникации, в частности интернета.
Предпочтительна маркировка, одобренная государством (к примеру, маркировка, одобренная с точки зрения различных законодательных актов, принятых в государстве и выполненная с их учетом). В особенности желательна маркировка на ящиках, упаковках, каталогах, рекламных листовках, промоматериалах для точек продаж, таких как POP-материалы, и других документах.
Кроме того, примерами таковых также являются: маркировка лечебное питание, функциональное питание, энтеральное питание, специальное диетическое питание, функциональный продукт с повышенной питательной ценностью, биологически активные добавки и другие маркировки, одобренные Министерством здоровья, труда и социальной защиты, такие как специальное лечебное питание и маркировки, одобренные другими законодательными актами. Примерами последних являются маркировка специальное лечебное питание, специальное лечебное питание при заболеваниях, маркировка, сообщающая, что продукт питание воздействует на структуру и функции организма, маркировка, указывающая на снижение риска заболевания. В качестве типичных примеров можно привести маркировку специальное лечебное питание, введенную усиливающей поправкой к Закону об охране здоровья (постановление №86 Министерства здоровья, труда и социальной защиты Японии от 30 апреля 2003 г.) (в особенности маркировка инструкциями по применению в здравоохранении) и подобные ей.
Слова и предложения, используемые для такой маркировки, не ограничиваются терминами «для стимуляции секреции глюкагон-подобного пептида-1» и «для стимуляции секреции ГПП-1», но могут включать любые другие термины, подразумевающие стимулирующее действие на секрецию ГПП-1.
Ингибитор постпрандиальной гипергликемии, описанный в настоящем изобретении, содержит в качестве активного ингредиента κ-казеин и является аналогичным стимулятору секреции ГПП-1, описанному в настоящем изобретении. Как указано выше, ГПП-1 обладает ингибирующим действием на постпрандиальную гипергликемию. Ингибитор постпрандиальной гипергликемии, описанный в настоящем изобретении, содержит в качестве активного ингредиента κ-казеин, обладающий стимулирующим действием на секрецию ГПП-1, и таким образом обладает сильным ингибирующим действием на постпрандиальную гипергликемию.
Далее, как было описано выше, ГПП-1 является безопасным и эффективным веществом, влияющим на уровень глюкозы в крови. Кроме того, ГПП-1 обладает рядом других эффектов, связанных с его ингибирующим действием на постпрандиальную гипергликемию. Следовательно, ГПП-1 является эффективным средством для профилактики и лечения диабета.
Продукты питания или напитки, ингибирующие постпрандиальную гипергликемию, описанные в настоящем изобретении, содержат казеин, получаемый из молока. Массовая доля κ-казеина составляет не менее 60% казеина, получаемого из молока. В случае содержания в продукте питания или напитке углеводов, эффект настоящего изобретения особенно важен, так как оно позволяет получать питательные вещества, в то же время держа под контролем уровень глюкозы в крови. Продукты питания или напитки, ингибирующие постпрандиальную гипергликемию, описанные в настоящем изобретении, аналогичны продуктам питания или напиткам, стимулирующим секрецию ГПП-1, описанным в настоящем изобретении.
Поскольку продукты питания или напитки, ингибирующие постпрандиальную гипергликемию, содержат большое количество κ-казеина (массовая доля κ-казеина не менее 60%) в качестве активного ингредиента, такие продукты питания или напитки оказывают на организм воздействие, сходное с таковым ингибитора постпрандиальной гипергликемии.
Так же как продукты питания или напитки, стимулирующие секрецию ГПП-1, продукты питания или напитки, ингибирующие постпрандиальную гипергликемию, желательно маркировать инструкцией по применению, которая бы указывала на специальное назначение продуктов для ингибирования постпрандиальной гипергликемии. Примером такой маркировки может служить «продукт питания или напиток, ингибирующий постпрандиальную гипергликемию, содержащий κ-казеин в качестве активного вещества».
Слова и предложения, используемые для подобной маркировки, не ограничиваются терминами «ингибирующий постпрандиальную гипергликемию», но могут включать любые другие термины, подразумевающие ингибиторное действие на постпрандиальную гипергликемию.
Примеры
Пример эксперимента 1
1. Приготовление экспериментальных образцов
s
Обезжиренное сухое молоко (производство Morinaga Milk Industry CO., LTD), гликомакропептид (ГМП) (производство Arla Foods Ingredients amba), казеин (производства Fonterra Co-operative Group Ltd., Alacid 720), α-казеин (производство Sigma-Aldrich Corp, массовая доля 70%), β-казеин (производство Sigma-Aldrich Corp., массовая доля 90%) и κ-казеин (производство Sigma-Aldrich Corp., массовая доля 80%) растворялись по отдельности в буфере Кребс-Рингер-HEPES для приготовления экспериментальных образцов до концентрации 10 мг/мл или 50 мг/мл тотального белка в растворе. В качестве контроля использовался буфер Кребс-Рингер-HEPES.
2. Получение линии дифференцированных клеток человека гастроинтестинального происхождения.
2
Линия клеток человека гастроинтестинального происхождения NCI-H716 (CCL-251) была приобретена в Американской коллекции типовых культур (ATCC). Приобретенная клеточная линия культивировалась в среде RPMI1640 (производство Sigma-Aldrich Corp., R8758) с добавлением 10 мМ HEPES-буфера, (производство Sigma-Aldrich Corp., H0887), 1 мМ пирувата натрия (производство Sigma-Aldrich Corp., S8636), 13,9 мМ глюкозы, 10% объема эмбриональной телячьей сыворотки, 100 ед/мл пенициллина и 100 мкг/мл стрептомицина (производства Invitrogen Corporation, 15140-122). Все компоненты среды смешивались в условиях 37°С в атмосфере, содержащей 5% СО.
6
2,
Культивируемые клетки линии собирались путем центрифугирования и ресуспендировались в среде DMEM (производство Sigma-Aldrich Corp.), содержащей 10% объема эмбриональной телячьей сыворотки, в концентрации 1×10клеток в мл. Далее аликвоты суспензии объемом 250 мкл распределялись по ячейкам плашки. Дно ячеек покрывалось матригелем производства Becton, Dickinson and Company. Клетки культивировались в течение 2 дней при 37°С в атмосфере, содержащей 5% СОдля дифференцировки в клеточную линию, обладающую секреторным потенциалом в отношении ГПП-1.
3. Оценка стимуляции секреции ГПП-1
2
Культуральная среда для роста линии дифференцированных клеток человека гастроинтестинального происхождения, приготовленная согласно п.2, заменялась на 250 мкл опытного образца, приготовленного согласно п.1, и клетки инкубировались в течение 2 часов при 37°С в атмосфере, содержащей 5% СО. К культуральному супернатанту, полученному в результате центрифугирования, добавлялся коктейль ингибиторов протеаз (производство Nacalai Tesque, Inc.). Полученная смесь хранилась при -80°С до измерения концентрации.
Образец, хранившийся при -80°С, размораживался. Измерялась концентрация ГПП-1, секретированного в культуральный супернатант. Концентрация ГПП-1 измерялась при помощи набора для иммуноферментного анализа для определения концентрации ГПП-1 (производство Phoenix Pharmaceuticals, Inc.).
4. Результаты измерений
Результаты измерений приведены в таблице 1 и на фиг.1 (измерение повторялось трижды для каждого образца). В таблице 1 термин «против контроля» означает деление на 0,055 - среднюю величину значений, характерных для контрольного образца. Среднеквадратичное отклонение контрольных величин составляло 0,012 нг/мл.
s
Как видно из таблицы 1, κ-казеин оказывал стимулирующий эффект на секрецию ГПП-1 по сравнению с контролем (в 175 раз больше контрольной величины при концентрации 10 мг/мл и в 789 раз больше контрольной величины при концентрации 50 мг/мл). Как показано на фиг.1, эти величины были значительно больше экспериментальных значений для казеина и других фракций казеина (α-казеин и β-казеин). Таким образом, данный эксперимент демонстрирует, что κ-казеин обладает ярко выраженным стимулирующим эффектом на секрецию ГПП-1.
Таблица 1
10 мг/мл
50 мг/мл
Среднее значение(нг/мл)
Средне-квадратичноеотклонение(нг/мл)
Против контроля
Среднее значение(нг/мл)
Среднеквадратичноеотклонение(нг/мл)
Против контроля
Обезжиренное сухое молоко
0,304
0,045
5,53
1,51
0,210
27,5
ГМП
0,265
0,043
4,82
0,573
0,130
10,1
Казеин
1,94
0,300
35,3
6,75
0,890
123
α<sub>s</sub>-казеин
2,41
0,380
43,9
10,1
1,60
184
β-казеин
1,64
0,140
29,9
7,21
0,900
131
κ-казеин
9,63
1,00
175
43,4
4,90
789
Пример эксперимента 2
1. Материалы и методы
18 мышей весом 31-33 г, имеющихся в продаже (самцы в возрасте 7 недель, линия Slc:ddy, предоставлены Japan SLC, Inc.), содержались на нормальной диете в течение 14 дней и затем в течение следующих 20 часов животных не кормили. Были замерены вес мышей и содержание глюкозы в крови, после чего мышей разделили на две группы: контрольная группа и группа мышей, получающих κ-казеин, таким образом, что средний вес и средний уровень глюкозы в крови мышей обеих групп были равны.
Далее, мышам из группы, получающей κ-казеин, принудительно перорально вводили экспериментальный раствор, содержащий 25 мг κ-казеина и 2000 мг растворимого крахмала на килограмм веса животного, растворенных в стерильной дистиллированной воде. В то же время мышам из контрольной группы принудительно перорально вводили экспериментальный раствор, содержащий 2000 мг растворимого крахмала на килограмм веса животного, растворенных в стерильной дистиллированной воде.
Производился забор крови из хвостовой вены от момента введения животным экспериментального раствора до 120 минут после введения животным экспериментального раствора с интервалом в 30 минут. Уровень глюкозы в крови (уровень глюкозы в крови, мг/дл) измерялся с помощью глюкометра «One Touch Ultra» (производство Johnson & Johnson K.K.).
2. Результаты эксперимента
В таблице 2 приведены значения веса мышей 1-9 контрольной группы в момент времени перед введением экспериментального раствора и измеренные величины уровня глюкозы в крови (мг/дл) от момента введения животным экспериментального раствора (0 минут) до 120 минут после введения животным экспериментального раствора (120 минут) с интервалом 30 минут. Также приведены средние значения величин и среднеквадратичные отклонения для веса животных и соответствующих величин уровня глюкозы в крови.
Далее, в таблице 3 приведены значения веса мышей 1-9 из группы, получающей κ-казеин, в момент времени перед введением экспериментального раствора и измеренные величины уровня глюкозы в крови (мг/дл) от момента введения животным экспериментального раствора (0 минут) до 120 минут после введения животным экспериментального раствора (120 минут) с интервалом 30 минут. Также приведены средние значения величин и среднеквадратичные отклонения для веса животных и соответствующих величин уровня глюкозы в крови.
Таблица 2
Контрольнаягруппа
Масса тела (г)
0 минут (мг/дл)
30 минут (мг/дл)
60 минут (мг/дл)
90 минут (мг/дл)
120 минут (мг/дл)
1
38,4
80
238
212
181
148
2
39,3
71
192
189
142
108
3
36,6
75
229
208
156
126
4
33,7
74
196
156
145
124
5
39,2
95
237
202
170
127
6
38,5
66
242
218
188
155
7
41,1
82
225
183
130
116
8
43,1
104
237
219
181
169
9
38,8
86
222
206
169
135
Среднеезначение
38,7
81,4
224
199
162
134
Среднеквадратичноеотклонение
2,63
12,0
18,4
20,2
20,2
19,6
Таблица 3
Группа, получающая κ-казеин
Масса тела (г)
0 минут (мг/дл)
30 минут (мг/дл)
60 минут (мг/дл)
90 минут (мг/дл)
120 минут (мг/дл)
1
41,7
85
201
202
168
132
2
38,9
74
175
159
121
91
3
38,6
93
208
182
151
116
4
35,9
65
178
182
143
72
5
40,0
69
179
170
129
102
6
33,9
70
152
123
98
67
7
37,6
89
207
176
148
124
8
41,7
102
226
200
154
114
9
37,9
88
182
167
124
99
Среднее значение
38,5
81,7
190
173
137
102
Среднеквадратичное отклонение
2,55
12,6
22,4
23,7
21,2
22,3
Далее, на фиг.2 представлен график средних значений уровня глюкозы в крови, приведенных в таблицах 2 и 3, относительно времени после введения экспериментального раствора. На графике приведены средние значения величин (среднеквадратичное отклонение (вертикальные отрезки).
Статистическая значимость различий между контрольной группой и группой, получающей κ-казеин, была оценена с помощью t-теста. На фиг.2 значок * означает уровень значимости p<0,05 и значок ** означает уровень значимости p<0,01.
Как показано на фиг.2, в группе, получающей κ-казеин, наблюдалось статистически значимое ингибирование подъема уровня глюкозы в крови по сравнению с контрольной группой в моменты времени 30, 60, 90 и 120 минут после введения экспериментального раствора.
Из приведенных выше результатов можно сделать вывод, что постпрандиальная гипергликемия может быть блокирована путем введения κ-казеина.
Также измерялся стимулирующий эффект соответствующих образцов на секрецию ГПП-1 в каждый момент времени; была подтверждена корреляция этих значений со значениями ингибирующего эффекта на постпрандиальную гипергликемию.
Далее следует подробное описание настоящего изобретения со ссылками на примеры, однако настоящее изобретение не следует толковать как ограниченное этими примерами.
Пример 1
Имеющийся в продаже казеин в количестве 14 кг (Alacid 720: производство Fonterra Co-operative Group Ltd.) был добавлен к 77 кг дистиллированной воды и растворен в ней путем доведения pH до 8,0 с помощью водного раствора гидроксида натрия с концентрацией 5 г/100 мл. К получившемуся раствору добавляли водный раствор хлорида кальция с концентрацией 40 г/100 мл до конечной концентрации 300 мМ, полученная смесь стерилизовалась путем нагрева до 85°С в течение 10 минут. Полученный раствор отстаивался в течение 1 часа, после чего подвергался центрифугированию при 5000 g. После сбора супернатанта, его ультрафильтрации и последующей лиофилизации было получено около 900 г очищенного κ-казеина.
Полученный очищенный продукт был растворен в дистиллированной воде. Степень очистки была подтверждена путем электрофореза в полиакриламидном геле (SDS-PAGE) с последующей денситометрией (ATTO's Densitometry Software производства ATTO Corporation). По показаниям денситометрии, массовая κ-казеина составляла не менее 60%.
Полученным κ-казеином наполняли желатиновые капсулы №1 по списку Фармакопеи Японии (производство Aliment Industry Co., Ltd.). Место соединения корпуса и крышки капсулы запечатывалось желатином для получения ингибитора постпрандиальной гипергликемии, содержащего κ-казеин в качестве активного ингредиента.
Пример 2
К-казеин, имеющийся в продаже (производства Sigma-Aldrich Corp., массовая доля κ-казеина 80%), использовался для получения продукта питания, имеющего следующий состав:
Таблица 4
(Жидкая пища)
Количество в смеси (г)
κ-казеин
0,7
Декстрин
13,8
Растительное масло
2,9
Сахарный песок
0,5
Соевый белок
3,3
Целлюлоза
0,4
Регулятор кислотности
0,3
Хлорид магния
0,05
Эмульгатор
0,1
Отдушка
0,1
Загуститель
0,01
Всего (растворено в дистиллированной воде)
100 мл
Применяемость в производственных условиях
Стимулятор секреции ГПП-1, описанный в настоящем изобретении, содержит получаемый из молока κ-казеин в качестве активного ингредиента и, таким образом, является безопасным для применения. Также, поскольку κ-казеин обладает сильно выраженным эффектом стимуляции секреции ГПП-1 и поскольку κ-казеин может быть получен в больших количествах, изобретение обладает высокой применяемостью.
Поскольку продукты питания или напитки, стимулирующие секрецию ГПП-1, описанные в настоящем изобретении, содержат κ-казеин в гораздо больших количествах, чем обычное молоко, стимулирующий эффект на секрецию ГПП-1 оказывается очень высоким. Также применяемость изобретения оказывается высокой, поскольку возможно массовое производство. Кроме того, поскольку κ-казеин сам по себе обладает питательной ценностью, продукт питания или напиток прекрасно подходит в качестве лечебной диеты для больных диабетом, которым необходимо получать питательные вещества, в то же время держа под контролем уровень глюкозы в крови.
Ингибитор постпрандиальной гипергликемии, описанный в настоящем изобретении, содержит получаемый из молока κ-казеин в качестве активного ингредиента и, таким образом, является безопасным для применения. Кроме того, понижение уровня глюкозы в крови достигается за счет стимуляции секреции ГПП-1, таким образом не приводя к гипогликемии. Также, поскольку ингибирование постпрандиальной гипергликемии оказывается чрезвычайно эффективным и поскольку действующий ингредиент κ-казеин может быть получен в больших количествах, изобретение обладает высокой применяемостью.
Поскольку продукты питания или напитки, ингибирующие постпрандиальную гипергликемию, описанные в настоящем изобретении, содержат κ-казеин в гораздо больших количествах, чем обычное молоко, ингибирование постпрандиальной гипергликемии оказывается чрезвычайно эффективным. Кроме того, понижение уровня глюкозы в крови достигается за счет стимуляции секреции ГПП-1 κ-казеином, что позволяет избежать гипогликемии. Также применяемость изобретения оказывается высокой, поскольку возможно массовое производство. Кроме того, поскольку κ-казеин сам по себе обладает питательной ценностью, продукт питания или напиток прекрасно подходит в качестве лечебной диеты для больных диабетом, которым необходимо получать питательные вещества, в то же время держа под контролем уровень глюкозы в крови.