DE102015012685A1 - Method for supporting intestinal health - Google Patents
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Abstract
Calciumpyruvat (CaPyr) und Derivate oder Formulierungen davon können zur Unterstützung der Darmgesundheit und Verringerung von Entzündungen verwendet werden, wie zum Beispiel bei chronisch-entzündlichen Erkrankungen des Verdauungstrakts und Reizdarmsyndrom. Daher betrifft die Erfindung die Verwendung von Pyruvatpräparaten zur Behandlung von entzündlichen Erkrankungen, insbesondere des Magen-Darm-Trakt von Menschen und Säugetieren, Haustiere und Vieh. Der Verdauungstrakt umfasst die Mundhöhle, den Rachen, die Speiseröhre und den Magen-Darm-Trakt. Die entzündlichen Erkrankungen umfassen das Reizdarmsyndrom (RDS, engl, IBS) und/oder die chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED, engl, IBD), aber auch werden die Entzündungskrankheiten aus der Gruppe von Gingivitis, Parodontitis, Pharyngitis, Ösophagitis, Gastritis, lymphatische Kolitis, Colitis ulcerosa, Divertikulitis, Duodenitis und Morbus Crohn darunter verstanden.Calcium pyruvate (CaPyr) and derivatives or formulations thereof can be used to aid intestinal health and reduce inflammation, such as in chronic inflammatory diseases of the digestive tract and irritable bowel syndrome. Therefore, the invention relates to the use of pyruvate preparations for the treatment of inflammatory diseases, in particular the gastrointestinal tract of humans and mammals, domestic animals and livestock. The digestive tract includes the oral cavity, pharynx, esophagus, and gastrointestinal tract. The inflammatory diseases include irritable bowel syndrome (IBS) and / or inflammatory bowel disease (IBD), but also inflammatory diseases of the group of gingivitis, periodontitis, pharyngitis, esophagitis, gastritis, lymphatic colitis, Ulcerative colitis, diverticulitis, duodenitis and Crohn's disease were understood.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur oralen Aufnahme oder Supplementation einer Nahrung, eines Nahrungsergänzungsmittel oder einer Arzneimittelzusammensetzung, die einen Wirkstoff, vorzugsweise Calciumpyruvate und insbesondere Calciumpyruvat-Monohydrat (CPM) oder bioaktive, funktionelle Derivate und Kombinationen oder Formulierungen davon, und vor allem dessen wohltuende und gesundheitsfördernde Wirkung für den Verdauungstrakt, insbesondere des Darms.The invention relates to a method for oral ingestion or supplementation of a food, a dietary supplement or a pharmaceutical composition comprising an active ingredient, preferably calcium pyruvates and especially calcium pyruvate monohydrate (CPM) or bioactive functional derivatives and combinations or formulations thereof, and especially of the same Soothing and health-promoting effect for the digestive tract, especially the intestine.
Eine optimale Gesundheit des Verdauungssystems ist wichtig für die Vitalität und das Wohlbefinden während des gesamten Lebens und hat Auswirkungen auf die Gesundheit des gesamten Körpers, während Magen-Darm-Beschwerden die Lebensqualität stark beeinträchtigen.Optimal health of the digestive system is important for vitality and well-being throughout life, and has implications for the health of the whole body, while gastrointestinal disorders severely affect quality of life.
Symptome der gastrointestinalen Beschwerden sind häufig Blähungen, Veränderungen der Darmmobilität, die Stuhltransferzeit und Schmerzen im Verdauungstrakt, die das Wohlbefinden beeinflussen können. Magen-Darm-Beschwerden können durch Stress, die Zusammensetzung von Lebensmitteln sowie mikrobielle Verteilung oder Störungen des Darms verursacht werden, aus denen sich schwerwiegende Magen-Darm-Erkrankungen, einschließlich Dyspepsie oder Irritationen wie Reizdarmsyndrom (RDS, engl. irritable bowel syndrome, IBS) oder chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED, engl. inflammatory bowel disease, IBD) entwickeln können.Symptoms of gastrointestinal distress include flatulence, changes in bowel mobility, stool transfer time, and digestive tract pain that can affect well-being. Gastrointestinal complaints may be caused by stress, food composition, microbial distribution or intestinal disorders that cause serious gastrointestinal disorders, including dyspepsia or irritable bowel syndrome (IBS). or chronic inflammatory bowel disease (IBD).
Etwa 20 Prozent der Menschen, vor allem in der westlichen Welt, sind von länger anhaltenden Magen-Darm-Problemen, wie beispielsweise Reizdarmsyndrom, mindestens einmal in ihrem Leben betroffen.About 20 percent of people, especially in the Western world, are affected by prolonged gastrointestinal problems, such as irritable bowel syndrome, at least once in their lives.
Viele Magen-Darm-Erkrankungen werden durch entzündliche Prozesse verursacht, so dass die Förderung eines gesunden Verdauungsprozesses, insbesondere durch entzündungshemmende Ernährung oder therapeutische Ansätze, die eine Reduktion der Genexpression von Entzündungsmediatoren einschließen, erreicht werden können.Many gastrointestinal diseases are caused by inflammatory processes, so that the promotion of a healthy digestive process, in particular by anti-inflammatory nutrition or therapeutic approaches that include a reduction in gene expression of inflammatory mediators, can be achieved.
Therapeutische Standardverfahren umfassen Medikamente wie Kortikosteroide (Kortison, Prednison) und Aminosalizylsäurederivate wie Sulfasalazin (Sulphasalazine) sowie Immunmodulatoren, wie z. B. Azathioprin, Methotrexat oder Natalizumab. Diese Medikamente üben eine entzündungshemmende Wirkung aus, haben aber teils auch viele ernste Nebenwirkungen, was ihre Verwendung bei einer akuten Exazerbation begrenzt. Neue Medikamente für eine Entzündungsreduzierung sind u. a. von antioxidativem Charakter, wie Ethylpyruvat, einem synthetischen Alkylester der Brenztraubensäure.Standard therapeutic procedures include drugs such as corticosteroids (cortisone, prednisone) and aminosalicylic acid derivatives such as sulfasalazine (sulphasalazine) as well as immunomodulators, such as: Azathioprine, methotrexate or natalizumab. These drugs have anti-inflammatory effects, but some have many serious side effects, limiting their use in acute exacerbations. New medicines for reducing inflammation are u. a. of an antioxidant character, such as ethylpyruvate, a synthetic alkyl ester of pyruvic acid.
Daher ist es wichtig, funktionelle Lebensmittelzutaten und Nahrungsergänzungsmittel mit ähnlichen Wirkungsweisen, aber weniger schädlichen Nebenwirkungen, neben Medikamenten bereitzustellen.Therefore, it is important to provide functional food ingredients and nutritional supplements with similar modes of action but less harmful side effects besides medications.
Alternativmedizinische und Ernährungskonzepte umfassen Ernährung mit Probiotika (Escherichia coli Nissle 1917, Saccharomyces boulardii, Bifidobakterien und Milchsäurebakterien), Präbiotika (Gerste-, Opuntia-Fasern, Psyllium, Oligofructose, Inulin, modifizierte Stärken, botanischen oder mikrobiotischen abgeleiteten Gummis), Fisch- und Krillöle (Omega-3-Fettsäuren) und pflanzlichen Zubereitungen (Weihrauch (Boswellia spp.), Gelbwurz (Curcuma longa), Thymian spp., Kamille, Cannabis), ätherische und aromatische Öle wie z. B. aus Pfefferminze, Kamille, Salbei, Fenchel, Kümmel, Thymian und Lavendel, und eine Reihe von Nahrungsergänzungsmittel.Alternative medical and nutritional concepts include nutrition with probiotics (Escherichia coli Nissle 1917, Saccharomyces boulardii, bifidobacteria and lactic acid bacteria), prebiotics (barley, opuntia fibers, psyllium, oligofructose, inulin, modified starches, botanical or microbiotic derived gums), fish and krill oils (Omega-3 fatty acids) and herbal preparations (frankincense (Boswellia spp.), Turmeric (Curcuma longa), thyme spp., Chamomile, cannabis), essential and aromatic oils such as. Peppermint, chamomile, sage, fennel, cumin, thyme and lavender, and a range of nutritional supplements.
Der Schwerpunkt und somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, neue Wirkstoffe zur Prävention und Unterstützung von funktionellen Magen-Darm-Beschwerden und -Krankheiten, wie entzündliche Darmerkrankungen und RDS bereitzustellen, die als Inhaltsstoff u. a. in funktionellen Lebensmitteln, Nahrungsergänzung und Medikamenten anwendbar sind.The focus and thus the object of the present invention is to provide new active substances for the prevention and support of functional gastrointestinal complaints and diseases, such as inflammatory bowel disease and RDS, which are used as an ingredient u. a. in functional foods, nutritional supplements and medicines.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass eine Zusammensetzung, die als Wirkstoff Salze der Brenztraubensäure (Pyruvate) und insbesondere Calciumpruvat (CaPyr), vor allem aber Calciumpyruvat-Monohydrat (CPM), oder funktionell aktive Derivate enthält, entzündungshemmende und RDS-lindernde Aktivität durch Hemmung der Entzündung auf molekularer als auch auf Genexpressionsebene bewirkt.Surprisingly, it has been found that a composition containing as active ingredient salts of pyruvic acid (pyruvates) and in particular calcium pruvate (CaPyr), but especially calcium pyruvate monohydrate (CPM), or functionally active derivatives, anti-inflammatory and RDS-alleviating activity by inhibiting the inflammation at the molecular and gene expression level.
alpha-Ketocarbonsäuren, einschließlich der Brenztraubensäure (2-Oxo-propansäure, Pyruvinsäure, engl. pyruvic acid) und ihre Derivate, wie Ester und Salze, auch Pyruvate genannt, sind für ihre entzündungshemmende Wirksamkeit bekannt (
Die Brenztraubensäure und Pyruvate sind reaktive chemische Verbindungen, die zur Dimerisierung oder Polymerisation durch Aldolkondensation neigen. Daraus resultiert das allgemeine Verständnis, dass die Salzform mit freien Pyruvatanionen weit weniger stabil als die Esterform ist. Pyruvat-Salze sollen wesentlich schneller als Pyruvat-Ester zerfallen, was dazu führte, dass in jüngster Zeit die Brenztraubensäureester, wie z. B. Ethylpyruvat sehr viel häufiger in der klinischen Forschung eingesetzt und die Salze mehr und mehr vernachlässigt wurden (
Auf der anderen Seite kommen selbst einfache Brenztraubensäureester, wie Ethylpyruvat in der Natur nicht oder nur in geringen Spuren als Aromakomponenten vor und sind somit von synthetischen und nicht-physiologischem Charakter, während salzförmige Pyruvate und Pyruvatanionen, als Natrium- und Calciumpyruvat häufig in lebenden Organismen vorherrschen, da Pyruvate (in der Biochemie synonym mit Brenztraubensäure; engl. pyruvic acid) Zwischenprodukte des Zuckerstoffwechsel und Glykolyse sind.On the other hand, even simple pyruvic acid esters, such as ethylpyruvate, are absent in nature, or only in trace amounts, as aroma components and are thus of synthetic and non-physiological character, while salt-form pyruvates and pyruvate anions, as sodium and calcium pyruvate, are prevalent in living organisms because pyruvates (in biochemistry synonymous with pyruvic acid) are intermediates of sugar metabolism and glycolysis.
Überraschend wurde im Rahmen dieser Erfindung gefunden, dass die Pyruvat-Salze der Alkali- und Erdalkalimetall-Gruppe (Ia und IIa) und insbesondere das Calciumpyruvat-Monohydrat im Widerspruch zur oben genannten und vorherrschenden wissenschaftlichen Meinung in der Lage sind, eine noch besser entzündungshemmende Wirkung als Pyruvat-Ester auszuüben.Surprisingly, it has been found in the context of this invention that the pyruvate salts of the alkali and alkaline earth metal groups (Ia and IIa) and in particular the calcium pyruvate monohydrate, in contradiction to the abovementioned and prevailing scientific opinion, are capable of an even better anti-inflammatory action exercise as pyruvate ester.
Diese stärkere entzündungshemmende Aktivität der Pyruvat-Salze gegenüber der Pyruvat-Ester wurde an einem chemisch induzierten Kolitis-Tiermodells offensichtlich. Der experimentelle Ansatz war, die Wirkung des Calciumpyruvats im Vergleich zu Ethylpyruvat bei Dosierungen von 20, 40 und 100 mg/kg Körpergewicht nach einer 7-tägigen oralen Behandlung am Trinitrobenzolsulfonsäure(TNBS)-Kolitis-Modell in Ratten zu bestimmen, insbesondere hinsichtlich der Darmhistologie und vorhandener Entzündungsmediatoren. Als wesentliches Ergebnis wurde festgestellt, dass beide Pyruvatformen intestinale entzündungshemmende Wirkung in der TNBS-induzierten Kolitis zeigen. Beide Pyruvatformen verbesserten sowohl histologisch das entzündete Gewebe durch Wiederherstellung der Schleimhautzellarchitektur als auch durch Reduktion der neutrophilen Infiltration und der Entzündungsmediatoren (IL-1, IL-6, IL-17, IL-23, iNOS). Jedoch erscheint Calciumpyruvat und insbesondere das Monohydrat (CPM) wirksamer als Ethylpyruvat und sogar besser als das therapeutische Medikament Sulfasalazin zu sein, wie die Beispiele 1b–1g zeigen.This greater anti-inflammatory activity of the pyruvate salts over the pyruvate esters became apparent on a chemically induced animal colitis model. The experimental approach was to determine the effect of calcium pyruvate compared to ethyl pyruvate at doses of 20, 40 and 100 mg / kg body weight after a 7-day oral treatment on the trinitrobenzenesulfonic acid (TNBS) colitis model in rats, particularly for gut histology and existing inflammatory mediators. As a key finding, both forms of pyruvate have been shown to have intestinal anti-inflammatory activity in TNBS-induced colitis. Both pyruvate forms histologically improved the inflamed tissue by restoring mucosal cell architecture as well as reducing neutrophil infiltration and inflammatory mediators (IL-1, IL-6, IL-17, IL-23, iNOS). However, calcium pyruvate, and especially the monohydrate (CPM), appears to be more effective than ethyl pyruvate and even better than the therapeutic drug sulfasalazine, as demonstrated by Examples 1b-1g.
Bemerkenswert in diesem Zusammenhang ist die positive Wirkung von Calciumpyruvat auf die Mediatoren IL-17 und IL-23, die eine zentrale Rolle bei der Entstehung von entzündlichen Darmprozessen (Beispiel 1e) spielen.Noteworthy in this context is the positive effect of calcium pyruvate on the mediators IL-17 and IL-23, which play a central role in the development of inflammatory bowel processes (Example 1e).
Grundsätzlich wurden die Tierversuche analog durchgeführt, wie es im Detail in der Veröffentlichung
Darüber hinaus wird neuerdings eine Beziehung zwischen chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) und Reizdarmsyndrom (RDS) gesehen. Da die meisten Menschen mit RDS körperlich gesund erscheinen, wurde in der Vergangenheit eine psychosomatische Ursache in Betracht gezogen, aber in letzter Zeit, wurden im Darm von Menschen mit RDS ”Mini-Entzündungen” entdeckt und nunmehr neuronale Kommunikationsstörungen im Nervenkomplex des Darm vermutet und zusätzlich als Ursache diskutiert. Diese Entzündungsherde bringen RDS in engere Verbindung mit CED, die somit eine entzündungshemmende Behandlung des Reizdarm analog den CED ermöglichen könnten (1.
Somit sind die Wirkungen von verschiedenen Dosen von Calciumpyruvat (CaPyr) und Gabapentin, einem Medikament für RDS und als Kontrollsubstanz, in einem experimentellen Reizdarm-Rattenmodell, initiert durch intrakolonische Desoxycholsäure(DCA)-Verabreichung positiv zu bewerten. Untersucht wurden induzierte Bauchreflexe, die sogenannte „kolorektale Distension (CRD)”, ausstrahlende Bauchschmerzen mittels Von-Frey-Filamenten sowie die Genexpression verschiedener Marker im Dickdarmgewebe durch qPCR von IL-1β und COX-2, wobei sich Calciumpyruvat bemerkenswert effektiv erweist (Beispiel 2).Thus, the effects of various doses of calcium pyruvate (CaPyr) and gabapentin, a drug for RDS and as a control, are positively evaluated in an experimental irritable bowel rat model initiated by intracolonic deoxycholic acid (DCA) administration. Induced abdominal reflexes, the so-called "colorectal distension (CRD)", radiative abdominal pain by Von Frey filaments and gene expression of various markers in the colon tissue by qPCR of IL-1β and COX-2, which proved remarkably effective calcium pyruvate (Example 2 ).
Obwohl die experimentellen Befunde dieser Erfindung offensichtlich positive Wirkung von Calciumpyruvat-Monohydrat auf entzündliche Magen-Darm-Prozesse zeigen, können Derivate von Calciumpyruvat, z. B. andere Hydrate (n = 0–5 × H2O) und sinnvolle Kombinationen und Formulierungen, mit bekannten alternativen Medizinen und Ernährungsansätze, wie Diäten, Probiotika (Escherichia coli Nissle 1917, Saccharomyces boulardii, Bifidobakterien und Milchsäurebakterien), Präbiotika (Pflanzenfasern, Flohsamen, Oligofructose, Polydextrose, Fructooligo-Saccharide (FOS), Xylooligosaccharide (XOS), Galactooligosaccharide (GOS) und Mannooligosaccharide (MOS) sowie Lactulose und Tagatose, Inulin, modifizierte Stärken, botanischen oder mikrobiotischen abgeleiteten Gummis), Fisch- und Krillöle (Omega-3-Fettsäuren) und pflanzlichen Zubereitungen (Weihrauch (Boswellia serrata), Gelbwurz (Curcuma longa), Thymian spp., Kamille, Cannabis), ätherische und aromatische Öle wie die von Pfefferminze, Kamille, Salbei, Fenchel, Kümmel, Thymian und Lavendel-Öl. Auch Kombinationen mit bestimmten Nahrungsergänzungsmitteln können zur Wirkung beitragen oder sogar synergistische Wirkungsweise besitzen.Although the experimental findings of this invention show an obvious positive effect of calcium pyruvate monohydrate on inflammatory gastrointestinal processes, derivatives of calcium pyruvate, e.g. B. other hydrates (n = 0-5 × H 2 O) and useful combinations and formulations, with known alternative medicines and nutritional approaches, such as diets, probiotics (Escherichia coli Nissle 1917, Saccharomyces boulardii, bifidobacteria and lactic acid bacteria), prebiotics (plant fibers, Psyllium, oligofructose, polydextrose, fructooligo saccharides (FOS), xylooligosaccharides (XOS), galactooligosaccharides (GOS) and mannooligosaccharides (MOS) as well as lactulose and tagatose, inulin, modified starches, botanical or microbiotic derived gums), fish and krill oils (Omega 3-fatty acids) and herbal preparations (frankincense (Boswellia serrata), turmeric (Curcuma longa), thyme spp., Chamomile, cannabis), essential and aromatic oils such as those of peppermint, chamomile, sage, fennel, caraway, thyme and lavender -Oil. Combinations with certain dietary supplements can contribute to the effect or even have a synergistic effect.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die Lösung zur gestellten Aufgabe der vorliegenden Erfindung also darin besteht, einen neuartigen funktionellen und hinreichend stabilen Wirkstoff bereitzustellen, der sich zur Verwendung bei Entzündungskrankheiten im gesamten Verdauungstrakt bei Säugetieren, vorzugsweise beim Menschen anwenden lässt. Entzündungshemmende Wirkungen entlang des gesamten Verdauungstraktes sind dabei ebenso hilfreich, wie die Behandlung oder Vorbeugung von Entzündungskrankheiten einzelner Darmabschnitte. Gingivitis, Parodontitis, Pharyngitis, Ösophagitis und Gastritis beschreiben die entzündlichen Erkrankungen des oberen Teils des Verdauungstraktes. Lymphatische Kolitis, Colitis ulcerosa, Divertikulitis, Duodenitis und Morbus Crohn sind, zusätzlich zu CED und RDS, die bekanntesten Vertreter von entzündlichen Erkrankungen des unteren Darmbereiches.In summary, it should be noted that the solution to the stated object of the present invention is therefore to provide a novel functional and sufficiently stable active substance, which can be applied for use in inflammatory diseases throughout the digestive tract in mammals, preferably in humans. Anti-inflammatory effects along the entire digestive tract are just as helpful as the treatment or prevention of inflammatory diseases of individual intestinal sections. Gingivitis, periodontitis, pharyngitis, esophagitis and gastritis describe the inflammatory diseases of the upper part of the digestive tract. Lymphatic colitis, ulcerative colitis, diverticulitis, duodenitis and Crohn's disease are, in addition to CED and RDS, the most prominent representatives of lower intestinal inflammatory diseases.
Hervorzuheben ist, dass diese Erfindung nicht nur auf die Anwendung beim Menschen begrenzt ist, sondern für die Gruppe von Säugetieren, insbesondere Haustiere, Nutztiere und Vieh gilt.It should be emphasized that this invention is not limited only to human use, but applies to the group of mammals, especially domestic animals, livestock and livestock.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass Calciumpyruvate (CaPyr), insbesondere dessen Monohydrat (CPM), eine ausreichende Stabilität aufweist, und als Wirkstoffe mit antioxidativen, entzündungshemmenden Eigenschaften fungieren. Diese basieren auf molekularen Mechanismen im Entzündungsbereich, einschließlich der Herunterregulation der Genexpression, was auch hinsichtlich der Mediatoren IL-17 und IL-23 zutrifft.Surprisingly, it has been found that calcium pyruvate (CaPyr), in particular its monohydrate (CPM), has sufficient stability, and act as active ingredients with antioxidant, antiinflammatory properties. These are based on molecular mechanisms in the inflammatory area, including downregulation of gene expression, which also applies to the mediators IL-17 and IL-23.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden, nicht einschränkende Beispiele näher erläutert.The invention is further illustrated by the following non-limiting examples.
Ausführungsbeispieleembodiments
Beispiel 1a:Example 1a:
TNBS-Kolitismodell bei Ratten und die Auswirkungen von verschiedenen Dosierungen von Calciumpyruvat (CaPyr), Ethylpyruvat (EtPyr) und Sulfasalzin (SAZ) auf makroskopischen Gewebe-Schadenspunkte (engl. Damage Score) am Rattendarm, Gewicht/Längen-Verhältnis, Myeloperoxidase(MPO)-Aktivität und Glutathion(GSH)-Konzentration im experimentell mit 2,4,6-Trinitrobenzolsulfonsäure (TNBS) induzierten Kolitisrattenmodell.TNBS colic model in rats and effects of various doses of calcium pyruvate (CaPyr), ethylpyruvate (EtPyr) and sulfasalzine (SAZ) on macroscopic damage score on rat intestine, weight / length ratio, myeloperoxidase (MPO) Activity and glutathione (GSH) concentration in the experimental 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid (TNBS) -induced colitis rat model.
Alle diese Studien wurden in Übereinstimmung mit den Leitlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren laut National Institute of Health durchgeführt.All of these studies were conducted in accordance with guidelines for the care and use of laboratory animals, according to the National Institute of Health.
Weibliche Wistar-Ratten (180–200 g) wurden randomiziert und neun Gruppen (n = 10) zugeordnet. Drei Gruppen erhielten eine Behandlung mit CaPyr (20, 40 und 100 mg/kg); die anderen drei erhielten eine Behandlung mit Ethylpruvat (20, 40 und 100 mg/kg); und die restlichen Gruppen waren Vergleichsgruppen: Nicht-Kolitis (nativ; komplett unbehandelt), nur mit TNBS (Kontrollgruppe) oder mit Sulfasalazin (SAZ) als Standardmedikation behandelt (30 mg/kg). Alle Verbindungen wurden in 1 ml Wasser mit Carboxymethylcellulose (0,2%) gelöst und täglich durch eine orale Sonde verabreicht. Eine unbehandelte TNBS-Kontrollgruppe und eine Nicht-Kolitis-Gruppe wurden als Referenzgruppen mitgeführt, welche nur die Trägerlösung erhielten, nicht aber die Testverbindungen. Das Verfahren zur Einleitung der Kolonentzündung sowie weitere Einzelheiten wurden in der o. g. Publikation ”
Für die histologische Studien wurden geeignete Querschnitte ausgewählt und in Paraffin eingebettet. Schnitte von 5 μm Dicke in verschiedenen Ebenen wurden erhalten und mit Hämatoxylin und Eosin gefärbt. Die histologischen Schäden wurde durch einen Pathologen, der bezüglich der experimentellen Gruppen verblindet war, gemäß der von Galvez beschriebenen Kriterien ausgewertet.For histological studies, suitable cross sections were selected and embedded in paraffin. Sections of 5 μm thickness in different planes were obtained and stained with hematoxylin and eosin. The histological damage was evaluated by a pathologist who was blinded to the experimental groups according to the criteria described by Galvez.
Für die biochemischen Parameter im Dickdarmgewebe wurden die Myeloperoxidase(MPO)-Aktivität nach einem beschriebenen Verfahren (
Die Analyse der Genexpression in den Kolon-Proben erfolgte durch RT-qPCR, wobei die Gesamt-RNA aus den Kolon-Proben mit Trizol® (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA USA) nach dem Protokoll des Herstellers isoliert wurde. Alle RNA-Proben wurden mit dem Thermo Scientific NanoDropTM 2000 Spektrophotometer (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA USA) quantifiziert and 2 μg RNA wurden unter Verwendung von Oligo(dT)-Primern (Promega, Southampton, UK) revers transkribiert.The analysis of gene expression in the colon samples was carried out by RT-qPCR, the total RNA from the colon samples with Trizol ® (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA USA) was isolated according to the manufacturer's protocol. All RNA samples were quantitated with the Thermo Scientific NanoDrop ™ 2000 Spectrophotometer (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA USA) and 2 μg RNA was reverse transcribed using oligo (dT) primers (Promega, Southampton, UK).
Die Real time quantitative PCR (RT qPCR) Amplifikation und Detektion wurde an 48-well-Platten in einem EcoTM Real-Time PCR System (Illumina, CA, USA) mit 20 ng cDNA sowie dem KAPA SYBR® FAST qPCR Master Mix (Illumina, CA, USA) und spezifischen Primern an ihren Annealing-Temperaturen (Ta) durchgeführt. Zur Normierung der mRNA-Expression wurden die Expression der Housekeeping-Gene und Glyceraldehyd-3-phosphatdehydrogenase (GAPDH) gemessen. Die relative mRNA-Quantifizierung wurde mit der ΔΔCt Methode berechnet.The real time quantitative PCR (RT qPCR) amplification and detection was performed on 48-well plates in a EcoTM Real-Time PCR System (Illumina, CA, USA) with 20 ng cDNA and the KAPA SYBR ® FAST qPCR Master Mix (Illumina, CA, USA) and specific primers at their annealing temperatures (Ta). To normalize mRNA expression, the expression of housekeeping genes and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) were measured. The relative mRNA quantification was calculated by the ΔΔCt method.
Hinsichtlich der Statistik sind alle Ergebnisse als Mittelwert ± Standardabweichung (engl. mean ± SEM) ausgedrückt. Unterschiede zwischen den Mittelwerten wurden auf statistische Signifikanz unter Verwendung einer Einwegvarianzanalyse (ANOVA), post hoc-Signifikanztests, Chi-Quadrat-Test, bzw. Tukey post-hoc-Test geprüft. Nichtparametrische Daten (makroskopische und mikroskopische Skalenwerte) wurden nach dem Kruskal-Wallis-Test analysiert. Alle statistischen Analysen wurden mit GraphPad Prism Version 5.0 (GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, USA) durchgeführt und die statistische Signifikanz mit p < 0,05 festgelegt.In terms of statistics, all results are expressed as mean ± standard deviation (mean ± SEM). Differences between the mean values were checked for statistical significance using one-way variance analysis (ANOVA), post-hoc significance tests, Chi-square test, and Tukey's post-hoc test, respectively. Nonparametric data (macroscopic and microscopic scores) were analyzed according to the Kruskal-Wallis test. All statistical analyzes were performed with GraphPad Prism Version 5.0 (GraphPad Software Inc., La Jolla, Calif., USA) and statistical significance fixed at p <0.05.
Beispiel 1b:Example 1b:
Effekte verschiedener Dosen von Calciumpyruvat (CaPyr), Ethylpyruvat (EtPyr) und Sulfasalzin (SAZ) auf makroskopische Kolonschaden-Punkteskala, Gewicht/Länge-Verhältnis, Myeloperoxidase(MPO)-Aktivität und Glutathione(GSH)-Konzentration in experimentell-induzierter TNBS-Kolitis in Ratten (Beispiel 1a).Effects of various doses of calcium pyruvate (CaPyr), ethylpyruvate (EtPyr), and sulfasalzine (SAZ) on macroscopic colonic damage score scale, weight-to-length ratio, myeloperoxidase (MPO) activity, and glutathione (GSH) concentration in experimentally-induced TNBS colitis in rats (Example 1a).
Tabelle 1b
Beispiel 1c:Example 1c:
Effekte verschiedener Dosen von Calciumpyruvat (CaPyr), Ethylpyruvat (EtPyr) und Sulfasalzin (SAZ) auf die mikroskopische Schadenspunkteskala nach Arribas et al. am experimentellen TNBS-Rattenmodell für Kolitis (Beispiel 1a).Effects of different doses of calcium pyruvate (CaPyr), ethylpyruvate (EtPyr) and sulfasalzine (SAZ) on the microscopic damage scale according to Arribas et al. on the experimental TNBS rat model of colitis (Example 1a).
Tabelle 1c
Beispiel 1d:Example 1d:
Effekte verschiedener Dosen von Calciumpyruvat (CaPyr), Ethylpyruvat (EtPyr) und Sulfasalzin (SAZ) auf die IL-1β-Konzentration in ng/g Frischgewebe, gemessen mittels ELISA-Test und auf die mRNA-Expression von IL-1β, IL-6 und IL-12, quantifiziert durch Real-time-PCR und dargestellt als relative Änderung (fold increase) am experimentellen TNBS-Rattenmodell für Kolitis (Beispiel 1a).Effects of different doses of calcium pyruvate (CaPyr), ethylpyruvate (EtPyr), and sulfasalzine (SAZ) on IL-1β concentration in ng / g fresh tissue as measured by ELISA assay and on mRNA expression of IL-1β, IL-6 and IL-12, quantified by real-time PCR and plotted as a fold increase on the experimental TNBS rat colitis model (Example 1a).
Tabelle 1d
Beispiel 1e:Example 1e:
Effekte verschiedener Dosen von Calciumpyruvat (CaPyr), Ethylpyruvat (EtPyr) und Sulfasalzin (SAZ) auf die mRNA-Expression von IL-17, IL-23 und iNOS, quantifiziert durch Real-time-PCR und dargestellt als relative Änderung (fold increase) am experimentellen TNBS-Rattenmodell für Kolitis (Beispiel 1a).Effects of different doses of calcium pyruvate (CaPyr), ethyl pyruvate (EtPyr) and sulfasalzine (SAZ) on mRNA expression of IL-17, IL-23 and iNOS, quantified by real-time PCR and plotted as relative increase (fold increase) on the experimental TNBS rat model of colitis (Example 1a).
Tabelle 1e
Beispiel 1f:Example 1f:
Effekte verschiedener Dosen von Calciumpyruvat (CaPyr), Ethylpyruvat (EtPyr) und Sulfasalzin (SAZ) auf die mRNA-Expression von CINC-1, MCP-1 und ICAM-1, quantifiziert durch Real-time-PCR und dargestellt als relative Änderung (fold increase) am experimentellen TNBS-Rattenmodell für Kolitis (Beispiel 1a).Effects of different doses of calcium pyruvate (CaPyr), ethyl pyruvate (EtPyr) and sulfasalzine (SAZ) on mRNA expression of CINC-1, MCP-1 and ICAM-1, quantified by real-time PCR and plotted as relative change (fold increase) on the experimental TNBS rat model for colitis (Example 1a).
Tabelle 1f
Beispiel 1g:Example 1g:
Effekte verschiedener Dosen von Calciumpyruvat (CaPyr), Ethylpyruvat (EtPyr) und Sulfasalzin (SAZ) auf die mRNA-Expression von MUC-2 and TFF-3, quantifiziert durch Real-time-PCR und dargestellt als relative Änderung (fold increase) am experimentellen TNBS-Rattenmodell für Kolitis (Beispiel 1a).Effects of different doses of calcium pyruvate (CaPyr), ethylpyruvate (EtPyr), and sulfasalzine (SAZ) on mRNA expression of MUC-2 and TFF-3, quantified by real-time PCR and plotted as relative increase (fold increase) on experimental TNBS rat model for colitis (Example 1a).
Tabelle 1g
Beispiel 2a:Example 2a:
Die Wirkungen von Calciumpyruvat-Monohydrat (CPM) in einem experimentell-induzierten Reizdarm-Modell bei Ratten durch intrakolonischer Verabreichung von Desoxycholsäure (DCA) wurden wie folgt ermittelt. Alle diese Studien wurden in Übereinstimmung mit den Leitlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren laut National Institute of Health durchgeführt.The effects of calcium pyruvate monohydrate (CPM) in an experimentally induced irritable bowel model in rats by intracolonic administration of deoxycholic acid (DCA) were determined as follows. All of these studies were conducted in accordance with guidelines for the care and use of laboratory animals, according to the National Institute of Health.
Männliche Sprague-Dawley-Ratten (240–320 g) wurde einmal täglich DCA an drei aufeinanderfolgenden Tagen verabreicht und dann auf die verschiedenen Versuchsgruppen (n = 8) verteilt: drei Gruppen erhielten täglich oral Calciumpyruvat-Monohydrat (40 und 100 mg/kg) oder Gabapentin (70 mg/kg); zur Kontrolle wurden eine Nicht-RDS-Gruppe und eine unbehandelte RDS-Gruppe eingeteilt. Eine und zwei Wochen danach wurden der Bauchziehreflex mittels kolorektalen Distension (
Als Ergebnisse zeigten die behandelten Gruppen nach ein bzw. zwei Wochen stärker reduzierte CRD-Skalenwerte als die RDS-Kontrolle. Auch die ausstrahlenden Schmerzen in diesen Gruppen mit CPM – und Gabapentinbehandlung waren vermindert. Das induzierte Reizdarmsyndrom ging einher mit einer veränderten Expression der verschiedenen untersuchten Markern und die Behandlungen führten zur teilweisen Normalisierung der Expression von IL-1β und COX-2 durch CPM.As results, the treated groups showed more reduced CRD scores after one or two weeks than the RDS control. Also, the radiating pain in these groups with CPM and gabapentin treatment was reduced. Induced irritable bowel syndrome was associated with altered expression of the various markers studied and the treatments resulted in partial normalization of IL-1β and COX-2 expression by CPM.
Als Fazit zeigt Calciumpyruvat-Monohydrat sehr vorteilhafte Wirkungen am experimentellen RDS-Modell, die eine ähnlichen Wirksamkeit wie die Standardtherapie mit Gabapentin aufweist. Dieser Effekt war auch eindeutig mit einer Verbesserung der veränderten Immunantwort bei RDS verbunden.In conclusion, calcium pyruvate monohydrate shows very beneficial effects on the experimental RDS model, which has similar efficacy to standard Gabapentin therapy. This effect was also clearly associated with an improvement in the altered immune response in RDS.
Beispiel 3: FormulierungenExample 3: Formulations
Beispiel 3a)Example 3a)
Herstellung einer wasserlöslichen Zubereitung für die Verwendung in GetränkenPreparation of a water-soluble preparation for use in drinks
Flüssige Formulierungen, hergestellt aus einer Pulvermischung, dienen der Bereitstellung und oralen Anwendung von 20 mg bis 5000 mg pro Portion an Brenztraubensäuresalzen, insbesondere Calciumpyruvat. Die Pulverzubereitungen sind vollständig wasserlöslich und können Getränkekonzentraten, Limonaden, diätetische Lebensmittel und Milchprodukte in Konzentrationen im Bereich von 1 bis 10% hinzugefügt und getrunken werden. Es werden die Pyruvatsalze mit präbiotischen oder nicht-verdaulichen Kohlenhydrate und Füllstoffen gemischt, wie beispielsweise mit Maltodextrin, Fruktose oder anderen, idealerweise zuckerfreien, vollständig wasserlöslichen, mit niedrigen glykämischen Indizes sowie mit hydrolysierten Proteinen (z. B. Gelitasol etc.). Somit werden die genannten Substanzen als Hilfsstoffe verwendet und diese Präparate können auch in Lebensmittelprodukten, Diätprodukten, diätetischen Lebensmittel für besondere medizinische Zwecke und Getränke für entzündliche Darmerkrankungen oder Reizdarm verwendet werden. Ein bis fünf, insbesondere zwei bis drei Portionen pro Tag (20 mg bis 25 g/Tag), sind je nach Säugetierart, der Art der Krankheit und ihrer Schwere empfohlen.Liquid formulations prepared from a powder mixture serve to provide and orally administer from 20 mg to 5,000 mg per serving of pyruvic acid salts, especially calcium pyruvate. The powder preparations are completely water-soluble and can be added to drink concentrates, sodas, dietetic foods and dairy products in concentrations ranging from 1 to 10% and drunk. The pyruvate salts are mixed with prebiotic or non-digestible carbohydrates and fillers such as maltodextrin, fructose or others, ideally sugar free, fully water soluble, with low glycemic indexes and hydrolyzed proteins (eg gelitasol etc.). Thus, the above-mentioned substances are used as adjuvants, and these preparations can also be used in food products, dietary products, dietetic foods for special medical purposes and drinks for inflammatory bowel disease or irritable bowel. One to five, especially two to three servings per day (20 mg to 25 g / day) are recommended depending on the mammal species, the type of disease and its severity.
Beispiel 3b)Example 3b)
PektinpastillenPektinpastillen
40 Gramm handelsübliches Zitruspektin und 2 Gramm Trinatriumcitrat werden mit 100 Gramm Zuckeraustauschstoff Isomalt gemischt. Diese Mischung wird in 200 ml Wasser eingerührt und unter ständigem Rühren erhitzt, bis sich das gesamte Pektin aufgelöst hatte. Weitere 475 g Isomalt und 260 g Fruktose-Sirup werden zugegeben, und das Gemisch auf ca. 80% Trockensubstanzgehalt ausgekocht. Nun wurden 5–50 g Pyruvat eines Alkalimetalls (z. B. Lithium, Natrium, Kalium) und/oder eines Erdalkalimetalls (z. B. Magnesium, Calcium) und/oder einer organischen Base (z. B. Kreatin, Carnitin) sowie Farb- und Aromastoffe hinzugefügt. Zur Einstellung des pH-Werts auf 3,4–3,5 werden ca. 17 ml einer 50%-igen Zitronensäurelösung hinzugefügt. Dieses Gemisch wird bei einer Temperatur von ca. 95°C in solche Formen gegossen, dass 2-g-Pastillen erhalten werden. Man kann auf diese Weise ungefähr 500 Pastillen von je zwei Gramm herstellen. Eine Pektinpastille enthält ca. 10–100 mg der entsprechenden Pyruvatsalze.40 grams of commercial citrus pectin and 2 grams of trisodium citrate are mixed with 100 grams of isomalt sugar substitute. This mixture is stirred into 200 ml of water and heated with constant stirring until all the pectin has dissolved. Another 475 g of isomalt and 260 g of fructose syrup are added and the mixture boiled to about 80% dry matter content. Now, 5-50 g of pyruvate of an alkali metal (eg lithium, sodium, potassium) and / or an alkaline earth metal (eg magnesium, calcium) and / or an organic base (eg creatine, carnitine) as well as Added color and flavorings. To adjust the pH to 3.4-3.5, add about 17 ml of a 50% citric acid solution. This mixture is poured at a temperature of about 95 ° C in such molds that 2 g pastilles are obtained. You can make about 500 lozenges of two grams in this way. A pectin paste contains about 10-100 mg of the corresponding pyruvate salts.
Beispiel 3c)Example 3c)
Pastillen auf Basis von Gummi arabicumPastilles based on gum arabic
In einer Rührapparatur werden 15 kg Lösung mit 33% Gummi arabicum, 5% Sorbit, 20% Wasser und 42% Maltit-Lösung bei 65°C hergestellt. In diese Lösung werden 50–450 Gramm Pyruvat eines Alkalimetalls (z. B. Lithium, Natrium, Kalium) und/oder eines Erdalkalimetalls (z. B. Magnesium, Calcium) und/oder einer organischen Base (z. B. Kreatin, Carnitin) sowie 5–50 Gramm Ethylpyruvat und nach Geschmack Aromen und (falls erforderlich) Süßungsmittel eingerührt. Nach der vollständigen Homogenisierung wird das Gemisch in Stärkeformen ausgegossen. Nach dem Trocknen bei 50°C wird das Endgewicht der Pastillen auf 2,0 g eingestellt, die ca. 10–100 mg Pyruvat enthalten. Die Pastillen werden von der Stärke getrennt, mit einem Trennmittel behandelt und abgefüllt. Es werden ca. 5000 Pastillen erhalten.In a stirring apparatus 15 kg of solution with 33% gum arabic, 5% sorbitol, 20% water and 42% maltitol solution at 65 ° C are prepared. To this solution are added 50-450 grams of pyruvate of an alkali metal (e.g., lithium, sodium, potassium) and / or an alkaline earth metal (e.g., magnesium, calcium) and / or an organic base (e.g., creatine, carnitine ) and 5-50 grams of ethyl pyruvate and flavored flavors and (if necessary) sweetener. After complete homogenization, the mixture is poured into starch molds. After drying at 50 ° C, the final weight of the lozenges is adjusted to 2.0 g containing about 10-100 mg of pyruvate. The pastilles are separated from the starch, treated with a release agent and bottled. There will be about 5000 lozenges.
Beispiel 3d)Example 3d)
Kaugummischewing gum
100 g Chicle werden gepulvert, mit 300 g Zuckeraustauschstoff Isomalt vermischt und in einer Abdampfschale erhitzt, bis die Masse weich wird. Es werden 5 g einer Mischung aus Calciumpyruvat-Monohydrat und ein Pyruvat eines Alkalimetalls (z. B. Lithium, Natrium, Kalium) und/oder eines Erdalkalimetalls (z. B. Magnesium, Calcium) und/oder einer organischen Base (z. B. Kreatin, Carnitin) hinzugefügt, das Gemisch wird gründlich durchgearbeitet, wobei auch Aromen hinzugefügt werden könnten, dann auf eine mit Stärke bestreute Oberfläche gebracht und bis zur Homogenität geknetet. Das Gemisch wird dann in dünne Blätter ausgerollt und noch warm in flache Stangen geschnitten. Durch Verwendung von etwas Stärkepulver wird verhindert, dass das Gemisch an der Oberfläche kleben bleibt. Die Kaugummistangen sollten 2 Gramm wiegen und ca. 25 mg Pyruvat enthalten.100 g of chicle are powdered, mixed with 300 g of sugar substitute isomalt and heated in an evaporating dish until the mass softens. 5 g of a mixture of calcium pyruvate monohydrate and a pyruvate of an alkali metal (eg lithium, sodium, potassium) and / or an alkaline earth metal (eg magnesium, calcium) and / or an organic base (e.g. Creatine, carnitine), the mixture is worked through thoroughly, whereby aromas could be added, then brought to a starch-strewn surface and kneaded to homogeneity. The mixture is then rolled out into thin sheets and cut into flat bars while still warm. Using some starch powder prevents the mixture from sticking to the surface. The chewing gum sticks should weigh 2 grams and contain about 25 mg of pyruvate.
Beispiel 3e)Example 3e)
Herstellung einer pharmazeutischen Tabletten-ZusammensetzungPreparation of a pharmaceutical tablet composition
Die erfindungsgemäßen Formulierungen können auch als Tablette bereitgestellt werden. Dazu wird eine Mischung aus einer definierte Menge an Calciumpyruvat-Monohydrat und geeigneten Tablettierhilfsstoffen hergestellt, wie beispielsweise mit nachfolgender Rezeptur gezeigt und einer Direkttablettierung unterworfen
300 mg Calciumpyruvat-Monohydrat
160 mg mikrokristalline Cellulose
25 mg Natriumcarboxymethylcellulose
10 mg hochdisperses Siliciumdioxid
5 mg MagnesiumstearatThe formulations of the invention may also be provided as a tablet. For this purpose, a mixture of a defined amount of calcium pyruvate monohydrate and suitable tabletting excipients is prepared, as shown for example with the following recipe and subjected to direct tabletting
300 mg calcium pyruvate monohydrate
160 mg of microcrystalline cellulose
25 mg sodium carboxymethylcellulose
10 mg fumed silica
5 mg magnesium stearate
Beispiel 3f)Example 3f)
Herstellung einer pharmazeutischen Hartgelatinekapsel-ZusammensetzungPreparation of a pharmaceutical hard gelatin capsule composition
Die erfindungsgemäßen Formulierungen können auch in Kapselform bereitgestellt werden, wozu eine definierte Menge einer Mischung aus Calciumpyruvat-Monohydrat und das Pyruvat eines Alkalimetalls (z. B. Lithium, Natrium, Kalium) und/oder eines Erdalkalimetalls (z. B. Magnesium, Calcium) und/oder einer organischen Base (z. B. Kreatin, Carnitin) und geeigneten Hilfsstoffen hergestellt wird, wie beispielsweise mit nachfolgender Rezeptur gezeigt, und in eine Hartgelatinekaspel gefüllt. Die Mengen beziehen sich auf eine Kapseldosierung.
100 mg Calciumpyruvat-Monohydrat
100 mg Natriumpyruvat
50 mg mikrokristalline Cellulose
2 mg hochdisperses SiliciumdioxidThe formulations according to the invention can also be provided in capsule form, for which purpose a defined amount of a mixture of calcium pyruvate monohydrate and the pyruvate of an alkali metal (eg lithium, sodium, potassium) and / or an alkaline earth metal (eg magnesium, calcium) and / or an organic base (eg, creatine, carnitine) and suitable excipients, as shown for example in the recipe below, and filled into a hard gelatin rinse. The quantities refer to a capsule dosage.
100 mg calcium pyruvate monohydrate
100 mg sodium pyruvate
50 mg of microcrystalline cellulose
2 mg of fumed silica
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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