CN117378762A - 一种影响海马体中纤维束丰富程度的营养组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种影响海马体中纤维束丰富程度的营养组合物及其应用，所述组合物包含特定比例的唾液酸、鞘磷脂（Sphingomyelin,SM）、脑磷脂（PE)，能够增强胼胝体和左右海马体中白质纤维束丰富程度，有助于提升空间学习与记忆能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种营养组合物，其包含特定比例的唾液酸（Sialic acids，SA）、鞘磷脂（Sphingomyelin ,SM）、脑磷脂(Phosphatidyl ethanolamine, PE，又称为磷脂酰乙醇胺)，能够增强胼胝体和左右海马体中纤维束丰富程度，有助于提升空间学习与记忆能力。
背景技术
鞘磷脂（Sphingomyelin，SM）是人乳和牛乳中主要的鞘脂之一，是神经元和脂质双层的关键结构成分。SM作为磷脂的一类，是一分子脂肪酸已酰胺键与鞘氨醇的氨基相连形成的。SM是新生儿胆碱的主要来源之一，而胆碱是神经递质乙酰胆碱的前体氨基醇。胆碱一方面可作为信号转导发挥作用，另一方面也可作为甲基源支持婴儿大脑发育。SM的含量随泌乳期的进行而下降，但其占母乳总磷脂的比例却随着母乳期的进行而逐渐升高（“不同泌乳期人乳磷脂成分的研究”，上海交通大学学报（医学版），高润颖等，2017年，Vol37，p1511-1155）。
SM多存在于人体中枢神经系统中富集，特别是在包围神经元轴突的髓鞘中富集。以往研究结果显示SM在调节细胞生长、分化及凋亡、炎症反应调节、神经信号转导、以及调节胆固醇吸收等方面发挥着重要作用。此外，SM在维持髓鞘完成性、髓鞘功能以及轴突成熟发挥着重要作用。此外，SM对中枢神经系统髓鞘化、婴儿和儿童的大脑网络成熟、协调的信息处理以及最终的认知表现中非常重要。因此，SM可能通过参与中枢神经系统髓鞘化的结构和功能，在认知发育中发挥重要作用。
脑磷脂(Phosphatidyl ethanolamine, PE)，又称为磷脂酰乙醇胺，是构成生物膜的重要磷脂之一，占哺乳动物细胞磷脂总量的15%～25%。研究结果表明，脑磷脂主要存在于脑、神经、微生物和大豆中，在信号传导和维持生命功能等方面发挥重要作用。例如，对阿尔茨海默病人大脑中磷脂含量的研究中发现，患者额叶中的脑磷脂含量大量减少。
当母乳缺乏或不足时，婴幼儿配方奶粉是其最佳的替代品。由于磷脂主要位于乳脂肪球膜上，而现有婴幼儿配方奶粉的研发重点多集中于甘油三酯构型和脂肪酸的组成，对磷脂，尤其是鞘磷脂和脑磷脂等磷脂及其亚类成分关注较少，导致婴幼儿配方奶粉中的磷脂与母乳有较大差异，是现阶段面临的挑战。
唾液酸（Sialic acids，SA）是一类带羧基的九碳糖化合物酰基衍生物的统称，多位于糖蛋白和糖脂等大分子的末端，是细胞膜上的糖蛋白和糖脂的重要组成部分。前期研究表明唾液酸在细胞增殖分化、细胞系别、与病原微生物相互作用、免疫反应、神经发育、记忆的形成及提高学习能力等方面有着重要作用。唾液酸在脑中含量最高，尤其是在大脑灰质中，与神经节苷脂上结合。神经节苷脂可调节突触可塑性，在学习和记忆等神经活动中起到重要作用。
大脑神经纤维是神经细胞（或神经元）的长线状延伸组成，正常大脑功能的运转需要通过纤维通道使得各特殊区域能精密链接。脑组织中的水分子不断在进行弥散运动，该运动不仅受组织细胞本身特征的影响，还受细胞内部结构的影响，如髓鞘、细胞膜、白质纤维束。水分子通常更倾向于沿着神经纤维束走形的方向进行弥散，这种具有方向依赖性的弥散称为弥散的各向异性。各向异性分数（fractional anisotropy, FA）是弥散张量成像的重要参数之一，指弥散各向异性与整个弥散的比值，FA的数值可以反映纤维束丰度程度。有研究表明FA在大脑发育早期快速增加，然后在老年期逐渐下降。
唾液酸被发现在人脑和母乳中具有高浓度，且其被提出作为可能对中枢神经系统的发育产生影响的乳因子(B .Wang等Eur J Clin Nutr ,(2003)57 ,1351-1369)。唾液酸在仔猪饮食中的富集已被证明可以提高记忆力和学习能力(B .Wang等Am J Clin Nutr ,2007；85:561-569)。
但是，以往研究仅关注三种物质中的1个物质对大脑发育的影响，未对三种物质不同比例的促进效果进行深入挖掘。另外，对于营养组合来说，唾液酸、鞘磷脂、脑磷脂通常是通过乳成分(例如全脂乳、脱脂乳和/或酪乳)和/或大豆磷脂加入的，很难精准地调整其比例关系。
专利文件CN 112042750 A公开了一种婴幼儿配方奶粉，每100克所述婴幼儿配方奶粉中，含有唾液酸0.15g、神经鞘磷脂0.12g、脑磷脂0.14g(参见其权利要求2)。但其对于不同比例的唾液酸、神经鞘磷脂、脑磷脂对海马体中纤维束丰富程度没有任何记载。
另外，专利文件CN 105744845 A 公开了一种具有磷脂的营养组合物，但其仅要求包含量为至少300mg/L的磷脂，对于鞘磷脂和脑磷脂以及唾液酸的比例没有任何记载，特别是对于鞘磷脂以及脑磷脂与唾液酸的比例没有任何记载。
发明内容
本案发明人在研究中发现，鞘磷脂、脑磷脂、唾液酸以特定比例组合时，能够增强胼胝体和左右海马体中纤维束丰富程度，有助于提升空间学习与记忆能力。
从而，本发明提供一种营养组合物，以重量比计，其包含（0.2～0.7）：（0.3～0.7）：1的鞘磷脂：脑磷脂：唾液酸，且鞘磷脂/脑磷脂在0.30～2.33的范围。
另外，本发明的营养组合物中，鞘磷脂/脑磷脂的下限优选为0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、1.00、1.05、1.10、1.15、1.20、1.25、1.30、1.35、1.40。鞘磷脂/脑磷脂的上限优选为2.33，更优选为2.30、2.25、2.20、2.15、2.10、2.05、2.00。
另外，本发明的营养组合物中，以固体成分计，相对于每100mg唾液酸，含有20～70mg鞘磷脂、30～70mg的脑磷脂。
另外，本发明的营养组合物中，以固体成分计，相对于每100mg唾液酸，鞘磷脂含量的下限优选为30mg、32mg、34mg、36mg、38mg、40mg、42mg、44mg、46mg；鞘磷脂含量的上限优选为67mg、65mg、63mg、62mg；脑磷脂的含量下限优选为35mg、37mg、39mg、41mg；脑磷脂含量的上限优选为65mg、63mg、61mg、59mg、57mg、55mg、53mg、51mg、49mg。
本发明的营养组合物可以仅含脑磷脂、鞘磷脂和唾液酸，也可以含有蛋白质，还可以进一步含有其他磷脂(卵磷脂(PC)、磷脂酰丝氨酸(PS)等)、乳糖、矿物质、维生素及一些可选营养成分(胆碱、肌醇、牛磺酸、肉碱等)。
本发明中，“营养组合物”可以是液体剂、粉剂、凝胶剂、糊剂、固体剂、浓缩剂、混悬剂或即用形式的肠内配方、口服配方、婴儿配方、儿科受试者配方、儿童配方、成长乳和/或成人营养组合物。
本发明的营养组合物为粉体组合物时，以粉体组合物的总质量计，鞘磷脂和脑磷脂的合计质量为0.05%～20%，唾液酸的质量为0.05～10%；其为液态组合物时，相对于液态组合物的总体积，鞘磷脂和脑磷脂合计为0.0065～2.821g/100mL，唾液酸为0.0065～1.41g/100ml。
本发明还提供一种食品，其包括所述的营养组合物。
在本发明的一些具体实施方案中，所述食品为固态乳制品，以固态乳制品的总质量计，鞘磷脂和脑磷脂的合计质量为0.05%～20%，唾液酸的质量为0.05～10%。
在本发明的一些具体实施方案中，所述食品为液态乳制品，相对于液态乳制品的总体积，鞘磷脂和脑磷脂合计为0.0065～2.821g/100mL，唾液酸为0.0065～1.41g/100ml。
在本发明的一些具体实施方案中，所述食品为婴儿配方食品、幼儿配方食品或特殊医学用途婴儿配方食品。
本发明的营养组合物中，鞘磷脂：脑磷脂：唾液酸的比例为（0.2～0.7）：（0.3～0.7）：1且鞘磷脂/脑磷脂在0.30～2.33的范围，与以往的营养组合物相比，能够增强胼胝体和左右海马体中纤维束丰富程度，有助于提升空间学习与记忆能力。
本发明还提供了鞘磷脂、脑磷脂和唾液酸在制备用于提升空间学习与记忆能力和/或影响海马体中纤维束丰富程度的产品中的应用，所述产品中鞘磷脂：脑磷脂：唾液酸比例为（0.2～0.7）：（0.3～0.7）：1，且鞘磷脂/脑磷脂在0.30～2.33的范围。具体地，所述的产品可以为前述固态乳制品或液态乳制品等各种形式。
附图说明
图1：示出了仔猪体重随食用营养组合物的天数的变化。
图2：示出了各组仔猪的体重增加情况。
图3：示出了各组仔猪的摄食量情况。
图4：示出了各组仔猪T迷宫移动距离。
图5：示出了各组仔猪T迷宫移动速度。
图6：示出了各组仔猪T迷宫选择正确率。
图7：示出了各组仔猪T迷宫单向选择比例。
图8：示出了各组仔猪第4天和第5天T迷宫单向选择比例。
图9：示出了各组仔猪完成学习的天数。
图10：示出了各组仔猪脑部不同部位各向异性分数（FA）的影响。
图11：T迷宫试验的示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实例及附图对本发明的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。除非另外专门定义，本文使用的所有技术和科学术语都与相关领域普通技术人员的通常理解具有相同的含义。
本发明中，术语“营养组合物”是指供给对象养分的组合物。通常可以包含脂质或脂肪源与蛋白质源。
本发明中，该营养组合物通常是合成营养组合物，即并非来自人类的组合物(例如，该组合物不是母乳)。
实施例
试验材料
基础粉：仔猪代乳粉,北京市昌平区中国农科院试验基地生产的“精准”
鞘磷脂：商购获得，食品级；
脑磷脂：商购获得，食品级；
唾液酸：购自嘉必优公司，纯度大于等于 98%。
营养组合物的制备
每100g仔猪常规饲料，按下述表1所示的量添加鞘磷脂、脑磷脂和唾液酸，得到实施例1～4以及比较例1的营养组合物1M～5M。
表1：各组营养素添加量表（mg/100g）
各营养组合物中鞘磷脂/脑磷脂的比如下述表2所示。
表2
实验动物
实验使用新生2日龄普通级雄性三元杂交仔猪。仔猪体重范围为1.3～2.0kg，每个实验组别纳入10头仔猪，共计60头。
动物饲养条件
仔猪饲养条件依照中华人民共和国国标 GB14925-2010执行，具体为：
温度：室温16～26 °C；
湿度：相对湿度40～70 %；
光照：人工照明，12小时明暗交替；
换气次数：≥ 8次/小时，100%全新风；
饲喂方法：每天5次，饲喂时间为9am, 1pm, 5pm, 9pm和1am。
试验设计
动物入组与饲养
选择2日龄的新生雄性仔猪，体重1.3～2.0 kg，根据母猪生育情况，每批次入室5～10只。依照仔猪当日体重，调整每日喂食量。将上述营养组合物1M～5M使用温水（37～40℃）配制奶液，每4～5小时重新配制一次奶液。仔猪饲养到产后第30天。
分组信息如表3所示。
表3
仔猪生理指标
实验期间每日早上记录仔猪空腹体重和摄食量，于喂养第29天时对受试仔猪进行脑部MRI扫描，并于实验最后一天采集仔猪血液和大脑样本，进行血常规检测及大脑重量分析。
仔猪行为学指标
受试仔猪干预第15天时，开始为期5天的T-迷宫行为学实验。在图11所示的迷宫的东向或西向放置奖励食物，仔猪被随机放置在迷宫的南侧或北侧入口，如果仔猪在60秒内在东向或西向上找到相应的食物奖励，记作完成任务，每只仔猪每天进行10次测试，记录仔猪完成任务次数及时间，计算正确率、任务完成率和移动速率及距离等指标。所有参与行为学实验的实施人员均不清楚干预饮食的组别。
仔猪空腹体重和摄食量
仔猪入组时记录初始体重，并在测试阶段每天固定时间记录仔猪体重，跟踪仔猪体重变化情况，结果如图1所示。
如图1所示，各组仔猪体重变化情况均无显著差异，表明受试配方可满足仔猪正常生长需求。
另外，如图2所示，各组动物在试验期间的日体重变化和体重增加情况无显著差异，表明受试配方可满足仔猪正常生长需求。
仔猪每日摄食量如图3所示，仔猪每日摄食量与体重呈正相关，二者变化趋势一致，且各组无显著差异，表明受试配方不会影响仔猪的日采食量。
T迷宫试验
T迷宫是一种评价空间记忆能力的行为实验方法，主要应用于动物的辨别性学习记忆和参考记忆的测试。本发明中对于食用各营养组合物的仔猪进行了T迷宫实验。
具体地说，在图11所示的迷宫的东向或西向放置奖励食物，仔猪被随机放置在迷宫的南侧或北侧入口，如果仔猪在60秒内在东向或西向上找到相应的食物奖励，记作完成任务。每只仔猪每天进行10次测试，记录仔猪完成任务次数及时间，计算正确率、任务完成率和移动速率及距离等指标。所有参与行为学实验的实施人员均不清楚干预饮食的组别。
仔猪在T迷宫移动距离和所用时间如图4和图5所示。
由图4和图5可知，根据仔猪在T迷宫移动距离和所用时间，发现随着受试配方饲喂天数的增加，仔猪在T迷宫的移动距离逐渐减少，移动速度逐渐加快，但是各组之间差异无显著性，表明各组动物的体能处于相接近水平。
另外，各组仔猪在T迷宫食物奖励选择正确率如图6所示。
图6中的A表示受试配方喂养第4天的各组仔猪在T迷宫食物奖励选择正确率，图6中的B表示受试配方喂养第5天的各组仔猪在T迷宫食物奖励选择正确率。由图6可知，随着受试配方喂养天数(第4～5天)的增加，各组仔猪在T迷宫食物奖励选择正确率均逐渐升高，但各组间的升高幅度各异。与比较例1（5M）以及比较例2(6M)相比，实施例1～4（1M～4M）可显著提高仔猪T迷宫食物选择的正确率，随着干预天数的增加，仔猪T迷宫选择正确率也逐步提升，可以看到实施例1～4干预到第4天，仔猪T迷宫选择正确率已达到80%左右，即完成学习。而比较例1（5M）在整个测试期间T迷宫选择正确率均低于80%。统计学分析显示，实施例1～4组与比较例1（5M）以及比较例2(6M)在第四(图6中的A)和五天(图6中的B)具有统计学差异，表明调整鞘磷脂、脑磷脂即唾液酸比例的配方粉可显著提高仔猪T迷宫选择正确率。
另外，为了减少因动物单向偏好选择引起的实验误差，在T迷宫实验中记录仔猪每次进入T迷宫后选择的前进方向，并与前一次比较，计算选择改变比例（alteration rate，AR），分析仔猪的单向偏好情况。由于绝大多数情况下动物的正确率都是大于50%的，因此该比例低者选择正确率高。由图7可以看出，除比较例1（5M）和比较例2(6M)外，在整个迷宫阶段随着天数的增加，实施例1～4组中AR值是逐渐降低的趋势。重点分析第4天（图8中的A）和第5天（图8中的B）单向选择比例情况，发现与比较例1以及比较例2相比，实施例1～4组均可明显降低AR比例。
另外，将每天的正确率超过80%定义为动物完成学习，如图9所示，在采集阶段的6天中，实施例1(1M)完成学习的天数最多，为3.89±0.93天，显著高于比较例1(5M)的2.30±1.64天和比较例2的1.90±0.88天。
另外，在实验第29天，对小猪进行脑部核磁共振（MRI）检测，通过弥散张量成像（diffusion tensor imaging, DTI）技术，来分析仔猪脑部组织各向异性分数（FA）来评估白质纤维素丰富程度，脑组织中白质纤维素丰富程度与脑网格结构发育程度及神经传导速率密切相关。实验结果如图10所示，实施例和比较例的全脑的FA值无统计学差异，但是在大脑胼胝体及左/右海马体区域具有显著差异。比较例1和比较例2中左右侧海马FA值是所有受试组别中最低的，与比较例1以及比较例2相比，实施例1～4可显著提高动物左/右侧海马体FA值。表明实施例1～4的营养组合物可提高仔猪脑组织中白质纤维素丰富程度，提高仔猪大脑发育程度，该指标与行为学数据有较好的对应关系，可在一定程度上解释实施例1～4组动物行为学表现更优秀的原因。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本领域技术人员显然清楚，可以在不脱离本发明范围内对上述各实施例所记载的技术方案进行更改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。
Claims (10)
1.一种营养组合物，其特征在于，以重量比计，所述组合物包含（0.2～0.7）：（0.3～0.7）：1的鞘磷脂：脑磷脂：唾液酸，且鞘磷脂/脑磷脂在0.30～2.33的范围。
2.如权利要求1所述的营养组合物，其特征在于，鞘磷脂/脑磷脂为0.50～2.30。
3.如权利要求1所述的营养组合物，其特征在于，鞘磷脂/脑磷脂为0.50～1.15。
4.如权利要求1所述的营养组合物，其特征在于，鞘磷脂/脑磷脂为1.25～2.30。
5.如权利要求1～3任一项所述的营养组合物，其特征在于，以固体成分计，相对于每100mg唾液酸，含有20～70mg鞘磷脂、30～70mg的脑磷脂。
6.如权利要求4所述的营养组合物，其特征在于，以固体成分计，相对于每100mg唾液酸，鞘磷脂含量为30mg～70mg；脑磷脂含量为30mg～67mg。
7.一种食品，其特征在于，所述食品包括权利要求1～3任一项所述的营养组合物。
8.如权利要求7所述的食品，其特征在于，所述食品为固态乳制品，以固态乳制品的总质量计，鞘磷脂和脑磷脂的合计质量为0.05%～20%，唾液酸的质量为0.05～10%；或者，所述食品为液态乳制品，相对于液态乳制品的总体积，鞘磷脂和脑磷脂合计为0.0065～2.821g/100mL，唾液酸为0.0065～1.41g/100ml。
9.如权利要求7或8所述的食品，其特征在于，所述食品为婴儿配方食品、幼儿配方食品或特殊医学用途婴儿配方食品。
10.鞘磷脂、脑磷脂和唾液酸在制备用于提升空间学习与记忆能力和/或影响海马体中纤维束丰富程度的产品中的应用，其特征在于，所述产品中鞘磷脂：脑磷脂：唾液酸比例为（0.2～0.7）：（0.3～0.7）：1，且鞘磷脂/脑磷脂在0.30～2.33的范围。
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| US20220386671A1 (en) | Nutritional composition comprising milk and egg phospholipids |
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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