ПРЕБИОТИКИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ РИСКА РАЗВИТИЯ ОЖИРЕНИЯ В ДАЛЬНЕЙШЕЙ ЖИЗНИ
PREBIOTICS FOR REDUCING RISK OF DEVELOPING OBESITY IN LATER LIFE

Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к применению специфических олигосахаридов для модулирования кишечной микробиоты, в частности для сокращения численности стрептококков в кишечнике молодого субъекта, предпочтительно младенца. В частности, настоящее изобретение относится к такому применению пробиотических олигосахаридов для снижения в конечном итоге риска развития ожирения в дальнейшей жизни.
Предпосылки создания изобретения
В последние 20 лет распространенность ожирения растет угрожающими темпами. На основании оценки 2004 г., только в США 66,3% взрослых людей страдают от избыточного веса или ожирения, а 32,2% взрослых классифицируются как страдающие ожирением (Cynthia L. Ogden et al., JAMA 2006 April 5; 295:1549–1555). Было показано, что причинами положительного энергетического баланса и ожирения являются как генетические, так и внешние факторы. Само по себе ожирение — это только часть проблемы. Сопутствующими патологиями ожирения являются многие другие хронические заболевания, такие как диабет 2-го типа, определенные виды рака и сердечно-сосудистые заболевания. В совокупности все медицинские проблемы, связанные с ожирением, оказывают огромное давление на системы здравоохранения во многих странах.
Существуют способы лечения ожирения лекарственными средствами, однако они не очень эффективны и имеют нежелательные побочные эффекты. В настоящее время ведутся разработки и других лекарственных средств с целью повышения безопасности, эффективности медикаментов и удобства их применения пациентами. На сегодняшний день все способы лечения ожирения направлены на изменение внутреннего метаболизма пациентов. Для обеспечения эффективности большинство таких лекарственных средств должны поглощаться и доставляться к целевым органам по кровотоку. Проблемы безопасности, связанные с такой стратегией лечения, нельзя игнорировать.
Очень нужны новые стратегии лечения ожирения и диабета 2-го типа, направленные на цели вне тканей человека, поскольку в этом случае не требуется попадание активных действующих веществ в организм, что существенно повышает безопасность лечения.
13
14
Недавнее исследование показало, что кишечные бактерии играют определенную роль в развитии ожирения и сопутствующих расстройств обмена веществ, таких как диабет (Kristina Harris, et al., Journal of Obesity 2012; 2012:879151; doi:10.1155/2012/879151). Люди - это сверхорганизмы с телами, состоящими из миллионов человеческих клеток, однако бактерий, которые живут, например, в толстой кишке, гораздо больше. По оценкам, в здоровом кишечнике человека живет более 10–10 бактерий. Кишечные бактерии можно разделить на 2 главных типа: Firmicutes и Bacteriodetes (Steven R. Gill, et al., Science 2006 June 2; 312:1355–1359; Peter J. Turnbaugh, et al., Nature 2006 Dec 21; 444:1027–131). Вместе они представляют по меньшей мере 90% общей популяции бактерий в кишечнике. Присутствие кишечных бактерий является частью нормальной физиологии человека и имеет важное значение для развития кишечных функций (Hooper LV et al., Science. 2001 Feb 2; 291(5505):881–4. Stappenbeck TS, et al., Proc Natl Acad Sci USA. 2002 Nov 26; 99(24):15451–5), созревания иммунной системы (Mazmanian SK, et al., Cell. 2005 Jul 15; 122(1):107–18), аккумулирования энергии из питательных углеводов (Peter J. Turnbaugh, et al., Nature 2006 Dec 21; 444:1027–131), извлечения жизненно важных витаминов (Backhed F, et al., Science. 2005 Mar 25; 307(5717):1915–20) и переработки химических веществ окружающей среды в кишечнике в процессе обмена веществ (Nicholson JK, et al., Nat Rev Microbiol. 2005 May; 3(5):431–8). Кроме того, недавние исследования позволяют предположить, что кишечные бактерии могут участвовать в накоплении жира (Backhed F, et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 2004 Nov 2; 101(44):15718–23).
Раннее детство, особенно первые недели, первые 3, 6 или 12 месяцев жизни, являются критически важными для установления баланса кишечной микробиоты.
Известно, что модуляция кишечной микробиоты в младенчестве в перспективе может оказать большое влияние на будущее состояние здоровья организма, в частности на развитие ожирения в дальнейшей жизни.
Такая модуляция может быть достигнута путем введения пробиотиков в состав потребляемой пищи.
В патенте WO 2006/019222 описан штамм Lactobacillus rhamnosus PL60 KCCM-10654P, способствующий уменьшению жировой ткани, который продуцирует 10-транс-12-цис-октадекадиеновую кислоту в избыточном количестве.
В патентах US 7,001,756 и CN1670183 описан изолированный штамм микроорганизма Lactobacillus rhamnosus GM-020, который, как установлено, эффективен в лечении ожирения.
В патенте WO 2009/0218424 описана композиция, включающая штамм Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1.3724 или NCC4007, которую можно применять для снижения или контроля веса.
В патенте WO 2009/024429 описана аналогичная композиция, включающая штамм Lactobacillus rhamnosus CGMCC 1.3724 или NCC4007, для применения в лечении или профилактике расстройств обмена веществ. Было показано, что эта композиция модифицирует количество протобактерий (лат. Proteobacteria) в кишечнике. Оптимальные результаты были достигнуты при уменьшении отношения Proteobacteria к Bacteriodetes. В то же время отношение Proteobacteria к Firmicutes и/или отношение Bacteriodetes к Firmicutes может увеличиться.
Другой подход состоит во введении специфических питательных веществ, влияющих на развитие кишечной микробиоты. Такие питательные вещества могут представлять собой витамины, определенные белки, специфические жиры или углеводы. Некоторые пребиотики-олигосахариды описаны как способные влиять на микробиоту кишечника; кроме того, их ассоциируют с потерей веса или снижением риска развития ожирения.
В патенте WO2011096808, переданном компании Friesland Brands BV, описано, что наличие сиалил-олигосахаридов в детской смеси может увеличить количество Bacteroides ssp. в желудочно-кишечном тракте и тем самым снизить риск развития избыточного веса или ожирения.
В патенте WO2009082214, переданном компании N. V. Nutricia, описано, что комбинация по меньшей мере 2 неперевариваемых углеводов (пребиотиков) способна модулировать микробиоту у младенцев, в частности уменьшая соотношение Firmicutes/Bacteroidetes и/или Clostridium/Bacteroidetes. Сообщается, что такая модуляция может способствовать профилактике ожирения и тучности.
В патенте WO2012024638, переданном Нью-Йоркскому университету, компании Dow Global Technologies LLC., Лауре Нондорф (Nondorf, Laura) и Чо Иль-Сону (Cho Ilseung), описана понижающая модуляция Firmicutes и/или Bacteroidetes в микробиоте подвздошной кишки у млекопитающих. Такая модуляция может быть достигнута путем приема сахаридов и способствует лечению и профилактике ожирения.
В патенте EP2143341A1, переданном компании Nestec SA, описано уменьшение ожирения в дальнейшей жизни за счет применения специфических олигосахаридных смесей в питательных композициях для младенцев и детей младшего возраста.
Однако по-прежнему необходимо искать дополнительные эффекторы и модуляторы микробиоты.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение дополнительных или альтернативных средств модулирования кишечной микробиоты с целью регулирования накопления массы жировой ткани, регулирования тучности в дальнейшей жизни и/или снижения риска развития ожирения в дальнейшей жизни.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение дополнительных или альтернативных способов модулирования кишечной микробиоты с целью регулирования накопления массы жировой ткани, регулирования тучности в дальнейшей жизни и/или снижения риска развития ожирения в дальнейшей жизни.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение дополнительных или альтернативных решений для восстановления нормальной кишечной микробиоты в популяции с неоптимальным профилем и/или дисбалансом кишечной микробиоты. Задачей является осуществление такой нормализации микробиоты общим или специфическим (в отношении определенных микроорганизмов кишечной флоры) образом. Задачей является осуществление такой нормализации способом, который в конечном итоге позволит регулировать накопление массы жировой ткани, регулировать тучность в дальнейшей жизни и/или снижать риск развития ожирения в дальнейшей жизни.
Задачей изобретения является решение вышеуказанных проблем в субпопуляциях, страдающих от общего или специфического дисбаланса кишечной микробиоты, особенно у младенцев (в частности, у младенцев, находящихся на искусственном вскармливании, или больных младенцев, или младенцев, подверженных риску развития ожирения) или молодых млекопитающих.
Задачей изобретения является эффективное решение вышеуказанных проблем путем нутритивной интервенции в первые недели или месяцы жизни.
Задачей изобретения является в конечном итоге достижение нормального индекса массы тела (ИМТ) в дальнейшей жизни в популяции, подверженной риску превышения нормального ИМТ в дальнейшей жизни (т.е. избыточного веса или ожирения).
Изложение сущности изобретения
Изобретение относится к искусственной питательной композиции, которая включает пребиотики-олигосахариды для сокращения численности стрептококковых бактерий в кишечнике младенцев, находящихся на искусственном вскармливании, или молодых млекопитающих, а именно для снижения риска развития избыточного веса, ожирения и/или тучности в дальнейшей жизни. Быстрый рост и эффект «рикошетной» тучности в младенчестве особенно предрасполагают к риску развития ожирения в детстве и дальнейшей жизни. Считается, что композиция изобретения действует, в частности, за счет влияния на быстрый рост и эффект «рикошетной» тучности. Целевой популяцией младенцев предпочтительно являются нуждающиеся младенцы, т.е. демонстрирующие относительно высокую численность стрептококков. Олигосахарид изобретения выбран для сокращения этой численности и, следовательно, оказания отрицательного влияния на риск развития тучности или ожирения в дальнейшей жизни.
Краткое описание рисунков
На фиг. 1 показана корреляция между повышенной относительной численностью стрептококковых бактерий в кишечнике и увеличением тучности, измеренными у младенцев от рождения до 18 месяцев.
На фиг. 2 A, B, C, D показано сокращение численности стрептококков в популяциях субъектов, принимающих различные олигосахариды, и в соответствующих контрольных группах.
Подробное описание изобретения
Определения
В данной спецификации следующие термины имеют приведенные ниже значения.
«Младенцы»: в соответствии с Директивой Комиссии ЕС 2006/141/EC от 22 декабря 2006 г. о детских смесях и смесях для прикармливаемых детей, пункт 1.2 (a), термин «младенцы» означает детей младше 12 месяцев.
«Недоношенный младенец» по существу означает младенца, рожденного ранее 37 недель беременности.
«Доношенный младенец» по существу означает младенца, рожденного после 37 недель беременности.
«Ребенок, начинающий ходить» по существу означает ребенка с момента, когда он научился ходить, до трех лет.
«Молодое млекопитающее» в контексте настоящего изобретения означает млекопитающее, не достигшее периода полового созревания. Это соответствует младенчеству и детству у людей и эквивалентному возрасту у животных.
«Пробиотик» означает препараты из клеток микроорганизмов, или компоненты или метаболиты клеток микроорганизмов, которые оказывают благоприятное воздействие на здоровье или состояние организма-хозяина [Salminen, S. et al. (1999); Probiotics: how should they be defined, Trends Food Sci. Technol.,10 107–10]. Определение пробиотика является по существу признанным и соответствующим определению ВОЗ. Пробиотик может включать уникальный штамм микроорганизма, смесь различных штаммов и/или смесь различных видов и родов бактерий. В случае смесей по-прежнему можно применять один термин «пробиотик» для обозначения смеси или состава пробиотиков. Для целей настоящего изобретения микроорганизмы рода Lactobacillus считаются пробиотиками.
«Пребиотик» по существу означает неперевариваемый пищевой ингредиент, который благоприятно влияет на организм-хозяина посредством селективного стимулирования роста и/или активности микроорганизмов, присутствующих в кишечнике организма-хозяина, и, следовательно, пытается улучшить здоровье организма-хозяина.
«Аллергия» означает аллергию, которая была выявлена врачом и которую можно лечить эпизодически или более длительно. «Пищевая аллергия» означает аллергию, связанную с каким-либо пищевым компонентом.
«Детские смеси»: в соответствии с Директивами Комиссии ЕС 2006/141/EC от 22 декабря 2006 г. и/или 91/321/EEC от 14 мая 1991 г. по детским смесям и смесям для прикармливаемых детей, пункт 1.2 (с), термин «детские смеси» означает продукты питания, предназначенные для специального применения в пищу младенцами в первые четыре–шесть месяцев жизни, которые сами по себе удовлетворяют потребности в питании этой категории лиц. Необходимо понимать, что младенцев можно вскармливать исключительно детскими смесями или что лицо, осуществляющее уход за ребенком, может применять детскую смесь в качестве дополнения к грудному молоку. Это синоним широко распространенного выражения «начальная смесь».
«Смеси для прикармливаемых детей»: в соответствии с Директивами Комиссии ЕС 2006/141/EC от 22 декабря 2006 г. и/или 91/321/EEC от 14 мая 1991 г. по детским смесям и смесям для прикармливаемых детей, пункт 1.2 (d), термин «смеси для прикармливаемых детей» означает продукты питания, предназначенные для специального применения в пищу младенцами старше четырех месяцев и составляющие основной жидкий компонент в рационе питания с постепенно увеличивающимся разнообразием у этой категории лиц.
«Молочная смесь для детей от 1 до 3 лет»: питательная композиция на основе молока, главным образом адаптированная для ребенка в возрасте от одного года до трех лет.
«Обогатитель грудного молока»: питательная композиция для младенцев или детей младшего возраста, предназначенная для добавления в грудное молоко или разведения грудным молоком.
Термин «гипоаллергенная композиция» означает композицию, которая с малой вероятностью может вызывать аллергические реакции.
Термин «сиалилированный олигосахарид» означает олигосахарид, имеющий остаток сиаловой кислоты.
Термин «фукозилированный олигосахарид» означает олигосахарид, имеющий остаток фукозы.
Выражение «питательная композиция» означает композицию, которой вскармливают субъекта. Эта питательная композиция обычно предназначена для перорального или внутривенного введения и обычно включает в себя источник липидов или жиров, источник углеводов и источник белков.
В контексте настоящего изобретения питательные композиции обычно представляют собой «искусственные питательные композиции», т.е. имеют нечеловеческое происхождение (например, не являются грудным молоком). Выражение «искусственная питательная композиция» означает смесь, полученную с помощью химических и/или биологических средств, которая может быть химически идентичной смеси природного происхождения, присутствующей в молоке млекопитающих.
В некоторых вариантах осуществления изобретения питательная композиция представляет собой гипоаллергенную питательную композицию. Выражение «гипоаллергенная питательная композиция» означает питательную композицию, которая с малой вероятностью может вызывать аллергические реакции.
Питательные композиции в соответствии с изобретением могут представлять собой, например, детскую смесь, любую другую питательную композицию на основе молока, добавку (или дополнение), обогатитель, такой как обогатитель молока. Питательные композиции могут быть в виде порошка или в жидкой форме.
Термин «олигосахарид» означает углевод, имеющий степень полимеризации (DP) в диапазоне от 2 до 20 включительно, но не содержащий лактозу. В некоторых вариантах осуществления изобретения углевод имеет DP в диапазоне от 3 до 20.
Выражения «олигосахарид», «олигосахариды», «олигосахаридная смесь» или «смесь олигосахаридов» можно применять взаимозаменяемо. В некоторых преимущественных вариантах осуществления олигосахариды олигосахаридной смеси представляют собой олигосахариды коровьего молока, олигосахариды из коровьего молока, или олигосахариды, полученные из коровьего молока (все вместе также именуемые «BMOS»).
Выражение «N-ацетилированный олигосахарид» означает олигосахарид, имеющий остаток N-ацетила.
Выражения «галактоолигосахарид» и ГОС можно применять взаимозаменяемо. Они относятся к олигосахариду, включающему две или более незаряженных молекул галактозы и не содержащему остаток N-ацетила (т.е. они представляют собой нейтральные олигосахариды).
Выражение «сиалилированный олигосахарид» означает олигосахарид, имеющий остаток сиаловой кислоты с ассоциированным зарядом.
Термин «пребиотик» означает неусваиваемый пищевой ингредиент, который благоприятно влияет на организм-хозяин посредством селективного стимулирования роста и/или активности одной или ограниченного числа бактерий в толстом кишечнике и, таким образом, улучшает здоровье организма-хозяина (Gibson and Roberfroid, Dietary Modulation of the Human Colonic Microbiota: Introducing the Concept of Prebiotics, J.Nutr. 1995: 125(6):1401–1412). «Пребиотики» альтернативно означает избирательно ферментированные ингредиенты, допускающие специфические изменения в составе и/или активности желудочно-кишечной микрофлоры, благотворно влияющие на самочувствие и здоровье организма-хозяина (Roberfroid M. Prebiotics: the concept revisited, J.Nutr. 2007: 37 (3): 830S–837S).
Под термином «КОЕ» следует понимать колониеобразующую единицу.
Если не указано иное, все приводимые процентные соотношения даются в массовых процентах. Выражения «массовый %» и «мас.%» являются синонимами. Они относятся к количествам, выраженным в процентах в расчете на массу сухого вещества.
Следует отметить, что различные аспекты, элементы, примеры и варианты осуществления, описанные в настоящей заявке, можно совмещать и/или комбинировать.
Слова «включает», «включающий» и аналогичные слова в настоящей спецификации не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, под ними подразумевается «включая, без ограничений».
Определение термина «стрептококки» (лат. Streptococcus): Термин «стрептококки» («Streptococcus ssp»), применяемый в настоящем документе, относится к роду бактерий типа Firmicutes. Тип «Firmicutes» включает бактерии классов бациллы (лат. Bacilli), клостридии (лат. Clostridium) и микоплазмы (лат. Mollicutes), а таксономическое семейство «Streptococcaceae» в конечном итоге включает, среди прочего, род Streptococcus ssp.
Мера относительной численности стрептококков
Численность стрептококков в кишечной микробиоте приводится как относительная мера. Она рассчитывается на основании результатов измерения состава бактериального сообщества в кишечнике, которое, в соответствии с настоящим изобретением, осуществляется путем аннотации последовательностей бактериальной 16S рДНК в базе данных Silva, с последующим использованием RDP-II Classifier. Однако специалист в данной области сможет при необходимости рассмотреть и другие способы. Доля стрептококков в составе кишечной микробиоты приводится в виде относительной численности [%].
Описание изобретения
Настоящее изобретение развивает концепцию контроля, манипулирования, модифицирования или какого-либо иного влияния на состав кишечной микробиоты субъекта. Одним важным аспектом этой идеи является то влияние, которое состав кишечной микробиоты может оказать на массу тела и состояние здоровья субъекта, в частности, в дальнейшей жизни.
Авторы изобретения заметили сильную корреляцию между увеличением тучности у молодых субъектов от рождения до 18 месяцев и повышенным количеством стрептококковых бактерий в кишечнике субъектов.
Изобретатели предлагают решать задачи изобретения путем нутритивных интервенций с помощью композиции, включающей олигосахариды, которые могут вызвать понижающую модуляцию специфических стрептококковых бактерий и, таким образом, снизить риск развития ожирения в дальнейшей жизни. Пребиотики-олигосахариды изобретения выбраны с тем, чтобы показать запланированный эффект.
На фиг. 1 показана корреляция между относительной численностью стрептококковых бактерий в кишечнике молодых субъектов и увеличением тучности от рождения до 18 месяцев: Образцы кала собирали у здоровых младенцев в возрасте 6 месяцев преимущественно на смешанном вскармливании. Состав фекальной микробиоты измеряли путем пиросеквенирования вариабельных участков (V4-V5-V6) генов 16S РНК, присутствующих в микробной популяции. Толщину подлопаточной кожной складки измеряли при рождении и в возрасте 18 месяцев. Толщина подлопаточной кожной складки считается точной мерой тучности. Доля стрептококков в фекальной микробиоте связывалась с увеличением подлопаточной кожной складки от рождения до 18 месяцев. Статистический анализ показывает статистически значимую корреляцию.
Авторы изобретения исследовали ряд потенциальных нутритивных эффекторов и выбрали те, которые оказывают наибольшее воздействие на стрептококковую флору в кишечнике.
На фиг. 2 показано, что (a) некоторые олигосахариды эффективны для сокращения численности стрептококков в кишечнике и (b) не все питательные вещества одинаково эффективны для достижения такого сокращения.
Во всех экспериментах собирали образцы кала и измеряли состав фекальной микробиоты путем пиросеквенирования вариабельных участков (V123) генов 16S РНК, присутствующих в микробной популяции.
Во всех экспериментах субъектов кормили испытываемой композицией по меньшей мере 7 дней, собирали образцы кала и измеряли относительную численность стрептококков путем пиросеквенирования генов 16S РНК, содержащихся в выделенных образцах.
7
Фиг. 2A. Здоровые младенцы получали либо стандартную детскую смесь (детская смесь NAN-1, коммерчески доступная в Германии в 2013 г.), либо NAN-1 со смесью олигосахаридов из коровьего молока (BMOS) и пробиотика B. lactis с концентрацией 1,10 КОЕ/г. Смесь BMOS включает (в конечной детской смеси, в расчете на массу сухого вещества) приблизительно:
N-ацетилированные олигосахариды:
от 0,006 до 0,24 мас.%
Галактоолигосахариды:
от 5,52 до 5,91 мас.%
Сиалилированные олигосахариды:
от 0,018 до 0,24 мас.%
Галактоолигосахариды представляли собой коммерчески доступные Vivinal GOS от компании Friesland Campina (Нидерланды). Пробиотик B. lactis (Bifidobacterium lactis) представляет собой коммерчески доступный BB12 от компании CHr. Hansen (Дания).
Младенцы были доношенными, в возрасте менее 14 дней на момент включения в исследование. Они получали смесь, с добавками или без добавок, в течение 3 месяцев.
На фиг. 2A показано, что испытываемая олигосахаридная композиция оказывает понижающее регулирующее воздействие на относительную численность стрептококков в кишечнике субъектов.
Фиг. 2B. В этом эксперименте использовали молодых (6 недель) мышей-самцов линии C57BL/6J.
После периода акклиматизации в течение трех недель на низкожировой диете животных переводили на один из следующих способов лечения.
Низкожировая и высокожировая диеты были составлены на основе стандартных низкожировых и высокожировых диет от компании Research Diets (США) и являлись изокалорийными (4057 ккал/кг).
- Контрольная диета: диета для грызунов с 60% ккал за счет жиров (обычная)
- Диета с пребиотиками-галактоолигосахаридами: диета для грызунов с 60% ккал за счет жиров и 211 г смеси волокон (=галактоолигосахариды: коммерчески доступные Vivinal GOS от компании Friesland Campina (Нидерланды)). Добавить к диете 211 г сиропа или 158,2 г высушенного порошка для получения общей энергетической ценности 531 ккал. В сухом веществе содержится 90 г волокон (258 ккал) и 68,2 г сахаров (272,8 ккал). Для поддержания изокалорийного баланса между различными диетами в различных группах 258 ккал было удалено из мальтодекстрина и 272,8 ккал — из сахарозы.
- Диета с BMOS: диета для грызунов с 60% ккал за счет жиров и 140 г смеси волокон (=BMOS: те же, что указаны на фиг. 2A). Добавить к диете 140 г порошка для получения общей энергетической ценности 350 ккал. В сухом веществе содержится 35,7 г волокон (71,4 ккал), остальные 278,6 ккал — из сахаров. Для поддержания изокалорийного баланса между различными диетами в различных группах 75 ккал было удалено из мальтодекстрина и 275 ккал — из сахарозы.
- Диета с инулином и фруктоолигосахаридами (ФОС): диета для грызунов с 60% ккал за счет жиров и 100 г смеси волокон. Для получения 100 г продукта добавить 30 г фруктоолигосахаридов к 70 г инулина (фруктоолигосахариды: P95 Raftilose. Инулин: коммерчески доступный обычный инулин. Фруктоолигосахариды и инулин коммерчески доступны, например, от компании Beneo-Orafti (Бельгия/Нидерланды). В сухом веществе содержится 90 г волокон (116 ккал) и 10 г сахаров (40 ккал). Для поддержания изокалорийного баланса между различными диетами в различных группах 116 ккал было удалено из мальтодекстрина и 40 ккал — из сахарозы.
- Диета с сахарами: диета для грызунов с 60% ккал за счет жиров и 35,1 г D-глюкозы (декстрозы), 32,3 г лактозы и 1,45 г галактозы. Смесь состоит из 51% глюкозы, 47% лактозы и 2% галактозы. Добавить к диете 68,75 г смеси, т.е. 275 ккал (35,1 г декстрозы, 32,3 г лактозы и 1,45 г галактозы). Для поддержания изокалорийного баланса между различными диетами в различных группах 275 ккал было удалено из сахарозы.
На фиг. 2B показано, что испытываемая олигосахаридная композиция оказывает понижающее регулирующее воздействие на относительную численность стрептококков в кишечнике субъектов.
8
Фиг. 2C. Страдающие ожирением взрослые добровольцы с умеренным ограничением калорийности питания получали пробиотик LPR и фруктоолигосахариды с инулином. Изменения в фекальной микробиоте оценивались через 29 дней лечения. Капсулы с пробиотиком содержали композицию, состоящую из 10 мг порошка LPR, обеспечивающего 1,62 x 10 КОЕ, 300 мг смеси олигофруктозы и инулина (70 : 30, об./об.) и 3 мг стеарата магния. Субъекты принимали по две капсулы в день. LPR — Lactobacillus rhamnosus CGMCC1.3724.
На фиг. 2C показано, что испытываемый пробиотик и малая доза пребиотика не оказывали воздействия на численность стрептококков у взрослых.
4
Фиг. 2D. Здоровые младенцы получали либо детскую смесь (65 ккал/100 г, 2,25 г/100 ккал белков, 5,6 г/100 ккал жиров, малая доза пробиотиков 5 x 10 КОЕ/г штамма Bifidobacterium lactis CNCM I-3446, 1 г/л нативного лактоферрина), либо ту же смесь вместе со смесью олигосахаридов из коровьего молока (BMOS) в количестве 5 г/л (те же BMOS, что и на фиг. 2A).
Младенцы были доношенными, в возрасте менее 14 дней на момент включения в исследование. Они получали смесь, с добавками BMOS или без добавок, в течение 1 недели.
На фиг. 2D показано, что по сравнению с контрольной детской смесью (EXP1) смесь с добавкой BMOS (EXP2) оказывает понижающее регулирующее воздействие на относительную численность стрептококков в кишечнике младенцев.
В ходе наблюдений неоднократно отмечалось, что здоровые младенцы самой разной этнической принадлежности, находящиеся преимущественно на грудном вскармливании, имеют низкий уровень (менее 2,5%) стрептококков в возрасте 5–6 месяцев (Yatsunenko, et al., Nature 2012 June 14; 486: 222–228, Figure S20; Koren, et al., Cell 2012 Aug 3; 150: 470–480).
Не связывая себя теорией, авторы изобретения полагают, что олигосахариды подавляют рост стрептококков, так как они обеспечивают неоптимальный субстрат для их роста. Это позволяет другим, более полезным бактериям достичь более высокой численности, что, в свою очередь, модифицирует условия среды обитания и создает неблагоприятные условия для роста стрептококков.
Варианты осуществления изобретения
В одном варианте осуществления изобретения композиция включает пребиотик-олигосахарид, который эффективен для понижающего регулирующего воздействия на распространенность/численность стрептококков в кишечнике младенцев. Таким олигосахаридом может быть, например, полифруктоза, фруктоолигосахариды с длинной цепью, фруктоолигосахариды с короткой цепью (например, со степенью полимеризации от 2 до 8), инулин, галактоолигосахариды, сиалилированные олигосахариды, фукозилированные олигосахариды и их смесь.
В одном предпочтительном варианте осуществления олигосахариды представляют собой смеси сиалилированных олигосахаридов и галактоолигосахаридов (ГОС).
В одном варианте осуществления олигосахариды изобретения присутствуют в композиции в количестве от 0,5 до 10 г/100 ккал, предпочтительно от 1 до 5 г/100 ккал, более предпочтительно от 2 до 4 г/100 ккал.
В одном варианте осуществления олигосахариды присутствуют в композиции в количестве по меньшей мере 0,5 мас.%, 1 мас.%, по меньшей мере 5 мас.% или по меньшей мере 10 мас.%.
В одном варианте осуществления олигосахариды присутствуют в композиции в количестве от 0,5 мас.% до 10 мас.% или от 1 мас.% до 5 мас.%.
В одном варианте осуществления смесь олигосахаридов включает N-ацетилированные олигосахариды, галактоолигосахариды (ГОС) и сиалилированные олигосахариды.
В одном варианте осуществления композиция включает:
• N-ацетилированные олигосахариды: от 0,001 до 1 мас.%, предпочтительно от 0,003 мас.% до 0,3 мас.%
• Галактоолигосахариды: от 1 до 10 мас.%, предпочтительно от 3 мас.% до 6 мас.%
• Сиалилированные олигосахариды: от 0,005 до 1 мас.%, предпочтительно от 0,01 мас.% до 0,4 мас.%
В одном наиболее предпочтительном варианте осуществления олигосахарид композиции изобретения состоит из или включает по меньшей мере один N-ацетилированный олигосахарид, по меньшей мере один галактоолигосахарид и по меньшей мере один сиалилированный олигосахарид.
N-ацетилированный олигосахарид представляет собой олигосахарид, содержащий N-ацетилированный остаток. Подходящие N-ацетилированные олигосахариды смеси олигосахаридов питательной композиции в соответствии с настоящим изобретением включают в себя GalNAcβ1,3Galβ1,4Glc и Galβ1,6GalNAcβ1,3Galβ1,4Glc, а также любую их смесь. N-ацетилированные олигосахариды могут быть приготовлены посредством действия глюкозаминидазы и/или галактозаминидазы на N-ацетилглюкозу и/или N-ацетилгалактозу. Аналогично, для этой цели можно применять N-ацетилгалактозилтрансферазы и/или N-ацетилгликозилтрансферазы. N-ацетилированные олигосахариды также могут быть получены с помощью технологии ферментации с применением соответствующих ферментов (рекомбинантных или природных) и/или микробиологической ферментации. В последнем случае либо микроорганизмы могут экспрессировать свои природные ферменты и субстраты, либо могут быть созданы микроорганизмы, продуцирующие соответствующие субстраты и ферменты. Можно применять культуры микроорганизмов одного вида или смешанные культуры. Образование N-ацетилированных олигосахаридов можно инициировать акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP) от DP = 1 и далее. Другой вариант представляет собой химическое преобразование кетогексозы (фруктозы) в свободной либо связанной с олигосахаридом (например, лактулоза) форме в N-ацетилгексозамин или в олигосахарид, содержащий N-ацетилгексозамин, как описано в Wrodnigg, T.M, Dtutz, A.E, Angew. Chem. Int. Ed. 1999: 38: 827–828.
Галактоолигосахарид представляет собой олигосахарид, включающий две или более молекулы галактозы, которые не заряжены и не содержат остаток N-ацетила. Подходящие галактоолигосахариды смеси олигосахаридов питательной композиции в соответствии с настоящим изобретением включают в себя Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,3Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,3Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,6Glc, Galβ1,3Galβ1,3Glc, Galβ1,4Galβ1,4Glc и Galβ1,4Galβ1,4Galβ1,4Glc, а также любую их смесь. Синтезированные галактоолигосахариды, такие как Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,6Glc, Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,6Galβ1,3Galβ1,4Glc, Galβ1,3Galβ1,6Galβ1,4Glc, Galβ1,4Galβ1,4Glc и Galβ1,4Galβ1,4Galβ1,4Glc и их смеси, коммерчески доступны под товарными знаками Vivinal  и Elix’or. Другими поставщиками олигосахаридов являются компании Dextra Laboratories, Sigma-Aldrich Chemie GmbH и Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. В альтернативном варианте осуществления для получения нейтральных олигосахаридов можно применять специфические гликозилтрансферазы, такие как галактозилтрансферазы.
Сиалилированный олигосахарид представляет собой олигосахарид, содержащий остаток сиаловой кислоты с ассоциированным зарядом. Подходящие сиалилированные олигосахариды смеси олигосахаридов питательной композиции в соответствии с настоящим изобретением включают в себя NeuAcβ2,3Galβ1,4Glc и NeuAcβ2,6Galβ1,4Glc, а также любую их смесь. Эти сиалилированные олигосахариды могут быть выделены из природного источника, такого как молоко животных, методами хроматографии или фильтрации. В альтернативном варианте осуществления они также могут быть получены с помощью биотехнологических средств с применением специфических сиалилтрансфераз либо посредством методики ферментации на основе ферментов (рекомбинантных или природных ферментов), либо посредством методики микробиологической ферментации. В последнем случае либо микроорганизмы могут экспрессировать свои природные ферменты и субстраты, либо могут быть созданы микроорганизмы, вырабатывающие соответствующие субстраты и ферменты. Можно применять культуры микроорганизмов одного вида или смешанные культуры. Образование сиалилолигосахаридов можно инициировать акцепторными субстратами, начиная с любой степени полимеризации (DP) от DP = 1 и далее.
В одном аспекте изобретения питательная композиция включает олигосахаридную смесь в количестве от 1% или 2,5% до 15 мас.%. В альтернативном варианте осуществления питательная композиция включает олигосахаридную смесь в количестве от 3 до 15 мас.%, либо в количестве от 3 до 10 мас.%, либо в количестве от 3,5 до 9,5 мас.%, либо в количестве от 4 до 9 мас.%, либо в количестве от 4,5 до 8,5 мас.%, либо в количестве от 5,0 до 7,5 мас.%, либо в количестве от 5 до 8 мас.%.
В некоторых конкретных вариантах осуществления питательная композиция может включать олигосахаридную смесь в количестве от 0,5 до 3,1 г/100 ккал, либо в количестве от 0,6 до 3,1 г/100 ккал, либо в количестве от 0,6 до 2,0 г/100 ккал, либо в количестве от 0,7 до 2,0 г/100 ккал, либо в количестве от 0,8 до 1,8 г/100 ккал, либо в количестве от 0,9 до 1,7 г/100 ккал, либо в количестве от 1,0 до 1,5 г/100 ккал, либо в количестве от 1,0 до 1,6 г/100 ккал.
Питательная композиция настоящего изобретения может включать по меньшей мере 0,01 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), по меньшей мере 2,0 мас.% галактоолигосахарида (-ов) и по меньшей мере 0,02 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В некоторых вариантах осуществления питательная композиция в соответствии с настоящим изобретением может включать по меньшей мере 0,01 мас.%, либо по меньшей мере 0,02 мас.%, либо по меньшей мере 0,03 мас.%, либо по меньшей мере 0,04 мас.%, либо по меньшей мере 0,05 мас.%, либо по меньшей мере 0,06 мас.%, либо по меньшей мере 0,07 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов). В некоторых вариантах осуществления она может включать от 0,01 до 0,07 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), например от 0,01 до 0,05 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов) или от 0,01 до 0,03 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (ов).
Кроме того, питательная композиция может включать по меньшей мере 2 мас.%, либо по меньшей мере 3 мас.%, либо по меньшей мере 4 мас.%, либо по меньшей мере 5 мас.%, либо по меньшей мере 5,5 мас.%, либо по меньшей мере 6 мас.%, либо по меньшей мере 7 мас.%, либо по меньшей мере 8 мас.% галактоолигосахарида (-ов). В некоторых вариантах осуществления она может включать от 5 до 8 мас.% галактоолигосахарида (ов), например от 5,75 до 7 мас.% галактоолигосахарида (-ов) или от 5,85 до 6,5 мас.% галактоолигосахарида (-ов). Конкретным примером является количество 5,95 мас.% олигосахарида (-ов).
Наконец, питательная композиция может включать по меньшей мере 0,02 мас.%, либо по меньшей мере 0,03 мас.%, либо по меньшей мере 0,04 мас.%, либо по меньшей мере 0,05 мас.%, либо по меньшей мере 0,06 мас.%, либо по меньшей мере 0,07 мас.%, либо по меньшей мере 0,08 мас.%, либо по меньшей мере 0,09 мас.% сиалилированных олигосахаридов. В некоторых вариантах осуществления она может включать от 0,02 до 0,09 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов), например от 0,02 до 0,08 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов), либо от 0,02 до 0,07 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов), либо от 0,003 до 0,07 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В конкретном варианте осуществления питательная композиция в соответствии с настоящим изобретением может включать от 0,01 до 0,07 мас.% N-ацетилированного (ых) олигосахарида (-ов), от 2,0 до 8,0 мас.% галактоолигосахарида (ов) и от 0,02 до 0,09 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
Еще в одном конкретном варианте осуществления питательная композиция в соответствии с настоящим изобретением может включать от 0,01 до 0,03 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), 5,95 мас.% галактоолигосахарида (-ов) и от 0,02 до 0,09 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В другом варианте осуществления питательная композиция может включать по меньшей мере 0,0015 г/100 ккал N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), по меньшей мере 0,70 г/100 ккал галактоолигосахарида (-ов) и по меньшей мере 0,0045 г/100 ккал сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В некоторых конкретных вариантах осуществления питательная композиция может включать по меньшей мере 0,0015 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,002 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,0025 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,003 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,0035 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,004 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,0045 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,005 г/100 ккал N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов). В некоторых вариантах осуществления питательная композиция может включать от 0,0015 до 0,005 г/100 ккал N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (ов), например от 0,0015 до 0,045 г/100 ккал N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов) или от 0,002 до 0,0045 г/100 ккал N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
Кроме того, питательная композиция может включать по меньшей мере 0,70 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,74 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,8 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,85 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,90 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,95 г/100 ккал, либо по меньшей мере 1,0 г/100 ккал, либо по меньшей мере 1,05 г/100 ккал, либо по меньшей мере 1,10 г/100 ккал, либо по меньшей мере 1,20 г/100 ккал, либо по меньшей мере 1,50 галактоолигосахарида (-ов). В некоторых вариантах осуществления она может включать от 0,70 до 1,5 г/100 ккал галактоолигосахарида (-ов), например от 0,70 до 1,20 г/100 ккал галактоолигосахарида (ов) или от 0,74 до 1,2 г/100 ккал галактоолигосахарида (-ов).
Наконец, питательная композиция может включать по меньшей мере 0,0045 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,005 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,0055 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,006 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,0065 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,007 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,0075 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,008 г/100 ккал, либо по меньшей мере 0,0085 г/100 ккал сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов). В некоторых вариантах осуществления она может включать от 0,0045 до 0,0085 г/100 ккал сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов), например от 0,0045 до 0,008 г/100 ккал сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов) или от 0,0045 до 0,0075 г/100 ккал сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В конкретном варианте осуществления питательная композиция может включать от 0,0015 до 0,005 г/100 ккал N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), от 0,70 до 1,5 г/100 ккал галактоолигосахарида (-ов) и от 0,0045 до 0,0085 г/100 ккал сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В другом конкретном варианте осуществления питательная композиция может включать от 0,0015 до 0,0045 г/100 ккал N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), от 0,74 до 1,2 г/100 ккал галактоолигосахарида (-ов) и от 0,0045 до 0,0075 г/100 ккал сиалилированного (-ых) олигосахарида (-ов).
В конкретном преимущественном варианте осуществления олигосахаридная смесь питательной композиции в соответствии с изобретением включает от 0,1 до 4,0 мас.% N-ацетилированного (-ых) олигосахарида (-ов), от 92,0 до 98,5 мас.% галактоолигосахарида (-ов) и от 0,3 до 4,0 мас.% сиалилированного (-ых) олигосахарида (ов).
Источник пребиотиков
Олигосахариды можно выделить из любого источника. Предпочтительно олигосахариды выделяют, очищают или концентрируют из коровьего молока. В альтернативном варианте осуществления все или некоторые из олигосахаридов получают полностью или частично средствами биоинженерии.
Можно применять традиционные технологии фракционирования и обогащения фракций коровьего молока в олигосахаридах из коровьего молока (такие традиционные технологии включают в себя колонную экстракцию, фильтрацию с помощью смол, нанофильтрацию, специальную ферментную обработку бета-галактозидазой, осаждение белков, кристаллизацию и отделение лактозы и т.д.). Некоторые фракции коровьего молока, обогащенные олигосахаридами, коммерчески доступны или описаны (например, в патенте EP2526784 A1, способ которого можно применять для получения олигосахаридной смеси, применяемой в настоящем изобретении).
Сокращение численности стрептококков
В различных вариантах осуществления изобретения сокращение (или понижающее регулирование) численности стрептококков в соответствии с изобретением относится к:
- сокращению абсолютной численности стрептококков в кишечнике младенца, и/или
- относительному сокращению доли стрептококков в общем объеме микробиоты в кишечнике младенца. Эта доля стрептококков в составе кишечной микробиоты субъекта может быть сокращена по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 25%, по меньшей мере на 50% или по меньшей мере на 80% по сравнению с начальной долей стрептококков (Streptococcus) в кишечной микробиоте субъекта до введения композиции или по сравнению со средней величиной.
Выражение «сокращение или понижающее регулирование» относится к статистически значимому (p < 0,05) сокращению относительно средней численности или доли стрептококковых бактерий у здоровых младенцев того же возраста, рожденных через естественные родовые пути и находящихся на грудном вскармливании, предпочтительно по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 30% или по меньшей мере на 50%.
В одном альтернативном варианте осуществления выражение «сокращение или понижающее регулирование» относится к статистически значимому (p < 0,05) сокращению относительно начальной численности или доли стрептококков в кишечной микробиоте субъекта до введения композиции, предпочтительно сокращению по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 30% или по меньшей мере на 50%.
Целевая группа
В одном варианте осуществления изобретения младенцы представляют собой здоровых младенцев. В одном предпочтительном варианте осуществления младенцы представляют собой нуждающихся младенцев, т.е. младенцев с риском выше среднего развития тучности, избыточного веса или ожирения в дальнейшей жизни.
В одном варианте осуществления нуждающиеся младенцы (для которых это изобретение может быть полезным) представляют собой младенцев с повышенной численностью стрептококковых бактерий в кишечнике (и/или с общим дисбалансом кишечной флоры). Выражение «повышенная численность» стрептококковых бактерий относится к численности (или к доле), которая статистически больше средней численности (или доли, или «относительной численности») стрептококковых бактерий у здоровых младенцев того же возраста, рожденных через естественные родовые пути и находящихся на грудном вскармливании. Предпочтительно выражение «высокая численность» относится к численности, которая выше по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 30% или по меньшей мере на 50%.
В одном варианте осуществления младенцы представляют собой младенцев, получающих искусственную питательную композицию, например детскую смесь или смесь для прикармливаемых детей, в количестве, соответствующем по меньшей мере 50% или по меньшей мере 70% их суточной потребляемой калорийности. Такой младенец может иметь склонность к дисбалансу кишечной флоры, в частности, с повышенной численностью стрептококковых бактерий в кишечнике (по сравнению со средней численностью стрептококковых бактерий у здоровых младенцев того же возраста, рожденных через естественные родовые пути и находящихся на грудном вскармливании).
В одном варианте осуществления изобретения композиция применяется в целевой группе младенцев, рожденных с помощью кесарева сечения. Известно, что младенцы, рожденные с помощью кесарева сечения, имеют другую кишечную флору по сравнению с младенцами, рожденными в ходе вагинальных родов. Поэтому микробиота младенцев, рожденных с помощью кесарева сечения, с возрастом развивается иначе по сравнению с младенцами, рожденными через естественные родовые пути. В некоторых случаях авторы изобретения обнаружили у младенцев, рожденных с помощью кесарева сечения, более высокую численность стрептококков по сравнению с младенцами, рожденными через естественные родовые пути. Поэтому для таких детей изобретение может быть полезным.
В одном варианте осуществления изобретение относится к молодым млекопитающим, отличным от человека, молодым домашним животным, молодым кошкам или собакам (в этом случае описание вариантов осуществления для «младенцев» относится к молодым млекопитающим).
Сроки и продолжительность введения
В одном варианте осуществления композицию изобретения дают младенцам в течение или по меньшей мере в течение первых 4 недель, первых 8 недель, первых 3 месяцев или первых 6 месяцев жизни. В указанный период композицию предпочтительно дают младенцам в качестве основного или единственного источника питания. В альтернативном варианте осуществления композицию дают в таком объеме, который соответствует по меньшей мере 50%, по меньшей мере 70% или по меньшей мере 90% общей калорийности, потребляемой указанными младенцами в указанный период.
Композиция настоящего изобретения оказывает особенно благотворное действие при долговременном применении. Таким образом, препарат, включающий активное вещество, можно давать по меньшей мере 2 недели, по меньшей мере 3 недели, по меньшей мере 4 недели, по меньшей мере 5 недель, по меньшей мере 6 недель, по меньшей мере 7 недель и/или по меньшей мере 8 недель.
Продолжительность эффекта при введении композиции
Сокращение численности стрептококков можно наблюдать вскоре после начала введения (например, через 4–20 дней после начала введения), и оно может сохраняться в течение 2–10 дней по окончании введения. Однако обычно сокращение численности стрептококков лучше наблюдать после более длительного периода введения (например, 2–4 месяца или более). Предпочтительно сокращение численности стрептококков сохраняется в течение продолжительного периода времени, так как устанавливается новое равновесие микробиоты. Например, сокращение по-прежнему наблюдается через 1, 2, 6 и более месяцев после окончания введения. Такой долговременный эффект лежит в основе долговременного воздействия на ожирение и тучность. Предполагается, что установление нового баланса в микробиоте оказывает программирующее воздействие на будущую микробиоту и на общие пути метаболизма (например, метаболизм жирных кислот).
Профилактика ожирения/тучности в дальнейшей жизни / избыточного веса
Изобретение косвенно способствует сокращению численности стрептококковых бактерий, что способствует уменьшению/профилактике ожирения и/или тучности в дальнейшей жизни и/или избыточного веса в дальнейшей жизни.
Такое ожирение может характеризоваться индексом массы тела (ИМТ) 30 или более. В одном варианте осуществления рассматривается ИМТ в возрасте 18, 15, 10, 5 лет или 3 лет.
В одном варианте осуществления сокращение численности стрептококковых бактерий таково, что оно способствует уменьшению/профилактике избыточного веса. Такой избыточный вес характеризуется ИМТ от 25 до 29,9 (в том же возрасте, что указан выше).
В одном варианте осуществления сокращение численности стрептококковых бактерий таково, что оно способствует уменьшению/профилактике тучности. Такая тучность определяется увеличенной склонностью к накоплению массы жировой ткани. Например, такая тучность может характеризоваться накоплением массы жировой ткани, которая на 30% или 50% превышает среднюю величину для стандартной здоровой популяции того же возраста, не страдающей ожирением. Избыточный вес определяется как традиционно признанный в отношении ИМТ.
Профилактика/уменьшение тучности/ожирения / избыточного веса в дальнейшей жизни могут быть опосредованы через влияние на прирост веса в младенчестве и, в частности, на увеличение тучности.
Пробиотики
В одном варианте осуществления композиция изобретения дополнительно включает пробиотики. Предпочтительно такие пробиотики действуют синергетически с олигосахаридными пребиотиками для сокращения численности стрептококков. Такое содействие сокращению численности стрептококков может быть прямым путем конкуренции или ингибирования роста стрептококков либо косвенным за счет установления сбалансированной микробиоты, в которой стрептококки составляют меньшую долю (например, путем создания благоприятных условий для других бактерий).
Пробиотические бактерии можно выбрать из группы, состоящей из Bifidobacterium, Lactobacillus, Lactococcus, Enterococcus, Deuteromycota, Debaryomyces, Kluyveromyces, Saccharomyces, Yarrowia, Zygosaccharomyces, Candida и Rhodotorula; предпочтительно молочнокислых бактерий и бифидобактерий или их смесей; и/или, в частности, можно выбрать из группы, состоящей из Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus salivarius, Lactococcus lactis, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus salivarius, Enterococcus faecium, Saccharomyces cerevisia, Saccharomyces boulardii или их смесей, предпочтительно из группы, состоящей из Lactobacillus johnsonii (NCC533; CNCM I-1225), Bifidobacterium longum (NCC490; CNCM I-2170), Bifidobacterium longum (NCC2705; CNCM I-2618), Bifidobacterium lactis (NCC2818; CNCM I-3446), Lactobacillus paracasei (NCC2461; CNCM I-2116), Lactobacillus rhamnosus (GG; ATCC53103), Lactobacillus rhamnosus (NCC4007; CGMCC 1.3724; LPR), Enterococcus faecium (SF 68; NCIMB10415) и их смесей.
Штамм Lactobacillus johnsonii NCC533 депонирован 30 июня 1992 г. в Национальной коллекции культур микроорганизмов (CNCM), получил учетный номер CNCM I-1225. Штамм Bifidobacterium longum NCC490 депонирован 15 марта 1999 г. в CNCM, получил учетный номер CNCM I-2170. Штамм Bifidobacterium longum NCC2705 депонирован 29 января 2001 г. в CNCM, получил учетный номер CNCM I-2618. Штамм Bifidobacterium lactis NCC2818 депонирован 7 июня 2005 г. в CNCM, получил учетный номер CNCM I-3446. Штамм Lactobacillus paracasei NCC2461 депонирован 12 января 1999 г. в CNCM, получил учетный номер CNCM I-2116. CNCM означает Национальную коллекцию культур микроорганизмов (Collection nationale de cultures de micro-organismes, CNCM), находящуюся по адресу Institut Pasteur, 28, rue du Dr Roux, F-75724 Paris Cedex 15, France. Штамм Lactobacillus rhamnosus NCC4007 депонирован в октябре 2004 г. в Китайском центре общей коллекции микробиологических культур (China General Microbiological Culture Collection Center, CGMCC), Институт микробиологии Китайской академии наук, по адресу No. 1, West Beichen Road, Chaoyang District, Beijing 100101, China, и получил учетный номер CGMCC 1.3724. CNCM и CGMCC являются депозитарными учреждениями, которые приобрели статус международного депозитарного органа по Будапештскому договору о международном признании депонирования микроорганизмов для целей патентной процедуры.
5
12
6
8
Дозировка пробиотиков может составлять, например, от 10 до 10 КОЕ на грамм композиции, предпочтительно в количестве, достаточном для обеспечения синергетического эффекта с олигосахаридами этой композиции, предпочтительно от 10 до 10 КОЕ/г композиции.
Матрица композиции / Матрица состава детской смеси
Композиция изобретения может содержать любой полезный ингредиент, известный в данной области. Суточные дозы вводимой композиции и каждого отдельного ингредиента всегда должны соответствовать опубликованным руководящим указаниям и нормативным требованиям по безопасности. Это особенно важно в отношении введения новорожденным младенцам, в частности рожденным с низким весом при рождении, очень низким или чрезвычайно низким весом при рождении.
Детские смеси могут содержать источник белка в количестве не более 4,0, 3,0 или 2,0 г/100 ккал, предпочтительно 1,8–2,0 г/100 ккал, менее 1,8 г/100 ккал или от 1,5 до 1,8 г/100 ккал. Тип белка не считается важным для настоящего изобретения при условии, что соблюдены минимальные требования по содержанию незаменимых аминокислот и обеспечивается удовлетворительной рост, хотя предпочтительно, чтобы более 50% источника белка по массе обеспечивалось за счет молочной сыворотки. В одном варианте осуществления содержание белка составляет от 30% до 80% сывороточных белков. Таким образом, можно применять источники белка на основе молочной сыворотки, казеина и их смесей, а также источники белка на основе сои. Что касается сывороточных белков, источник белка может быть основан на кислой сыворотке или сладкой молочной сыворотке либо на их смесях и может включать в себя альфа-лактальбумин и бета-лактоглобулин в любых желаемых соотношениях. В одном варианте осуществления белки получают из коровьего молока, и уровень циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ) понижен по сравнению с соответствующим первоначальным коровьим молоком.
Белки могут быть интактными или гидролизованными или могут представлять собой смесь интактных и гидролизованных белков. Может быть желательно вводить частично гидролизованные белки (степень гидролиза от 2 до 20%), например, младенцам, предположительно подверженным риску развития аллергии на коровье молоко. Если требуются гидролизованные белки, то процесс гидролиза можно проводить по желанию и так, как известно в данной области. Например, гидролизат сывороточного белка можно получить ферментативным гидролизом фракции молочной сыворотки на одной или более стадий. Если фракция молочной сыворотки, которая применяется в качестве исходного материала, по существу не содержит лактозы, то установлено, что в процессе гидролиза блокировка лизина в белке проявляется в гораздо меньшей степени. Это позволяет снизить степень блокировки лизина с приблизительно 15 мас.% общего лизина до менее чем приблизительно 10 мас.% лизина; например приблизительно 7 мас.% лизина, что значительно улучшает питательное качество источника белка.
Композиция может также включать источник углеводов и/или источник жира. Детская смесь может содержать источник липидов. Источник липидов может представлять собой любой липид или жир, который подходит для применения в детских смесях. Предпочтительные источники жиров включают в себя пальмовый олеин, молочный жир, подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты и сафлоровое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты. Также можно добавлять незаменимые жирные кислоты, линолевую кислоту и α-линоленовую кислоту, а также небольшие количества масел, содержащих большие количества арахидоновой кислоты и докозагексаеновой кислоты в готовом виде, таких как рыбьи жиры или микробные масла. В целом содержание жиров должно быть предпочтительно таким, чтобы составлять 30–55% от общей энергетической ценности детской смеси. Источник жиров предпочтительно имеет соотношение жирных кислот n-6 к n-3 от приблизительно 5 : 1 до приблизительно 15 : 1, например от приблизительно 8 : 1 до приблизительно 10 : 1.
К питательной композиции можно добавлять дополнительный источник углеводов. Предпочтительно он должен обеспечивать от приблизительно 40% до приблизительно 80% энергетической ценности питательной композиции. Можно применять любой подходящий углевод, например сахарозу, лактозу, глюкозу, фруктозу, сухой кукурузный сироп, мальтодекстрин или их смесь.
Примеры минеральных веществ, витаминов и других питательных веществ, необязательно присутствующих в детской смеси, включают в себя витамин А, витамин В1, витамин В2, витамин В6, витамин В12, витамин Е, витамин К, витамин С, витамин D, фолиевую кислоту, инозит, ниацин, биотин, пантотеновую кислоту, холин, кальций, фосфор, йод, железо, магний, медь, цинк, марганец, хлорид, калий, натрий, селен, хром, молибден, таурин и L-карнитин. Минеральные вещества обычно добавляют в форме соли. Присутствие и количества конкретных минеральных веществ и других витаминов зависят от целевой популяции младенцев.
Детская смесь может необязательно содержать другие вещества, которые могут оказывать благоприятное воздействие, такие как волокна, лактоферрин, нуклеотиды, нуклеозиды и т.п.
В композицию можно включить одну или более незаменимых длинноцепочечных жирных кислот (ДЦ-ПНЖК). Примерами ДЦ-ПНЖК, которые можно добавлять, являются докозагексаеновая кислота (ДГК) и арахидоновая кислота (АРК). ДЦ-ПНЖК можно добавлять в таких концентрациях, которые составляют более 0,01% жирных кислот, присутствующих в композиции.
При желании в питательную композицию можно включить один или более пищевых эмульгаторов; например сложные эфиры диацетилвинной кислоты и моно- и диглицеридов, лецитин и моно- или диглицериды или их смесь. Аналогично, можно включить подходящие соли и/или стабилизаторы. В композицию можно добавлять ароматизаторы.
Композиция изобретения вводится предпочтительно перорально или энтерально; например в форме порошка для разбавления с молоком или водой.
Предпочтительно препарат предоставляется в форме порошка, например порошка, пригодного для длительного хранения. Длительность хранения можно достичь, например, путем обеспечения композиции активностью воды менее 0,2, например в диапазоне 0,19–0,05, предпочтительно менее 0,15.
Активность воды, или aw, — это мера энергетического состояния воды в системе. Она определяется как давление пара воды, разделенное на давление пара чистой воды при той же температуре; поэтому чистая дистиллированная вода имеет активность воды, точно равную единице.
Препарат можно приготовить любым подходящим способом. Например, его можно получать путем перемешивания вместе белка, источника углеводов и источника жиров в соответствующих пропорциях. На данном этапе можно включать эмульгаторы в случае их применения. На данном этапе можно добавлять витамины и минеральные вещества, но обычно их добавляют позднее во избежание термического разложения. Перед перемешиванием в источнике жиров можно растворить любые липофильные витамины, эмульгаторы и т.п. Затем можно примешивать воду, предпочтительно воду, очищенную обратным осмосом, с образованием жидкой смеси. Температура воды составляет условно от приблизительно 50°C до приблизительно 80°C для обеспечения диспергирования ингредиентов. Для образования жидкой смеси можно применять коммерчески доступные разжижители. Затем жидкую смесь гомогенизируют; например, в две стадии.
После этого жидкую смесь можно термически обработать для снижения бактериальных нагрузок путем быстрого нагревания жидкой смеси до температуры в диапазоне от приблизительно 80°C до приблизительно 150°C, например в течение от приблизительно 5 секунд до приблизительно 5 минут. Это можно осуществлять путем нагнетания пара, автоклавирования или с помощью теплообменника, например пластинчатого теплообменника.
Затем жидкую смесь можно охладить до приблизительно 60°C или до приблизительно 85°C, например путем резкого охлаждения. Затем жидкую смесь можно снова гомогенизировать; например, в две стадии: под давлением от приблизительно 10 МПа до приблизительно 30 МПа на первой стадии и от приблизительно 2 МПа до приблизительно 10 МПа на второй стадии. Затем гомогенизированную смесь можно дополнительно охладить для добавления любых термочувствительных компонентов, таких как витамины и минералы. На данном этапе для удобства регулируют рН и содержание твердых веществ в гомогенизированной смеси.
Гомогенизированную смесь переносят в подходящий сушильный аппарат, такой как распылительная сушилка или сублимационная сушилка, и превращают в порошок. Влагосодержание порошка должно составлять менее приблизительно 5% мас.
Пример 1
Ниже приведен пример композиции детской смеси для применения в соответствии с настоящим изобретением. Эта композиция приводится только в качестве иллюстрации. Источник белка представляет собой смесь 60% MSWP28 и 40% казеина.
Питательное вещество
на 100 ккал
на литр
Энергетическая ценность (ккал)
100
670
Белок (г)
1,83
12,3
Жир (г)
5,3
35,7
Линолевая кислота (г)
0,79
5,3
α-Линоленовая кислота (мг)
101
675
Лактоза (г)
11,2
74,7
Пребиотики-олигосахаридыГалактоолигосахариды (г)и/илиОлигосахариды из коровьего молока (г) (в соответствии с определением для фиг. 2A) или их комбинация
0,641,1
4,37,5
Минеральные вещества (г)
0,37
2,5
Na (мг)
23
150
K (мг)
89
590
Cl (мг)
64
430
Ca (мг)
62
410
P (мг)
31
210
Mg (мг)
7
50
Mn (мкг)
8
50
Se (мкг)
2
13
Витамин A (мкг ЭР)
105
700
Витамин D (мкг)
1,5
10
Витамин E (мг TE)
0,8
5,4
Витамин K1 (мкг)
8
54
Витамин С (мг)
10
67
Витамин В1 (мг)
0,07
0,47
Витамин В2 (мг)
0,15
1,0
Ниацин (мг)
1
6,7
Витамин В6 (мг)
0,075
0,50
Фолиевая кислота (мкг)
9
60
Пантотеновая кислота (мг)
0,45
3
Витамин B12 (мкг)
0,3
2
Биотин (мкг)
2,2
15
Холин (мг)
10
67
Fe (мг)
1,2
8
I (мкг)
15
100
Cu (мг)
0,06
0,4
Zn (мг)
0,75
5
<i>Пробиотики: Bifidobacterium lactis</i> NCC2818 (CNCM I-3446),
2 x 10<sup>7</sup> КОЕ/г порошка