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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Ernährungszusammensetzung,
die eine bakterielle Fehlbesiedlung, eine bakterielle Translokation
und damit verknüpfte
Krankheiten wie eine nekrotisierende Enterocolitis, eine bakterielle
Tanslokationsseptikämie
und/oder eine verminderte Verfügbarkeit
von Nährstoffen
verhindern. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren
zur Prävention
oder Behandlung derartiger Krankheitszustände.
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Der technische
Hintergrund
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Zu
einer bakteriellen Fehlbesiedlung kommt es häufig bei frühgeborenen Kindern, Patienten
auf Intensivstationen und älteren
Personen, und sie ist einer der Hauptgründe für lebensbedrohende Ereignisse
wie eine nekrotisierende Enterocolitis, eine bakterielle Translokation,
eine Septikämie
sowie für
eine verminderte Verfügbarkeit
von Nährstoffen.
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In
den frühesten
Stufen einer bakteriellen Fehlbesiedlung beginnen Bakterien, die üblicher
Weise nur den Dickdarm besiedeln, durch die Ileozäkalklappe
zu wandern und das Ileum zu besiedeln. In einer späteren Stufe
kann eine Invasion selbst des Jejunums erfolgen. Im Allgemeinen
ist eine Besiedlung des Dünndarms durch
Bakterien für
den Wirt nachteilig, selbst im Falle von probiotischen Bakterien
wie bestimmten Lactobacillus oder Bifidobacterium Stämmen, die
eine vorteilhafte Auswirkung auf den Wirt aufweisen können, wenn sie
im Dickdarm vorhanden sind.
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WO
00/22945 (SOC PROD NESTLE SA) beschreibt ein neues Protein, das
aus Milch isoliert wurde, das antiflammatorische, antibakterielle
und antiallergene Eigenschaften aufweist und das daher zur Prävention und
zur Behandlung von entzündli chen
Darmerkrankungen, Morbus Crohn, Colitis ulcerosa und anderen Erkrankungen
nützlich
ist.
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JP 08059500 (MORINAGA MILK
IND CO LTD) lehrt eine neue Mischung von Peptiden, die aus Lactoferrinhydrolysaten
gesammelt wurden, die spezifische physikochemische und biologische
Eigenschaften im Hinblick auf eine Prävention der Wanderung von Enterobakterien
aus dem Darm in andere Organe aufweist.
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JP 05304929 (MORINAGA MILK
IND CO LTD) beschreibt einen Weg, um anormale Bakterienzusammensetzungen
der menschlichen und tierischen Darmflora zu verbessern. Das flüssige oder
fließfähige Nahrungsmittel
gemäß
JP 05304929 enthält bovines
Lactoferrin.
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Im
Allgemeinen sind Proteinhydrolysate gut bekannt, und sie werden
in flüssigen
Formularnahrungen insbesondere dazu verwendet, die Allergenizität der entsprechenden
intakten Proteine zu vermindern. Beispielsweise sind Milchproteinhydrolysate
Teil von Formulanahrungen für
Menschen mit einer Allergie gegen Antigene von Milchproteinen.
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Gegenwärtig wird
das Problem einer bakteriellen Fehlbesiedlung durch eine medikamentöse Therapie angegangen
oder, in jüngerer
Zeit, mit anderen physiologisch aktiven Substanzen, die ebenfalls
aus Milch isoliert oder gereinigt sein können (z.B. Lactoferrin). Eine
medikamentöse
Therapie ist üblicherweise
nicht sehr empfehlenswert, da sie eine starke Einwirkung auf den
Körper
darstellt und auch die Bakterienflora des Dickdarms beeinträchtigt.
Eine medikamentöse
Therapie behandelt somit nicht nur eine bakterielle Fehlbesiedlung, sondern
vernichtet die gesamte Bakterienflora. Der Nachteil von spezifischen
aktiven Prinzipien, auch von denen, die aus Milch isoliert wurden,
besteht darin, dass sie produziert oder isoliert werden müssen, und
dass ihre Aufnahme exakt dosiert werden muss, und dass sie schließlich ebenfalls
Nebenwirkungen auslösen
können.
Zusätzlich
werden diese Substanzen üblicherweise
nur verwendet, um eine fortgeschrittene bakterielle Fehlbesiedlung
zu behandeln, und sie werden nicht zu Präventionszwecken oder zur Behandlung
von weniger ernsthaften Krankheitszuständen verwendet.
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Es
besteht daher ein Bedarf nach einem natürlichen, leicht herzustellenden
Produkt für
die Behandlung einer bakteriellen Fehlbesiedlung, das keine teure
Reinigungsprozedur umfasst, das gleichzeitig einen Nährwert aufweist,
und das nicht die Nebenwirkungen aufweist, die mit einer bakteriellen
Therapie verknüpft sind.
In diesem Sinne besteht auch ein Bedarf nach einer milden Behandlung,
die das bakterielle Wachstum im Dickdarm nicht stört, wo es
erwünscht
ist.
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Alles
in allem besteht ein Bedarf nach einem Nährmittel zur Herstellung einer
Ernährungszusammensetzung
für säugende Säugetiere,
die ein solches Muster der Darmflora fördert, das dem ähnlich ist,
das in Säugetieren
zu finden ist, die von ihrer Mutter gefüttert werden.
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Es
besteht ferner ein Bedürfnis
zur Bereitstellung einer solchen Nahrung, die auf nicht beanstandbaren
und genutzten Lebensmittelprodukten beruht, statt auf Medikamenten
oder im Allgemeinen pharmakologisch aktiven Substanzen.
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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit dem Problem der Verabreichung
einer Nahrung an einen Patienten, der an einer bakteriellen Fehlbesiedlung
oder Translokation im Dünndarm
leidet und anderen Erkrankungen, die mit einer bakteriellen Fehlbesiedlung
eng verknüpft
sind oder deren direkte Folgen sind. Die vorliegende Erfindung hat
auch das Ziel, die Nahrung auf der Basis von nicht beanstandbaren
und ernährungsmäßig wertvollen
und vorteilhaften Nährstoffen
und Lebensmitteln zu verabreichen.
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Es
ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Patienten
mit Nahrung zu versorgen, der an einer bakteriellen Fehlbesiedlung
leidet, wobei man die Verwendung von pharmazeutisch aktiven Substanzen in
höchstmöglichem
Grade vermindert.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Bemerkenswerterweise
wurde gefunden, dass spezifische Proteinhydrolysate eine bakterielle
Fehlbesiedlung im Dünndarm
verhindern und ein Muster der Darmflora fördern, das dem ähnlich ist,
das durch Brustmilch induziert wird. Folglich betrifft die vorliegende
Erfindung die Verwendung von Molkenproteinhydrolysaten als einzige
Proteinquelle bei der Herstellung einer Ernährungszusammensetzung zur Prävention
einer bakteriellen Fehlbesiedlung, einer nekrotisierenden Enterocolitis
und/oder einer bakteriellen Translokationsseptikämie.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie ein einfaches,
leicht verfügbares
und kostengünstiges
Mittel zur wirksamen Prävention
einer bakteriellen Fehlbesiedlung im Dünndarm und von damit verknüpften pathogenen
Krankheitszuständen
bereitstellt.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
sie eine Prävention
einer bakteriellen Fehlbesiedlung gewährleistet und gleichzeitig
für den
Patienten ernährungsmäßig wertvoll
ist. Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, dass sie besonders geeignet ist zur Herstellung von flüssigen Formulanahrungen,
beispielsweise enteralen Formulanahrungen.
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In den Figuren
zeigt
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1 die
Molekulargewichtsverteilung (MW) des Proteinhydrolysats, das zur
Durchführung
der Erfindung nützlich
ist. Balken stellen denjenigen Prozentsatz der gesamten bei 220
nm gemessenen Fläche
dar, der dem angegebenen MW-Bereich entspricht. Die Linie entspricht
der kumulative Größenverteilung
(%-Fläche
vs. MW). Der Median des MW liegt bei 475 Da (= MD 50%).
Das
Peptidprofil wurde durch Größenausschluss-Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie
(SEC-HPLC) gewonnen.
Eine Eichkurve für
die Retentionszeit gegen das Molekulargewicht wurde unter Verwendung
von reinen Proteinen, Peptiden und Aminosäuren mit bekanntem Molekulargewicht
erzeugt (Standard). Bei der Wellenlänge von 220 nm werden Peptidbindungen
sowie aromatische Ringe von einigen Aminosäuren nachgewiesen.
Die
senkreche Achse von 1 wird als "%-Fläche
bei 220 nm" bezeichnet,
was die Tatsache widerspiegelt, dass die unregelmäßige Oberfläche des
Chromatogramms in verschiedene Abschnitte unterteilt wird, und zwar
auf der Basis der Retentionszeit der Standards, von denen jeder
einem Bereich von Molekulargewichten entspricht. Die Oberfläche eines
jeden Abschnitts wird durch die Gesamtoberfläche (100%) geteilt. Es handelt sich
um eine Standardprozedur zur Analyse einer Molekulargewichtsverteilung.
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2 zeigt
Enterobacteria-Keimzahlen in Jejunum, Ileum und Caecum von Ratten,
die von ihrer Mutter gefüttert
werden (MF, durchsichtiger Balken) oder mit künstlichen Diäten (Hydrolysegrad
(DH, vergleiche die folgende Definition) 0% und DH 30%, volle bzw.
gestreifte Balken). Es werden Durchschnittswerte ± Standardfehler
(±SEM-Werte)
angegeben. Innerhalb des gleichen Dünndarmsegments bedeuten unterschiedliche Buchstaben
signifikante Unterschiede.
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3 zeigt
Enterococci-Keimzahlen. Einzelheiten siehe die Erläuterung
zu 2.
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4 zeigt
Lactobacilli-Keimzahlen. Einzelheiten siehe die Erklärung zu 2.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Im
Kontext dieser Beschreibung wird das Wort "umfasst" so verwendet, dass es bedeutet "schließt unter
anderen Dingen ein".
Es ist nicht beabsichtigt, dass es ausgelegt wird als "besteht nur aus".
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Im
Kontext dieser Beschreibung bezieht sich das Wort "bakterielle Fehlbesiedlung" auch auf Zustände einer
Krankheit, eines Unwohlseins oder einer Indisponierung, die mit
einer bakteriellen Fehlbesiedlung verknüpft ist oder deren Folge sind.
Eine Septikämie
und eine verminderte Verfügbarkeit
von Nährstoffen
können als
Beispiele für
derartige Folgen dienen. Im Kontext dieser Beschreibung bezeichnet
die Abkürzung "DH" den Hydrolysegrad.
Der Begriff ist auf dem Fachgebiet gut bekannt und bezeichnet im
Kontext proteinogener Materie den Prozentsatz an α-NH2-Stickstoff bezogen auf den Gesamtstickstoff
(die Menge an Stickstoff, die in Form von freiem Aminostickstoff
vorliegt). Die Einheit (Prozentzahl) wird manchmal aus Bequemlichkeitsgründen weggelassen,
insbesondere wenn Standardhydrolysate verwendet werden. (z.B. bezeichnet
DH0 das intakte Protein und DH30 ein extensiv hydrolysiertes Hydrolysat).
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Ernährungszusammensetzungen
entsprechend der Verwendung der vorliegenden Erfindung können nach
der üblichen
Praxis hergestellt werden. Geeignete Zusammensetzungen sind für andere
Zwecke bekannt, beispielsweise für
Formulanahrungen für
Patienten, die an Lebensmittelallergien leiden, wie beispielsweise
an Milchprotein- oder Soja-Allergien. Im Allgemeinen können die
Bestandteile der Ernährungszusammensetzung
in einer trockenen Form vermischt werden und dann in Wasser rekonstituiert
werden, beispielsweise unter Rühren
und/oder Erhitzen.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist das Proteinhydrolysat Molkenproteinhydrolysat.
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Das
Proteinhydrolysat kann nach irgendeiner Hydrolyseart hergestellt
werden. Vorzugsweise wird es durch saure oder enzymatische Hydrolyse
hergestellt. Das Patent
EP 322
589 (SOCIÉTÉ DES PRODUITS NESTLÉ) beschreibt
ein Verfahren, das geeignet ist, um ein Proteinhydrolysat im Sinne
der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Zusätzlich beschreibt WO 99/13738
(SOCIÉTÉ DES PRODUITS
NESTLÉ)
einen Weg zur Gewinnung eines besonders nützlichen Hydrolysats. In Beispiel
1 werden unter der Zwischenüberschrift "Hydrolysat 3" der genannten Veröffentlichung
das Prozessprotokoll sowie eine Analyse des erhaltenen Hydrolysats
angegeben.
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Vorzugweise
beträgt
bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Hydrolysegrad (DH) des Proteinhydrolysats
mehr als 10%. Vorzugsweise liegt der Hydrolysegrad höher als
20%, stärker
bevorzugt höher
als 30%.
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Vorzugsweise
liegt bei einer Ausführungsform
der Hydrolysegrad des Molkenproteinhydrolysats zwischen 10 und 70%.
Stärker
bevorzugt liegt er zwischen 20 und 50%, noch stärker bevorzugt zwischen 25
und 35%. Beispielsweise beträgt
der Hydrolysegrad des Proteins 30%. Bei einem Molkenproteinhydrolysat
bedeutet ein Hydrolysegrad von 30%, dass der Hauptteil der proteinischen
Materie in Form von Dipeptiden vorliegt. Es können auch Tri- und Oligo- und
Polypeptide sowie freie Aminosäuren
vorhanden sein, jedoch in einer geringeren Menge, was die Anzahl
an Molekülen
betrifft.
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Ein
Molkenproteinhydrolysat, das gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, ist auch kommerziell erhältlich.
Beispielsweise kann das Molkenproteinhydrolysat Lacprodan® DI-3065
von Arla Food Ingredients Ltd. verwendet werden.
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Die
Proteinquelle liefert vorzugsweise etwa 1 bis 50% des gesamten Brennwerts
der Ernährungszusammensetzung.
Stärker
bevorzugt liefert sie 10 bis 30% des gesamten Brennwerts der Zusammensetzung.
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Die
Ernährungszusammensetzung
kann auch eine Lipidquelle umfassen. Die Menge der Fett- oder Ölkomponente
kann auf die gegebenen Umstände
abgestimmt werden, beispielsweise den Zustand des Patienten und
das Vorliegen anderer Erkrankungen. Die Fettquelle kann von 0 bis
etwa 50% des gesamten Brennwerts der Zusammensetzung liefern.
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Vorzugsweise
ist sie in einer Menge von 20 bis 35% des gesamten Brennwerts vorhanden.
Die Fettkomponente kann irgendein Lipid oder Fett sein, für das dem
Fachmann bekannt ist, dass es für
eine Verwendung in Ernährungszusammensetzungen
geeignet ist. Typische Fette schließen ein Milchfett, Saffloröl, Canolaöl, Eigelblipid,
Olivenöl,
Baumwollsamenöl,
Kokosnussöl,
Haselnussöl,
Palmöl,
Palmkernöl
und/oder Rapsöl. Die
Fettquelle kann lang-, kurz- und/oder mittelkettige Triglyceride
(LCT, SCT und/oder MCT) in ausreichenden Mengen beinhalten. Die
Lipide können
aus gesättigten,
ungesättigten,
einfach, zweifach, dreifach oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren bestehen.
Ungesättigte
Fettsäuren
können
n-3- oder n-6-Fettsäuren sein.
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Die
Ernährungszusammensetzung
kann auch eine Kohlenhydratquelle umfassen. Die Kohlenhydratkomponente
kann 5 bis 90% des gesamten Brennwerts liefern. Vorzugsweise bildet
sie 20 bis 55%, stärker bevorzugt
40 bis 50% der Energie. Die Kohlenhydratquelle kann irgendein geeignetes
Kohlenhydrat oder irgendeine geeignete Kohlenhydratmischung sein.
Bei spielsweise kann das Kohlenhydrat Lactose, Maltodextrin, modifizierte
Stärke,
Amylosestärke,
amylosereiche Stärke,
Tapiocastärke,
Maisstärke,
Zucker, Galactose, Glucose, Fructose oder Mischungen davon darstellen.
Folglich kann irgendein Poly-, Oligo-, Di- und/oder Monosaccharid,
für das
bekannt ist, dass es für
eine Verwendung in Formulanahrungen geeignet ist, zugesetzt werden.
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Zusätzlich kann
die Ernährungszusammensetzung
Ballaststoffe umfassen. Irgendeine geeignete Ballaststoffquelle
kann verwendet werden, in Abhängigkeit
von den jeweiligen Bedürfnissen
des Patienten. Somit können
lösliche
und unlösliche
Ballaststoffe verwendet werden, entweder allein oder in Kombination.
Der lösliche
Ballaststoff kann ein viskoser Ballaststoff oder ein nicht-viskoser
Ballaststoff oder eine Kombination daraus sein. Mögliche Quellen
für lösliche Ballaststoffe
sind Guargummi, Xanthangummi, Gummi arabicum, Pektin, β-Glucan,
Inulin oder Mischungen daraus. Geeignete Quellen für unlösliche Ballaststoffe
sind Hülsenfasern aus
Leguminosen und Körnern;
beispielsweise Erbsenhülsenfasern,
Haferhülsenfaser,
Gerstenhülsenfaser und
Sojahülsenfaser.
Es kann jedoch irgendeine geeignete Quelle für den unlöslichen Ballaststoff verwendet werden.
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Die
Ernährungszusammensetzung
beinhaltet vorzugsweise ein vollständiges Vitamin- und Mineralstoffprofil.
Beispielsweise können
ausreichend Vitamine und Mineralstoffe bereitgestellt werden, um
etwa 75 bis etwa 250% der empfohlenen täglichen Menge an Vitaminen
und Mineralstoffen pro 1000 Kalorien der Ernährungszusammensetzung zuzuführen.
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Es
können
verschiedene Aromastoffe, Süßungsmittel
und andere Zusätze
vorhanden sein. Beispielsweise können
Emulgatoren verwendet werden.
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Wenn
sachdienlich, kann die Formulanahrung auch funktionelle Bestandteile
beinhalten. In Abhängigkeit
vom Zustand des Patienten können
geeignete Pflanzenextrakte zugesetzt werden. Beispielsweise können Pflanzenextrakte,
für die
bekannt ist, dass sie eine vorteilhafte Wirkung auf die Darmflora,
auf eine Verstopfung, eine Diarrhöe und dergleichen aufweisen,
zugesetzt werden. Beispiele sind Fenchel, Eisenkraut, grüner Tee,
Pfefferminzextrakt, präbiotische
Fasern, Kamille, Lindenblüten.
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Eine
Ernährungszusammensetzung
weist geeigneterweise eine Osmolarität von etwa 180 mOsm/l bis etwa
400 mOsm/l auf; beispielsweise etwa 250 mOsml/l bis etwa 300 mOsm/l.
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Die
Energiedichte der Ernährungszusammensetzung
beträgt
vorzugsweise etwa 500 kcal/l bis etwa 1500 kcal/l; stärker bevorzugt
von etwa 700 bis etwa 1100 kcal/l.
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Die
Ernährungszusammensetzung
liegt vorzugsweise in Form einer gebrauchsfertigen Formulierung vor.
In dieser Form kann die Zusammensetzung über eine Nasen-Magen-Sonde,
eine Jejunum-Sonde zugeführt
werden oder dadurch, dass der Patient sie trinkt. Als solche kann
die Ernährungszusammensetzung
in einer Vielzahl von Formen vorliegen; beispielsweise als flüssige Kleinkinder-Formulanahrung,
als Getränk
vom Fruchtsafttyp, als Getränk
vom Milchshake-Typ und dergleichen. Die Ernährungszusammensetzung kann
jedoch auch in Form eines löslichen
Pulvers vorliegen, das vor der Verwendung rekonstituiert wird.
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Im
Hinblick auf das Verfahren zur Prävention einer bakteriellen
Fehlbesiedlung, oder auf das Verfahren zur Prävention von damit assoziierten
Erkrankungen, ist das Molkenproteinhydrolyst die einzige Quelle
von proteinischer Materie. Die proteinische Materie einer Standard-Formulanahrung
oder eines Lebensmittelprodukts wird vollständig durch das Proteinhydrolysat
ersetzt, wie es in dieser Beschreibung definiert wird.
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Die
Ernährungszusammensetzung
kann nach Standardpraxis hergestellt werden; beispielsweise dadurch,
dass man die Proteinquelle, die Kohlenhydratquelle und die Lipidquelle
vermischt. Wenn sie verwendet werden, können die Emulgatoren der Mischung
zugesetzt werden. Die Vitamine und Mineralstoffe können zu diesem
Zeitpunkt zugesetzt werden, werden jedoch üblicherweise später zugesetzt,
um einen thermischen Abbau zu vermeiden. Alle lipophilen Vitamine,
Emulgatoren und dergleichen können
vor dem Vermischen in der Lipidquelle aufgelöst werden. Wasser, vorzugsweise
Wasser, das einer Umkehrosmose unterzogen wurde, kann dann zugesetzt
werden, um eine flüssige
Mischung zu bilden. Die Temperatur des Wassers kann geeigneterweise
etwa 50°C
bis etwa 80°C
betragen, um die Dispergierung der Bestandteile zu unterstützen. Kommerziell
erhältliche
Verflüssiger
können
verwendet werden, um die Flüssigkeit
zu bilden.
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Die
flüssige
Mischung kann dann thermisch behandelt werden, um die bakterielle
Belastung zu vermindern. Beispielsweise kann die flüssige Mischung
rasch auf eine Temperatur im Bereich von 75°C bis etwa 110°C für etwa 5
s bis etwa 5 min erhitzt werden. Das kann durch Dampfinjektion oder
mittels eines Wärmeaustauschers
erfolgen, beispielsweise eines Plattenwärmeaustauschers.
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Die
flüssige
Mischung kann dann auf etwa 60°C
bis etwa 85°C
abgekühlt
werden; beispielsweise durch Verdampfungskühlung. Die flüssige Mischung
wird dann homogenisiert; beispielsweise in zwei Stufen bei etwa
7 MPa in der ersten Stufe und etwa 2 MPA bis etwa 14 MPa in der
zweiten Stufe. Die homogenisierte Mischung kann dann weiter abgekühlt werden,
um irgendwelche wärmeempfindliche
Bestandteile zuzusetzen, wie beispielsweise Vitamine und Mineralstoffe.
Der pH und der Feststoffgehalt der homogenisierten Mischung werden üblicherweise
zu diesem Zeitpunkt standardisiert.
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Für ein Produkt
in flüssiger
Form wird die homogenisierte Mischung vorzugsweise aseptisch in
geeignete Behälter
abgefüllt.
Das aseptische Abfüllen
in die Behälter
kann durchgeführt
werden durch Vorerhitzen der homogenisierten Mischung (beispielsweise
auf etwa 75°C
bis 85°C)
und anschließendes
Injizieren von Dampf in die homogenisierte Mischung, um die Temperatur
auf etwa 120 bis 180°C
zu erhöhen;
stärker
bevorzugt auf etwa 140 bis 160°C.
Die homogenisierte Mischung kann dann abgekühlt werden, beispielsweise
durch Entspannungskühlung
auf eine Temperatur von etwa 75 bis 85°C. Die homogenisierte Mischung
kann dann weiter homogenisiert werden, auf etwa Raumtemperatur abgekühlt werden
und in Behälter
abgefüllt
werden. Geeignete Apparaturen zur Durchführung eines aseptischen Abfüllens dieser
Art sind kommerziell erhältlich.
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Für ein Produkt
in Pulverform kann die homogenisierte Mischung zu einem Pulver getrocknet
werden; beispielsweise durch Sprühtrocknen.
Herkömmliche
Arbeitsweisen können
angewandt werden.
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Die
Ernährungszusammensetzung
kann als vollständige
Ernährung
oder Ergänzungsnahrung
zur Prävention
einer bakteriellen Fehlbesiedlung im Darm, einer bakteriellen Translokation
und/oder einer bakteriellen Translokations-Septikämie bei
Frühgeborenen
oder ausgetragenen Neugeborenen, Kleinkindern, kritisch erkrankten
Patienten und älteren
Personen verwendet werden.
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Ohne
das gewünscht
wird, auf eine Theorie festgelegt zu werden, wird postuliert, dass
die vorteilhafte Wirkung des Proteinhydrolysats bezüglich einer
bakteriellen Fehlbesiedlung mit der hohen Verdaulichkeit und der
raschen Absorption des Proteinhydrolysats verknüpft ist. Die Tatsache, dass
die Hauptmenge des proteinischen Materials in kleinen Fraktionen
vorhanden ist, beispielsweise Di-, Tri- oder Tetrapeptiden, hat
zur Folge, dass diese im Dünndarm
vollständig
absorbiert werden, und zwar selbst bei Patienten mit einer beträchtigten
Magen-Darm-Funktion. Wenn derartige Patienten oder ein frühgeborenes
Baby vollständiges
Protein konsumieren würde,
würde dieses
Protein im Dünndarm
nicht vollständig
absorbiert und würde
das untere Ende des Ileums erreichen. Dort kann das proteinische
Material als ein Substrat für
Bakterien dienen, die bei gesunden Personen üblicherweise diesen Bereich
des Verdauungstrakts nicht besiedeln. Es wurde daher gefunden, dass
eine bakterielle Fehlbesiedlung verhindert werden kann, indem man
die Verdaulichkeit des proteinischen Materials erhöht, spezifischer,
indem man ein Proteinhydrolysat statt des intakten Proteins an die
betroffene Person verabreicht. Wiederum ist nicht bewiesen, dass
dieses Erklärungsmodul
vollständig
für die überraschenden
Wirkungen verantwortlich ist, die hierin berichtet werden.
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Das
nachfolgende Beispiel wird nur zu Illustrationszwecken angegeben
und sollte in keiner Weise als Beschränkung des Gegenstands der vorliegenden
Anmeldung ausgelegt werden. Prozentzahlen und Teile werden in Gewicht
angegeben, es sei denn, es wird etwas anderes genannt.
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In
dem Beispiel wird ein Rattenmodell verwendet, das die identische
Situation, die bei Menschen gefunden wird, nicht widerspiegelt und
dessen Ergebnisse daher nicht direkt und eindeutig auf Menschen übertragbar
sind. Das Modell wird jedoch auf der Grundlage einer wissenschaftlichen
Forschung gewählt,
die dieses Rattenmodul zur Untersuchung des Einflusses von ernährungsmäßigen Interventionen
auf das Verdauungssystem anerkennt, wie beispielsweise auf das von
frühgeborenen
Babies, Neugeborenen oder auch von Patienten mit Verdauungsproblemen.
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Beispiel:
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Wirkung der Proteinquelle
(intaktes Molkenprotein gegen hydrolysiertes Molkenprotein) auf
das Muster der Darmflora von künstlich
gefütterten
Säuglingsratten
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VERFAHREN
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Tiere und
Diäten
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Sprague-Dawley-Ratten
wurden in dieser Untersuchung verwendet. Trächtige Muttertiere (erworben von
Charles River Laboratories, Wilmington, MA) wurden individuell in
Kunststoffkäfige
eingesetzt und unter einem 12-Stunden Dunkelheit/Licht-Zyklus bei
21 ± 1°C gehalten.
Die Tiere hatten freien Zugang zu 7002 Teklard 6% Maus/Rattendiät (Harlan
Teklad, Madison, WI) sowie zu Leitungswasser. Am Tag 4 nach der
Geburt wurden 18 Säuglingsratten
in zwei Versuchsgruppen aufgeteilt und dann mit einer Magensonde
versehen und künstlich
10 Tage ernährt.
Zehn Geschwistertiere dienten als muttergeführte Kontrolltiere.
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Diäten
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Die
Tiere wurden mit zwei experimentellen Milchformulanahrungen gefüttert, die
gleiche Zusammensetzungen aufwiesen, jedoch als Proteinquelle (Tabelle
1) 100% intaktes Molkenprotein (DH 0%) und 100% extensiv hydrolysiertes
Molkenprotein (DH 30%). Die Molekulargewichtsverteilung des Proteinhydrolysats
ist in
1 gezeigt. Tabelle
1. Zusammensetzung der Versuchs-Formulanahrungen, die während der
künstlichen
Ernährung
angewandt wurden
- 1 DH0
= Intaktes Molkenprotein (Globulal 80, Meggle, CH);
- 2 DH30 = Extensiv hydrolysiertes Molkenprotein
(1);
- 3 Harlan Teklad, Madison, WI, USA;
- 4 Rivoflavin (16,7 g/kg), Niacin (26,0
g/kg), Pyridoxal (13,9 g/kg), Inosit (929,4 g/kg) und Ascorbinsäure-Natriumsalz
(14,0 g/kg)
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Versuchsprotokoll
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Alle
in diesem Versuchsprotokoll zur Anwendung kommenden Arbeitsweisen
wurden von dem Animal Care Committee an der University of Arizona überprüft und zugelassen.
4 Tage alte gesäugte
Ratten wurden anästhesiert,
und es wurde ihnen eine Polyethylenkanüle mit einem hakenförmigen Ende
als Magensonde gesetzt (PE-20, Clay Adams/Benton Dickinson and Co.,
Parsippany, NJ). Im Anschluss an eine Erholung nach dem Eingriff,
die ein zweistündiges
Fasten beinhaltet, wurden die Jungen gewogen, und das Volumen der
an jedes Tier verabreichten künstlichen
Formulanahrung wurde errechnet, um innerhalb eines 24 Stundenzeitraums
etwa 35 bis 37% des Körpergewichts
zuzuführen.
Die Rattenjungen wurden in Kunststoffbecher gesetzt, und man ließ sie während der
Dauer der Fütterungsstudie
in einem 39°C
Wasserbad schwimmen, um die Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit
konstant zu halten. Die Magensonden wurden mit Spritzen an Model
44 Harvard-Infusionspumpen
(Harvard Apparatus, South Natick, MA) in einem Kühlschrank mit Silastikröhren (Dow
Corning Corp., Midland, MI) verbunden. Die Pumpen wurden so eingestellt,
das sie das errechnete Diätvolumen
für 20
Minuten verabreichten, gefolgt von 40 Minuten Pause in jeder Stunde.
Das Volumen der zuzuführenden
Diät wurde
täglich
neu errechnet. Die täglichen
Körpergewichte,
Augenöffnung
und Schwanzlängen
wurden aufgezeichnet. Zweimal täglich
wurden durch leichte Stimulation des Anogenitalbereichs ein Urinieren
und eine Defäkation
ausgelöst.
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Am
Tag 14 wurden die Rattenjungen durch Enthaupten geopfert. Der Magen-Darm-Trakt
wurde rasch unter sterilen Bedingungen entfernt und in Duodenum
(1 cm vom Pylorus), Jejunum, Ileum (halb-proximale und distale Teile
des restlichen Dünndarms)
sowie Caecum geschnitten. Jejunum und Ileum wurden jeweils mit 1 ml
steriler eiskalter 0,9% NaCl, 10% Glycerinlösung gewaschen. Der Inhalt
wurde direkt gesammelt und in NUNC(Nalgene)-Sterilröhrchen gewogen.
Das Caecum wurde geöffnet,
der Inhalt mit einem sterilen Spatel entfernt und in einem NUNC-Röhrchen gewogen,
dem dann 1 ml einer NaCl + Glycerin-Lösung
zugesetzt wurde. Die Dünndarminhalte
wurden sofort in flüssigem
Stickstoff gefroren.
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Die Analyse
der Flora in den Dünndarminhalten
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Flora
(Bifidobacteria, Lactobacilli, Enterococci, Enterobacteria und Clostridium
perfringens) in den Jejunums-, Ileums- und Caecum-Inhalten wurde
ermittelt, indem man sie auf selektiven oder halbselektiven Medien
ausstrich.
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Es
wurden hundertfache Verdünnungen
in Ringer-Lösung
durchgeführt,
die 0,5% Cystein enthielt, und zwar von –2 bis –8. Petrischalen mit verschiedenen
selektiven Medien wurden beimpft und inkubiert (vergl. Tabelle 2). Tabelle
2: Bedingungen
für die
Kultivierung von spezifischen Stämmen
- *: Wadsworth Anaerobic Bacteriology
Manual, V. Suter, D. Citron und S. Finegold, Third ed.
- **: Phosphomycine (79,5 mg/l) + Sulfamethoxazol (0,93 mg/l)
+ Trimethoprim (5 mg/l)
- ***: NN-Agar von Lowbury und Lilly, 1995
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Die
anaerobe Atmosphäre
wurde unter Verwendung von Anaerocult A (MERCK, Darmstadt, Deutschland)
erhalten. Nach der Inkubation wurden die Kolonien gezählt und
erforderlichenfalls weiter identifiziert. Lactobacilli und Bifidobacteria
Stämme
wurden mikroskopisch identifiziert, und anhand ihrer Enzymaktivitäten. Keimzahlen
wurden ausgedrückt
als KBE/g der frischen Fäkalienprobe
mit einer Nachweisgrenze bei 3,30 KBE/g, und als Logarithmus ausgedrückt.
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Statistische
Analyse
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Aufgrund
der Null-Variabilität,
die bei einigen der Gruppen beobachtet wurden, konnte keine klassische
Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt
werden. Stattdessen wurde ein Wilcoxon-Rangtest für Gruppenpaare durchgeführt. Mittlere
Unterschiede mit p-Werten von weniger als 0,05 wurden als signifikant
betrachtet.
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ERGEBNISSE
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2 bis 4 zeigen
die Keimzahlen von Enterobacteria, Enterococci und Lactobacilli
im Inhalt der unterschiedlichen Dünndarmsegmente.
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Die
Enterobacteria-Keimzahlen im Ileum waren höher bei DH0 als bei den anderen
Gruppen. DH30 und MF ergaben ähnliche
Werte, an der Nachweisgrenze. Im Caecum war die einzige unterscheidbare
Gruppe MF mit niedrigeren Keimzahlen.
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Enterococci
waren in Jejunum und Ileum mit DH0 sehr viel häufiger als mit DH30 oder MF.
Im Caecum wurden keine signifikanten Unterschiede aufgrund der Diäten beobachtet.
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Die
Lactobacilli im Ileum waren häufiger
bei DH0 als bei den anderen Gruppen. Ein ähnlicher Trend wurde im Jejunum
festgestellt, obwohl in diesem Fall MF Werte zeigte, die zwischen
DH0 und DH30 lagen. Wiederum wurde im Caecum kein Unterschied festgestellt.
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Die
Bifidobacteria wurden in keiner der Gruppen oder in Dünndarmsegmenten
nachgewiesen. Was Clostridium angeht, so wiesen nur vier Tiere (zwei
in DH0 und zwei in MF) nachweisbare Werte im Caecum auf, und ein
Tier im Ileum (bei DH0). Diese Werte wurden als vernachlässigbar
betrachtet, und es wurde kein statistischer Vergleich zwischen den
Diäten
angestellt.
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SCHLUSSFOLGERUNGEN
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Das
Füttern
mit intaktem Molkenprotein förderte
eine bakterielle Fehlbesiedlung im Dünndarm der Rattenjungen. Diese
Fehlbesiedlung wurde dadurch wesentlich verhindert, dass man ein
extensiv hydrolysiertes Molkenprotein verfütterte, was zum Mustern der
Flora führte,
die denen eher ähnlich
waren, die man nach einer Fütterung
durch die Mutter beobachtete.
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Die
Proteinhydrolysate sind daher ein nützliches Mittel zur Prävention
einer bakteriellen Fehlbesiedlung und der damit verbundenen Erkrankungen.
Es ist möglich,
ein Muster der Dünndarmflora
wieder herzustellen, das dem von Individuen ähnlich ist, die mit Muttermilch
ernährt
wurden.