CN1272790A - 用含羟基柠檬酸、肉碱和丙酮酸促进剂的组合物促进体重和脂肪降低的方法 - Google Patents

Abstract

促进所需要个体的体重和脂肪减少的方法,包括给所述个体共同使用促进体重和脂肪减少有效量的羟基柠檬酸、肉碱和促进草酰乙酸在线粒体内快速产生或引起丙酮酸内源性产生的试剂。此方法还促进瘦体重的增加。

Description

用含羟基柠檬酸、肉碱和丙酮酸促进剂的 组合物促进体重和脂肪降低的方法

发明领域

本发明涉及促进脂肪降低的方法。更具体地讲，本发明涉及羟基柠檬酸、肉碱和增加草酰乙酸线粒体合成的化合物的共同使用。

发明背景

羟基柠檬酸(HCA)和肉碱的联合已被推荐为饮食辅助剂，这是基于人们推测的其促进游离脂肪酸(FFAs)转运进入肝脏线粒体(脂肪酸氧化的主要位点)的能力(McCarty，M.，Med.Hypoth.42：215-225，1994；McCarty，M.，Med.Hypoth.45：247-254，1995)。据信此转运步骤限速肝脏的生酮作用(McGarry等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.72：4385-4388，1975；McGarry等，Annu.Rev.Biochem.49：395-420，1980)。

更具体地讲，通过肉碱棕榈酰基转移酶I(CPT)，细胞质脂肪酰基辅酶A向脂肪酰基肉碱的转变是脂肪酸转运进入线粒体并因而是脂肪酸被氧化的生酮作用的必由之路(McGarry等，见上)。在藤黄属果实中发现的主要的酸，HCA通过抑制丙二酰单酰辅酶A将对CPT的抑制解除，该辅酶是此酶的关键变构抑制剂。肉碱是CPT活性的基本辅因子，且此酶的普通非禁食肝细胞水平似乎是亚饱和，于是当CPT被活化时，额外肉碱的提供加速了肝脏生酮作用。

虽然生酮作用的过程同时降低了烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)，但是即使当肝细胞代谢以低速产生ADP时生酮作用也可以高速进行。Berry等(Eur.J.Biochem.，131：205-214，1983)建议在生酮作用期间，高能量电子进入呼吸链比肝细胞产生ADP的速度更快，导致电子供过于求和增加的电子化学质子梯度。在这些环境中，以辅酶Q(CoQ)的水平进入此链的电子(通过FAD依赖性酰基辅酶A脱氢酶反应)可以“推进”呼吸链至NAD脱氢酶，将它们转变为NAD+。然后，这些电子可以通过苹果酸/门冬氨酸穿梭转运至胞质溶胶，并在胞质溶胶中还原NAD+或NAD(P)后，可通过甘油-3-磷酸酯穿梭以CoQ的水平再进入线粒体呼吸链。

在此循环中“逆电子转运”由线粒体内膜的电化学质子梯度驱动，其由于或者通过线粒体ATP合成酶ATP向ADP的转变减小。此循环进行两个循环后，电化学质子梯度减小到了足够小的程度，能使电子从CoQ至氧通过呼吸链，而不伴随任何的ATP合成。或者，由此两个循环产生的两个ADP能使从CoQ至氧伴随转运这些电子。此机理将有效地解释在生酮作用期间从FADH₂向氧的电子转运，于是导致连续的脂肪酸氧化和随后的脂肪减少。

还已知丙酮酸显示了脂肪减少促进效果(Stanko等，Metabolism35：182-186，1986；Stanko等，J.Animal Sci.67：1272-1278，1989；Cortez等，Am.J.Clin.Nutr.53：847-853，1991；Stanko等，J.Clin.Nutr.55：771-776，1992；Stanko等，Am.J.Clin.Nutr.56：530-635，1992；Stanko等，Int.J.Obesity 20：925-930，1996)。

对促进体重和脂肪减少的方法的要求由来已久。本发明提供了此方法。

发明概述

本发明的一个实施方案是在有此需要的个体中促进体重和脂肪减少的方法，其包括每天给此个体共同使用促进体重和脂肪减少有效量的羟基柠檬酸、肉碱和促进草酰乙酸在线粒体内快速产生或引起丙酮酸内源性产生的试剂。优选羟基柠檬酸的有效量是约1至10g。更优选羟基柠檬酸的有效量是约1至5g。优选肉碱的有效量是约100至1000毫克。更优选肉碱的有效量是约100至500毫克。该试剂(除生物素外)的有效量为约1至100克是有利的。更有利的是该试剂(出生物素外)的有效量为约1至25克。在此优选实施方案的一个方面，促进草酰乙酸线粒体内快速产生的试剂是丙酮酸、乳酸、天门冬氨酸、丝氨酸或甘氨酸。优选促进丙酮酸内源性产生的试剂是甲福明或生物素。优选生物素的量是约5毫克至50毫克。甲福明的量为约1毫克至3毫克是有利的。该方法还可以包括使用促进每天体重和脂肪减少有效量的铬如三吡啶甲酸铬。优选此有效量是约400-1000微克。更优选此有效量为约600微克。

本发明还提供了一种药物组合物，其中含有羟基柠檬酸、肉碱和促进草酰乙酸线粒体内快速产生或引起丙酮酸内源性产生的试剂，其中羟基柠檬酸比草酰乙酸比该试剂的比例为约2∶1∶2至10∶1∶100(w/w)。优选促进草酰乙酸线粒体内快速产生的试剂是丙酮酸、乳酸、天门冬氨酸、丝氨酸或甘氨酸。促进丙酮酸内源性产生的试剂有利地是甲福明或生物素。

本发明还提供了羟基柠檬酸、肉碱和促进草酰乙酸线粒体内快速产生或引起丙酮酸内源性产生的试剂在所需个体中的促进体重和脂肪减少的用途。优选羟基柠檬酸比草酰乙酸比该试剂的比例为约2∶1∶2至10∶1∶100(w/w)。优选促进草酰乙酸线粒体内快速产生的试剂是丙酮酸、乳酸、天门冬氨酸、丝氨酸或甘氨酸。在此优选的实施方案的另一个方面，促进丙酮酸内源性产生的试剂是甲福明或生物素。

优选实施方案详述

本发明包括观察到了丙酮酸、HCA和肉碱给肥胖对象联合给药显著促进了身体脂肪减少和热产生的速度，这是解偶联的脂肪酸氧化的强烈暗示。所观察到的作用是协同作用。不囿于任何特定的理论，相信丙酮酸提高了逆电子转运需要的穿梭机制的效率，这是通过其作为这些穿梭中关键底物的生物合成前体，即草酰乙酸和二羟基丙酮磷酸。当共同使用HCA/肉碱解抑制肝生酮作用，降低的份数流入肝脏线粒体并激发逆电子转运，丙酮酸介导的激活穿梭机制可实质上扩大逆电子转运的速度，于是不仅生酮作用，还有Krebs循环活性都至少部分被解偶联，能够彻底氧化FFAs为二氧化碳同时几乎不净产生ATP，并大量释放热。

丙酮酸向线粒体草酰乙酸的有效转变对丙酮酸与HCA/肉碱的协同能力是决定性的。在生酮作用中乙酰辅酶A的快速产生预计可以强烈地激活丙酮酸羧化酶，而丙酮酸脱氢酶将被抑制。此外，从过量的乙酰辅酶A产生酮促进丙酮酸转运进入线粒体。因此，在生酮作用中使用的丙酮酸将快速转变为草酰乙酸，其中大部分还原为苹果酸，其易于存在于线粒体中。因此，丙酮酸可催化高能量电子从线粒体中向胞质溶胶中的转移。

还应注意到任何能促进草酰乙酸在线粒体内快速产生的试剂将也与HCA/肉碱在促进脂肪减少中有协同作用。草酰乙酸本身是无效的，因为它不能直接进入线粒体。这些试剂包括天门冬氨酸、乳酸、丝氨酸和甘氨酸。天门冬氨酸非常容易进入线粒体并去氨基，产生作为苹果酸-天门冬氨酸穿梭的关键部分的草酰乙酸。乳酸容易转变为丙酮酸；但是，乳酸氧化为丙酮酸预计会增加细胞质的氧化还原电位，这将降低从线粒体至细胞质的电子转运速度。氨基酸丝氨酸和甘氨酸也可以作为丙酮酸前体并且当转变为丙酮酸时不介导这样的还原反应。

与HCA/肉碱联合使用促进丙酮酸内源性产生的试剂，也在本发明的范围内。这样的试剂之一是因为甲福明，其通过激活丙酮酸激酶促进丙酮酸的内源性产生(Argaud等，Rur.J.Biochem.213：1341-1348，1993)。甲福明本身促进体重减少和在糖尿病中降低食欲的能力已有描述(Clarke等，Brit.Med.J.2：1567-1578，1977；Stumvoll等，New Engl.J.med.333：550-554，1995；Lee等，Diabetes 45(Suppl.2)：170A，1996)。

激活丙酮酸激酶的另一个或附加的方法是使用高剂量的生物素。生物素推荐的安全的每天摄入量为100-300μg每天，但是在临床实验中观察到当用量高达200mg时也没有毒性作用。尽管生物素略微增加了食物摄入，然而在先天性肥胖小鼠中观察到了体重获得的减少(Zhang等，J。Nutr.，14：211-218，1993)。也已表明每天3次3mg的剂量对控制人糖尿病的血糖有帮助，(maebashi等，J.Clin.Biochem.Nutr.，14：211-218，1993)。

HCA、肉碱和丙酮酸可以从保健食品商店和/或药品供应公司商购。为了促进脂肪降低，预计给个体口服的丙酮酸的剂量为约1至100克/天。在优选的实施方案中，此量为约1至25克/天。还预计上述讨论的、转变为线粒体内草酰乙酸或促进丙酮酸内源性形成的试剂的日剂量除生物素和甲福明外都在此这些范围内，生物素和甲福明给药的日剂量分别为约5-50毫克和1-3克。考虑到联合治疗中的HCA组分，优选的日剂量为约1克至10克。更优选其日剂量为约1克至5克。优选以日剂量约100至1000毫克，更优选约100毫克至500毫克使用肉碱组分。

三吡啶甲酸铬可以选择性地与丙酮酸、HCA和肉碱一起给药。此化合物由药店及保健食品商店提供。在对照实验中，在超重对象中评价此营养成分对身体组分的影响(400-800μg铬每天)，观察到显著增加的脂肪减少(相当于安慰剂)，每个月平均0.4kg(0.9lb)(Kaats等，Curr.Ther.Res.57：747-756，1996)。在优选的实施方案中，以三吡啶甲酸形式每天使用的铬的量为约400至1000μg。在更优选的实施方案中，以三吡啶甲酸铬形式使用的铬的日剂量为约600μg。

对于口服给药，这些组分可以为片剂、水或油混悬剂、可分散散剂或颗粒剂、乳剂、硬或软胶囊、糖浆或酏剂。口服的组合物可以按照药用组合物制备领域的任何已知技术制备。药用指该试剂从与该制剂的其它组分相容的角度来讲应是可接受的(及对患者无伤害)。这些组合物可以还有一种或多种下列试剂：甜味剂、矫味剂、着色剂和防腐剂。甜味剂和矫味剂能改善该制剂的口感。含与适于制备片剂的无毒药用赋形剂混合的三吡啶甲酸铬的片剂是可接受的。这些赋形剂包括惰性稀释剂如碳酸钙、碳酸钠、乳糖、磷酸钙或磷酸钠；成颗粒剂和崩解剂，如玉米淀粉和藻酸；粘合剂如淀粉、明胶或阿拉伯胶；以及润滑剂如硬脂酸镁、硬脂酸或滑石。片剂可以是无包衣的或可以通过已知技术包衣以延迟在胃肠道中的崩解和吸收，并因此在较长的时间内提供缓释作用。例如，时间延迟物质如甘油单硬脂酸酯或甘油二硬脂酸酯单独或与蜡一起使用。

口服制剂还可以为硬明胶胶囊，其中活性组分与惰性固体稀释剂混合，例如碳酸钙、磷酸钙或高岭土，或为软明胶胶囊，其中活性组分与水或油性介质混合，如花生油、液体石蜡或橄榄油。

水性混悬剂可以含有与适于制备水性混悬剂的赋形剂混合的组分。这些赋形剂包括助悬剂、分散剂或湿润剂、一种或多种防腐剂、一种或多种着色剂、一种或多种矫味剂以及一种或多种甜味剂，如蔗糖或糖精。

油性混悬剂可以通过将活性组分悬浮于植物油如花生油、橄榄油或椰子油，或于矿物油如液体石蜡中配制。此油性混悬剂可以含有增稠剂如蜂蜡、硬石蜡或鲸蜡醇。如上所述甜味剂以及矫味剂可以加入，以提供口感好的口服制剂。这些组合物可以通过加入抗氧剂如抗坏血酸防腐来保存。本发明的适于通过加入水来制备水性混悬剂的可分散散剂和颗粒剂，可实现活性组分与分散或湿润剂、助悬剂和一种或多种防腐剂的混合。也可存在其它赋形剂如甜味剂、矫味剂和着色剂。

用甜味剂如甘油、山梨醇和蔗糖可以配制糖浆或酏剂。这些制剂还可以含有润药、防腐剂、矫味剂或着色剂。

在以下实施例1描述的临床实验中，建议患者进行禁食需氧锻炼并吃基本量的蛋白质。期望每一种这些手段增加胰高血糖素活性。通过降低丙二酸单酰辅酶A的合成及通过降低丙二酸单酰辅酶A作为CPT变构抑制剂的能力，胰高血糖素促进线粒体内脂肪酸转运和生酮作用(Mabrook等，J.Biol.Chem.265：6330-6338，1996；Pegorier等，Biochem J.，264：93-100，1989)。因此，提高胰高血糖素活性的手段已被推荐作为HCA/肉碱给药的辅助方法(McCarty，Med.Hypoth.45：247-254，1995)。

在下列实施例中描述了给超重自愿者使用HCA、肉碱、丙酮酸和三吡啶甲酸铬的临床实验。

实施例1

临床实验

进行短期小规模研究以实验添加物方案与饮食和锻炼建议结合对超重自愿者体重减少和体形改变的影响。日治疗方案如下以三个相等的剂量给药：丙酮酸钙，12g；HCA，1.5g；L-肉碱，250mg；铬(三吡啶甲酸铬)，600μg。这些添加物在早晨(锻炼或进食前)、午餐和睡前使用。请参与者每天早晨至少步行20分钟，空腹并以活泼的脚步让他们正常倒行。饮食建议包括推荐吃高蛋白、低脂肪食物(分别为30％和10％卡)，用量为0.75-1g蛋白质每磅瘦体重每天(或对于100磅以下妇女100g每天瘦体重)。根据体形，这些建议相应于每天总摄取热量为1300-3100千卡每天；平均推荐摄入为约2000千卡每天，以每天少量多次的方式进食，并在睡前3个小时内不摄入任何热量。

按基准评价身体的组分，并在此后以一周为周期用Futrex5000^TM(一种定量测定皮下脂肪厚度的红外技术)(Conway等，Am.J.Clin.Nutr.40：1123-1130，1984；Elia等，Eur.J.Clin.Nutr.44：113-121，1990)。所有检测在上臂二头肌之间标准距离的位点进行。对于每种情况，除了最后一种，检测进行3次并取平均值。还测定高度和体重，这样就能计算体重指数(BMI)，这是肥胖的标准尺度，其定义为体重除以高度的平方。

总共有23名自愿者，多数为Samoan美洲人，以三组在A、B和C日期登记并入院；在D日期进行最后评价。A-D、B-D和C-D的日期时间间隔分别为28天、24天和21天。这些对象在基准评价后没有再来，其中一个对象来进行最后评价。两个对象拒绝基准称重(坚持报告其自身体重)并因此不能准确评价。一个对象在三天后发生皮疹，于是中断了丙酮酸给药。因此，只有16位参与者能够评价。对象们开始的体重为69kg至231kg，平均为117kg。身体脂肪的百分率为26％至54％，平均值为41％。平均BMI为39.3(26.2至63.7)。

多数对象对此方案耐受性很好。如上所述，在此实验中一个对象发生了皮疹并中断了给药。最大的登记对象(原体重231kg)，其也失去了大部分体重和脂肪，其有痛风病史，并在最后的一星期痛风发作，从而影响了他的行走。一个对象有腹鸣(肠隆隆声)和产气。

在此实验中多数对象报告感觉到温暖。在第一周，三个对象报告了出汗和/或主要感觉到热(包括一位妇女，她在基准值总抱怨感觉到冷)。因为这被认为是热产生的增加，故询问其它对象是否有温暖的感觉，而这些对象基本上一致肯定此现象。一个对象(又是最大的一个)出汗很多并指出他需要电扇以便在床上入睡。其它基本上一致的个人反应被看作是身体能量的增加。

对饮食和锻炼建议的自报顺从在大部分对象中都非常好，但是其他人承认偶尔胡乱暴饮暴食，从而不能达到建议的对蛋白质的摄入或不能长期坚持早晨步行锻炼。对补充方案的自报顺从总的来说很好，虽然少数对象指出他们少服用了几个剂量。参与者活动自由，除了给若干对象提供补充时，他们自己选择食物。锻炼未受到控制。因此，此实验的条件比非常小心地管理的临床实验更接近于“现实世界”应用。此外，没有因为对饮食、锻炼或补充方案的偶尔(或在一些情况下不存在)顺从就从最终分析中排出这些对象。

因为对象登记了不同的时期(3-4周)，报告的结果为每周平均体重减少和平均脂肪减少。对于全部16个对象，平均每周体重减少1.5kg(3.3lb)，平均每周脂肪减少2.3kg(5.1lb)。这说明每周得到了平均0.8kg肌肉。在24天内，最大的对象达到体重减少了11.8kg(26 lb)，以及显著的脂肪减少为22.7kg(50 lb)。如果以非典型为由将此对象从分析中排除，在其余15个对象中平均每周体重和脂肪减少分别为1.4kg(3.1 lb)和2.0kg(4.4 lb)。

因为当饮食有规律时(防止暴食喜好的食物)，非常肥胖的对象开始常显著降低体重，对五位原体重在200磅(91kg)的对象进行独立的分析。在这些对象中，平均每周体重减少和脂肪减少分别为1.3kg(2.9 lb)和1.8kg(4 lb)，其与整体没有极大的不同。体重最大的对象，以及原身体脂肪百分数最低的对象，分别达到了每周脂肪减少2.0和2.7kg(4.4和6 lb)的速度。因此，对严重肥胖的对象并没有意外的益处。一个74kg的妇女的反应最差，她在4周内减少了3.2kg(7 lb)和4。5kg(9.9 lb)脂肪。在最后的一周内，她对饮食和锻炼建议测定不顺从。

这些结果表明了丙酮酸和HCA/肉碱之间的显著的协同作用。当与低热量饮食或过度进食方案结合时，丙酮酸(每天15-39克)与安慰剂比较在21天内减少了1kg身体脂肪(Stanko等，Am.J.Clin.Nutr.55：771-776，1992；Stanko等，Am.J.Clin.Nutr.56：630-635，1992；Stanko等，Int.J.Obesity 20：925-930，1996)。在血脂过高对象的低脂肪重量保持方案中，约一半肥胖，在6周内与丙酮酸(每天22-44克)有关的增加的脂肪减少为0.4kg(Stanko等，Am.J.Clin.Nutr.59：423-427，1994)。在双盲实验中，其中过重的自愿者接受HCA/肉碱/吡啶甲酸铬，并同时建议避免脂肪食物，吃更多的纤维，并进行更多的体育活动，由于补充物造成的额外脂肪减少在四周内为0.6kg(Kaats等，口头描述，第3届抗衰老药物和生物技术国际会议(3rd International Conference on Anti-Aging Medicineand Biomedical Technology)，Las Vegas，1995)。不论任何这些技术，单独使用似乎具有一些实用性，但是它们应被看作是传统体重控制技术的辅助手段。相反，本文报告的这些手段的联合使用的结果明显比它们个别效果的总和更大，并构成了对肥胖控制的新的和明确的进展。

还应注意到，每位对象在此实验中瘦体重增加。因此，此反应与在非常低热量饮食期间观察到的结果很不相同。在能量中的这种个体增加(这有助于一些对象顺从条件的锻炼)以及身体温暖性的增加也确实不是热量丧失中的典型反应。也许最值得一提的本方案成功的表现是自愿者的很多朋友和亲属要求参加此实验。

假设如果一个人消耗了相当于约3500千卡的一磅脂肪，而一磅肌肉平均700千卡，平均每天热量缺失为约2370千卡(如果从此分析中排除最重的对象，则为2100千卡)。基于以下事实：这些对象并未严格限制热量摄入(实际上，少数抱怨要求他们吃得太多)，并且只请他们在适当的时期内进行步行锻炼，这些反应或许是意外的并强烈暗示了热产生的剧烈增加。平均每月体重减少约6.5kg(14.3 lb)是本方案的例外，该方案中没有包括严格的热量限制、残酷的锻炼或药物。

本发明的上述描述只是帮助理解本发明。应理解本发明的变化形式，包括所有现在已知或以后发展的等同形式，被认为落在本发明的范围内，本发明的范围只由下列权利要求限制。

Claims (21)

1.促进所需个体的体重和脂肪减少的方法，包括给所述个体每天共同使用促进体重和脂肪减少有效量的羟基柠檬酸、肉碱和促进草酰乙酸在线粒体内快速产生或引起丙酮酸内源性产生的试剂。

2.权利要求1的方法，其中所述羟基柠檬酸的有效量为约1至10g。

3.权利要求2的方法，其中所述羟基柠檬酸的有效量为约1至5g。

4.权利要求1的方法，其中所述肉碱的有效量为约100至1000毫克。

5.权利要求4的方法，其中所述肉碱的有效量为约100至500毫克。

6.权利要求1的方法，其中所述促进草酰乙酸线粒体内快速产生的试剂选自丙酮酸、乳酸、天门冬氨酸、丝氨酸或甘氨酸。

7.权利要求1的方法，其中所述促进丙酮酸内源性产生的试剂是甲福明或生物素。

8.权利要求6的方法，其中所述试剂的有效量为约1至100克。

9.权利要求8的方法，其中所述试剂的有效量是约1至25克。

10.权利要求7的方法，其中所述生物素的有效量为约5至50毫克。

11.权利要求7的方法，其中所述甲福明的有效量是约1至3毫克。

12.权利要求1的方法，还包括使用促进日体重和脂肪减少有效量的铬，所说的铬为三吡啶甲酸铬的形式。

13.权利要求12的方法，其中所述有效量是约400-1000微克。

14.权利要求13的方法，其中所述有效量为约600微克。

15.含有羟基柠檬酸、肉碱和促进草酰乙酸在线粒体内快速产生或引起丙酮酸内源性产生的试剂的药物组合物，其中羟基柠檬酸与肉碱与此试剂的比例为约2∶1∶2至10∶1∶100(w/w)。

16.权利要求15的药物组合物，其中所述促进草酰乙酸线粒体内快速产生的试剂选自丙酮酸、乳酸、天门冬氨酸、丝氨酸或甘氨酸。

17.权利要求15的方法，其中所述促进丙酮酸内源性产生的试剂是甲福明或生物素。

18.羟基柠檬酸、肉碱和促进草酰乙酸在线粒体内快速产生或引起丙酮酸内源性产生的试剂在所需个体中促进体重和脂肪减少的用途。

19.权利要求18的用途，其中羟基柠檬酸与肉碱与此试剂的比例为2∶1∶2至10∶1∶100(w/w)。

20.权利要求18的用途，其中所述促进草酰乙酸线粒体内快速产生的试剂选自丙酮酸、乳酸、天门冬氨酸、丝氨酸或甘氨酸。

21.权利要求18的用途，其中所述促进丙酮酸内源性产生的试剂是甲福明或生物素。