КОМПОЗИЦИЯ ИЗ ЖИРА ВЕСЛОНОГИХ РАКООБРАЗНЫХ, ПРЕПАРАТ, СОДЕРЖАЩИЙ ЭТУ КОМПОЗИЦИЮ, ВКЛЮЧАЮЩУЮ ЖИР, ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ НАКОПЛЕНИЯ ВИСЦЕРАЛЬНОГО ЖИРА, УЛУЧШЕНИЯ ТОЛЕРАНТНОСТИ К ГЛЮКОЗЕ, ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИЛИ ЛЕЧЕНИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ И РАССТРОЙСТВ, СВЯЗАННЫХ С ОЖИРЕНИЕМ
COMPOSITION OF COPEPODS FAT, PREPARATION CONTAINING SUCH FAT COMPOSITION, USING IT FOR REDUCING VISCERAL FAT STORAGE, IMPROVING GLUCOSE TOLERANCE, PREVENTING OR TREATING OBESITY-RELATED DISEASES AND DISORDERS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к композиции, включающей жир, в частности к композиции, включающей жир, которая снижает накопление висцерального жира в организме и улучшает толерантность к глюкозе и, соответственно, может быть использована для лечения заболеваний, связанных с ожирением. Композиции, включающие жир, согласно настоящему изобретению входят в состав фармацевтических препаратов, пищевых добавок и функциональных пищевых продуктов и пищевых составов.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Распространенность ожирения среди людей значительно возросла за последние 2-3 десятилетия во всех индустриализированных и урбанизированных странах, ожирение также начинает угрожать здоровью людей в развивающихся странах, перенимающих западный стиль жизни и пищевые привычки. Нет никаких признаков того, что существующая эпидемия ожирения находится под контролем, также отсутствуют признаки изменения существующей тенденции к лучшему.
Ожирение имеет ряд последствий для здоровья человека, таких как возрастное ухудшение метаболизма, резистентность к инсулину, диабет 2 типа, сердечно-сосудистые заболевания, метаболический синдром и ранняя, неожиданная смерть.
Очевидной причиной ожирения является продолжительный общий дисбаланс между поступлением энергии с пищей и энергетическими затратами организма. Если люди потребляют больше энергии, чем тратят, остаток запасается в форме жира. Физиологические и медицинские последствия такого энергетического дисбаланса усугубляются сидячим образом жизни и избыточным потреблением продуктов, богатых сахарами и насыщенными жирами.
Висцеральное ожирение связано с гораздо более высоким риском смертности у людей, чем общее ожирение; существует сильная корреляция между заболеваниями, связанными с ожирением, и накоплением висцерального жира. Например, индивиды со значительными жировыми отложениями и те, у которых формируется тип распределения жира, известный как центральное ожирение или абдоминальное ожирение, особенно подвержены развитию диабета (D.Callagherer al. Adipose tissue distribution is different in type 2 diabetes. American Journal of Clinical Nutrition 2009; 89: 807-814). Прямая причинная связь между диабетом и накоплением висцерального жира была продемонстрирована путем изучения эффектов хирургического удаления висцерального жира (Barzilai, N., G.Gupta. Interaction between Aging and Syndrome X: New Insights on the Pathophysiology of Fat Distribution. Annals New York Academy of Sciences 1999; 58-72; D.M.Huffman, N.Barzilai, Role of visceral adipose tissue in aging, Biochim. Biophys. Acta 1790, 2009: 1117-1123). Такие исследования продемонстрировали, что висцеральная жировая ткань обладает высокой метаболической активностью и играет ведущую роль в развитии связанных с ожирением проблем со здоровьем и что экспрессия генов в подкожной жировой ткани находится под контролем висцеральной жировой ткани. Для ограничения мировой эпидемии ожирения и снижения ее вреда для здоровья следует уделить особое внимание поиску путей противодействия развитию центрального ожирения и накоплению висцерального жира.
Специалисты в области здравоохранения не сомневаются, что более здоровый образ жизни и общее улучшение питания оказали бы колоссальное положительное влияние на заболевания, связанные с ожирением. Помимо сидячего образа жизни, существующую эпидемию ожирения чаще всего связывают с количеством потребляемой пищи и природой углеводородов и жиров, используемых в западных рационах. Однако было трудно предсказать, как отдельные компоненты рациона повлияют на характер накопления (распределения) жира в организме и на заболевания, связанные с ожирением. Например, для экспертов в данной области было практически невозможно предсказать даже на основании самых современных имеющихся данных по биохимии и физиологии, что употребление напитков, в которые в качестве подсластителя входит фруктоза, а не глюкоза, вызывает дислипиемию и приводит к увеличению висцерального ожирения и снижению чувствительности к инсулину у людей с ожирением (K.L.Stanhope et al. Consuming fructose-sweetened, not glucose-sweetened, beverages increase visceral adiposity and lipids and decrease insulin sensitivity in overweight/obese humans. J. Clin. Invest. 2009; 119 (5): 1322-1334). Современное понимание того, что определяет характер накопления жира внутри тела, в первую очередь основано на опыте. Это также относится накапливающимся подтверждениям корреляции между заболеваниями, связанными с ожирением, и отношением n-6/n-3 жирных кислот в липидах пищи. Если это отношение слишком высоко, как в западных рационах, влияние на здоровье человека будет негативным (А.Р.Simpoulos. The importance of the Omega-6/Omega-3 Fatty Acid Ratio in Cardiovascular Disease and Other Chronic Diseases. Society for Experimental Biology and Medicine 2008; 674-688; G. Ailhaud et al. An emerging risk factor for obesity: does disequilibrium of polyunsaturated fatty acid metabolism contribute to excessive adipose tissue development? British Journal of Nutrition 2008; 100:461-470), особенно, если высокое относительное содержание n-6 жирных кислот в рационе определяется «незаменимой жирной кислотой» - линолевой кислотой (С18:3n-6).
В западных рационах отношение n-6/n-3 жирных кислот может составлять до 15/1, в то время как в начале эволюции это отношение в рационе человека, наиболее вероятно, было около 1/1, что определило наше генетическое устройство, связанное с питанием. Соответственно, специалисты по питанию рекомендуют нивелировать негативные эффекты западных рационов путем обогащения пиши растительными маслами или жирами морского происхождения, богатыми n-3 жирными кислотами, что делает отношение n-6/n-3 в пище ближе к тому, к которому люди генетически приспособлены. Жиры, богатые n-3 жирными кислотами, жиры морского происхождения и растительные масла, могут использоваться для изменения n-6/n-3 баланса пищевых липидов в более здоровом направлении.
В 1993 г. Бельцунг с соавторами опубликовали результаты диетологических исследований по сравнению типа накопления жира у крыс Wistar, получавших рационы с высоким содержанием жира (20% масс.), отношения n-6/n-33 жирных кислот в которых составляли 6,85/1 (смесь 1:1 говяжьего жира и оливкового масла), 0,3/1 (жир сельди) и 0.14/1 (концентрат ЕРА (эйкозапентаноевая кислота = С20:5n-3) и DMA (докозагексаноевая кислота = C22:6n-3) (F.Belzung et al. Fish oil n-3 fatty acids selectively limit the hypertrophy of abdominal fat depots in growing rats fed high-fat diets. The American Physiological Society 1993; R1111-R1118). Они показали, что рост животных был одинаковым на всех трех рационах с высоким содержанием жиров и что влияния на подкожный и брыжеечный жир не было. Однако накопление абдоминального жира было меньше у животных, которые получали жир сельди или концентрат EPA/DHA вместо смеси говяжьего жира и оливкового масла. Авторы предположили, что наблюдаемые различия были связаны с существенными различиями в метаболизме этих трех источников липидов, включая обусловленные рационом различия в составе жирных кислот мембран клеток животных и различия в синтезе жирных кислот, продукции простагландинов и модуляции активности ферментов печени. Следует отметить, что в этих исследованиях омега-3 составляли 40% (использовались в виде концентрата) и 20% (жир сельди) общего количества пищевых липидов (>20% масс.), что соответствует ежедневному потреблению омега-3 в диапазоне от 0,7 до 1,4 грамм. В исследованиях на крысах по изучению влияния ЕРА или DHA на экспрессию генов, участвующих в метаболизме в белом жире (Т.Raclot et al. Site-specific regulation of gene expression by n-3 polyunsaturated fatty acids in rat white adipose tissues. Journal of Lipid Research 1997; 38: 1963-1971), ежедневное потребление этих жирных кислот составляло 0,9 грамм. Таким образом, у крыс Wistar, потреблявших большие количества рыбьего жира или концентрированных омега-3, накапливалось меньше висцерального жира, чем у крыс, которых кормили рационом из смеси бараньего жира и оливкового масла.
Несмотря на то что важность образа жизни и питания для здоровья человека известна, когда встает вопрос о готовности изменить вредные привычки, возникают значительные психосоциальные препятствия. Особенно сложно изменить сложившиеся пищевые приоритеты в обществе, даже среди людей, которые понимают и осознают, что их стиль жизни и пищевые привычки являются нездоровыми. В этой ситуации может быть желательно иметь несколько стратегий в дополнение к убеждению людей в необходимости полностью изменить свой образ жизни, которые могли бы противодействовать современной эпидемии ожирения, в частности висцерального ожирения, приводящего к диабету и другим проблемам со здоровьем. Существуют лекарственные средства против диабета, однако не существует средства, которое действовало бы, в первую очередь, путем подавления накопления висцерального жира, которое, как известно, вовлечено в развитие диабета 2 типа и других заболеваний. Противодиабетические средства, принадлежащие к группе тиазолидиндионов, действуют, например, путем повышения чувствительности организма к инсулину и используются в комбинации с диетой и упражнениями для лечения диабета 2 типа. Однако эти лекарственные средства вызывают увеличение количества жира во всем теле, что является парадоксальным в свете общего понимания того, что висцеральное ожирение является фактором, обуславливающим развитие диабета 2 типа. Лекарственные средства группы статинов также рассматривали в качестве средства для предотвращения ожирения и диабета, поскольку лекарства этой группы подавляют увеличение веса и накопление жира. Однако они не обеспечивают селективного подавления висцерального ожирения и механизм их противодействия ожирению, по-видимому, связан с их способностью усиливать потребление кислорода при дыхании и метаболическое разрушение жира.
Соответственно, композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению очень востребована, особенно благодаря тому, что она не имеет неблагоприятных побочных эффектов и снижает накопление висцерального жира даже при использовании в виде второстепенной добавки к существующему западному рациону с высоким содержанием жира.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На Фиг.1 показано общее количество околопочечного жира в зависимости от массы тела у крыс, получавших контрольный рацион с низким содержанием жира (контроль), вызывающий ожирение рацион с высоким содержанием жира (HF), и вызывающий ожирение рацион с высоким содержанием жира, содержащий 1.5% масс. композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению, СО (жир веслоногих ракообразных) (HF + 1.5% СО) (n=10).
На Фиг.2 показана способность к окислению глюкозы (в мкмоль/мин/г сухой массы) мышечной ткани сердца крыс, которых кормили тремя рационом сравнения с низким содержанием жира (Контроль), вызывающим ожирение рационом с высоким содержанием жира (HF) и вызывающим ожирение рационом с высоким содержанием жира, содержащим 1,5% масс. композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению (HF + 1,5% СО). Значения даны в форме среднего ±95% доверительный интервал (n=8, 6 и 6 для Контроля, HF и HF + 1,5% СО, соответственно).
На Фигуре 3 (А) показаны уровни глюкозы в крови, определенные в ходе проведения теста на толерантность к глюкозе у мышей, получавших контрольный рацион (Контроль), рацион с высоким содержанием жира (HF) и рацион с высоким содержанием жира, дополненный композицией, включающей жир (HF + 1.5% СО), соответственно.
На Фигуре 3 (В) показана площадь под кривой кривых толерантности к глюкозе, показанных на рисунке А. Данные выражены в форме среднего ±SE. *Р<0,05 для HF vs Контроль; #Р<0,05 для HF + 1.5% СО vs HF.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Приведенные ниже термины следует понимать как имеющие описанные ниже значения, если иное не указано специально.
Восковые эфиры: восковые эфиры - это эфиры между кислотами с длинными и очень длинными цепями (жирных кислот) и спиртами с длинными и очень длинными цепями (жирных спиртов). В данном контексте длинная цепь означает от 14 до 22 атомов углерода, а очень длинная цепь относится к 24 или большему числу атомов углерода.
Восковые эфиры являются важным компонентом восков. Обычно термин «воск» обозначает широкий класс липидов, характеризующихся тем, что они являются твердыми при комнатной температуре, например, такие как материал, из которого состоят медовые соты, или пчелиный воск. Однако воски могут быть как твердыми, так и жидкими. Они продуцируются животными (пчелиный воск, воск шерсти (ланолин), спермацет и жир хоплостета) и растениями (канделильский воск, карнауба, масло рисовых отрубей, сахарный тростник (поликозанол) и жожоба. Поверхности всех листьев и многие овощи и фрукты покрыты микрокристаллическим слоем воска. Воски используются в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности для защиты поверхностей.
Восковые эфиры согласно настоящему изобретению представляют собой моноэфиры длинноцепочечных ненасыщенных жирных спиртов и длинноцепочечных ненасыщенных жирных кислот, особенно омега-3 жирных кислот, и композиции, включающие жир, согласно настоящему изобретению являются полностью растворимыми и свободнотекучими при комнатной температуре.
Было показано, что композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению, применяемая в качестве второстепенной добавки к вызывающему ожирение рациону западного типа с высоким содержанием жиров, специфично подавляет накопление висцерального жира, вызываемое таким рационом. Кроме того, было показано, что композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению может противодействовать нарушению функции сердца, вызываемому таким рационом. Другими словами, композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению может противодействовать наиболее вредным эффектам западных рационов, вызывающих ожирение.
Композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению была получена из морского веслоного Calanus finmarchicus. Химический состав этого жира значительно отличается от других жиров, и его исследовали, чтобы установить, будет ли оно также отличаться в смысле возможных биомедицинских реакций, вызываемых им. Однако в предшествующем уровне техники не содержится никаких сведений, на основании которых специалист мог бы предположить, что включение всего лишь 1,5% (масс./масс.) композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению в рацион западного типа с высоким содержанием жиров (24% масс./масс.), может вызвать статистически высоко значимое снижение накопления висцерального жира у крыс, при это не влияя на рост или накопление жира в других жировых тканях. Кроме того, совершенно неожиданно композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению снижала накопление висцерального жира у крыс, которых кормили рационом с высоким содержанием жира до того же уровня, какой наблюдали у крыс, получавших рацион с низким содержанием жира (4% масс./масс.), который использовали в качестве контрольного рациона, не вызывавшего ожирение. Также очевидно, что композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению может противодействовать нарушению здоровой функции сердца, обычно наблюдаемой при вызывной ожирением диабете 2 типа, на что указывает высокий уровень сердечного метаболизма глюкозы даже после продолжительного вызывающим ожирение питания рационом с высоким содержанием жира.
Отношение n-6/n-3 жирных кислот в пищевых липидах влияет на характер накопления жира в организме. Рационы, в которых это отношение высоко (например, > 5/1), как в западных рационах с высоким содержанием жиров, с большей вероятностью вызывают центральное ожирение и накопление висцерального жира, чем рационы с низким отношением 6/n-3. Для сравнения: поскольку композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению составляла лишь малую часть вызывающего ожирение рациона западного типа с высоким содержанием жиров, отношение n-6/n-3 жирных кислот в исследованном экспериментальном рационе достигало 5/1.
Композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению содержит n-3 жирные кислоты ЕРА (эйкозапентаноевая кислота = С20:5n-3) и DHA (докозагексаноевая кислота=С22:6n-3), как и другие жиры морского происхождения. Однако уровень ЕРА и DHA несколько ниже, чем в рыбьем жире или жире криля (Таблица 1), но она богата стеаридоновой кислотой (SDA=С18:4n-3). Тем не менее, можно предположить, что причиной наблюдаемого подавления обусловленного рационом висцерального ожирения может быть присутствие ЕРА и DHA. Однако следует учесть, что восковые эфиры, включая восковые эфиры морского происхождения, перевариваются очень медленно по сравнению с триглицеридами и фосфолипидами, и что ЕРА и DHA в восковых эфирах не являются легкодоступными для всасывания в виде свободных кислот. На самом деле, среди специалистов принято мнение, что восковые эфиры не перевариваются и что жиры морского происхождения, богатые восковыми эфирами, например, полученные из Calanus finmarchicus, являются, соответственно, плохим источником ЕРА и DHA. Более того, в описанных выше экспериментах Бельцунга и его коллег (1993) количество омега-3, потребляемых животными, было в диапазоне 0,7-1,4 грамм в день. Для сравнения, включающая жир композиция согласно настоящему изобретению, добавляла к рациону крыс, которых кормили вызывающим ожирение рационом с высоким содержанием жиров, лишь 0,06 грамм омега-3 в день. Соответственно, можно заключить, что подавление накопления висцерального жира, продемонстрированное в настоящем исследовании, не может быть отнесено на счет омега-3 как в экспериментах Бельцунга с соавт., и также не может быть вызвано изменением отношения n-6/n-3 жирных кислот в направлении более здорового значения.
Композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению может быть получена из морских веслоногих ракообразных, предпочтительно из веслоного ракообразного рода Calanus, такого как Calanus finmarchicus. Для получения композиции, включающей жир, может быть использован свежесобранный, замороженный/оттаянный или дегидрированный сырой материал, любым известным специалисту способом, таким как, но не ограничиваясь перечисленными: обычная технология производства рыбьего жира, экстракция органическими растворителями или сверхкритическая флюидная экстракция или холодный отжим. Вне зависимости от процедуры получения жира и выхода жира, приблизительный состав композиции будет таким, как показано в Таблице 1.
Таблица 1
Типичный химический состав трех разных жиров морского происхождения: (А) жир веслоногих из Calanus finmarchicus, пойманного в водах Норвегии, (В) жир печени трески из атлантической трески Gadus morhua и (С) жир криля из Euphausia superba, пойманного в Южном Ледовитом океане, в мг/г жира
Классы липидов и некоторые жирные кислоты
А<sup>1</sup>
В<sup>2,4</sup>
С<sup>3,5</sup>
Триглицериды
10
955
260
Свободные жирные кислоты
90
14
13
Насыщенные жирные кислоты
160
160
300
Мононенасыщенные жирные кислоты
120
385
300
Полиненасыщенные жирные кислоты
250
475
387
n-3 жирные кислоты
240
395
332
n-6 жирные кислоты
10
50
55
18:4n-3 жирная кислота (SDA)
86
21
51
20:5n-3 жирная кислота (ЕРА)
67
72
128
22:6n-3 жирная кислота (DHA)
49
188
101
Восковые эфиры
670
0
0
Полярные липиды
<50
18
670
Нейтральные липиды
>750
967
310
<sup>1</sup> Жир веслоногих производства Calanus AS (www.calanus.no).
<sup>2</sup> Из Falch, et al., Process Biochemistry 2006;41: 666-674.
<sup>3</sup> Из Phleger, et al. Comparative Biochemistry and Physiology Part 62002; 131: 733-747.
<sup>4</sup> Из Standal et al., J. Am Oil Chem Soc 2008; 85:105-112.
<sup>5</sup> Из Hagen et al., Marine Biology 2001; 139:95-104.
Помимо заметной разницы в общем химическом составе, три вида морского жира, используемые здесь в иллюстративных целях, сильно различаются по содержанию n-3 жирных кислот (Таблица 1).
Для иллюстрации уникальности композиции согласно настоящему изобретению для сравнения приведены соответствующие составы обычного рыбьего жира (жир печени трески) и жира криля. Из приведенного общего химического анализа очевидно, что эти жиры сильно различаются, в частности, в отношении содержания в них триглицеридов, фосфолипидов, моноэфиров (восковых эфиров) и астаксантина (не показано). Следует отметить, что восковые эфиры составляют основной компонент жира веслоногих ракообразных согласно настоящему изобретению, что отличает его как от жира печени трески, так и от жира криля.
Наиболее заметное различие по составу жирных кислот между тремя видами жира состоит в том, что с жире веслоногих ракообразных содержание стеаридоновой кислоты (SDA) выше, а содержание докозогексоеновой кислоты (DHA) - ниже.
В композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению SDA, ЕРА и DHA в большой степени присутствуют в форме эфиров с ненасыщенными длинноцепочечными жирными спиртами. Таким образом, жир веслоногих ракообразных согласно настоящему изобретению значительно отличается от типичного рыбьего жира как по общему химическому составу, так и по содержанию жирных кислот. Однако он близок к другим жирам морского происхождения по общему уровню n-3 жирных кислот.
Типичный состав восковых эфиров и комбинаций жирных спиртов/жирных кислот в композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению приведен в Таблице 2.
Таблица 2
Типичный состав восковых эфиров и комбинаций спирт/жирная кислота (% (масс./масс.)) в жире веслоногих ракообразных, полученном из Calanus finmarchicus<sup>1</sup>
Восковой эфир
Основной спирт/жирная кислота
Минорный спирт/жирная кислота
% (масс./масс.)
30:1
14:0/16:1
16:1/14:0
0,8
32:1
16:0/16:1
14:0/18:1
1,9
32:2
16:1/16:1
14:0/18:2
0,6
32:4
14:0/18:4
16:0/16:4
0,9
34:1
16:0/18:1
14:0/20:1
-
20:1/14:0
17,6
34:2
16:0/18:2
16:1/18:1
0,9
34:3
16:0/18:3
16:1/18:2
-
34:4
16:0/18:4
16:1/18:3
2,7
34:5
14:0/20:5
16:1/18:4
0,4
36:1
20:1/16:0
16:0/20:1
-
22:1/14:0
21,9
36:2
20:1/16:1
16:1/20:1
2,3
36:5
16:0/20:5
20:1/16:4
1,1
36:6
16:1/20:5
14:0/22:6
0,3
38:1
22:1/16:0
16:0/22:1
2,8
38:2
22:1/16:1
20:1/18:1
3,9
38:3
20:1/18:2
22:1/16:2
0,4
38:4
20:1/18:3
22:1/16:3
0,9
38:5
20:1/18:4
22:1/16:4
5,4
38:6
16:0/22:6
16:1/22:5
-
40:2
20:1/20:1
22:1/18:1
5,9
40:3
22:1/18:2
0,7
40:5
22:1/18:4
20:1/20:4
4,7
40:6
20:1/20:5
1,5
42:2
22:1/20:1
20:1/22:1
12,7
42.6
22:1/20:5
20:1/22:5
1,5
42:7
20:1/22:6
2,0
44:2
22:1/22:1
4,9
44:7
22:1/22:6
0,6
<sup>1</sup> Составлено из Graeve, M. and Kattner, G. Species-specific differences in intact wax esters of Calanus hyperboreus и С.finmarchicus from Fram Strait - Greenland Sea. Marine Chemistry 1992; 39:269-281.
Восковые эфиры морского происхождения в композиции согласно настоящему изобретению характеризуются тем, что они являются моно- или полиненасыщенными эфирами с длинноцепочечными мононенасыщенными жирными спиртами (преобладают С16:1, С20:1 и С22:1 жирные спирты), а также высокой долей моно- и полиненасыщенных жирных кислот (преимущественно С16 до С22), включая n-3 жирные кислоты SDA (С18:4), ЕРА (С20:5) и DHA (C22:6). Соответственно, композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению, имеет низкую вязкость и является полностью свободнотекучей жидкостью при комнатной температуре.
В зависимости от используемого аналитического метода типичное содержание восковых эфиров в композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению составляет 70-90%, и при этом она содержит 10-20% других компонентов, таких как жирные кислоты, триглицериды, фосфолипиды и их остатки, стерины и пигменты. В некоторых приложениях может быть полезно или даже желательно удалить свободные жирные кислоты и другие компоненты подходящими методами, известными специалисту. Соответственно, в одном варианте осуществления настоящего изобретения композиция, включающая жир, может содержать до 100% восковых эфиров.
Было показано, что композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению может подавлять накопление висцерального жира и противодействовать нарушению здоровой функции сердца, вызываемому рационами западного типа с высоким содержанием жира, как показано на Фигурах 1-3. Таким образом, композиции согласно настоящему изобретению могут быть пригодны для предотвращения и лечения заболеваний, индуцируемых ожирением, таких как диабет 2 типа, но не ограничиваясь им.
Композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению содержит от 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70% масс. до 75%, 80%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89% 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%,96%, 97%, 98%, 99%, 100% масс. восковых эфиров. Предпочтительно, композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению содержит от 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87% 88%, 89% масс. до 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 100% масс. восковых эфиров.
Дополнительно, композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению содержит от 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10% масс.up to 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20% масс. SDA.
Содержание ЕРА в композиции, включающей жир, может составлять 3%, 4%,5%,6%, 7% по массе до 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%,15% масс.
Композиция может содержать 2%, 3%, 4%, 5% масс. до 6%, 7%, 8%, 9%, 10% масс. DHA.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения предложена композиция, включающая жир, содержащая 20-100% масс. восковых эфиров, предпочтительно, 40-85% масс. восковых эфиров, отличающаяся тем, что указанные восковые эфиры состоят из моноэфиров преимущественно моно- или полиненасыщенных С16-С22 жирных кислот и преимущественно мононенасыщенных С16, С20 и С22 жирных спиртов, для применения в качестве лекарственного средства для лечения абдоминального ожирения и заболеваний, связанных с ожирением.
В одном варианте осуществления композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению 70% или более мононенасыщенных жирных кислот в восковых эфирах представляют собой С16:1, С20:1 и С22:1.
В другом варианте осуществления предложена композиция, причем связанное с ожирением заболевание представляет собой диабет 2 типа.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена композиция, включающая жир, содержащая 5-20% масс. стеаридоновой кислоты (SDA). Также в другом варианте реализации изобретения предложена композиция, содержащая 3-20% масс. эйкозапентаноевой кислоты (ЕРА) и 2-15% масс. докозагексаеновой кислоты (DHA).
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена композиция, включающая жир, содержащая жирные спирты и SDA, DHA и ЕРА в форме моноэфиров.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложена композиция, включающая жир, дополнительно содержащая 1000-4000 ppm астаксантина.
В одном варианте реализации настоящего изобретения предложена композиция, включающая жир, отличающаяся тем, что композиция, включающая жир, выделена из веслоногого ракообразного, а в другом варианте реализации изобретения веслоногое ракообразное принадлежит к роду Calanus. В еще одном варианте реализации веслоногое ракообразное принадлежит к виду Calanus finmarchicus.
Также в качестве дополнительных вариантов реализации настоящего изобретения предложены состав пищевой добавки и функциональный пищевой продукт или пищевая композиция, содержащая композицию, включающую жир, согласно настоящему изобретению. В одном варианте реализации настоящего изобретения предложен фармацевтический состав, содержащий композицию, включающую жир, согласно настоящему изобретению. Фармацевтический состав может иметь форму капсул, таблеток, эмульсий или тоника. Далее, состав содержит одну или более фармацевтически приемлемых добавок, выбранных из группы, состоящей из адъювантов, стабилизаторов, антиоксидантов, эмульгаторов, поверхностно-активных веществ и носителей.
В одном из вариантов реализации настоящего изобретения предложено применение композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению, описанной выше, для изготовления лекарственных средств для предотвращения или лечения абдоминального ожирения. Далее предложено применение композиции, включающей жир, для изготовления лекарственных средств для предотвращения или лечения заболеваний, связанных с ожирением, где указанное заболевание, связанное с ожирением, представляет собой диабет 2 типа.
В еще одном варианте реализации настоящего изобретения предложен способ предотвращения или лечения абдоминального ожирения, в котором пациенту-человеку, нуждающемуся в таком лечении, вводят ежедневную дозу, равную 0,5-5 г композиции, включающей жир, описанной выше. Далее предложен способ предотвращения или лечения заболевания, связанного с ожирением, где указанное заболевание, связанное с ожирением, представляет собой диабет 2 типа.
В дополнение к возможности применения у млекопитающих, в частности людей, вариантом реализации настоящего изобретения является его возможное применение для предотвращения серьезных проблем у аквакультурных рыб, включая лосося и форель, но не ограничиваясь ими. Среди фермеров, разводящих рыб, и других лиц, знакомых с рыбоводством, хорошо известно, что при кормлении сухими многокомпонентными кормовыми гранулами у рыб, таких как лосось и форель, происходит накопление большого количества кишечного жира, причем эта проблема качества искусственно выращенного лосося не характерна для дикого лосося, питающегося природными пищевыми организмами в океане. Накопление висцерального жира может быть настолько значительным, что в разделанной искусственно выращенной рыбе кишечник иногда едва различим. Причина этого различия в качестве дикой и искусственно выращенной рыбы, такой как лосось и форель, не известна ни международным производителям пищевых продуктов, ни другим людям, работающим в аквакультурном секторе. Тем не менее, общепринятым мнением является, что это связано с некоторой несбалансированностью искусственного рациона, или с недостатком одного или более компонентов, входящих в состав природной пищи в океане. Таким образом, другой вариант реализации настоящего изобретения относится к обогащению кормов для данным источником пищи, либо в форме цельного препарата веслоногого ракообразного, либо в форме композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению, с целью предотвращения накопления висцерального жира в том числе и у искусственно выращиваемой рыбы.
Приведенная ниже неограничивающая экспериментальная часть иллюстрирует настоящее изобретение и подтверждает его осуществление.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Эксперименты
Эксперименты на животных проводили на Медицинском факультете Университета Трумсë (Tromsø, Норвегия). Крыс Wistar в возрасте шести недель со средней массой 162 грамм содержали в отдельных клетках в помещении с температурой 21°C, влажностью 55% и с свето-темновым циклом 12:12 ч (свет с 7 утра до 19 ч). Животным предоставляли свободный доступ к воде и пище. Все процедуры были одобрены Норвежской комиссией по экспериментальным животным и соответствовали Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых в экспериментальных и других научных целях (EST NR. 123, 1986). В течение 110 дней крыс кормили тремя различными рационами производства TestDiet (www.testdiet.com): 1) контрольный рацион, содержащий 4% жира (2,37% масла соевых бобов и 1.89% свиного жира, масс./масс.), что соответствует 10% общего энергосодержания рациона (Контроль, 3,75 ккал/г); 2) вызывающий ожирение рацион с высоким содержанием жира, содержащий 24% жира (2.89% масла соевых бобов и 20,68% свиного жира, масс./масс.), что соответствует 45% общего энергосодержания рациона (HF, 4.65 ккал/г); 3) экспериментальный рацион с высоким содержанием жира, содержащий 24% жира (2,91% масла соевых бобов, 19,15% свиного жира и 1.5% масляной композиции согласно настоящему изобретению), что соответствует 45% общего энергосодержания рациона (HF + 1,5% СО, 4.47 ккал/г пищи). Рационы готовили без антиоксидантов и консервантов и хранили в замороженном виде до кормления.
В день умерщвления после введения гепарина и анестезии регистрировали общую массу тела. Массу печени и сердца регистрировали после извлечения из тела, висцеральный (околопочечный) жир вырезали и взвешивали. Данные показаны в Таблице 3 и на Фигуре 1. Сердечный метаболизм измеряли как окисление глюкозы в изолированных перфузируемых сердцах в соответствии со стандартной методикой (Е.Aasum, A.M.Khalid, О.A.Gudbrandsen, O.-J.How, R.K.Вегде, Т.Larsen. Fenofibrate modulates cardiac and hepatic metabolism and increases ischemic tolerance in diet-induced obese mice. Journal of Molecular and Cellular Cardiology 2008;44:201-209). Результаты показаны на Фигуре 2.
В другой серии экспериментов мышей в течение 50 дней кормили теми же рационами, которые описаны для крыс. Для проведения теста на толерантность к глюкозе мышей лишали пищи на 5 часов и делали им интреперитонеальную инъекцию глюкозы (1,3 г/кг). Образцы крови брали из подкожной вены перед инъекцией и через 15, 30, 60 и 120 минут после инъекции. Уровни глюкозы в крови определяли с использованием глюкометра (Bayer Ascensia Contour Glucose Meter). Результаты показаны на Фигуре 3.
Биологические эффекты
Таблица 3
Биометрические данные для крыс, которых кормили контрольным рационом с низким содержанием жира (HF) и экспериментальным рационом с высоким содержанием жира, содержащим 1,5% масс. композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению (HF + 1.5% СО). Приведены значения для массы тела в начале экспериментов с питанием (исходная масса тела), массы тела в конце экспериментов с питанием (масса тела при забое), массы тела в конце экспериментов с питанием (масса печени), массы сердца в конце экспериментов с питанием (масса сердца) и отношение между массой сердца и массой тела и длины большеберцовой кости в мм, соответственно, в конце окончания экспериментов с питанием. Значения представляют собой среднее ± 95% доверительный интервал (n=10)
Исходная масса тела (г)
Масса тела при забое (г)
Масса печени (г)
Масса сердца (г сырой массы)
Масса сердца (г сухой массы)
Сырая масса сердца / масса тела
Сухая масса сердца / длина большеберцовой кости
Контроль
162±5
457±12
13,51±0, 75
1.20±0, 03
0,228±7
2,63±0,0 5
7,15±0,2 4
HF
162±3
483±16
12,27±0, 44
1,21±0, 03
0,232±7
2,54±0,1 0
7,31±0,1 9
HF+1.5% СО
162±4
484±9
11,85±0, 37
1,29±0, 08
0,249±1 4
2,69±0,2 0
7,67±0,4 4
* г сырой массы = сырая масса в граммах, г сухой массы = сухая масса в граммах. Значения умножены на 1000.
Как показано в Таблице 3, средняя общая масса тела (и, соответственно, прирост массы) чрез 110 дней были одинаковыми у крыс, которых кормили рационами с высоким содержанием жира (высокоэнергетические), а у крыс, которых кормили контрольным рационом с более низким энергосодержанием, прирост массы, как и ожидалось, был ниже.
Другие биометрические данные демонстрируют отсутствие заметных различий между группами. Крысы в двух группа, получавших рационы с высоким содержанием жира, потребляли в день одинаковое количество пищи, потребление воды также было одинаковым (данные не показаны). Контрольная группа потребляла несколько больше пищи, чем крысы в двух группах, получавших рационы с высоким содержанием жира, но ежедневное потребление энергии у них было ниже, что объясняет более низкий прирост массы. Таким образом, этот эксперимент показал, что композиции, включающие жир, согласно настоящему изобретению не влияли на поведение крыс, которых кормили рационом с высоким содержанием жира, и не было никаких признаков нежелательного побочного влияния на животных.
Когда через 110 дней кормления животных умерщвляли и вскрывали животы, невооруженным взглядом можно было видеть заметное различие между двумя группами, получавшими рацион с высоким содержанием жира. У крыс, получавших экспериментальный рацион с высоким содержанием жира, дополненный композицией, включающей жир, согласно настоящему изобретению, было заметно меньше висцерального жира, чем у соответствующей группы, получавшей рацион с высоким содержанием жира, и при сравнении крыс приблизительно равного размера напоминало скорее накопление жира у крыс, которых кормили контрольным рационом с низким содержанием жира. Статистически анализ массы висцерального жира подтвердил эти прямые визуальные наблюдения. Поскольку количество висцерального жира растет с размером тела вне зависимости от режима кормления, графики основных данных по околопочечному жиру в трех группах питания строили как функции массы тела в момент умерщвления, как показано на Фигуре 1.
Статистическая обработка этих данных относительно массы выявила следующее: имела место линейная корреляция между массой висцерального жира и массой тела во всех трех группах, уровень статистической значимости при это составил р=0,034 для группы сравнения (контроль), р=0,003 для группы, получавшей рацион с высоким содержанием жира (HF), и р=0,018 для экспериментальной группы, получавшей рацион, содержащий композицию, включающую жир, согласно настоящему изобретению (HF + 1.5% СО). Поскольку установлен факт существования статистически значимой корреляции между массой висцерального жира и массой тела, статистическое различие между группами может быть рассчитано методом ковариационного анализа (ANCOVA) с использованием массы в качестве независимой переменной. Этот анализ показал, что различие между группой, получавшей экспериментальный жир, и группой, получавшей соответствующий рацион с высоким содержанием жира, было статистически значимым (р=0,00241), но статистически значимое различие между группой, получавшей экспериментальный жир, и группой, получавшей рацион с низким содержанием жира, отсутствовало. Группа, получавшая экспериментальный жир, и группа, получавшая рацион с низким содержанием жира, взятые вместе, значимо отличались от группы, получавшей рацион с высоким содержанием жира (р=0,0084). Таким образом, можно заключить, что жир согласно настоящему изобретению, даваемое в виде минорной добавки к вызывающему ожирение рациону с высоким содержанием жира, подавляет накопление висцерального жира.
На Фиг.2 показана способность к окислению глюкозы мышечной ткани сердца крыс, которых кормили тремя указанными рационами. У крысы, получавших рацион с высоким содержанием жира (HF), способность к окислению глюкозы была понижена по сравнению с контрольным рационом с низким содержанием жира (Контроль), в то время как у крыс, которых кормили рационом с высоким содержанием жира, содержащим 1,5% композиции согласно настоящему изобретению (HF+1.5% СО), способность к окислению глюкозы была сравнима с значениями у крыс, получавших контрольный рацион с низким содержанием жира. Таким образом, очевидно, что композиция, включающая жир, согласно настоящему изобретению может противодействовать нарушению здоровой функции сердца даже после продолжительного вызывающим ожирение питания рационом с высоким содержанием жира.
На Фигуре 3 (А) показаны уровни глюкозы в крови, определенные в тесте на толерантность к глюкозе у мышей, получавших контрольный рацион (Контроль), рацион с высоким содержанием жира (HF) и рацион с высоким содержанием жира, дополненный композицией, включающей жир, (HF + 1.5% СО), соответственно. На Фигуре 3 (В) показана площадь под кривой кривых толерантности к глюкозе, показанных на рисунке А. Данные выражены в форме среднего ± SE. *Р<0,05 для HF vs Контроль; #Р<0,05 для HF + 1.5% СО vs HF.
Уровни глюкозы в крови в интраперитонеальном тесте на толерантность к глюкозе были сильно повышены у мышей группы HF по сравнению с мышами контрольной группы. Эти результаты демонстрируют, что кормление рационом с высоким содержанием жира в течение 50 дней вызвало резистентность к глюкозе, характерную для диабета 2 типа. Важно, что включение 1,5% композиции, включающей жир, согласно настоящему изобретению в рацион с высоким содержанием жира препятствовало развитию резистентности к инсулину.
У мышей, получавших рацион с высоким содержанием жира (HF), способность к окислению глюкозы в миокарде была ниже, чем у мышей, получавших контрольный рацион (Контроль) (p<0,05). Однако у мышей, которые получали рацион с высоким содержанием жиров, содержащий 1,5% композиции согласно настоящему изобретению (HF + 1,5% СО) (p<0,05), окисление глюкозы частично восстанавливалось. Таким образом, очевидно, что композиции, включающие жир, согласно настоящему изобретению могут противодействовать снижению способности миокарда к окислению глюкозы, которая происходит после питания пищей с высоким содержанием жира.