КОМПОЗИЦИЯ ДИЕТЫ ПРИ ОСТЕОАРТРИТЕ СОБАК
DIET COMPOSITION IN CASE OF OSTEOARTHRITIS IN DOGS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способам лечения собак и других животных с остеоартритом (ОА) и к композиции кормов, добавок и фармакологических средств для лечения, профилактики или задержки начала ОА у собак и других животных, а также для поддержания суставов животных в здоровом состоянии.
Предшествующий уровень техники
ОА, называемый также дегенеративным заболеванием суставов, является превалирующим заболеванием суставов у людей и животных (Romich, J.A. (1994) Top. Vet. Med. 5:16-23; Brooks P. (2003) Bull. World Heath Org. 81:689-690). Более 20% взрослых собак поражены ОА, в результате чего они страдают от боли и беспомощности (Roush et al. (2002) Vet. Med. 97:108-112). ОА можно определить как нарушение подвижности сустава, которое связано с изнашиванием суставного хряща, образованием остеофита и ремоделированием кости, а также изменениями в околосуставных тканях. Хотя это состояние классифицируется как невоспалительная артропатия, относительно небольшое негнойное воспаление в этом случае является распространенным, и несколько воспалительных компонентов были прочно ассоциированы с ОА (Johston et al. (1997) Vet. Clin. N. Sm. Anim. Pract. 27:699-723; Amin et al. (1997) J. Clin. Invest. 99:1231-1237; Brooks et al. (2003) Bull. World Heath Org. 81:698-690); Heynes et al. (2002) Clin. Immunol. 105:317-325). На клеточном и биохимическом уровне ОА ассоциирован с увеличением активности ферментов деградации (особенно металлопротеиназ матрикса, ММР), освобождаемых из хондроцитов в ответ на воспалительные цитокины. У пациентов с ОА в синовиальной жидкости увеличивается концентрация воспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-1β (IL-1), интерлейкин-6 (IL-6) и фактор некроза ткани альфа (TNFα), а также других медиаторов воспаления.
ММР, включая коллагеназы, стромилизины, желатиназы, эластазы и другие, вариабельно продуцируются хондроцитами, лейкоцитами и фибробластами. Все эти ферменты определенным образом расщепляют хрящ и играют важную роль в физиологическом ремоделировании хряща и других соединительных тканей. При ОА ММР обеспечивают деградацию глюкозаминогликанов, включая матриксные гликопротеины, и коллагена. Они также снижают концентрации гиалуроновой кислоты в синовиальной жидкости, приводя к снижению ее вязкости и нарушению смазывания сустава. В нормальных условиях деградирующее действие ММР соответствующим образом сбалансировано за счет ингибирующего действия тканевых ингибиторов металлопротеиназ (TIMP). Однако при ОА этот баланс нарушается с непропорциональным увеличением активности ММР. Кроме того, воспалительные цитокины, особенно IL-1 и TNFα, стимулируют активацию и освобождение ММР.
Многочисленные исследования, проведенные на собаках и других видах животных, продемонстрировали, что при ОА происходит увеличение активных ММР, снижение TIMP или то и другое. Например, было показано, что степень деградации хряща при ОА коленного сустава, определенная артроскопией, чрезвычайно коррелирует с активностями ММР-2 и ММР-13, а также со снижением ингибиторного эффекта TIMP-2 на ММР. Было показано, что синовиальная жидкость собак с приобретенным естественным путем ОА имеет более высокую активность ММР-2 и существенно увеличенную активность ММР-9 по сравнению со здоровыми контрольными животными (Volk S.W. et al. (2003) Am. J. Vet. Res. 64(10):1225-1233). ММР-9 коррелировала с быстро развивающимся деструктивным ОА в бедренном суставе у женщин, которые подверглись операции по полной замене бедра. Подобным образом было показано, что активности ММР-3 и ММЗ-9 увеличивались в крови, а ММР-1, ММР-3, ММР-9 и TIMP-1 - в образцах ткани, полученных от пациентов с этой тяжелой формой ОА.
2
2
2
Было высказано предположение, что благодаря важной роли в развитии ОА ММР могут служить не только терапевтической мишенью для агентов, нацеленных на снижение деструкции хряща, но также могут быть полезными маркерами для диагностики и мониторинга прогрессии ОА. Увеличение активности ММР стимулируется простагландинами, включая простагландин Е (PGE), образование которого может ингибироваться нестероидными противовоспалительными лекарственными препаратами (NSAID), а также другими соединениями, которые снижают продукцию PGE.
2
Полагают, что цитокины имеют наибольшее значение в развитии ОА, включая IL-1, IL-6 и TNFα. При ОА цитокины и другие медиаторы воспаления поступают из микрофагов, лимфоцитов, фибробластов, синовиоцитов и хондроцитов. Повышенные концентрации IL-1 и TNFα вызывают синовиальное воспаление, а также деградацию хряща и протеогликанов за счет активации ММР. IL-1 стимулирует освобождение из фибробластов PGE, который впоследствии стимулирует болевые рецепторы. Кроме того, эти цитокины стимулируют продукцию воспалительных свободных радикалов, особенно оксида азота (NO).
-/-
Активность IL-6 в синовиальной жидкости существенно увеличена у собак и людей, страдающих от ОА, IL-6 может содействовать анаболической активности при ОА за счет подавления активации ММР и содействия процессам синтеза в матриксе. С другой стороны, IL-6 может стимулировать освобождение ММР-2, ММР-9 и ММР-13. Таким образом, эти плеотропные цитокины помогают снизить потерю протеогликанов в острой фазе ОА, но усиливают формирование остеофита в хронической фазе. Несколько исследований с применением модели нокаута IL-6 на мышах показали, что IL-6 является критическим фактором в развитии артритных повреждений.
2
2
2
4
4
2
4
4
2
2
2
2
Другие воспалительные агенты, вовлеченные в патогенез ОА, включают эйкозаноид PGE, тромбоксан A (ТХА) и лейкотриен В (LTB), синтезируемые из арахидоновой кислоты ферментами циклооксигеназа-2 (СОХ-2) или 5-липоксигеназа (LOX). Активность этих ферментов и синтезируемых эйкозаноидов при ОА увеличивается: остеоартритный хрящ спонтанно освобождает в 50 раз больше PGE по сравнению с нормальным хрящом. LTB усиливает синтез и освобождение IL-1 и TGFα. Кроме того, LTB является сильным хемоатрактивным агентом и может локально активировать индуцированный нейтрофилами распад в тканях. ТХА стимулирует освобождение из моноцитов TGFα и IL-1, что впоследствии усиливает продукцию ММР и деструкцию сустава. PGE усиливает локальное воспаление и боль. Он может содействовать резорбции кости остеокластами, увеличивать деструкцию коллагена типа II и потерю протеогликанов. PGE стимулирует освобождение IL-6 из фибробластов, а также сенситизирует хондроциты к действию свободного радикала NO. Ингибирование фермента СОХ-2 приводит к снижению концентрации PGE, а также к редукции IL-6.
В настоящее время не известны способы лечения ОА, поэтому лечение сфокусировано на контролировании боли, улучшении функции сустава и замедлении процессов деградации в пределах сустава. Терапия обычно связана с регулированием веса, контролируемыми физическими упражнениями и приемом противовоспалительных и аналгезирующих средств. Можно также включать пищевые добавки, чтобы помочь снизить концентрацию медиаторов воспаления, улучшить состояние и содействовать репарации и снижению окислительного распада.
2
2
Ингибирование фермента СОХ-2, ответственного за синтез PGE, является одной из мер, обеспечивающих облегчение для пациентов с ОА. Другими способами снижения продукции PGE является применение в диете длинноцепочечных омега-3 (n-3) полиненасыщенных жирных кислот (PUFA), которые конкурируют с арахидоновой кислотой в качестве субстрата за СОХ и LOX ферменты. Диетические длинноцепочечные n-3 PUFA подавляют также про-воспалительные медиаторы IL-1, IL-2 и TNF в хрящевой ткани (Curtis, C.L. et al. (2000) J. Biol. Chem. 275(2):721-724).
2
2
4
PUFA семейств n-6 и n-3 могут обладать иммуномодулирующим действием. Первичной n-6 жирной кислотой в клеточных мембранах собаки является арахидоновая кислота (АА; 20:4n-6), которая служит предшественником для продукции PGE, ТХА и LTB, мощных воспалительных медиаторов при ОА.
PUFA омега-3 (n-3) или омега-6 (тип n-6) не синтезируются в ткани животных de novo в тканях животных, но требуются для нормального осуществления функции клеток. Таким образом, они рассматриваются как эссенциальные жирные кислоты. Эссенциальные PUFA - это линолевая кислота (LA; 18:2n-6) и α-линоленовая кислота (ALA; 18:3n-3). Когда животных кормят источником n-3 или n-6 PUFA, включая 18:2n-6, 18:3n-3, 20:5n-3, 22:5n-3 и 22:6n-6, происходит соответствующее обогащение кровеносного русла и тканей n-3 и n-6 высоко PUFA, а именно 20:4n-6, 20:5n-3, 22:5n-3 и 22:6n-3. Поскольку предшественники n-3 и n-6 высоко PUFA могут быть получены только из пищи, их относительное количество в тканях ограничено доступностью этих предшественников в диете.
3
3
5
2
2
4
Если диета обогащена длинноцепочечными n-3 PUFA, особенно эйкозапентаеновой кислотой (ЕРА; 20:5n-3) и докозагексаеновой кислотой (DHA; 22:6n-3), часть АА в клеточных мембранах будет заменена этими длинноцепочечными n-3 жирными кислотами. ЕРА может служить альтернативным субстратом для ферментов СОХ-2 и 5-LOX, что приводит к получению отличающегося и обладающего меньшим воспалительным действием набора соединений, например PGE, ТХА и LTB вместо PGE, ТХА и LTB.
Большинство клинических исследований по оценке роли длинноцепочечных PUFA в развитии артрита было проведена на пациентах-людях с ревматоидным артритом. Значительная часть этих исследований показала положительные преимущества от добавок в пищу длинноцепочечных n-3 PUFA. Пациенты были способны снизить или прервать применение NSAID без появления боли или несгибаемости в суставе. Полезный ответ, по-видимому, непосредственно связан с дозировкой и длительностью приема добавок длинноцепочечных n-3 PUFA. Подобное действие было показано и на собаках с ОА. Двадцати двум собакам с ОА бедра давали жирные кислоты в качестве добавок, продаваемых на рынке для собак с воспалительными состояниями кожи (DVM Derm Caps, DVM Pharmaceuticals, Miami, FL) (Miller et al. (1992) Canine Pract. 17:6-8). При дозировке в соответствии с рекомендациями производителя 13 из 22 собак показали значительное улучшение в симптомах артрита в течение двух недель (Miller et al. (1992) supra).
Аминосахар глюкозамин является главным компонентом О- и N-связанных глюкозаминогликанов (GAG), которые образуют матрикс в соединительных тканях. Гиалуронан и кератан сульфаты включают, в частности, повторяющиеся единицы ацетилглюкозамина. Снижение синтеза глюкозамина хондроцитами влекло за собой уменьшение GAG в матриксе, обнаруженное при ОА. Была проведена оценка применяемых орально добавок глюкозамина в регулировании ОА. По существу все исследования, оценивающие глюкозамин, были выполнены с применением очищенной соли, такой как глюкозаминсульфат или глюкозамингидрохлорид. Применимость этих данных к глюкозамину из природных источников (хрящи животных или птицы) не была описана.
2
Более чем 50% вводимого орально глюкозамина является неионизированным при физиологических значениях рН тонкого кишечника, вследствие чего он, как малая молекула, легко всасывается. Большая часть орально вводимого глюкозамина окисляется, примерно 70% введенной в него радиоактивной метки обнаружено в выдыхаемом CO. Однако приблизительно 10% остается в ткани. Глюкозамин оказывает стимулирующее действие на хондроциты и включается в протеогликаны и коллаген клеточного матрикса.
Несколько коротких и длительных двойных слепых рандомизированных исследований, оценивающих роль глюкозамина в качестве добавки у пациентов с ОА коленного сустава, было рассмотрено недавно с использованием мета-анализа. Эти исследования продемонстрировали существенное улучшение клинических признаков ОА при применении 1500 мг глюкозамина в день. В двух исследованиях за пациентами наблюдали в течение трех лет и показали, что орально принимаемый глюкозамин эффективно подавлял ОА на протяжении длительного времени. Подобные исследования с одним глюкозамином у собак отсутствуют. Однако несколько исследований на собаках in vivo и in vitro показали преимущество комбинации глюкозамина и хондроитинсульфата.
Окислительный стресс играет важную роль в воспалении и деструкции ткани при артрите. Пациенты с артритом имеют сниженные концентрации витаминов А, С и Е и других антиоксидантов в сыворотке крови, а также увеличенные маркеры окислительного стресса. Эти аномалии могут быть обращены добавлением антиоксидантов. Несколько исследований подтверждают преимущества добавок антиоксидантов для контроля окислительного распада при ОА.
Кроме модификации пищевых компонентов, которые могут помочь адресным изменениям, ассоциированным непосредственно с ОА, собаки нуждаются для поддержки нормального существования и регенерации в питании, сбалансированном соответствующим образом. Сообщалось о дефиците в диете антиоксидантных веществ, витаминов группы В, цинка, кальция, магния и селена. Каждое из этих поступающих с пищей веществ играет важную роль в поддержании хряща и других тканей. Таким образом, важно, чтобы собаки с ОА получали диеты, которые обеспечивают полное и сбалансированное питание.
Помимо обеспечения источника аминокислот для протеогликанов и синтеза коллагена получаемые с пищей белки важны из-за их роли в поддержании оптимального состояния организма. Белки обладают несколькими физиологическими эффектами, которые могут быть выгодными для регулирования веса: белки стимулируют метаболизм и обращение белков, индуцируют термогенез и способствуют насыщению. При потере веса и последующем его поддержании повышенное потребление белков способствует потере жировой ткани с сохранением нежировой массы тела. Эти особенности белков могут быть выгодными для адресной помощи в устранении избыточного веса тела у собак с ОА.
Стандартная медицинская помощь собакам с артритами включает регулирование веса, контролируемые физические упражнения и противовоспалительные и аналгезирующие препараты. Специалисты нуждаются в дополнительных способах терапии для собак и других животных с ОА, а также в терапии для людей, позволяющей снизить эффекты от ОА.
Краткое описание изобретения
Изобретение обеспечивает диетическую композицию и способы лечения собак и других животных с ОА. Один аспект изобретения предусматривает диетическую композицию, включающую длинноцепочечные n-3 жирные кислоты, такие как ALA, ЕРА, докозапентаеновая кислота (DPA) или DHA в количествах, по меньшей мере, примерно 0,1-1,5% от веса композиции. В другом воплощении длинноцепочечные n-3 жирные кислоты присутствуют в количестве, по меньшей мере, примерно 0,2-0,6% от диетической композиции или, по меньшей мере, примерно 0,3-0,4% от диетической композиции. В некоторых воплощениях диетическая композиция включает примерно 0,2-0,6% ЕРА или DHA.
В некоторых воплощениях диетическая композиция включает n-6 жирные кислоты в количестве, меньшем чем примерно 3% от композиции диеты. В некоторых воплощениях диетическая композиция включает менее чем примерно 0,125% АА. В других воплощениях композиция включает менее чем примерно 1-2% LA.
В некоторых воплощениях диетическая композиция включает n-3 и n-6 жирные кислоты в соотношении, по меньшей мере, примерно 1:2. В некоторых воплощениях соотношение n-3 и n-6 жирных кислот составляет, по меньшей мере, примерно 1:1 или, по меньшей мере, 2:1.
Диетическая композиция может включать дополнительные ингредиенты, независимо выбранные из глюкозамина, хондроитина, антиоксидантов и NSAID.
В других воплощениях диетическая композиция представляет собой корм для домашних животных или лечебный продукт для собак или кошек. Такие корма для домашних животных могут быть сухими (шарики), наполовину влажными или влажными (консервированными). В других воплощениях диетическая композиция может быть пищевой добавкой.
Другой аспект изобретения предусматривает способ лечения, профилактики или задержки начала артрита у млекопитающих, включающий введение млекопитающим диетической композиции описанного выше типа. В различных воплощениях артрит является ОА или ревматоидным артритом. В некоторых воплощениях способа млекопитающее является домашним животным, таким как собака или кошка. В других воплощениях млекопитающее может быть человеком.
В других воплощениях способ включает применение диетической композиции, дополнительно включающей ингредиенты, способствующие уменьшению веса животного. Способ может также дополнительно включать ограничение калорий, потребляемых животным для уменьшения веса, или обеспечение контролируемых физических упражнений для животного.
Другой аспект изобретения предусматривает способ снижения продукции, по меньшей мере, одной ММР в синовиальной жидкости, включающий введение млекопитающему диетической композиции, включающей длинноцепочечные n-3 жирные кислоты в количестве, по меньшей мере, примерно 0,1-1,5% от веса композиции, как описано здесь. В некоторых воплощениях ММР представляет собой ММР-2 или ММР-9.
Другой аспект изобретения предусматривает способ снижения продукции воспалительных цитокинов у млекопитающего, включающий введение млекопитающему диетической композиции, включающий длинноцепочечные n-3 жирные кислоты в количестве, по меньшей мере, примерно 0,1-1,5% от веса композиции, как описано здесь. В некоторых воплощениях воспалительные цитокины представляют собой IL-1, IL-6 или TNFα.
Другой аспект изобретения предусматривает способ снижения содержания АА в мембранах млекопитающего in vivo, включающий введение млекопитающему диетической композиции, включающий длинноцепочечные n-3 жирные кислоты в количестве, по меньшей мере, примерно 0,1-1,5% от веса композиции, как описано здесь.
Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего раздела «Подробное описание изобретения» и Формулы изобретения вместе с фигурами.
Краткое описание фигур
Фигура 1 представляет собой гистограмму, показывающую концентрацию АА (мг/дл) в плазме крови животных, обеспеченную диетами, обогащенными n-3 жирными кислотами (TRT) или контрольными диетами (CTL) до и после корректирующей хирургической операции для восстановления разорванных крестообразных связок. *p<0,05.
Белые колонки - TRT; зачерненные колонки - CTL.
Фигура 2 представляет собой гистограмму, показывающую концентрацию ЕРА (мг/дл) в плазме крови животных, обеспеченную TRT или CLT до и после корректирующей хирургической операции для восстановления разорванных крестообразных связок. *p<0,05 во все дни, исключая день 7. Белые колонки - TRT; зачерненные колонки - CTL.
Фигура 3 представляет собой гистограмму, показывающую концентрацию DHA (мг/дл) в плазме крови животных, обеспеченную TRT или CTL до и после корректирующей хирургической операции для восстановления разорванных крестообразных связок. *p<0,05 во все дни, исключая день 7. Белые колонки - TRT; зачерненные колонки - CTL.
Фигура 4 представляет собой гистограмму, показывающую количества n-6 жирных кислот, АА и LA, (г/100 г образца) в синовиальной жидкости животных, обеспеченную TRT и CLT до и после корректирующей хирургической операции для восстановления разорванных крестообразных связок. Образцы были взяты на 28 день после операции. *p<0,05. Белые колонки - TRT; зачерненные колонки - CTL.
Фигура 5 представляет собой гистограмму, показывающую количества n-3 жирных кислот, ЕРА и DHA, (г/100 г образца) в синовиальной жидкости животных, обеспеченную TRT и CLT, до и после корректирующей хирургической операции для восстановления разорванных крестообразных связок. Образцы были взяты на 28 день после операции. *p<0,05. Белые колонки - TRT; зачерненные колонки - CTL.
2
Фигура 6 представляет собой гистограмму, показывающую процент изменения в уровне бицикло-PGE в плазме крови у животных, обеспеченную TRT и CLT до и после корректирующей хирургической операции для восстановления разорванных крестообразных связок. Изменение в процентах было определено как изменение, происходящее от начала до конца исследования. *p<0,05. Заштрихованные колонки - TRT; зачерненные колонки - CTL.
Фигура 7 представляет собой гистограмму, показывающую концентрацию про-ММР-2 и активной ММР-2 (нг/10 мкл) в синовиальной жидкости неоперированных суставов животных, обеспеченную TRT или CTL до и после корректирующей хирургической операции для восстановления разорванных крестообразных связок. *p<0,05, обусловленное диетой. Белые колонки - TRT; зачерненные колонки - CTL.
Фигура 8 представляет собой гистограмму, показывающую концентрацию про-ММР-9 и активной ММР-9 (нг/10 мкл) в синовиальной жидкости неоперированных суставов животных, обеспеченную ТРТ и CLT до и после корректирующей хирургической операции для восстановления разорванных крестообразных связок. *p<0,05, обусловленное диетой. Белые колонки - TRT; зачерненные колонки - CTL.
Фигура 9 представляет собой график, показывающий зависимость от времени концентрации TIMP-2 в синовиальной жидкости животных (нг/10 мкл), обеспеченную TRT () или CLT (♦) до и после корректирующей хирургической операции для восстановления разорванных крестообразных связок. p<0,05, обусловленное диетой. Белые колонки - TRT; зачерненные колонки - CTL.
Фигура 10 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую механизм, благодаря которому n-3 жирные кислоты могут влиять на деструкцию сустава.
Подробное описание изобретения
Ссылки на работы, патенты, патентные заявки и научную литературу, которые приведены в описании, полностью включены в описание в качестве ссылок, их целостность в той же степени, как если бы каждая была специфически и индивидуально отмечена, как включенная ссылкой. Любой конфликт между любой ссылкой, цитированной здесь, и этим подробным изложением будет разрешен в пользу последней.
В этом документе использованы различные термины. Большая часть терминов имеет те значения, которые будут приписываться этим терминам специалистами. Термины, специфически определенные ниже либо где-то в другом месте, имеют значения, которые предусмотрены контекстом настоящего изобретения в целом так, как это типично понимается специалистами. Любой конфликт между понятным специалистам определением слова или фразы и определением слова или фразы, как специфически дано в этом описании, будет разрешен в пользу последнего. Заглавия, применяемые здесь, необходимы для удобства и не истолковываются как лимитирующие.
Настоящее изобретение относится к любым животным, предпочтительно млекопитающим; в частности к собакам и кошкам. В некоторых воплощениях способы и диетические композиции, изложенные в описании, применимы к людям, что будет оценено специалистами.
Как это применяется здесь, «лечение, профилактика или задержка начала» в связи с воспалительным состоянием, таким как артрит, относится к частичному или полному улучшению состояния или одного или более симптомов, ассоциированных с состоянием, полным ингибированием проявления состояния или замедлением проявления или развития состояния.
Изобретение обеспечивает диетические композиции для собак и других животных, обогащенные n-3 жирными кислотами. Этот класс жирных кислот, определяемых также как омега-3 жирные кислоты, типично включает 12-26 атомов углерода и одну или более двойных связей между атомами углерода. Предпочтительными для применения в настоящем изобретении являются n-3 длинноцепочечные (18 и более атомов углерода) полиненасыщенные жирные кислоты (LPUFA). Примеры таких n-3 LPUFA включают, но не ограничиваются этим, ALA и другие n-3 жирные кислоты, такие как ЕРА, DPA и DHA. Источники n-3 жирных кислот включают, но не ограничиваются этим, семена льна, масло льна, масло канолы, полученное холодным отжимом, проростки пшеницы, темно-зеленые листовые овощи и жирную, обитающую в холодной воде, рыбу.
Как более подробно обсуждается ниже, композиции предпочтительно включают количество n-3 LPUFA, которое значительно больше, чем примерно половина количества любых n-6 LPUFA, представленных в композиции. Примеры n-6 LPUFA включают эссенциальную n-6 жирную кислоту LA и другие n-6 жирные кислоты, такие как АА и γ-линоленовая кислота. Пищевые источники n-6 LPUFA включают, но не ограничиваются этим, соевое масло, семена подсолнечника, семена сафлоры, семена тыквы, семена кунжута, пасту из молотых семян кунжута (тахини), кукурузное масло, арахисы и большая часть орехов. В основном количества n-6 жирных кислот ограничены. Например, количество АА в композиции меньше чем примерно 0,125% от веса. Дополнительно содержание LA в композиции составляет примерно 1-2% по весу.
Композиции изобретения включают эффективные количества n-3 длинноцепочечных жирных кислот. Как это применяется в описании, «эффективное количество» относится к количеству n-3 длинноцепочечных жирным кислот, которое облегчает, по меньшей мере, один из признаков или симптомов ОА, включая, но не ограничиваясь этим, боль, хромоту, потерю хряща, опухание сустава, крепитацию, трудности в принятии позы для дефекации или мочеиспускания, несгибаемость сустава, ненормальность походки, слабость сустава, истечение из сустава, увеличение объема синовиальной жидкости и подобное.
В некоторых воплощениях композиция включает n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 20 мг/кг веса тела/день для животного. В других воплощениях композиция включает n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 30 мг/кг веса тела/день для животного. В других воплощениях композиция включает n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 40 мг/кг веса тела/день для животного. В других воплощениях композиция включает n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 50 мг/кг веса тела/день для животного. В других воплощениях композиция включает n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 60 мг/кг веса тела/день для животного. В других воплощениях композиция включает n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 80 мг/кг веса тела/день для животного. В других воплощениях композиция включает n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 90 мг/кг веса тела/день для животного. В других воплощениях композиция включает n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 100 мг/кг веса тела/день для животного. В других воплощениях композиция включает n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 110 мг/кг веса тела/день для животного. В других воплощениях композиция включает n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 120 мг/кг веса тела/день для животного. В некоторых воплощениях изобретения n-3 длинноцепочечная жирная кислота является одной или более n-3 жирных кислот, выбранных из ALA, ЕРА, DPA и DHA.
Количество n-3 длинноцепочечных жирных кислот как процент в рецептуре диеты находится в ряду примерно 0,1-1,5% от диетической композиции на основе сухого вещества, хотя можно добавить и больший процент. В различных воплощениях количество составляет 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1,0%, 1,1%, 1,2%, 1,3%, 1,4% и 1,5% от диетической композиции на основе сухого вещества. В некоторых воплощениях изобретения n-3 длинноцепочечная жирная кислота - это ЕРА. В некоторых воплощениях изобретения n-3 длинноцепочечная жирная кислота - это DPA. В других воплощениях изобретения n-3 длинноцепочечная жирная кислота - это DHA. В других воплощениях изобретения n-3 длинноцепочечная жирная кислота - это ALA. В других воплощениях диетическая композиция включает смесь двух или более из этих n-3 жирных кислот.
Средние диеты могут включать n-3 и n-6 жирные кислоты в соотношении 1:10. Настоящие композиции ограничивают n-6 жирные кислоты (особенно АА и LA), для того чтобы достичь соотношений n-3:n-6, которые в пользу более высокой пропорции n-3 жирных кислот, чем в средней диете. В некоторых воплощениях соотношение n-3:n-6 больше, чем примерно 1:9, 1:8, 1:7 или 1:6. В других воплощениях соотношение n-3:n-6 больше, чем примерно 1:5, 1:4 или 1:3. В другом воплощении соотношение n-3:n-6 больше, чем примерно 1:2. В других воплощениях соотношение жирных кислот такое, что оно равно или больше пропорции n-3 жирных кислот, чем n-6 жирных кислот. Например, соотношение n-3:n-6 может быть примерно от 1:1 примерно до 15:1. В некоторых воплощениях соотношение составляет примерно от 2:1 до примерно 3:1, но может быть больше, например 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1 или 14:1.
3
3
5
2
2
4
2
Несмотря на нежелание быть связанными любой частной теорией функционирования, полагают, что n-3 длинноцепочечные жирные кислоты, когда они потребляются животным, заменяют АА в мембранах клеток и будут применяться для продукции противовоспалительных эйкозаноидов, необходимых для продукции таких соединений как PGE, ТХА, LTB, а не PGE, ТХА, LTB. Снижение уровня PGE приводит к уменьшению про-ММР-2 и про-ММР-9, уменьшая, таким образом, протеолитическую активацию этих металлопротеиназ, что приводит к снижению воспаления и боли в суставах. Кроме того полагают, что увеличение количества n-3 длинноцепочечных жирных кислот вносит вклад в увеличение TIMP-2, который блокирует активацию ММР-2 и ММР-9 путем насыщения связывающих центров других ММР (таких как матриксная металлопротеиназа мембранного типа 1), что, как полагают, необходимо для первой стадии активации ММР-2 и ММР-9. На диаграмме Фигуры 10 проиллюстрированы некоторые из этих механизмов.
Действительно, было показано в соответствии с настоящим изобретением, что диетическая композиция, обогащенная n-3 жирными кислотами, способствует увеличению TIMP-1 и уменьшению двух ММР, участвующих в распаде желатиназы: ММР-2 (желатиназа А) и ММР-9 (желатиназа В) (смотри Пример 2, ссылки на Фигуры 7, 8 и 9). Ожидается, что композиции изобретения найдут практическое применение в снижении уровней этих и других ММР, включая, но не ограничиваясь этим: (1) коллагеназы, такие как интерстициальная коллагеназа (ММР-1), коллагеназа нейтрофилов (ММР-8) и коллагеназа-3 (ММР-13); (2) стромелизины, такие как стромелизин-1 (ММР-3), стромелизин-2 (ММР-10) и матрилизин (ММР-7); и (3) ММР мембранного типа, таких как ММР-14 и МТ1-ММР.
Композиции изобретения могут также включать дополнительные факторы для поддержки здорового состояния суставов, такие как, но не ограничиваясь этим, глюкозамин и хондроитинсульфат.
В некоторых воплощениях глюкозамин обеспечивается в количестве 500-100 частей на миллион частей (ч/м) корма. В других воплощениях глюкозамин обеспечивается в количестве, по меньшей мере, 1000-1500 ч/м корма. В других воплощениях глюкозамин обеспечивается в количестве, по меньшей мере, 1500-2000 ч/м корма или более, не обеспечивая неблагоприятного эффекта, возникающего вследствие введения глюкозамина.
В некоторых воплощениях хондроитинсульфат обеспечивается в количестве для доставки примерно 100-300 мг/день. В других воплощениях хондроитинсульфат обеспечивается в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 300-500 мг/день. В других воплощениях хондроитинсульфат обеспечивается в количестве для доставки, по меньшей мере, примерно 500-700 мг/день, не обеспечивая неблагоприятного эффекта, возникающего вследствие введения хондроитинсульфата.
Композиции могут также включать антиоксиданты, включая, но не ограничиваясь этим, витамин А, витамин С, витамин Е, рибофлавин, селен и пиридоксин.
В некоторых воплощениях селен обеспечивается в количестве 0,5-0,7 мг/кг корма. В других воплощениях селен обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 0,7-0,9 мг/кг. В других воплощениях селен обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 0,9-1,1 мг/кг или более, не обеспечивая неблагоприятного эффекта, возникающего вследствие введения селена.
В некоторых воплощениях витамин А обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 20-30 МЕ/г корма. В других воплощениях витамин А обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 30-40 МЕ/г корма. В других воплощениях витамин А обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 40-50 МЕ/г корма или более, не обеспечивая неблагоприятного эффекта, возникающего вследствие введения витамина А.
В некоторых воплощениях витамин Е обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 0,5-1 МЕ/г корма. В других воплощениях витамин Е обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 1-1,5 МЕ/г корма. В других воплощениях витамин Е обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 1,5-2 МЕ/г корма или более, не обеспечивая неблагоприятного эффекта, возникающего вследствие введения витамина Е.
В некоторых воплощениях витамин С обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 50-150 ч/м корма. В других воплощениях витамин С обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 150-250 ч/м корма. В других воплощениях витамин С обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 250-350 ч/м корма или более, не обеспечивая неблагоприятного эффекта, возникающего вследствие введения витамина С.
В некоторых воплощениях рибофлавин обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 5-15 мг/кг корма. В других воплощениях рибофлавин обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 15-25 мг/кг корма. В других воплощениях рибофлавин обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 25-35 мг/кг корма или более, не обеспечивая неблагоприятного эффекта, возникающего вследствие введения рибофлавина.
В некоторых воплощениях пиридоксин обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 5-15 мг/кг корма. В других воплощениях пиридоксин обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 15-25 мг/кг корма. В других воплощениях пиридоксин обеспечивается в количестве, по меньшей мере, примерно 25-35 мг/кг корма или более, не обеспечивая неблагоприятного эффекта, возникающего вследствие введения пиридоксина.
Композиция может быть доведена до диетической композиции, которая позволит животным терять вес в дополнении к обеспечению благоприятных эффектов на ОА. Надлежащее управление весом животных может способствовать усилению паллиативного эффекта в дополнении к прямому терапевтическому действию на суставы.
Может быть желательным довести композицию для обеспечения специфических потребностей животного, принимая во внимание такие параметры, как (но не ограничиваясь этим) порода, возраст, размер, вес и основной статус здоровья, такой как степень и стадия ОА, ревматоидного артрита или других заболеваний, вызванных воспалительным ответом у животного. Способы для расчета обогащения n-3 и n-6 жирными кислотами мембран и тканей известны специалистам и могут быть применены для доведения уровней n-3 и n-6 жирных кислот в диете. Например, такие расчеты описаны у Бауэра (Bauer, J.E. et al. (2002) J. Nutr. 132:1642S-1645S) и в РТС публикации № WO 03/092405.
Диетическая композиция изобретения может быть изготовлена в форме сухого корма, мягкого/влажного корма или консервированного корма. Содержание белка в сухом корме в основном составляет примерно 15-30% по весу. Общее содержание жира в сухом корме в основном примерно 5-20% по весу. Содержание углеводов в сухом корме в основном примерно 30-60% по весу. Содержание влаги в сухом корме в основном менее чем примерно 15% по весу. Содержание белка, углеводов и жира может быть доведено, для того чтобы подходить для специальных потребностей различных пород собак, что хорошо знакомо специалистам.
Содержание белка в мягком/влажном корме в основном составляет примерно 10-30% по весу. Общее содержание жира в мягком/влажном корме в основном примерно 2-15% по весу. Содержание углеводов в мягком/влажном корме в основном примерно 20-40% по весу. Содержание влаги в мягком/влажном корме в основном менее чем примерно 20-50% по весу. Содержание белка, углеводов и жира может быть доведено, для того чтобы подходить для специальных потребностей различных пород собак, что хорошо знакомо специалистам.
Содержание белка в консервированном корме в основном составляет примерно 5-20% по весу. Общее содержание жира в консервированном корме в основном примерно 1-20% по весу. Содержание углеводов в консервированном корме в основном примерно 15-40% по весу. Содержание влаги в консервированном корме в основном менее чем примерно 80% по весу. Содержание белка, углеводов и жира может быть доведено, для того чтобы подходить для специальных потребностей различных пород собак, что хорошо знакомо специалистам.
Диетическая композиция изобретения может также быть изготовлена в форме пищевой добавки, которая может быть применена в смеси с кормом или водой, или обеспечиваться отдельно как фармацевтическая форма дозировки. Добавки и формы дозировки включают, но не ограничиваются этим, таблетки (включая пилюли, жевательные таблетки, быстрорастворимые таблетки, многослойные таблетки, двуслойные таблетки и подобное), порошки, эликсиры, жидкости, растворы, суспензии, эмульсии, капсулы, таблетки в виде капсул, лепешки, жевательные лепешки, драже, порошки, гранулы, частицы, гели, пасты, растворимые пленки, микрочастицы, диспергируемые гранулы, бруски, угощение для животных и комбинации этого. Приготовление указанных выше форм дозировки хорошо известно среднему специалисту.
Изобретения обеспечивает также способы лечения ОА у собак путем кормления собак диетическими композициями изобретения для облегчения симптомов ОА. Количество питательных соединений в диетической композиции может быть доведено в соответствии со специфическими потребностями породы собак и степени или стадии ОА, от которого страдает животное. Ветеринар будет способен обеспечить руководство, как для диетических композиций для введения животному, а также для доведения других параметров диеты (например, для обеспечения управления весом), и может также обеспечить руководство по типу и длительности другой терапии (например, управление болью, физические упражнения и подобное).
В основном собак, нуждающихся в регуляции веса, а также в лечении ОА, будут кормить диетой с пониженным количеством калорий для содействия потере веса, в то же время поддерживая повышенным количество n-3 длинноцепочечных жирных кислот для того, чтобы способствовать облегчению, по меньшей мере, одного симптома ОА. Диетическая композиция может также включать другие ингредиенты, как описано выше, такие как антиоксиданты, NSAID, глюкозамин и хондроитинсульфат.
Изобретение обеспечивает также способ для лечения здоровых животных так, что начало ОА может быть задержано или предотвращено, и для поддержки здорового состояния суставов. Таким образом, диетические композиции и/или пищевые добавки изобретения могут быть обеспечены для животных, таких как собаки, как профилактическая мера для предотвращения или задержки начала ОА, и для поддержания суставов в здоровом состоянии. Композиции, добавки или фармацевтические средства включают n-3 длинноцепочечные жирные кислоты в количестве, по меньшей мере, примерно 0,1-1,5% от композиции на основе сухого вещества, и композиции могут также включать n-6 жирные кислоты в количествах, описанных здесь, а также антиоксиданты, глюкозамин, хондроитин и/или NSAID. Количество питательных компонентов в диетических композициях может быть доведено в соответствии со специфическими потребностями породы собаки, например, и возрастом животного в соответствии со стандартными способами.
Способы и диетические композиции изобретения, предназначенные для лечения и профилактики ОА, могут быть применены для лечения или профилактики других воспалительных состояний. В частности, ожидается, что композиции и способы могут быть также эффективны для лечения ревматоидного артрита, исходя из воспалительной природы этого состояния.
Изобретение также обеспечивает способ уменьшения содержания АА в мембранах клеток млекопитающих, в частности собак, включающий введение диетической композиции изобретения млекопитающему. Количество n-3 длинноцепочечных жирных кислот в диетической композиции будет достаточным для замены АА в клеточных мембранах собак. В основном количество n-3 длинноцепочечных жирных кислот составляет примерно 0,1-1,5% диетической композиции на основе сухого вещества.
Изобретение обеспечивает также способ снижения эффектов ОА на млекопитающих, включающий введение млекопитающему диетической композиции, включающей увеличенное количество n-3 длинноцепочечных жирных кислот. В некоторых воплощениях n-3 длинноцепочечные жирные кислоты представлены в количестве, по меньшей мере, примерно 0,1-1,5% от диетической композиции на основе сухого вещества. В некоторых воплощениях количество составляет примерно 0,3% от диетической композиции на основе сухого вещества. В некоторых воплощениях количество составляет примерно 0,4% от диетической композиции на основе сухого вещества. В некоторых воплощениях количество составляет примерно 0,5% от диетической композиции на основе сухого вещества. В некоторых воплощениях диетическая композиция для млекопитающих, в частности для собак. В других воплощениях диетическая композиция для людей.
В некоторых воплощениях диетическая композиция для людей составлена в форме пищевой добавки, как это известно специалисту.
Изобретение дополнительно обеспечивает способы для уменьшения продукции ММР у собак и млекопитающих путем введения диетической композиции изобретения. ММР включают, но не ограничиваются, ММР-2 и ММР-9. В основном количество n-3 длинноцепочечных жирных кислот составляет примерно 0,1-1,5% от композиции на основе сухого вещества. Количество АА в композиции ограничено в некоторых воплощениях до менее чем 0,125%. В других воплощениях количество LA ограничено до не менее чем 1-2% от диетической композиции. Композиция может также быть дополнена антиоксидантами, глюкозамином и, по меньшей мере, одним NSAID.
Изобретения также обеспечивает способ уменьшения продукции воспалительных цитокинов у собак и других млекопитающих путем введения диетической композиции изобретения. Воспалительные цитокины включают, но не ограничиваются этим, IL-1, IL-6 и TNFα. В основном количество n-3 длинноцепочечных жирных кислот составляет примерно 0,1-1,5% от композиции. Количество АА в композиции ограничено в некоторых воплощениях до менее чем 0,125%. В других воплощениях количество LA до не более чем 1-2% от диетической композиции. Композиция может также быть дополнена антиоксидантами, глюкозамином и, по меньшей мере, одним NSAID. Диетическая композиция может быть также применена для уменьшения продукции ММР и/или уменьшения продукции воспалительных цитокинов.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Следующие примеры обеспечиваются для более подробного описания изобретения. Они предназначены для иллюстрации изобретения и не имеют намерения ограничить его.
Пример 1. Методическое проведение эксперимента
Этот пример описывает методику определения эффекта TRT на биохимические параметры, ассоциированные с ОА у собак. Была применена двойная слепая рандомизированная и плацебо-контролируемая схема эксперимента.
В исследовании были применены двадцать четыре собаки с дегенеративным ОА, который привел к клинически подтвержденному острому повреждению передней крестообразной связки (разрыв передней крестообразной связи), которые были случайным образом помещены либо на лечебную диету, либо на контрольную диету (n=12). Собаки были разделены по степени ОА и повреждению связки. Хирурги проверяли физическое состояние собак обычным способом, и до исследования была сделана радиография.
Собаки были случайным образом разделены на две группы из 12 собак каждая:
Группа 1: с добавкой n-3 LPUFA (3,5% добавленного рыбьего жира)
Группа 2 (контроль): не получавшая n-3 LPUFA, но получавшая сало как дополнительный источник жира.
Собак кормили добавками в течение 63 дней (7 недель до операции по коррекции и 56 дней после операции).
2
Синовиальная жидкость и сыворотка для анализа TIMP-2, PGE и ММР были получены с применением шприца с иглой путем стерильных пункций сустава и вены соответственно в следующие дни: день - 7, день 0, день 7, день 14, день 28 и день 56. Синовиальная жидкость была получена из поврежденного и контралатерального суставов всех собак.
Для определения количества жирных кислот в сыворотке и измерение n-3 LPUFA в сыворотке всех субъектов была применена газовая хроматография (газовый хроматограф HP 5890).
Анализ про- и активных форм ММР-2 и ММР-9 во всех сыворотках и образцах синовиальной жидкости был проведен методом электрофореза с применением желатина, встроенного в гель. Анализ геля был сделан с применением гелей, буферов красителей и оборудования фирмы NOVEX Zymogram (San Diego, CA). Зимограмма была сделана в соответствии со стандартными инструкциями NOVEX. Гели были сканированы на денситометре (Molecular Dynamics, Sunnyvale, CA). Каждая полоса образца сравнивалась и определялась количественно против стандартов, которые наносились на тот же гель.
2
2
Анализ сывороточного бицикло-PGE, стабильного метаболита PGE, был проведен с применением коммерчески доступных наборов для иммуноферментного анализа (ELISA) фирмы Caymen (Ann Arbor, MI).
Пример 2. Эффект диеты, обогащенной n-3 жирными кислотами на биохимические параметры, ассоциированные с ОА собак
2
С применением методики, изложенной в предыдущем примере, были получены следующие результаты. Во-первых, были определены количества АА, ЕРА и DHA в плазме крови. Фигура 1 показывает, что у животных, получавших диету, обогащенную n-3 LPUFA, концентрация АА в плазме была снижена по сравнению с животными, получавшими стандартную диету. Фигуры 2 и 3 соответственно показывают, что концентрации ЕРА и DHA в плазме у животных, получавших диету, обогащенную n-3 LPUFA, были увеличены по сравнению с животными, получавшими контрольную диету. Кроме того, как проиллюстрировано на Фигуре 6, уровень бицикло-PGE в плазме снижался примерно на 10% (от начала до окончания эксперимента) у животных, находившихся на диете, обогащенной n-3 LPUFA, но увеличивался более чем на 20% у животных, находившихся на контрольной диете.
Был также определен состав жирных кислот синовиальной жидкости. Как показано на Фигурах 4 и 5 соответственно, у животных, получавших диету, обогащенную n-3 LPUFA до и после операции, наблюдалось снижение концентрации n-6 LPUFA и увеличение n-3 LPUFA в синовиальной жидкости по сравнению с контрольными животными. Кроме того, как показано на Фигурах 7 и 8, в синовиальной жидкости животных, получавших диету, обогащенную n-3 LPUFA, по сравнению с животными, получавшими контрольную диету, снижалась концентрация про- и активных ММР-2 и ММР-9. Как показано на Фигуре 9, уровень TIMP-2 в синовиальной жидкости животных, находившихся на диете, обогащенной n-3 LPUFA, был увеличен по сравнению с животными, получавшими стандартную диету.
Результаты, приведенные выше, демонстрируют, что диета, обогащенная n-3 LPUFA, приводит к улучшению нескольких физиологических и биохимических параметров, ассоциированных с ОА собак.
Пример 3. Пример диетической композиции
Пример диетической композиции, не ограничивающий изобретение
Влага
9,1%
Белок
27,8%
Жир
12,9%
Минеральные вещества
8,02%
Углеводы (путем вычитания)
42,20%
Состав жирных кислот:
Процент от жира
14:0
3,13
14:1
0,22
15:0
0,35
16:0
20,9
16:1
5,63
17:0
0,6
18:0
8,08
18:1n-9
29,8
18:2n-6
11,8
18:3n-6
0,18
20:0
0,2
18:3n-3
1,08
20:2n-6
0,25
20:3n-6
0,32
20:4n-6
0,66
20:5n-3
3,09
22:5n-3
0,67
22:6n-3
2,66
Неизвестные
4,66
Состав жирных кислот
Процент от композиции
ЕРА
0,39861%
АА
<0,125
LA
1-2%
Настоящее изобретение не ограничено воплощениями, описанными и приведенными здесь в качестве примеров, но может подвергаться модификациям и вариациям в рамках приложенной формулы изобретения.