ОЛИГОСАХАРИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИЛИ СНИЖЕНИЯ РИСКА МЕТАБОЛИЧЕСКОГО СИНДРОМА

Настоящее изобретение относится к композиции, содержащей смесь галактоолигосахаридов для применения в способе предотвращения или снижения риска развития метаболического синдрома. Оно также относится к способу предотвращения или снижения риска развития метаболического синдрома путем перорального введения композиции, содержащей смесь галактоолигосахаридов. Галактоолигосахариды представляют собой трудно усваиваемые углеводы, которые являются устойчивыми к ферментам желудочно-кишечной системы млекопитающих, но разлагаются под действием ферментов определенных бактерий толстой кишки.

Метаболический синдром представляет собой наименование, данное группе факторов риска, которые возникают совместно и приводят к повышению риска сердечно-сосудистых заболеваний, таких как заболевание коронарной артерии, заболевание сердца, сердечный приступ и нарушение сердечной деятельности, а также к повышению риска инсульта.

Существует несколько определений метаболического синдрома, но в настоящее время наиболее часто используют определение Всемирной организации здравоохранения (WHO).

Согласно определению WHO, критерии или факторы риска метаболического синдрома представляют собой следующие: 1) ожирение центрального типа при соотношении окружности талии и бедер, превышающем 0,9 для мужчин и 0,85 для женщин; 2) индекс массы тела (BMI), превышающий 30 кг/м²; 3) артериальное давление, превышающее 140/90 мм рт. ст.; 4) уровень триглицеридов, превышающий 1,7 ммоль/л; 5) уровень холестерина липопротеинов высокой плотности (HDL) ниже 0,9 ммоль/л для мужчин и ниже 1 ммоль/л для женщин; 6) уровень глюкозы натощак или через 2 часа после приема глюкозы, превышающий 7,8 ммоль/л; и 7) усвоение глюкозы во время гиперинсулинемической эугликемической фиксации в нижнем квартиле для популяции.

Как правило, риск заболевания сердца, диабета и инсульта у человека повышается вместе с числом существующих у него метаболических факторов риска. Человек, у которого существует метаболический синдром, характеризуется удвоенной вероятностью развития заболевания сердца и пятикратной вероятностью развития диабета по сравнению с человеком, у которого отсутствует метаболический синдром.

В настоящее время цель устранения метаболического синдрома заключается в том, чтобы снизить риск заболевания сердца и диабета. Врачи обычно рекомендуют изменить образ жизни и/или прописывают лекарственные средства, такие как сочетание бета-блокаторов, диуретиков и/или ежедневный прием низкой дозы аспирина для снижения артериального давления, уровня холестерина липопротеинов низкой плотности (LDL) и сахара в крови. Рекомендации по изменению образа жизни включают снижение массы тела, возможно, за счет диеты со снижением калорийности на 500-1000 калорий в сутки, а также получасовые физические упражнения умеренной интенсивности, такие как ходьба, от 5 до 7 дней в неделю.

В настоящее время в результате двойного слепого рандомизированного перекрестного исследования человека с контролем плацебо было обнаружено, что пероральное введение композиции, содержащей смесь галактоолигосахаридов, способно снижать уровни холестерина и триглицеридов в крови, и, таким образом, ее можно применять в способе предотвращения или снижения риска развития метаболического синдрома.

Данная смесь галактоолигосахаридов включает дисахариды Gal (β1-3)-Glc; Gal (β1-3)-Gal; Gale (β1-6)-Gal; Gal (α1-6)-Gal; трисахариды Gal (β1-6)-Gal (β1-4)-Glc; Gal (β1-3)-Gal (β1-4)-Glc; тетрасахарид Gal (β1-6)-Gal (β1-6)-Gal (β1-4)-Glc и пентасахарид Gal (β1-6)-Gal (β1-6)-Gal (β1-6)-Gal (β1-4)-Glc.

Данная смесь галактоолигосахаридов описана в европейском патенте EP 1644482, который описывает новый штамм бактерий вида Bifidobacterium bifidum, который продуцирует галактозидазу, под ферментативным действием которой лактоза превращается в эту новую смесь галактоолигосахаридов. Показано, что эта новая смесь проявляет пребиотические и противовоспалительные свойства в пищеварительном тракте.

Данная смесь галактоолигосахаридов имеется в продаже под наименованием Bimuno (зарегистрированный товарный знак), и ее поставляет компания Clasado Ltd. (Милтон-Кинс, Великобритания).

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена композиция, содержащая смесь галактоолигосахаридов, которая определена выше, для применения в способе предотвращения или снижения риска развития метаболического синдрома.

Данную смесь галактоолигосахаридов можно также применять в способе предотвращения сердечно-сосудистых заболеваний, таких как заболевание коронарной артерии, коронарное заболевание сердца, сердечный приступ и инсульт. Эффективное количество галактоолигосахарида предпочтительно вводят ежедневно в виде одной дозы или, в качестве альтернативы, в виде двух отдельных доз с интервалом в несколько часов между введениями.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен способ предотвращения или снижения риска развития метаболического синдрома, включающий введение млекопитающему, такому, как человек, эффективного количества галактоолигосахаридной композиции, содержащей смесь галактоолигосахаридов, которая определена выше.

Продукт, известный как Bimuno, включает, по меньшей мере, 49% сухого вещества в форме смеси галактоолигосахаридов. Остальную массу композиции могут составлять неактивные компоненты, такие как глюкоза, галактоза, лактоза, аравийская камедь и лимонная кислота.

Композиция может быть представлена в форме лиофилизированного порошка, в форме сиропа или в форме пастилок. Ее предпочтительно принимать перорально на ежедневной основе. Композиция в форме порошка предпочтительно включает от 1,35 г до 9,6 г галактоолигосахарида в 2,75-20 г порошкообразной композиции, предпочтительно от 1,96 г до 4,9 г галактоолигосахарида в 4-10 г порошка, наиболее предпочтительно 2,7 г галактоолигосахарида в 5,5 г композиции. Композицию можно добавлять в напиток, предпочтительно горячий напиток, или насыпать в пищу, например, в кашу на завтрак.

В качестве альтернативы, галактоолигосахарид может быть представлен в форме сиропа или пастилок (обезвоженный сироп), где неактивные компоненты могут включать глюкозу, галактозу, лактозу и лимонную кислоту. Суточная доза сиропа может включать от 1,35 г до 9,6 г галактоолигосахаридной смеси в 3,55-25,29 г сиропообразной композиции, предпочтительно от 1,96 г до 4,9 г галактоолигосахарида в 5,16-12,9 г сиропа, наиболее предпочтительно 2,7 г галактоолигосахарида в 7,25 г сиропа.

Далее настоящее изобретение будет описано подробно со ссылкой на следующие примеры.

ПРИМЕР 1

Лиофилизированная порошкообразная композиция, упакованная в бумажные трубочки и содержащая на 5,5 г конечного продукта:

Смесь галактоолигосахаридов (GOS) 2,75 г

Лактоза 1,40 г

Моносахариды (глюкоза, галактоза) 0,64 г

Осушитель 0,24 г

Зола 0,23 г

Влага 0,19 г

Белок 0,05 г

ПРИМЕР 2

Сиропообразная композиция на 7,25 г конечного продукта:

Смесь галактоолигосахаридов (GOS) 2,75 г

Лактоза 0,58 г

Моносахариды (глюкоза, галактоза) 1,69 г

Зола 0,23 г

Влага 1,95 г

Белок 0,05 г

ПРИМЕР 3

Эффективность галактоолигосахаридов по устранению факторов риска метаболического синдрома у взрослых с избыточным весом

Исследование

К участию в исследовании привлечены всего 45-50 людей, имеющих три или более факторов риска, связанных с метаболическим синдромом и повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. Исследуемая группа включала равное число мужчин и женщин.

Факторы метаболического синдрома, используемые для выбора участников исследования, включали следующие: инсулинорезистентность (измеряемая как повышенное соотношение содержания глюкозы натощак (6-7 ммоль/л) и инсулина), высокое артериальное давление, дислипидемия [низкий уровень холестерина липопротеинов высокой плотности (HDL) (менее 1 ммоль/л), высокий уровень триглицеридов (более 1,3 ммоль/л)], большая окружность талии (более 40 дюймов (101,6 см) для мужчин; более 35 дюймов (88,9 см) для женщин).

Дополнительные факторы участия в исследовании представляли собой следующее:

возраст от 18 до 65 лет;

индекс массы тела (BMI) более 25 кг/м²;

отсутствие инфаркта миокарда/инсульта или рака в течение последних 12 месяцев;

отсутствие диабета (поставленный диагноз или уровень глюкозы натощак более 7 ммоль/л) или отсутствие других заболеваний эндокринной системы;

отсутствие хронических коронарных, почечных, кишечных заболеваний/желудочно-кишечных расстройств или отсутствие в анамнезе печеночного холеостаза и панкреатита;

отсутствие медикаментозного лечения гиперлипидемии, повышенного давления, воспаления, повышенной свертываемости крови или медикаментозного лечения, которое влияет на кишечную перистальтику или абсорбцию;

отсутствие в анамнезе алкоголизма/наркомании;

отсутствие планирования или применения режима снижения веса;

отсутствие приема любых пищевых антиоксидантов или других фитохимических, пребиотических и пробиотических добавок;

отсутствие беременности, грудного вскармливания, планирования беременности в ближайшие 6 месяцев или потенциального вынашивания ребенка и отсутствие применения эффективных противозачаточных мер;

отсутствие приема антибиотиков в течение предшествующего месяца;

отсутствие анемии (уровень гемоглобина более 14 г/дл для мужчин и более 11,5 г/дл для женщин);

отсутствие курения.

Добровольцев, которые удовлетворяли этим критериям участия в исследовании, просили пройти предварительное обследование, в течение которого измеряли показатели крови натощак (12 часов), индекс массы тела (BMI), окружность талии и артериальное давление. Анализ образца крови (приблизительно 10 мл) осуществляли в Беркширской королевской больнице (Royal Berkshire Hospital), определяя общий холестерин (TC), холестерин липопротеинов высокой плотности, триацилглицерин, глюкозу и инсулин. Автоматически исключали лиц, страдающих анемией (уровень гемоглобина ниже 14 г/дл для мужчин и ниже 11,5 г/дл для женщин) или имеющих аномальные показатели крови на основании вышеупомянутого анализа. Эти измерения использовали для определения лиц, которые имели повышенный метаболический риск, и которых затем приглашали принять участие в данном исследовании.

Лечение вида A или B статистическим образом назначали каждому участнику, используя соотношение распределения 1:1 для двух исследуемых групп (включая распределение по полу). Добровольцы должны были посетить университет всего шесть раз. Данное исследование представляло собой рандомизированное, контролируемое, двойное слепое перекрестное исследование с применением мальтодекстрина в качестве плацебо. Добровольцы должны были принимать перорально исследуемый продукт (GOS) и/или плацебо ежедневно в течение 12 недель с шестинедельным периодом отмывания между курсами. Как GOS, так и плацебо находились в пакетиках, содержащих по 5,5 г порошка, и добровольцы должны были высыпать этот порошок в тарелку с кашей или в любой напиток и принимать ежедневно. Привычную диету оценивали по предварительно заданным четырехдневным отчетам о питании (два выходных и два будних дня). После 0, 6 и 12 недель исследования добровольцы посещали диетический отдел для проведения анализов и измерений.

При каждом посещении отбирали образцы крови (приблизительно 20 мл), которые использовали для анализа числа маркеров риска (всегда использовали имеющиеся в продаже комплекты). Исследуемые маркеры представляли собой следующие:

липидный профиль (общий холестерин и холестерин липопротеинов низкой и высокой плотности (LDL и HDL), триглицериды и неэтерифицированные жирные кислоты);

инсулинорезистентность, определяемая при измерении натощак уровня глюкоза и инсулинового соотношения;

биомаркеры воспаления/тромбоза, включая C-реактивный белок и интерлейкин (IL-6).

После 0, 12, 18 и 30 недель производили ряд антропометрических измерений (включая вес, артериальное давление и окружность талии), чтобы определять любые изменения.

Результаты

Исходные характеристики участников исследования

Демографические характеристики участников исследования представлены в таблице 1.

Влияние на микробиоту толстой кишки

Показано, что ежедневный прием 5,5 г Bimuno (2,75 г активного GOS) в течение 6 недель приводит к значительному повышению уровня бифидобактерий по сравнению с уровнем плацебо (1 неделя) (p<0,05) и исходным уровнем (p<0,05) (таблица 2). После 12 недель приема Bimuno наблюдалось значительное повышение уровня бифидобактерий (Bifidobacterium) и лактобактерий (Lactobacillus) по сравнению с уровнем плацебо (12 недель) (p<0,0001) и исходным уровнем (p<0,05). В то же время, уровни бактерий группы гистолитических клостридий (Clostridium hystoliticum) и десульфобактерий (Desulfovibrio) значительно снижались по сравнению с уровнем плацебо (12 недель) (p<0,0001) и исходным уровнем (p<0,05) (таблица 2).

Что касается изменений числа бактерий видов Atopobium, C. coccoides/E. rectale, E. cylindroides, E. hallii, Clostridium cluster IX, F. prausnitzii cluster, beta-Proteobacteria, Bacteroides, не было обнаружено никакого значительного эффекта после приема Bimuno или плацебо в течение двенадцатинедельного периода исследования.

Влияние на биомаркеры воспаления

Результаты измерений уровней фекального секреторного иммуноглобулина A (sIgA), фекального кальпротектина и биомаркеров воспаления крови, включая интерлейкин (IL-6) и CRP (реактивный белок), в течение периодов применения плацебо и Bimuno представлены в таблице 3.

Ежедневный прием Bimuno в течение 12 недель приводил к значительному снижению уровней секреторного иммуноглобулина A (IgA) (p<0,05 по сравнению с плацебо; p<0,01 по сравнению с исходным уровнем) и кальпротектина (p<0,01 по сравнению с плацебо; p<0,05 по сравнению с исходным уровнем) (таблица 3). В то же время, обнаружено значительное снижение в крови уровней провоспалительного цитокина IL-6 (p<0,05 по сравнению с плацебо; p<0,05 по сравнению с исходным уровнем) и воспалительного биомаркера C-реактивного белка (p<0,05 по сравнению с плацебо; p<0,05 по сравнению с исходным уровнем) после ежедневного приема Bimuno в течение 12 недель.

Влияние на факторы риска метаболического синдрома

Ежедневный прием Bimuno в течение 12 недель приводил к значительному снижению уровней инсулина крови (p<0,05 по сравнению с плацебо; p<0,01 по сравнению с исходным уровнем), триглицеридов крови (p<0,05 по сравнению с плацебо; p<0,05 по сравнению с исходным уровнем), общего холестерина (p<0,05 по сравнению с плацебо; p<0,05 по сравнению с исходным уровнем) и соотношения общего холестерина и холестерина HDL (p<0,05 по сравнению с плацебо; p<0,05 по сравнению с исходным уровнем), что продемонстрировало общее снижение риска метаболического синдрома (таблица 4).

ВЫВОД

Прием 5,5 г Bimuno (содержащего 2,75 г активных GOS) в исследуемой группе с риском развития метаболического синдрома приводил к значительному изменению состава микробиоты толстой кишки за счет увеличения количества полезных микроорганизмов рода бифидобактерий (Bifidobacterium) и рода лактобактерий (Lactobacillus) при одновременном снижении уровней вредных микроорганизмов, в том числе принадлежащих к подгруппе C. hystoliticum и сульфатвосстанавливающих бактерий. Это изменение микробиоты приводило к повышению сопротивления толстой кишки и снижению воспаления желудочно-кишечного тракта, что видно по снижению уровней кальпротектина. В то же время, повышение уровней секреторного иммуноглобулина A (sIgA) свидетельствует об улучшении защитной функции эпителия, что в сочетании со снижением воспаления толстой кишки может приводить к снижению уровней воспалительных биомаркеров (IL-6, CRP) в организме.

Обнаружено, что эта общая защита посредством улучшения состава микробиоты толстой кишки и кишечной защитной функции производит благоприятное воздействие на уровни инсулина, холестерина и триглицеридов, которые представляют собой известные факторы риска метаболического синдрома.