CN105338824B - 改善运动表现的组合物和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于增强犬类运动表现的组合物和方法。所述组合物为运动前补充剂,所述补充剂通常包含:(a)约35%至约60%的蛋白质或氨基酸,其中包含一种或多种结构蛋白质、一种或多种生物可利用的蛋白质和一种或多种支链氨基酸;(b)约20%至约38%的脂肪,其中至少包含一种中链甘油三酯来源;以及(c)约5%至约25%的碳水化合物。所述方法包括在运动环节开始前约30至60分钟内向所述动物施用所述补充剂。所述补充剂可结合一种或多种其他运动表现增强剂或恢复剂一起施用。
Description
背景技术
相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2013年6月28日的美国临时申请序列号61/841,011的优先权,该美国临时申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
背景技术
技术领域
本发明整体涉及运动表现和支持运动表现的营养这一领域。具体地讲,本发明涉及含有易吸收的蛋白质与脂肪的膳食补充剂,以及在运动前一段规定的时间内施用该补充剂的方法。
相关领域的描述
改善犬类运动表现可涉及增强犬类在以下活动中的体能或耐力:奔跑、追踪、衔回、游泳、拖拽物品,或者任何其他在所需的任务或活动期间需要肢体持续运动或需要用力的活动。对狗类来说,脂肪代谢是次最大强度用力期间产生能量的主要途径。狗类天生像被编制程序那样(自然进化为)适合完成高耐力活动并具有高新陈代谢水平。但狗类运动久了也会感觉疲劳,开始疲劳的时间取决于狗类自身调节运动的水平、其体适能和运动频率。所以,延长运动耐力和/或改善运动具有明显的好处。于是可改善运动表现的食品或营养载运体系应运而生。
狗类在能量消耗率低的情况下,绝大多数能量由脂肪氧化供应,而对人类来说,能量更优先由来自糖原储备的葡萄糖产生。更具体地讲,狗类在休息和运动时,由脂肪氧化供应的能量是需氧量较少物种(如山羊)的两倍(McLelland et al.,1994,Am.J.Physiol.266(4Pt.2):R1280-1286(McLelland等人,1994年,《美国生理学杂志》,第266卷,第2期(共4期),第R1280-1286页);Weibel et al.,1996,J.Exp.Biol.199(8):1699-1709(Weibel等人,1996年,《实验生物学杂志》,第199卷,第8期,第1699-1709页))。马拉松运动员中速跑时,体内碳水化合物氧化供应身体所需能量,直到全部糖原储备耗尽,此时脂肪氧化成为唯一可用的能量来源(Hultman et al.,1994,Modern Nutrition in Health and Disease,M.E.Shils,J.A.Olson,and M.Shike,eds;Lea&Febiger,Philadelphia,pp.663-685(Hultman等人,1994年,《当代营养学中的健康与疾病》,M.E.Shils、J.A.Olson和M.Shike编辑,费城Lea&Febiger出版社,第663-685页))。因此,人的体能受肌肉中糖原含量限制;而狗类开始运动后不久,机体就会激活脂肪代谢并将氨基酸转化为葡萄糖,从而有助于全面提升有氧代谢能力及耐力。
不同动物中肌纤维的差异也会影响动物利用有氧或无氧能量来源的程度。狗和猫的肌肉包含不同类型的肌纤维。具体地讲,狗体内所有纤维类型的有氧代谢能力都较高,因而耐疲劳。相比之下,猫体内的肌纤维可分为依赖无氧代谢的低有氧代谢型纤维,和有氧代谢能力较高的高有氧代谢型纤维。所以,测得狗体内的最大氧代谢能力(VO2max)和氧代谢能力最大时腿部肌肉(腓肠肌)中血流量是猫体内的五倍左右。因此,狗适合以脂肪为能量来源的耐力运动,而猫适合以糖原为能量来源的短时间有爆发力活动,譬如跳跃和突袭猎物时需要的那些活动。
犬类的运动表现还与蛋白质和氨基酸代谢显著相关。狗在运动时,体内蛋白质和氨基酸的合成与分解代谢增强。合成代谢增强是机体适应与训练相关生理变化的结果,能够补偿运动期间分解代谢掉的蛋白质与氨基酸。蛋白质和氨基酸在运动中(尤其是在正运动的肌肉内)作为机体能量来源和糖异生前体,发生分解代谢。随着糖异生前体如丙氨酸、乳酸盐、丙酮酸盐和谷氨酰胺逐渐增多,糖异生在运动中(尤其是持续时间超过30分钟的运动中)发挥的作用愈发重要。从肌肉、内脏和脂肪组织中调动糖异生前体很重要。谷氨酰胺和丙氨酸将支链氨基酸氧化得到的氨副产物运送到正运动的肌肉外,通过肝脏转化为葡萄糖,所以是重要的糖异生前体。所以,内脏中的易分解蛋白质来源似乎是为正运动的肌肉供能的支链氨基酸的来源,并由于运动引起的肌蛋白分解代谢而释放。
体能表现可因细胞应激和肌细胞损伤而发生变化。细胞损伤是运动的自然结果,造成细胞损伤的原因是蛋白质分解代谢过度,以及有氧呼吸产生的自由基引起了氧化应激。“细胞损伤”是体育/运动研究团体内公认的术语。该代谢状态的程度与多种因素有关,这些因素包括机体调节运动的水平、运动持续时间、运动强度、运动规律性和营养水平。可调节供给机体的营养水平,以有利的方式改变该代谢状态的程度。
在运动引起肌肉损伤后,使出最大力时肌肉的收缩能力会降低(Pearce et al.,1998,J.Sci.Med.Sport 1:236-244(Pearce等人,1998年,《运动科学和医学杂志》,第1卷,第236-244页),三种类型的肌肉动作都观察到了这一现象,分别为:偏心动作(放下举起的重物,或伸长肌肉),向心动作(举起重物,或缩短肌肉)和等距动作(肌肉收缩过程中,肌肉长度不变)(Turner et al.,2008,J.Appl.Physiol.105:502-509(Turner等人,2008年,《应用生理学杂志》,第105卷,第502-509页)),跳跃时肌肉的收缩能力也会降低(Kirby etal.,2012,Amino Acids 42(5):1987-1996(Kirby等人,2012年,《氨基酸》,第42卷,第5期,第1987-1996页))。
运动过程中肌肉细胞的胞内支链氨基酸水平损耗,是因为胞内支链氨基酸作为能量来源被氧化掉。胞内支链氨基酸(尤其是亮氨酸)损耗还与循环血浆浓度降低有关。从事耐力和抗阻运动前服用多剂支链氨基酸(BCAA)(0.050至0.100g/kg体重)减少了肌肉损伤生物标志物(即CK)、减轻了恢复期的肌肉酸痛(DOMS:延迟性肌肉酸痛)程度,并降低了肌肉疲劳度(Greer et al.,2007,Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab.17(6):595-607(Greer等人,2007年,《国际运动营养与运动代谢杂志》,第17卷,第6期,第595-607页);Jackman etal.,2010,Med.Sci.sports Exerc.42(5):962-70(Jackman等人,2010年,《运动训练医学和科学》,第42卷,第5期,第962-970页))。
理想的是,动物(尤其是狗)在运动前食用一种食物后,体内代谢可被充分调动起来,或者内源性蛋白质的分解可降至最低限度,导致耐力提升并且/或者由运动引起的天然分解代谢水平降低,继而在一个运动回合中改善表现;但目前尚未研制出这种有效食物。此外,降低运动引起的分解代谢状态的程度会加速机体在运动后恢复。例如,犬类机能零食市场中现有的产品由高含量碳水化合物和极少量脂肪(很可能不到6%)配制而成。这些产品会导致犬只胰岛素分泌水平升高,从而使运动相关代谢途径的活力降低。通常情况下,这些产品的蛋白质含量也很低(例如,不到10%),而且这些产品所含的蛋白质来源的配方不易消化。
发明内容
因此,本发明的一个目标是提供可用于改善动物(尤其是犬类)运动表现的组合物和方法。
本发明的另一个目标是提供可用于凭借提高动物(尤其是犬类)对膳食蛋白质的生物利用率,来改善动物运动表现的组合物和方法。
本发明的另一个目标是提供可用于凭借提高动物(尤其是犬类)对支链氨基酸的生物利用率,来改善动物运动表现的组合物和方法。
本发明的另一个目标是提供可用于凭借提高动物(尤其是犬类)对亮氨酸的生物利用率,来改善动物运动表现的组合物和方法。
本发明的另一个目标是提供可用于凭借减少动物(尤其是犬类)体内内源性支链氨基酸的氧化,来改善动物运动表现的组合物和方法。
本发明的另一个目标是提供可用于凭借激活动物(尤其是犬类)体内蛋白质合成,来改善动物运动表现的组合物和方法。
本发明另外的目标是提供用于改善动物运动表现的套装,以及用这种套装执行本文所述方法的操作。
本发明的另一个目标是提供一种包装,该包装包括本文提供的组合物和贴附在包装上的标签、徽标、图形等,其中标签、徽标、图形等用于指示包装内容物和/或为了改善动物运动表现而向动物施用包装内膳食补充剂的有益效果。
采用可改善动物运动表现的新型组合物和方法,可实现前述目标中的一个或多个目标以及其他目标。一般来讲,前述组合物可包含运动前补充剂,该运动前补充剂包含:(a)约35%至约60%的蛋白质或氨基酸,其中包含一种或多种结构蛋白质、一种或多种生物可利用的蛋白质和一种或多种支链氨基酸;(b)约20%至约38%的脂肪,其中至少包含一种中链甘油三酯来源;以及(c)约5%至约25%的碳水化合物。前述方法包括在开始运动前一段预定的时间内施用该补充剂。
本发明的这些、其他和更多目标、特征和优点对本领域的技术人员来说是显而易见的。
具体实施方式
定义
用术语“个体”提及动物时,是指任何物种或种类的动物(特指犬类)的个体。
术语“动物”是指能够受益于本文提供的一种或多种组合物和方法的任何动物,尤其是能够受益于可用于改善运动表现的方法和组合物的动物。因此,本发明涉及任一种动物。在一个实施例中,动物可为犬类。在一个方面,犬类可为驯化的物种,例如狗。例如,某些犬类伙伴从事可能很剧烈的体力活动,尤其是工作犬类,譬如用来拉雪橇或拉马车、放牧、参与警务工作、救援、追踪、体育比赛和敏捷犬(agility)比赛的那些工作犬类。或者,犬类可为半驯化或未驯化的物种,例如澳洲野狗、狼、丛林狼、胡狼或狐狸。
本文所用的“运动”是指一类由动物开展、或为达到特定目的而指令动物开展的体力活动,这些特定目的例如为改善综合健康状况、改善适应度、控制体重、改善健康或适应度的特定方面、强化或改善某项身体技能或一组身体技能、改善身体机能、修复损伤等。运动可定期开展,例如每日开展一次、每周开展一次或每周开展三次。运动频率低于每周一次时,认为是“偶尔”运动。还认识到可开展其他模式的运动,并考虑将这些运动用于本文。前述组合物和方法既可用于常规性运动,也可用于偶尔运动。
术语“有效量”,是指能够有效实现特定生物学效果的化合物、材料、组合物、药物或其他材料的量。这些生物学效果包括(但不限于)下文示出的一个或多个结果。
术语“补充剂”或“膳食补充剂”是指用来供动物在正常饮食之外摄取的产品。膳食补充剂可以是任何形态,例如固态、液态、凝胶、片剂、胶囊、粉末等。在一个实施例中,膳食补充剂以方便的剂型提供。在一些实施例中,膳食补充剂以零售散包装形式提供,例如散装粉末、液体、凝胶或油。在其他实施例中,补充剂被配制成食物类,例如小吃、犒赏物、饼干、饮料等。
术语“施用”除向另一种动物施用外,还包括自身施用,例如看护人可向伴侣动物施用膳食补充剂。
术语“口服”是指动物摄食一种或多种本文所述的组合物,或者人类向动物喂食或在指导下向动物喂食一种或多种本文所述的组合物。人类在指导下向动物喂食本文所述组合物时,这种指导可以指示并/或告知喂食人,使用这种组合物可以并且/或者将带来提到的有益效果,例如改善动物在体力活动或运动中的表现。这种指导可以是口头指导(例如,来自如医师、兽医或其他保健专业人士或者广播或电视媒体(即广告)的口头说明),或者书面指导(例如,来自如医生、兽医或其他保健专业人士的书面指导(如处方)、专业销售人员或组织的书面指导(例如,通过如营销手册、小册子或其他指导性随身用具)、书面媒体(例如,互联网、电子邮件、网站或其他计算机相关媒体),和/或与组合物有关的包装(例如,位于容纳该组合物的容器上的标签),或其组合(例如,标签或包装说明书,其上附有指导,指示使用者访问网站获取更多信息)。
术语“结合”是指把用于改善运动表现的组合物、食物组合物、药剂、药物、恢复剂或者本文所述的其他化合物或组合物通过以下方式施用给动物:(1)以单一组合物的形式一并施用,或者(2)以相同或不同的频率、使用相同或不同的施用途径、在大约相同时间或定期分别施用。“定期”是指以特定药剂可接受的用药方案来施用药剂,并指将适合特定动物的食物或补充剂定期喂给动物。“大约相同时间”通常是指补充剂和药剂同时施用,或者施用时间间隔不到约72小时。“结合”具体地讲包括这样的施用方案,其中在运动前的限定时间窗内施用如本文公开的膳食补充剂,该限定时间窗在运动开始前约2小时至运动开始那一刻这段范围内。
术语“单个包装”是指套装的多个部件在一个或多个容器中物理相关联,或与一个或多个容器物理相关联,而且被视作制造、分装、销售或使用的单元。容器包括(但不限于)袋、盒或纸盒、瓶,任何类型、任何设计或任何材料的包装,外包装、收缩包装、附连部件(例如,装订部件、粘附部件等),或前述容器的任意组合。例如,单个包装套装可提供单独组合物和/或食物组合物的容器,这些容器物理相关联以使得它们被视作制造、分装、销售或使用的单元。
术语“虚拟包装”,是指套装的多个部件与一个或多个物理或虚拟套装部件上的指导相关,这些指导指示用户如何(例如)在装有一种部件和指导的袋子或其他容器中获取其他部件,指导内容指示用户访问网站、联系预先录制的留言或传真服务、观看视觉信息或者联系护理员或指导员获取(例如)关于如何使用套装或者关于套装的一个或多个部件的安全或技术信息的说明。可作为虚拟套装一部分提供的信息的例子包括使用说明;安全信息,例如材料安全数据表;毒物控制信息;潜在不良反应信息;临床研究结果;膳食信息,例如食物组成或热量组成;关于体力活动、运动、新陈代谢、耐力等的一般信息。
除非另外特别规定,否则本文表述的所有百分比都以组合物的干物质重量为基础计算。技术人员将认识到,术语“干物质基础”是指除去组合物中的任何游离水分后,再测量或测定组合物中某种组分的浓度或百分比。
本文使用的范围都是缩略范围,以免必须详细陈列或描述范围内的每个数值。可选择范围内的任何适当的值,适当时,可选择上限值、下限值或该范围的端值。
本文使用术语“约”表示预期在给定值上加上或减去该值的20%、15%、10%、5%或1%。因此使用“约”作为简要提示,表示认识到规定字面值发生较小变化后,仍在本发明的范围之内。
如本文及所附权利要求所用,词语的单数形式包括复数,反之亦然,除非上下文明确另外规定。因此,提及“一个”、“一种”和“该”通常包括相应术语的复数形式。例如,提及“一只狗”、“一种方法”或“一种补充剂”,包括提及多只这种狗、多种此类方法或多种此类补充剂。与此类似,词语“包括”、“包含”和“含有”都用于包含性而非排他性地解释。同样地,术语“包括”、“包含”和“或”都应当视为包含性的,除非上下文明确禁止这一解释。本文使用“例子”或“例如”时,尤其是其后跟着术语名单时,仅为示例性和说明性的,并且不应视为排他的或详尽的。
术语“包含”旨在包括术语“基本上由…组成”和“由…组成”所涵盖的实施例。与此类似,术语“基本上由…组成”旨在包括术语“由…组成”所涵盖的实施例。
本文公开的方法、组合物和其他提议不限于本文所述的具体方法、方案及试剂,因为这些具体方法、方案及试剂可按对技术人员来说显而易见的方式作出改变。此外,本文所用的术语只出于描述具体实施例的目的,并非旨在限制、也不会限制本文公开或受权利要求书保护的范围。
除非另外定义,否则本文使用的全部科技术语、专门术语及首字母缩略词都具有本发明所属领域或使用这些术语的领域的普通技术人员所通常理解的含义。虽然在本发明的实施中可使用任何与本文所述那些组合物、方法、制品或者其他手段或材料类似或等效的组合物、方法、制品或者其他手段或材料,但本文描述的是某些组合物、方法、制品或者其他手段或材料。
本文中引述或提及的所有专利、专利申请、出版物、技术和/或学术论文以及其他参考文献都在适用法律允许的范围内全文以引用方式并入本文。对这些参考文献的论述仅旨在总结其中作出的论断。我们并不承认任何这些专利、专利申请、出版物或参考文献或它们的任何一部分是本发明的相关材料或现有技术;并特别保留质疑这些专利、专利申请、出版物及其他参考文献作为相关材料或现有技术提出的任何断言的正确性和相关性的权利。说明书末尾列出了在说明书内未完整引用的出版物的完整引用信息。
本发明
本发明人已认识到,大多数为狗类配制的供能产品包括各种号称可改善运动表现的维生素/矿物质和碳水化合物制剂,但这些产品的作用目标都不是基础生理机能,即运动时强化蛋白质构建或减少蛋白质分解。此外,现在还没有将运动前喂食食物/补充剂的具体时间视为可影响运动表现的因素。所以,本发明人发现了新型组合物和方法,用于影响并改善动物(尤其是犬类)的运动表现。
本发明的一个方面突出了供动物在运动前食用的膳食补充剂。在某些实施例中,动物是指在耐力运动中,代谢过程使用脂肪作为第一和/或主要能量来源的动物。在一个实施例中,动物为犬类。
该补充剂可包含:(a)约35%至约60%的蛋白质、肽和/或氨基酸,其中包含一种或多种结构蛋白质、一种或多种生物可利用的蛋白质和一种或多种支链氨基酸;(b)约20%至约38%的脂肪,其中至少包含一种中链甘油三酯来源;以及(c)约5%至约25%的碳水化合物,在一个方面,包括复合碳水化合物。
在某些实施例中,该补充剂至少包含约35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%或59%的蛋白质、肽和/或氨基酸。在某些实施例中,该补充剂最多包含约36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%或60%的蛋白质、肽和/或氨基酸。具体地讲,该补充剂可包含约40%至约50%之间的蛋白质、肽和/或氨基酸,或者约45%至约55%之间的蛋白质、肽和/或氨基酸。在一个实施例中,该补充剂中的蛋白质/肽/氨基酸组分将包含约30%至46%的结构蛋白质、约24%至31%的中等长度肽片段,以及约20%至50%的生物可利用的蛋白质/肽。约6%至8%的支链氨基酸分布在蛋白质/肽/氨基酸组分内(约6%至8%是基于总产品重量计算得到的)。
如上所述,补充剂的蛋白质/肽/氨基酸组分包括结构蛋白质、生物可利用的蛋白质或肽,以及氨基酸。结构蛋白质的功能是赋予补充剂形状、质构和营养成分。结构蛋白质可包括动物蛋白,例如肌蛋白和器官蛋白。在一个实施例中,结构蛋白质包括心肌,例如牛心肌;而且还可包括植物蛋白,例如大豆粉、面粉或粗玉米粉。
生物可利用的蛋白质或肽组分的功能是,在运动起初提供迅速吸收的蛋白质来源。这种迅速吸收的蛋白质来源可包括在摄入后30分钟内(在一个方面,在摄入后15分钟内)吸收的蛋白质来源。生物可利用的蛋白质/肽可包括乳清、部分水解的大豆蛋白、水解氨基酸,或这些物质的任意组合。如果存在乳清蛋白的话,其包括粗蛋白含量为约80%的乳清蛋白浓缩物;如果存在大豆的话,其将以改性大豆蛋白(例如SPI 1510,一种部分水解产品)或分离大豆蛋白(未水解)的形式存在。
支链氨基酸(BCAA)的功能是刺激蛋白质合成、减弱蛋白质分解代谢、激活肌蛋白重建、减轻肌肉疲劳、减少肌肉损伤和蓄积与肌细胞损伤或应激相关的生物标志物。在一个实施例中,支链氨基酸为亮氨酸。在某些实施例中,亮氨酸(无论是单独的氨基酸,还是作为蛋白质的一部分)在膳食补充剂中以约2%至约5%之间的量存在。在某些实施例中,补充剂总共至少包含约2%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4%、4.1%、4.2%、4.3%、4.4%、4.5%、4.6%、4.7%、4.8%或4.9%的亮氨酸。在某些实施例中,补充剂总共最多包含约2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4%、4.1%、4.2%、4.3%、4.4%、4.5%、4.6%、4.7%、4.8%、4.9%或5%的亮氨酸。在特定实施例中,补充剂总共包含约2.5%至约5%之间的亮氨酸、或者约3.5至约5%之间的亮氨酸、或者约3.5%至约4.5%之间的亮氨酸、或者约3.6%至约4.4%之间的亮氨酸。在某些实施例中,补充剂至少包含约0.8%、0.85%、0.9%、0.95%、1.0%、1.05%、1.1%、1.15%、1.2%或1.25%的游离亮氨酸。在某些实施例中,补充剂最多包含约0.85%、0.9%、0.95%、1.0%、1.05%、1.1%、1.15%、1.2%、1.25%或1.3%的游离亮氨酸。在特定实施例中,补充剂包含约0.8%至1.4%之间的游离亮氨酸,或者约0.9%至1.3%之间的游离亮氨酸。
在各种实施例中,前述组合物还包含一种或多种另外的氨基酸或它们的盐或衍生物,例如谷氨酰胺、谷氨酸、一种或多种其他BCAA(异亮氨酸或缬氨酸)或精氨酸。据认为,这些氨基酸中的每一种都能在改善运动表现或影响动物从剧烈活动恢复方面发挥重要作用,作用机制例如有:从蛋白质分解代谢转换到蛋白质合成代谢、减少氨基酸或蛋白质(如肌蛋白)的损失,以及/或者提供一种或多种使动物充满活力或能顺利完成生物合成的中间体,例如三羧酸(TCA)循环中间体。
在某些实施例中,补充剂至少包含约20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%或37%的脂肪。在某些实施例中,补充剂最多包含约21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%或38%的脂肪。具体地讲,补充剂可包含约24%至约34%之间的脂肪,或者约26%至约32%之间的脂肪,或者约28%至约30%之间的脂肪。
膳食补充剂的脂肪组分通常包括脂肪的组合,其中至少一种脂肪是中链甘油三酯来源。在一个实施例中,中链甘油三酯来源是椰子油、棕榈仁油,或者这些油与其他含中链甘油三酯(MCT)的植物油的组合。在另一个实施例中,除多种其他物质外,使用了市售的中链甘油三酯共混物,例如中链甘油三酯(美国新泽西州梅伍德斯泰潘脂类营养公司(Stepan Lipid Nutrition,Maywood,NJ))。在一个实施例中,前述组合物包含的中链甘油三酯占总脂肪的约15%至约30%。在一个实施例中,前述组合物包含的中链甘油三酯占补充剂总营养成分的约2.6%至约7.6%。脂肪组分的剩余部分可来自蛋白质来源,例如肉成分(如果存在)。除此之外或作为另一种选择,可添加脂肪来源,例如猪油、家禽脂肪、植物油、鱼油等。
碳水化合物的含量应保持较低,并应当主要包括复合碳水化合物,例如面粉、粗粉或淀粉。在某些实施例中,该补充剂最多包含6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%或25%的碳水化合物;然而一些实施例中碳水化合物含量较低,例如,不到补充剂中总营养成分的20%、15%、10%或7%。保持补充剂含有较少碳水化合物并且/或者使用复合碳水化合物,可以最大程度减少胰岛素分泌。
应当记住,营养补充剂是用来仅向动物提供其每日总营养需求的一部分,具体地讲,提供一定量营养物质(即,蛋白质、肽、氨基酸、脂肪、碳水化合物与微量营养素的组合),该量的营养物质足以改善运动表现,但并不足以使动物感到饱胀或行动迟缓。因此,可将该补充剂配制为以约1.0g/kg动物体重(BW)至约3.0g/kg动物体重之间的量向动物提供营养物质。在某些实施例中,该补充剂被配制为以至少约1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8或2.9g/kg动物体重的量向动物提供营养物质。在某些实施例中,该补充剂被配制为以最多约1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3.0g/kg动物体重的量向动物提供营养物质。在一个实施例中,该补充剂被配制为以约1.2至约2.2g/kg动物体重的量向动物提供营养物质。在另一个实施例中,该补充剂被配制为以约1.4至约2.0g/kg动物体重的量向动物提供营养物质。在一个具体实施例中,该补充剂被配制为以约1.6至约1.8g/kg动物体重的量向动物提供营养物质。
前述组合物能够以动物膳食补充剂的任意典型形式使用。在一个实施例中,该补充剂被配制为宠物食物,例如宠物犒赏物的形式,如饼干或咀嚼物。在其他实施例中,上述营养成分可采用凝胶、糊剂、果冻或饮料的形式提供。因此,水分或水含量、或惰性载体的含量可以变化,这一点是技术人员理解的。
前述组合物还可包含一种或多种其他药剂,用于改善运动表现、促进新陈代谢、延长耐力并且/或者影响运动后恢复。改善表现的药剂和/或恢复剂包括抗氧化剂(如维生素C、维生素E或维生素A)、多种化合物(如琥珀酸,或其盐或衍生物)、各种辅酶因子(如辅酶Q10)、电解质(如钠、钾)、草本补充剂或提取物,等等。在一些实施例中,本文所述组合物还可与此类另外的药剂大致同时、或结合此类另外的药剂施用或服用;或者可将本文所述多种组合物一并配制成单一组合物,或含有若干种组合物的单一套装。除其他方面外,此类另外的药剂还可有助于为动物补充水分或调整水分,以及为动物血液充氧或再充氧。
本发明的另一方面突出了一种用于改善动物(尤其是犬类)运动表现的方法。该方法包括向动物施用运动前补充剂,该运动前补充剂包含:(a)约35%至约60%的蛋白质、肽和/或氨基酸,其中包含一种或多种结构蛋白质、一种或多种生物可利用的蛋白质和一种或多种支链氨基酸;(b)约20%至约38%的脂肪,其中至少包含一种中链甘油三酯来源;以及(c)约5%至约25%的碳水化合物,在一个方面,包括复合碳水化合物。
在一个实施例中,该补充剂在运动前施用,例如,在运动前约0至约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55或60分钟之间施用。在一个实施例中,该补充剂在运动前约10分钟至约20分钟之间、或约20分钟至约40分钟之间、或约40分钟至约60分钟之间施用。在一个具体实施例中,该补充剂在运动前约30分钟施用。动物长时间运动时,可以在运动期间定期施用补充剂。例如,可在动物连续运动30、60、90分钟或更长时间后,额外提供补充剂。
该方法用于施用有效量的前述组合物,以改善运动表现。需要的有效量是足以实现一种或多种下列效应的量:(1)施用后约30分钟内血液中BCAA增加;(2)施用后约30分钟内血液中亮氨酸增加;(3)正运动肌肉可利用更多游离脂肪酸和/或甘油,例如,测量到血液循环中这些物质的水平提高;(4)施用后显著避免胰岛素分泌(例如不到5%);(5)活动引起的蛋白质分解代谢减弱;(6)蛋白质生物合成增强;(7)血液氧合作用稳定或增强;(8)至少一种应激激素产量降低;(9)蛋白质氧化产物产量降低;(10)内源性pH缓冲剂(如β-丙氨酸)和/或肌肽水平增加或消耗减少,可抵消掉运动产生的乳酸,以及/或者(11)疲劳感或酸痛感减轻。这些水平可通过比较在运动前如本文所述那样使用了本发明的组合物和在运动前未使用本发明的组合物的相应水平测得。
该方法可用于参与体力活动的任何动物或动物群体,尤其是那些从事剧烈活动,如工作、训练、竞赛体育运动等的动物或动物群体。具体地讲,动物是犬类,例如工作犬、竞技犬或陪伴主人例如散布、慢跑、远足或奔跑的犬只。
本发明公开的通过施用本文所述膳食补充剂来改善动物运动表现的方法还可涉及如上所述那样施用另外的药剂,来改善运动表现或达到另一种附属有益目标,例如加快从剧烈运动恢复,或最大程度减轻与运动应激相关的后果。可先施加用于改善运动表现的膳食补充剂,再施加其他药剂;或可同时或相继施用膳食补充剂和其他药剂;或可先施用其他药剂,再施用膳食补充剂。例如,可以在体力活动开始前、过程中或结束后,让动物服用运动前补充剂与一种或多种恢复剂。
本发明另一方面的特征在于用于改善运动表现的套装,以及用于制备如本文所述的膳食补充剂的套装。在单一包装的单独容器中或在虚拟包装的单独容器中,用于改善运动表现的套装包括:(1)运动前补充剂,该运动前补充剂包含:(a)约35%至约60%的蛋白质和/或氨基酸,其中包含一种或多种结构蛋白质、一种或多种生物可利用的蛋白质和一种或多种支链氨基酸;(b)约20%至约38%的脂肪,其中至少包含一种中链甘油三酯来源;以及(c)约5%至约25%的碳水化合物,在一个方面,包括复合碳水化合物;以及(2)关于如何使用该补充剂改善将要进行这种活动的动物的运动表现的说明书。
该套装进一步或任选地包括一种或多种恢复剂、另外的组合物或药物,用于改善动物的运动表现和/或用于影响剧烈体力活动的恢复或者用于治疗或减轻剧烈体力活动导致的损伤。该套装还任选地或进一步包括关于如何将表现增强剂或恢复协助剂、另外的组合物或药物与运动前补充剂结合使用的另外的说明书。
该套装进一步或任选地包括关于如何使用套装制备补充剂或如何将补充剂施用给动物中的一项或多项的说明书。套装中可提供器皿、碗或容器等等,用于混合包装内容物以制备补充剂。例如,配备有可重新闭合扣件或拉链型扣件的简单的一次性灵活混合袋对于混合组分可十分有效。此外,该套装可包括关于在组分被食用时混合组分的说明,以使得该补充剂在施用时形成于动物中。
本文提供的其他方面包括用于传送关于膳食补充剂的信息或使用说明的装置,该膳食补充剂可用于改善动物的运动表现。传送的信息特别关于运动前膳食补充剂,该补充剂包含:(a)约35%至约60%的蛋白质和/或氨基酸,其中包含一种或多种结构蛋白质、一种或多种生物可利用的蛋白质和一种或多种支链氨基酸;(b)约20%至约38%的脂肪,其中至少包含一种中链甘油三酯的源;以及(c)约5%至约25%的碳水化合物。由上述装置传送的信息关于下列的一项或多项,或者所述说明书是针对下列的一项或多项:
(1)关于在运动前向动物施用补充剂的说明,
(2)关于向运动的动物或将要运动的动物提供适当营养(包括补充剂)的信息,
(3)关于运动的信息,包括体力活动或剧烈体力活动,
(4)关于运动的物理、细胞或生物化学结果,或者运动中需要的营养物质,或者运动前营养物质摄入的信息,或者
(5)关于补充剂的对比信息或测试结果。
通信装置通常包括包含信息或说明的物理或电子文档、数字存储介质、光学存储介质、音频演示、视听显示器或视觉显示器。在各种实施例中,通信装置选自:展示的网站、可视显示亭、宣传册、产品标签、包装插页、广告、传单、公告、录音带、录像带、DVD、CD-ROM、计算机可读芯片、计算机可读卡、计算机可读磁盘、USB设备、FireWire设备、计算机存储器以及它们的任意组合。
本文还提供了一种包装,该包装包括本发明的组合物和识别包装及其中组合物的标签、徽标、图形、标志、标语等等,该组合物可用于改善动物的运动表现。在一个实施例中,该包装包括运动前膳食补充剂,该补充剂包含:(a)约35%至约60%的蛋白质和/或氨基酸,其中包含一种或多种结构蛋白质、一种或多种生物可利用的蛋白质和一种或多种支链氨基酸;(b)约20%至约38%的脂肪,其中至少包含一种中链甘油三酯来源;以及(c)约5%至约25%的碳水化合物。该包装还包括直接印在包装上或印于附连其上的标签上的文字、图片、设计、徽标、图形、标志、简称、标语、短语或其他图案,或者它们的组合,以指示包装的内容物可用于改善动物的运动表现。在一些实施例中,该包装可包含印于包装上的“改善运动表现”、“延长耐力”、“刺激新陈代谢”或等同的表达。本发明可使用任何适用于容纳该组合物的包装或包装材料,例如由纸、塑料、箔、金属等等制造的袋、盒、瓶、罐、小袋等等。
在另一方面,本发明提供了使用上文提供的一种或多种组合物制备药物以改善动物(尤其是犬类)的运动表现的用途。该药物还可包含一种或多种表现增强剂或运动恢复剂、维生素、电解质、抗氧化剂、草本提取物、NSAID、镇痛剂或止痛药,或者它们的组合。一般来讲,药物是通过将化合物或组合物与赋形剂、缓冲剂、粘结剂、增塑剂、着色剂、稀释剂、压缩剂、润滑剂、风味剂、润湿剂以及本领域技术人员已知可用于制备药物以及配制适用于动物施用的药物的其他成分混合而制成的。
本发明可通过以下实例进一步阐释,但应当理解,这些实例仅出于阐释目的而包含在本文中,并非意在限制本发明的范围,除非另有特别说明。
实例1
使用运动前食物进行饲喂研究,以确立功效并确定运动前的建议饲喂剂量和饲喂时间。本研究的目的是:(1)通过评价饲喂后犬的血液中关键营养物质和膳食成分代谢物的表现,确定运动前零食的有效饲喂剂量;以及(2)使用目的1中选定的饲喂剂量确定运动前的有效饲喂时间。
方法
使用成年犬进行饲喂试验,评估其摄取测试食物后氨基酸亮氨酸和总支链氨基酸的生物利用率。
在不运动的情况下进行时间试验—所有犬只(体重(BW)平均值:22kg+/-2.7kg)禁食过夜,但可自由饮水。使用三个处理组,每组15只犬。在大约上午9点,对两个测试组以1.6g食物/kg BW饲喂由鸡肉和米干法挤出的粗磨食物,该粗磨食物被配制成包含至少30%的粗蛋白和至少20%的粗脂肪以代表犬类性能食物(美国密苏里州圣路易斯的雀巢普瑞纳公司(NestléPurina,St.Louis MO)),或者饲喂测试食物。第三个对照组为运动前未饲喂任何食物(禁食)的犬。采集饲喂前及饲喂后不同时间(摄食后0、30和60分钟)的血样。
测试食物:
·对照食物-由鸡肉或米干法挤出的粗磨食物,其被配制成包含至少30%粗蛋白和至少20%粗脂肪以代表犬类性能食物。期望含有基于一次饲喂量计的31%的粗蛋白。
·测试食物-配制成含有基于一次饲喂量计的44%的粗蛋白。
下表1汇总了配方成分和饲喂试验中使用的测试配方的百分比。
表1
测试食物成分 | 测试配方 |
牛心 | 60.5 |
L-亮氨酸 | 0.9 |
大豆粗粉80-0 | 5.0 |
椰子油 | 7.2 |
改性大豆蛋白(SPI 1510) | 5.5 |
乳清浓缩蛋白 | 6.0 |
甘油 | 5.0 |
GDL NE | 1.2 |
烟熏风味剂P-50 | 0.3 |
丙酸钙 | 0.12 |
盐 | 1.5 |
磷酸 | 0.5 |
焦糖色素 | 0.75 |
大蒜粉 | 0.5 |
大豆分离蛋白 | 2.0 |
TG明胶 | 1.5 |
大豆卵磷脂 | 2.0 |
山梨酸 | 0.28 |
PMX Naturox Plus | 0.1 |
维生素混合物 | 0.125 |
试验结果
测试食物和蛋白质摄取:
各处理组的平均食物摄取量列于下面。
基于一次饲喂量基于干物质量基于L-亮氨酸摄取量
·对照食物-1.6g/kg BW 1.5g/kg BW 56.8mg/kg BW
·测试配方1.6g/kg BW 1.2g/kg BW 56.6mg/kg BW
各处理组的平均粗蛋白(基于干物质量)摄取量列于下面。
基于干物质量
·对照食物-0.49g/kg BW
·测试食物0.53g/kg BW
测试食物对L-亮氨酸生物利用率的影响:
该试验评价了摄取1.6g食物/kg BW(测试食物或对照食物)后的或未摄取食物的犬血清中氨基酸的餐后表现。结果示于下表2中。
表2.处理组的平均(+/-SEM)血清L-亮氨酸浓度。
1NS:无统计意义上的显著性
这些数据明确表明,与相似量的主餐性能配方(对照食物)相比,测试食物配方显著提高L-亮氨酸的递送率(ANOVA P<0.05)的能力更强,如摄食后30min血清氨基酸含量增加12.2%所表明。实际上,以1.6g食物/kg BW饲喂的两种测试食物为动物递送了相同量的膳食L-亮氨酸,但是仅测试配方能够在摄食30min后提高动物中L-亮氨酸的生物利用率。
另外,这些数据明确表明,与相似量的主餐性能配方(对照食物)相比,测试食物配方定量提高总支链氨基酸的递送率的能力更强,如摄食后30min血清氨基酸含量增加4%所表明。
试验的有益效果汇总
上述研究可概括如下:
·有效剂量为约1.6g至1.8g测试食物/kg体重。这相当于50磅的犬需要大约36至40克的测试食物。
·有效饲喂时间为运动前大约30分钟。
实例2
使用实验设计以及与实例1中所述相似的对照和测试配方进行饲喂试验,但在该试验中,让动物进行运动。
该试验评价了摄取1.6g食物/kg BW(测试食物配方或对照食物)后的或未摄取食物的犬血清中氨基酸的餐后表现。在运动前60分钟饲喂测试食物或对照食物。以5-6英里每小时的速度保持运动90分钟。从运动前30分钟、运动前即刻和运动开始后60分钟采集的血液中得到了以下数据。
这些数据明确表明,未接受运动前食物的犬中血清亮氨酸浓度显著降低。运动60min后,测试食物或对照食物配方都能阻止运动引起的血液亮氨酸浓度降低。对照食物和测试食物均以1.6g食物/kg BW进行饲喂。然而,测试食物仅含有2.72%的亮氨酸,而对照食物含有3.57%的亮氨酸。即使如此,两种饲喂中运动前和运动过程中的血液亮氨酸浓度水平相似(表3)。
·测试配方中的蛋白质含量:36.4%(基于一次饲喂量),44.66%(基于干物质量)
·对照配方中的蛋白质含量:30.7%(基于一次饲喂量),33.04%(基于干物质量)
表3.处理组的平均(+/-SEM)血清L-亮氨酸和BCAA浓度
1NS:无统计意义上的显著性
实例2
根据本发明的一个实施例,使用成年犬进行运动试验,以对运动前富含蛋白质-脂肪的营养补充剂的摄取进行评估。具体地讲,与此前测试的含有3.6%总L-亮氨酸(基于一次饲喂量;基于干物质量,则为4.6%)的配方相比,本文档包含的数据基于含有大约4.3%的总L-亮氨酸(基于一次饲喂量;基于干物质量,则为5.5%)的配方计。因此,L-亮氨酸的摄取剂量从57mg/kg BW增加至68mg/kg BW。相比之下,基于干物质量计的总蛋白质含量比此前测试的配方低1.5%(数据汇总于下文中)。
本实例得到了在运动前饲喂了运动前食物的情况下与运动前和运动过程中关键营养物质递送相关的数据,还得到了另外的运动相关数据,以支持运动过程中与提高运动表现和/或代谢相关的代谢和生理有益效果。
试验的有益效果汇总
上述研究可概括如下:
·组合物减少了蛋白质分解和氨基酸氧化,
·组合物降低了肌细胞的破裂和细胞应激,
·组合物降低了肝细胞的破裂和细胞应激,
·组合物减少了蛋白质的活性氮氧化,
·组合物提高了肌细胞缓冲能力和/或血清肌肽浓度,
·组合物提高了β-丙氨酸的浓度,以帮助促进内源性肌肽的合成,并且
·组合物提高了血清渗压剂浓度和/或血清牛磺酸浓度。
方法
动物和处理:
使用Husky×Pointer杂交犬(N=38;2至9岁;平均4.7岁+/-2.2SD;平均BW:23.7kg+/-3.3SD)进行运动试验。选择犬只参与该试验,根据年龄、体重和运动能力平均分配到3个处理组。
在处理阶段前,使所有犬运动调节3周。调节包括使用运动轮以7-8英里每小时的速度每周运动2或3次,持续3周。在3周调节期内,运动持续时间逐渐增加,以确保所有犬可在处理阶段中完成持续2小时的运动。
实验处理包括一个不接受运动前食物的对照组(N=13)和两个测试食物组,这两个测试食物组在运动开始前30分钟接受类似于鸡肉和米主食配方的干法挤出粗磨食物(1.6g/kg BW;N=13)或测试配方(ProPlan Prime棒;1.6g/kg BW;N=13)。所有犬每天定时饲喂一次,可自由饮水。
运动期间周围环境的温度范围在从50至65℉的范围内。
运动处理阶段:
处理阶段包括第1、4、7、10、13、17、18和19天进行一次2小时的运动。在第7天采集血样,评估单日运动(1-d)的效果。在第19天采集血样,评估3日运动(3-d)的效果。除一点不同之外,所有运动是使用运动轮以7-8英里每小时的速度运动2小时。这一点不同是,在3日运动的测试过程中的第18天,犬以13英里每小时运动25min,并作为一组一起测试。将所有犬只分为4个运动组,每组9或10只,其中每个运动组中都含有所有的3种处理。在采血当天(第7天和第19天),犬在运动开始后60min暂时停止以获取血样,然后以相反的方向完成剩余运动。
在第7天和第19天采集四个血样:1.)马上摄取运动前处理食物前(运动前30min),2.)摄取运动前食物后30min(马上开始运动前),3.)运动后60min,和4.)运动后120min(运动结束时)。
测试食物:
食物概述如下:
·对照食物—表示商业主食,包含鸡肉和米。期望包含:
·基于一次饲喂量计,31%-33.5%粗蛋白(基于干物质计,33.7%)
·基于一次饲喂量计,28%-35%碳水化合物(基于干物质计,34.4%)
·基于一次饲喂量计,20%-23%粗脂肪(基于干物质计,23.3%)
·测试食物—配制成含有:
·基于一次饲喂量计,32%粗蛋白(基于干物质计,42%)
·基于一次饲喂量计,23%-25%粗脂肪(基于干物质计,30%-32%)
测试食物和蛋白质摄取:
各处理组的平均食物摄取量列于下面。
基于一次饲喂量 基于干物质量
·对照食物1.6g/kg BW 1.5g/kg BW
·测试配方1.6g/kg BW 1.2g/kg BW
各处理组的平均粗蛋白摄取量/体重列于下面。
·对照食物-0.49g/kg BW
·测试配方-0.51g/kg BW
各处理组的平均L-亮氨酸(基于一次饲喂量和干物质量)摄取量列于下面。
·对照食物-56.8mg/kg BW
·测试配方-68.0mg/kg BW
试验结果
该试验评价了犬血清中3-甲基组氨酸(3MH)和肌酸激酶的表现,分别作为肌肉蛋白质分解和运动引起的肌细胞破裂的生物标志物。天冬酰胺转氨酶(AST)的存在通常是起源于肌肉和肝脏的生物标志物,并与细胞破裂和损伤相关(Banfi等人,2012年)。运动自然会带来更大的氧化负荷,其中部分会导致细胞膜破裂和渗漏(细胞应激),这些通过观察血液中各种肌特异性酶、代谢物和/或电解质的增加来证实;其中一些则成为运动性肌纤维损伤和膜完整性破坏的标志指示物,例如乳酸脱氢酶(LDH)和肌酸激酶(CK;Banfi等人,2012年)。进行长期耐力相关运动的犬(Strasser等人,1997年;Davenport等人,2001年;Wakshlag等人,2004年;McKenzie等人,2007年)、短时间(小于2min)快跑的犬(Lassen等人,1986;Snow等人,1988年;Rose等人,1989年;Ilkiw等人,1989年;Rovira等人,2007年),或重复巡回的犬(持续大约10min;Matwichuk等人,1999年;Steiss等人,2004年;Steiss等人,2008年)的各种血液分析物存在运动相关的变化。这些运动引起的变化大部分被报道为在临床“正常”范围内,但很多与静止水平有显著差异,并且可与氧化应激升高相关。因此,监测这些血液标志物可为评估膳食干预可如何抵消自然代谢及运动相关的生理应激提供基础。
蛋白质分解代谢:数据表明,相较于对照配方,测试食物配方具有更强的减弱蛋白质分解代谢的能力,如运动开始前血清3MH浓度比其低7%-10%,在单日运动过程中血清3MH浓度比其低10%(表4)所表明。相较于运动开始前禁食的犬,测试食物配方的蛋白质分解代谢也比其低5%。相较于饲喂测试食物的犬和禁食对照犬,饲喂对照食物作为运动前补充剂看起来增强了运动过程中的蛋白质分解代谢。
此外,将各组犬只分别在饲喂运动前补充剂或不饲喂运动前补充剂的情况下连续运动调节3周后,接着进行3日运动测试,相较于饲喂对照食物的犬,饲喂测试食物的犬在第3天的运动前血清3MH浓度比其低9%,并在运动后60min保持比其低12%。相较于禁食犬只,测试食物配方使得蛋白质分解代谢减弱更多,运动开始前3MH比其低约15%,运动过程中保持至少比其低7%。
肌细胞破碎/肌肉损伤标志物:相较于对照配方,测试食物配方具有更强的在运动中支持降低的肌肉损伤的能力,如在1日运动开始前血清CK浓度比其低26%,在单个2小时运动回合过程中血清CK浓度比其低29%(表4)所表明。相较于禁食犬只,饲喂对照食物作为运动前补充剂看起来使得运动开始前CK浓度轻微上升,并且在运动过程中和运动后都高于禁食犬只。
将各组犬只分别在饲喂运动前补充剂或不饲喂运动前补充剂的情况下连续运动调节3周后,接着进行3日运动测试,相较于运动前禁食的犬只,第3天运动前血清CK浓度与其基本相似,但运动2小时后,摄取任一处理食物都可导致CK浓度降低约40%。
在单日运动前和单日运动过程中的所有取样时间点,相较于禁食犬或饲喂对照食物的犬,饲喂测试食物的犬的血清AST浓度低8%-15%。在3日运动测试的第3天,AST浓度遵循与CK类似的响应,2小时运动结束时,饲喂任一处理组食物的犬只具有低32%的AST。
氨基酸氧化和尿素生成:
来源于膳食蛋白质消化的氨基酸形成高活性的细胞内氨基酸池,该氨基酸池不能扩展。来自膳食蛋白质和/或内源性蛋白分解的过量氨基酸使该氨基酸池增大。因此,过量氨基酸遵循3种不同路径:1.新的蛋白质合成,2.氧化供能,进行尿素合成以处置氮(尿素生成),和/或3.转化成其他化合物(Schutz综述,2011年)。存在这样一种关系,其中膳食蛋白质越多,使得过量氨基酸氧化,尿素产量越多。
在1日运动测试中,相较于禁食对照犬相比,饲喂任一种运动前补充剂棒的犬在运动前的血清尿素浓度与其相似,但在运动后60分钟开始上升。2小时运动结束时,相较于禁食对照犬,饲喂对照食物的犬具有比其高10%的尿素浓度,而饲喂测试食物的犬仅比其高6%。这表明相较于测试食物,在运动过程中,对照食物中的蛋白质氧化程度更高,这与观察到的饲喂对照食物的犬中3mH升高的现象相符,从而对减弱蛋白质分解代谢的影响更小。
将各组犬只分别在饲喂运动前补充剂或不饲喂运动前补充剂的情况下连续运动调节3周后,接着进行3日运动测试,第3天运动前和运动过程中,对照食物组的血清中平均尿素浓度最高。具体地讲,相较于测试食物组或禁食对照,饲喂对照食物的犬具有比前两者高5%的血清尿素。在运动后60分钟,相较于饲喂测试食物的犬只或禁食犬只,饲喂对照食物的犬只的尿素浓度比前述二者高8%和11%。因此,在运动前饲喂对照食物的犬只代谢氨基酸的水平更高,但由于3-mH的水平也升高,表明摄取对照食物中的蛋白质组合物不会减弱运动过程中的蛋白质分解代谢。
表4
表中数据为各处理组在不同运动时间的犬类血清3-甲基组氨酸、肌酸激酶、天冬酰胺转氨酶和尿素浓度的平均值(+/-SD)。
表4(续)
肝细胞破裂:该试验评价了丙氨酸转氨酶(ALT)的表现,大部分ALT是来源于肝脏的生物标志物,但在肾脏、心脏、肌肉中也有少量存在,它还与细胞破裂和损伤相关(Banfi等人,2012年)。数据表明,相较于对照配方或禁食对照犬只,测试食物配方具有更强的减少肝细胞破裂的能力,如在单个运动时段开始之前,饲喂测试食物的犬只血清中的ALT浓度比饲喂对照食物的犬只和禁食犬只分别低至少7%和9%所表明。在运动后60分钟及120分钟,饲喂测试食物的犬只的ALT浓度一直较低,而饲喂对照食物的犬只和禁食犬只的ALT浓度均提高了11%(表5)。将各组犬只分别在饲喂运动前补充剂或不饲喂运动前补充剂的情况下连续运动调节3周,接着进行三日运动测试,所有组的犬只的运动前血清ALT浓度均升高。然而,在运动开始前,饲喂测试食物的犬只的ALT浓度略低(3%-5%)。在运动后60分钟和120分钟,饲喂测试食物的犬只的ALT浓度分别比饲喂对照食物的犬只低3.5%和4.5%。相比禁食犬只,测试食物配方显现出更大的差异,在运动后60分钟和120分钟,饲喂测试食物的犬只的ALT浓度分别比禁食犬只低10%和12%。
表5
血清丙氨酸转氨酶浓度(U/L) | 对照-禁食组 | 对照-饲喂组 | 测试-饲喂组 |
1日运动 | |||
-30 | 48+/-34 | 48+/-19 | 44+/-16 |
0 | 47+/-34 | 53+/-33 | 44+/-16 |
60 | 52+/-36 | 52+/-21 | 46+/-16 |
120 | 52+/-37 | 52+/-21 | 46+/-16 |
3日运动的第3天 | |||
-30 | 61+/-22 | 59+/-19 | 58+/-25 |
0 | 60+/-22 | 59+/-21 | 57+/-24 |
60 | 65+/-25 | 61+/-22 | 58+/-24 |
120 | 65+/-25 | 59+/-20 | 57+/-24 |
表中数据为各处理组在不同运动时间的犬类血清丙氨酸转氨酶浓度的平均值(+/-SD)。
由活性氮引起的蛋白质氧化:过量的一氧化氮(NO)会与超氧自由基反应,生成稳定且具有高活性的过氧亚硝基。该产物会导致蛋白质的酪氨酸残基硝化形成3-硝基酪氨酸(3-NT),并由此改变蛋白质的生物学功能(Crow和Beckman,1995年,1996年)。通常认为硝基酪氨酸的形成伴有急性或慢性炎症疾病,因而一氧化氮水平会升高(Cai和Yan综述,2013年)。此外,由于3-NT会导致DNA碱基的氧化损伤,因此3-NT在病理表现上具有重要意义(Murata和Kawanishi,2004年)。除了病症和炎症之外,力竭性运动也会经由亚硝化应激使3-NT生成增加,进而导致细胞损伤。一项人类受试者进行不习惯强度运动的早期研究已证明血清和尿中3-NT水平升高,并表明3-NT可能作为不同强度的运动性损伤的重要诊断工具(Radak等人,2003年)。最新的人类运动研究进一步证实了增加3NT的形成与DNA损伤增加显著相关(Sinha等人,2010年)。
该试验评价了运动前和运动期间血清中3-硝基酪氨酸(3NT)的表现。数据表明,相较于对照配方或禁食对照犬只,测试食物配方具有更强的最大程度减少3-NT形成的能力,如在运动开始之前,饲喂测试食物的犬只血清中的3-NT浓度比饲喂对照食物的犬只低约24%至36%,而在单个2小时运动结束时低37%(表6)所表明。相较于禁食对照犬只,饲喂测试食物的犬只的3NT浓度较低,在运动结束时,其3NT浓度最低。饲喂对照食物的犬只的3NT浓度最高,甚至高于禁食对照犬只。
将各组犬只分别在饲喂运动前补充剂或不饲喂运动前补充剂的情况下连续运动调节3周,接着进行三日运动测试,饲喂测试食物的犬只在第3天的运动前3NT浓度比其余组低50%至60%。在运动后60分钟,禁食对照犬只和饲喂对照食物的犬只的3NT浓度比饲喂测试食物的犬只高39%和37%。在运动结束时,上述二者的3NT浓度仍比饲喂测试食物的犬只高29%至35%。
表6
表中数据为各处理组在不同运动时间的犬类血清3-硝基酪氨酸浓度的平均值(+/-SD)。
细胞pH缓冲代谢物:肌肽是β-丙氨酸和组氨酸的内源性合成二肽,在骨骼肌中以高浓度存在。由于肌肽对于细胞内酶水解是惰性的且与蛋白质生成(proteogenesis)无关,因此它可用作稳定的细胞内缓冲剂,尤其用作高强度运动的pH值范围的缓冲剂。肌肽合成速率受到β-丙氨酸的膳食利用率的限制。已证明在人体内通过补充β-丙氨酸而得的肌肽水平增加可提高运动能力和数种高强度运动的表现(Harris和Stellingwerff,2013年)。另一种有益于运动的β-氨基酸是牛磺酸,人们已证明牛磺酸有助于调节细胞水合作用(Lang,2011年),并提供其他具有抗炎和抗氧化作用的生理功能(Ripps和Shen,2012年;Ra等人,2013年)。
该试验评价了运动前和运动期间血清中肌肽和β-丙氨酸的表现。数据表明,相较于对照配方或禁食对照犬只,在摄取食物后30分钟,测试食物配方具有更强的维持血清中较高的肌肽和β-丙氨酸浓度的能力。在运动过程中,饲喂测试食物或对照食物的犬只的肌肽浓度相似,在运动后60分钟和120分钟,这两种浓度分别比禁食对照犬只的肌肽浓度高8.7%和7%(表7)。在运动前和运动过程中,相较于禁食对照犬只和饲喂对照食物的犬只,饲喂测试食物的犬只具有最高的血清β-丙氨酸浓度。
将各组犬只分别在饲喂运动前补充剂或不饲喂运动前补充剂的情况下连续运动调节3周,接着进行三日运动测试,饲喂测试食物的犬只在第3天的运动前平均肌肽浓度比其余组高至少9%。在运动后60分钟,饲喂测试食物的犬只的肌肽浓度最高,分别高出饲喂对照食物的犬只和禁食犬只7%和12%。在运动后120分钟,相较于禁食对照犬只,饲喂任一种运动前食物的犬只具有更高的血清肌肽浓度。
同样在运动过程中,相较于禁食对照犬只,饲喂任一种运动前食物的犬只具有更高的血清β-丙氨酸浓度。
该试验评价了运动前和运动期间血清中的牛磺酸浓度。数据表明,相较于对照配方或禁食对照犬只,在摄取食物后30分钟(即单个2小时运动开始时),测试食物配方表现出更强的能力,使得血清牛磺酸浓度至少提高6%。
将各组犬只分别在饲喂运动前补充剂或不饲喂运动前补充剂的情况下连续运动调节3周,接着进行三日运动测试,饲喂测试食物的犬只在第3天的饲喂前与运动前平均牛磺酸浓度比饲喂对照食物的犬只高至少6%,并且比禁食对照犬只高14%。在餐后30分钟(即将开始运动前),饲喂测试食物的犬只的牛磺酸浓度比其余组高至少7%。在运动后60分钟,饲喂测试食物的犬只的牛磺酸浓度最高,分别高出饲喂对照食物的犬只和禁食犬只17%和13%。
表7
表中数据为各处理组在不同运动时间的犬类血清肌肽、β-丙氨酸和牛磺酸浓度的平均值(+/-SD)。
本说明书已公开了本发明的典型实施例。虽然采用了特定术语,但这些术语仅以一般性和描述性意义使用,而非出于限制目的。本发明的范围在所附权利要求书中陈述。技术人员将会知道,按照以上教导内容,受权利要求书保护的本发明的许多修改形式和变型形式皆是可能的。因此,应当理解,在所附权利要求的范围内,可不按具体描述那样实施本发明。
Claims (15)
1.一种犬类运动前补充剂,所述补充剂包含:
a.35%至60%的蛋白质和氨基酸,其中包含一种或多种结构蛋白质、一种或多种生物可利用的蛋白质和一种或多种支链氨基酸;
b.20%至38%的脂肪,其中至少包含一种中链甘油三酯来源;以及
c.5%至25%的碳水化合物,
其中所述结构蛋白质包括动物肌肉,
其中所述生物可利用的蛋白质选自乳清、部分水解的大豆蛋白、水解的氨基酸或它们的任何组合,
其中所述支链氨基酸包括L-亮氨酸,
所述补充剂被配制为向所述犬类提供1.2g/kg BW至2.0g/kg BW之间的总营养。
2.根据权利要求1所述的补充剂,其中所述动物肌肉为心肌。
3.根据权利要求1所述的补充剂,其中所述中链甘油三酯来源为椰子油。
4.根据权利要求1所述的补充剂,其中所述碳水化合物包括复合碳水化合物。
5.根据权利要求1所述的补充剂,所述补充剂包含牛心、大豆粉和大豆蛋白。
6.根据权利要求5所述的补充剂,所述补充剂包含椰子油和L-亮氨酸。
7.一种用于改善犬类运动表现的方法,所述方法包括:
a.确定将要进行运动的犬类;以及
b.以向所述犬类提供1.2g/kg BW至2.0g/kg BW之间的总营养的量向所述犬类施用运动前补充剂,所述运动前补充剂包含:(i)35%至60%的蛋白质和氨基酸,其中包含一种或多种结构蛋白质、一种或多种生物可利用的蛋白质和一种或多种支链氨基酸;(ii)20%至38%的脂肪,其中至少包含一种中链甘油三酯来源;以及(iii)5%至25%的碳水化合物,
其中所述补充剂中的结构蛋白质包括动物肌肉,
其中所述补充剂中的生物可利用的蛋白质选自乳清、部分水解的大豆蛋白、水解的氨基酸或它们的任何组合,
其中所述补充剂中的支链氨基酸包括L-亮氨酸,
其中所述补充剂在运动前0分钟至60分钟之间向所述犬类施用。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述补充剂在运动前0分钟至30分钟之间向所述犬类施用。
9.根据权利要求7所述的方法,其中所述动物肌肉为心肌。
10.根据权利要求7所述的方法,其中所述补充剂中的所述中链甘油三酯来源为椰子油。
11.根据权利要求7所述的方法,其中所述补充剂中的所述碳水化合物包括复合碳水化合物。
12.根据权利要求7所述的方法,其中施用所述补充剂不会引起血胰岛素增加。
13.根据权利要求7所述的方法,其中相对于未接受所述补充剂的对照动物,摄取了所述补充剂的动物的支链氨基酸血液水平在摄取后30至60分钟升高。
14.根据权利要求7所述的方法,其中所述补充剂包含L-亮氨酸,并且相对于未接受所述补充剂的对照动物,摄取了所述补充剂的动物的L-亮氨酸血液水平在摄取后30至60分钟升高。
15.根据权利要求7所述的方法,其中所述量提供下列效果中的至少一个:(1)施用后30分钟内血液中L-亮氨酸增加;(2)施用后胰岛素分泌增加不超过5%;(3)活动引起的蛋白质分解代谢减弱;(4)蛋白质氧化产物产量降低;(5)包括β-丙氨酸或肌肽在内的内源性pH缓冲剂增加或消耗减少;以及(6)疲劳感或酸痛感减轻。
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