CH665126A5 - DIETETARY AGENT FOR REDUCING THE UREA CONCENTRATION IN BODY LIQUIDS AND ITS PRODUCTION. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die Erfindung betrifft ein diätetisches Mittel zur Herabsetzung der Harnstoffkonzentration in Körperflüssigkeiten und dessen Herstellung. The invention relates to a dietary agent for reducing the urea concentration in body fluids and its production.
Bei Nierenerkrankungen, Nierentransplantationen und dergleichen besteht das Problem der Harnstoffentfernung aus dem Organismus. Normalerweise werden 70% des in der Leber beim Eiweissabbau gebildeten Harnstoffs über die Niere ausgeschieden, daneben werden bis zu 30% auch durch die Darmwand abgegeben und dort von Bakterien gespalten, wobei je nach dem vorherrschenden pH-Wert des Darms entweder eine Fixierung im Darm und Ausscheidung erfolgt (bei sauren pH-Werten) bzw. bei alkalischen pH-Werten eine Resorption und Rücktransport des toxischen Ammoniaks zur Leber stattfindet. Im Falle von Nierenerkrankungen musste bisher zur Beseitigung des überschüssigen und nicht über den Darm ausgeschleusten Harnstoffs eine Dialyse in regelmässigen Abständen vorgenommen werden. Wenn es gelingen würde, einen grösseren Anteil des Harnstoffs über den Darm zu entfernen, so bestünde unter Umständen die Möglichkeit, die Häufigkeit von Dialysen herabzusetzen oder die Dialyse überhaupt umgehen zu können. With kidney diseases, kidney transplants and the like, there is the problem of urea removal from the organism. Normally, 70% of the urea formed in the liver during protein breakdown is excreted via the kidney, up to 30% is also released through the intestinal wall and split by bacteria there, depending on the prevailing pH of the intestine, either fixing in the intestine and Elimination takes place (with acidic pH values) or with alkaline pH values, the toxic ammonia is resorbed and transported back to the liver. In the case of kidney diseases, dialysis had to be carried out at regular intervals to remove the excess urea that was not removed via the intestine. If it were possible to remove a larger proportion of the urea via the intestine, there might be the possibility of reducing the frequency of dialysis or being able to bypass dialysis at all.
Voraussetzung hierfür wäre, dass der Harnstoff aus dem Gleichgewicht, das sich über die Darmwand einstellen muss, laufend entfernt wird. Dies könnte erfolgen, indem man im The prerequisite for this would be that the urea is continuously removed from the equilibrium that has to be established via the intestinal wall. This could be done by
Darm eine Mikroorganismenflora erzeugt, welche eine starke Harnstoff spaltende Aktivität entfaltet. A microorganism flora is produced in the intestine, which develops a strong urea-splitting activity.
Von Setelae und seinen Mitarbeitern an der Universität Helsinki wurde bereits vermutet, dass die Reststickstoff-Verbindungen in den Körperflüssigkeiten nicht nur Endprodukte des Stoffwechselprozesses darstellen, die beseitigt werden müssen, sondern zu einem Teil auch für die Resynthese von Proteinen bzw. Aminosäuren nützlich sind und daher nicht vollständig entfernt werden sollten, sondern lediglich der Überschuss beseitigt werden muss. Um dies zu erreichen, haben sie schon vorgeschlagen, die Verhältnisse im Darm dann so zu verändern, dass die biologische Zerlegung von Reststickstoff dort gesteigert und damit eine Verschiebung des biologischen Gleichgewichts durch den Darm erzielt wird. Gleichzeitig sollte der Patient auf einer angemessenen Diät gehalten werden. Um nun die Verhältnisse im Darm im gewünschten Sinne zu verändern, wurden nicht näher identifizierte Bodenmikroorganismen der Arten Serratia, Pseudomonas und Rhizobium oder Agrobacterium verwendet, welche adaptive, Reststickstoff-abbauende Enzyme wie Urease, Kreatinase und dergleichen enthalten und damit einen Abbau des Reststickstoffs, wie z.B. des Harnstoffs im Darm in stärkerem Masse hervorrufen können (Kidney International, Vol. 13, Suppl. 8 (1978), S.194—202). Jedoch stellte sich heraus, dass sie im Darm die gewünschten Eigenschaften nicht mehr aufwiesen (Proceeding Eur. Soc. for Artifical Organs (ESAO) Vol V, Zürich, 6-8.11.1978). Zudem benötigen sie einen etwa neutralen pH-Wert, um gute Aktivität ihrer Urease zu erzielen. Unter derartigen Bedingungen wird jedoch bei der Spaltung des Harnstoffs entstehender Ammoniak wieder resorbiert und entfaltet höchst unerwünschte toxische Wirkungen auf die Leber. Aus diesem Grunde konnten die Arbeiten von Setelä nicht zum Erfolg führen. Setelae and his colleagues at the University of Helsinki have already assumed that the residual nitrogen compounds in the body fluids are not only end products of the metabolic process that have to be eliminated, but are also partly useful for the resynthesis of proteins or amino acids and therefore should not be removed completely, only the excess must be removed. In order to achieve this, they have already proposed to change the conditions in the intestine in such a way that the biological decomposition of residual nitrogen there is increased and thus a shift in the biological balance through the intestine is achieved. At the same time, the patient should be kept on an appropriate diet. In order to change the conditions in the intestine in the desired sense, soil microorganisms of the species Serratia, Pseudomonas and Rhizobium or Agrobacterium, which are not identified in more detail, which contain adaptive, residual nitrogen-degrading enzymes such as urease, creatinase and the like and thus a breakdown of the residual nitrogen, such as e.g. of the urea in the intestine to a greater extent (Kidney International, Vol. 13, Suppl. 8 (1978), pp.194-202). However, it turned out that they no longer had the desired properties in the intestine (Proceeding Eur. Soc. For Artifical Organs (ESAO) Vol V, Zurich, 6-8.11.1978). They also need an approximately neutral pH in order to achieve good urease activity. Under such conditions, however, ammonia formed when the urea is cleaved is reabsorbed and has highly undesirable toxic effects on the liver. For this reason, Setelä's work was unsuccessful.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Problem zu lösen. Hierzu wird von der Überlegung ausgegangen, dass eine Darmflora erforderlich wäre, die eine Urease besitzt, welche auch im sauren pH-Bereich starke Aktivität entfaltet und nach Möglichkeit dort ihr Aktivitätsmaximum aufweist. Ausserdem müsste es sich um eine konstitutiv gebildete Urease handeln, nicht um eine nur aufgrund des vorhandenen Harnstoffs adaptiv entstehende Urease. The object of the invention is to solve this problem. For this purpose, it is assumed that an intestinal flora would be required which has an urease which also shows strong activity in the acidic pH range and where possible has its maximum activity there. In addition, it should be a constitutively formed urease, not an urease that only arises adaptively due to the urea present.
Bekannt ist, dass man den zur Ammoniakbeseitigung angestrebten niedrigen pH-Wert im Darm durch eine Bifidus-flora hervorrufen kann. Nunmehr wurde gefunden, dass es bestimmte Bifidusstämme gibt, die konstitutiv eine im sauren pH-Bereich stark aktive Urease bilden und diese Urease wiederum laufend den durch die Darmwand tretenden Harnstoff spalten und damit aus dem Gleichgewicht entfernen kann. It is known that the low pH in the intestine, which is aimed at removing ammonia, can be caused by a bifidus flora. It has now been found that there are certain strains of bifidus which constitutively form a urease which is highly active in the acidic pH range and which in turn can continuously split the urea passing through the intestinal wall and thus remove it from equilibrium.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein diätetisches Mittel zur Herabsetzung der Harnstoffkonzentration in Körper-flüssigkeiten, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Urease enthaltenden Bifidusbakterien der Art Bifidobacterium suis oder/und Bifidobacterium infantis. The invention therefore relates to a dietary agent for reducing the urea concentration in body fluids, characterized by a content of bifidus bacteria of the species Bifidobacterium suis or / and Bifidobacterium infantis containing urease.
Die erfindungsgemäss anzuwendenden Bifidusbakterien der Art Bifidobacterium suis wurden bei Schweinen gefunden. Ein Vorkommen bei Menschen ist bisher nicht bekannt geworden. Bevorzugt verwendet wird im Rahmen der Erfindung der Stamm Bifidobacterium suis DSM 20211. Als Stamm der Art Bifidobacterium infantis wird DSM 2877 bevorzugt. Dieser ist am 10. Februar 1984 bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen, Grisebachstrasse 8, 3400 Göttingen (BRD) hinterlegt worden. Er besteht aus Grampositiven, pleomorphen, anaeroben Stäbchen, die aus Glucose Acetat und Milchsäure bilden. Das Murein der Zellwand ist vom Orn-Ser-Ala-Thr-Ala Typ. Diesen Mureintyp enthalten neben B. infantis noch B. longum und B. suis. Diese drei Arten sind vom Genom her sehr nah verwandt mit5 The bifidus bacteria of the species Bifidobacterium suis to be used according to the invention were found in pigs. An occurrence in humans has so far not become known. The strain Bifidobacterium suis DSM 20211 is preferably used in the context of the invention. DSM 2877 is preferred as the strain of the species Bifidobacterium infantis. This was deposited on February 10, 1984 with the German Collection of Microorganisms, Grisebachstrasse 8, 3400 Göttingen (FRG). It consists of gram-positive, pleomorphic, anaerobic rods that form acetate and lactic acid from glucose. The murein of the cell wall is of the Orn-Ser-Ala-Thr-Ala type. In addition to B. infantis, this type of murine also contains B. longum and B. suis. The genome of these three species is very closely related to5
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einander. Der Stamm kann Arabinose und Melezitose nicht vergären und unterscheidet sich hierin von B. infantis und B. longum B. suis. each other. The strain cannot ferment arabinose and melezitose and differs from B. infantis and B. longum B. suis.
Das erfindungsgemässe diätetische Mittel kann den Ureasehaltigen Bifidusstamm der Art suis oder infantis alleine enthalten, vorzugsweise jedoch enthält es eine Kombination mit anderen Bifidusstämmen, die vor allem eine erhebliche Aziditätsbildungsfähigkeit aufweisen. Derartige Bifidustäm-me sind z.B. Bifidobacterium adolescentis DSM 20083, 20086 und 20087; Bifidobacterium angulatum DSM 20098; Bifidobacterium bifidum DSM 20082; 20215 und 20456; Bifidobacterium breve DSM 20091, 20213; Bifidobacterium catenulatum DSM 20103; Bifidobacterium infantis DSM 20088,20090 und 20223; Bifidobacterium longum DSM 20097 und 20219; Bifidobacterium sp DSM 20093. Alle zuvor genannten Bifidobacterium-Stämme sind bekannt und der Öffentlichkeit zugänglich bei: Deutsche Sammlung von Mikroorganismen, Grisebachstrasse 8, 3400 Göttingen (BRD). " The dietary agent according to the invention can contain the urease-containing bifidus strain of the species suis or infantis alone, but preferably it contains a combination with other bifidus strains which above all have a considerable ability to form acidity. Such bifid strains are e.g. Bifidobacterium adolescentis DSM 20083, 20086 and 20087; Bifidobacterium angulatum DSM 20098; Bifidobacterium bifidum DSM 20082; 20215 and 20456; Bifidobacterium breve DSM 20091, 20213; Bifidobacterium catenulatum DSM 20103; Bifidobacterium infantis DSM 20088, 20090 and 20223; Bifidobacterium longum DSM 20097 and 20219; Bifidobacterium sp DSM 20093. All of the above-mentioned Bifidobacterium strains are known and are available to the public at: German Collection of Microorganisms, Grisebachstrasse 8, 3400 Göttingen (FRG). "
Ausser den genannten Bifidusstämmen kann das erfindungsgemässe diätetische Mittel noch übliche Zusatzstoffe enthalten wie Geschmackstoffe, Farbstoffe, Verdünnungsmittel und dergleichen. Vorzugsweise enthält das Mittel zusätzlich noch Bestandteile des Kulturmediums, d.h. die in dem Kulturmedium, in dem die Bakterien gezüchtet wurden, enthaltenen Feststoffe. Insbesondere enthält das diätetische Mittel daher Milchbestandteile oder Sojamilchfeststoffe sowie gegebenenfalls zusätzlich Pepton oder/und Hefeextrakt. In addition to the bifid strains mentioned, the dietetic agent according to the invention can also contain conventional additives such as flavors, colors, diluents and the like. Preferably, the agent additionally contains components of the culture medium, i.e. the solids contained in the culture medium in which the bacteria were grown. In particular, the dietary agent therefore contains milk components or soy milk solids and, if appropriate, additionally peptone and / or yeast extract.
Das erfindungsgemässe diätetische Mittel kann in jeder für die orale Verabreichung geeigneten Form konfektioniert werden. Vorzugsweise liegt es in lyophilisierter Form vor und wird vor der Verabreichung durch Zusatz einer trinkbaren Flüssigkeit wie Wasser, Milch, Tee oder dergleichen bis zu einer trinkfähigen Konsistenz aufgeschlämmt und getrunken. Die Verabreichung kann aber auch in anderer Form, z.B. in Gelatinekapseln, erfolgen. The dietetic agent according to the invention can be packaged in any form suitable for oral administration. It is preferably in lyophilized form and is slurried and drunk to a drinkable consistency before administration by adding a drinkable liquid such as water, milk, tea or the like. However, administration can also take other forms, e.g. in gelatin capsules.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen diätetischen Mittels. Gemäss dieser bevorzugten Ausführungsform züchtet man wenigstens einen Bifidobacterium suis oder infantis Stamm und gegebenenfalls einen weiteren Bifidobacterium Stamm in einem geeigneten Nährmedium und lyophilisiert die so erhaltene Kultur. Another object of the invention is a preferred method for producing the dietetic agent according to the invention. According to this preferred embodiment, at least one Bifidobacterium suis or infantis strain and, if appropriate, a further Bifidobacterium strain are grown in a suitable nutrient medium and the culture thus obtained is lyophilized.
Als geeignete Nährmedien kommen alle in physiologischer, diätetischer und geschmacklicher Hinsicht geeigneten Nährlösungen in Betracht, vorzugsweise Milchprodukte, wie z. B. Sojamilch, die bevorzugt wird, oder Molke und insbesondere Magermilch. Die Nährmedien können mit weiteren Zusätzen, wie z.B. Hefeextrakt und/oder Peptonen und/oder anderen, die Verdauung fördernden Stoffe, versehen sein, vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 1% Gew.-Vol., bezogen auf das fertige Nährmedium. Insbesondere bei Verwendung von Magermilch, die üblicherweise aus Trockenmagermilch und Wasser bereitet wird, hat sich ein Zusatz von Hefeextrakt und oder Pepton als zweckmässig erwiesen. Es kann auch ein Gemisch aus zwei oder mehreren der obengenannten geeigneten Nährmedien eingesetzt werden. Vorzugsweise setzt man 0.4 bis 0,5 Gew.-% Hefeextrakt und 0,4 bis 0,6 Gew.-% Pepton, bezogen auf das Volumen der Lösung, zu. Suitable nutrient media are all nutrient solutions suitable in physiological, dietary and taste terms, preferably milk products, such as. B. soy milk, which is preferred, or whey and especially skimmed milk. The nutrient media can be mixed with other additives, e.g. Yeast extract and / or peptons and / or other substances which promote digestion, preferably in amounts of 0.1 to 1% by volume, based on the finished nutrient medium. In particular when using skim milk, which is usually prepared from dry skimmed milk and water, an addition of yeast extract and or peptone has proven to be expedient. A mixture of two or more of the above-mentioned suitable nutrient media can also be used. Preferably 0.4 to 0.5% by weight of yeast extract and 0.4 to 0.6% by weight of peptone, based on the volume of the solution, are added.
Wie bereits erwähnt, können dem erfindungsgemässen diätetischen Mittel noch weitere übliche Zusatzstoffe, insbesondere diätetisch geeignete Zusätze wie z.B. Glucose, ß-Lactose und Lactulose zugegeben werden. Bezogen auf den gefriergetrockneten Zustand enthält das Mittel vorzugsweise IO6 bis 1010. insbesondere IO8 bis 109 lebende Bifidum-Bakte-rienzellen pro Gramm. As already mentioned, the dietetic agent according to the invention can also contain other conventional additives, in particular dietetically suitable additives such as e.g. Glucose, β-lactose and lactulose can be added. Based on the freeze-dried state, the agent preferably contains IO6 to 1010. In particular IO8 to 109 living bifidum bacterial cells per gram.
Die Züchtung der Mikroorganismen selbst erfolgt in der hierfür bekannten und üblichen Weise. The microorganisms themselves are grown in the manner known and customary for this purpose.
Die Bebrütungszeit hängt von der Temperatur ab. Vorzugsweise wird während 15 bis 30 Stunden bei einer Temperatur von 15 bis 45 "C bebrütet und insbesondere während 24 Stunden bei 37 + 2 :C. Während der Züchtung hält man vorzugsweise den pH-Wert zwischen 5,7 und 5,9, zweckmässig durch Zugabe eines Alkali. Besonders geeignet ist Kalkmilch (Calciumhydroxidlösung), die man in der Regel zwei-bis viermal während der Züchtung zudosiert. The incubation time depends on the temperature. Incubation is preferably carried out at a temperature of 15 to 45 ° C. for 15 to 30 hours and in particular at 37 + 2: C for 24 hours. During the cultivation, the pH is preferably maintained between 5.7 and 5.9, suitably Addition of an alkali Lime milk (calcium hydroxide solution), which is usually added two to four times during cultivation, is particularly suitable.
Das erfindungsgemässe diätetische Mittel schafft die Möglichkeit, die Harnstoffmenge in den Körperflüssigkeiten wesentlich stärker herabzusetzen, als dies bisher über den Darm möglich war. Dies eröffnet die Möglichkeit, auch bei einem Nierenversagen den Harnstoffgehalt so weit zu verringern, dass die verbleibenden Restharnstoffmengen unschädlich sind bzw. ohne oder nur mit wenigen Dialysebehandlungen beseitigt werden können, so dass der Abstand zwischen den einzelnen Dialysen erheblich verlängert werden kann. Hierdurch wird nicht nur eine wesentliche Erleichterung für die Kranken geschaffen, sondern es wird auch vermieden, dass dem Körper für die Resynthese benötigte Stickstoffverbindungen übermässig entzogen werden. The dietetic agent according to the invention creates the possibility of reducing the amount of urea in the body fluids much more than was previously possible via the intestine. This opens up the possibility, even in the case of kidney failure, to reduce the urea content to such an extent that the remaining amounts of residual urea are harmless or can be removed without or only with a few dialysis treatments, so that the distance between the individual dialyses can be considerably extended. This not only makes life much easier for the sick, it also prevents the nitrogen compounds required for resynthesis from being excessively removed from the body.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung weiter. The following example further explains the invention.
Beispiel example
Eine aus Sojamilchpulver und Wasser bereitete Nährlösung, der, bezogen auf die fertige Nährlösung, je 0,5 Gew.-% Hefeextrakt und Pepton zugesetzt wurden, wird mit einer Reinkultur von Bifidobacterium infantis, DSM 2877 beimpft. Die Kultur wird während 24 Stunden bei einer Temperatur von 37 ;C bebrütet. Nach jeweils etwa 8 Stunden wird der pH-Wert auf 5,8 bis 5,9 nachgestellt durch Zusatz der erforderlichen Menge Kalkmilch. Danach wird die Kultur gekühlt und gefriergetrocknet. Das auf diese Weise erhaltene Lyophilisat wird kühl gelagert. Zur Verabreichung wird das Produkt mit lauwarmem Wasser (ca. ein Teelöffel auf '/41 Wasser) verrührt und die erhaltene Suspension sofort getrunken. A nutrient solution prepared from soy milk powder and water, to which 0.5% by weight of yeast extract and peptone, based on the finished nutrient solution, was added, is inoculated with a pure culture of Bifidobacterium infantis, DSM 2877. The culture is incubated at a temperature of 37 ° C for 24 hours. After approximately 8 hours, the pH is adjusted to 5.8 to 5.9 by adding the required amount of lime milk. The culture is then cooled and freeze-dried. The lyophilisate obtained in this way is stored in a cool place. For administration, the product is stirred with lukewarm water (approx. One teaspoon per '/ 41 water) and the suspension obtained is drunk immediately.
Anstelle von Sojamilch wurde auch Magermilch und Molke verwendet. Instead of soy milk, skim milk and whey were also used.
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