НИЗКОБЕЛКОВОЕ ДЕТСКОЕ ПИТАНИЕ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НЕЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ
LOW-PROTEIN INFANT FOOD WITH INCREASED INDISPENSABLE AMINO ACIDS CONTENT

Область Техники
Настоящее изобретение относится к детскому питанию и содержанию в нем незаменимых разветвленных аминокислот.
Уровень техники
Известна важность удовлетворения потребности грудных (недоношенных) детей в незаменимых аминокислотах, поскольку избыток или недостаток потребления может привести к долгосрочным нарушениям, таким как ожирение (Singhal et al. (2002) Am J Clin Nutr 75:993-9), или к недостаточному росту и замедленному развитию мозга (Stephens et al. (2009) Pediatrics 2009; 123:1337-43).
Разветвленные аминокислоты (BCAA) лейцин (Leu), изолейцин (Ile) и валин (Val) составляют 35-40 вес.% получаемых с пищей незаменимых аминокислот белка организма и 14% общих аминокислот в скелетных мышцах. Идеальной композицией для питания грудных детей является таковая, составленная при использовании в качестве основной части материнского молока грудного молока. Однако из-за различий аминокислотной композиции белковых источников, используемых для получения детского питания, уровни белка для обеспечения достаточного потребления BCAA чаще всего выше по сравнению с таковыми в грудном молоке.
В настоящее время становится все более ясно, что питание, потребляемое грудными детьми, оказывает метаболическое воздействие на более поздние этапы их жизни, то есть метаболический импринтинг. Например, в WO 2008/054200 описывается метаболический импринтинг, являющийся важным механизмом программирования будущего здоровья и питания, по существу разработанный для предотвращения ожирения на более поздних этапах жизни за счет потребления рациона с низким содержанием белка. Следовательно, рацион со слишком высоким или слишком низким содержанием белка вреден для грудных детей. Однако не известна точная потребность в незаменимых аминокислотах для недоношенных грудных детей.
Сущность изобретения
Исторически в качестве показателя роста и баланса азота в исследованиях используют описательные или валовые показатели по потребностям в аминокислотах. Не проводилось исследований по измерению потребностей в незаменимых аминокислотах для правильного энтерального питания грудных детей при использовании технологий со стабильными изотопами. Поэтому авторы настоящего изобретения провели исследования потребностей в незаменимых аминокислотах при использовании этих предпочтительных технологий в энтеральном питании для грудных детей для определения оптимального соотношения аминокислот в питательной композиции и для определения предельных потребностей в трех незаменимых BCAA валине, изолейцине и лейцине. Результаты этих исследований в настоящее время радикально изменили общеизвестные концепции в потребности по аминокислотам. По существу это относится к детскому питанию с низкой концентрацией белка, которые нацелены на предотвращение негативного воздействия на метаболический импринтинг грудных детей. Неожиданно авторы настоящего изобретения установили, что потребность по валину, которая в настоящее время установлена как 87 мг кг/день, должна составлять от 100 до 175 мг кг/день, предпочтительно от 110 до 160 мг кг/день. Также авторы настоящего изобретения установили повышенные потребности по лейцину и изолейцину. Для изолейцина была установлена потребность от 100 до 160 мг кг/день, предпочтительно от 105 до 150 мг кг/день; рекомендуемое в настоящее время количество составляет 88 мг кг/день. Поскольку потребность по лейцину оказалась сравнимой с рекомендуемыми в настоящее время количествами, самое значительно следствие из изысканий по настоящему изобретению состоит в том, что должно быть адаптировано соотношение этих трех незаменимых разветвленных аминокислот. Предпочтительно весовое соотношение Leu:Ile:Val составляет (1,1-1,5):(0,9-1,1):1,0 вместо рекомендуемого в настоящее время весового соотношения Leu:Ile:Val 1,9:1,0:1,0. Следовательно, в одном варианте изобретение относится к питательной композиции, содержащей белок, перевариваемые углеводы и жир, причем белок содержит аминокислоты - лейцин, изолейцин и валин в весовом соотношении лейцин:изолейцин:валин (1,1-1,5):(0,9-1,1):1,0. Предпочтительно весовое соотношение Leu:Ile:Val составляет (1,3-1,5):(0,9-1,1):1,0; предпочтительно (1,3-1,5):(0,9-1,0):1,0; предпочтительно от 1,3:1,0:1,0 до 1,5:0,9:1,0.
Следовательно, предпочтительная композиция по изобретению включает на 100 мл от 40 до 120 мг валина, предпочтительно от 55 до 120 мг валина, предпочтительно в пределах от 70 до 110 мг валина и от 40 до 120 мг изолейцина, предпочтительно от 55 до 110 мг изолейцина, предпочтительно от 70 до 100 мг изолейцина; и от 70 до 180 мг лейцина, предпочтительно от 90 до 170 мг лейцина. Композиция по изобретению предназначена для грудных детей в возрасте 0-36 месяцев. Предпочтительная калорийность составляет от 60 до 70 ккал на 100 мл, предпочтительная композиция по изобретению включает от 90 до 180 мг валина на 100 ккал общей композиции, предпочтительно от 100 до 150 мг валина на 100 ккал, предпочтительно от 105 до 121 мг валина на 100 ккал, и от 90 до 180 мг изолейцина на 100 ккал общей композиции, предпочтительно от 95 до 170 мг, предпочтительно от 100 до 150 мг изолейцина на 100 ккал и от 120 до 260 мг лейцина на 100 ккал от общей композиции, предпочтительно от 120 до 180 мг лейцина на 100 ккал, предпочтительно от 130 до 160 мг лейцина на 100 ккал. Предпочтительно соотношение лейцин:изолейцин:валин составляет (1,3-1,5):(0,9-1,1):1,0.
Композиции, содержащие указанные выше пределы аминокислот, предпочтительны для энтерального или парентерального кормления грудных детей. В частности, композиции используют для предотвращения ожирения в младенчестве или при последующем развитии ребенка, сохранение при этом оптимального роста в период младенчества зависит главным образом от композиции потребляемого белка.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ
Содержание белка
Термин «содержание белка» может быть рассчитано по содержанию азота при использовании формулы: Содержание азота×6,25. Содержание азота может быть измерено при использовании стандартных процедур, известных специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение.
Грудной ребенок
Термин «грудной ребенок» относится к человеку в возрасте от 0 до 36 месяцев, предпочтительно в возрасте от 0 до 18 месяцев и еще более предпочтительно в возрасте от 0 до 6 месяцев. Чем младше грудной ребенок, тем он зависимее от потребляемого белка в детском питании. Следовательно, детское питание предпочтительно для возрастной группы менее 12 месяцев или грудных детей с проблемами с пищеварением или аллергиями, в зависимости от потребляемого белка в детском питании.
Недоношенные грудные дети и/или грудные дети с малой массой для своего внутриутробного возраста
Недоношенный грудной ребенок относится к грудному ребенку, рожденному до истечения стандартного периода беременности, который завершился до или на 37 неделе, то есть до или на 37 неделе от начала последнего менструального цикла матери ребенка. SGA грудные представляют грудных детей, которые родились с массой ниже 10 перцентиля для своего внутриутробного возраста. Они, как правило, были субъектами с задержкой внутриутробного развития (IUGR). Недоношенные и/или SGA грудные дети включают грудных детей с низкой массой тела при рождении (LBW грудные дети), грудных детей с очень низкой массой тела при рождении (VLBW грудных детей) и грудных детей с экстремально низкой массой тела при рождении (ELBW грудных детей). LBW грудные дети определяются как грудные дети с массой тела менее чем 2500 г. VLBW грудные дети определяются как грудные дети с массой тела менее чем 1500 г и ELBW грудные дети определяются как грудные дети с массой тела менее чем 1000 г.
Детское питание представляет питательно сбалансированное детское питание, содержащее белок, жир, углеводы и питательные микроэлементы, такие как витамины и минеральные вещества. Предпочтительно детское питание содержит пищевые волокна, нуклеотиды и жирные кислоты - арахидоновую кислоту (AA) и докозагексаеновую кислоту (DHA). Термин детское питание исключает грудное молоко человека.
Хорошее питание очень важно для оптимального роста и развития недоношенного грудного ребенка и рожденного в срок грудного ребенка. Белок является важным компонентом адекватного питания, поскольку обеспечивает незаменимыми аминокислотами, необходимыми для критически важного синтеза белка и роста. Питание по существу важно в течение первой фазы жизни, поскольку потребляемый белок в первые 4 недели жизни может оказать очень сильное воздействие на последующую когнитивную функцию и давление крови.
Тревожное повышение как уровня распространения, так и тяжести ожирения у детей возобновило интерес к характеру кормления в младенчестве. Сильный ранний набор массы тела в первые 1-2 года жизни ассоциируется с негативными последствиями для здоровья при последующем развитии ребенка, такими как повышенное кровяное давление, повышенная масса тела и отложение жира в организме, и повышенным риском диабета. Более высокий уровень потребления белка грудными детьми, получающими детское питание, по сравнению с детьми, находящимися на грудном вскармливании, может играть важную роль, поскольку дети, получающие детское питание, имеют более высокую массу тела и массу для их роста в возрасте одного года. Снижение содержания белка в детском питании может явиться той стратегией, которая внесет свой вклад в снижение этих негативных воздействий. Значительно более важным становится высокое качество белка, то есть правильные количества питательно доступных аминокислот.
Классически девять аминокислот считаются незаменимыми в питании; синтез белка снижается, если эти аминокислоты не вводят в правильных пропорциях. Требования по незаменимым аминокислотам были определены при использовании различных способов. Исторически в качестве показателя роста и баланса азота в исследованиях используют описательные или валовые показатели по потребностям в аминокислотах. Не проводилось исследований по измерению потребностей в незаменимых аминокислотах для правильного энтерального питания грудных детей при использовании технологий со стабильными изотопами.
Для уязвимых групп населения, таких как новорожденные, неприемлем дефицитный рацион в течение длительного периода времени.
В Brunton et al. (1998) Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 1(5): стр. 449-53 подтверждено использование технологии индикатора окисления аминокислот (IAAO) у грудных детей и детей младшего возраста при использовании минимального инвазивного протокола. Этот протокол был недавно использован для определения потребности по общим разветвленным аминокислотам у здоровых детей школьного возраста. Оценочные требования у детей были аналогичны таковым у взрослых, это предполагает, что экспериментально полученные показатели главным образом отражают потребность в питательных веществах по поддержанию жизни и не принимают во внимание все потребности роста.
Существующие в настоящее время рекомендации для грудных детей в возрасте 0-6 месяцев основываются на содержании аминокислот в грудном молоке, что может быть неадекватно, поскольку грудные дети, находящиеся на грудном вскармливании, в достаточной степени сами варьируют потребление молока и в значительной степени сами регулируют его потребление. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (European Food and Safety Authority) (EFSA) в своих директивах требует, чтобы детское питание содержала 88 мг валина, 92 мг изолейцина и 167 мг лейцина на 100 ккал при минимальной калорийности 60 и максимальной 70 ккал/100 мл детского питания, то есть от 52,5 до 62,0 мг валина на 100 мл, от 55 до 64,9 мг изолейцина и от 100 до 118 мг лейцина на 100 мл детского питания. Согласно настоящему изобретению эти пределы не адекватны.
Согласно настоящему изобретению общее содержание белка в детском питании предпочтительно составляет от 1,3 до 1,9 г белка/100 ккал, еще более предпочтительно от 1,3 до 1,8 г белка/100 ккал, в результате детское питание включает от 5,2 до 7,6% белка от общих калорий композиции. Предпочтительная композиция по изобретению включает от 90 до 180 мг валина и от 90 до180 мг изолейцина на 100 ккал и от 130 до 260 мг лейцина на 100 ккал. Для композиции на основе аминокислот или на основе гидролизатов белка предпочтительные пределы по настоящему изобретению составляют от 105 до 120 мг валина и от 100 до 120 мг изолейцина на 100 ккал и от 130 до 160 мг изолейцина на 100 ккал, поскольку эти пределы наиболее близки к экспериментально определенной средней потребности по аминокислотам (смотрите Примеры 1-2). Для композиций на основе не гидролизованного (интактного) белка эти последние узкие пределы предпочтительно на около 10% ниже, предпочтительно на от 10 до 20% ниже. Следовательно, в одном варианте воплощения настоящего изобретения для композиций на основе не гидролизованного (интактного) белка предпочтительные пределы по настоящему изобретению составляют от 105 до 120 мг валина и от 100 до 120 мг изолейцина на 100 ккал и от 130 до 160 мг изолейцина на 100 ккал.
В другом предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения питательная композиция включает липидный, белковый компонент, компонент перевариваемых углеводов, причем белковый компонент обеспечивает от 5,0 до 7,6% общей калорийности, липидный компонент обеспечивает от 35 до 55% от общей калорийности, и компонент перевариваемых углеводов обеспечивает от 30 до 60% общей калорийности для получения питательной композиции, и при этом композиция включает на 100 мл от 40 до 110 мг валина, предпочтительно от 40 до 70 мг валина, и от 40 до 110 мг изолейцина. Предпочтительно весовое соотношение лейцин:валин составляет от 1,1:1,0 до 1,5:1,0, более предпочтительно от 1,3:1,0 до 1,5:1,0 и весовое соотношение изолейцин:валин составляет от 0,9:1,0 до 1,1:1,0; предпочтительно от около 1,0:1,0, это означает, что количества Ileu и Val необязательно должны быть точно такими же, но Ile округляют до второго десятичного знака. Следовательно, предпочтительно весовое соотношение лейцин:изолейцин:валин составляет (1,1-1,5):(0,9-1,1):1,0; предпочтительно (1,1-1,5):1,0:1,0.
Предпочтительно композицию по изобретению используют для кормления грудных детей, которые зависят от потребления ими белка из питательной композиции по изобретению. Эти грудные дети предпочтительно находятся в возрасте от 0 до 36 месяцев, предпочтительно в возрасте от 0 до 18 месяцев и еще более предпочтительно в возрасте от 0 до 6 месяцев. Также композиция может быть использована для грудных детей, страдающих от (множественных) пищевых аллергий, которые, как правило, ограничивают потребление детьми интактного белка за счет использования детского питания с гидролизованным белком или детского питания на основе аминокислот. Дополнительно композиция может быть использована для диетотерапии таких заболеваний, как фенилкетонурия (PKU), болезнь кленового сиропа (MSUD) или тирозинемия.
В норме грудные дети потребляют 150 мл детского питания на кг массы тела в день. Предпочтительно с этим режимом питания грудной ребенок потребляет установленные в настоящее время количества лейцина, изолейцина и валина. Следовательно, в одном варианте изобретение относится к немедицинскому применению детского питания или немедицинскому способу кормления грудных детей, включающему введение детского питания, которое содержит белок, который обеспечивает лейцин, изолейцин и валин в соотношении (1,1-1,5):(0,9-1,1):1,0, и детское питание обеспечивает от 100 до 175 мг валина на кг массы тела в день, и от 100 до 160 мг изолейцина на кг массы тела в день, при потреблении грудным ребенком 150 мл питательной композиции на кг массы тела в день.
Белок
Предпочтительно белок обеспечивает в композиции менее 8% от общей калорийности композиции. Предпочтительно питательная композиция включает белок, обеспечивающий от 5,0 до 8,0% от общих калорий, более предпочтительно от 5,5 до 8,0% от общих калорий и еще более предпочтительно от 5,7 до 7,6% от общих калорий. Общая калорийность композиции представляет сумму калорий, полученных от жиров, белков и перевариваемых углеводов, входящих в состав в композиции. Низкая концентрация белка обеспечивает низкий инсулиновый ответ, предотвращая, таким образом, пролифирацию адипоцитов, в частности висцеральных адипоцитов у грудных детей. Концентрация белка в питательной композиции определяется суммой белков, пептидов и свободных аминокислот. Концентрацию белка определяют определением количества азота, умноженного на фактор 6,25. Один грамм белка равен 4 ккал. По сухому веществу, композиция предпочтительно включает менее чем 12 вес.% белка, более предпочтительно от 6 до 11 вес.%, еще более предпочтительно от 7 до 10 вес.%. От веса готового к потреблению напитка или восстановленного из порошка жидкого продукта композиция предпочтительно включает менее чем 1,5 г белка на 100 мл, более предпочтительно от 0,8 до 1,35 г на 100 мл.
Предпочтительно источник белка следует выбирать, таким образом, чтобы он отвечал минимальным требованиям по содержанию незаменимых аминокислот и гарантировал удовлетворительный рост. Следовательно, предпочтительными являются источники белка на основе коровьего молока, такие как сыворотка, казеин и их смеси и белки на основе сои. В случае использования сывороточных белков предпочтительным источником белка является источник на основе кислой сыворотки или сладкой сыворотки, изолят сывороточного белка или их смеси и может включать α-лактальбумин и β-лактоглобулин. Более предпочтительно источник белка основывается на кислой или сладкой сыворотке, из которой удален казеино-глико-макропептид (CGMP). Удаление CGMP из белка сладкой сыворотки в результате приводит к преимущественному снижению содержания треонина. Предпочтительно используют сывороточный белок, обогащенный α-лактальбумином, для оптимизации профиля аминокислот. Использование источников белка с оптимизированным профилем аминокислот, более близким к такому грудного молока, позволяет обеспечить все незаменимые аминокислоты при пониженной концентрации белка, менее 8% от общих калорий, предпочтительно от 5,5 до 8,0% от общих калорий, обеспечиваемых белком, жиром и перевариваемыми углеводами, и все еще обеспечивает удовлетворительный рост.
Для того чтобы обеспечить низкий уровень общего белка в питательной композиции по изобретению, она предпочтительно включает источник белка, в котором сумма лейцина, изолейцина и валина обеспечивает по меньшей мере 20 вес.% от общего содержания аминокислот.
При использовании в качестве источника белка модифицированной сладкой сыворотки его предпочтительно дополняют свободным аргинином от 0,1 до 3 вес.% и/или свободным гистидином от 0,1 до 1,5 вес.% от общего содержания белка.
Белки могут быть интактными, или гидролизованными, или смесью интактных и гидролизованных белков, хотя, как правило, предпочтительны интактные белки. Предпочтительно композиция включает гидролизованный казеин и/или гидролизованный сывороточный белок. Было установлено, что введение композиции, в которой белок содержит гидролизованный казеин и гидролизованную сыворотку, приводит в результате к снижению постпрандиального уровня как инсулина, так и глюкозы по сравнению с введением композиции, содержащей интактный казеин и интактный сывороточный белок. Повышенные уровни как инсулина, так и глюкозы указывают на нечувствительность и/или резистентность к инсулину у грудных детей, потребляющих детское питание. Предпочтительно композиция по изобретению включает по меньшей мере 25 вес.% пептидов с длиной цепи от 2 до 30 аминокислот по сухому веществу белка. Количество пептидов с длиной цепи от 2 до 30 аминокислот может быть определено, например, как описано в Freitas et al. (1993), J. Agric. Food Chem. 41:1432-1438. Композиция по изобретению может включать гидролизат казеина или композиция по изобретению может включать гидролизат сывороточного белка или оба. Предпочтительно композиция по изобретению включает оба, и гидролизат казеина, и гидролизат сывороточного белка, поскольку композиция аминокислот коровьего казеина в гораздо большей степени сходна с аминокислотной композицией белка грудного молока, и сывороточный белок легче переваривается и обнаружен в больших соотношениях в грудном молоке. Предпочтительно композиция по изобретению включает по меньшей мере 50 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 80 вес.%, наиболее предпочтительно около 100 вес.% гидролизата белка от общей массы белка. Предпочтительно композиция по изобретению включает белок со степенью гидролиза от 5 до 25%, более предпочтительно от 7,5 до 21%, наиболее предпочтительно от 10 до 20%. Степень гидролиза определяют как процент пептидных связей, которые были разрушены ферментативным гидролизом от 100% всех потенциальных пептидных связей. Подходящий способ получения гидролизата описан в WO 01/41581.
При использовании аминокислот на основе источника белка легче прогнозировать количество аминокислот, которое будет фактически доступно грудному ребенку. Следовательно, предпочтительно композиция по изобретению в качестве источника белка включает аминокислоты. В одном варианте воплощения настоящего изобретения белок состоит в основном из свободных аминокислот. Предпочтительный вариант воплощения настоящего изобретения приведен в Примере 3.
Пищевые волокна
TM

Ранние различия в микробиоте фекалий детей позволяют предсказать избыточную массу тела (Kalliomaki et al. (2008) Am J Clin Nutr 87(3):534-538). Они показали, что Bifidobacterium spp, оказывающие воздействие, как на количество, так и на качество микробиоты в течение первого года жизни, присутствуют в большем количестве у детей, демонстрирующих нормальную массу в возрасте 7 лет по сравнению с детьми, у которых развилась избыточная масса тела. Не желая быть ограниченными какой-либо теорией, авторы настоящего изобретения считают, что дополнительно к потреблению низкого количества белка применение пищевых волокон позволяет стимулировать бифидофлору, что будет оказывать дополнительное воздействие на профилактику или лечение ожирения у грудных. Пищевые волокна выбирают из группы, состоящей из пищевых волокон, которые могут стимулировать рост Bifidobacterium spp. Предпочтительно неперевариваемые олигосахариды имеют степень СП от 2 до 60. Неперевариваемые олигосахариды предпочтительно выбирают из группы, состоящей из фруктоолигосахаридов (включая инулин), галактоолигосахаридов (включая трансгалактоолигосахариды), глюкоолигосахаридов (включая гентио-, нигеро- и циклодекстринолигосахариды), арабиноолигосахаридов, маннанолигосахаридов, ксилоолигосахаридов, фукоолигосахаридов, арабиногалактоолигосахаридов, глюкоманноолигосахаридов, галактоманноолигосахаридов, олигосахаридов, содержащих сиаловую кислоту, и олигосахаридов, содержащих уроновую кислоту. Предпочтительно композиция по изобретению включает фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды и/или олигосахариды, содержащие галактуроновую кислоту, более предпочтительно галактоолигосахариды, наиболее предпочтительно бета-связанные галактоолигосахариды. В предпочтительных вариантах воплощения настоящего изобретения композиция включает смесь из β-связанных галактоолигосахаридов и фруктоолигосахаридов, более предпочтительно в весовом соотношении 20-2:1, более предпочтительно 12-7:1. Предпочтительно композиция по изобретению включает галактоолигосахариды с СП от 2 до 10 и/или фруктоолигосахариды с СП от 2 до 60. Галактоолигосахариды предпочтительно выбирают из группы, состоящей из бета-связанных галактоолигосахаридов, трансгалактоолигосахаридов, галактоолигосахаридов, лакто-N-тетраоз (LNT), лакто-N-неотетраоз (нео-LNT), фукозиллактоз, фукозилированной LNT и фукозилированной нео-LNT. β-связанные галактоолигосахариды, например, доступны под торговой маркой Vivinal (Borculo Domo Ingredients, Netherlands). Предпочтительно сахариды галактоолигосахаридов являются β-связанными, поскольку они также присутствуют в галактоолигосахаридах грудного молока. Фруктоолигосахариды представляют собой NDO, включающие цепочку β-связанных фруктозных единиц с СП или средним СП от 2 до 250, более предпочтительно от 10 до 100. Фруктоолигосахариды включают инулин, леван и/или смешанный тип полифруктана. Наиболее предпочтительным фруктоолигосахаридом является инулин. Фруктоолигосахарид, подходящий для использования в композициях по настоящему изобретению, также коммерчески доступен, например, от RaftilineHP (Orafti). Олигосахариды, содержащие уроновую кислоту, предпочтительно получены при деградации пектина, более предпочтительно яблочного пектина, свекловичного пектина и/или цитрусового пектина. Предпочтительно композиция имеет весовое соотношение β-связанные галактоолигосахариды:фруктоолигосахариды:олигосахариды, содержащие уроновую кислоту, предпочтительно составляющее 20-2:1:1-3, более предпочтительно 12-7:1:1-2.
Предпочтительно композиция включает от 80 мг до 2 г неперевариваемых олигосахаридов на 100 мл, более предпочтительно от 150 мг до 1,50 г, еще более предпочтительно от 300 мг до 1 г на 100 мл. По сухому веществу, композиция предпочтительно включает от 0,25 вес.% до 5,5 вес.%, более предпочтительно от 0,5 вес.% до 4 вес.%, еще более предпочтительно от 1,5 вес.% до 3 вес.%. Меньшее количество неперевариваемых олигосахаридов менее эффективно для предотвращения ожирения, в то время как слишком большое количество приводит к побочным эффектам - метеоризму и желудочно-кишечному дискомфорту.
Было проведено исследование по определению стимуляции бифидофлоры детским питанием, показавшее улучшенный бифидогенный эффект галактоолигосахаридов и длинноцепочечного инулина, когда они даны в комбинации, по сравнению с детским питанием только с одним пищевым волокном.
Грудным детям в возрасте 9-10 месяцев дают 500 мл в день молочного детского питания, содержащего 1,2 г бета-галактоолигосахаридов плюс длинноцепочечный инулин в течение 1 месяца (группа A). Контрольная группа получала молочное детское питание без бета-галактоолигосахаридов и длинноцепочечного инулина (группа B). В исследовании участвовало всего 138 детей. Перед и после этого периода проводили анализ флоры фекалий при использовании FISH анализа.
После воздействия соотношение бифидобактерии/общие бактерии стало значительно выше в группе A по сравнению с группой B. Следовательно, предпочтительная композиция по изобретению включает комбинацию бета-галактоолигосахаридов и длинноцепочечного инулина.
Жир
Как указано выше, содержание белка в детском питании оказывает воздействие на липидный метаболизм и отложение жира у грудных детей. Также было показано, что липидная композиция жира детского питания оказывает сильное воздействие на профилактику ожирения и, в частности, на центральное ожирение или висцеральное ожирение, см., например, WO 2008/054208. Термин «висцеральное ожирение» относится к состоянию, связанному с увеличением висцеральной жировой ткани. Термин висцеральное ожирение также относится к центральному ожирению. Висцеральное ожирение, как правило, вызвано (накоплением) избытком висцеральной жировой ткани. Висцеральный жир также известен как органный жир, внутрибрюшинный жир, перитонеальный жир или внутренний жир, в норме расположен в брюшной полости в противоположность подкожно-жировой клетчатке, которая находится под кожей, и внутримышечному жиру, находящемуся перемежаемым в скелетных мышцах. Висцеральный жир включает брюшной жир, околопочечный жир, забрюшинный жир.
Предшествующие исследования, описанные в WO 2008/054208, показали, что среднецепочечные жирные кислоты (MCFA) вносят свой вклад в снижение жировой массы при последующем развитии ребенка. Следовательно, дополнительно к содержанию специфического белка и аминокислот согласно формуле настоящего изобретения композиция преимущественно включает MCFA.
В частности, воздействие на отложение висцерального жира показано при использовании питательной композиции, имеющей (i) соотношение LA/ALA от 2 до 6 и (ii) низкое содержание LA (<14,5 вес.% от общего содержания жирных кислот) и необязательно LC-PUFA (в частности, DHA). В результате такая композиция приводит к снижению висцерального ожирения при последующем развитии ребенка.
Следовательно, предпочтительная композиция по изобретению включает белок, перевариваемые углеводы и жир, причем белок содержит аминокислоты - лейцин, изолецин и валин в весовом соотношении лейцин:изолейцин:валин (1,1-1,5):(0,9-1,1):1,0; и жир имеет соотношение линолевой кислоты к альфа-линолевой кислоте, составляющее от 2 до 6 и содержание линоленовой кислоты менее 14,5 вес.% от общего содержания жирных кислот. Эта композиция предпочтительно может быть использована для энтерального питания грудного ребенка для профилактики ожирения при последующем развитии ребенка.
Применение
Питательная композиция по изобретению преимущественно предназначена для потребления или введения недоношенным грудным детям или грудным детям с малой массой для своего внутриутробного возраста и, следовательно, предназначена для лечения путем энтерального или парентерального введения недоношенным грудным детям или грудным детям с малой массой для своего внутриутробного возраста. Также питательную композицию по изобретению, предпочтительно белок которой состоит по существу из свободных аминокислот, преимущественно используют для лечения грудных детей с метаболическими заболеваниями, выбранными из группы PKU, MSUD и тирозинемии или для лечения грудных детей с пищевой аллергией. Предпочтительно питательную композицию по изобретению преимущественно потребляют или вводят грудным детям в возрасте от 0 до 36 месяцев, предпочтительно от 0 до 24 месяцев.
Также настоящее изобретение относится к применению питательной композиции по изобретению для получения лекарственного средства для лечения: a) грудных детей в возрасте от 0 до 24 месяцев, и/или b) недоношенных грудных детей, или c) грудных детей с малой массой для своего внутриутробного возраста, или d) грудных детей с метаболическими заболеваниями, выбранными из группы, состоящей из PKU, MSUD и тирозинемии, или e) или грудных детей с пищевой аллергией.
В предпочтительном варианте изобретение относится к применению питательной композиции по изобретению для получения лекарственного средства для предотвращения ожирения при последующем развитии ребенка.
Также настоящее изобретение относится к немедицинскому применению питательной композиции по изобретению для получения композиции для кормления грудных детей в возрасте от 0 до 36 месяцев.
Также настоящее изобретение относится к немедицинскому применению детского питания, которое содержит белок, обеспечивающий лейцин, изолейцин и валин в соотношении (1,1-1,5):(0,9-1,1):1,0; и детское питание обеспечивает от 100 до 175 мг валина на кг массы тела в день, и от 100 до 160 мг изолейцина на кг массы тела в день при потреблении грудным ребенком 150 мл питательной композиции на кг массы тела в день.
ПРИМЕРЫ
Пример 1.
Потребности грудных детей по валину и изолейцину
План эксперимента
В исследовании принимают участие рожденные в срок грудные дети мужского пола (n=28). Они имеют возраст внутриутробного развития 37-43 недели и имеют массу при рождении более чем 2500 грамм, и их постнатальный возраст составляет 28 дней.
Для определения потребности по валину используют технологию (Zello et al. (1993) Am J Physiol 264:E677-85), а для определения потребности по изолейцину проводят отдельный эксперимент. В этом способе используют индикатор, который окисляется, когда одна из незаменимых аминокислот ограничена, поскольку аминокислоты не хранятся, и аминокислоты должны быть разделены между введением в белок и окислением. В случае, когда тестируемая аминокислота в дефиците в рационе, будет ограничен синтез белка, и индикатор аминокислоты окислится. В случае, когда пищевое потребление тестируемой аминокислоты повышается, окисление индикатора будет снижаться до уровня, отвечающего потребности в тестируемой аминокислоте. В случае, когда потребление отвечает потребности, синтез белка происходит на оптимальном уровне и наблюдается плато окислительного разрушения для всех других незаменимых аминокислот. Потребность в тестируемой аминокислоте определяют по этой точке излома.
В течение периода исследования субъекты случайным образом получают установленные пределы потребления валина от 5 до 236 мг/кг в день или установленные пределы изолейцина от 5 до 216 мг/кг в день. После адаптации к рациону в течение 24 часов проводят забор контрольных образцов дыхания при использовании радиоактивной метки. Субъектов ежедневно взвешивают перед и по окончанию введения радиоактивной метки и в день проведения исследования измеряют окружность головы.
Исследование детского питания
13
13
13
13
13
Авторы настоящего изобретения используют в исследовании детское питание, идентичное обычной Neocate, детское питание на основе аминокислот, отвечающее потребностям грудных детей по аминокислотам (SHS, Liverpool, UK), но без тестируемой аминокислоты с пониженным содержанием фенилаланина. Количество валина регулируют отдельно как L-валин. Количество изолейцина регулируют отдельно как L-изолейцина. В течение периода адаптации L-фенилаланин обеспечивают в виде инфузии [C]бикарбоната с достижением стабильного общего потребления 166 мг кг/день в течение всего исследования. Для получения изоазотистого детского питания авторы настоящего изобретения отдельно добавляют L-аланин. Поскольку в качестве индикатора используют фенилаланин, перед окислением может происходить гидроксилирование фенилаланина до тирозина, авторы настоящего изобретения убедились, что потребление тирозина выше указанных выше, применяемых в настоящее время требований. Слишком ограниченное потребление тирозина может снизить восстановление C метки в выдыхаемом воздухе. Для минимизации воздействия кормления на плато [C]бикарбоната было использовано непрерывное капельное введение инфузии [C]бикарбоната. Для минимизации дискомфорта субъекты могли пить из бутылочки каждый час во время введения инфузии [1-C]фенилаланина.
Радиоактивная метка
13
13
13
13
2
В день исследования субъектам сначала вводят (15 μмоль/(кг) непрерывно (10 μмоль/(кг*час) энтеральной инфузии [C]бикарбоната (стериальная апирогенная, 99% C Atom Percent Excess (APE); Cambridge Isotopes, Woburn, MA) в течение 3 часов для количественного определения индивидуального продуцирования CO. Непосредственно после введения меченой инфузии бикарбоната натрия вводят (30 μмоль/(кг) непрерывно (30 μмоль/(кг*час) энтеральной инфузии [1-C]фенилаланина (99% C APE; Cambridge Isotopes, Woburn, MA) в течение пяти часов с помощью инфузионного насоса через назогастральный зонт. Шприцы с изотопами взвешивают до и после инфузии для определения точного количества изотопов, используемых в исследовании.
Сбор образцов
13
13
13
Образцы дыхания собирают в день адаптации у первых 8 пациентов для определения времени, необходимого для достижения стабильного уровня обогащения, при использовании метода непосредственной выборки по Van der Schoor et al. (2004) Pediatr Res 55:50-4. В день исследований контрольные образцы получают за 15 и 5 минут перед началом радиоактивной инфузии. Во время эксперимента проводят дублируемый забор образцов дыхания C -обогащенных образцов дыхания каждые 10 минут во время изотопного перехода в условиях стационарного состояния через 1,75 часов после начала введения инфузии [C]бикарбоната и каждые 15 минут во время изотопного перехода в условиях стационарного состояния через 3 часа после начала введения инфузии [1-C]фенилаланина.
Анализ и расчеты
13
13
2
2
Проводят измерение CO обогащенного изотопом выдыхаемого воздуха при использовании масс-спектрометрии соотношений стабильных изотопов (ABCA; Europe Scientific, Van Loenen Instruments, Leiden, the Netherlands) и выражают как APE выше базового уровня. Стационарное состояние определяют как три или более последовательные точки с наклоном, не отличающимся от ноля (p<0,05). Для каждого грудного ребенка рассчитывают приблизительное продуцирование CO (ммоль/(кг*час), как описано (Riedijk et al. (2005) Pediatr Res 58:861-4). Показатель окисления [1-C] фенилаланина рассчитывают при использовании следующего уравнения.
PHE
β
PHE
β
Показатель окисления фенилаланина (%)=[IE×i]/[i×IE]×100%,
13
13
13
13
13
13
β
PHE
β
где IEPHE представляет обогащение C изотопом выдыхаемого воздуха во время введения инфузии [1-C] фенилаланина (APE), i представляет показатель инфузии [C]бикарбоната μмоль/(кг*час)), i представляет показатель инфузии [1-C]фенилаланина (μмоль/(кг*час)) и IE представляет обогащение C изотопом выдыхаемого воздуха во время введения инфузии [C]бикарбоната (van der Schoor et al. (2004) Gut 53:38-43).
Статистический анализ
13
13
2
Описательные данные выражают как среднее ±SD. Стационарное состояние CO в выдыхаемом воздухе во время введения [C]фенилаланина достигается, когда линейный фактор наклона незначительно отличается от нуля (p* 0,05). Требуемое количество валина определяют при использовании взаимного согласования характеристик модели двухразовой линейной регрессии (Ball and Bayley (1984) J Nutr 114:1741-6; Seber GAF. Linear Regression Analysis. New York: John Wiley, 1977) на дольных показателях окисления. Был определен безопасный уровень потребления (выше 95% CI) при использовании теоремы Fieller (Seber GAF. Ibid.). Все статистические анализы проводят при использовании SPSS (SPSS version 15.0, Chicago, IL, USA).
Результаты
13
13
Все субъекты, достигшие изотопного перехода в условиях стационарного состояния (плато), как для инфузии [C]бикарбоната, так и инфузии [1-C]фенилаланина определяются отсутствием значительного наклона между данными точек обоих плато.
13
Коэффициент корреляции Спирмена (Spearmen) между потреблением валина и дольным показателем окислением составил 0,63 (p=0,000). При использовании двухразового регрессионного анализа с потреблением валина в качестве независимой переменной и дольного показателя окисления изотопа [1-C]фенилаланина в качестве независимой переменной точка излома определена как 110 мг кг/день. Уровень безопасного потребления для популяции определен как выше 95% CI и составляет 164,6 мг кг/день.
13
Коэффициент корреляции Спирмена (Spearmen) между потреблением изолейцина и дольным показателем окисления составил 0,74 (p=0,000). Из анализа двухразовой регрессии с потреблением изолейцина в качестве независимой переменной и дольного показателя окисления изотопа [1-C] фенилаланина в качестве независимой переменной точка излома была определена как 105 мг кг/день. Уровень безопасного потребления для популяции определен как выше 95% CI и составляет 152 мг кг/день.
Пример 2
. Потребности грудных детей по лейцину
Потребность грудных детей в лейцине определяют по Примеру 1.
В исследовании принимают участие рожденные в срок грудные дети мужского пола (n=33). Они имеют возраст внутриутробного развития 37-43 недели и имеют массу при рождении более чем 2500 грамм, и их постнатальный возраст составляет 28 дней.
Результаты
13
13
Все субъекты, достигшие изотопного перехода в условиях стационарного состояния (плато), как для инфузии [C]бикарбоната, так и инфузии [1-C]фенилаланина определяются отсутствием значительного наклона между данными точек обоих плато.
13
При использовании двухразового регрессионного анализа с потреблением лейцина в качестве независимой переменной и дольного показателя окисления изотопа [1-C]фенилаланина в качестве независимой переменной точка излома определена как 140 мг кг/день. Уровень безопасного потребления для популяции определен как выше 95% CI и составляет 245 мг кг/день.
Пример 3
. Питание на основе аминокислот, подходящее для лечения аллергий у грудных детей
Название нутриента
На 100 ккал
Белковый эквивалент (N×6,25)
1,36 г
Азот
0,22 г
Углеводы
12,94 г
Жир (общий)
4,75 г
(MCT)
0,19 г
(LCT)
4,28 г
Минеральные вещества
Натрий
24,98 мг
Калий
138,45 мг
Хлор
106,96 мг
Кальций
96,47 мг
Фосфор
70,20 мг
Магний
5,11 мг
Соотношение Ca:P
1,37
Микроэлементы
Железо
1,48 мг
Цинк
1,03 мг
Йод
14,22 μг
Марганец
0,08 мг
Медь
0,08 мг
Молибден
2,97 μг
Селен
2,28 μг
Хром
2,06 μг
Витамины
Витамин A
151,24 μг
Витамин E
1,12 IU
L-аскорбиновая кислота
21,90 мг
Тиамин
0,11 мг
Рибофлавин
0,15 мг
Пиридоксин
0,13 мг
Ниацин
1,16 мг
Пантотеновая кислота
0,60 мг
Мио-инозитол
25,05 мг
Холин
12,42 мг
Витамин D3
1,94 μг
Цианокобаламин
0,31 μг
Фолацин
10,33 μг
d-биотин
6,82 μг
Витамин K1
7,23 μг
Ниацин (эквивалент)
1,64 мг
Аминокислоты
L-аланин
55,4 мг
L-аргинин
98,3 мг
L-аспарагиновая кислота
91,7 мг
L-цистеин
36,3 мг
L-глютаминовая кислота
0 мг
Глицин
86,5 мг
L-гистидин
56,2 мг
L-изолейцин
108,5 мг
L-лейцин
148,4 мг
L-лизин
100,9 мг
L-метионин
23,7 мг
L-пролин
105,2 мг
L-фенилаланин
66,1 мг
L-серин
64,7 мг
L-треонин
72,8 мг
L-триптофан
29,1 мг
L-тирозин
66,1 мг
L-валин
109,7 мг
L-аспарагин
0 мг
L-цитруллин
0 мг
L-карнитин
1,2 мг
Таурин
3,3 мг
L-глютамин
134,4 мг
Общие аминокислоты
1,46 г
Пример 4
. Детское питание, содержащее аминокислоты интактного молочного белка по изобретению
Компонент
Единица
На 100 ккал
1. Белок (эквивалент)
г
1,4
2. Углеводы
г
11,7
- сахара
г
11,5
3. Жир
г
5,12
- Насыщенный
г
2,22
4. Пищевые волокна
г
0,856
5. Натрий
г
25,8
D. Питательные свойства
Энергетические проценты:
1. Белок (эквивалент)
Эн.%
5,6
2. Углеводы
Эн.%
46,4
3. Жир
Эн.%
46,3
4. Пищевые волокна
Эн.%
1,7
Итого
Эн.%
100
*Включая органические кислоты и полиолы
E. композиция
1. Белок (эквивалент), общий
г
1,4
- Азот (белок)
г
0,224
- Животный белок
г
1,428
- Сывороточный белок
г
0,861
- казеин
0,574
- изолейцин и валин каждый
мг
25
г
11,7
2. Углеводы
- сахара
г
11,5
- глюкоза
г
0,4
- фруктоза
г
- галактоза
г
0,026
- лактоза
г
11,1
3. Жир
г
5,12
- растительный жир
г
5,02
- Животный жир
г
0,11
- из которого молочного жира
г
0,06
Насыщенный жир
г
2,22
- из которого MCT
г
- мононенасыщенный
г
2,06
- полиненасыщенный
0,84
4. Пищевые волокна
г
0,856
- растворимые
г
0,86
- нерастворимые
г
5. Влага/вода
г
136
F. Аминокислотная композиция
L-аланин
мг
65,8
L-аргинин
мг
46,9
L-аспарагиновая кислота/L-аминоянтарная кислота
мг
116,2
L-цистеин
мг
25,2
L-глютаминовая кислота/L-глютамин
мг
263,2
Глицин
мг
29,4
L-гистидин
мг
33,6
L-изолейцин
мг
109,7(84,7 от белка)
L-лейцин
мг
158,2
L-лизин
мг
136,5
L-метионин
мг
37,1
L-фенилаланин
мг
63,7
L-пролин
мг
110,6
L-серин
мг
86,8
L-треонин
мг
86,8
L-триптофан
мг
23,1
L-тирозин
мг
59,5
L-валин
мг
114,1 (89,6 от белка)
Соотношение лейцин:изолейцин:валин =1,4:1,0:1,0