КОМПОЗИЦИИ И СПОСОБЫ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ НЕЙРОГЕНЕЗА У ЖИВОТНЫХ
COMPOSITIONS AND METHODS FOR INTENSIFYING NEUROGENESIS IN ANIMALS

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 62/182 922, поданной 22 июня 2015 г., и предварительной заявке на патент США № 62/205 937, поданной 17 августа 2015 г., причем описания заявок полностью включены в настоящий документ путем ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится в целом к неврологическому здоровью животных. Конкретно, настоящее изобретение относится к композициям и способу повышения нейрогенеза у животного.
Уровень техники
Нейрогенез в двух областях головного мозга взрослых млекопитающих, субвентрикулярной зоне (СВЗ) боковых желудочков и субгранулярной зоне (СГЗ) зубчатой извилины гиппокампа, происходит на протяжении жизни и угасает с возрастом (Cell 132: 645–660, 2008). Нейрональные стволовые клетки (НСК) могут дифференцироваться в нейроны, астроциты и олигодендроциты (Cell 132: 645–660, 2008). Известно, что у взрослых млекопитающих НСК в СГЗ зубчатой извилины способствуют образованию незрелых нейронов, которые мигрируют во внутренний слой гранулярных клеток и дифференцируются в гранулярные клетки зубчатой извилины в гиппокампе (Neuron 70: 687–702, 2011). Был подан целый ряд патентных заявок, направленных на то, чтобы способствовать нейрогенезу в СВЗ и СГЗ. В патенте США 8,383,626 объясняется технология использования доноров оксида азота, вызывающего нейрогенез в СВЗ и СГЗ. В EP 2314289 A1 предложены композиция и способы лечения заболеваний и состояний центральной и периферийной нервной системы путем стимулирования или повышения нейрогенеза при помощи ГАМК-эргического средства. В EP1940389 A2 описаны композиция и способы лечения заболеваний и состояний центральной и периферийной нервной системы путем стимулирования или повышения нейрогенеза при помощи ингибирования фосфодиэстеразы циклических нуклеотидов. В EP 2258358 A2 предложены композиция и способы лечения заболеваний и состояний центральной и периферийной нервной системы путем стимулирования или повышения нейрогенеза при помощи ингибиторов ацетилхолинэстеразы. В WO 2010111136 A2 предложены композиция и способы лечения заболеваний и состояний центральной и периферийной нервной системы путем стимулирования или повышения нейрогенеза при помощи ингибитора ренина.
По существу, было точно установлено, что новые нейроны генерируются в гиппокампе взрослой особи нейрональными стволовыми клетками-предшественницами (НСК) на протяжении жизни. Нейрогенез представляет собой процесс регенерации под действием внешних стимуляторов, связанных с обучением, памятью и регуляцией настроения. Поэтому нейрогенез считается важной формой регенерации нейронов, позволяющей организму адаптироваться к изменениям окружающей среды на протяжении жизни.
Скорость гиппокампального нейрогенеза существенно изменяется при физиологических и патологических воздействиях, таких как физическая активность, обогащение среды, стресс, расстройства настроения, старение и нейродегенеративные нарушения. Действительно, в процессе старения имеет место возрастное угасание нейрогенеза у взрослых особей. Это угасание относится главным образом к пониженной пролиферации, связанной со снижением стимуляции пролиферации клеток в стареющем мозге. Естественный или стимулированный гиппокампальный нейрогенез играет важную роль в клинических эффектах антидепрессантов, и, возможно, сниженный нейрогенез может способствовать атрофии областей головного мозга (включая гиппокамп), связанной с депрессией. При болезни Альцгеймера также имеются свидетельства понижения нейрогенеза, которое сопровождает утрату нейронов, характерную для этого заболевания.
В связи с этим остается необходимость в композициях и способах усиления нейрогенеза у животного.
Сущность изобретения
Следовательно, целью настоящего изобретения является обеспечение способов, подходящих для усиления нейрогенеза у животного.
В одном варианте осуществления способ усиления нейрогенеза у животного может включать в себя введение животному композиции, содержащей ненасыщенную жирную кислоту (НЖК), выделяющее оксид азота соединение (ВОАС), витамин группы B и антиоксидант, причем композицию вводят в количестве, эффективном для усиления нейрогенеза у животного.
Раскрытие изобретения
Определения
В настоящем документе могут использоваться следующие сокращения: АК — арахидоновая кислота; АЛК — альфа-линоленовая кислота; DHA — докозагексаеновая кислота; ДПК — докозапентаеновая кислота; ЭПК — эйкозапентаеновая кислота; ЛК — линолевая кислота; НЖК — ненасыщенная жирная кислота; ДЦНЖК — длинноцепочечная полиненасыщенная жирная кислота; NО — оксид азота; ВОАС — выделяющее оксид азота соединение; L-Арг — L-аргинин.
Термин «животное» относится к любому животному, которое может получить пользу от применения одного или более способов настоящего изобретения, включая людей, птиц, крупный рогатый скот, животных из семейств собачьих, лошадиных, кошачьих, козлов, волков, мышей и крыс, овец и свиней. В одном варианте осуществления термин «животное» означает животное, которому требуется усиление нейрогенеза.
Термин «животное-компаньон» относится к любому домашнему животному, включая (без ограничения) кошек, собак, кроликов, морских свинок, хорьков, хомяков, мышей, песчанок, лошадей, коров, коз, овец, ослов, свиней и т.п. В одном примере животным-компаньоном может быть собака или кошка.
Термин «витамин группы B» относится к любому витамину группы B, включая его производные, кислотные формы и соли. Такие витамины группы B могут включать (без ограничения) витамин B1 (тиамин), витамин B2 (рибофлавин), витамин B3 (ниацин, никотиновая кислота, никотинамид), витамин B5 (пантотеновая кислота), витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин), витамин B7 (биотин), витамин B8 (мио-инозитол), витамин B9 (фолиевая кислота) и витамин B12 (соединения кобаламина, включая метилкобаламин, гидроксокобаламин и цианокобаламин).
Термин «ненасыщенная жирная кислота» или «НЖК» относится к полиненасыщенным жирным кислотам или мононенасыщенным жирным кислотам, включая монокарбоновые кислоты, имеющие по меньшей мере одну двойную связь. Примеры НЖК включают (n-6) жирные кислоты, такие как линолевая кислота (LA) и арахидоновая кислота (AA), и (n-3) жирные кислоты, такие как эйкозапентаеновая кислота (EPA), альфа-линоленовая кислота (ALA), докозапентаеновая кислота (DPA) и докозагексаеновая кислота (DHA). Примеры НЖК также включают миристолеиновую кислоту, пальмитинолеиновую кислоту, олеиновую кислоту, линолевую кислоту, цис-вакценовую кислоту и эруковую кислоту.
Термин «рыбий жир» относится к жирному или масляному экстракту, богатому НЖК, будь то сырой или очищенный, полученный из морского животного, например, холодноводной рыбы, такой как (без ограничений): лосось, тунец, макрель, сельдь, морской окунь, полосатый окунь, палтус, сом и сардины, а также акула, креветка и моллюски, или любого их сочетания. Рыбий жир, как правило, представляет собой специальный термин, применяемый поставщиками ингредиентов, и охватывает ассортимент продуктов с различным содержанием НЖК и чистотой.
Термин «выделяющее оксид азота соединение» или «ВОАС» относится к любому соединению или соединениям, которые вызывают или могут приводить к выделению оксида азота у животного. Примеры таких соединений включают: L-аргинин, пептиды и белки, содержащие L-аргинин, и их аналоги или производные, которые, как известно или установлено, выделяют оксид азота, такие как: альфа-кетоглутарат аргинина, GEA 3175, нитропруссид натрия, глицерилтринитрат, S-нитрозо-N-ацетилпеницилламин, нитроглицерин, S-NO-глутатион, NO-конъюгированные нестероидные противовоспалительные препараты (например, NO-напроксен, NO-аспирин, NO-ибупрофен, NO-диклофенак, NO-флурбипрофен и NO-кетопрофен), NO-выделяющее соединение-7, NO-выделяющее соединение-5, NO-выделяющее соединение-12, NO-выделяющее соединение-18, диолаты диазения и их производные, NONO-ат диэтиламина, любое органическое или неорганическое соединение, биомолекула, или их аналог, гомолог, конъюгат или производное, которое вызывает выделение оксида азота, в частности «свободного» NO, у животного. Согласно определению, ВОАС включают также добавки, которые могут быть преобразованы в выделяющие оксид азота соединения при метаболизации в организме, например, в цитруллин и орнитин.
Термин «рекомендуемая суточная потребность» или «рекомендуемая суточная норма» или «РСН» относится к суточному количеству витамина или другого питательного вещества, рекомендуемого признанной организацией или стандартом в данной области техники, включая (без ограничения) Национальные институты здравоохранения (NIH), Институт медицины при национальных академиях (IOM), Отчет о рекомендуемом потреблении с пищей (РПП) нутриентов, Европейскую федерацию производителей для животных (FEDIAF) и Американскую ассоциацию официального контроля за качеством пищевой продукции (AAFCO), от 1 января 2015 г.
Термин «стареющий» означает «имеющий пожилой возраст», то есть такое животное прожило больше 50% средней продолжительности жизни для своего конкретного вида и/или породы в составе вида. Например, если средняя продолжительность жизни какой-либо породы собак составляет 10 лет, то в целях настоящего документа собака этой породы старше 5 лет будет считаться «стареющей». «Здоровыми стареющими животными» считаются животные, которые не страдают известными заболеваниями, в частности теми, которые связаны с нарушением когнитивных функций и могут исказить результаты. В исследованиях с использованием здоровых стареющих животных, когортные животные также являются здоровыми стареющими животными, хотя в качестве образцов для сравнения могут подойти и другие здоровые животные с надлежащими когнитивными, двигательными или поведенческими функциями. Если используются животные с определенными заболеваниями или когнитивными, моторными или поведенческими ограничениями, то когортные животные должны включать животных, имеющих аналогичный диагноз или демонстрирующих аналогичные признаки заболевания или когнитивных, моторных или поведенческих ограничений.
Термин «длительное введение» означает периоды многократного введения или потребления, превышающие один месяц. В определенных вариантах осуществления могут использоваться периоды, превышающие два, три или четыре. Помимо этого могут использоваться более длительные периоды, которые превышают 5, 6, 7, 8, 9 или 10 месяцев. Также могут использоваться периоды больше 11 месяцев или 1 года. В изобретение могут также быть включены более длительные сроки применения, превышающие 1, 2, 3 и более лет. Что касается определенных стареющих животных, животное будет продолжать потребление на регулярной основе до конца своей жизни. Иногда это называется потреблением в течение «продолжительного» периода.
Термин «регулярная основа» обозначает по меньшей мере ежемесячное дозирование композиций или потребление композиций и, в некоторых аспектах, еженедельное дозирование. В определенных вариантах осуществления возможны более частые дозирование или потребление, например, два, три или семь раз в неделю. Однако другие варианты осуществления включают режимы, которые включают по меньшей мере одно ежедневное потребление. Специалисту в данной области будет понятно, что полезным показателем для оценки или определения частоты дозирования может служить содержание в крови какого-либо соединения, или определенных метаболитов этого соединения, или конечных метаболитов после потребления данного соединения. В целях данного документа, независимо от того, подтверждено ли это конкретным примером в его тексте, полезной считается частота, которая позволяет поддерживать нужный уровень измеряемого соединения в крови в допустимых пределах. Специалисту в данной области будет понятно, что частота дозирования зависит от потребляемой или вводимой композиции и некоторые композиции могут требовать более или менее частого введения для поддержания нужного содержания измеряемого соединения в крови.
Термин «приблизительно» включает в себя все значения в диапазоне 5% от указанного числа. В одном варианте осуществления «приблизительно» включает в себя все значения в диапазоне 2%, а в одном аспекте — в диапазоне 1%.
Термин «субъект» применительно к животному означает особь животного любого вида или породы.
Во всем тексте настоящего документа диапазоны указаны сокращенно, чтобы избежать необходимости их подробного определения и описания всех и каждого из значений в пределах диапазона. При необходимости в качестве верхнего значения, нижнего значения или граничного значения диапазона можно выбирать любое подходящее значение в пределах диапазона.
В настоящем документе варианты осуществления, аспекты и примеры, в которых используется выражение «содержащий» или другие неограничивающие выражения, можно заменить вариантами осуществления с использованием выражений «состоящий, по существу, из» и «состоящий из».
Используемое в настоящем документе и в приложенных пунктах формулы изобретения единственное число любого слова включает множественное число и наоборот, если из контекста явно не следует иное. Таким образом, указание на единственное число, по существу, включает в себя множественное число соответствующих терминов. Например, использование термина «собака» или «способ» включает множество таких «собак» или «способов». В данном документе упоминание, например, «ненасыщенной жирной кислоты» включает множество таких ненасыщенных жирных кислот, а упоминание «витаминов группы B» включает и единственный витамин группы B. Аналогичным образом слова «включать в себя», «содержат», «содержит» и «содержащий» следует истолковывать во включающем, а не исключающем смысле. Аналогично, термины «включать», «включающий» и «или» следует толковать во включающем смысле, если такое толкование явно не запрещено контекстом. В настоящем документе термин «примеры», особенно если за ним следует перечисление терминов, имеет только примерный и иллюстративный характер, его не следует считать исключающим или исчерпывающим.
Способы и композиции, а также другие достижения, описанные в настоящем документе, не ограничены конкретной методологией, протоколами и реагентами, описанными в настоящем документе, поскольку, как очевидно специалистам в данной области, они могут изменяться. Дополнительно используемая в настоящем документе терминология служит только для цели описания конкретных вариантов осуществления и не должна ограничивать, и не ограничивает объем, который описан или указан в формуле изобретения.
Если не определено иное, все технические и научные термины, специальные термины и сокращения, используемые в настоящем документе, имеют значения, обычно понятные специалисту в области(-ях), к которой(-ым) относится изобретение, или в области(-ях), в которой(-ых) используется термин. Хотя любые композиции, способы, изделия или другие средства или материалы, подобные или равноценные описанным в настоящем документе, могут использоваться при практической реализации настоящего изобретения, в настоящем документе описаны определенные композиции, способы, изделия или другие средства или материалы.
Все патенты, заявки на патенты, публикации, технические и/или научные статьи и другие ссылки, приведенные или упомянутые в настоящем документе, полностью включены в настоящий документ путем ссылки в объеме, разрешенном законодательством. Обсуждение этих ссылок служит только для обобщения утверждений, сделанных в настоящем документе. Не делается каких-либо допущений, что любые такие патенты, заявки на патенты, публикации или ссылки, или какая-либо их часть являются важными, существенными или относятся к предшествующему уровню техники. Специально сохранено право ставить под вопрос точность и уместность любых утверждений о том, что такие патенты, заявки на патенты, публикации и другие ссылки являются важными, существенными или относятся к предшествующему уровню техники. Полные ссылки на публикации, не указанные полностью в тексте описания, приведены в конце описания.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что некоторые композиции могут усиливать нейрогенез у животного. В одном варианте осуществления способ усиления нейрогенеза у животного может включать в себя введение животному композиции, содержащей ненасыщенную жирную кислоту (НЖК), выделяющее оксид азота соединение (ВОАС), витамин группы B и антиоксидант, причем композицию вводят в количестве, эффективном для усиления нейрогенеза у животного. В одном варианте осуществления антиоксидант и витамин группы B вводят с превышением значений РСН. В одном аспекте вводимые антиоксидант и витамин группы B по меньшей мере в 1,2 раза превышают значение РСН.
В одном аспекте нейрогенез может происходить (без ограничений) в гиппокампе животного. В одном аспекте нейрогенез может происходить в области CA1 гиппокампа. Такой нейрогенез может оцениваться как увеличение числа нейронов по сравнению с сопоставимым животным на том же этапе жизни. В одном аспекте настоящие способы могут обеспечивать по меньшей мере увеличение числа нейронов на 10%. В другом аспекте настоящие способы могут обеспечивать по меньшей мере увеличение числа нейронов на 20%, 30% или даже 40%.
В одном варианте осуществления настоящие способы могут включать идентификацию роста животного. В одном аспекте растущее животное может быть младенцем, котенком, щенком или любым молодым животным, не достигшим полного размера (роста) и массы взрослого. В другом аспекте растущее животное может быть животным, которое достигло от 0 до 30% ожидаемой продолжительности жизни.
В другом варианте осуществления настоящие способы могут включать идентификацию животного, страдающего снижением когнитивных способностей или подверженного риску нарушения когнитивных функций. В другом аспекте способы могут включать идентификацию животного, у которого диагностировано заболевание, расстройство или другое состояние, которое влияет на его когнитивные способности, или которое подвержено риску развития заболевания, расстройства или другого состояния, влияющего на когнитивные способности. Определение животного, подверженного риску снижения когнитивных способностей или риску развития заболевания, расстройства или другого состояния, которое влияет на когнитивные способности, может включать (без ограничения) животных с семейным анамнезом снижения когнитивных способностей или заболевания, расстройства или другого состояния, которое влияет на когнитивные способности, и животных, имеющих генетическую предрасположенность к снижению когнитивных способностей или заболеванию, расстройству или другому состоянию, которое влияет на когнитивные способности.
НЖК может быть любая НЖК, пригодная для введения животному. НЖК можно получать из любого пригодного источника, как синтетического, так и натурального. Источники НЖК включают натуральные источники таких жирных кислот и включают (без ограничения) примулу; темно-зеленые овощи, например шпинат; водоросли и сине-зеленые водоросли, например спирулину; семена и масла таких растений, как лен, канола, соевые бобы, грецкий орех, тыква, сафлор, кунжут, зародыши пшеницы, подсолнух, кукуруза и конопля; и рыбу, например лосося, тунца, скумбрию, сельдь, морского окуня, полосатого окуня, палтуса, сома, сардину, акулу, креветок и моллюсков, а также экстракты масел одного или более из вышеперечисленных источников. Также НЖК могут быть синтетическими. В этом случае их получают любыми способами, пригодными для данной области, с применением любого пригодного исходного сырья. НЖК могут содержать смесь из одной или более НЖК, полученных из любого одного или более источников, в частности из источников, перечисленных выше, как синтетических, так и натуральных. В некоторых вариантах осуществления НЖК могут представлять собой длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты (ДЦНЖК), содержащие любую одну или более монокарбоновых кислот, имеющих по меньшей мере 20 атомов углерода и по меньшей мере две двойные связи. В одном аспекте НЖК могут представлять собой (n-6) жирные кислоты или (n-3) жирные кислоты, а в особых аспектах НЖК могут представлять собой n-3 ДЦНЖК.
ВОАС может быть любая ВОАС, пригодная для введения животному. ВОАС можно получать из любого пригодного источника, как синтетического, так и натурального. В различных вариантах осуществления ВОАС содержит аргинин. Источники аргинина включают (без ограничения) белки животного и растительного происхождения. Примеры растений, считающихся богатыми аргинином и пригодных для использования в целях настоящего изобретения, включают (без ограничений): бобовые, в частности сою, люпины и рожковое дерево; зерновые, в частности пшеницу и рис; фрукты, в частности виноград. Семена и орехи таких растений, как какао и арахис, также считаются богатыми аргинином и, следовательно, пригодны для использования в целях настоящего изобретения. К примерам пригодных белков животного происхождения, богатых аргинином, относятся мясо птицы и рыбные продукты. ВОАС также может быть синтетическим продуктом, полученным любыми способами, пригодными в данной области. Как и в случае НЖК, содержание ВОАС в любой композиции, описанной в настоящем документе, может включать смесь любых натуральных или синтетических ВОАС. Как НЖК, так и ВОАС, будь они натуральными или синтетическими, можно получать непосредственно или обеспечением из коммерческого источника.
Витаминами группы В могут быть любые витамины группы В, пригодные для введения животному. Витамины группы B включают витамин B1 (тиамин), витамин B2 (рибофлавин), витамин B3 (ниацин, никотиновая кислота, никотинамид), витамин B5 (пантотеновая кислота), витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин), витамин B7 (биотин), витамин B8 (мио-инозитол), витамин B9 (фолиевая кислота) и витамин B12 (соединения кобаламина, включая метилкобаламин, гидроксокобаламин и цианокобаламин), или их соли, конъюгаты или производные, признанные обладающими B-витаминной активностью. Сочетания любых из вышеуказанных витаминов также полезны в настоящем изобретении; иногда в настоящем документе они называются «смесями» витаминов группы В. Поскольку у разных видов потребность в витаминах различается, не все перечисленные соединения считаются витаминами для всех видов. Например, поскольку известно, что мио-инозитол синтезируется в организме человека, он больше не считается витамином, так как не требуется для полноценного питания человека.
Антиоксидантами могут быть любые антиоксиданты, пригодные для введения животному. Антиоксиданты хорошо известны в соответствующих областях, в частности в области пищевых технологий и разработки продуктов питания. Натуральные соединения-антиоксиданты включают витамины (например, А, С, Е и их производные, конъюгаты или аналоги), а также растительные экстракты, включая экстракты из фруктов, овощей, трав, семян и других видов и/или частей растений. Такие соединения, как альфа-липоевая кислота, хлорофилл и его производные, глутатион, убихиноны (например, кофермент Q10), каротиноиды (например, бета-каротин, альфа-каротин, бета-криптоксантин, гамма-каротин, лютеин, астаксантин, зеаксантин и т.д.), флавоноиды, фенольные кислоты и полифенолы, а также пикногенол, известны как отличные антиоксиданты. К примерам растительных источников антиоксидантов относятся фрукты, в частности ягоды (вишня, ежевика, клубника, малина, водяника, голубика, черника/дикая черника, черная смородина), гранат, виноград, апельсин, слива, ананас, киви и грейпфрут; овощи, включая кудрявую капусту, перец чили, краснокочанную капусту, перцы, петрушку, артишок, брюссельскую капусту, шпинат, лимон, имбирь, чеснок и красную свеклу; сухофрукты, в частности курага, чернослив и финики; бобовые, включая обыкновенные бобы, фасоль пинто и соевые бобы. Также к ним относятся орехи и семена, например, пекан, грецкие орехи, лесные орехи, арахис и семена подсолнуха; зерновые, например, ячмень, просо, овес и кукуруза. Многие натуральные антиоксиданты содержатся в разнообразных пряностях, например, в гвоздике, корице, розмарине и душице. Менее известными источниками антиоксидантов являются Ginkgo biloba и тропические растения, например, линдера чилибухолистная и папайя. В последние годы большой интерес вызывают антиоксидантные свойства различных чаев и зеленого чая, а также продуктов ферментации, например, красного вина; эти источники подходят для использования в целях настоящего изобретения. Селен является прекрасным поглотителем кислорода и обладает высокой эффективностью, особенно вместе с витаминами или родственными соединениями токоферола. Синтетические пищевые антиоксиданты включают бутилированный гидроксианизол (БГА) и бутилированный гидрокситолуол (БГТ), которые часто используются в продуктах питания. Любые из вышеперечисленных, отдельно или в сочетании, пригодны для использования в целях настоящего изобретения, как и сочетания натуральных и синтетических антиоксидантов. В одном варианте осуществления антиоксиданты содержат астаксантин, отдельно или в сочетании с другими антиоксидантами.
Композиции содержат НЖК и ВОАС, витамины группы B и антиоксиданты в количестве, эффективном для усиления нейрогенеза. Как правило, композиции содержат от приблизительно 0,1% до приблизительно 50% НЖК и от приблизительно 0,1% до приблизительно 20% ВОАС. Дополнительно композиция содержит приблизительно в 1,2–40 раз больше рекомендованной суточной потребности (РСН) витаминов группы В и приблизительно от 0,0001% до приблизительно 25% антиоксидантов. В различных вариантах осуществления композиции содержат от приблизительно 1 до приблизительно 30% НЖК, а в одном из аспектов — от приблизительно 1 до приблизительно 15% НЖК; и от приблизительно 1 до приблизительно 15% ВОАС, а в одном из аспектов — от приблизительно 1 до приблизительно 10% ВОАС. В различных вариантах осуществления содержание витаминов группы В приблизительно в 1,2–20 раз превышает РСН, а в одном из аспектов — приблизительно в 1,2–10 раз превышает РСН, при этом содержание антиоксидантов составляет от приблизительно 0,0001 до приблизительно 15%, в одном из аспектов — от приблизительно 0,001% до приблизительно 5%, а в другом конкретном аспекте от приблизительно 0,001% до приблизительно 2%. В одном варианте осуществления композиция содержит от приблизительно 0,5 г до приблизительно 10 г НЖК и от приблизительно 0,5 г до приблизительно 10 г ВОАС и в 1,5–4 раза больше РСН для витаминов группы B и антиоксидантов. В некоторых аспектах композиция может включать по меньшей мере в 4 раза больше РСН для витаминов группы B.
Композиции могут дополнительно содержать такие вещества, как минералы, другие витамины, соли, питательные вещества, функциональные добавки, включая, например, усилители вкуса, красители, эмульгаторы, антимикробные средства или другие консерванты. Минералы, которые могут использоваться в таких композициях, включают, например, кальций, фосфор, калий, натрий, железо, хлорид, бор, медь, цинк, магний, марганец, йод, селен и т.п. К примерам дополнительных витаминов, которые считаются полезными в настоящем документе, относятся жирорастворимые витамины, например, D и K. В различных вариантах осуществления изобретения используются также инулин, аминокислоты, таурин, холин, ферменты, коферменты и т.п.
В одном из вариантов осуществления композиции представляют собой пищевые композиции, включая пищевые композиции для человека и домашних животных. Такие композиции включают продукты, предназначенные для удовлетворения необходимых пищевых потребностей животного, лакомства для животных (например, галеты) или диетические добавки. Композиции могут представлять собой сухую композицию (например, гранулы), полувлажную композицию, влажную композицию или любую их смесь. В другом варианте осуществления композиция является диетической добавкой, например, соусом, питьевой водой, напитком, йогуртом, порошком, гранулой, пастой, суспензией, жевательным продуктом, закуской, лакомством, снеком, драже, пилюлей, капсулой, таблеткой или любой другой пригодной формой подачи. Диетическая добавка может содержать высокую концентрацию НЖК, ВОАС и витаминов группы В и антиоксидантов. Это позволяет вводить добавку животному в небольших количествах или, в качестве альтернативы, разбавлять перед введением животному. Диетическая добавка может требовать смешивания или быть смешанной с водой или другим разбавителем перед введением животному.
В одном из вариантов осуществления композиции могут подлежать охлаждению или заморозке. В другом варианте осуществления НЖК и ВОАС могут быть предварительно смешаны с другими компонентами с целью обеспечения необходимого полезного количества. В других вариантах осуществления НЖК и ВОАС могут использоваться для покрытия пищевого продукта, снека, композиции корма для домашних животных или лакомства для домашних животных. В одном из вариантов осуществления НЖК и ВОАС могут добавляться к композиции непосредственно перед тем, как ее дают животному, например, в виде порошка или смеси. Такие композиции дополнительно содержат витамины группы B и/или антиоксиданты.
В некоторых случаях композиции могут содержать одно или более дополнительных веществ, которые поддерживают общее состояние здоровья или способствуют его улучшению. Предпочтительные вещества могут быть связаны с улучшением психического состояния или усилением когнитивной функции или могут быть веществами, которые замедляют, тормозят или уменьшают утрату когнитивной функции, например, травами или растениями, которые усиливают когнитивную функцию.
В различных вариантах осуществления композиции корма или лакомства для домашних животных содержат от приблизительно 15% до приблизительно 50% исходного белка. Необработанные белковые материалы могут содержать растительные белки, например, соевую муку, соевый белковый концентрат, кукурузную глютеновую муку, пшеничный глютен, муку из жмыха семян хлопчатника или арахисовую муку, или животные белки, например, казеин, альбумин или мясной белок. Примеры мясного белка, используемого в целях настоящего изобретения, включают свинину, баранину, конину, мясо птицы, рыбу и их смеси.
Дополнительно композиции могут содержать от приблизительно 5% до приблизительно 40% жира. Композиции могут дополнительно содержать источник углеводов. Композиции могут содержать от приблизительно 15% до приблизительно 60% углеводов. Примеры подходящих углеводов включают зерно или крупы, такие как рис, кукуруза, майло, сорго, люцерна, ячмень, соевые бобы, канола, овес, пшеница и их смеси. В некоторых случаях композиции могут содержать другие материалы, такие как сухая молочная сыворотка и другие побочные продукты переработки молока.
В некоторых вариантах осуществления содержание золы в композиции входит в диапазон от менее 1% до приблизительно 15%, а в одном из аспектов — от приблизительно 5% до приблизительно 10%.
Влагосодержание может варьироваться в зависимости от характера композиции. В одном варианте осуществления композиция может представлять собой полноценный корм для домашних животных со сбалансированным содержанием питательных веществ. В этом варианте осуществления корм для домашних животных может представлять собой «влажный корм», «сухой корм» или корм со средним влагосодержанием. «Влажным кормом» называют корм для домашних животных, который, как правило, продается в банках или в пакетах из пленки и имеет влагосодержание, как правило, в диапазоне от приблизительно 70% до приблизительно 90%. «Сухим кормом» называют корм для домашних животных, по композиции похожий на влажный корм, но имеющий ограниченное влагосодержание, как правило, в диапазоне от приблизительно 5% до приблизительно 15% или 20%, который, следовательно, представлен, например, в форме небольших гранул, похожих на галеты. В одном варианте осуществления композиции имеют влагосодержание от приблизительно 5% до приблизительно 20%. Сухие пищевые продукты включают различные продукты с различным влагосодержанием, так что они относительно долго хранятся и являются устойчивыми к бактериальному и грибковому повреждению и инфицированию. Также включены сухие пищевые композиции, представляющие собой экструдированные продукты питания, например, корма для домашних животных или снеки для человека или животных-компаньонов.
Композиции также могут содержать один или более источников клетчатки. Термин «клетчатка» включает все источники так называемых «балластных веществ» в пищевых продуктах, независимо от того, перевариваются они или нет, растворяются или нет, сбраживаются или нет. Клетчатку можно получать из растительных источников, таких как морские растения, но могут применяться и микробиологические источники. Может использоваться множество растворимых и нерастворимых типов клетчатки, которые известны специалистам обычной квалификации в данной области. Источниками клетчатки могут служить свекловичный жом (из сахарной свеклы), аравийская камедь, камедь сеяльской акации, псиллиум, рисовые отруби, камедь рожкового дерева, цитрусовый жом, фруктоолигосахарид, пектин, олигофруктоза с короткой цепью, маннанолигофруктоза, соевая клетчатка, арабиногалактан, галактоолигосахарид, арабиноксилан или их смеси.
В альтернативном варианте осуществления источником клетчатки может служить сбраживаемая клетчатка. Ранее было описано, что сбраживаемая клетчатка благотворно влияет на иммунную систему животного-компаньона. Сбраживаемая клетчатка или другие композиции, известные специалистам в данной области, которые содержат пребиотики для улучшения роста пробиотиков в кишечнике, также могут вводиться в состав композиции для увеличения пользы, которую представляет настоящее изобретение для иммунной системы животного.
В других вариантах осуществления композиции дополнительно могут содержать пребиотики, пробиотики или их комбинацию. Пробиотики — это живые микроорганизмы, которые благотворно влияют на профилактику и лечение конкретных медицинских состояний при приеме внутрь. Считается, что пробиотики оказывают биологическое действие в результате явления, известного как колонизационная резистентность. Пробиотики ускоряют процесс, во время которого местная анаэробная флора ограничивает концентрацию потенциально вредных (большей частью аэробных) бактерий в пищеварительном тракте. Другие принципы действия, например, снабжение ферментами или влияние на активность ферментов в желудочно-кишечном тракте, также могут объяснить некоторые другие функции, которые приписывают пробиотикам. Пребиотики — это неперевариваемые пищевые ингредиенты, которые оказывают благотворное влияние на организм путем выборочного стимулирования роста и/или активности бактерий в толстой кишке. К пребиотикам относятся фруктоолигосахариды (ФОС), ксилоолигосахариды (КОС), галактоолигосахариды (ГОС) и манноолигосахариды (как правило, для пищи, не предназначенной для человека, вроде кормов для домашних животных). Пребиотик фруктоолигосахарид (ФОС) в натуральном виде может встречаться во многих продуктах питания, например, в пшенице, репчатом луке, бананах, меде, чесноке и луке-порее. Также ФОС можно выделить из корня цикория или ферментативным путем синтезировать из сахарозы. Сбраживание ФОС в толстой кишке оказывает разнообразное физиологическое воздействие, включая увеличение количества бифидобактерий в толстой кишке, повышение поглощения кальция, увеличение веса фекальных масс, сокращение времени прохождения пищи по желудочно-кишечному тракту и, возможно, снижение уровня липидов в крови. Предполагается, что увеличение количества бифидобактерий полезно для здоровья человека, так как они вырабатывают соединения, замедляющие рост потенциальных патогенов, снижают уровень аммиака в крови и вырабатывают витамины и пищеварительные ферменты. Считается, что пробиотические бактерии, такие как лактобактерии или бифидобактерии, оказывают положительное воздействие на иммунный ответ путем улучшения баланса микрофлоры в кишечнике, что приводит к повышенной выработке антител и фагоцитарной активности белых кровяных телец (поглощение и уничтожение). Bifidobacterium lactis может служить эффективной пробиотической диетической добавкой для улучшения некоторых аспектов клеточного иммунитета у пожилых особей. Пробиотики усиливают системный клеточный иммунный ответ и могут использоваться в качестве диетической добавки для повышения природного иммунитета у взрослых, не имеющих других заболеваний. Пробиотики включают многие типы бактерий, но в большинстве случаев подбираются из четырех родов бактерий: Lactobacilllus acidophillus, Bifidobacteria, Lactococcus и Pediococcus. К полезным видам также относятся Enterococcus и Saccharomyces. Специалист в данной области определяет количество пробиотиков и пребиотиков для введения животному на основании типа и характеристик пребиотика и пробиотика, а также типа и характеристик животного, например, с учетом возраста, массы, общего состояния здоровья, пола, степени микробного истощения, наличия вредных бактерий и режима питания животного. Как правило, для поддержания здорового состояния кишечной микрофлоры пробиотики вводят животному в количестве от приблизительно одного до приблизительно двадцати миллиардов колониеобразующих единиц (КОЕ) в день, предпочтительно от приблизительно 5 миллиардов до приблизительно 10 миллиардов живых бактерий в день. Как правило, пребиотики вводят в количествах, достаточных для положительного стимулирования полезной микрофлоры в кишечнике и обеспечения размножения этих благоприятных бактерий. Типичные количества составляют от приблизительно одного до приблизительно 10 граммов на порцию или от приблизительно 5% до приблизительно 40% рекомендованной для животного суточной дозы клетчатки. Пробиотики и пребиотики можно вводить в состав композиции любыми пригодными способами. Как правило, эти вещества смешивают с композицией или наносят на поверхность композиции, например, путем опрыскивания или посыпания.
Композиции и диетические добавки могут специально создаваться для предполагаемых получателей или потребителей, например, для взрослых животных или для пожилых или молодых животных. Например, можно подготовить композицию, адаптированную для щенков или котят, или адаптированную для активных, беременных, кормящих или стареющих животных. Как правило, специализированные композиции должны соответствовать потребностям в энергии и питательных веществах животных на разных стадиях развития и в разном возрасте.
Определенные аспекты настоящего изобретения могут использоваться в сочетании с полноценной и сбалансированной пищей. Согласно определенным вариантам осуществления, представленным в настоящем документе, композиции, содержащие НЖК, ВОАС, витамины группы В и антиоксиданты, могут использоваться с высококачественным коммерческим кормом. В тексте настоящего документа термин «высококачественный коммерческий корм» означает корм, предназначенный для обеспечения перевариваемости основных питательных веществ на 80% и выше, как изложено, например, рекомендациями Национального научно-исследовательского совета для собак (см. выше) или директивами, выдвинутыми Американской ассоциацией государственных инспекторов по качеству кормов для животных. Аналогичные высокие стандарты питательных веществ следует использовать и для других животных.
В одном из вариантов осуществления пищевые композиции содержат любые из множества ингредиентов или их сочетаний, выбранные за их вклад в общую композицию. Таким образом, специалист в области пищевых технологий может сделать выбор из натуральных (например, растительных или растительного происхождения, животных или животного происхождения и микробных или микробного происхождения) и синтетических ингредиентов или компонентов. В конкретных вариантах осуществления ингредиенты могут включать любые зерновые злаки и/или их фракции или компоненты, мясо и мясные субпродукты, рыбу, моллюсков и ракообразных или другие морепродукты, другие животные продукты или субпродукты, яйца различного происхождения, витамины, минералы, соли, подсластители, клетчатку, вкусовые добавки или другие усилители вкуса, красители и функциональные ингредиенты, например эмульгаторы, стабилизаторы, смягчители, функциональные покрытия и т.п. Зерновые, используемые в настоящем изобретении, включают все растения, признанные «зерновыми» культурами, независимо от того, используются ли они в товарном сельскохозяйственном производстве в настоящее время или просто известны как «зерновые» с практической или ботанической точки зрения. Например, к «зерновым» относятся кукуруза, пшеница, рис, ячмень, сорго, просо, овес, рожь, тритикале, гречиха, фонио и киноа. Специалисту в данной области будет понятно, что во всякой пищевой композиции нередко используют один или более таких зерновых продуктов. Мясо, используемое в изобретении, включает мясо любого животного, включая мышечную ткань, например, курятину или мясо другой птицы, ягнятину, баранину, телятину, говядину или свинину. Другие животные продукты и субпродукты, используемые в изобретении, включают молочные продукты и побочные продукты переработки молока различных видов. Другие важные компоненты и ингредиенты включают жиры, и специалисту в данной области будет понятно, что для создания пищевых композиций доступно множество источников растительных, животных или микробных жиров. В одном из вариантов осуществления источником жира является растительный жир, например, кукурузное, масло сои или масло канолы, включая те, которые являются общедоступными. В другом варианте осуществления для получения калорий из жира, а также усиления вкуса для плотоядных животных используется животный жир, например, топленый. Конечно, сочетания любых вышеупомянутых ингредиентов, например, жиров, известны в данной области и используются для оптимизации пищевых композиций на основании функциональных свойств, а также цены и доступности.
Кроме того, специалисту в данной области будет понятно, что при составлении пищевых композиций по изобретению рецептура может незначительно изменяться, чтобы разработчик рецептуры мог учитывать цену и/или доступность определенных ингредиентов в композициях, а также колебание показателей между партиями при анализе определенных ингредиентов. Таким образом, всякая пищевая композиция или рецептура может незначительно различаться от партии к партии, или даже от сезона к сезону, в зависимости от этих факторов. Несмотря на различия в конкретных ингредиентах, выбранных для производства определенной партии пищевой композиции, общий состав (например, анализ белков, углеводов, жиров, клетчатки или другого компонента) может оставаться постоянным или по меньшей мере, по существу, постоянным, например, согласно информации, представленной на этикетке, такой как гарантия или заявление о минимальном или максимальном процентном содержании определенного компонента.
Что касается кормов для домашних животных и продуктов питания для человека, то количество НЖК в виде процентного содержания в композиции может входить в диапазон от приблизительно 0,1% до приблизительно 13% от композиции, хотя допускается и большее процентное содержание. В различных вариантах осуществления количество НЖК в композиции может составлять приблизительно 0,1%, 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%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9%, 4,0%, 4,1%, 4,2%, 4,3%, 4,4%, 4,5%, 4,6%, 4,7%, 4,8%, 4,9%, 5,0% или больше, например, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20% или больше. В определенных вариантах осуществления может использоваться до 30, 40 или 50% НЖК.
Что касается кормов для домашних животных и продуктов питания для человека, то количество ВОАС в виде процентного содержания в композиции может находиться в диапазоне от приблизительно 0,1% до приблизительно 12% от композиции, хотя допускается и большее процентное содержание. В различных вариантах осуществления количество ВОАС в композиции может составлять приблизительно 0,1%, 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%, 1,5%, 1,6%, 1,7%, 1,8%, 1,9%, 2,0%, 2,1%, 2,2%, 2,3%, 2,4%, 2,5%, 2,6%, 2,7%, 2,8%, 2,9%, 3,0%, 3,1%, 3,2%, 3,3%, 3,4%, 3,5%, 3,6%, 3,7%, 3,8%, 3,9%, 4,0%, 4,1%, 4,2%, 4,3%, 4,4%, 4,5%, 4,6%, 4,7%, 4,8%, 4,9%, 5,0% или больше, например, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12% или больше, до приблизительно 15% или даже 20%. В конкретных вариантах осуществления могут использоваться 2–2,5% НЖК и 2–2,5% ВОАС. В таких вариантах осуществления чистый L-аргинин может представлять собой соединение ВОАС. В рецептуре диетических добавок концентрация НЖК и ВОАС может быть в несколько раз выше, чтобы такие добавки были пригодны для введения животному в форме таблетки, капсулы, жидкого концентрата, эмульсии, суспензии, геля или другой лекарственной формы, или для растворения перед введением, например для растворения в воде, или для добавления в корм для домашних животных (например, посредством опрыскивания или распыления на него), или для других способов введения, пригодных для введения таких диетических добавок.
В альтернативном варианте осуществления количество НЖК и ВОАС в композиции может зависеть от количества, требующегося для установления заданных концентраций или нужного диапазона концентраций НЖК и/или ВОАС, или его метаболита, в сыворотке крови животного. Заданные концентрации или нужные диапазоны концентраций НЖК и/или ВОАС в сыворотке крови животного можно вычислить посредством определения уровней в сыворотке крови животных, которым вводили рекомендуемые количества НЖК и ВОАС, указанные выше, как будет понятно специалисту в данной области.
В одном из вариантов осуществления пищевые композиции содержат композицию основных питательных веществ, пригодных для создаваемого типа пищи. В одном из вариантов осуществления пищевая композиция может иметь в составе приблизительно 20–32% белков, приблизительно 30–50% углеводов, приблизительно 5–20% жиров и приблизительно 15–25% влаги. В другом варианте осуществления пищевая композиция может быть пищевой композицией для домашних животных, например, пищевой композицией для домашних животных премиум-класса и супер-премиум-класса. В одном из вариантов осуществления корм для домашних животных может быть разработан для собачьих и иметь содержание белка приблизительно 20–30%, а в одном из аспектов приблизительно 24–28%, а в одном конкретном аспекте приблизительно 25–27%. В одном из вариантов осуществления содержание белка в композиции корма для собак может составлять приблизительно 26 мас. %. В другом варианте осуществления рецептура может быть разработана для кошачьих и иметь содержание белка приблизительно 35–45%, а в одном из аспектов приблизительно 37–42%, а в одном конкретном аспекте приблизительно 39–41%. В одном из вариантов осуществления содержание белка в композиции корма для кошек может составлять приблизительно 40%. В другом варианте осуществления композиция может представлять собой пищевой продукт, содержащий НЖК, ВОАС, витамины группы В и антиоксиданты и дополнительно содержащий от приблизительно 15% до приблизительно 50% белка, от приблизительно 5% до приблизительно 40% жира, от приблизительно 5% до приблизительно 10% содержания золы и имеющий влагосодержание от приблизительно 5% до приблизительно 20%.
В одном из вариантов осуществления пищевая композиция может представлять собой влажный корм, например, консервированный в банке, замороженный или свежий пищевой продукт. В одном варианте осуществления композиция может быть пригодной для длительного хранения. В еще одном варианте она может храниться охлажденной. В других вариантах осуществления пищевая композиция может представлять собой продукт со средним влагосодержанием или сухой пищевой продукт, как описано выше.
В одном из вариантов осуществления НЖК может представлять собой рыбий жир, а ВОАС может представлять собой аргинин или его производное, выделяющее оксид азота. В определенных вариантах осуществления композиции могут содержать от приблизительно 0,1% до приблизительно 50% рыбьего жира и от приблизительно 0,1% до приблизительно 20% аргинина. В некоторых вариантах осуществления НЖК и ВОАС могут находиться в диапазонах, предусмотренных в настоящем документе, когда композиция представляет собой пищевой продукт. Такие диапазоны могут обеспечивать улучшенные вкусовые качества и функциональные свойства, повышающие приемлемость пищевого продукта.
В одном из вариантов осуществления композиция может быть составлена для животного-компаньона, такого как собака или кошка. В других вариантах осуществления животное является человеком с возрастным снижением когнитивных способностей или без него.
В одном варианте осуществления композиция может быть составлена таким образом, чтобы обеспечивать от приблизительно 0,5 г до приблизительно 10 г каждого из НЖК и ВОАС в сутки в одной или более порциях рекомендованного размера. Например, если композиция предназначена для приема два раза в сутки, доза 10 г может быть обеспечена путем составления композиции таким образом, чтобы каждая рекомендованная порция (например, 2 ложки, или одна порция 20 г, и т.п.) обеспечивала 5 г каждого из НЖК и ВОАС.
В одном варианте осуществления композиции могут содержать от приблизительно 0,1% до приблизительно 50% рыбьего жира, от приблизительно 0,1% до приблизительно 20% аргинина, приблизительно в 4–40 раз больше рекомендованной суточной потребности витаминов группы В и приблизительно от 0,0001% до 25% антиоксидантов. В одном варианте осуществления композиция содержит от приблизительно 0,5 г до приблизительно 10 г НЖК и от приблизительно 0,5 г до приблизительно 10 г ВОАС, с витаминами B и антиоксидантами.
В другом аспекте композиции дополнительно содержат один или более когнитивных препаратов в количестве, эффективном для усиления когнитивной функции. Специалист в данной области может определить количество когнитивного препарата для добавления в композицию на основании рекомендованной дозы для данного препарата, установленной его производителем, или в зависимости от массы животного, его вида, возраста, состояния здоровья и т.п.
В другом аспекте в изобретении предложены фармацевтические композиции, содержащие композицию настоящего изобретения и один или более фармацевтически приемлемых носителей, разбавителей или эксципиентов. По существу, фармацевтические композиции получают путем смешивания соединения или композиции с эксципиентами, буферами, связующими веществами, пластификаторами, красителями, разбавителями, агентами для прессования, смазывающими веществами, ароматизаторами, увлажняющими агентами и т.п., включая другие ингредиенты, которые, как известно специалистам в данной области, подходят для изготовления фармацевтических препаратов и составления рецептур композиций, подходящих для введения животному в виде фармацевтических препаратов.
В некоторых вариантах осуществления НЖК, ВОАС, витамины группы B и антиоксиданты могут вводиться животному в количествах, приведенных в настоящем документе при описании композиций. В некоторых вариантах осуществления суточная доза для композиций могут варьироваться от приблизительно 5 мг/сутки до приблизительно 5000 мг/сутки, 10 000 мг/сутки, 20 000 мг/сутки или выше для одного животного. В одном аспекте суточная доза входит в диапазон от приблизительно 30 мг/сут до приблизительно 10 000 мг/сут на одно животное, а в другом аспекте — от приблизительно 750 мг/сут до приблизительно 7500 мг/сут на одно животное. Суточная доза НЖК и ВОАС может измеряться в граммах НЖК и ВОАС на килограмм массы тела (МТ) животного. Суточная доза НЖК и ВОАС, следовательно, может входить в диапазон от приблизительно 0,001 г/кг до приблизительно 50 г/кг МТ животного, хотя возможны большие или меньшие дозы. В одном из аспектов суточная доза НЖК и ВОАС может варьироваться от приблизительно 0,001 г/кг до приблизительно 25 г/кг ВТ животного. В другом аспекте суточная доза НЖК и ВОАС может варьироваться от приблизительно 0,001 г/кг до приблизительно 10 г/кг ВТ животного. В других аспектах суточная доза НЖК и ВОАС может составлять от приблизительно 0,001 г/кг до приблизительно 5 г/кг МТ животного, от приблизительно 0,001 г/кг до приблизительно 1 г/кг МТ животного или от приблизительно 0,001 г/кг до приблизительно 0,5 г/кг МТ животного.
В некоторых вариантах осуществления компоненты могут ежедневно вводиться животному из семейства собачьих в диапазонах, перечисленных в таблице 1, из расчета от общей массы корма, где компоненты даны в миллиграммах на килограмм массы тела животного из семейства собачьих (мг/кг МТ).
Таблица 1
Компонент
Диапазон (мг/кг МТ)
Диапазон (мг/кг МТ)
Ацетат альфа-токоферола
0,1–100
1–50
Витамин С
0,1–100
0,1–50
Селен
0,001–1
0,001–0,1
Тиамин
0,01–10
0,1–1
Рибофлавин
0,01–10
0,1–1
Пантотеновая кислота
0,01–10
0,1–1
Ниацин
0,1–100
0,1–50
Пиридоксин
0,01–10
0,1–1
Фолиевая кислота
0,001–1
0,001–0,1
Цианокобаламин
0,0001–1
0,001–0,1
В некоторых вариантах осуществления компоненты могут ежедневно вводиться животному из семейства кошачьих в диапазонах, перечисленных в таблице 2, из расчета от общей массы корма, где компоненты даны в миллиграммах на килограмм массы тела животного из семейства кошачьих (мг/кг МТ).
Таблица 2
Компонент
Диапазон (мг/кг МТ)
Диапазон (мг/кг МТ)
Ацетат альфа-токоферола
0,1–100
1–50
Витамин С
0,1–100
0,1–50
Селен
0,001–1
0,001–0,1
Тиамин
0,01–10
0,1–1
Рибофлавин
0,01–10
0,1–1
Пантотеновая кислота
0,01–10
0,1–1
Пиридоксин
0,01–10
0,1–10
Цианокобаламин
0,0001–1
0,001–0,1
Фолиевая кислота
0,001–1
0,01–0,1
Только некоторая часть аргинина, потребленного индивидуумом, остается доступной для метаболизирования до оксида азота (ОА). Аргинин метаболизируется до образования цитруллина и ОА ферментом синтазой оксида азота (СОА). До 60% поглощенного аргинина метаболизируется в печени аргиназой перед поступлением в кровяное русло, где любой оставшийся аргинин может быть метаболизирован до образования цитруллина и ОА. Альтернативным источником для аргинина является эндогенная выработка аргинина из аминокислоты цитруллина. Вклад этого пути введения составляет приблизительно 20% всего аргинина, вырабатываемого организмом. Цитруллин вырабатывается в кишечнике и поступает в кровяное русло без метаболизации печенью, причем в почках происходит почти полное преобразование в аргинин. Цитруллин проходит через печень при слабой или отсутствующей метаболизации и превращается в аргинин в митохондриях. Большая часть циркулирующего цитруллина преобразуется в почках, которые состоят из ткани с высокой метаболической активностью. Цитруллин, циркулирующий в кровотоке, сначала превращается в аргинин, а затем в клетках — в цитруллин и ОА. Цитруллин может вводиться через желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) в продуктах орального и энтерального питания. С точки зрения внутреннего происхождения цитруллин является продуктом метаболизма глутамина в пищеварительном канале, генерируемого из орнитина в цикле образования мочевины, и образуется синтазами оксида азота, распределенными по организму. Аргинин генерируется из цитруллина, главным образом в почке, посредством его метаболизма аргининосукцинат-синтазой (EC 6.3.4.5) и аргининосукцинат-лиазой (EC 4.3.2.1). Примечательно, что превращение цитруллина в аргинин происходит непрерывно, пока цитруллин циркулирует в кровотоке. Вследствие этого присутствующий в кровотоке цитруллин позволяет поддерживать повышенные концентрации аргинина с течением времени, что в свою очередь позволяет поддерживать стабильное высвобождение ОА в клетках. Поскольку аминокислота цитруллин является предшественником L-аргинина в клетках, цитруллин может заменять L-аргинин в питательных композициях. В отличие от аргинина цитруллин не метаболизируется печенью после поступления в кровоток путем усваивания из рациона или сразу после выработки в желудочно-кишечном тракте. Цитруллин ферментативным путем превращается в аргинин митохондриями в цикле образования мочевины.
Аналогичным образом, предшественником L-аргинина является орнитин. Вследствие этого орнитин может заменять L-аргинин в питательных композициях. В отличие от аргинина орнитин не метаболизируется печенью после поступления в кровоток путем усваивания из рациона или сразу после выработки в желудочно-кишечном тракте. Орнитин ферментативным путем превращается в аргинин митохондриями в цикле образования мочевины.
Введение согласно данным способам может выполняться по необходимости или по желанию с переменной или постоянной частотой. Целью регулярного употребления является обеспечение животного регулярной и постоянной дозой композиции или прямых или непрямых метаболитов, которые образуются в результате такого употребления. Такое регулярное и постоянное дозирование будет способствовать установлению постоянного уровня в крови компонентов композиции или их прямых или непрямых метаболитов. Таким образом, регулярное введение может осуществляться ежемесячно, еженедельно, ежедневно или больше одного раза в день. Подобным образом возможно введение один раз в два дня, недели или месяца, один раз в три дня, недели или месяца, один раз в четыре дня, недели или месяца и т.п. Возможно введение несколько раз в день. При использовании в качестве добавки к обычным пищевым потребностям композицию можно вводить животному непосредственно, например, перорально или другим способом. Кроме того, композиции можно приводить в контакт или смешивать с ежедневной порцией корма или пищи, включая жидкость, такую как питьевая вода, или вводить внутривенно животному, которое получает такое лечение. При использовании в качестве ежедневной пищи или корма введение будет хорошо известно специалистам в данной области.
Введение также можно осуществлять в рамках диетического режима для животного. Например, режим питания может включать в себя обеспечение регулярного потребления животным композиции, описанной в настоящем документе, в количестве, эффективном для усиления нейрогенеза у животного.
Согласно способам настоящего изобретения, введение композиций, включая введение в рамках диетического режима, можно осуществлять с рождения и продолжать в течение всей взрослой жизни животного. В различных вариантах осуществления животным может быть человек или животное-компаньон, такое как собака или кошка. В некоторых вариантах осуществления животное может представлять собой молодое или растущее животное. В других вариантах осуществления животное может представлять собой стареющее животное. Может быть включено животное, достигшее приблизительно 35% прогнозируемой продолжительности жизни. В некоторых вариантах осуществления введение начинается, например, на регулярной или длительной регулярной основе, когда животное достигает возраста, составляющего более чем приблизительно 30, 40 или 50% от прогнозируемой или предполагаемой продолжительности жизни. В некоторых вариантах осуществления животное может достигать 40, 45 или 50% от его предполагаемой продолжительности жизни. В других вариантах осуществления животное может быть старше, достигнув 60, 66, 70, 75 или 80% от его вероятной продолжительности жизни. Определение продолжительности жизни может быть основано на таблицах смертности, расчетах, оценках и т.п. и может учитывать прошлые, настоящие и будущие влияния или факторы, которые известны положительным или отрицательным влиянием на продолжительность жизни. Вид, род, размер, генетические, экологические и стрессогенные факторы, состояние здоровья в прошлом и настоящем, а также уровень питания, стрессогенные факторы и т.п. в прошлом и настоящем также могут оказывать влияние или приниматься во внимание при определении продолжительности жизни.
В различных вариантах осуществления способов композиция может представлять собой пищевую композицию для человека, композицию корма для домашних животных или диетическую добавку. В других вариантах осуществления композиция может представлять собой пищевую композицию, дополнительно содержащую от приблизительно 15% до приблизительно 50% белка, от приблизительно 5% до приблизительно 40% жира, от приблизительно 5% до приблизительно 10% содержания золы и имеющую влагосодержание от приблизительно 5% до приблизительно 20%.
В некоторых вариантах осуществления НЖК может представлять собой рыбий жир, а ВОАС может представлять собой аргинин или его производное, выделяющее оксид азота.
В определенных вариантах осуществления композиция, которую вводят, содержит от приблизительно 0,1% до приблизительно 50% рыбьего жира и от приблизительно 0,1% до приблизительно 20% аргинина. Для вариантов осуществления способов, как и в описанных выше композициях, НЖК представляет собой одно или более из натурального рыбьего жира, ALA, EPA, DPA, DHA, другой полиненасыщенной жирной кислоты из любого источника или их комбинации.
Считается, что после введения животному композиции повышаются циркулирующие концентрации НЖК или ВОАС в крови или плазме крови животного. В некоторых вариантах осуществления концентрация в крови прямого или непрямого метаболита, являющаяся результатом поглощения НЖК и/или ВОАС, повышается и может использоваться в качестве индикатора дозы. Уменьшение концентрации одного или более соединений в кровотоке животного, получающего композиции, может также происходить в обычном режиме. Такое уменьшение может также быть полезным инструментом контроля или определения дозировок. В одном аспекте изменение количества подлежащего измерению компонента кровотока может зависеть от дозировки. В некоторых вариантах осуществления способ может приводить к повышению количества одного или более кетоновых тел в крови животного. Введение может также привести к повышению циркулирующих концентраций присутствующих витаминов группы B и/или антиоксидантов и может быть полезным в качестве индикатора дозы.
Еще в одном аспекте в изобретении предлагаются наборы, пригодные для введения животному композиций, содержащих одно или более НЖК и ВОАС. В отдельных контейнерах в единой упаковке или в отдельных контейнерах в виртуальной упаковке (как пригодно для компонента набора) эти наборы содержат (a) НЖК, (b) ВОАС, (c) витамин группы B, (d) антиоксидант и один или более из следующих компонентов: (1) один или более других ингредиентов, пригодных для потребления животным; (2) один или более когнитивных препаратов; (3) один или более пребиотиков; (4) один или более пробиотиков; (5) одно или более диагностических средств, которые используются, чтобы определить, получит ли животное пользу от композиций и способов для усиления нейрогенеза; (6) инструкции по сочетанию или приготовлению НЖК и ВОАС и любых других ингредиентов, которые прилагаются в наборе для введения животному; (7) инструкции по использованию смешанных компонентов набора, подготовленных компонентов набора и других компонентов набора для пользы животного; и (8) устройство для введения смешанных или подготовленных компонентов набора животному. Все компоненты находятся в отдельных контейнерах в единой упаковке или в виде смесей различных компонентов в разных упаковках. Наборы могут содержать ингредиенты в различных сочетаниях. Например, набор может содержать смесь из витаминов группы В и одного или более антиоксидантов в одном контейнере и один или несколько других ингредиентов в одном или нескольких других контейнерах. Аналогичным образом, набор может содержать смесь НЖК и ВОАС в одном контейнере и один или несколько других ингредиентов в одном или нескольких других контейнерах. Специалист в данной области может изготавливать другие такие сочетания на основании характеристик ингредиентов и их физических и химических свойств, и совместимости.
В другом аспекте настоящего изобретения предлагается средство передачи информации или инструкций по одному или более из: (1) применения композиций настоящего изобретения для усиления нейрогенеза; (2) смешивания НЖК, ВОАС, витаминов группы B, антиоксидантов или других компонентов настоящего изобретения для изготовления композиции, пригодной для усиления нейрогенеза; (3) применения наборов настоящего изобретения для усиления нейрогенеза; и (4) введения композиций животному. Средство представляет собой один или более печатных или электронных документов, цифровых носителей информации, оптических носителей информации, аудиопрезентаций, аудиовизуальных отображений или визуальных отображений, содержащих информацию или инструкции. В одном из вариантов осуществления средство выбирают из группы, состоящей из отображаемого веб-сайта, терминала с визуальным отображением, брошюры, этикетки продукта, листка-вкладыша в упаковке, рекламы, рекламного проспекта, публичного заявления, аудиокассеты, видеокассеты, диска DVD, диска CD-ROM, машиночитаемой микросхемы, машиночитаемой карты, машиночитаемого диска, USB-устройства, устройства FireWire, компьютерной памяти и любого их сочетания.
В другом аспекте изобретения предлагаются способы изготовления пищевой композиции, содержащей НЖК, ВОАС, витамин группы B, антиоксидант и один или более других ингредиентов, пригодных для потребления животным, например, белок, жир, углевод, клетчатку и т.д. Способы включают в себя смешивание одного или более ингредиентов, пригодных для потребления животным, с НЖК и ВОАС и, возможно, другими ингредиентами, такими как витамины B и/или антиоксиданты. Альтернативно, способы включают в себя нанесение НЖК и ВОАС и, по выбору, других ингредиентов отдельно или в любом сочетании на пищевую композицию, например, в виде покрытия или топинга. НЖК и ВОАС можно добавлять в любой момент изготовления и/или обработки пищевой композиции. Это включает, к примеру, добавление НЖК и ВОАС в базовую рецептуру основной части пищевой композиции или их применение в виде покрытия, т.е. прежде всего на поверхности пищевой композиции после ее приготовления. Композиции можно изготавливать согласно любому способу, пригодному для данной области.
В другом аспекте настоящего изобретения предлагается упаковка, содержащая композицию настоящего изобретения и этикетку, прикрепленную к упаковке и содержащую слово или слова, изображение, схему, сокращение, лозунг, фразу, другие элементы или их сочетание, которые указывают на то, что в данной упаковке содержится композиция, пригодная для усиления нейрогенеза у животного, в одном аспекте — у стареющего животного. Как правило, такая текстовая или графическая композиция содержит слова «улучшает нейрогенез» или эквивалентные выражения, напечатанные на упаковке. Для изобретения подходит любая упаковка или упаковочный материал, пригодные для хранения композиции, например, пакет, коробка, бутыль, банка, мешочек и т.п., изготовленные из бумаги, пластика, фольги, металла и т.п. В одном из вариантов осуществления упаковка может содержать пищевую композицию, подобранную для определенного животного, например, человека, собаки или кошки, согласно этикетке, в одном из аспектов — пищевую композицию для животного-компаньона.
В настоящем изобретении животное может быть юным, взрослым, пожилым или старым. Как правило, в большинстве вариантов осуществления животное может представлять собой стареющее животное. В большинстве случаев животное может быть пожилым, во второй половине ожидаемой продолжительности жизни, и старым, в последней четверти ожидаемой продолжительности жизни. Определения продолжительности жизни различаются для разных животных и известны специалистам в данной области. Например, человек может считаться юным приблизительно до 16-летнего возраста. В случае собак или кошек животное может считаться юным приблизительно до 1-летнего возраста.
Композиции настоящего изобретения, включая фармацевтические композиции и лекарственные средства, можно вводить животному с использованием различных путей введения. Такие пути включают пероральный, интраназальный, внутривенный, внутримышечный, внутрижелудочный, транспилорический, подкожный, ректальный и т.п. В одном из аспектов осуществления композиции можно вводить перорально.
Композиции настоящего изобретения, включая фармацевтические композиции и лекарственные средства, можно вводить животному в течение времени, необходимого для достижения одной или более целей изобретения, например, усиления нейрогенеза у животного. Композиции могут быть пригодными для длительного введения или введения по любому графику, совместимому с композицией и целью.
В различных вариантах осуществления способов и композиций настоящего изобретения антиоксиданты содержат астаксантин, отдельно или в сочетании с другими антиоксидантами.
Примеры
Изобретение можно дополнительно проиллюстрировать на следующем примере, однако следует понимать, что этот пример включен только для целей иллюстрации и не должен рассматриваться как ограничивающий объем изобретения, если особо не указано иное.
Пример 1. Мышиная модель болезни Альцгеймера (мыши БА)
Эта трансгенная модель избыточно экспрессирует 5 мутаций НБА: мутировавший человеческий APP (695) с мутациями Swedish (K670N, M671L), Florida (I716V) и London (V717I), связанными с наследственной формой болезни Альцгеймера (НБА), и человеческий PS1 с двумя мутациями, M146L и L286V.
Все мыши были выращены, генотипированы и содержались в помещении с регулируемой температурой (22–25°C) с использованием 12-часовых светотемновых циклов. Все мыши имели свободный доступ к рациону питания и водопроводной воде в период исследования.
Группы: Интактные мыши-самцы (возрастом 4 недели)
• Группа A: Отрицательный контроль: Трансгенные мыши APP/PS1 (мыши БА), кормление с использованием контрольного рациона в течение 11 месяцев.
• Группа B: Предварительная обработка: Трансгенные мыши APP/PS1 (мыши БА) + кормление с использованием экспериментального рациона в течение 11 месяцев (до образования амилоидных бляшек).
• Группа C: Последующая обработка: Трансгенные мыши APP/PS1 (мыши БА) + кормление с использованием контрольного рациона в течение 5 месяцев с последующим переходом на использование экспериментального рациона II в течение 6 месяцев (после образования амилоидных бляшек).
• Группа D: Положительный контроль: Однопометные мыши без БА, получающие контрольный рацион в течение 11 месяцев.
Тестируемые рационы
Контрольный рацион представлял собой рацион AIN-93M, содержащий 140 г/кг казеина, 100 г/кг сахарозы, 50 г/кг клетчатки, 155 г/кг декстрина, 466 г/кг кукурузного крахмала, 35 г/кг стандартной смеси солей, 40 г/кг соевого масла, 10 г/кг стандартной смеси витаминов, 1,8 г/кг L-цистина и 2,5 г/кг холинхлорида.
Экспериментальный рацион представлял собой рацион AIN-93M, дополненный 2% аргинина, 2% рыбьего жира менхадена, 4X витаминов группы B и антиоксидантов (витамин E: рацион 500 мг/кг, витамин C: рацион 150 мг/кг, астаксантин: 100 мг/кг, селен: 0,40 мг/кг). Витамины группы B включали витамин B1 (тиамин), витамин B2 (рибофлавин), витамин B3 (ниацин или никотиновая кислота), витамин B5 (пантотеновая кислота), витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин), витамин B7 (биотин), витамин B9 (фолиевая кислота) и витамин B12 (кобаламины).
Измерение плотности нейронов
По окончании экспериментов всем мышам давали восстановиться в течение двух недель после того, как они прошли все поведенческие тесты. Затем все животные были умерщвлены путем аутопсии. Полушария головного мозга брали для исследования и фиксировали в 4%-ном формалине, затем обрабатывали для заливки в парафин. С помощью микротома были последовательно получены сагиттальные срезы толщиной 6 микрон. Начиная от сагиттальной поверхности, срезали и удаляли приблизительно 180 микрон, пока гиппокамп не становился видимым. После того как гиппокамп становился видимым, видимые срезы собирали на предметном стекле. Стекла высушивали в течение ночи при 37°C и обрабатывали для окрашивания гематоксилином и эозином. Затем изображения помещали под объектив с 20-кратным увеличением, используя микроскоп Carl Zeiss.
В аналогичных срезах гиппокампа каждой мыши подсчитывали клетки при помощи программного обеспечения Image J. Каждый разрез был взят из сопоставимого участка головного мозга, а помеченные срезы были взяты из аналогичных участков области CA1. Клетки репрезентативного размера выбирали и «обводили кружком» при помощи программного обеспечения Image J. Затем клетку отбирали и нумеровали, а ее участок регистрировали. Затем «кружок» переводили на другую клетку, маркировали эту клетку и регистрировали ее участок. Это продолжалось, пока не были зарегистрированы все клетки в гиппокампе. Регистрировали только клетки с ядром, а клетки существенно меньшего размера не учитывали. Персоналу, выполняющему подсчет клеток, не были известны фенотип и условия обработки.
Таблица 3. Плотность нейронов (кол-во нейронов/площадь)
Мыши БА + контрольный рацион
Мыши БА + экспериментальный рацион в течение 11 месяцев
Мыши БА + экспериментальный рацион в течение 6 месяцев
Мыши без БА + контрольный рацион
Среднее значение
115,0
162,1
135,5
121,9
Экспериментальные рационы повышают число нейронов в области CA1 гиппокампа у мыши БА, указывая на то, что смесь усиливает нейрогенез у взрослых животных. При использовании мышей без БА, получавших контрольный рацион, в качестве положительного контроля для нормального уровня плотности нейронов у мышей в возрасте 12 месяцев результаты показали неожиданное открытие, состоящее в том, что после постоянного кормления питательной смесью, включающей рыбий жир, аргинин, витамины группы B и антиоксиданты, повышалась плотность нейронов в области CA1 гиппокампа у мышиной модели болезни Альцгеймера (мыши БА), что указывает на способность смеси стимулировать нейрогенез у взрослых особей в области CA1 гиппокампа. Дополнительно при применении экспериментального рациона у юной растущей мыши эффект нейрогенеза был значительно выше, чем при таком питании после достижения взрослого возраста (сравните плотность нейронов 162,1 с 135,5 в таблице 3). Возможно, более важно то, что контрольный рацион, содержавший должные уровни аргинина, витаминов группы B и антиоксидантов, не усиливал плотность нейронов в области CA1 у мышей БА. Напротив, мыши БА, получавшие контрольный рацион, как правило, имели меньшую плотность нейронов по сравнению с мышами без БА, получавшими контрольный рацион. Эти данные указывают на то, что питательная смесь, содержащая рыбий жир, аргинин, витамины группы B и антиоксиданты, усиливает нейрогенез у взрослых особей в области CA1 гиппокампа, тогда как соответствующие количества аргинина, витаминов группы B и антиоксидантов в контрольном рационе не усиливают нейрогенез в области CA1.
В спецификации описаны типичные варианты осуществления изобретения. Хотя используются конкретные термины, они применяются только в общем и описательном смысле, а не для целей ограничения. Объем изобретения представлен в формуле изобретения. В свете вышеуказанных идей, очевидно, возможны многие модификации и варианты настоящего изобретения. Таким образом, следует понимать, что в рамках объема приложенной формулы изобретение возможно реализовать на практике способами, отличными от конкретно описанных способов.