ПРОБИОТИЧЕСКИЙ БАКТЕРИАЛЬНЫЙ ШТАММ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ, УЛУЧШАЮЩЕЙ ХАРАКТЕР СНА
PROBIOTIC BACTERIAL STRAIN FOR OBTAINING NUTRIENT COMPOSITION IMPROVING SLEEP NATURE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к применению пробиотических бактериальных штаммов для улучшения развития характера сна и снижения ночного бодрствования у грудных детей и детей младшего возраста, и/или снижения расстройств сна и улучшения качества сна у людей или животных, страдающих нарушениями сна в любом возрасте.
Уровень техники
Расстройства сна наблюдаются на любом этапе жизни. Эти расстройства обычно характеризуются снижением способности к засыпанию и сохранению сна, и снижением доли глубокого, более укрепляющего сна. Качество жизни существенно нарушается у индивидуумов, страдающих такими нарушениями.
Сон грудных детей обычно меняется в течение первых месяцев жизни до последующего суточного ритма со сном, продолжающимся в течение длительного неразрывного периода ночью, и подобным образом характер меняется от примерно равных стадий REM (активного) и NREM («медленного») сна при рождении до одной трети REM и двух третей NREM сна к 8-месячному возрасту. Любые нарушения, препятствующие успешному развитию этих изменений у грудного ребенка, также могут оказывать длительное влияние на характер сна в детском возрасте.
Наиболее частыми расстройствами сна у грудных детей и детей более старшего возраста являются те, что связаны с бодрствованием (т.е. трудностями при засыпании или неспособностью спать в течение ночи без прерываний сна). Было установлено, что эти нарушения наблюдаются у 15-35% грудных детей в возрасте до 24 месяцев (France et al, “Infant Sleep Disturbance: Description of a problem behaviour process”, Sleep Medicine Reviews, Vol 3, No 4, pp 265-280, 1999). Нарушения сна у грудных детей и детей более старшего возраста неизбежно ведут к нарушению сна и стрессу у родителей, что может вести к неадекватному взаимоотношению ребенка и родителей, что в свою очередь отягощает симптомы у грудных детей и детей более старшего возраста, создавая порочный круг.
Большинство литературных источников, связанных с нарушениями сна у грудных детей, фокусируется на физиологических факторах, таких как пре- и постнатальный стресс и высокий уровень тревоги у матери. Например, Field и соавторы изучали взаимосвязь между нарушением сна, депрессией, тревогой и раздражительностью у беременных женщин во втором и третьем триместрах беременности и характером сна у новорожденных детей. Они отмечали, что грудные дети, рожденные матерями, страдающими депрессией, также страдают нарушениями сна, включая меньшую продолжительность глубокого сна и большую продолжительность промежуточного (расстроенного) сна (Field et al, “Sleep disturbances in depressed pregnant women and their newborns”, Infant Behavior and Development 30 (2007) 127-133).
Эти и подобные наблюдения привели к том, что педиатры, консультирующие родителей грудных детей и детей более старшего возраста при расстройствах сна грудных детей, концентрируются на рекомендациях методик управления поведением, таких как установка стойкого ритуала отхода ко сну, с постепенным передвижением времени отхода ко сну на более раннее, или постепенным снижением внимания при бодрствовании. Эти меры могут быть эффективными, но часто родителям трудно их применять.
Нормальный рост сопровождается изменениями качества, продолжительности и архитектуры сна. А именно, как кажется, отмечается измеряемое снижение способности здоровых взрослых людей к засыпанию и поддержке сна, сопровождающееся снижением доли глубокого, более укрепляющего NREM сна (Espiritu JR. Aging-related sleep changes, Clin Geriatr Med. 2008 24(1): 1-14).
Острый и хронический стресс, тревога и депрессия обычно ведут к изменениям характера сна и бессоннице в любом возрасте (Chorney DB, Detweiler MF, Morris TL, Kuhn BR, The interplay of sleep disturbance, anxiety, and depression in children, J Pediatr Psychol. 2008 33(4): 339-48; LeBlanc M, Mérette C, Savard J, Ivers H, Baillargeon L, Morin CM, Incidence and risk factors of insomnia in a population-based sample. Sleep. 2009 32(8): 1027-37).
Иногда и в крайних случаях могут быть предписаны анксиолитические лекарственные средства (например, бензодиазепин). Однако, эффективность этих лекарственных средств различна, трудно установить правильную дозу, и риск побочных реакций является высоким. В любом случае, имеется общее сопротивление предписанию мощных медикаментов этого типа, особенно для грудных детей и детей младшего возраста.
Из вышеизложенного можно видеть, что имеется потребность в альтернативных способах снижения расстройств сна и улучшения характера сна в различных фазах жизни.
Сущность изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно установили, что применение пробиотического бактериального штамма может улучшить качество сна и снизить число эпизодов бессонницы у младенцев, маленьких детей и молодых животных, страдающих нарушениями сна и/или бессонницей, и, в частности, стимулировать более зрелый характер сна у грудных детей и детей младшего возраста. Так, было установлено, что на 8% снижается соотношение REM/(REM+NREM) по сравнению с людьми или животными, которые не принимали такое лекарственное средство или питательную композицию, где REM является длительностью активного сна (в минутах), a NREM является длительностью медленного сна (в минутах). На животной модели, имитирующей нарушения сна у грудных детей и детей более старшего возраста с плохим или незрелым качеством сна, и у взрослых, страдающих нарушениями сна, применение пробиотиков полностью нормализовало характер сна путем снижения времени активного сна (REM - фаза сна с быстрым движением глазных яблок), увеличения времени медленного сна (NREM - фаза сна с медленным движением глазных яблок) и снижения числа эпизодов пробуждения.
Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает применение пробиотического бактериального штамма в производстве лекарственного средства или терапевтической питательной композиции для стимуляции более зрелого характера сна у грудных детей и детей младшего возраста и для снижения нарушений сна и/или улучшения характера сна в любом возрасте. «Более зрелый» здесь относится к характеру сна, подобного или близкого к характеру сна лиц, не страдающих замедленным созреванием цикла сна, и следовательно, не страдающих нарушениями сна. «Более зрелый характер сна» характеризуется сном, продолжающимся в течение длительного не прерывающегося периода(ов) ночи, который связан со снижением продолжительности активного (REM) сна и увеличением продолжительности медленного (NREM) сна. Фазы REM и NREM являются хорошими показателями созревания характера сна.
Изобретение направлено на способ стимуляции более зрелого характера сна у грудных детей и детей младшего возраста и на снижение расстройств сна и/и улучшение характера сна в любом возрасте, включающий применение у индивидуума, нуждающегося в таком применении, терапевтического количества пробиотического бактериального штамма.
BDNF (нейротрофический фактор головного мозга) является белком, который стимулирует выживание популяций нейронов, либо расположенных в центральной нервной системе, либо прямо соединенных с центральной нервной системой. Он является членом уникального семейства из 15 полипептидных факторов роста, влияющих на пролиферацию, дифференцировку, выживание и гибель нейрональных и ненейрональных клеток. BDNF и другие нейротропные факторы роста, например, NGF (фактор роста нервной ткани), NT-3 (нейротропин-3) и NT-4 (нейротропин-4) необходимы для здоровья и хорошего состояния нервной системы и служат посредниками для функций высшего порядка, таких как обучение, память, поведение, помимо их роли в выживании клеток. Уже продемонстрировано, что высокие уровни BDNF в головном мозге усиливают продолжительность спонтанного сна и NREM на животных моделях (Kushikata, Am J Physiol, 1999), в то время как блокада TrkB-рецепторов BDNF ведет к нарушениям характера сна (Faraguna et al, J Neurosci, 2008). В неопубликованных данных авторы настоящего изобретения установили, что пробиотический бактериальный штамм, а именно Bifidobacterium longum NCC3001 (АТСС ВАА-999, исходно обеспечиваемый Morinaga Milk Industry Co. Ltd. как BB536), повышает экспрессию BDNF в гиппокампе.
Было показано, что стресс, тревога и депрессия связаны с низкими уровнями BDNF в гиппокампе (Duman RS, Malberg J, Nakagawa S, D’Sa C. Neuronal plasticity and survival in mood disorders. Biol Psychiatry. 2000; 48: 732-739). Снижение BDNF и/или экспрессии его рецепторов (TrkB.FL, TrkB.T1 и TrkB.T2) также было описано при нормальном старении (Tapia-Arancibia L, Aliaga Е, Silhol М, Arancibia S. Brain Res Rev. 2008, 59(1): 201-20). У новорожденных многие физиологические процессы являются не полностью созревшими к моменту рождения и созревают только в первые месяцы или годы после рождения. Возможно, что у некоторых грудных детей и детей более старшего возраста проявляются низкие уровни BDNF. Низкие уровни BDNF в этих случаях могут быть ответственными за нарушение сна и/или, в особых случаях у грудных детей и детей более старшего возраста, за нарушение развития зрелого суточного характера сна. Не желая ограничиваться теорией, авторы настоящего изобретения считают, что этим путем можно объяснить благоприятный эффект применения пробиотического бактериального штамма при нарушении сна и характера сна. Другими словами, применение агента, способного повысить экспрессию BDNF в гиппокампе, такого как пробиотический бактериальный штамм, может приводить к наблюдаемой нормализации качества сна и/или улучшению развития зрелого характера сна.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 (A, B, C) демонстрирует общую продолжительность (в минутах) бодрствования/пробуждения (A), NREM (B) и REM (C) стадий во время 24 ч периода полиграфической регистрации у контрольных животных или животных, подвергшихся пренатальному стрессу (PRS). Животным ежедневно вводили через зонд плацебо (контрольная группа и PRSp), L. reuteri DSM 17938 (PRSr) или В. longum АТСС ВАА-999 (PRSb) в течение 14 суток, предшествовавших полиграфической регистрации. Показано среднее значение ± СОС (стандартная ошибка среднего), а также значение p для общего эффекта в группе (однофакторный дисперсионный анализ). Символ * между двумя столбцами показывает существенное различие (p<0,05) между двумя группами (критерий множественных сравнений Тьюки-Крамера).
Фигура 2 демонстрирует число эпизодов бодрствования/пробуждения (A), NREM (B) и REM (C) во время 24 ч периода полиграфической регистрации у контрольных животных или животных, подвергшихся пренатальному стрессу (PRS). Животным ежедневно вводили через зонд плацебо (контрольная группа и PRSp), L. reuteri DSM 17938 (PRSr) или В. longum АТСС ВАА-999 (PRSb) в течение 14 суток, предшествовавших полиграфической регистрации. Показано среднее значение ± СОС (стандартная ошибка среднего), а также значение p для общего эффекта в группе (однофакторный дисперсионный анализ). Символ * между двумя столбцами показывает существенное различие (p<0,05) между двумя группами (критерий множественных сравнений Тьюки-Крамера).
Раскрытие изобретения
В данном описании следующие термины имеют следующее значение:
«грудной ребенок/младенец» означает ребенка в возрасте до 12 месяцев;
«пробиотик» означает препараты микробных клеток или компоненты микробных клеток, оказывающие благоприятное влияние на здоровье или самочувствие организма-носителя (Salminen S, Ouwehand A. Benno Y. et al “Probiotics: how should they be defined” Trends Food Sci. Technol. 1999: 10 107-10);
«грудной ребенок/ребенок младшего возраста с нарушениями сна» означает грудного ребенка или ребенка младшего возраста, просыпающегося ночью и не способного заснуть, не пробуждая родителей, и/или грудного ребенка или ребенка младшего возраста, который не может заснуть сам;
«ребенок младшего возраста» означает ребенка в возрасте от одного до трех лет.
Все проценты являются массовыми процентами, если не указано иначе.
Объектом настоящего изобретения является применение пробиотического бактериального штамма в производстве лекарственного средства или питательной композиции для людей или животных для снижения следующего соотношения, %:
REM/(REM+NREM), где REM является длительностью активного сна (в минутах), a NREM является длительностью медленного сна (в минутах);
по меньшей мере, на 8% в сравнении с людьми или животными, которые не принимали такое лекарственное средство или питательную композицию.
При этом указанные люди или животные являются младенцами, молодыми животными или маленькими детьми.
10
3
12
6
9
Пробиотический бактериальный штамм можно применять в качестве лекарственного средства, например, в суточной дозе, эквивалентной 10 КОЕ, растворенной в воде и применяемой с помощью ложки. Альтернативно, композиция в соответствии с настоящим изобретением может быть продуктом питания, пищевой композицией, нутрацевтиком, питьем, биологически активной добавкой к пище или продуктом питания для животных, содержащим количество, эквивалентное 10-10 КОЕ/г (к массе сухого вещества), более предпочтительно, 10-10 КОЕ/г. Например, композиция может быть обогатителем грудного молока, первичной/начальной детской смесью, детской смесью при прикорме, смесью для подросших детей (1-3 года), детской кашей, детским продуктом питания, йогуртом, зерновым батончиком/мюсли, готовым зерновым завтраком, десертом, замороженным продуктом питания, супом, кормом для животных, жидкой суспензией, порошком, таблеткой, жевательной резинкой, конфетой, пищевой композицией и/или биологически активной добавкой к пище, предназначенными для поддержки при особых патологических состояниях (или нежелательных физиологических состояниях или психопатологических состояниях), таких как аллергии или непереносимости, недостаточное питание, критическое заболевание, колики, травма, инфекция, хирургическое вмешательство, дефицит внимания/гиперактивность, депрессия, тревога, утомляемость или стресс, и тому подобное, особенно если частное патологическое состояние индуцирует нарушение характера сна.
Выражение «количество, эквивалентное…» включает возможность того, что бактерии являются живыми, инактивированными или мертвыми, или даже присутствуют в виде фрагментов, таких как ДНК или материалы клеточной стенки или пробиотические метаболиты. Другими словами, количество бактерий выражается с точки зрения колониеобразующей способности такого количества бактерий, как если бы все бактерии были живыми, независимо от того, обеспечиваются ли только метаболиты бактерий или бактерии фактически являются живыми, инактивированными или мертвыми, фрагментированными, или смесью любого или всех из этих состояний.
Пробиотический бактериальный штамм может быть лактобациллами или бифидобактериями. Примерами предпочтительных видов лактобацилл являются Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei и Lactobacillus reuteri. Особо предпочтительными штаммам являются Lactobacillus rhamnosus АТСС 53103, Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1.3724, Lactobacillus reuteri ATCC 55730 и Lactobacillus reuteri DSM 17938. Примерами предпочтительных видов бифидобактерий являются Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium breve и Bifidobacterium infantis. Особо предпочтительные штаммы включают Bifidobacterium lactis CNCM 1-3446, поставляемый, среди прочего, компанией Christian Hansen из Дании под торговой маркой Bb12, Bifidobacterium longum NCC3001, АТСС ВАА-999 поставляемый Morinaga Milk Industry Co. Ltd. из Японии под торговой маркой ВВ536, штамм Bifidobacterium breve, поставляемый Danisco под торговой маркой Bb-03, штамм Bifidobacterium breve, поставляемый Morinaga под торговой маркой M-16V, штамм Bifidobacterium breve, поставляемый Institut Rosell (Lallemand) под торговой маркой R0070, и штамм Bifidobacterium infantis, поставляемый Procter & Gamble Со. под торговой маркой В. infantis. Пробиотики могут быть выбраны из списка, включающего: роды Bifidobacteria, Lactobacilli, Lactococci, Enterococci, Streptococci, Propionibacteria, Pediococci, Escherichia coli, Debaryomyces, Kluyveromyces, Saccharoymces, Schizosaccharomyces, Zygosaccharomyces, Yarrowia, Candida, виды Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium adolescentis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus rhamnosus, Lactococcus ssp., такие как Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris, Lactococcus diacetylactis, Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces boulardii, Schizosaccharomyces pombe, Kluyveromyces lactis, Yarrowia lypolitica или их смеси, предпочтительно, выбранные из группы, состоящей из Lactobacillus johnsonii (NCC533; CNCM I-1225), Bifidobacterium longum (NCC490; CNCM I-2170), Bifidobacterium longum (NCC2705; CNCM I-2618), Bifidobacterium longum (NCC3001; ATCC BAA-999), Bifidobacterium lactis (NCC2818; CNCM I-3446), Bifidobacterium breve (штамм A), Lactobacillus paracasei (NCC2461; CNCM I-2116), Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC53103), Lactobacillus rhamnosus LPR (NCC4007; CGMCC 1.3724), Lactobacillus reuteri (ATCC 55730), Lactobacillus reuteri (DSM 17938), Enterococcus faecium SF 68 (NCIMB10415), Saccharomices boulardii, и их смесей.
Выбранный пробиотический бактериальный штамм может быть культивирован в соответствии с любым подходящим способом, известным в данной области техники, и приготовлен для добавления в лекарственное средство или питательную композицию в соответствии с изобретением, например, с помощью лиофилизации или распылительной сушки. Альтернативно, бактериальные штаммы могут быть получены от специалистов-поставщиков, таких как Christian Hansen и Morinaga, уже приготовленными в подходящей форме для добавления в питательные композиции, такие как детская смесь.
3
12
7
11
Подходящая суточная доза пробиотической бактерии составляет от 10 до 10 КОЕ, более предпочтительно, от 10 до 10 КОЕ.
Изобретение особенно пригодно для индукции более зрелого характера сна у грудных детей и, таким образом, для улучшения их качества сна и снижения эпизодов бессонницы. В одном воплощении изобретение относится к выявлению нарушений сна и/или улучшению характера сна у грудных детей и животных раннего возраста.
Если изобретение относится к этой возрастной группе, терапевтическая питательная композиция предпочтительно является детской смесью или детской смесью при прикорме, или соответствующим кормом для домашних питомцев или животных.
В одном воплощении улучшение качества сна или характера сна характеризуется, включает или ограничивается снижением числа эпизодов пробуждения и/или снижением фрагментации сна и/или увеличением продолжительности бодрствования (индикатор лучшего, менее фрагментированного характера сна/бодрствования).
В одном воплощении улучшение качества сна характеризуется более длительным ночным сном без нежелательного пробуждения, и более спокойным сном.
В одном воплощении улучшение качества сна характеризуется улучшением способности к засыпанию.
В одном воплощении качество сна улучшается у субъекта, страдающего нарушением характера сна, таким как фрагментированный сон, ночные кошмары или бессонница.
Общий состав детской смеси для применения в соответствии с настоящим изобретением далее описан посредством примера. Детская смесь может содержать источник белка в количестве не более 4,0; 3,0 или 2,0 г/100 ккал, предпочтительно от 1,8 до 2,0 г/100 ккал. Тип белка не является критическим для данного изобретения, обеспечивая минимальные требования по содержанию незаменимых аминокислот и удовлетворительный рост, хотя предпочтительно, чтобы более 50 масс.% источника белка представляла сыворотка. В одном воплощении содержание белка составляет от 30% до 80% сывороточных белков. Таким образом, могут применяться источники белка на основе сыворотки, казеина и их смесей, а также источники белка на основе сои. Что касается сывороточных белков, источник белка может быть основан на кислой сыворотке или сладкой сыворотке или их смесях, и может включать альфа-лактальбумин и бета-лактоглобулин в любых необходимых пропорциях.
Белки могут быть интактными, или гидролизованными, или могут быть смесью интактных и гидролизованных белков. Может быть необходимым обеспечить частично гидролизованные белки (степень гидролиза от 2 до 20%), например, для детей, подверженных риску развития аллергии на коровье молоко. Если необходимы гидролизованные белки, процесс гидролиза можно выполнить так, как это необходимо и как известно в данной области техники. Например, гидролизат сывороточных белков можно приготовить путем ферментативного гидролиза сывороточной фракции за один или несколько этапов. Было установлено, что если сывороточная фракция, применяемая в качестве исходного материала, по существу не содержит лактозу, отмечается гораздо меньше блокады лизина в процессе гидролиза белка. Это позволяет снизить степень блокады лизина примерно от 15 масс.% от общего лизина до менее примерно 10 масс.% от общего лизина; например, до 7% от массы лизина, что существенно улучшает питательное качество источника белка.
Детская смесь может содержать источник углеводов. Можно применять любой источник углеводов, обычно находящийся в детской смеси, такой как лактоза, сахароза, мальтодекстрин, крахмал, и их смеси, хотя предпочтительным источником углеводов является лактоза. Предпочтительно, источник углеводов вносит вклад от 35% до 65% от общей энергии смеси. В одном предпочтительном воплощении изобретения углеводы включают рисовые углеводы. В одном воплощении по меньшей мере 5%, по меньшей мере 10%, по меньшей мере 25% или по меньшей мере 50%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 90%, или примерно 100% углеводов (масс./масс.) являются углеводами риса. Было показано, в контексте настоящего изобретения, что минимальная пропорция углеводов риса (по меньшей мере 10 масс.% от всех углеводов) может принести существенную пользу для характера сна. Чем выше содержание углеводов риса, тем выше может быть улучшение. Можно предположить, что эффект связан как с наличием крахмала (в углеводах риса), в частности с природой углеводов риса, так и/или с дополнительными соединениями (в дополнение к крахмалу), содержащимися в углеводах риса. Такая питательная композиция в соответствии с изобретением, включающая углеводы риса, может, в частности, применяться для детской смеси, смеси при прикорме или пищи, предназначенной для детей, детей младшего возраста или грудных детей, и особенно для тех, у кого отмечаются нарушения характера сна (например, из-за колик), и более конкретно, для детей в возрасте от 0 до 12 месяцев.
Детская смесь может содержать источник липидов. Источником липидов может быть любой липид или жир, пригодный для применения в детских смесях. Предпочтительные источники жира включают пальмовый олеин, подсолнечное масло с высоким содержанием олеина и сафлоровое масло с высоким содержанием олеина. Незаменимые жирные кислоты линолевая и α-линоленовая кислота также могут быть добавлены в виде маленьких количеств масел, содержащих высокие количества заранее подготовленных арахидоновой кислоты и докозагексаеновой кислоты, таких как рыбий жир и микробные масла. В целом содержание жира предпочтительно является таким, чтобы вносить вклад от 30 до 55% в общую энергию смеси. Источник жира предпочтительно имеет отношение n-6 к n-3 жирным кислотам примерно от 5:1 до 15:1, например, от 8:1 до 10:1.
Детская смесь в соответствии с изобретением предпочтительно дополнительно содержит по меньшей мере один пребиотик в количестве от 0,3 до 10%. Пребиотик является неперевариваемым пищевым ингредиентом, оказывающим благоприятное влияние на организм-носитель путем селективной стимуляции роста и/или активности одного или ограниченного числа видов бактерий в толстой кишке, таким образом, улучшая здоровье носителя. Такие ингредиенты являются неперевариваемыми в том смысле, что они не разрушаются и не абсорбируются в желудке или тонкой кишке, и поэтому проходят интактными через толстую кишку, где избирательно ферментируются благоприятными бактериями. Примеры пребиотиков включают определенные олигосахариды, такие как фруктоолигосахариды (ФОС), олигосахариды коровьего молока (ОСКМ) и галактоолигосахариды (ГОС). Может применяться комбинация пребиотиков, такая как 90% ГОС с 10% фруктоолигосахаридов с короткой цепью, таких как продукт, поставляемый под торговой маркой Raftilose, или 10% инулина, такого как продукт, поставляемый под торговой маркой Raftiline. Другие примеры пребиотиков, которые можно применять в контексте данного изобретения, включают группу олигосахаридов полученных из молока или других источников, факультативно содержащих сиаловую кислоту, фруктозу, фукозу, галактозу или маннозу. Предпочтительными пребиотиками являются сиалоолигосахариды (СОС), фруктоолигосахариды (ФОС), галактоолигосахариды (ГОС), изомальтоолигосахариды (ИМО), ксилоолигосахариды (КОС), арабино-ксилоолигосахариды (АКОС), маннановые олигосахариды (МОС), олигосахариды сои, гликозилсахароза (ГС), лактосахароза (ЛС), сиалил-лактоза (СЛ), фукозил-лактоза (ФЛ), лакто-N-неотетраоза (LNNT), лактулоза (ЛА), палатиноза-олигосахариды (ПАО), мальтоолигосахариды, камеди и/или их гидролизаты, пектины, крахмалы, и/или их гидролизаты.
Детская смесь может также содержать все витамины и минералы, считающиеся незаменимыми в ежедневном питании и в диетически значимых количествах. Для определенных витаминов и минералов установлены минимальные требования. Примеры минералов, витаминов и других питательных веществ, факультативно присутствующих в детской смеси, включают витамин A, витамин B1, витамин B2, витамин B6, витамин B12, витамин E, витамин K, витамин C, витамин D, фолиевую кислоту, инозитол, ниацин, биотин, пантотеновую кислоту, холин, кальций, фосфор, йод, железо, магний, медь, цинк, марганец, хлор, калий, натрий, селен, хром, молибден, таурин и L-карнитин. Минералы обычно добавляют в форме солей. Наличие и количества определенных минералов и других витаминов зависит от целевой популяции грудных детей.
При необходимости детская смесь может содержать эмульгаторы и стабилизаторы, такие как лецитин сои, эфиры лимонной кислоты и моно- и диглицеридов, и тому подобное.
Детская смесь может факультативно содержать другие вещества, которые могут оказывать благоприятный эффект, такие как волокна, лактоферрин, нуклеотиды, нуклеозиды, и тому подобное.
3
12
6
9
Наконец, смесь может содержать пробиотический бактериальный штамм в количестве 10-10 КОЕ/г детской смеси, более предпочтительно - 10-10 КОЕ/г детской смеси.
Детская смесь, описанная выше, может быть приготовлена любым подходящим образом. Например, она может быть приготовлена путем смешивания белка, источника углевода и источника жира в подходящих пропорциях. В этой точке можно включить эмульгаторы, если они применяются. Витамины и минералы можно добавить в этой точке, но обычно их добавляют позже, чтобы избежать термической деградации. Любые липофильные витамины, эмульгаторы и тому подобное можно растворить в источнике жира перед смешиванием. Воду, предпочтительно воду, подвергнутую обратному осмосу, затем можно смешать до образования жидкой смеси. Температура воды обычно составляет примерно от 50°C до 80°C с целью диспергирования ингредиентов. Для получения жидкой смеси можно применять коммерчески доступные ожижители. Затем жидкую смесь гомогенизируют, например, в два этапа.
Жидкую смесь можно подвергнуть термической обработке для снижения бактериальной нагрузки, путем быстрого нагревания жидкой смеси до температуры в диапазоне примерно от 80°C до 150°C в течение, например, около 5 секунд - 5 минут. Это можно осуществить путем инжекции пара, автоклавирования или с помощью теплообменника; например, пластинчатого теплообменника.
Затем жидкую смесь можно охладить до температуры примерно 60°C-85°C; например, посредством мгновенного охлаждения. Затем жидкую смесь можно вновь гомогенизировать; например, в два этапа, примерно при 10 МПа - 30 МПа на первом этапе и примерно 2 МПа - 10 МПа на втором этапе. Гомогенизированную смесь можно дополнительно охладить для добавления каких-либо теплочувствительных компонентов, таких как витамины и минералы. В этой точке обычно регулируют значение pH и содержание твердых веществ.
Гомогенизированную смесь переносят в подходящий аппарат для сушки, такой как распылительная сушилка или лиофилизатор, и превращают в порошок. Порошок должен иметь содержание влаги менее примерно 5 масс.%. На этом этапе можно добавить пробиотический бактериальный штамм посредством сухого смешивания.
В другом воплощении композиция может быть добавкой, включающей пробиотический бактериальный штамм в количестве, достаточном для достижения необходимого эффекта у индивидуума. Эта форма применения больше подходит для детей более старшего возраста, хотя пробиотик можно применять у грудных детей в форме капель масла, в котором суспендированы пробиотические бактерии. Примером такого продукта являются капли BioGaia Probiotic, содержащие L. reuteri DSM 17938, поставляемые BioGaia АВ, Швеция.
3
12
2
11
Суточная доза пробиотика предпочтительно составляет от 10 до 10 КОЕ. Количество пробиотика для включения в добавку должно быть соответственно выбрано в зависимости от того, как предполагается применять добавку. Например, если добавка предназначена для применения дважды в день, каждая добавка может содержать 5×10-5×10 КОЕ пробиотика. Добавка может быть, например, в форме таблетки, капсул, пастилок, суппозиториев, жевательных резинок или жидкости. Добавка может дополнительно включать защитные гидроколлоиды (такие как камеди, белки, модифицированные крахмалы), связующие агенты, пленкообразующие агенты, инкапсулирующие агенты/материалы, материалы стенки/оболочки, матриксные соединения, оболочки, эмульгаторы, поверхностно-активные агенты, солюбилизирующие агенты (масла, жиры, лецитины и т.д.), абсорбенты, носители, наполнители, со-соединения, диспергирующие агенты, увлажняющие агенты, средства обработки (растворители), агенты, способствующие текучести, агенты, маскирующие вкус, агенты для массы, желирующие агенты и гелеобразующие агенты. Добавка может также содержать обычные фармацевтические добавки и адъюванты, наполнители и разбавители, включая без ограничения воду, желатин любого происхождения, растительные камеди, лигнин-сульфонат, тальк, сахара, крахмал, гуммиарабик, растительные масла, полиалкиленгликоли, ароматизаторы, консерванты, стабилизаторы, эмульгирующие агенты, буферы, смазывающие агенты, красители, увлажняющие агенты, наполнители, и тому подобное.
Кроме того, добавка может содержать органический или неорганический материал-носитель, подходящий для перорального или энтерального применения, а также витамины, минеральные микроэлементы и другие микронутриенты, в соответствии с рекомендациями правительственных органов, таких как рекомендуемые в США суточные нормы потребления.
В одном воплощении изобретение относится к снижению нарушений сна и/или улучшению характера сна у взрослых людей, детей старшего возраста (в частности, детей от 3 до 12 лет), подростков или людей любого возраста.
В другом воплощении изобретение относится к обеспечению описанных полезных эффектов путем применения пробиотиков у домашних и других животных, таких как кошки, собаки или лошади.
Изобретение далее иллюстрировано со ссылкой на следующие примеры.
Пример 1
Пример состава детской смеси для применения в соответствии с настоящим изобретением приведен ниже в Таблице 1. Эта композиция приведена только в качестве примера. Белки из нижеприведенной композиции являются сывороткой и казеином (например, 70% сыворотки и 30% казеина). В альтернативе белки получены только из сыворотки.
Таблица 1
Питательное вещество
На 100 ккал
На литр
Энергия (ккал)
100
670
Белок (г)
1,83
12,3
Жир (г)
5,3
35,7
Линолевая кислота (г)
0,79
5,3
α-линоленовая кислота (мг)
101
675
Лактоза (г)
11,2
74,7
Пребиотик (100% ГОС) (г)
0,64
4,3
Минералы (г)
0,37
2,5
Na (мг)
23
150
K (мг)
89
590
Cl (мг)
64
430
Ca (мг)
62
410
P (мг)
31
210
Mg (мг)
7
50
Mn (мкг)
8
50
Se (мкг)
2
13
Витамин A (мкг РЭ)
105
700
Витамин D (мкг)
1,5
10
Витамин E (мг ТЭ)
0,8
5,4
Витамин K1 (мкг)
8
54
Витамин C (мг)
10
67
Витамин B1 (мг)
0,07
0,47
Витамин B2 (мг)
0,15
1,0
Ниацин (мг)
1
6,7
Витамин B6 (мг)
0,075
0,50
Фолиевая кислота (мкг)
9
60
Пантотеновая кислота (мг)
0,45
3
Витамин B12 (мкг)
0,3
2
Биотин (мкг)
2,2
15
Холин (мг)
10
67
Fe (мг)
1,2
8
I (мкг)
15
100
Cu (мг)
0.06
0.4
Zn (мг)
0.75
5
Lactobacillus reuteri DSM 17938
2⋅10<sup>7</sup> КОЕ/г порошка
Пример 2
Пример состава детской смеси при прикорме в соответствии с настоящим изобретением приведен ниже в Таблице 2. Эта композиция приведена только в качестве примера. Белки из нижеприведенной композиции являются сывороткой и казеином. В альтернативе белки получены только из сыворотки.
Таблица 2
детская смесь при прикорме для детей от 6 до 12 месяцев
Питательное вещество
На 100 ккал
На литр
Энергия (ккал)
100
630
Белок (г)
1,8
11,3
Жир (г)
5,0
31,5
Линолевая кислота (г)
0,75
4,7
α-линоленовая кислота (мг)
95
600
Лактоза (г)
11,9
75
Пребиотик (100% ГОС) (г)
0,63
4,0
Минералы (г)
0,37
2,3
Na (мг)
25
158
K (мг)
80
504
Cl (мг)
65
410
Ca (мг)
60
378
P (мг)
33
208
Mg (мг)
7
44
Mn (мкг)
5
32
Se (мкг)
3
19
Витамин A (мкг РЭ)
90
570
Витамин D (мкг)
1,5
9,5
Витамин E (мг ТЭ)
0,8
5,0
Витамин K1 (мкг)
8
50
Витамин C (мг)
15
95
Витамин B1 (мг)
0,1
0,6
Витамин B2 (мг)
0,1
0,6
Ниацин (мг)
0,5
3,2
Витамин B6 (мг)
0,06
0,4
Фолиевая кислота (мкг)
15
95
Пантотеновая кислота (мг)
0,8
5,0
Витамин B12 (мкг)
0,2
1,3
Биотин (мкг)
2,0
12,6
Холин (мг)
15
95
Fe (мг)
1,0
6,3
I (мкг)
15
95
Cu (мг)
0,06
0,4
Zn (мг)
0,9
5,7
В. longum ВВ536 (=АТСС ВАА-999, депонированный Morinaga, (получено от Morinaga Milk Industry, Co., Ltd, Токио, Япония)
2⋅10<sup>6</sup> КОЕ/г порошка
и/или
и/или
Lactobacillus reuteri DSM 17938 (получено от Biogaia-BioGaia AB, Швеция)
10<sup>7</sup> КОЕ/г порошка
Пример 3
Пример состава детской смеси при прикорме в соответствии с настоящим изобретением приведен ниже в Таблице 3. Данная композиция приведена только для иллюстрации. Белки в нижеприведенной композиции получены из сыворотки и казеина в отношении 50/50. В альтернативе белки получены только из сыворотки, или на 70% (м/м) из сыворотки. В нижеприведенном примере 16% (м/м) углеводов являются углеводами риса (в подобном альтернативном примере 25% углеводов являются углеводами риса). В рецептуру можно добавить пребиотики (например, ГОС, 0,5 г/100 ккал).
Таблица 3
детская смесь при прикорме для детей от 6 до 12 месяцев
Питательное вещество
На 100 ккал
На литр
Энергия (ккал)
100
670
Белок (г)
2,2
14,6
Жир (г)
3,7
31,6
Линолевая кислота (г)
0,76
5,1
α-линоленовая кислота (мг)
88
590
Лактоза (г)
7,44
81,2
Мальтодекстрин (г)
2,1
14,2
Крахмал (г)
2,59
17,3
Пребиотик (100% ГОС) (г)
0,63
4,0
Минералы (г)
0,58
3,9
Na (мг)
39
158
K (мг)
113
760
Cl (мг)
73
490
Ca (мг)
105
700
P (мг)
66
440
Mg (мг)
11,4
76
Витамин A (мкг РЭ)
90
570
Витамин D (мкг)
1,5
9,5
Витамин E (мг ТЭ)
0,8
5,0
Витамин K1 (мкг)
8
50
Витамин C (мг)
15
95
Витамин B1 (мг)
0,1
0,6
Витамин B2 (мг)
0,1
0,6
Ниацин (мг)
0,5
3,2
Витамин B6 (мг)
0,06
0,4
Фолиевая кислота (мкг)
15
95
Пантотеновая кислота (мг)
0,8
5,0
Витамин B12 (мкг)
0,2
1,3
Биотин (мкг)
2,0
12,6
Холин (мг)
15
95
Fe (мг)
1,0
6,3
I (мкг)
15
95
Cu (мг)
0,06
0,4
Zn (мг)
0,9
5,7
Lactobacillus reuteri DSM 17938 (получено от Biogaia-BioGaia АВ, Швеция),
10<sup>7</sup> КОЕ/г порошка,
и/или
и/или
Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1.3724,
10<sup>6</sup> КОЕ/г порошка,
и/или
и/или
В. longum ВВ536 (=АТСС ВАА-999, депонировано Morinaga, (получено от Morinaga Milk Industry, Co., Ltd, Токио, Япония)
10<sup>6</sup> КОЕ/г порошка
Пример 4. Влияние пробиотиков на качество сна
При стрессовом воздействии на беременных крыс отмечаются изменения качества сна у потомства (т.е. животных, подвергшихся пренатальному стрессу, или PRS животных), подобные тому, что наблюдаются у грудных детей и детей более старшего возраста с нарушенным характером сна и у взрослых, страдающих плохим качеством сна и бессонницей. Эти нарушения характеризуются менее глубоким сном и увеличением эпизодов пробуждения (т.е. повышением доли REM сна, снижением доли NREM сна и повышением фрагментации сна) (Dugovic, 1999)). Эту модель применяли для анализа эффективности применения пробиотиков на качество сна. PRS (т.е. потомству от самок, подвергавшихся стрессу с ограничение движения) и контрольным (т.е. потомству от интактных самок) крысам под глубокой анестезией имплантировали электроды для полиграфа, регистрирующие фронтопариетальную электроэнцефалограмму (ЭЭГ), электроокулограмму (ЭОГ) и затылочную электромиограмму (ЭМГ). Все электроды присоединяли к микросоединителю и фиксировали на черепе с зубным цементом. ЭЭГ, ЭОГ и ЭМГ активность регистрировали с помощью полиграфа (EEG-4414 A/K; Nihon-Khoden) с выходом, соединенным с компьютером для спектрального анализа ЭЭГ он-лайн. После операции вживления электродов крыс помещали по отдельности в плексигласовые клетки (диаметр 30 см, высота 40 см), и оставляли на 2 недели. Животных подготавливали к процедуре регистрации сна после 14 дней. Они получали плацебо или один из двух пробиотиков с помощью зонда в это время. По окончании подготовительного периода регистрировали сон в течение периода 24 часов, начиная с наступления световой фазы. Полиграфические записи визуально оценивали с 30-секундным периодом дискретизации. Эти периоды классифицировали как пробуждение, NREM сон или REM сон. Регистрировали время, проведенное в трех состояниях бодрствования, и число и продолжительность эпизодов в каждом состоянии. Изучали следующие группы:
9
PRSr: PRS животные, получавшие по 1 мл/сутки капельки масла, содержащие 10 КОЕ Lactobacillus reuteri DSM 17938 (Капли BioGaia Probiotic, BioGaia AB, Швеция);
10
PRSb: PRS животные, получавшие по 1 мл/сутки солевого раствора, содержавшего 10 КОЕ Bifidobacterium longum NCC3001 (АТСС ВАА-999, исходно поставляемых Morinaga Milk Industry Co. Ltd), растворенных в солевом растворе;
PRSp: PRS животные, получавшие по 1 мл/сутки капель, содержавших тот же самый масляный носитель, что и в продукте с L. reuteri, но без пробиотика;
Контроль: контрольные животные, получавшие 1 мл/сутки капель, содержавших тот же самый масляный носитель, что и в продукте с L. reuteri, но без пробиотика.
Результаты показаны на фигурах 1 и 2. Как ожидалось, по сравнению с контрольной группой, длительность времени, проведенного в состоянии медленного сна (NREM, Фигура 1B), была снижена, а длительность времени, проведенного в состоянии активного сна (REM, Фигура 1C), была повышена у PRSp животных, в то время как продолжительность состояния бодрствования (Фигура 1A) была сходной в обеих группах. Применение обоих пробиотиков нормализовало продолжительность NREM и REM стадий без влияния на продолжительность состояния бодрствования. Соответственно, число эпизодов бодрствования на протяжении 24 часов (Фигура A), NREM (Фигура 2B) и REM (Фигура 2C) было выше у PRSp, чем у контрольных животных, что указывало на повышение фрагментации сна и более высокое число эпизодов пробуждения в PRSp группе. Оба пробиотика снижали число эпизодов пробуждения и фрагментацию сна до уровня контрольной группы.
Ниже представлены показатели NREM и REM стадий в количественном выражении (см. Таблица 4), и эффекты от введения пробиотиков рассчитаны на базе исходных данных, полностью соответствующих данным, представленным на диаграммах Фигуры 1. В Таблицах 5 и 6 указаны и вычислены соотношения REM/(REM+NREM) в % для каждой из исследуемых групп, показатели которых показаны на Фигуре 1.
Таблица 4
Диаграммы, представленные на фигуре 1, полностью и точно соответствуют следующим численным значениям (в минутах)
Группа
Контроль
PRSp Плацебо
PRSr Тестовая группа L. reuteri
PRSb Тестовая группа В. longum
Фигура 1(B) NREM
685
525
616
597
Фигура 1(C) REM
63
133
86
69
Таблица 5
Наблюдаемое соотношение REM
Группа
Контроль
PRSp Плацебо
PRSr Тестовая группа L. Reuteri
PRSb Тестовая группа В. Longum
REM/(REM+NREM)%
8
20
12
10
(a)
(b)
©
Таблица 6
Уменьшение соотношения наблюдаемого REM
PRSp-PRSr Плацебо - Тестовая группа L. reuteri
PRSp-PRSb Плацебо - Тестовая группа В. longum
Δ(REM/(REM+NREM)%)
(a)-(b)
(a)-(c)
8
10
Из таблиц видно, что % времени REM уменьшается соответственно на 8 и 10% в тестовых группах.
В заключение, данные указывают, что применение пробиотиков нормализует характер сна и улучшает качество сна на животной модели. Улучшение качества сна, вероятно, приводит к улучшенной активности во время фазы бодрствования в группе, получавшей пробиотики, о чем позволяет предположить уменьшение числа и снижение продолжительности (данные не показаны) эпизодов пробуждения в группе, принимавшей пробиотики, по сравнению с группой плацебо PRS.