DE10126970A1 - Phytasehaltige Zusammensetzung - Google Patents
Phytasehaltige ZusammensetzungInfo
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Abstract
Beschrieben wird eine phytinsäurespaltende Zusammensetzung, insbesondere in Form einer pharmazeutischen Zusammensetzung, eines Arzneimittels oder eines Nahrungsergänzungsmittels, sowie ihre Verwendung, insbesondere zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit von essentiellen Bioelementen, insbesondere Calcium, Magnesium, Zink und/oder Eisen, vorzugsweise jeweils in Form ihrer Ionen, und/oder zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit von Phosphor, vorzugsweise in Form von Phosphaten.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine phytasehaltige Zusammensetzung.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine mindestens ein
phytinsäurespaltendes Reagenz enthaltende Zusammensetzung und ihre
Verwendung, insbesondere zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit von essentiellen
Bioelementen wie Calcium, Magnesium, Zink und/oder Eisen sowie Phosphor.
Das Problem des Defizits essentieller Nahrungsmittelbestandteile, insbe
sondere Mikronutrienten und einiger Makronutrienten, in der Humanernährung
wird angesichts der wachsenden Weltbevölkerung und der immer knapper
werdenden Anbauflächen immer aktueller. Einer der effektivsten Wege der
Bevölkerungsgesundung ist die weitere Verwendung von Nahrungsmittel
zusätzen. Diese neue Richtung der Ernährungshygiene und der prophylak
tischen Medizin gewinnt immer mehr Aufmerksamkeit der Forscher weltweit.
Die Verwendung essentieller Nahrungsmittelzusätze, beispielsweise in Form
von Nahrungsergänzungsmitteln, ist als die Möglichkeit effektiver und schneller
Problemlösung der Ernährungsoptimierung der Bevölkerung anzusehen. Die
Entwicklung eines breiten Sortiments von Nahrungsergänzungszusätzen ist
somit ein wichtiges und zuverlässiges Mittel der Sicherung einer bilanzierten
täglichen Ernährung und zur Verbesserung der Ernährungsstruktur der
Bevölkerung.
Dennoch können Nahrungsergänzungsmittel in vielen Fällen nicht die optimale
Wirkung entfalten, weil ihre Wirksamkeit durch bestimmte Faktoren negativ
beeinflußt wird.
Beispielsweise beschreiben Zittermann et al., "Beeinflussung des Calcium- und
Knochenstoffwechsels durch exogene Faktoren" in Ernährungs-Umschau 47
(2000), Heft 12, Seiten 465 bis 471, die Beeinflussung des Calcium- und
Knochenstoffwechsels durch exogene Faktoren wie beispielsweise Ernährungs
faktoren. Hierbei wird erwähnt, daß viele, insbesondere pflanzliche Produkte,
die eine Vielzahl aus ernährungsphysiologischer Sicht wertvoller Bestandteile
enthalten (z. B. Kleie- und Sojaprodukte), eine Reduktion der intestinal
absorbierten Menge an Calcium bewirken, was auf den relativ hohen Gehalt an
Phytinsäure in diesen Lebensmitteln zurückgeführt wird.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem besteht nunmehr
in der Bereitstellung einer Zusammensetzung, welche die Bioverfügbarkeit
essentieller Bioelemente, wie insbesondere von Mineralstoffen (Calcium,
Magnesium, Zink, Eisen etc.) bzw. Phosphor, positiv beeinflußt.
Überraschenderweise wurde nun herausgefunden, daß eine Zusammen
setzung, die mindestens ein phytinsäurespaltendes Reagenz, vorzugsweise
Enzym, enthält, die Bioverfügbarkeit der zuvor genannten essentiellen
Ernährungsbestandteile positiv beeinflussen bzw. erhöhen kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine Zusammensetzung,
insbesondere in Form einer pharmazeutischen Zusammensetzung, eines
Arzneimittels oder eines Nahrungsergänzungsmittels, die mindestens ein
phytinsäurespaltendes Reagenz, vorzugsweise Enzym, gegebenenfalls
zusammen mit mindestens einem pharmazeutischen Hilfs- und/oder Träger
stoff, enthält.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
handelt es sich bei dem phytinsäurespaltenden Reagenz um eine Phytase. Die
Phytase kann aus der Gruppe von 3-Phytase, 6-Phytase und deren
Mischungen ausgewählt sein.
Phytasen sind Enzyme, welche die Phytinsäure (myo-Inosithexaphosphat,
Phytinsäure) spalten. Bei den Phytasen handelt es sich um Phosphatasen,
welche die Phytinsäure in myo-Inosit und Orthophosphat spalten.
Je nach dem, an welchem Kohlenstoffatom der Orthophosphatrest von der
Phytinsäure abgespalten wird, unterscheidet man zwischen der 3-Phytase und
der 6-Phytase.
Die 3-Phytase spaltet die Phytinsäure also gemäß der folgenden Reaktions
gleichung:
myo-Inosit-1, 2, 3,4,5,6-hexaphosphat + H2O →
myo-Inosit-1,2,4,5,6-pentaphosphat + Orthophosphat.
Die 6-Phytase katalysiert dagegen die folgende Reaktion:
myo-Inosit-1,2,3,4,5,6-hexaphosphat + H2O →
myo-Inosit-1,2,3,4,5,-pentaphosphat + Orthophosphat.
Die Phytasen selbst sind handelsübliche Produkte. Beispielsweise können Sie
bezogen werden von der Firma FLUKA Chemie, einem Geschäftsbereich der
SIGMA-ALDRICH Corp.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Phytasen kann es sich um mikrobiell
gewonnene, z. B. sich von Aspergillus ficuum oder Aspergillus niger ableitende
Phytasen oder aber um pflanzliche Phytasen, z. B. um aus Getreide, wie
Weizen, gewonnene Phytasen, handeln.
Üblicherweise liegt die Phytase in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
in lyophilisierter Form vor.
Wie zuvor erwähnt, kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung
gegebenenfalls pharmazeutische Hilfs- und/oder Trägerstoffe erhalten. Diese
sind im allgemeinen aus üblicherweise verwendeten, inerten, nichttoxischen,
pharmazeutisch geeigneten Hilfs- und/oder Trägerstoffen ausgewählt.
Beispiele für erfindungsgemäß geeignete Hilfs- und/oder Trägerstoffe sind
z. B. Zucker aller Art, vorzugsweise Lactose, Maltose oder Saccharose, und
Wasser.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann in jeder beliebigen Appli
kationsform vorliegen, insbesondere in flüssiger oder fester Applikationsform.
Bevorzugt sind Tabletten, Kapseln, Pillen, Pastillen, Dragées, Lösungen,
Emulsionen oder Suspensionen.
Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung enteral bzw. peroral
appliziert.
Die Anmelderin hat überraschend herausgefunden, daß die vorzugsweise
perorale Gabe eines phytinsäurespaltenden Reagenzes, vorzugsweise Phytase(n),
insbesondere in Form der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, zu einer
deutlich verbesserten Resorption essentieller Bioelemente, wie Calcium,
Magnesium, Zink und/oder Eisen, im Intestinaltrakt führt.
Die Resorption essentieller Bioelemente, wie z. B. Calcium, Magnesium, Zink
und/oder Eisen im Intestinaltrakt ist ein sehr komplizierter Prozeß, der von
vielen Einflußgrößen abhängig ist, insbesondere von der verbrauchten Menge
an essentiellen Bioelementen, vom jeweiligen Bedarf des Organismus, der
körperlichen Aktivität und dem Vorhandensein anderer Nährstoffe. Des
weiteren kommt es beispielsweise auch auf den pH-Wert, auf das Verhältnis
zwischen dem Bioelement und dem Phosphorgehalt in der Nahrung sowie auf
den Fettsäure- und Vitamingehalt in derselben an. Beispielsweise ist bekannt,
daß der Gehalt an Vitamin D den Prozeß der Calciumresorption regelt.
Verschiedene Bevölkerungsschichten bekommen im Hinblick auf das Sortiment
der in die tägliche Ration eingeschlossenen Lebensmittel sehr unterschiedliche
Nahrung. Dabei spielen außer den wirtschaftlichen Faktoren auch die Umwelt,
das Kulturniveau, die Ernährungsgewohnheiten etc. eine wichtige Rolle.
Beispielsweise erschwert ein hoher Verzehr von Getreideprodukten, insbe
sondere bei Vegetariern, die Verwertung von essentielle Bioelementen wie z. B.
Calcium, da der größte Teil sich mit Phytinsäure fest zu einem Chelatkomplex
verbindet, der im Magen/Darm-Trakt praktisch nicht verwertet werden kann.
Offensichtlich ist dieser Chelatkomplex zu stabil, um vom Körper in eine
resorptionsfähige Form überführt zu werden, die dann im Dünndarm - wo im
allgemeinen die Nährstoffaufnahme bzw. -resorption stattfindet - zur Verwertung
gelangen könnte. Andererseits ist die Phytinsäure, insbesondere in Form ihrer
Phytate, den Salzen der Phytinsäure, in Getreideprodukten wie Getreidesamen
und -körnern weit verbreitet und nimmt daher einen bedeutenden Platz in der
Ernährung der Menschen ein.
Überraschenderweise hat nun die Anmelderin herausgefunden, daß die vor
zugsweise enterale bzw. perorale Applikation von Phytase(n), insbesondere in
Form der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, zu einer besseren Biover
fügbarkeit der zuvor genannten essentiellen Bioelemente führt, insbesondere
wenn die Phytasen(n) bzw. die erfindungsgemäße Zusammensetzung vor,
während und/oder nach der Nahrungsaufnahme verabreicht werden.
Die vor, während und/oder nach der Aufnahme der Nahrung zu verabreichende
Menge an phytinsäurespaltendem Reagenz bzw. Phytase(n) kann in weiten
Grenzen variieren und ist insbesondere abhängig von der Art und Menge der
aufgenommenen Nahrungsmittel, vom Körpergewicht der behandelten Person,
vom individuellen Verhalten gegenüber dem Wirkstoff, der Art und der
Schwere der gegebenenfalls vorliegenden Erkrankung, der Art der Zubereitung
und Applikation sowie dem Zeitpunkt bzw. Intervall, zu welchem die Verab
reichung erfolgt.
Im allgemeinen verwendet man je Applikation, insbesondere vor, während
und/oder nach der Nahrungsaufnahme, das phytinsäurespaltende Reagenz,
vorzugsweise Phytase(n), in Mengen von 0,1 µg bis 250 mg, insbesondere
1 µg bis 250 mg, vorzugsweise 10 µg bis 150 mg.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird zusammen mit dem phytinsäurespaltenden Reagenz bzw.
Phytase(n) mindestens ein Mineralstoff verabreicht, insbesondere ein
essentielles Bioelement wie Calcium, Magnesium, Zink und/oder Eisen,
vorzugsweise jeweils in Form ihrer Ionen. Gemäß dieser Ausführungsform
handelt es sich bei der Zusammensetzung um ein Kombinationspräparat aus
phytinsäurespaltendem Reagenz bzw. Phytase(n) plus essentiellen Bioelementen
(z. B. Calcium, Magnesium, Zink und/oder Eisen). Außerdem kann es vorteil
haft sein, wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung ein oder mehrere
Vitamine enthält. Beispielsweise hat es sich als vorteilhaft erwiesen - wenn
die erfindungsgemäße Zusammensetzung neben Phytase(n) auch Calcium
enthält - der Zusammensetzung auch Vitamin D beizumischen, weil dieses
Vitamin die Calciumresorptionsfähigkeit positiv beeinflußt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung der erfin
dungsgemäßen Zusammensetzung zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit von
essentiellen Bioelementen, insbesondere Calcium, Magnesium, Zink und/oder
Eisen, vorzugsweise jeweils in Form ihrer Ionen, und/oder zur Erhöhung der
Bioverfügbarkeit von Phosphor, vorzugsweise in Form von Phosphaten.
In diesem Zusammenhang kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung
beispielsweise zur prophylaktischen und/oder kurativen Behandlung von
Mangel an essentiellen Bioelementen, insbesondere Calcium-, Magnesium-,
Zink- und/oder Eisenmangel, sowie damit zusammenhängenden Erkrankungen
wie Osteoporose (Osteoporosis), Eisenmangelerkrankungen wie Anämien und
dergleichen, eingesetzt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch die Verwendung von
Phytase(n), insbesondere 3-Phytase, 6-Phytase und deren Mischungen, zur
Herstellung von pharmazeutischen Zusammensetzungen, Arzneimitteln
und/oder Nahrungsergänzungsmitteln, insbesondere zu den vorgenannten
Zwecken.
Die Anmelderin hat überraschenderweise herausgefunden, daß die vorzugs
weise perorale Gabe von Phytase(n), vorzugsweise in Form der erfindungs
gemäßen Zusammensetzung, insbesondere vor, während und/oder nach der
Nahrungsaufnahme, zu einer deutlichen Erhöhung des Serumspiegels an
Calcium, Magnesium, Zink und Eisen führt, d. h. die Resorptionsfähigkeit der
zuvor genannten Elemente deutlich erhöht. Somit wird eine bessere Verwertung
der aufgenommenen Nahrung, insbesondere im Falle pflanzlicher Nahrung,
erreicht.
Die vorliegende Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungs
beispiels veranschaulicht und erläutert, welches die vorliegende Erfindung
jedoch keinesfalls beschränken soll. Weitere Ausführungsformen, Ausge
staltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für
den Fachmann beim Lesen der vorliegenden Anmeldung ohne weiteres
erkennbar und realisierbar, ohne daß er hierbei den Rahmen der vorliegenden
Erfindung verläßt.
Die Effektivität der Verwendung von Phytase als biologisch aktiver Nahrungs
mittelzusatz in Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur
Erhöhung der Bioverfügbarkeit von Calcium aus pflanzlichen Lebensmitteln
und zur Normalisierung des Mineralstoffwechsels im Organismus wurde an
Ratten untersucht.
Zur Untersuchung der Wirksamkeit einer phytasehaltigen erfindungsgemäßen
Zusammensetzung wurden 95, 180 bis 220 g schwere weiße Ratten (weibliche
Vistar-Ratten) untersucht. Hierzu wurde einem Teil der Tiere radioaktiv
markiertes Calcium (45Ca) in Form von Calciumphytat (45Ca-Phytat)
verabreicht.
Bei den Versuchen zur Erforschung des Einflusses zusätzlich eingeführter
Phytate und Phytase wurde für die Tiere ein pflanzliches Mischfutter mit Hafer
flocken vorbereitet. Die Gruppe 1 diente als Kontrollgruppe und erhielt nur
dieses Mischfutter. Der Ration der Gruppe 2 wurden zusätzlich radioaktiv
markiertes Calciumphytat (45Ca-Phytat) und der Ration der Gruppe 3 außer
radioaktiv markiertem Calciumphytat (45Ca-Phytat) zusätzlich 40 Einheiten
Phytase in Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Tablettenform
peroral zugesetzt.
Den Ratten wurde zu verschiedenen Zeitpunkten vor und nach der Nahrungs
aufnahme Blut entnommen, und das entnommene Blut wurde nach
entsprechender Aufbereitung mit einem Flüssigkeits-Szintillationszählers
analysiert, um die Erscheinungsdynamik von 45Ca im Blut zu ermitteln, das für
die Forschungen der intestinalen 45Ca-Resorption wichtig ist.
Die Ergebnisse zeigen, daß der Zusatz von Phytase in Form einer erfindungs
gemäßen Zusammensetzung in Form von Tabletten zu der verfütterten Ration
eindeutig zur Erhöhung des Radioaktivitätspegels im Blut führt. Dieser Pegel
bleibt innerhalb von 1 bis 3 Stunden des Versuchs 2 bis 3mal höher als die für
45Ca-Phytat ohne Phytasegabe ermittelten Werte.
Des weiteren wurden auch Untersuchungen an den Organen getöteter Tiere
durchgeführt. Die Radioaktivitätsuntersuchungen homogener Präparate zeigen
bei den Ratten der Gruppe 3, welche die Ration mit dem Phytasezusatz
bekamen, zweifellos höhere 45Ca-Aufnahme auch in Skelettmuskeln, Leber und
Nieren als bei den Raten, welche keine phytasehaltige Zusammensetzung
erhalten hatten.
Diese Untersuchungen belegen die Erhöhung der Bioverfügbarkeit von Calcium
im Organismus durch Gabe von Phytase in Form einer erfindungsgemäßen
Zusammensetzung in Tablettenform. Mit anderen Worten kann mit Hilfe von
Phytase in Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung die Effektivität
der Verwertung von Calcium deutlich erhöht werden. Die gegebenenfalls vor
handene endogene Phytase im Magen-Darmtrakt der Ratten ist dagegen nicht
ausreichend bzw. wirksam genug.
Claims (21)
1. Zusammensetzung, insbesondere in Form einer pharmazeutischen
Zusammensetzung, eines Arzneimittels oder eines Nahrungs
ergänzungsmittels, enthaltend mindestens ein phytinsäurespaltendes
Reagenz, vorzugsweise Enzym, gegebenenfalls zusammen mit minde
stens einem pharmazeutischen Hilfs- und/oder Trägerstoff.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
phytinsäurespaltende Reagenz eine Phytase ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Phytase ausgewählt ist aus der Gruppe von 3-Phytase, 6-Phytase und
deren Mischungen.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Phytase mikrobiell gewonnen ist.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Phytase sich von Aspergillus ficuum oder Aspergillus niger ableitet.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Phytase um eine pflanzliche Phytase handelt, insbe
sondere um eine aus Getreide, wie Weizen, gewonnene Phytase.
7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Phytase in lyophilisierter Form vorliegt.
8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der pharmazeutische Hilfs- und/oder Trägerstoff aus
üblichen, inerten, nichttoxischen, pharmazeutisch geeigneten Hilfs-
und/oder Trägerstoffen ausgewählt ist, wie insbesondere Zucker aller
Art, vorzugsweise Lactose, Maltose oder Saccharose, und Wasser.
9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie in flüssiger oder fester Applikationsform, insbeson
dere in Form von Tabletten, Kapseln, Pillen, Pastillen, Dragees, Lösun
gen, Emulsionen oder Suspensionen, vorliegt.
10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur enteralen
(peroralen) Applikation.
11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, enthaltend
mindestens ein phytinsäurespaltendes Reagenz, vorzugsweise
Phytase(n), in Kombination mit mindestens einem Mineralstoff, insbe
sondere essentiellem Bioelement wie Calcium, Magnesium, Zink
und/oder Eisen, vorzugsweise jeweils in Form ihrer Ionen.
12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, enthaltend
außerdem mindestens ein Vitamin.
13. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß je Applikation, insbesondere vor, während und/oder nach
der Nahrungsaufnahme, phytinsäurespaltendes Reagenz, vorzugsweise
Phytase(n), in Mengen von 0,1 µg bis 250 mg, insbesondere 1 µg bis
200 mg, vorzugsweise 10 µg bis 150 mg, verabreicht werden.
14. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Prophylaxe
und/oder Behandlung von Erkrankungen.
15. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Erhöhung
der Bioverfügbarkeit von essentiellen Bioelementen, insbesondere
Calcium, Magnesium, Zink und/oder Eisen, vorzugsweise jeweils in
Form ihrer Ionen, und/oder zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit von
Phosphor, vorzugsweise in Form von Phosphaten.
16. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur prophylak
tischen und/oder kurativen Behandlung von Mangel an essentiellen
Bioelementen, insbesondere Calcium-, Magnesium-, Zink- und/oder
Eisenmangel, sowie damit zusammenhängenden Erkrankungen wie
Osteoporose (Osteoporosis), Eisenmangelerkrankungen wie Anämien
und dergleichen.
17. Phytase(n), insbesondere 3-Phytase, 6-Phytase und deren Mischungen,
zur Herstellung von pharmazeutischen Zusammensetzungen, Arznei
mitteln und/oder Nahrungsergänzungsmitteln.
18. Phytase(n) zur Prophylaxe und/oder Behandlung von Erkrankungen.
19. Phytase(n) zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit von essentiellen
Bioelementen, insbesondere Calcium, Magnesium, Zink und/oder
Eisen, vorzugsweise jeweils in Form ihrer Ionen, und/oder zur
Erhöhung der Bioverfügbarkeit von Phosphor, vorzugsweise in Form
von Phosphaten.
20. Phytase(n) zur prophylaktischen und/oder kurativen Behandlung von
Mangel an essentiellen Bioelementen, insbesondere Calcium-, Magnesium-,
Zink- und/oder Eisenmangel, sowie damit zusammenhängenden
Erkrankungen wie Osteoporose (Osteoporosis), Eisenmangelerkran
kungen wie Anämien und dergleichen.
21. Phytase(n) zur Herstellung von Arzneimitteln oder pharmazeutischen
Zusammensetzungen zur prophylaktischen und/oder kurativen
Behandlung von Mangel an essentiellen Bioelementen, insbesondere
Calcium-, Magnesium-, Zink- und/oder Eisenmangel, sowie damit
zusammenhängenden Erkrankungen wie Osteoporose (Osteoporosis),
Eisenmangelerkrankungen wie Anämien und dergleichen.
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