Питательная композиция для повышения целостности кишечного барьера, получение композиции и способ лечения
Настоящее изобретение относится к композициям детских смесей. Предложено применение 2’-фукозиллактозы, фруктоолигосахаридов и галактоолигосахаридов для лечения индуцированного ротавирусом нарушения кишечного барьера у младенца или малыша ясельного возраста. Причем индуцированное ротавирусом нарушение кишечного барьера представляет собой индуцированное ротавирусом разрушение эпителиальных клеток кишечника. Изобретение направлено на восстановление кишечного барьера. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к кормлению младенцев неперевариваемыми олигосахаридами, в частности к применению указанных олигосахаридов для улучшения целостности кишечного барьера.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Грудное молоко считается золотым стандартом детского питания благодаря уникальному и непревзойденному сочетанию питательных и функциональных компонентов. Поэтому ВОЗ, в числе прочих, рекомендует кормить младенцев до 6-месячного возраста только грудным молоком. К сожалению, это не всегда возможно, и родителям приходится полагаться на детские смеси, которые обеспечивает наилучшую замену грудному молоку или питание в дополнение к грудному молоку.
Питательная поддержка особенно необходима в начале жизни для созревания и защиты желудочно-кишечного тракта младенца. Эпителий желудочно-кишечного тракта обычно функционирует как селективный барьер, позволяющий абсорбировать питательные вещества, электролиты и воду и предотвращающий воздействие пищевых и микробных антигенов, в том числе пищевых аллергенов. Грудное молоко содержит несколько биоактивных факторов, которые оказывают полезное воздействие на относительно незрелую иммунную систему новорожденных в раннем возрасте. Эти компоненты подразделяют на две разные группы в зависимости от их защитной роли или способности содействовать созреванию. В данном отношении считается, что олигосахариды грудного молока (HMOS) играют роль как в защите, так и в созревании. При разработке детских смесей с оптимальным составом, позволяющим максимально имитировать полезные эффекты грудного молока, довольно большое внимание уделяют олигосахаридам грудного молока.
162 структуры HMOS, обнаруженные на сегодняшний день и описанные в Urashima et al. (Trends in Glycoscience and Glycotechnolology, 2018, 30; 172, SE51-SE65), содержат ядро из лактозы, полилактозамина или лакто-N-биозы, которое может быть дополнительно связано либо с фукозой, либо с сиаловой кислотой, либо и с той, и с другой. Данная структура обеспечивает высокую химическую изменчивость и защиту от переваривания. Следовательно, большая часть HMOS не абсорбируется и не метаболизируется в проксимальном отделе кишечника и достигает дистального отдела кишечника непереваренной, что позволяет ей оказывать пребиотическое действие на определенные популяции бактерий, укреплять кишечный барьер и обеспечивать защиту от энтеропатогенных инфекций. HMOS присутствуют в грудном молоке человека в относительно высоком количестве (5-20 г/л). Наиболее распространенным HMOS является 2’-фукозиллактоза (2’-FL), составляющая ~20% от общего количества олигосахаридов в грудном молоке человека. Исследования 2'-FL in vitro и in vivo подтверждают ее иммуномодулирующие эффекты, которые включают стимуляцию противовоспалительной активности (He et al. Gut 2016; 65: 33-46) и ингибирование образования колоний патогенов (Ruiz-Palacios et al. др. J Biol Chem 2003; 278: 141 12-20).
Holscher et al., J. Nutr, 2014; 144: 586-591, исследовали влияние HMOS на созревание определенных линий клеток кишечника человека. Как описано, 2’-фукозиллактоза играет роль стимулятора пролиферации кишечных клеток. Лакто-N-N-неотетраоза (LNnT) обеспечивает умеренное повышение трансэпителиальной резистентности, которое можно рассматривать как индикатор целостности барьера.
Такие документы, как WO 2012/092155, WO 2013/032674, WO 2016/066175 и WO 2012/092160, описывают олигосахариды грудного молока, включая 2'-фукозиллактозу, и упоминают барьерную функцию, но ни один из них не доказывает наличие полезной связи между 2'-фукозиллактозой и барьерной функцией, в частности, в данной области не было показано влияние 2'-фукозиллактозы на барьерную проницаемость и разрушение кишечных эпителиальных клеток.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Альфа-1-антитрипсин (A1AT) является ингибитором протеазы и обладает устойчивостью к разложению пищеварительными ферментами. Это эндогенный маркер наличия белков крови в кишечном тракте. Авторы изобретения обнаружили, что у модели новорожденных крыс после инфицировании ротавирусом нарушается функция кишечного барьера, о чем свидетельствует высокий уровень альфа-1-антитрипсина (A1AT) в смыве кишечника, и что 2'-фукозиллактоза заметно противодействует указанному нарушению барьерной функции. Не менее удивительным является открытие, сделанное авторами изобретения, которое заключается в том, что улучшение барьерной функции кишечника наблюдается не только при нарушении этой функции, барьерная функция кишечника также улучшается по сравнению с контрольной группой, о чем свидетельствует значительное снижение А1AT в смыве кишечника по сравнению с контрольной группой.
Более того, авторы изобретения обнаружили, что в случае вызванного ротавирусом нарушения барьерной функции кишечника, а также по сравнению с неинфицированной контрольной группой, дополнительное присутствие неперевариваемого олигосахарида приводит к еще большему улучшению барьерной функции кишечника.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу лечения вызванного вирусом нарушения кишечного барьера у человека путем введения пищевой композиции, которая содержит фукозилированный олигосахарид грудного молока (НМО), предпочтительно 2’-фукозиллактозу.
Другими словами, изобретение относится к пищевой композиции, содержащей фукозилированный олигосахарид грудного молока (НМО), предпочтительно 2’-фукозиллактозу, для применения в способе лечения вызванного вирусом нарушения кишечного барьера у человека.
Для некоторых зон применения изобретение можно также сформулировать как использование фукозилированного олигосахарида грудного молока (HMO), предпочтительно 2’-фукозиллактозы, для получения пищевой композиции, предназначенной для лечения вызванного вирусом нарушения кишечного барьера у человека.
Настоящее изобретение также относится к способу улучшения целостности кишечного барьера человека путем введения пищевой композиции, содержащей фукозилированный олигосахарид грудного молока (НМО), предпочтительно 2’-фукозиллактозу.
Другими словами, изобретение относится к пищевой композиции, содержащей фукозилированный олигосахарид грудного молока (HMO), предпочтительно 2’-фукозиллактозу, для применения в способе улучшения целостности кишечного барьера у человека.
Для некоторых зон применения изобретение можно также сформулировать как использование фукозилированного олигосахарида грудного молока (HMO), предпочтительно 2’-фукозиллактозы, для получения пищевой композиции, предназначенной для улучшения целостности кишечного барьера у человека.
Количество фукозилированного HMO, предпочтительно 2’-фукозиллактозы, предпочтительно представляет собой количество, эффективное для лечения вызванного вирусом нарушения кишечного барьера у человека, и/или количество, эффективное для улучшения целостности кишечного барьера.
Фукозилированные олигосахариды грудного молока и 2’-фукозиллактоза
Пребиотики обычно представляют собой неперевариваемые сахарные соединения, такие как неперевариваемые олигосахариды (NDO). Эти соединения проходят через первую часть желудочно-кишечного тракта практически не подвергаясь перевариванию. В кишечнике эти соединения подвергаются ферментации микробиотой, в результате чего высвобождаются, в числе прочего, короткоцепочечные жирные кислоты, которые адсорбируются организмом человека.
Существует много источников NDO, в том числе человеческое грудное молоко. Обычно такие олигосахариды называют олигосахариды грудного молока (HMOS). В состав детского питания обычно входят такие NDO, как GOS и FOS.
Грудное молоко является предпочтительной пищей для младенцев и также считается золотым стандартом. Человеческое грудное молоко содержит особенно высокий уровень олигосахаридов, примерно от 10 до 15 г/л, что, как правило, намного превышает уровень NDO в молоке домашних животных. Кроме того, HMOS структурно отличаются от NDO, присутствующих в молоке домашних животных. Человеческие NDO очень сложные и состоят из гетерогенных групп многих разных соединений с разным сахарным составом. Вследствие их сложной и полиморфной структуры крупномасштабный синтез затруднен. Следовательно, пока технически и экономически нецелесообразно получать такие композиции, как детские смеси с составом NDO, идентичным грудному молоку. В способе или применении согласно настоящему изобретению используют фукозилированный неперевариваемый олигосахарид грудного молока.
Фукозиллактоза (FL) представляет собой фукозилированный неперевариваемый олигосахарид, присутствующий в человеческом грудном молоке. Его нет в коровьем молоке. Он состоит из трех соединенных друг с другом моносахаридных элементов, фукозы, галактозы и глюкозы. Лактоза состоит из галактозного фрагмента, соединенного с глюкозным фрагментом посредством бета-1,4-связи. Фукозный фрагмент соединяется с галактозным фрагментом молекулы лактозы посредством альфа-1,2-связи (2'-фукозиллактоза, 2'-FL) или с глюкозным фрагментом лактозы посредством альфа-1,3-связи (3-фукозиллактоза, 3-FL). 2’FL является самым распространенным NDO в грудном молоке. В настоящем изобретении в качестве HMOS используют 2’-FL. В частности, введение 2’-FL приводит к улучшению целостности кишечного барьера, и, кроме того, введение 2’-FL оказывает лечебное действие на индуцированное вирусом нарушение кишечного барьера.
2’-FL, (β-L-Fuc-(1→2)-β-D-Gal-(1→4)-D-Glc), можно приобрести на коммерческой основе, например, в Sigma-Aldrich. Альтернативно его можно выделить из грудного молока, например, по способу, описанному в Andersson&Donald, 1981, J Chromatogr. 211:170-1744, или получить с использованием генетически модифицированных микроорганизмов, например, как описано в Albermann et al, 2001, Carbohydrate Res. 334:97-103.
Предпочтительно композиция по настоящему изобретению содержит от 1 мг до 3 г 2’-FL на 100 мл, более предпочтительно от 10 мг до 2 г, еще более предпочтительно от 20 мг до 100 мг 2’-FL на 100 мл. В пересчете на сухую массу содержание 2’-FL в композиции по настоящему изобретению предпочтительно составляет от 0,007 до 20 мас.%., более предпочтительно от 0,07 до 10 мас.%, еще более предпочтительно от 0,15 до 1 мас.%. Меньшее количество фукозиллактозы будет менее эффективным для облегчения диареи, вызванной вирусом, тогда как слишком большое количество приведет к излишне высокой стоимости продукта.
В одном варианте осуществления питательная композиция для применения согласно настоящему изобретению не содержит лакто-N-неотетраозу (LNnT). В одном варианте осуществления питательная композиция для применения согласно настоящему изобретению не содержит олигосахаридов грудного молока, отличных от 2’-FL.
Неперевариваемые олигосахариды, отличные от олигосахаридов грудного молока
Питательная композиция предпочтительно также содержит неперевариваемые олигосахариды, отличные от HMOS. В соответствии с настоящим изобретением дополнительное присутствие неперевариваемых олигосахаридов, отличных от HMOS, приводит к дальнейшему улучшению целостности кишечного барьера, и, кроме того, дополнительное присутствие неперевариваемых олигосахаридов, отличных от HMOS, приводит к улучшению лечебного действия на индуцированное вирусом нарушение кишечного барьера.
NDO предпочтительно не перевариваются или только частично перевариваются в кишечнике под действием кислот или пищеварительных ферментов, присутствующих в верхних отделах пищеварительного тракта человека, в частности, в тонком кишечнике и желудке, и ферментируются кишечной микробиотой человека. Например, сахароза, лактоза, мальтоза и обычные мальтодекстрины считаются перевариваемыми.
Предпочтительно композиция по настоящему изобретению содержит неперевариваемые олигосахариды с DP в диапазоне от 2 до 250, более предпочтительно от 2 до 60. Неперевариваемые олигосахариды предпочтительно включают в себя по меньшей мере один, более предпочтительно по меньшей мере два, выбранные из группы, состоящей из фруктоолигосахаридов, галактоолигосахаридов, ксилоолигосахаридов, арабиноолигосахаридов, арабиногалактоолигосахаридов, глюкоолигосахаридов, холиноолигосахаридов. глюкоманноолигосахаридов, галактоманноолигосахаридов и маннанолигосахаридов, и, кроме того, олигосахариды молока млекопитающих молочных и немолочных видов. Группа фруктоолигосахаридов включает инулины, а группа галактоолигосахаридов включает трансгалактоолигосахариды или бета-галактоолигосахариды.
Более предпочтительно настоящая композиция содержит фруктоолигосахариды (FOS) и/или галактоолигосахариды (GOS), предпочтительно галактоолигосахариды включают бета-галактоолигосахариды и/или альфа-галактоолигосахариды. Более предпочтительно фруктоолигосахариды представляют собой длинноцепочечные фруктоолигосахариды (lcFOS). Более предпочтительно галактоолигосахариды представляют собой короткоцепочечные галактоолигосахариды, а бета-галактоолигосахариды представляют собой короткоцепочечные бета-галактоолигосахариды. Наиболее предпочтительно композиция содержит длинноцепочечные фруктоолигосахариды и короткоцепочечные галактоолигосахариды. Массовое соотношение короткоцепочечных галактоолигосахаридов и длинноцепочечных фруктоолигосахаридов предпочтительно составляет от 100:1 до 1:10, предпочтительно от 20:1 до 1:1, предпочтительно примерно 9:1.
Галактоолигосахариды предпочтительно представляют собой бета-галактоолигосахариды. В особенно предпочтительном варианте осуществления настоящая композиция содержит бета-галактоолигосахариды ([галактоза]n-глюкоза; где n представляет собой целое число от 2 до 60, т.е. 2, 3, 4, 5, 6, ...., 59, 60; предпочтительно n выбран из 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10), где фрагменты галактозы в большинстве своем связаны друг с другом посредством бета-связи. Бета-галактоолигосахариды также называют трансгалактоолигосахаридами (TOS). Бета-галактоолигосахариды, например, продаются под торговой маркой Vivinal(TM) (Borculo Domo Ingredients, Netherlands). Другим подходящим источником является Bi2Munno (Classado). Предпочтительно галактоолигосахариды содержат связи бета-1,3, бета-1,4 и/или бета-1,6. В предпочтительном варианте осуществления галактоолигосахариды содержат по меньшей мере 80% связей бета-1,4 и бета-1,6 по отношению к общему количеству связей, более предпочтительно, по меньшей мере, 90%. В другом предпочтительном варианте осуществления галактоолигосахариды содержат по меньшей мере 50% бета-1,3 связей по отношению к общему количеству связей, более предпочтительно по меньшей мере 60% по отношению к общему количеству связей.
Фруктоолигосахарид представляет собой NDO, содержащий цепь бета-связанных фрагментов фруктозы с DP или средним DP от 2 до 250, более предпочтительно от 2 до 100, еще более предпочтительно от 10 до 60. Фруктоолигосахарид включает инулин, леван и/или полифруктан смешанного типа. Особенно предпочтительным фруктоолигосахаридом является инулин. Фруктоолигосахарид, подходящий для использования в композициях, также является коммерчески доступным, например Raftiline®HP (Orafti). Предпочтительно фруктоолигосахарид имеет средний DP выше 20.
В предпочтительном варианте осуществления композиция содержит смесь инулина и короткоцепочечных фруктоолигосахаридов. В предпочтительном варианте осуществления композиция содержит смесь галактоолигосахаридов и фруктоолигосахаридов, выбранных из группы, состоящей из короткоцепочечных фруктоолигосахаридов и инулина, более предпочтительно инулин. Предпочтительно массовое соотношение входящих в состав смеси двух разных неперевариваемых олигосахаридов, предпочтительно галактоолигосахаридов и фруктоолигосахаридов, составляет от 25 до 0,05, более предпочтительно от 20 до 1. Галактоолигосахариды, предпочтительно бета-галактоолигосахариды, обладают более высокой способностью стимулировать бифидобактерии. Предпочтительно настоящая композиция содержит галактоолигосахариды, предпочтительно бета-галактоолигосахариды, со степенью полимеризации (DP) от 2 до 10 и/или фруктоолигосахариды с DP от 2 до 60.
В предпочтительном варианте осуществления композиция содержит сочетание фукозилированного олигосахарида грудного молока, предпочтительно 2’-фукозиллактозы, короткоцепочечных галактоолигосахаридов и длинноцепочечных фруктоолигосахаридов. В предпочтительном варианте осуществления массовое соотношение суммы короткоцепочечных галактоолигосахаридов и длинноцепочечных фруктоолигосахаридов к 2'-фукозиллактозе, содержащейся в пищевой композиции, составляет от 20:1 до 1:100, предпочтительно от 10:1 до 1:50, более предпочтительно от 4:1 до 1:20, наиболее предпочтительно от 1:1 до 1:15.
ДЦ-ПНЖК
Композиция может дополнительно содержать длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты (ДЦ-ПНЖК). ДЦ-ПНЖК представляют собой жирные кислоты, ацильная цепь которых имеет длину от 20 до 24 атомов углерода (предпочтительно 20 или 22 атома углерода), причем ацильная цепь содержит по меньшей мере две ненасыщенные связи между указанными атомами углерода, входящими в состав ацильной цепи. Более предпочтительно настоящая композиция содержит по меньшей мере одну ДЦ-ПНЖК, выбранную из группы, состоящей из эйкозапентаеновой кислоты (EPA, 20:5 n3), докозагексаеновой кислоты (DHA, 22:6 n3), арахидоновой кислоты (ARA, 20:4 n6) и докозапентаеновой кислоты (DPA, 22:5 n3), предпочтительно DHA, EPA и/или ARA. Такие ДЦ-ПНЖК оказывают дополнительное положительное влияние на целостность кишечного барьера.
Предпочтительно содержание ДЦ-ПНЖК в композиции по настоящему изобретению не превышает 15 мас.%, предпочтительно 10 мас.%, еще более предпочтительно 5 мас.% от общего количества жирных кислот. Предпочтительно настоящая композиция содержит по меньшей мере 0,2 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 0,25 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,35 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 0,5 мас.% ДЦ-ПНЖК, более предпочтительно DHA, по отношению к общему количеству жирных кислот. Настоящая композиция предпочтительно содержит ARA и DHA, причем массовое соотношение ARA/DHA предпочтительно составляет более 0,25, предпочтительно более 0,5, более предпочтительно 0,75-2, еще более предпочтительно 0,75-1,25. Массовое соотношение предпочтительно составляет менее 20, более предпочтительно от 0,5 до 5. Количество DHA предпочтительно составляет более 0,2 мас.%, более предпочтительно более 0,3 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,35 мас.%, еще более предпочтительно 0,35-0,6 мас.% по отношению к общему количеству жирных кислот.
Композиции
Настоящее изобретение преимущественно относится к композиции для указанного применения, где липиды обеспечивают от 5 до 50% от общего количества калорий, белки обеспечивает от 5 до 50% от общего количества калорий, а углеводы обеспечивают от 15 до 90% от общего количества калорий. Предпочтительно в композиции по настоящему изобретению липид обеспечивает от 35 до 50% от общего количества калорий, белок обеспечивает от 7,5 до 12,5% от общего количества калорий, а углевод обеспечивает от 40 до 55% от общего количества калорий. Для расчета процента от общего количества калорий для белкового компонента необходимо учитывать общую энергию, обеспечиваемую белками, пептидами и аминокислотами.
Композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит по меньшей мере один липид, выбранный из группы, состоящей из липидов животного происхождения (за исключением липидов человека) и растительных липидов. Предпочтительно композиция по настоящему изобретению содержит сочетание растительных липидов и, по меньшей мере, одного масла, выбранного из группы, состоящей из рыбьего жира, животного жира, масла водорослей, грибкового масла и бактериального масла. Композиция по настоящему изобретению, содержащая 2’-FL, не является грудным молоком.
Композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит белок. Белковый компонент, используемый в пищевой композиции, предпочтительно выбирают из группы, состоящей из нечеловеческих животных белков (предпочтительно белков молока, предпочтительно белков коровьего молока), растительных белков (предпочтительно соевого белка и/или рисового белка), свободных аминокислот и их смесей. Композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит казеин, сыворотку, гидролизованный казеин и/или гидролизованный белок молочной сыворотки. Предпочтительно белок включает в себя интактные белки, более предпочтительно интактные белки сыворотки крупного рогатого скота и/или интактный казеин крупного рогатого скота.
Композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит перевариваемые углеводы. Композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит перевариваемый углеводный компонент, причем лактоза составляет по меньшей мере 35 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 75 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 95 мас.% данного компонента. Композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит по меньшей мере 25 грамм лактозы на 100 грамм сухой массы композиции по настоящему изобретению, предпочтительно по меньшей мере 40 грамм лактозы/100 грамм композиции.
В жидком виде питательная композиция предпочтительно имеет калорийность от 0,1 до 2,5 ккал/мл, более предпочтительно от 0,5 до 1,5 ккал/мл, наиболее предпочтительно от 0,6 до 0,8 ккал/мл. Количество вводимой в день пищевой композиции предпочтительно составляет от 50 до 2000 мл, более предпочтительно от 200 до 1500, наиболее предпочтительно от 400 до 1000 мл.
В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к добавке, подходящей для обогащения грудного молока, для обогащения грудного молока, обогащенного стандартным обогатителем грудного молока, или для обогащения стандартной смеси для недоношенных детей. В контексте данного изобретения добавка не содержит всех питательных макро- и микроэлементов, необходимых для недоношенных детей, чтобы достичь роста, подобного росту плода, при удовлетворительном функциональном развитии. Термин "недоношенный" здесь является синонимом недоношенного ребенка и относится к любому человеческому младенцу, родившемуся до 37-й недели беременности.
Таким образом, в одном варианте осуществления питательная композиция по настоящему изобретению, или питательная композиция, предназначенная для применения согласно настоящему изобретению, содержит белок, жир и/или перевариваемые углеводы, и выбрана из группы, состоящей из детской молочной смеси первого уровня, детской молочной смеси второго уровня. молочной смеси третьего уровня, молочной смеси для недоношенных детей, молочной смеси, предназначенной для потребления после выписки, и обогатителя грудного молока.
Применение
Согласно настоящему изобретению вызванное вирусом нарушение кишечного барьера лечат путем введения пищевой композиции, содержащей фукозилированный олигосахарид грудного молока, предпочтительно 2’-фукозиллактозу. В предпочтительном варианте осуществления нарушение кишечного барьера, подлежащее лечению, индуцируют ротавирусом, его также называют индуцированное ротавирусом нарушение кишечного барьера. После инфицирования кишечника вирусом инфицируются и разрушаются преимущественно эпителиальные клетки кишечника. В одном варианте осуществления настоящего изобретения индуцированное вирусом нарушение кишечного барьера относится к индуцированному вирусом разрушению эпителиальных клеток кишечника.
Кроме того, согласно настоящему изобретению целостность кишечного барьера улучшается в результате введения пищевой композиции, содержащей фукозилированный олигосахарид грудного молока, предпочтительно 2-фукозиллактозу. Уровень A1AT в смыве кишечника является показателем проницаемости кишечного барьера. В предпочтительном варианте осуществления улучшение целостности кишечного барьера представляет собой снижение проницаемости кишечного барьера. Также в предпочтительном варианте осуществления улучшение целостности кишечного барьера относится к уменьшению перемещения компонентов крови из крови в просвет кишечника. В предпочтительном варианте осуществления компоненты крови представляют собой белки. В предпочтительном варианте осуществления улучшение целостности кишечного барьера относится к уменьшению перемещения белка из крови в просвет кишечника. В контексте настоящего изобретения перемещение белка из крови в просвет кишечника может также называться миграция белка или просачивание белка.
Питательная композиция для применения согласно настоящему изобретению предназначена для использования индивидуумом-человеком. Предпочтительно индивидуум-человек представляет собой младенца или малыша ясельного возраста. Младенец - это человек в возрасте от 0 до 12 месяцев. Малыш - это человек в возрасте от 12 до 36 месяцев. В предпочтительном воплощении индивидуум-человек представляет собой недоношенного или преждевременно рожденного младенца. Особенно этой подгруппе младенцев полезно вводить фукозилированный олигосахарид грудного молока, предпочтительно 2'-фукозиллактозу, или сочетание фукозилированного олигосахарида грудного молока, предпочтительно 2'-фукозилактозы, и длинноцепочечных фруктоолигосахаридов и короткоцепочечных галактоолигосахаридов, поскольку органы, составляющие кишечный тракт недоношенных детей, в отличие от доношенных, являются незрелыми и, следовательно, нуждаются в улучшении целостности кишечного барьера, снижении проницаемости кишечного барьера и/или уменьшении нарушения кишечного барьера.
Предпочтительно фукозилированный олигосахарид грудного молока, предпочтительно 2’-фукозиллактозу, или пищевую композицию, содержащую фукозилированный олигосахарид грудного молока, предпочтительно 2’-фукозиллактозу, вводят индивидууму-человеку ежедневно. Кроме того, введение пищевой композиции, содержащей фукозилированный олигосахарид грудного молока, предпочтительно 2’-фукозиллактозу, или ее применение предпочтительно начинают до того, как возникнет вирус-индуцированная диарея, и продолжают до тех пор, пока у индивидуума диагностируется диарея.
В предпочтительном варианте осуществления индивидуум-человек рожден вагинальным путем, или, другими словами, естественным путем.
Композицию по настоящему изобретению предпочтительно вводят энтерально, более предпочтительно перорально. Композиция по настоящему изобретению предпочтительно представляет собой питательную смесь, предпочтительно детскую смесь. Композицию по настоящему изобретению можно успешно использовать в качестве полноценного продукта питания для младенцев. Композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит липиды, белки и углеводы, причем вводят ее предпочтительно в жидкой форме. Настоящее изобретение включает сухие композиции, например порошки, которые сопровождают инструкциями по смешиванию указанных сухих композиций, в частности пищевой композиции, с подходящей жидкостью, такой как вода.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
На чертеже показаны определенные методом ELISA значения концентрации альфа-1-антитрипсина (A1AT), как показателя нарушения кишечного барьера, в смыве кишечника; результаты выражены в виде среднего значения±S.E.M. (n=4-8); * p<0,05 по сравнению с группой REF; # p<0,05 по сравнению с группой RV (по тесту MWU).
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Новорожденных крыс подразделяют на пять групп по 24 животных в каждой: контрольная группа (REF), группа, инфицированная ротавирусом (RV), и 3 группы, инфицированные ротавирусом, получающие: a) смесь scGOS и lcFOS (группа RV+GOS/FOS); b) 2'-FL (группа RV+2’-FL); и c) как scGOS/lcFOS, так и 2’-FL (группа RV+GOS/FOS+2’-FL).
Крысятам-сосункам перорально вводят один раз в день одинаковый объем всех продуктов, нормализованный по массе тела (4,5 мкл/г/день), со второго по шестнадцатый день жизни, что соответствует определенному периоду лактации. Группе RV+GOS/FOS добавляют 0,8 г scGOS/lcFOS/100 г массы тела. Группе RV+2’-FL добавляют 0,2 г 2’-FL/100 г массы тела. Группа RV+GOS/FOS+2’-FL получает оба продукта в тех же дозах, что и при раздельном введении, с сохранением объема введения (4,5 мкл/г/день). Группам REF и RV вводят соответствующий объем воды.
RV (обезьяний SA-11) получают по описанному ранее способу (Perez-Cano et al. Pediatr Res 2007; 62: 658-63) и инокулируют на 5-й день жизни (4×108 доза заражения 50% культуры ткани [TCID50]/крысу) всем экспериментальным группам, за исключением группы REF, которая получает такой же объем фосфатно-буферного раствора (PBS) в таких же условиях.
Массу тела регистрируют ежедневно на протяжении всего исследования для оценки прибавления массы. Половину животных из каждой группы (n=12) умерщвляют на 8-й день, чтобы проанализировать показатели, связанные с пиком диареи, а другую половину (n=12 на группу) умерщвляют на 16-й день, чтобы проанализировать влияние добавок после прекращения диареи. Кроме того, измеряют носо-анальное расстояние и длину хвоста, чтобы определить соотношение тело/хвост, индекс массы тела (BMI), рассчитываемый как масса тела/длина2 (г/см2), и индекс Ли, рассчитываемый как (масса0,33/длина)×1000 (г0,33/см).
Сбор и обработка образцов
На 8 и 16 дни половину каждого помета внутримышечно анестезируют кетамином (90 мг/кг) (Merial Laboratories S.A., Barcelona, Spain) и ксилазином (10 мг/кг) (Bayer A.G., Leverkusen, Germany), обескровливают и получают их кишечники. Кишечники открывают по длине, разрезают на кусочки 5 мм и инкубируют с 2 мл PBS в шейкере (10 мин, 37°C), чтобы получить смывы кишечника (GW). После центрифугирования супернатанты хранят при -20°C и -80°C до анализа на альфа-1-антитрипсин (A1AT).
Количественное определение A1AT в смыве кишечника в качестве маркера кишечной проницаемости проводят с использованием крысиного набора SERPINA1 для анализа альфа 1-антитрипсина методом ELISA (LifeSpan Biosciences Inc., Seattle, WA, USA) в соответствии с инструкциями производителя. Используют стандартные концентрации от 100 до 1,563 нг/мл. Чувствительность анализа составляет 1,56 нг/мл.
Статистический анализ
Статистический анализ проводят с использованием Пакета программ обработки статистических данных для социальных наук (SPSS v22.0) (IBM, Chicago, IL, USA). Определяют однородность дисперсии и нормальное распределение для полученных результатов с помощью тестов Левена и Шапиро-Уилка соответственно. Если результаты являются однородными и имеют нормальный характер, проводят стандартный односторонний тест ANOVA и затем апостериорный тест Бонферрони. В противном случае выполняют непараметрический тест Краскела-Уоллиса с последующим апостериорным U-тестом Манна-Уитни (MWU). Наконец, для сравнения частоты случаев диареи используют тест хи-квадрат. Различия считают достоверными, если р<0,05.
Результаты
Рост
Инфекция RV не вызывает каких-либо значительных изменений в росте ни на пике диареи (день 8), ни в конце исследования (день 16), как показывают результаты измерения массы тела, соотношения тело/хвост, BMI и индекса Ли (таблица 1). Группа, получающая scGOS/lcFOS, имеет немного более высокую массу тела в конце исследования (день 16, p<0,05), и хотя ни одно из этих изменений роста не повлияло на BMI, замечены некоторые различия в соотношении длины тела/длины хвоста и в индексах Ли. В некоторый момент времени все добавки увеличивают соотношение длины тела к длине хвоста по сравнению с REF или RV. Более того, индекс Ли снижается только на пике диареи по сравнению с REF.
Таблица 1. Переменные, связанные с ростом
| REF | RV | RV+GOS/FOS | RV+2’-FL | RV+GOS/FOS+2’-FL | ||
| Масса тела (г) | ||||||
| день 8 | 13,52±0,25 | 13,60±0,19 | 14,08±0,17 | 13,51±0,19 | 13,67±0,19 | |
| день 16 | 31,40±0,89 | 31,91±0,65 | 34,16±0,55*# | 32,79±0,50 | 33,53±0,40 | |
| Отношение длина тела/длина хвоста | ||||||
| день 8 | 2,14±0,07 | 2,15±0,03 | 2,26±0,03*# | 2,32±0,03*# | 2,22±0,03 | |
| день 16 | 1,77±0,02 | 1,77±0,02 | 1,92±0,04*# | 1,86±0,05 | 1,84±0,03* | |
| BMI (г/см2) | ||||||
| день 8 | 0,30±0,01 | 0,29±0,00 | 0,29±0,00 | 0,28±0,01 | 0,28±0,00 | |
| день 16 | 0,35±0,01 | 0,36±0,00 | 0,37±0,01 | 0,37±0,01 | 0,36±0,00 | |
| Индекс Ли | ||||||
| день 8 | 354,76±3,42 | 348,80±1,73 | 345,21±1,34* | 343,49±2,46*# | 344,52±1,43* | |
| день 16 | 334,44±2,51 | 335,88±2,41 | 337,12±3,36 | 337,93±3,48 | 332,44±1,26 |
Результаты выражены в виде среднего значения±S.E.M. (n=12); * p<0,05 по сравнению с REF (по тесту MWU); # p<0,05 по сравнению с RV (по тесту MWU).
Функция кишечного барьера
Альфа-1-антитрипсин (A1AT) принадлежит к суперсемейству серпинов и известен как ингибитор протеазы. Он устойчив к разложению пищеварительными ферментами и является эндогенным маркером присутствия белков крови в кишечном тракте.
Уровни A1AT в смывах кишечника (см. фиг.) определяют методом ELISA, чтобы оценить изменение проницаемости кишечника. Уровень A1AT в сыворотке крови значительно повышается во время воспалительной реакции, он может транспортироваться через эпителиальный слой кишечника в просвет кишечника вследствие повышенной проницаемости эпителиального барьера кишечника (Yang et al. Sci Rep 2015; 5: 15004). В группе RV наблюдаются более высокие уровни A1AT в смывах кишечника, но они статистически не отличаются от уровней в группе REF. Однако добавление 2'-FL и GOS/FOS+2'-FL снижает концентрацию A1AT в смывах кишечника по сравнению с RV и REF (p <0,05), что указывает на то, что они не только могут лечить нарушение проницаемости кишечника, вызванное RV, но также способствуют усилению барьерной функции кишечника, о чем свидетельствует снижение просачивания белка A1AT и его перемещения в просвет кишечника. Лечение нарушения кишечного барьера изучают на 3-й день диарейного периода, который соответствует наблюдаемому пику тяжести диареи у исследуемых животных.
Пример 2: Детская смесь для лечения индуцированного вирусом нарушения кишечного барьера
Детская смесь по настоящему изобретению содержит на 100 мл (13,9 сухой массы):
1,4 г белка (сывороточный белок и казеин)
7,3 г перевариваемых углеводов (включая лактозу)
3,6 г жира (растительный жир, рыбий жир)
0,6 г неперевариваемых олигосахаридов, в том числе 60 мг 2’-фукозиллактозы, 480 мг бета-галактоолигосахаридов и 60 мг фруктоолигосахаридов
Смесь также содержит: холин, миоинозит, таурин, минералы, микроэлементы и витамины в соответствии с рекомендациями.
1. Применение 2’-фукозиллактозы, фруктоолигосахаридов и галактоолигосахаридов для лечения индуцированного ротавирусом нарушения кишечного барьера у младенца или малыша ясельного возраста, где индуцированное ротавирусом нарушение кишечного барьера представляет собой индуцированное ротавирусом разрушение эпителиальных клеток кишечника.
2. Применение по п. 1, где 2’-фукозиллактоза, фруктоолигосахариды и галактоолигосахариды содержатся в питательной композиции.
3. Применение по п. 2, где питательная композиция дополнительно содержит по меньшей мере одну длинноцепочечную полиненасыщенную жирную кислоту (ДЦ-ПНЖК), выбранную из группы, состоящей из эйкозапентаеновой кислоты (EPA, 20:5 n3), докозагексаеновой кислоты (DHA, 22:6 n3), арахидоновой кислоты (ARA, 20:4 n6) и докозапентаеновой кислоты (DPA, 22:5 n3), предпочтительно DHA, EPA и/или ARA.
4. Применение по п. 2 или 3, где питательная композиция представляет собой смесь для младенцев или молочную смесь второго уровня, предпочтительно смесь для младенцев.
