CN1997425A - 犬骨关节炎饮食配方 - Google Patents

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Abstract

公开了用于治疗、预防或延迟犬及其他动物中骨关节炎发作的饮食配方和方法。配方富含n－3脂肪酸和受限的n－6脂肪酸。

Description

犬骨关节炎饮食配方
相关申请的交叉参考
该申请要求在2004年7月1日申请的美国临时申请号60/584,703的利益，其在本文整体引用为参考。
技术领域
本发明涉及治疗患有骨关节炎的犬和其他动物的方法，以及为治疗、预防或延迟犬和其他动物骨关节炎发作和保持动物关节健康而特别配制的食物、补充剂和药物。
背景技术
骨关节炎(OA)(也称为退行性关节病)是人和动物中最为普遍的关节疾病(Romich，J.A.(1994)Top.Vet.Med.5：16-23；Brooks，P.(2003)BullWorld Health Org.81：689-690)。多达20％成年犬患有OA，因此遭受痛苦和残疾(Roush等(2002)Vet.Med.97：108-112)。OA可定义为动关节疾病，其具有伴随的关节软骨退化，骨赘形成和骨再建，以及关节周围组织变化。尽管该疾病归类为非炎性关节病，但是低度非脓性炎症是普遍的并且若干炎性组分与OA密切相关(Johnston等(1997)Vet.Clin.N.Am.Sm.Anim.Pract.27：699-723；Amin等(1997)J.Clin.Invest.99：1231-1237；Brooks等(2003)Bull.World Health Org.81：689-690；Haynes等(2002)Clin.Immunol.105：315-325)。在细胞和生物化学水平上，OA与软骨细胞响应炎性细胞因子而释放的降解酶(特别是基质金属蛋白酶)的增加相关。炎性细胞因子如白介素-lβ(IL-I)、白介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子α(TNFa)、以及其他炎性介质在OA患者滑膜液中增加。
由软骨细胞、白细胞和成纤维细胞不定产生的基质金属蛋白酶(MMP)包括胶原酶、溶基质蛋白酶、明胶酶、弹性蛋白酶及其他酶。所有这些酶以某种方式破坏软骨基质，并在软骨和其他结缔组织的生理重塑中起重要作用。在OA中，MMP降解糖胺聚糖，包括基质糖蛋白和胶原。它们还降低滑膜液中的透明质酸浓度，产生粘性较低的滑膜液并损伤关节的润滑作用。在正常条件下，MMP的降解过程通过金属蛋白质的组织抑制剂(TIMP)的抑制功能适当地平衡。然而，在OA中，该平衡被破坏，MMP不成比例地增加。此外，炎性细胞因子特别是IL-I和TNFα刺激MMP的激活和释放。
在犬和其他种类中的很多实验记载，在OA中活性MMP增加、TIMP减少，或二者皆有。例如，已证明膝OA软骨退化的程度(如通过关节镜检查所确定的)与MMP-2和MMP-13的活性以及TIMP-2对MMP-2的降低的抑制效应密切相关。来自患有天然发生OA的犬的滑膜液与健康对照相比，已显示具有更高的MMP-2活性，并且MMP-9活性显著增加(VoIkS.W.等(2003)Am.J.Vet.Res.64(10)：1225-1233)。MMP-9与经历全髋关节置换的妇女髋关节中快速破坏型OA相关联。类似的，MMP-3和MMP-9显示在血液中增加，而MMP-I、MMP-3、MMP-9和TMP-1在患有该严重型OA的患者组织样品中均显示增加。
基于它们在OA中的重要作用，已提示MMP不仅可作为旨在改善软骨破坏的药剂的治疗靶标，还可作为诊断和监控OA进展的标记物。MMP活性的增加由前列腺素刺激，包括前列腺素E2(PGE2)，其可被非甾体抗炎药或其他减少PGE2产生的化合物抑制。
相信在OA中最重要的细胞因子包括IL-1、IL-6和TNFα。OA中的细胞因子和其他炎性介质来自巨噬细胞、淋巴细胞、成纤维细胞、滑膜细胞和软骨细胞。IL-1和TNFα浓度的增加通过激活MMP引起滑液发炎以及软骨和蛋白聚糖降解。IL-1刺激PGE2从成纤维细胞中释放，其随后刺激痛觉受体。此外，这些细胞因子刺激炎性自由基，特别是一氧化氮(NO)的产生。
在遭受OA的犬和人滑膜液中IL-6的活性大幅增加。IL-6可通过抑制MMP活性和促进基质合成来促进OA中的合成代谢活性。另一方面，IL-6可刺激MMP-2、MMP-9和MMP-13。因此，该多效细胞因子帮助减少OA急性期中蛋白聚糖损失，但增强慢性期的骨赘形成。使用IL-6-/-敲除小鼠模型的若干研究显示IL-6对关节损伤的发展是关键性的。
其他与OA发作机制相关的炎性因子包括通过环氧化酶-2(COX-2)或5-脂加氧酶(LOX)从花生四烯酸产生的类花生酸PGE2、血栓烷A2(TXA2)和白三烯B4(LTB4)。这些酶的活性以及产生的类花生酸在OA中增加：骨关节炎软骨自发释放比正常软骨多50倍的PGE2。LTB4促进IL-1和TNFα的合成与释放。另外，LTB4是有效的趋化性剂并能够增加嗜中性粒细胞诱导的对局部组织的损伤。TXA2刺激单核细胞释放TNFα和IL-1，其随后促进MMP产生和关节破坏。PGE2促进局部炎症和疼痛。其可促进破骨细胞的骨再吸收、增加II型胶原的破坏和蛋白聚糖的流失。PGE2刺激成纤维细胞释放IL-6，其还使得软骨细胞对自由基NO的效应敏感。抑制COX-2酶引起PGE2降低及IL-6减少。
对OA尚不能治愈，因此治疗集中在控制疼痛、改善关节功能和减缓关节内的退化过程。治疗通常涉及体重控制、控制锻炼和消炎及止痛药疗法。其还可包括帮助减少炎性介质，促进软骨细胞健康和修复，以及减少氧化损伤的营养补充剂。
抑制负责产生PGE2的COX-2酶是对OA患者提供缓解的一种手段。另一减少PGE2产生的手段是通过使用饮食长链ω-3(n-3)多不饱和脂肪酸(PUFA)，其与花生四烯酸竞争作为COX和LOX酶的底物。饮食长链n-3PUFA还抑制软骨组织中促炎介质IL-1、IL-2和TNF(Curtis，CL.等，(2000)J.Biol.Chem.275(2)：721-724)。
n-6和n-3家族的多不饱和脂肪酸可具有免疫调节效应。犬细胞膜中的主要n-6脂肪酸为花生四烯酸(AA；20：4n-6)，其作为OA中产生有效的炎性介质PGE2、TXA2和LTB4的前体。
ω-3(n-3)或ω-6(n-6型)多不饱和脂肪酸不在动物组织中从头合成，并为正常细胞功能所需。因此，它们被认为是必需的。必需多不饱和脂肪酸为亚油酸(LA：18：2n-6)和α-亚麻酸(ALA；18：3n-3)。用n-3或n-6多不饱和脂肪酸(包括18：2n-6、18：3n-3、20：5n-3、22：5n-3和22：6n-6)来源喂养动物时，在循环中有n-3和n-6高不饱和脂肪酸(HUFA)(特别是20：4n-6、20：5n-3、22：5n-3、22：6n-3)的相应富集和组织富集。由于n-3和n-6 HUFA的前体只能从饮食来源中获得，它们在组织中的相对丰度受限于饮食中这些前体的可得性。
如果饮食富含长链n-3 PUFA，特别是二十碳五烯酸(EPA；20：5n-3)和二十二碳六烯酸(DHA；22：6n-3)，那么细胞膜中部分AA会被这些长链n-3脂肪酸代替。EPA可作为COX-2和5-LOX酶的替代底物，引起不同且更少炎性的化合物集合，例如PGE3、TXA3和LTB5而不是PGE2、TXA2和LTB4。
大部分评估关节炎中长链n-3 PUFA的临床研究是在患有类风湿性关节炎的人患者中进行。大部分这类研究显示长链n-3 PUFA补充的积极作用。患者能够减少或中止使用非甾体抗炎药(NSAID)而不经受痛苦或关节僵直。该有益反应似乎与获得长链n-3PUFA补充剂的剂量和持续时间直接相关。在患有OA的犬中显示类似的效果。22只患有髋部OA的犬被施用市售用于患有炎性皮肤疾病的犬的脂肪酸补充剂(DVM Derm Caps，DVMPharmaceuticals，Miami，FL)(Miller等(1992)Canine Pract.17：6-8)。按照制造商推荐给药时，22只犬中13只在两周内显示其关节炎症状的显著改善(Miller等，1992，上文)。
葡糖胺，一种氨基糖，是形成结缔组织基质的O-连接和N-连接糖胺聚糖的主要组分。乙酰透明质酸和硫酸角质素部分是由重复的乙酰氨基葡糖单元组成的。软骨细胞合成葡糖胺的减少与OA中发现的基质GAG减退有关。已评估在OA治疗中使用葡糖胺的口服补充给药法。基本上所有评估葡糖胺的试验都使用纯化的盐如硫酸葡糖胺或盐酸葡糖胺进行。这些数据对来自天然来源(动物或家禽软骨)的葡糖胺的适用性尚未描述。
大于50％口服给药的葡糖胺在小肠的生理pH下是非离子化的，并作为小分子被容易地吸收。大部分口服给药的葡糖胺被氧化，在呼出的CO2中检测到70％的结合的放射性标记。然而，大约10％保留在组织中。葡糖胺对软骨细胞具有刺激作用，并掺入细胞外基质的蛋白聚糖和胶原中。
最近通过meta-分析回顾了在患有膝盖OA的患者中评估葡糖胺补充给药的若干短期和长期、双盲的、随机化试验。这些研究记载，每天1500mg葡糖胺对OA临床病征的显著改善。两个研究跟踪病人三年并证明口服葡糖胺有效地抑制了OA的长期进展。缺乏对犬中葡糖胺单独的类似研究。然而，若干体外和体内犬研究显示葡糖胺和硫酸软骨素组合的益处。
氧化应激在关节炎的炎症和组织破坏中均起到重要作用。关节炎患者具有降低的血清维生素A、E和C和其他抗氧化剂浓度，以及增加的氧化损伤标记物。这些异常可以与抗氧化剂补充给药相反。若干实验支持补充的抗氧化剂控制OA氧化损伤的好处。
除了能帮助引起直接与OA相关的改变的营养变更外，犬还需要适当平衡的营养以支持正常的维持和再生。已报道抗氧化营养物、B族维生素、锌、钙、镁和硒的饮食缺陷。这些营养物各自在软骨和其他组织的正常维持中起作用。因此，患有OA的犬获得提供完全和均衡营养的饮食是重要的。
除了提供氨基酸来源用于蛋白聚糖和胶原合成外，饮食蛋白质对它们帮助维持最佳身体状况的作用是重要的。蛋白质具有对体重控制可能有益的若干生理效应：蛋白质刺激代谢和蛋白质更新，诱导热生成和促进饱满感。在体重减轻和随后的体重维持中，增加的蛋白质摄入促进身体脂肪减少而保持去脂肪体重。蛋白质的这些特点可有益于帮助处理患有OA的犬过重的体重。
用于关节炎犬的标准医疗保健包括体重控制、受控的运动和消炎和止痛药物治疗。本领域需要用于患有骨关节炎的犬和其他动物的额外治疗方法，以及用于人类以降低骨关节炎的影响的疗法。
发明概述
本发明提供了用于治疗患有骨关节炎的犬和其他动物的饮食配方和方法。本发明的一个方面描述了饮食配方，所述配方包含按重量计至少约占配方的0.1％-1.5％的量的长链n-3脂肪酸，例如α-亚麻酸(ALA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)或二十二碳六烯酸(DHA)。在某些实施方案中，长链n-3脂肪酸以饮食配方的至少约0.2％到0.6％，或饮食配方的至少约0.3％到0.4％的量存在。在某些实施方案中，饮食配方包含约0.2％-0.6％的EPA或DHA。
在一些实施方案中，饮食配方包含少于约占饮食配方约3％的量的n-6脂肪酸。在某些实施方案中，配方包含少于约0.125％的花生四烯酸。在其他实施方案中，配方包含少于约1-2％的亚油酸。
在一些实施方案中，饮食配方包含至少约1∶2比例的n-3和n-6脂肪酸。在某些实施方案中，n-3和n-6脂肪酸的比例为至少约1∶1或至少约2∶1。
饮食配方可包含另外的成分，其独立地选自葡糖胺、软骨素、抗氧化剂和非甾体抗炎药物。
在某些实施方案中，饮食配方为犬或猫的宠物食品或宠物治疗产品。这类宠物食品产品可以是干燥的(粗粒)、半潮湿的或潮湿的(罐装的)食品。在其他实施方案中，饮食配方可以是营养补充剂。
本发明的另一方面描述了治疗、预防或延迟哺乳动物关节炎发作的方法，其包括对哺乳动物施用上述类型的饮食配方。在多种实施方案中，关节炎为骨关节炎或类风湿性关节炎。在该方法的某些实施方案中，哺乳动物为伴随动物如狗或猫。在其他实施方案中，哺乳动物可为人。
在某些实施方案中，该方法使用还包含促进哺乳动物体重减轻的成分的饮食配方。该方法还可包括对哺乳动物进行热量限制以促进体重减轻，或对哺乳动物提供受控的运动。
本发明的另一方面描述降低哺乳动物滑膜液中至少一种基质金属蛋白酶的产生的方法，其包括对哺乳动物施用如本文所述的含有按重量计占配方至少约0.1％到1.5％的量的长链n-3脂肪酸的饮食配方。在某些实施方案中，基质金属蛋白酶为MMP-2或MMP-9。
本发明的另一方面描述降低哺乳动物中炎性细胞因子的产生的方法，其包括对哺乳动物施用如本文所述的含有按重量计占配方至少约0.1％到1.5％的量的长链n-3脂肪酸的饮食配方。在某些实施方案中，炎性细胞因子为白介素-1、白介素-6或组织坏死因子-α。
本发明的另一方面描述体内减少哺乳动物膜中花生四烯酸的方法，其包括对哺乳动物施用如本文所述的含有按重量计占配方至少约0.1％到1.5％的量的长链n-3脂肪酸的饮食配方。
本发明的其他特点和优点将从下文描述和附加的权利要求，结合附图而变得显而易见。
附图简述
图1为直方图，显示了提供富含n-3脂肪酸的饮食(TRT)或对照饮食(CTL)的动物在进行修复断裂的十字韧带的矫形手术之前和之后血浆花生四烯酸浓度(mg/dl)的。*p＜0.05。空心条形(TRT)；斑点条形(CTL)。
图2为直方图，显示了提供富含n-3脂肪酸的饮食(TRT)或对照饮食(CTL)的动物在进行修复断裂的十字韧带的矫形手术之前和之后血浆二十碳五烯酸浓度(mg/dl)。*在除第-7天外的所有天中p＜0.05。空心条形(TRT)；斑点条形(CTL)。
图3为直方图，显示了提供富含n-3脂肪酸的饮食(TRT)或对照饮食(CTL)的动物在进行修复断裂的十字韧带的矫形手术之前和之后的血浆二十二碳六烯酸浓度(mg/dl)。*在除第-7天外的所有天中p＜0.05。空心条形(TRT)；斑点条形(CTL)。
图4为直方图，显示了提供富含n-3脂肪酸的饮食(TRT)或对照饮食(CTL)的动物在进行修复断裂的十字韧带的矫形手术之前和之后的滑膜液n-6脂肪酸(AA-花生四烯酸；LA-亚麻酸)量(g/100g样品)。在手术后第28天取样。*p＜0.005。空心条形(TRT)；斑点条形(CTL)。
图5为直方图，显示了提供富含n-3脂肪酸的饮食(TRT)或对照饮食(CTL)的动物在进行修复断裂的十字韧带的矫形手术之前和之后的滑膜液n-3脂肪酸(EPA-二十碳五烯酸；DHA-二十二碳六烯酸)的量(g/100g样品)。在手术后第28天取样。*p＜0.05。空心条形(TRT)；斑点条形(CTL)。
图6为直方图，显示了提供富含n-3脂肪酸的饮食(TRT)或对照饮食(CTL)的动物在进行修复断裂的十字韧带的矫形手术之前和之后血浆二环PGE2水平的百分比变化。以从研究开始到结束的变化衡量百分比变化。*p＜0.05。阴影线条形(TRT)；斑点条形(CTL)。
图7为直方图，显示了提供富含n-3脂肪酸的饮食(TRT)或对照饮食(CTL)的动物在进行修复断裂的十字韧带的矫形手术之前和之后非手术关节的滑膜液中前MMP-2和活性MMP-2浓度(ng/10μl)。*由于饮食p＜0.05。空心条形(TRT)；斑点条形(CTL)。
图8为直方图，显示了提供富含n-3脂肪酸的饮食(TRT)或对照饮食(CTL)的动物在进行修复断裂的十字韧带的矫形手术之前和之后非手术关节滑膜液中前MMP-9和活性MMP-9的浓度(ng/10μl)。*由于饮食p＜0.05。空心条形(TRT)；斑点条形(CTL)。
图9为曲线图，显示了提供富含n-3脂肪酸的饮食(TRT-■-)或对照饮食(CTL-◆-)的动物在进行修复断裂的十字韧带的矫形手术之前和之后滑膜液中TIMP-2的浓度(ng/10μl)的时间过程。空心条形(TRT)；斑点条形(CTL)。
图10为展示n-3脂肪酸可以影响关节破坏机制的示意图。
说明性实施方案详述
本文中提到的参考工作、专利、专利申请和科学文献在文中引用其整体作为参考，相当于各自特别和独立地指出引用作为参考。本文引用的任何参考和本说明书的特定说明之间的任何冲突将以后者为准。
本文全文作出多种定义。多数词语具有本领域技术人员将赋予这些词语的含义。下文或本文其他地方特别定义的词语具有本发明上下文整体所提供的以及本领域技术人员所一般理解的含义。词语或短语的本领域理解定义和本说明书中特别教导的词语或短语的定义之间的任何冲突将以后者为准。本文使用的标题是出于便利而非解释为限制。
本发明涉及任何动物，优选哺乳动物；特别是猫和犬。在一些实施方案中，如本领域技术人员将理解的，本文公开的方法和饮食配方可用于人。
本文使用的与炎性疾病如关节炎相关的“治疗、预防或延迟发作”是指部分或全部改善疾病或一种或多种与疾病相关的症状，完全抑制疾病发生，或延迟疾病的出现或发展。
本发明提供用于犬和其他动物的富含n-3脂肪酸的饮食配方。该类脂肪酸(也称为ω-3脂肪酸)通常含有12-26个碳原子，其含有一个或多个碳-碳双键。本发明优选使用长链(18或更多碳原子)多不饱和n-3脂肪酸(LPUFA)。这类n-3脂肪酸的实例包括但不限于必需n-3脂肪酸、α-亚麻酸(LNA或ALA)和其他n-3脂肪酸，例如二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。N-3脂肪酸的饮食来源包括但不限于亚麻子、亚麻油、核桃、冷榨芸苔油、小麦胚芽、墨绿色多叶蔬菜以及含油冷水鱼。
如下文更详细讨论的，该配方优选含有大量长链n-3脂肪酸，其大于配方中存在的任何长链n-6脂肪酸的约一半的量。N-6脂肪酸的实例包括必需n-6脂肪酸亚油酸(LA)和其他n-6脂肪酸，例如花生四烯酸(AA)和γ-亚油酸(GLA)。N-6脂肪酸的饮食来源包括但不限于大豆油、向日葵子、红花子、南瓜子、芝麻、tahini、玉米油、花生和多数坚果。通常，n-6脂肪酸的量是受限的。例如，配方中的花生四烯酸的量按重量计少于约0.125％。此外，配方中的亚油酸含量按重量计在约1-2％范围内。
本发明的配方含有有效量的长链n-3脂肪酸。本文使用的“有效量”是指长链n-3脂肪酸的量，其改善骨关节炎的至少一种病征或症状，包括但不限于疼痛、跛行、软骨损失、关节肿胀、crepitus、排便或排尿体态困难、四肢僵直、步态异常、关节松弛、关节渗液、增加的滑膜液体积等。
在一些实施方案中，配方含有向动物递送至少约20mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在其他实施方案中，配方含有向动物递送至少约30mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在其他实施方案中，配方含有向动物递送至少约40mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在其他实施方案中，配方含有向动物递送至少约50mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在其他实施方案中，配方含有向动物递送至少约60mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在其他实施方案中，配方含有向动物递送至少约70mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在其他实施方案中，配方含有向动物递送至少约80mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在其他实施方案中，配方含有向动物递送至少约90mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在其他实施方案中，配方含有向动物递送至少约100mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在其他实施方案中，配方含有向动物递送至少约110mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在其他实施方案中，配方含有向动物递送至少约120mg/kg体重/天的量的长链n-3脂肪酸。在本发明的一些实施方案中，长链n-3脂肪酸为选自α-亚麻酸(ALA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的一种或多种n-3脂肪酸。
长链n-3脂肪酸的量占饮食配方的百分比基于饮食配方的干物质占约0.1-1.5％范围内，尽管可提供更高的百分比。在多个实施方案中，该量基于饮食配方的干物质约占0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％或1.5％。在本发明的一些实施方案中，长链n-3脂肪酸为二十碳五烯酸(EPA)。在一些实施方案中，长链n-3脂肪酸为二十二碳五烯酸(DPA)。在其他实施方案中，长链n-3脂肪酸为二十二碳六烯酸(DHA)。还在一些实施方案中，长链n-3脂肪酸为α-亚麻酸(ALA)。在其他实施方案中，饮食配方包含两种或更多这些n-3脂肪酸的混合物。
平均饮食可包含约1∶10比例的n-3∶n-6脂肪酸。本配方限制n-6脂肪酸(特别是AA和LA)达到使得n-3脂肪酸比例高于平均饮食的n-3∶n-6比例。在一些实施方案中，n-3∶n-6的比例大于约1∶9、1∶8、1∶7或1∶6。在其他实施方案中，n-3∶n-6的比例大于约1∶5、1∶4或1∶3。在另一实施方案中，n-3∶n-6的比例大于约1∶2。在其他实施方案中，脂肪酸的比例为n-3脂肪酸的比例等于或大于n-6脂肪酸。例如，n-3∶n-6的比例可以为约1∶1到约15∶1。在一些实施方案中，该比例为约2∶1到约3∶1，但是可以大于例如4∶1、5∶1、6∶1、7∶1、8∶1、9∶1、10∶1、11∶1、12∶1、13∶1或14∶1。
虽然不期望受任何特定的操作性理论束缚，相信当动物消费配方中的长链n-3脂肪酸时，其代替细胞膜中的花生四烯酸并将用于产生抗炎性类花生酸，促进化合物如前列腺素E3(PGE3)、血栓烷A3(TXA3)和白细胞三烯B5(LTB5)而非PGE2、TXA2和LTB4的产生。PGE2的减少引起前-MMP-2和前-MMP-9的减少，从而减少这些金属蛋白酶的蛋白水解激活，引起关节中炎症和疼痛的减少。此外，相信长链n-3脂肪酸的增加促成金属蛋白酶-2(TIMP-2)的组织抑制剂增加，所述金属蛋白酶-2通过饱和相信对于MMP-2和MMP-9第一激活步骤必需的其他MMP(例如膜-1型基质金属蛋白酶)的结合位点而阻断MMP-2和MMP-9的活化。图10示例性说明了一些这样的机制。
实际上，根据本发明证明富含n-3脂肪酸的饮食配方促进TIMP-1增加和涉及明胶酶降解的两种基质金属蛋白酶：MMP-2(明胶酶-A)和MMP-9(明胶酶B(见实施例2，参考图7、8和9)的减少。期望发现本发明的配方降低下述和其他基质金属蛋白酶水平的实际效用，这些金属蛋白酶包括但不限于：(1)胶原酶，如间质胶原酶(MMP-I)、嗜中性粒细胞胶原酶(MMP-8)和胶原酶-3(MMP-13)；(2)溶基质蛋白酶如溶基质蛋白酶-1(MMP-3)、溶基质蛋白酶-2(MMP-10)和基质溶解因子(matrilysin)(MMP-7)；以及(3)膜型MMP，例如MMP-14和MT1-MMP。
本发明的配方还可包含维持关节健康的额外因子如但不限于葡糖胺和硫酸软骨素。
在一些实施方案中，提供500-1000ppm食品量的葡糖胺。在其他实施方案中，提供至少约1000-1500ppm量的葡糖胺。在其他实施方案中，提供至少约1500-2000ppm或更多量的葡糖胺，不产生葡糖胺给药引起的副作用。
在一些实施方案中，提供递送约100-300mg/天量的硫酸软骨素。在其他实施方案中，提供递送至少约300-500mg/天量的硫酸软骨素。在其他实施方案中，提供释放至少约500-700mg/天或更多量的硫酸软骨素，不产生施用硫酸软骨素引起的副作用。
配方还可包括抗氧化剂，包括但不限于维生素A、维生素C、维生素E、核黄素、硒和吡哆醇。
在一些实施方案中，提供0.5-0.7mg/kg食物量的硒。在其他实施方案中，提供至少约0.7-0.9mg/kg量的硒。在其他实施方案中，提供至少约0.9-1.1mg/kg或更多量的硒，不产生施用硒引起的副作用。
在一些实施方案中，提供至少约20-30IU/g食物量的维生素A。在其他实施方案中，提供至少约30-40IU/g食物量的维生素A。在其他实施方案中，提供至少约40-50IU/g食物或更多量的维生素A，不产生施用维生素A引起的副作用。
在一些实施方案中，提供至少约0.5-1IU/g食物量的维生素E。在其他实施方案中，提供至少约1-1.5IU/g食物量的维生素E。在其他实施方案中，提供至少约1.5-2.5IU/g食物或更多量的维生素E，不产生施用维生素E引起的副作用。
在一些实施方案中，提供至少约50-150ppm食物量的维生素C。在其他实施方案中，提供至少约150-250ppm量的维生素C。在其他实施方案中，提供至少约250-350ppm或更多量的维生素C，不产生施用维生素C引起的副作用。
在一些实施方案中，提供至少约5-15mg/kg食物量的核黄素。在其他实施方案中，提供至少约15-25mg/kg量的核黄素。在其他实施方案中，提供至少约25-35mg/kg或更多量的核黄素，不产生施用核黄素引起的副作用。
在一些实施方案中，提供至少约5-15mg/kg食物量的吡哆醇。在其他实施方案中，提供至少约15-25mg/kg量的吡哆醇。在其他实施方案中，提供至少约25-35mg/kg或更多量的吡哆醇，不产生施用吡哆醇引起的副作用。
该配方可调整为除了对骨关节炎提供有益效果外还允许动物减轻体重的饮食配方。合适的动物体重控制除对关节的直接治疗效应外还可以促进增强的治标效应。
期望为了动物的特定需要而调节配方，考虑例如但不限于品种、年龄、大小、体重和一般健康状况(如骨关节炎、类风湿性关节炎或引起动物炎性反应的其他疾病的程度或时期)的参数。计算膜和组织中n-3和n-6脂肪酸富集的方法为本领域公知并可用于调节饮食中的n-3和n-6脂肪酸。例如。这类计算描述于Bauer，J.E.等(2002)J.Nutr.132：1642S-1645S和PCT公布号WO 03/092405。
本发明的饮食配方可以是干燥食物、柔软/潮湿食物或罐装食物的形式。干燥食物的蛋白质含量通常在按重量计约15-30％范围内。干燥食物的总脂肪含量通常在按重量计约5-20％范围内。干燥食物的碳水化合物含量通常在按重量计约30-60％。干燥食物的水分含量通常按重量计少于约15％。可调节蛋白质、碳水化合物和脂肪含量以适应如本领域所熟知的不同品种的犬的特殊需要。
柔软潮湿食物的蛋白质含量通常在按重量计约10-30％范围内。柔软潮湿食物的总脂肪含量通常在按重量计约2-15％范围内。柔软潮湿食物的碳水化合物含量通常在按重量计约20-40％。柔软潮湿食物的水分含量通常按重量计少于约20-50％。可调节蛋白质、碳水化合物和脂肪含量以适应如本领域所熟知的不同品种犬的特殊需要。
罐装食物的蛋白质含量通常在按重量计约5-20％范围内。罐装食物的总脂肪含量通常在按重量计约1-20％范围内。罐装食物的碳水化合物含量通常在按重量计约15-40％。罐装食物的水分含量通常按重量计少于约80％。可调节蛋白质、碳水化合物和脂肪含量以适应如本领域所熟知的不同品种犬的特殊需要。
本发明的饮食配方还可以是营养补充剂的形式，其可与食物或水混合施用，或作为药物剂型单独提供。补充剂和剂型包括但不限于片剂(包括丸剂、咀嚼片剂、快溶片剂、多层片剂、双层片剂等)、粉剂、酏剂、液体、溶液剂、混悬剂、乳剂、胶囊剂、小胶囊、糖锭、咀嚼糖锭、珠、粉剂、粒剂、颗粒、凝胶剂、糊剂、可溶性薄膜、微粒、可分散粒剂、健康条(health bar)、动物治疗剂(treat)及其组合。上述剂型的制备为本领域技术人员熟知。
本发明还提供通过喂养本发明犬饮食配方以减轻骨关节炎症状来治疗犬骨关节炎的方法。可根据犬品种的特殊需要以及该动物经受的骨关节炎程度或阶段调节饮食配方中的营养物的量。兽医将能够对将施用于动物的饮食配方提供指导并调节饮食的其他参数(例如以提供体重控制)，还可以对其他治疗(例如疼痛控制、运动等)的类型和持续时间提供指导。
一般需要控制体重以及治疗骨关节炎的犬将喂以热量减少的饮食，以促进体重减轻，而维持增加量的长链n-3脂肪酸以促进减轻至少一种骨关节炎症状。饮食配方还可包括如上详述的其他成分，例如抗氧化剂、非甾体抗炎药、葡糖胺和硫酸软骨素。
本发明还提供治疗健康动物从而延迟OA发作或预防OA并支持关节健康的方法。因此，本发明的饮食配方和/或营养补充剂可作为预防或延迟OA发作并维持健康关节的预防措施提供给动物，例如犬。配方、补充剂或药物含有基于干物质占配方至少约0.1-1.5％量的长链n-3脂肪酸，配方还可包含本文所述量的n-6脂肪酸，以及抗氧化剂、葡糖胺、软骨素和/或NSAID。可根据例如犬的品种的特定需要和动物的年龄按照标准步骤调节饮食配方中营养物的量。
本文提供的治疗和预防骨关节炎的方法和饮食配方还可用于治疗或预防其他炎性疾病。具体地，考虑到类风湿性关节炎的炎性本质，期望该配方和方法也有益于治疗该疾病。
本发明还提供减少哺乳动物(特别是犬)的细胞膜中花生四烯酸的方法，其包括对哺乳动物施用本发明的饮食配方。饮食配方中长链n-3脂肪酸的量将足以代替犬细胞膜中的花生四烯酸。通常长链n-3脂肪酸基于干物质占饮食配方的约0.1-1.5％。
本发明还提供减轻哺乳动物骨关节炎影响的方法，其包括施用含有增加量的长链n-3脂肪酸的饮食配方。在一些实施方案中，基于干物质，长链n-3脂肪酸的量占饮食配方至少约0.1-1.5％。在一些实施方案中，基于干物质，长链n-3脂肪酸的量占饮食配方约0.3％。在一些实施方案中，基于干物质，长链n-3脂肪酸的量占饮食配方约0.4％。在一些实施方案中，基于干物质，长链n-3脂肪酸的量占饮食配方约0.5％。在一些实施方案中，饮食配方用于哺乳动物，特别是犬。在一些实施方案中，饮食配方用于人。
在一些实施方案中，用于人的饮食配方是如本领域公知的营养补充剂形式。
本发明还提供通过施用本发明饮食配方减少犬和其他哺乳动物中基质金属蛋白酶的产生的方法。基质金属蛋白酶包括但不限于MMP-2和MMP-9。通常基于干物质长链n-3脂肪酸的量在配方的约0.1％到1.5％范围内。配方中花生四烯酸的量在一些实施方案中限制为少于0.125％。在其他实施方案中，亚油酸的量限制为不大于饮食配方的1-2％。配方还可补充抗氧化剂、葡糖胺和至少一种NSAID。
本发明还提供通过施用本发明饮食配方减少犬和其他哺乳动物中炎性细胞因子的产生的方法。炎性因子包括但不限于IL-1、IL-6和TNFα.。通常长链n-3脂肪酸的量在配方的约0.1％到1.5％范围内。配方中花生四烯酸的量在一些实施方案中限制为少于0.125％。在其他实施方案中，亚油酸的量限制为不大于饮食配方的1-2％。配方还可补充抗氧化剂、葡糖胺和至少一种NSAID。饮食配方还可用于减少基质金属蛋白酶的产生和/或减少炎性细胞因子的产生。
提供下述实施例用于更详细描述本发明。它们旨在说明而非限制本发明。
实施例1
实验设计
此实施例公开了用于测定富含n-3脂肪酸的饮食对犬中OA相关生化参数的影响的方案。使用双盲、随机和安慰剂对照的设计。
研究中使用患有导致临床确认的急性前十字韧带(ACL)损伤(前十字韧带破裂)的退行性骨关节炎的二十四只犬，将它们随机分配治疗饮食或对照饮食(n＝12)。犬通过OA和韧带损伤的程度分级。在研究前由外科临床医生对犬进行例行身体检查并取得放射照片。
将犬随机分成两组，每组12只：
组1：n-3 LC PUFA补充剂(加入3.5％鱼油)
组2(对照)：不含长链n-3脂肪酸，但含有牛羊油作为加入的脂肪来源。
在持续的63天(矫形手术前7天和矫形手术后56天)中用补充剂喂养犬。
在以下时间点分别通过无菌关节穿刺和静脉穿刺以针和注射器获得滑膜液和血清用于TMP-2、PGE2和MMP分析：第-7天、第0天、第7天、第14天、第28天和第56天。从所有犬的受影响(ACL破裂)的关节和对侧关节获得滑膜液。
使用HP 5890气相层析仪进行气相层析以评估血清脂肪酸和测量受试者血清中的N-3 LC PUFA。
使用包埋了明胶的凝胶通过电泳进行对所有血清和滑膜液样品中MMP-2和MMP-9的前体和活性形式的分析。凝胶分析使用NOVEXZymogram(San Diego，CA)凝胶、缓冲液、染料和设备。按标准NOVEX说明书的指导运行酶谱法。在光密度计(Molecular Dynamics，Sunnyvale，CA)上扫描凝胶。将每个样品条带与每个凝胶上电泳的标准品比较并定量。
使用可得自Caymen(Ann Arbor，MI)的市售酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒进行PGE2的稳定代谢物血清二环PGE2的分析。
实施例2
富含n-3脂肪酸的饮食对犬骨关节炎相关生化参数的影响
使用前面实施例中公开的方案和评估方法获得以下结构。首先，测量血浆中的AA、EPA和DHA的量。现在参照附图，图1显示与喂养对照饮食的动物相比，提供富含n-3脂肪酸饮食的动物中血浆AA降低。图2和3分别显示与喂养对照饮食的动物相比，提供富含n-3脂肪酸饮食的动物中血浆EPA和DHA增加。此外，如图6所示，血浆二环PGE2在喂养富含n-3饮食的动物中降低约10％(从方案开始至结束)，而在喂养对照饮食的动物中增加20％以上。
还检查了滑膜液的脂肪酸组成。如图4和5分别所示，与喂养对照饮食的动物相比，在手术前后喂养富含n-3脂肪酸饮食的动物表现出滑膜液n-6脂肪酸的降低和滑膜液n-3脂肪酸的升高。另外，如图7和8所示，与喂养对照饮食的动物相比，喂养富含n-3脂肪酸饮食的动物滑膜液中前-和活性MMP-2和MMP-9降低。如图9所示，与喂养对照饮食的动物相比，喂养富含n-3脂肪酸饮食的动物滑膜液中TIMP-2升高。
上文所述的结果证明在饮食中强化n-3脂肪酸改善了与犬骨关节炎相关的若干生理和生化参数。
实施例3
示例性饮食配方
本发明的示例性非限制性饮食配方如下：
    水分     9.1％
    蛋白质     27.8％
    脂肪     12.9％
    灰分     8.02％
    碳水化合物(相减得到)     42.20％
    脂肪酸组成：     脂肪百分比
    14∶0     3.13
    14∶1     0.22
    15∶0     0.35
    16∶0     20.9
    16∶1     5.63
    17∶0     0.6
    18∶0     8.08
    18∶1n-9     29.8
    18∶2n-6     11.8
    18∶3n-6     0.18
    20∶0     0.2
    18∶3n-3     1.08
    20∶2n-6     0.25
    20∶3n-6     0.32
    20∶4n-6     0.66
    20∶5n-3     3.09
    22∶5n-3     0.67
    22∶6n-3     2.66
    未知     4.66
    脂肪酸组成     配方百分比
    EPA     0.39861％
    花生四烯酸     ＜0.125％
    亚油酸     1-2％
本发明不受限于上文描述和示例的实施方案，而是可在附带的权利要求书范围内进行改变和修饰。

Claims (62)

1.饮食配方，其包含按配方重量计至少约0.1-1.5％的量的长链n-3脂肪酸。
2.权利要求1的饮食配方，其中长链n-3脂肪酸包含α-亚麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸或二十二碳六烯酸的至少一种。
3.权利要求1的饮食配方，其中长链n-3脂肪酸以饮食配方的至少约0.2％至0.6％的量存在。
4.权利要求3的饮食配方，其中长链n-3脂肪酸以饮食配方的至少约0.3％至0.4％的量存在。
5.权利要求2的饮食配方，其包含约0.2-0.6％的二十碳五烯酸。
6.权利要求2的饮食配方，其包含约0.2-0.6％的二十二碳六烯酸。
7.权利要求1的饮食配方，其含有小于饮食配方的约3％的量的n-6脂肪酸。
8.权利要求7的饮食配方，其含有少于饮食配方的约0.125％的量的花生四烯酸。
9.权利要求7的饮食配方，其含有少于饮食配方的约2％的量的亚油酸。
10.权利要求1的饮食配方，其含有比例至少为约1∶2的n-3和n-6脂肪酸。
11.权利要求10的饮食配方，其中n-3与n-6脂肪酸的比例至少为约1∶1。
12.权利要求10的饮食配方，其中n-3与n-6脂肪酸的比例至少为约2∶1。
13.权利要求1的饮食配方，其还包含葡糖胺或软骨素的至少一种。
14.权利要求1的饮食配方，其还包含至少一种抗氧化剂。
15.权利要求14的饮食配方，其中至少一种抗氧化剂选自维生素C、维生素A、维生素E、硒、核黄素、吡哆醇，和它们的组合。
16.权利要求1的饮食配方，其还包含非类固醇抗炎药。
17.权利要求1的饮食配方，其配制成用于狗或猫的宠物食品或宠物治疗产品。
18.权利要求1的饮食配方，其配制成营养补充剂。
19.饮食配方的用途，用于生产治疗、预防或延迟哺乳动物关节炎发作的营养品、功能性食品或药物，所述饮食配方包含按配方重量计至少约0.1％-1.5％的量的长链n-3脂肪酸。
20.权利要求19的用途，其中关节炎为骨关节炎。
21.权利要求19的用途，其中关节炎为类风湿性关节炎。
22.权利要求19的用途，其中哺乳动物为狗或猫。
23.权利要求19的用途，其中饮食配方包含α-亚麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸或二十二碳六烯酸的至少一种。
24.权利要求19的用途，其中饮食配方包含少于饮食配方的约3％的量的n-6脂肪酸。
25.权利要求24的用途，其中饮食配方包含少于饮食配方的约0.125％的量的花生四烯酸。
26.权利要求24的用途，其中饮食配方包含少于饮食配方的约2％的量的亚油酸。
27.权利要求19的用途，其中饮食配方包含比例至少为约1∶2的n-3和n-6脂肪酸。
28.权利要求19的用途，其中饮食配方还包含葡糖胺或软骨素的至少一种。
29.权利要求19的用途，其中饮食配方还包含至少一种抗氧化剂。
30.权利要求19的用途，其中饮食配方还包含至少一种非类固醇抗炎药。
31.权利要求19的用途，其中饮食配方为饮食补充剂的形式。
32.权利要求22的用途，其中配方为用于狗或猫的宠物食品或宠物治疗品的形式。
33.权利要求19的用途，其中饮食配方还包含促进哺乳动物体重减轻的成分。
34.权利要求19的用途，所述用途还包括对哺乳动物进行热量限制以促进体重减轻。
35.权利要求19的用途，所述用途还包括对哺乳动物提供受控的运动。
36.饮食配方的用途，用于生产用于降低哺乳动物滑膜液中至少一种基质金属蛋白酶的产生的营养品、功能性食品或药物，所述饮食配方包含按配方重量计至少约0.1％-1.5％的量的长链n-3脂肪酸。
37.权利要求36的用途，其中基质金属蛋白酶为MMP-2或MMP-9。
38.饮食配方的用途，用于生产用于降低哺乳动物中炎性细胞因子的产生的营养品、功能性食品或药物，所述饮食配方包含按配方重量计至少约0.1％-1.5％的量的长链n-3脂肪酸。
39.权利要求38的用途，其中炎性细胞因子为白细胞介素-1、白细胞介素-6或组织坏死因子-α。
40.饮食配方的用途，用于生产用于减少哺乳动物膜中的花生四烯酸的营养品、功能性食品或药物，所述饮食配方包含按饮食配方重量计至少约0.1％-1.5％的量的长链n-3脂肪酸。
41.用于治疗、预防或延迟哺乳动物关节炎发作的方法，所述方法包括对哺乳动物施用饮食配方，所述饮食配方包含按饮食配方重量计至少约0.1％-1.5％的量的长链n-3脂肪酸。
42.权利要求41的方法，其中关节炎为骨关节炎。
43.权利要求41的方法，其中关节炎为类风湿性关节炎。
44.权利要求41的方法，其中哺乳动物为狗或猫。
45.权利要求41的方法，其中饮食配方包含α-亚麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸或二十二碳六烯酸的至少一种。
46.权利要求41的方法，其中饮食配方包含少于饮食配方的约3％的量的n-6脂肪酸。
47.权利要求46的方法，其中饮食配方包含少于饮食配方的约0.125％的量的花生四烯酸。
48.权利要求46的方法，其中饮食配方包含少于饮食配方的约2％的量的亚油酸。
49.权利要求41的方法，其中饮食配方包含比例至少为约1∶2的n-3和n-6脂肪酸。
50.权利要求41的方法，其中饮食配方还包含葡糖胺或软骨素的至少一种。
51.权利要求41的方法，其中饮食配方还包含至少一种抗氧化剂。
52.权利要求41的方法，其中饮食配方还包含至少一种非类固醇抗炎药。
53.权利要求41的方法，其中饮食配方为饮食补充剂的形式。
54.权利要求44的方法，其中配方为用于狗或猫的宠物食品或宠物治疗品的形式。
55.权利要求41的方法，其中饮食配方还包含促进哺乳动物体重减轻的成分。
56.权利要求41的方法，其还包括对哺乳动物进行热量限制以促进体重减轻。
57.权利要求41的方法，其还包括对哺乳动物提供受控的运动。
58.减少哺乳动物滑膜液中至少一种基质金属蛋白酶的产生的方法，所述方法包括对哺乳动物施用饮食配方，所述饮食配方包含按配方重量计至少约0.1％-1.5％的量的长链n-3脂肪酸。
59.权利要求58的方法，其中基质金属蛋白酶为MMP-2或MMP-9。
60.降低哺乳动物中炎性细胞因子的产生的方法，所述方法包括对哺乳动物施用饮食配方，所述饮食配方包含按配方重量计至少约0.1％-1.5％的量的长链n-3脂肪酸。
61.权利要求60的方法，其中炎性细胞因子为白细胞介素-1、白细胞介素-6或组织坏死因子-α。
62.在体内降低哺乳动物的膜中花生四烯酸的方法，所述方法包括对哺乳动物施用饮食配方，所述饮食配方包含按饮食配方重量计至少约0.1％-1.5％的量的长链n-3脂肪酸。
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