КОМПОЗИЦИЯ РАСТВОРИМЫХ НЕПЕРЕВАРИВАЕМЫХ ВОЛОКОН И ЭУКАРИОТИЧЕСКИХ ОРГАНИЗМОВ С ПОЛИСАХАРИДНОЙ СТЕНКОЙ, ПРИМЕНЯЕМАЯ В ОБЛАСТИ ЗДОРОВЬЯ

Данное изобретение относится к применению в комбинации разветвленных мальтодекстринов и, по меньшей мере, одного эукариотического организма с полисахаридной стенкой в области здоровья, в пищевом дополнении и в улучшении пищеварения и оздоровлении нежвачных животных.

Вследствие их общих привычек питания, кишечная флора нежвачных животных, а именно плотоядных и всеядных животных, содержит бактериальные штаммы одного и того же рода. Кроме того, эта флора меняется в зависимости от возраста и рациона хозяина. У людей желудочно-кишечный тракт содержит сложную микробную экосистему (10¹³-10¹⁵ бактерий/г) с преобладанием бактероидов, бифидобактерий и эубактерий. Микроорганизмы формируют микробиоту, которая осуществляет многочисленные биохимические и физиологические функции, особенно (i) дополнение к ферментации питательных веществ, (ii) барьерный эффект для защиты пищеварительной системы от патогенных бактерий, (iii) стимуляция развития иммунной системы.

Эта микробиота состоит из более 500 различных известных видов. Члены рода Bacteroides представляют от 25% до 60% бактериальной популяции в кишечнике взрослого человека (Moore W-E-C., 1978) (Finegold S-M., 1983).

В известном уровне техники показано, что гликаназные активности, по-видимому, кодируются определенными штаммами, колонизирующими кишечную слизистую.

Bacteroides thetaiotamicron показывает кодирование 172 гликозилгидролаз, Bifidobacterium longum имеет только 39 из них. Однако in vitro описана только экспрессия некоторых ферментов. Кроме того, такая экспрессия, по-видимому, индуцируемая (Salyers АА et al, 1977, Kopecny J., et al., 2004; Robert С. et al., 2007).

Таким образом, индукция кишечной флоры может быть продемонстрирована измерением таких гликолитических активностей как, особенно, α- и β-глюкозидаз, β-галактозидазы, β-галактозидазы, целлобиогидролазы и β-ксилозидазы (Marteau Ph. et al., 1990).

Разветвленные мальтодекстрины по данному изобретению являются водорастворимыми неперевариваемыми волокнами. Они фактически не гидролизуются ферментами, синтезируемыми нежвачными животными, а именно плотоядными и всеядными, и поддаются ферментации; другими словами, они ферментируются кишечной бактериальной флорой хозяина, а именно, плотоядных или всеядных животных. Ферментация высвобождает жирные кислоты с короткой цепью в толстой кишке, действие которых снижает рН среды толстой кишки и, следовательно, ограничивает развитие патогенных бактерий.

Волокна, содержащиеся в разветвленных мальтодекстринах, могут быть проанализированы методом АОАС 2001.03.

Растения обладают пектоцеллюлозной клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы, гемицеллюлоз, ксиланов, маннанов и белков, а также из лигнина во многих случаях. Водоросли, а особенно эукариотические микроводоросли, которые представляют особый класс растений, содержат в своей стенке, кроме целлюлозы, сополимеры целлюлозы и маннана, хитозан и хитин.

Клеточная стенка грибов сама по себе преимущественно состоит из хитина, тогда как стенка определенных одноклеточных грибов, таких как дрожжи, близка к определенным растениям, поскольку она включает гликаны и маннаны.

Полисахаридные стенки эукариотических микроводорослей нерастворимы и, соответственно, не ферментируются кишечной флорой нежвачных животных. По этой причине они не усваиваются всеядными и плотоядными, такими как млекопитающие, а особенно люди.

Полисахаридные стенки эукариотических клеток отличаются от таковых прокариот, а именно бактерий или цианобактерий, которые сами состоят из пептидогликанов, обладающих совершенно особенными структурами и свойствами.

Среди растений могут быть описаны следующие: водоросли, лишайники и высшие растения. Выражение “высшие растения” предназначено обозначать “растения, имеющие стебель” или Cormophytes. Грибы, например, дрожжи, не считаются растениями, но содержат, также как и растения, полисахаридную стенку.

Одноклеточные или многоклеточные растения или грибы составляют в то же время важный питательный потенциал, а также источник антиоксидантов, таких как лютеин, селен, каротиноиды или хлорофилл для растений.

Однако из-за плохой перевариваемости их полисахаридных стенок для всеядных, плотоядных, а особенно людей, только небольшая часть этих питательных веществ или антиоксидантов высвобождается в просвет кишечника.

Таким образом, значительная часть питательных веществ взятых из растений и грибов не высвобождается и поэтому не абсорбируется при пищеварении. Эта проблема приобретает совершенно другое значение в случае рациона питания, который имеет преимущественно или даже исключительно растительную основу.

Хотя и представляют важный источник питательных веществ, некоторые растения очень редко употребляются, как в случае водорослей. Среди водорослей различают макроводоросли и микроводоросли.

Макроводоросли, будь то Chlorophytes, Chromophytes или Rhodophytes, известны как богатые антиоксидантами и поглотителями свободных радикалов, такими как каротиноиды, полифенолы, витамины или полиненасыщенные жирные кислоты. Что касается полифенолов, например, у некоторых макроводорослей, таких как бурые водоросли (Chromophytes), а особенно членов порядка Fucales, содержание полифенолов может достигать 15% сухого веса.

Микроводоросли, и особенно Viridiplantae, Labyrinthulids, Haptophytes, Rhodophytes и Alveolates, представляют большую группу, которая потенциально является поставщиком соединений с полезными биологическими активностями, таких как белки, обилие которых может достигать 70% сухого веса микроводорослей. Также можно упомянуть о витаминах, особенно витаминах А, В1, В2, В6, В12, С, Е, фолиевой кислоте или пантотеновой кислоте, или пигментах, способных оказывать положительный эффект на здоровье, такой как антиоксидантный эффект хлорофилла, каротиноидов или фикобилипротеинов.

Фикобилипротеины являются водорастворимыми фотосинтетическими пигментами. Они обнаружены в фикобилисомах у Rhodophyceae, а также свободными в просвете тилакоидов у Cryptophyceae.

Можно упомянуть фикоцианин, антиоксидантная активность которого оказывается в шесть раз больше, чем контрольного антиоксидантного соединения, такого как Trolox^® (6-гидрокси-2,5,7,8-тетраметилхроман-2-карбоновая кислота), и в 20 раз больше, чем у аскорбиновой кислоты или витамина С.

По вышеупомянутым причинам растения, а также грибы, применяются как компоненты выбора для пищевых дополнений. Однако для того, чтобы их метаболиты были доступными и усваиваемыми, обычно рекомендована экстракция лизисом клеток.

Традиционно применяемыми методиками являются физические методики кипячения, способ, который имеет недостаток - разложение термонестабильных компонентов, таких как витамины, например.

Существуют также химические методики, использующие растворители, такие как фенол, муравьиная кислота или мочевина. Недостатком последнего способа является удаление растворителя после лизиса клеток и необходимость проверки нетоксической природы полученных лизатов. Такая токсичность может быть индуцирована присутствием соединений, полученных из нежелательных химических реакций с растворителем, или индуцированных растворителем.

Можно предусмотреть ферментный лизис стенок этих эукариотических организмов, но требуются жесткие условия, будь то в продуцировании активных ферментов или в их очистке, в зависимости от выбранных средств продуцирования и цели конечного продукта. Наконец, выбор ферментов и определение оптимальных реакционных условий может требовать трудоемкой операции установки, прежде чем будут получены условия, позволяющие воспроизводимость реакции.

Кроме того, лизис и элиминация клеточных стенок будет снижать свойства этих эукариотических клеток в плане улучшения здоровья, и особенно в плане борьбы с энтеропатогенными заболеваниями.

В особенности, определенные одноклеточные растения или грибы, такие как дрожжи или микроводоросли, описаны как обладающие полезными свойствами по отношению к здоровью кишечника. Таким образом, они будут особенно рекомендованы в лечении различных кишечных синдромов, таких как детский гастроэнтерит или диарея и т.п. Фактически, их полисахаридная стенка, по-видимому, позволяет адсорбцию токсинов, синтезируемых энтеропатогенными бактериями. Это описано для Saccharomyces boulardii и Saccharomyces cerevisiae для токсинов, синтезируемых Vibrio cholerae, Clostridium difficile или энтеропатогенной Escherichia coli (EPEC).

Кроме того, дрожжи, подобно микроводорослям, очевидно, вовлечены в защиту здоровья обычно путем адсорбции ксенобиотиков, таких как микотоксины, диоксины или РСВ. Помимо токсичности, индуцированной проницаемостью кишечного барьера для ксенобиотиков и прохождением их в кровь, эти токсины, по всей видимости, также вовлечены в многочисленные кишечные болезни вследствие атаки и на кишечную слизистую, и флору.

Поглощение дрожжей или водорослей без предшествующего лизиса индуцирует защиту кишечника в отношении энтеропатогенных бактерий и ксенобиотиков. Однако при отсутствии лизиса этих организмов вдоль тракта этот защитный эффект на здоровье кишечника снижен по сравнению с их действительным защитным потенциалом.

Это происходит потому, что кроме эффекта, индуцированного их клеточной стенкой, эти микроорганизмы, такие как дрожжи, а более конкретно Saccharomyces boulardii или Saccharomyces cerevisiae, оказываются способными экспрессировать ингибиторы, направленные непосредственно против энтеропатогенных возбудителей, таких как Vibrio cholerae, Clostridium difficile, или энтеропатогенной Escherichia coli (EPEC). Такие ингибиторы могут быть лизирующими токсины ферментами или молекулами, которые индуцируют защитные механизмы связыванием с рецепторами кишечных клеток. Другие микроорганизмы, такие как микроводоросли Chlorella vulgaris, Chlorella saccharophila, Scenedesmus, Chlamydomonas reinhardtii или Dunaliella salina, оказываются способными экспрессировать антиоксидантные средства, например, супероксиддисмутазу.

Однако в известном уровне техники не описан способ введения таких эукариотических организмов с полисахаридной стенкой, содержащихся в болюсе или представленных как дополнение, который в то же время а) легко получать, т.е. без особенной подготовки, очистки или экстракции, b) который обеспечивает непосредственную ассимиляцию питательных средств и с) который индуцирует защитный эффект на здоровье плотоядных или всеядных животных, который одновременно является улучшенным и более широким (i) из-за свойств клеточных стенок, тогда как в то же время, обладая (ii) высоким высвобождением активных защитных ферментов или защитных средств, которые не были денатурированы или разрушены предварительным прохождением через желудок.

С целью решения этих различных проблем известного уровня техники данное изобретение относится к композиции, включающей один или более эукариотический организм с полисахаридной стенкой и один или более разветвленный мальтодекстрин.

Синергический эффект этой смеси продемонстрирован (i) в стимуляции кишечной флоры, (ii) в продуцировании ферментов этой кишечной флорой и (iii) в защите здоровья кишечника, благодаря массовому высвобождению активных средств, таких как, в особенности, антиоксиданты или ингибиторы патогенных возбудителей, лизисом эукариотического организма с полисахаридной стенкой.

Эукариотические организмы с полисахаридной стенкой отдельно не обеспечивают ни такое увеличение флоры, ни такое высвобождение их внутриклеточного содержимого. Подобным образом, разветвленные мальтодекстрины отдельно не обеспечивают такое увеличение кишечной флоры.

Применение разветвленных мальтодекстринов, скомбинированных с эукариотическими организмами с полисахаридной стенкой, делает возможным получение улучшения в здоровье кишечника путем увеличения флоры в большей степени, чем простое применение разветвленных мальтодекстринов или любых других растворимых неперевариваемых волокон, отдельно или в виде смеси. Кроме того, эта смесь позволяет в то же время обеспечить питательные вещества, которые могут использоваться флорой, поддерживая и усиливая индукцию ее роста, в тоже время обеспечивая активные средства и питательные средства, которые могут быть усвоены кишечником, вследствие именно высвобождения цитоплазматического содержимого организма с полисахаридной стенкой.

В данном изобретении продемонстрирован синергический эффект этой смеси и на рост флоры, и на лизис организмов с полисахаридной стенкой. Таким образом, согласно выбранному организму можно нацелить его эффект на здоровье. Этот эффект может быть фактом обеспечения антиоксидантов, таких как селен, супероксиддисмутаза, каротиноиды, витамины, хлорофилл или фикобилипротеины, или обеспечения детоксифицирующими средствами, противовоспалительными средствами или ингибиторами адгезии патогенных возбудителей (бактерий, вирусов, паразитов). Желаемый эффект просто может быть хорошим состоянием кишечника из-за увеличения флоры, причем указанное увеличение является большим, чем наблюдаемое с простым поглощением разветвленных мальтодекстринов отдельно.

Чрезвычайно полезная природа этой композиции не заключается в простом добавлении растворимого разветвленного мальтодекстрина к эукариотическому организму с полисахаридной стенкой, и, следовательно, не заключается в простом сложении эффектов каждого из соединений смеси. Фактически, это действительное взаимодействие между этими двумя соединениями смеси с синергическим эффектом, полученным в индукции как роста флоры, так и экспрессии гликолитических ферментов. Этот эффект является результатом двух неожиданных и последовательных эффектов. Первым является индукция экспрессии гликолитических ферментов, направленных против стенок эукариотических клеток, в достаточном количестве для индукции первого лизиса клеток. Второй эффект неожиданный из-за обеспечения большого количества остатков стенок и питательных веществ, лизированные клетки усиливают и рост флоры, и индукцию экспрессии гликолитических ферментов. Эти же ферменты будут ответственными за поддержание этого явления путем индуцирования сильного лизиса клеток, которые поддерживают их целостность.

При отдельном поглощении эукариотические организмы с полисахаридной стенкой, такие как, например, микроводоросли, грибы или растения, рассматриваются в известном уровне техники как неперевариваемые для людей, а также для других всеядных или плотоядных животных, и, поэтому, с трудом усваиваются или вообще не усваиваются. По этой причине отдельно они не приводят к стимуляции синтеза гликолитических ферментов флоры. С другой стороны, композиция по данному изобретению решает эту проблему и поэтому может быть применена как пищевое дополнение, поскольку питательные вещества, содержащиеся в эукариотических организмах с полисахаридной стенкой, по данному изобретению высвобождаются в просвет кишечника и, поэтому, становятся доступными для усваивания или активными по отношению к флоре или слизистой кишечника. Способ поддержания или улучшения здоровья кишечника, включающий этап поглощения композиции по данному изобретению, эффективен особенно по отношению к кишечным синдромам или к видам рака, связанным с различными атаками на флору или на слизистую кишечника патогенных возбудителей, свободных радикалов или ксенобиотиков. В особенности, рост наблюдаемой флоры больше, чем с композициями, включающими только разветвленные мальтодекстрины. Такая композиция может быть показана отдельно или как дополнение при предотвращении или лечении кишечных синдромов, видов кишечного рака или кишечных воспалений. Также может быть предусмотрено использование этой смеси с целью улучшения перевариваемости и, следовательно, биодоступности питательных веществ растительного происхождения, непереваренных независимо от индивидуума.

Согласно одному предпочтительному варианту композиция по данному изобретению включает разветвленные мальтодекстрины, имеющие:

- от 15% до 50% 1,6-глюкозидных связей, предпочтительно от 22% до 45%, более предпочтительно от 27% до 34%,

- содержание редуцирующих Сахаров менее 20%, предпочтительно от 2% до 20%, более предпочтительно от 3% до 16%, еще более предпочтительно от 3% до 12%,

- коэффициент полидисперсности менее 5, предпочтительно от 0,5 до 4, более предпочтительно от 1 до 3,5, и

- среднюю молекулярную массу Mn менее 4500 г/моль, предпочтительно от 600 до 4000 г/моль, более предпочтительно от 1000 до 2700 г/моль.

Связи, содержащиеся в этих волокнах, оказываются структурно очень близкими к связям, обнаруженным в клеточных стенках эукариотических клеток, и могут облегчать индукцию флоры в синтезе ферментов, направленных против их стенок.

Предпочтительно, эукариотические организмы с полисахаридной стенкой выбраны из грибов и растений или их смесей. Предпочтительно, выбранными грибами являются дрожжи.

Продемонстрировано увеличение продуцирования кишечной флорой α-глюкозидазы, β-глюкозидазы, β-галактозидазы, эстеразы, целлобиогидролазы и β-ксилозидазы после проглатывания композиции по данному изобретению. Эти ферменты являются маркерами значительной индукции у флоры, связанной с увеличением массы флоры, что является признаком сопровождающегося роста указанной флоры. Таким образом, особенностью композиции по данному изобретению является присутствие таких организмов, которые служат как субстратами для продуцированных ферментов, так и, следовательно, индукторами роста флоры, а также индукторами продуцирования гликолитических ферментов, в комбинации с разветвленными мальтодекстринами. Композиция по данному изобретению делает возможным специфическое индуцирование гликолитических ферментов, способных гидролизовать стенки растений и грибов, и особенно стенки водорослей и дрожжей. Таким образом, такой широкий спектр применения дает возможность адаптировать композицию по данному изобретению к желаемому эффекту, и дефицит будет восполнен.

Еще более предпочтительно, эукариотическими организмами с полисахаридной стенкой являются растения, выбранные из группы высших растений и водорослей и их смесей. Среди растений могут быть упомянуты, например, брокколи, перцы, моркови, шпинат, латук, томаты, бататы, канталупа, кабачок, абрикосы или петрушка, или фрукты, такие как манго или голубика. Эти растения содержат много питательных веществ.

Предпочтительно, эукариотические организмы с полисахаридной стенкой являются одноклеточными организмами. Среди грибов предпочтительными одноклеточными эукариотическими организмами являются дрожжи. Среди растений предпочтительными одноклеточными эукариотическими организмами являются микроводоросли. Предпочтительно, микроводоросли выбраны из Viridiplantae, Labyrinthulids, Haptophytes, Rhodophytes и Alveolates и их комбинации, предпочтительно, Chlorophyta и Labyrinthulids и их комбинации, и еще более предпочтительно, Chlorella, Scenedesmus, Dunaliella, Haematococcus, Schizochytrium и Thraustochytrium и их комбинации.

Благоприятный эффект микроводорослей связан с их одноклеточной природой и относительно несложными условиями их культивирования. Таким образом, эти организмы можно применять без предварительной обработки, без образования отходов и целыми. В отличие от растений, имеющих стебель, можно применять всю сухую массу: не существует частей, которые непригодны из-за признака, присущего клеточной дифференциации, специализации органа или снижению экспрессии белка.

По данному изобретению лизис микроводорослей позволяет массовое высвобождение их внутриклеточного содержимого, что не наблюдается в случае применения микроводорослей отдельно. Эти микроводоросли особенно показаны из-за их способности связывать токсины и из-за обилия в них антиоксидантов, а также питательных веществ. Поэтому такое применение делает возможным оптимизировать эффект, наблюдаемый при поглощении эукариотического организма с полисахаридной стенкой отдельно.

Такие микроводоросли особенно питательны, благодаря обилию в них белков и омега-3 полиненасыщенных жирных кислот с длинной цепью, по сравнению с наземными растениями.

Согласно второму варианту данного изобретения эукариотические организмы с полисахаридной стенкой являются дрожжами, выбранными из Saccharomyces boulardii, Saccharomyces cerevisiae и Pichia.

Эти дрожжи особенно полезны, так как особенно богаты белками и нуклеиновыми кислотами и поэтому показаны для улучшения здоровья кишечника.

Предпочтительно, композиция включает весовое соотношение эукариотических организмов с полисахаридной стенкой к разветвленным мальтодекстринам, изменяющееся в диапазоне от 5/95 до 90/10, предпочтительно от 20/80 к 80/20 и более предпочтительно от 25/75 к 75/25.

Предпочтительно, разветвленные мальтодекстрины могут быть в смеси с декстринами, галактоолигосахаридами (GOS), фруктоолигосахаридами (FOS), маслянистыми или белковыми олигосахаридами, фруктаном, инулином, полидекстрозой, глюкоолигосахаридами, лактосахарозой и их смесями.

Предпочтительно, композиция по данному изобретению также включает соединение, выбранное из группы, включающей декстрины, галактоолигосахариды (GOS), фруктоолигосахариды (FOS), маслянистые или белковые олигосахариды, фруктан, инулин, полидекстрозу, глюкоолигосахариды, лактосахарозу или их смеси.

Разветвленные мальтодекстрины еще более, чем другие растворимые неперевариваемые волокна усиливают, из-за их нетипичных и варьирующих связей, индукцию различных гидролитических ферментов кишечной флоры.

Среди растворимых олигосахаридов маслянистого или белкового происхождения можно упомянуть сою, рапс или горох, растворимые олигосахариды которых особенно полезны из-за наличия разных олигосахаридных связей.

В комбинациях разветвленных мальтодекстринов с эукариотическими организмами с полисахаридной стенкой предпочтительными эукариотическими организмами с полисахаридной стенкой являются среди растений брокколи, перцы, моркови, шпинат, латук, томаты, бататы, канталупа, кабачок, абрикосы или петрушка, или их фрукты, такие как манго или голубика; микроводоросли, такие как Chlorella, Schizochytrium или Thraustochytrium, или их смеси; грибы: дрожжи, такие как Saccaromyces boulardii, Saccharomyces cerevisiae и Pichia.

В качестве иллюстрации от около 2 до 100 г разветвленных мальтодекстринов на 0,3-20 г эукариотических организмов с полисахаридной стенкой предпочтительно будут вводиться в день человеку, предпочтительно от 5 г до 20 г разветвленных мальтодекстринов на 1,5 г-6 г эукариотических организмов с полисахаридной стенкой в день, для весового соотношения эукариотические организмов с полисахаридной стенкой к разветвленным мальтодекстринам, изменяющегося в диапазоне от 5/95 до 90/10, предпочтительно от 20/80 до 80/20, и более предпочтительно от 25/75 до 75/25.

По данному изобретению композиция включает 0,5%-30%, предпочтительно 5%-15% сухого веса комбинации разветвленных мальтодекстринов с эукариотическими организмами с полисахаридной стенкой.

Пероральное введение может быть временным, как лечение в течение нескольких дней или нескольких недель, или может быть постоянным.

Композиция по данному изобретению предпочтительно находится в форме, выбранной из твердых форм, в форме порошка, таблетки или суппозитория, или жидких форм, в форме эмульсии или сиропа.

Предпочтительно, композиция по данному изобретению может быть в готовой для применения форме в твердой форме, такой как, например, форма порошка, таблетки или суппозитория, или также в жидкой форме, в форме эмульсии или сиропа, или в форме напитка, такого как фруктовый сок или суп, или даже в форме йогуртов или включенной в зерновые завтраки.

Препараты перорального введения могут включать любой традиционный наполнитель или носитель. Они могут содержать порошки, гранулы, растворы или подобное, и, необязательно, содержать другие медицинские ингредиенты или активные ингредиенты.

Предпочтительно, композиция по данному изобретению также может включать, по меньшей мере, одно активное средство или одно питательное вещество, предназначенное для предотвращения и/или лечения кишечных синдромов, таких как синдром раздраженного кишечника или диарея путешественников, кишечных воспалений, хронических воспалительных заболеваний кишечника, видов рака кишечника или болезней, связанных с рационом питания, предотвращения возрастных болезней, пищевого дополнения, индукции кишечной флоры, повышения устойчивости к физическому напряжению, улучшения перевариваемости питательных веществ растительного происхождения и получения защитного эффекта на здоровье кишечника всеядного или плотоядного животного.

Согласно другому аспекту данного изобретения композиция по данному изобретению может применяться как лекарственное средство.

Предпочтительно, композиция по данному изобретению может применяться для предотвращения и/или лечения кишечных синдромов, таких как синдром раздраженного кишечника или диарея путешественников, кишечных воспалений, хронических воспалительных заболеваний кишечника, видов рака кишечника или болезней, связанных с рационом питания, предотвращения возрастных болезней и пищевого дополнения, особенно в случае дефицитов, у всеядного или плотоядного животного.

Согласно другому аспекту данного изобретения композиция по данному изобретению может применяться нетерапевтически для индуцирования кишечной флоры, повышения устойчивости к физическому напряжению, улучшения перевариваемости питательных веществ растительного происхождения, получения защитного эффекта на здоровье кишечника и пищевого дополнения у здорового всеядного или плотоядного животного.

Предпочтительно, данное изобретение также касается способа контролируемого и локализованного высвобождения питательных веществ или активных средств в толстой кишке всеядного или плотоядного животного, содержащего кишечную флору, причем указанный способ включает этап сопутствующего или одновременного проглатывания разветвленных мальтодекстринов и эукариотических организмов с полисахаридной стенкой, содержащих указанные питательные вещества или активные средства. Проглатывание разветвленных мальтодекстринов и эукариотических организмов с полисахаридной стенкой индуцирует лизис клеточных стенок эукариотических организмов с полисахаридной стенкой в просвете кишечника животного. Таким образом, этот способ делает возможным повышение перевариваемости эукариотических организмов с полисахаридной стенкой и усиливает их эффекты на здоровье, в то же время повышая их питательный потенциал.

Предпочтительно, эукариотические организмы с полисахаридной стенкой являются генетически модифицированными или получены путем селекции.

Выражение “активные средства” предназначено означать белок, гликан или биохимические средства или нуклеиновые кислоты, которые оказывают благотворный эффект на здоровье, такие как антиоксидантные ферменты или молекулы, ферменты или молекулы, обладающие противовоспалительным эффектом или ингибиторным эффектом по отношению к определенным микроорганизмам, которые синтезируют энтеропатогенные ингредиенты, или молекулы, которые защищают кишечную флору или слизистую кишечника.

Более того, данное изобретение также относится к применению, по меньшей мере, одного эукариотического организма с полисахаридной стенкой в комбинации с разветвленными мальтодекстринами для индуцирования роста кишечной флоры всеядного или плотоядного животного и/или в качестве пищевого дополнения.

Данное изобретение также относится к способу поддержания и/или улучшения здоровья всеядного или плотоядного животного, включающему первый этап введения разветвленных мальтодекстринов и второй этап, сопутствующий или отдельный, введения, по меньшей мере, одного эукариотического организма с полисахаридной стенкой, предпочтительно выбранного из растений, грибов и их комбинации. Предпочтительно, гриб выбран из дрожжей.

Объектом данного изобретения также является способ пищевого дополнения для всеядного или плотоядного животного, включающий первый этап введения разветвленных мальтодекстринов и второй этап, сопутствующий или отдельный, введения эукариотических организмов с полисахаридной стенкой, предпочтительно выбранных из растений, грибов и их комбинации.

Данное изобретение также относится к набору для терапевтического или профилактического лечения всеядного или плотоядного животного, включающему:

a) первую композицию по данному изобретению и

b) вторую композицию, включающую, по меньшей мере, одно активное средство или одно питательное вещество; предпочтительно, указанное активное средство предназначено для индукции кишечной флоры, для поддержания здоровья, для пищевого дополнения или для предотвращения возрастных болезней у всеядного или плотоядного животного.

Указанная композиция может применяться для людей, а также животных, и более конкретно для кошек, собак, свиней, кроликов или других животных, которые чувствительны к кишечному воспалению, животных, проявляющих снижение иммунитета, или животных, у которых активность или устойчивость к физическому напряжению требует снабжения питательными веществами, таких как беговые лошади или гончие собаки. Указанная композиция может быть предусмотрена как пищевое дополнение для животных, разводимых вне их природной среды, таких как рыба, например.

Эта композиция предлагается для пищевого дополнения для предотвращения или дополнения лечения связанных с рационом или связанных с возрастом болезней, метаболических синдромов, воспалительных болезней кишечника (или IBD) или синдромов, таких как синдром раздраженного кишечника, или для предотвращения или лечения индивидуумов, страдающих диареей путешественников, абдоминальной болью, этиология которой часто неизвестна, индивидуумов, страдающих или подвергшихся дефицитам рациона, таких как вегетарианцы или веганы, или даже пожилые индивидуумы, или индивидуумы с хрупким здоровьем или выздоравливающие.

Наконец, указанная композиция особенно приемлема для подвергаемых стрессу индивидуумов, стресс у которых проявляется на кишечном уровне.

Данное изобретение будет понятно более четко при рассмотрении примеров, которые вытекают логически и которые являются неограничивающими иллюстрациями.

Пример 1

Изучается эффект различных растворимых или нерастворимых волокон на глюкозидазные активности кишечной флоры у лабораторных крыс. Растворимые волокна являются разветвленными мальтодекстринами согласно данному изобретению, FOS и полидекстрозой, а нерастворимые волокна являются волокнами целлюлозы.

Разветвленные мальтодекстрины, выбранные в этом примере, имеют от 15% до 35% 1→6 глюкозидных связей, содержание редуцирующих Сахаров от 2% до 5%, коэффициент полидисперсности менее 5 и среднечисленную молекулярную массу Mn от 2000 до 3000 г/моль:

Они также имеют общее содержание волокон 90% в пересчете на сухое вещество, определенное согласно методу АОАС (№2001-03).

40 OFA крыс происхождения Sprague Dawley разделили на 4 группы, которые кормили рационом, подробности которого приведены в таблице 1 ниже.

Группа 4 получает рацион, дополненный фруктоолигосахаридами (FOS) (Raftilose^® Р95, продаваемый компанией Orafti).

Группы 5 и 6 получают рацион, дополненный, соответственно, полидекстрозой и целлюлозой.

Через одну неделю изоляции, во время которой животные получали стандартный рацион и питьевую воду, крысы потребляли корм в течение 36 дней.

В Д₀ животным не давали корм в течение 24 часов. Им давали питье ad libitum. В Д₁ собрали фекалии.

Животным давали рацион, описанный в таблице 2.

В Д₂₈ животным не давали корм в течение 24 часов. Давали питье ad libitum.

В Д₂₉ снова собрали фекалии.

В Д₃₆ животных умертвили.

Выполнили общее микроскопическое обследование органов. Слепую кишку перевязали и удалили. Взвесили полную слепую кишку, содержимое слепой кишки и пустую слепую кишку.

Также оценили ферментные активности фекалий (α-глюкозидаза и β-глюкозидаза).

Таблица 2 приводит ферментные активности фекалий, определенные, соответственно, в Д₀ и Д₂₉.

В Д₀ активности групп идентичны контрольной группе 1. В Д₂₉ глюкозидазные активности значительно увеличены введением 10% разветвленных мальтодекстринов. С другой стороны, наблюдалось меньшее увеличение для животных, получавших 10% FOS или полидекстрозы. В случае целлюлозы не наблюдалось значительного увеличения.

В особенности наблюдались увеличения 310% и 298%, соответственно, для α-глюкозидазы и β-глюкозидазы группы, получающей разветвленные мальтодекстрины по сравнению с контрольной группой, тогда как увеличения составляют, соответственно, только 172% и 63% для FOS группы и 135% и 64% для полидекстрозной группы.

Разветвленные мальтодекстрины имеют характеристики, которые намного более полезны, чем у FOS или полидекстрозы, и позволяют намного большую индукцию глюкозидазной активности. С другой стороны, нерастворимые волокна сами по себе не влияют на глюкозидазную активность.

Пример 2

Метаболизм микроводоросли Chlorella и дрожжевого гриба изучали у крыс по сравнению с разветвленным мальтодекстрином (BMD) и с полидекстрозой (POLY) в течение 28 дней. BMD и полидекстроза были идентичными таковым предыдущего примера. Параллельно, Chlorellae или дрожжи скомбинировали с разветвленным мальтодекстрином для изучения эффектов комбинации эукариотического организма с полисахаридной стенкой и растворимого неперевариваемого волокна.

Тестированные продукты поместили в стандартный корм для лабораторных крыс в пропорции фиксированной дозы 5%, отдельно или как смесь с другим продуктом согласно таблице 3, приведенной ниже.

Тестированная Chlorella представляет собой Chlorella vulgaris. Тестированные дрожжи представляют собой Saccaromyces cerevisiae.

Через одну неделю карантина, во время которого животные получают стандартный рацион и питьевую воду, крыс произвольно распределили по их весу и определили в группу исследования.

Крысы, участвующие в этом исследовании, являются самцами OFA крыс происхождения Sprague-Dawley. Их вес составляет от 100 до 125 г при поступлении. Их размещают парами в клетках Makrolon.

Во время исследования оценивают различные параметры: клиническое обследование, изменение веса, потребление корма, потребление питья.

В Д1 и Д20 животных помещают отдельно в метаболическую клетку на 24 часа. На протяжении этого периода они не получают корм, но получают питьевую воду ad libitum.

В Д0 и Д21 собирают 24-часовые фекалии. Их взвешивают влажными и немедленно замораживают при -20°С. Впоследствии они будут лиофилизированы в течение 48-72 часов, взвешены сухими после лиофилизации и измельчены. На этих измельченных фекалиях будут выполнены различные анализы в течение 24 часов.

В Д14 фекалии собирают непосредственно из анального отверстия животных. Собирают минимальное количество 3 грамма у каждого животного. Эти фекалии взвешивают влажными, а затем немедленно замораживают при -20°С, пока ожидается анализ.

На лиофилизированных фекалиях (собранных в Д1 и Д20) выполняют оценивание ферментных активностей α-глюкозидаз, β-глюкозидаз, β-галактозидаз, эстераз, целлобиогидролаз и β-ксилозидаз посредством спектрофотометрического метода. Применяемыми субстратами являются, соответственно: р-нитрофенил-α-D-глюкопиранозид, р-нитрофенил-β-D-глюкопиранозид, р-нитрофенил-β-D-галактопиранозид, р-нитрофенил ацетат, р-нитрофенилцелибиозид и р-нитрофенилксилопиранозид. Перед количественным определением этих ферментных активностей ферменты экстрагируют посредством этапов непрерывного взбалтывания, центрифугирования и промывания. Результаты ферментной активности выражают в единице оптической плотности в минуту (или час для активностей целлобиогидролазы и β-ксилозидазы) и на грамм сухих фекалий.

В замороженных фекалиях (собранных на Д14) антиоксидантную активность определяют с помощью аналитического метода ТЭАС (тролоксовый эквивалент антиоксидантной способности). Целью этого теста является образование свободного радикала (ABTS•+, который по цвету сине-зеленый) из смеси раствора бесцветного ABTS с персульфатом калия. Обесцвечивание видов свободных радикалов реакцией с антиоксидантами тестированных фекалий делает возможным определение общей антиоксидантной способности. Такое обесцвечивание контролируют спектрофотометрией. Результаты выражают как процентное ТЕАС ингибирование по сравнению с отрицательным контролем, который не вызывает обесцвечивание.

Статистический анализ результатов выполняли посредством критерия однородности дисперсий (критерий Бартлетта) с последующим анализом дисперсии с помощью ANOVA, если результат был незначимым, или критерием Крускала и Уоллиса и критерием Манн-Уитни, если результат был значимым. Группы сравнивали друг с другом и относительно контрольной группы. Будут присутствовать только следующие сравнения:

Группа 1 (контроль) против всех групп

Группа 5 (BMD+C) против группы 2 (С)

Группа 5 (BMD+C) против группы 3 (BMD)

Группа 6 (BMD+Y) против группы 4 (Y)

Группа 6 (BMD+Y) против группы 3 (BMD)

Группа 8 (POLY+C) против группы 2 (С)

Группа 8 (POLY+C) против группы 7 (POLY)

Группа 9 (POLY+Y) против группы 4 (Y)

Группа 9 (POLY+Y) против группы 7 (POLY).

В таблицах отмечено число: оно показывает группу, по отношению к которой результат значимый. Символы Т, ^∗, ^∗∗, ^∗∗∗ обозначают степень значимости, соответственно: тенденция, р<0,05, р<0,01, р<0,001.

Результаты показывают, что изменение веса, изменение потребления корма и потребления питья идентично между группами. Во время исследования не наблюдали особенного клинического наблюдения.

Результаты ферментных активностей α-глюкозидаз (α-Glc), β-глюкозидаз (β-Glc), β-галактозидаз (β-Gal), эстераз, целлобиогидролаз (СВН) и β-ксилозидаз (β-Ху1), измеренные на Д0, суммированы в таблице 4 ниже:

Статистический анализ этих данных не показывает каких-либо значимых различий между группами. В начале исследования в Д0 все животные различных групп имеют один и тот же базовый уровень в отношении фекальных ферментных активностей. Результаты ферментных активностей α-глюкозидаз (α-Glc), β-глюкозидаз (β-Glc), β-галактозидаз (β-Gal), эстераз, целлобиогидролаз (СВН) и β-ксилозидаз (β-Xyl), измеренных в Д21, суммированы в таблице 5.

Таблица 6 ниже представляет коэффициент умножения ферментных активностей различных групп по сравнению с группой 1 (контроль). Величина представляет соотношение: (ферментная активность данной группы)/(ферментная активность контрольной группы).

Результат превышает 1, поэтому показывает, что ферментная активность данной группы больше, чем ферментная активность контрольной группы.

Таблица 7 ниже представляет коэффициент умножения ферментных активностей группы “разветвленный мальтодекстрин+Chlorellae” по сравнению с группами “разветвленный мальтодекстрин” и “Chlorellae” или коэффициент умножения группы “полидекстроза+Chlorellae” по сравнению с группами “полидекстроза” и “Chlorellae”. Значение представляет соотношение (ферментная активность группы “тестированный продукт+Chlorellae”/(ферментная активность группы “тестированный продукт”) или соотношение (ферментная активность группы “тестированный продукт+Chlorellae”/(ферментная активность группы “Chlorellae”).

Таблица 8 ниже представляет коэффициент умножения ферментных активностей группы “тестированный продукт+дрожжи” по сравнению с группами “тестированный продукт” и “дрожжи”. Значение представляет соотношение (ферментная активность группы “тестированный продукт+дрожжи”)/(ферментная активность группы “тестированный продукт”) или соотношение (ферментная активность группы “тестированный продукт+дрожжи”)/(ферментная активность группы “дрожжи”).

Для α-глюкозидазной, β-глюкозидазной и целлобиогидролазной активностей статистический анализ показывает, что активности всех групп, за исключением группы “Chlorellae”, значимо повышены по сравнению с контрольной группой. Если группу “Chlorellae” исключить, коэффициент умножения активностей составляет от 1,37 до 5,16 (α-глюкозидазы), от 1,58 до 4,61 (β-глюкозидазы) и от 1,02 до 5,81 (целлобиогидролазы) по сравнению с контрольной группой.

Эти активности статистически больше для группы “разветвленный мальтодекстрин + Chlorellae” по сравнению с группой “разветвленный мальтодекстрин” отдельно или с группой “Chlorellae” отдельно. Коэффициенты умножения составляют, соответственно, 1,31-2,82 для α-глюкозидазы, 1,42-2,73 для β-глюкозидазы и 1,45-4,14 для целлобиогидролазы.

Подобным образом, эти активности статистически больше для группы “разветвленный мальтодекстрин + дрожжи” по сравнению с группой “разветвленный мальтодекстрин” отдельно или с группой “дрожжи” отдельно. Коэффициенты умножения составляют, соответственно, 2,40-2,93 для α-глюкозидазы, 1,94-2,63 для β-глюкозидазы и 1,81-3,01 для целлобиогидролазы.

Для β-галактозидазной, эстеразной и β-ксилозидазной активностей группы “разветвленный мальтодекстрин + Chlorellae” и “разветвленный мальтодекстрин+дрожжи” проявляют статистическое увеличение в их активностях по сравнению с контрольной группой. Для этих двух групп коэффициент умножения активностей составляет 2,04/2,05 (β-галактозидазы), 1,46/1,52 (эстеразы) и 1,78/1,94 (β-ксилозидазы) по сравнению с контрольной группой.

Эти активности статистически больше для группы “разветвленный мальтодекстрин + Chlorellae” по сравнению с группой “разветвленный мальтодекетрин” отдельно или с группой “Chlorellae” отдельно. Коэффициенты умножения составляют, соответственно, 1,98-2,48 для β-галактозидазы, 1,60-1,64 для эстеразы и 1,51-2,41 для β-ксилозидазы.

Подобным образом, эти активности статистически больше для группы “разветвленный мальтодекстрин+дрожжи” по сравнению с группой “разветвленный мальтодекстрин” отдельно или с группой “дрожжи” отдельно. Коэффициенты умножения составляют, соответственно, 1,98-1,79 для β-галактозидазы, 1,67-1,38 для эстеразы и 1,65-1,48 для β-ксилозидазы. Все результаты в меньшей степени заметны для тестированной полидекстрозы отдельно или в виде смеси с Chlorella или дрожжами.

Для подтверждения, что продукты обладают синергическим эффектом, а не кумулятивным. эффектом, таблица 9 ниже представляет разницу в ферментной активности, рассчитанную между данной группой и контрольной группой. “Теоретические результаты” рассчитаны в той же таблице:

- теоретическая активность группы 5 представляет сумму активности, полученной для группы 2, плюс активность группы 3;

- теоретическая активность группы 6 представляет сумму активности, полученной для группы 3, плюс активность группы 4;

- теоретическая активность группы 8 представляет сумму активности, полученной для группы 2, плюс активность группы 7;

- теоретическая активность группы 9 представляет сумму активности, полученной для группы 7, плюс активность группы 4.

Таблица 9 четко показывает, что независимо от измеренной ферментной активности, активности, полученные для тестированных продуктов в виде смеси, намного больше, чем теоретически рассчитанные ферментные активности. Поэтому эффекты являются синергическими эффектами, а не аддитивными эффектами.

Для демонстрации клеточного лизиса микроорганизмов выполнили анализ внутриклеточного маркера. В отличие от дрожжей Chlorella описана как содержащая много антиоксидантов, таких как хлорофилл и витамины, например. Исследование этого маркера, специфического для лизиса Chlorella, в фекалиях и крыс, проглатывающих Chlorella (группы 2 и 5), и крыс, проглатывающих дрожжи (группы 4 и 6), делает возможным отличить лизис Chlorella от любого другого артефактного эффекта, не специфического для эукариотического организма, Chlorella или дрожжи, связанного с волокном.

Результаты антиоксидантной активности фекалий, измеренной в Д14, суммированы в таблице 10.

Антиоксидантная способность фекалий животных группы “разветвленный мальтодекстрин + Chlorellae” статистически увеличена по сравнению с контрольной группой, по сравнению с группой “разветвленный мальтодекстрин” и по сравнению с группой “Chlorellae”.

Коэффициенты умножения для группы “разветвленный мальтодекстрин + Chlorellae” составляют:

- 1,21 по сравнению с контрольной группой,

- 1,20 по сравнению с группой “Chlorellae”,

- 1,16 по сравнению с группой “разветвленный мальтодекстрин”.

Результаты, полученные для полидекстрозы, намного меньше усилены. Для доказательства, что продукты обладают синергическим эффектом, а не кумулятивным эффектом, таблица 11 ниже представляет разницу в антиоксидантной способности, рассчитанной между данной группой и контрольной группой. “Теоретические результаты” рассчитаны в той же таблице:

- теоретическая активность группы 5 представляет сумму антиоксидантной способности, полученной для группы 2, плюс антиоксидантная способность группы 3;

- теоретическая активность группы 6 представляет сумму антиоксидантной способности, полученной для группы 3, плюс антиоксидантная способность группы 4.

Эта таблица четко показывает, что антиоксидантная способность, полученная для смеси разветвленного мальтодекстрина и Chlorellae, намного больше, чем рассчитанная теоретическая антиоксидантная способность. Поэтому эффекты являются синергическими эффектами, а не аддитивными эффектами. Это наблюдение не действует для группы BMD+Y.

Эти результаты четко показывают, что гидролиз стенки Chlorella позволяет высвобождение антиоксидантов, тогда как это не наблюдается для животных, потребляющих Chlorella отдельно.

Для подтверждения наблюдений, выполненных на BMD, были протестированы другие BMD (таблица 12), и были получены подобные результаты.

Эти результаты чрезвычайно интересны, поскольку демонстрируют синергический, а не аддитивный эффект между разветвленным мальтодекстрином и Chlorellae или дрожжами. В случае полидекстрозы синергический эффект так же наблюдается между полидекстрозой и Chlorellae или дрожжами. Однако поскольку глюкозидазная активация, полученная с полидекстрозой, не так велика, как с разветвленными мальтодекстринами, общий наблюдаемый эффект не такой большой. Таким образом, в данном изобретении показан с помощью анализа ферментных активностей в фекалиях крыс синергический эффект смеси растворимых неперевариваемых волокон и эукариотических организмов с полисахаридной стенкой на рост кишечной флоры. В данном изобретении также показан с помощью анализа антиоксидантных активностей фекалий синергический эффект смеси растворимых неперевариваемых волокон и эукариотических организмов с полисахаридной стенкой на лизис организмов с полисахаридной стенкой. По всей вероятности, бактерии кишечной флоры после индукции при проглатывании смеси, будут секретировать ферменты, способные гидролизовать стенку Chlorellae и дрожжей, высвобождая различные соединения, особенно азотные соединения, стимулирующие рост других бактерий, которые сами будут продуцировать ферменты.

Salyers AA, Palmer JK, Wilkins TD. Laminarinase (beta-glucanase) activity in Bacteroides from the human colon. Appi Environ Microbiol. 1977 May; 33(5):1118-24.

Robert C, Chassard С, Lawson PA, Bemalier-Donadille A. Bacteroides cellulosilyticus sp.nov., a cellulolytic bacterium from the human gut microbial community. Int J Syst Evol Microbiol. 2007 Jul; 57 (Pt 7):1516-20.

Kopecny J, Hajer J, Mrazek J. Detection of cellulolytic bacteria from the human colon. Folia Microbiol (Praha). 2004; 49(2):175-7.

Marteau P, Pochart P, Flourie B, Pellier P, Santos L, Desjeux JF, Rambaud JC. Effect of chronic ingestion of a fermented dairy product containing Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium bifidum on metabolic activities of the colonic flora in humans. Am J Clin Nutr. 1990 Oct; 52(4):685-8.