DE68910126T2

DE68910126T2 - Nahrungsmittelzusammensetzung.

Info

Publication number: DE68910126T2
Application number: DE89907831T
Authority: DE
Inventors: Tadayasu - Furukawa; Takahiro Hara
Original assignee: Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
Current assignee: KH Neochem Co Ltd
Priority date: 1989-03-28
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2009-06-30
Also published as: CN1045922A; DE68910126D1; KR920003165B1; CN1036837C; WO1990011024A1; KR900013872A; US5134125A; JP2683129B2; EP0416108B1; EP0416108A4; EP0416108A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Nährstoffzusammensetzungen für Säuger, und insbesondere Nährstoffzusammensetzungen umfassend L-Glutamyl-L-glutamin.

Stand der Technik

Menschen und andere Säuger benötigen täglich die Aufnahme von Proteinen zur Bestreitung ihrer Lebensaktivitäten. Proteine werden im Verdauungstrakt zu Aminosäuren hydrolysiert und in vivo zum Wachstum, zur Reproduktion, zur Assimilation, etc. verwendet.
Es ist jedoch oft schwierig, Nährstoffe aus üblichen Lebensmitteln unter Bedingungen, wie der post-operativen Herabsetzung der Funktionen des Verdauungstraktes und bei Mangelernährung aufgrund von Apepsie, Hunger, etc. aufzunehmen, wo eine Nährstoffergänzung erforderlich ist. Dazu kommt, daß während oder nach harter körperlicher Arbeit oder Übungen etc. die metabolische Funktion verstärkt ist und Stickstoff ernsthaft durch Transpirieren verlorengeht, und somit eine Nährstoffergänzung notwendig wird. In solchen Fällen müssen große Mengen Proteine oder Aminosäuren in einer leicht absorbierbaren Form mit einer minimalen Belastung des Verdauungstraktes aufgenommen werden.
Übliche Methoden zur Nährstoffergänzung schließen intravenöse Injektion und Einträufelung von Aminosäuren, und orale oder intraintestinale Verabfolgung von Nährstoffzusammensetzungen, die Proteine in guter Qualität enthalten, wie Fleischextrakt, Casein, Albumin, Aminosäuren, Peptide usw. ein.
Die Verwendung einiger Arten von Aminosäuren ist jedoch aufgrund ihrer schlechten Löslichkeit und ihrer Instabilität usw. begrenzt. Insbesondere muß betont werden, daß die Ergänzung von L-Glutamin für einen Patienten im post- operativen katabolischen Zustand notwendig ist, da L-Glutamin in der Muskulatur eines solchen Patienten ernsthaft abnimmt; L-Glutamin selbst kann aber in bekannten Nährstoffzusammensetzungen, die durch Erhitzen im Herstellungsverfahren sterilisiert werden nicht vorliegen, da es in Lösung unstabil ist und auch schlechte Stabilitätseigenschaften gegenüber Hitze aufweist.
Um L-Glutamin, das in Lösung unstabil ist, als Nährstoffzusammensetzung für Säuger zuzuführen, wurden durch Umwandlung von L-Glutamin in ein Dipeptid Nährstoffzusammensetzungen entwickelt, die L-Glutamin in Form von α-L-Aspartyl-L-glutamin enthalten (Japanische Patentanmeldung Nr. 151156/1987), sowie Nährstoffzusammensetzungen, die L-Glutamin in Form von Glycyl-L-glutamin (Japanische Patentanmeldung Nr. 140923/1981) enthalten usw..
Weiter gibt es einen Bericht über das Verhalten von L-Alanyl-L-glutamin im Plasma und seine Aufnahme durch Organe in Clinical Science, Bd. 75 (1988) S. 463.
In den Nährstoffzusammensetzungen, die α-L-Aspartyl- L-glutamin oder Glycyl-L-glutamin enthalten, ist die Stabilität von L-Glutamin deutlich verbessert, jedoch sollten sie noch in verschiedener Hinsicht, wie Stabilität unter Sterilisationsbedingungen, Absorption in vivo und Verwendungseffizienz in vitro verbessert werden.
Ferner müssen, wenn Nährstoffzusammensetzungen, die L-Glutamin-enthaltende Dipeptide anstelle von L-Glutamin umfassen, aufgenommen werden, diese Dipeptide in vivo zu Aminosäuren hydrolysiert werden. Die üblicherweise verwendeten Dipeptide sind in ihrer Stabilität des L-Glutamins gegenüber Hitze usw. verbessert, aber sie sind nicht zufriedenstellend bei der Absorption in vivo und der Verwendungseffizienz in vivo.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfinder haben nunmehr gefunden, daß durch die Verwendung von L-Glutamyl-L-glutamin anstelle von bisher verwendeten L-Glutamin enthaltenden Dipeptiden, die Absorption, Verwendungseffizienz usw. der Dipeptide in vivo verbessert werden kann, verglichen mit den üblichen Nährstoffzusammensetzungen, und sie haben die vorliegende Erfindung gemacht.
Die vorliegende Erfindung schafft Nährstoffzusammensetzungen, umfassend L-Glutamyl-L-glutamin.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Einzelnen beschrieben.
Die Nährstoffzusainmensetzungen umfassen L-Glutamyl- L-glutamin und werden hauptsächlich als Nährstoffzusammensetzungen zur oralen oder intraintestinalen Gabe verwendet.
Im Falle der oralen Verabreichung können Nährstoffadditive, wie leicht verdaubare Kohlenhydrate, Fette, Vitamine und Mineralsalze den Zusammensetzungen zugefügt werden, um das Nährstoffgleichgewicht einzustellen. Ebenso können auch Geschmacks- und Aromastoffe, wie unechte Geschmacksmittel, Süßstoffe, Geschmackskorrigentien und Farbstoffe, Erscheinungs-verbessernde Mittel, usw. zugefügt werden, um das Aroma der Zusammensetzungen zur oralen Gabe zu verbessern. Besondere Beispiele von Nährstoffadditiven schließen ein Stärke, Dextrin, Glucose, Maltose, Lactose, enthäutete Milch, Eigelbpulver, Eigelböl, Malzextrakt, Fettsäuren mittlerer Kettenlänge, Vitamin A, Thiamin, Riboflavin, Pyridoxin, Niacin, Pantothensäure, Cyanocobalamin, L-Ascorbinsäure, α-Tocopherol, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Calciumchlorid und Eisenlactat.
Die vorstehend beschriebenen Bestandteile werden gemischt, mit Wasser vermischt und dispergiert, und die erhaltene Zusammensetzung wird als Getränk oder Paste in einen feuchtigkeitssicheren Beutel, eine Flasche, eine Dose, usw. gefüllt und dann vor der Lagerung, Verteilung und dem Gebrauch hitzesterilisiert. Alternativ können diese Bestandteile auch sorgfältig vermischt, das Gemisch in pulverförmigem Zustand gelagert und verteilt und kurz vor dem Gebrauch mit Wasser gemischt und dispergiert werden. In diesen Verfahren können Behandlungen, wie Kochen mit Erhitzen und Sterilisieren ohne weiteres ausgeführt werden, weil L-Glutamyl- L-glutamin hochstabil gegenüber Hitze auch in Lösung innerhalb eines langen Zeitraums stabil ist.
Ein bevorzugtes Beispiel für die Nährstoffzusammensetzung zum Ersatz von Glutamin ist eine Zusammensetzung, umfassend 0,0005 bis 30 Gew.-% L-Glutamyl-L-glutamin zusammen mit Aminosäuren oder Proteinhydrolysaten, die vorstehend erwähnten Nährstoffadditive und dgl. (z.B. eine Aminosäureinfusion, ein Nährstoffpräparat zum oralen Nährstoffersatz und ein geleeähnliches Nährstoffpräparat).
Die Aminosäureinfusion umfassend L-Glutamyl-L-glutamin hat beispielsweise die folgende Zusammensetzung, wobei die Einheit mg/dl ist.
L-Isoleucin 160 - 1070
L-Leucin 180 - 1720
L-Lysinhydrochlorid 180 - 2400
L-Phenylalanin 130 - 1400
L-Methionin 50 - 1200
L-Threonin 80 - 720
L-Tryptophan 30 - 350
L-Valin 70 - 1130
L-Argininhydrochlorid 120 - 1500
L-Histidinhydrochlorid 50 - 900
Glycin 200 - 2500
L-Alanin 70 - 1130
Natrium-L-Aspartat 0 - 1300
L-Cystein 0 - 150
Natrium-L-Glutamat 0 - 1300
L-Glutamyl-L-glutamin 1 - 5000
L-Prolin 90 - 1080
L-Serin 60 - 820
L-Tyrosin 3 - 90
Das L-Glutamyl-L-glutainin besteht aus zwei Typen, α und γ, wobei der γ-Typ bevorzugt verwendet wird.
γ-L-Glutamyl-L-glutamin besitzt eine höhere Stabilität gegenüber Hitze als L-Glutamin. Zusätzlich wird angenommen, daß γ-L-Glutamyl-L-glutamin in vivo wirksam verbraucht wird, da es ein wirksames Substrat für die γ-Glutamyltransferase und γ-Glutamylcyclotransferase darstellt [J. Biol. chem., Bd. 253, Nr. 6, (1978) S. 1799 - 1806].
Wird L-Glutamyl-L-glutamin in der Nährstoffzusammensetzung verwendet, so muß es in vivo zu Aminosäuren hydrolysiert werden.
Von Matthews und Mitarb. und Adibi und Mitarb. wird berichtet, daß die Geschwindigkeit der Absorption von Aminosäuren aus Di- und Tripeptiden rascher verläuft als die eines Aminosäuregemisches mit der gleichen Zusammensetzung [Gut, Bd. 9 (1968), S. 425, Clinical Research, Bd. 16, (1968), S. 446]. Weiterhin, wie vorstehend beschrieben, sind γ-Glutamyltransferase und γ-Glutamylcyclotransferase in vivo vorhanden, und γ-L-Glutamyl-L-glutamin ist ihr wirksames Substrat. Deshalb wird angenommen, daß γ-L-Glutamyl-L-glutamin in vivo leicht hydrolysierbar und in den Körper absorbierbar ist. Es wird somit angenommen, daß γ-L-Glutamyl-L- glutamin auch als ein Nährstoffersatzmittel mit sofortiger Wirkung für eine Person in physiologischem oder pathologischem Zustand verwendbar ist, bei dem rascher Ersatz von Nährstoffen erforderlich ist, beispielsweise wenn die physikalische Stärke nach harter körperlicher Arbeit, Übung, usw. verloren ist, und wenn rasche Erholung der physischen Stärke nach einer Operation erforderlich ist, etc..
Die Änderung der Konzentration von γ-L-Glutamyl-Lglutamin und von verschiedenen L-Glutamin enthaltenden Dipeptiden im Plasma von Mensch und Maus (Modellsystem), ihre Stabilität in Gegenwart von γ-Glutamyltransferase (γ-GTP), und die Änderung der Konzentration im Blut und der Einfluß der an Mäuse verabreichten Dipeptide auf den Glutaminspiegel im Organ werden nachstehend beschrieben.

(1) Hydrolyse von Dipeptiden in menschlichem Plasma

Jedes der Dipeptide, die in nachstehender Tabelle 1 aufgeführt sind, wurde bis zu einer Konzentration von 10 mM zu 0,75 ml Plasma gegeben, das von Menschen gesammelt und aufbereitet wurde und anschließend 30 Minuten bei 37ºC umgesetzt. Die nach Beendigung verbliebenen Mengen der Dipeptide sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 Dipeptid verbliebene Menge (%) γ-L-Glutamyl-L-glutamin L-Alanyl-L-glutamin Glycyl-L-glutamin L-Aspartyl-L-glutamin
Verglichen mit den üblicherweise verwendeten Dipeptiden, war γ-L-Glutamyl-L-glutamin im wesentlichen frei von Hydrolyse im menschlichen Plasma und zeigte hohe Stabilität.

(2) Hydrolyse von Dipeptiden durch γ-GTP (γ-Glutamyltransferase)

Nachdem jedes der in vorstehender Tabelle 1 aufgeführten Dipeptide in Tris-HCl-Puffer (50 mM, pH 7,0) in einer Konzentration von 5 mM gelöst worden war, wurde γ-GTP, hergestellt aus Schweineniere, zu der Lösung gegeben und danach 120 Minuten bei 37ºC umgesetzt. γ-L-Glutamyl-L-glutamin wurde fast vollständig hydrolysiert, wogegen die anderen Dipeptide überhaupt nicht hydrolysiert wurden.

(3) Hydrolyse von Dipeptiden in Mausplasma

Jedes der in nachstehender Tabelle 2 aufgeführten Dipeptide wurde bis zu einer Konzentration von 3,13 mM zu 0,05 ml Plasma gegeben, das aus C3H/He Mäusen (6 Wochen alt, männlich, Gewicht 20 g) gesammelt und aufbereitet wurde, und anschließend bei 37ºC für 2, 5, 10 und 20 Minuten umgesetzt. Die nach Beendigung der Reaktion verbliebenen Mengen der Dipeptide sind in Tabelle 2 wiedergegeben. 5 Mäuse wurden für jede Testgruppe verwendet, und die Ergebnisse sind durch Mittelwerte wiedergegeben. Tabelle 2 verbliebene Menge (%) (Minuten) γ-L-Glutamyl-L-glutamin L-Alanyl-L-glutamin
Verglichen mit den üblicherweise verwendeten Dipeptiden wurde γ-L-Glutamyl-L-glutamin im Mausplasma überhaupt nicht hydrolysiert und zeigte hohe Stabilität.

(4) Veränderung der Konzentration von an Mäuse verabreichten Dipeptiden im Blut.

-L-Glutamyl-L-glutamin bzw. L-Alanyl-L-glutamin wurden durch die Schwanzvene in einer Dosis von 250 uMol/kg Körpergewicht an C3H/He-Mäuse (6 Wochen alt, männlich, Gewicht 20g) verabreicht, und das Blut intermittierend gesammelt. Die Änderung in der Konzentration der Dipeptide und des Glutamins im Blut in Abhängigkeit von der Zeit ist in Fig. 1 wiedergegeben. 5 Mäuse wurden für jede Testgruppe verwendet und die Ergebnisse sind durch die Mittelwerte ± SEM wiedergegeben.
L-Alanyl-L-glutamin verschwand extrem rasch nach der Gabe und gleichzeitig wurde ein rasches Freisetzen von Glutamin ins Blut beobachtet. Andererseits war bei den Gruppen, die γ-L-Glutamyl-L-glutamin erhielten, das Verschwinden von Dipeptid und das Erscheinen von Glutamin sehr langsam. Es wurde somit erkannt, daß es einen großen Unterschied in der Änderung der Konzentration der zwei Dipeptide im Blut gab.

(5) Einfluß der verabfolgten Dipeptide auf den renalen Glutaminspiegel

γ-L-Glutamyl-L-glutamin bzw. L-Alanyl-L-glutamin wurden durch die Schwanzvene mit einer Dosis von 250 uMol/kg Körpergewicht an C3H/He Mäuse (6 Wochen alt, männlich, Gewicht 20g) verabreicht, und nach 20 Minuten wurden die Nieren entfernt. Der Glutaminspiegel in dem Organ wurde mit dem vor der Gabe der Dipeptide verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben. 5 Mäuse wurden für jede Testgruppe verwendet, und die Ergebnisse sind als Mittelwert ± SEM aufgezeigt.
Die Gruppen, die γ-L-Glutamyl-L-glutamin erhielten, zeigten einen deutlich hohen Glutaminspiegel in der Niere, und dies legt die Aufnahme des Dipeptids durch die Niere und seine wirksame Verwertung in dem Organ nahe. Tabelle 3 Dipeptid Konzentration von Glutamin (uMol/g Feuchtgewicht) Vor der Gabe γ-L-Glutamyl-L-glutamin L-Alanyl-L-glutamin
Somit ist das γ-L-Glutamyl-L-glutamin dadurch gekennzeichnet, daß es im Plasma wenig hydrolysiert und speziell hydrolysiert wird durch γ-GTP, verglichen mit anderen Dipeptiden. γ-GTP ist weit verteilt in lebenswichtigen Geweben, wie Nieren, Dünndarm und Leber. Wenn γ-L-Glutamyl-L-glutamin in das Blut gegeben wird, kann es in der Niere oder Leber Verwendung finden, ohne im Blut hydrolysiert zu werden, im Gegensatz zu den üblichen L-Glutamin-enthaltenden Dipeptiden. Andererseits, wenn das γ-L-Glutamyl-L-glutamin oral verabreicht wird, wird angenommen, daß γ-L-Glutamyl-L-glutamin durch γ-GTP in den Epithelzellen des Dünndarms hydrolysiert wird und wirksam im Darm verwendet werden kann.
L-Glutamin in Lösung (z.B. 10 mM, pH 6,5) wurde unter Sterilisierungsbedingungen bei 110ºC innerhalb 60 Minuten zu 60 % zersetzt, γ-L-Glutamyl-L-glutamin wurde jedoch nicht zersetzt (siehe Tabelle 4). Darüber hinaus wurde L-Glutamin in Lösung beim Lagerstabilitätstest bei 40ºC innerhalb 30 Tagen zu 29 % zersetzt, γ-L-Glutamyl-L-glutamin jedoch überhaupt nicht (Tabelle 5). Somit zeigte γ-L-Glutamyl-L-glutamin hohe Stabilität gegenüber Hitze. Tabelle 4 Nach dem Sterilisieren verbliebene Menge (%) γ-L-Glutamyl-L-glutamin L-Glutamin Tabelle 5 Nach Lagerung bei 40ºC innerhalb 30 Tagen verbliebende Menge (%) γ-L-Glutamyl-L-glutamin L-Glutamin

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt die Änderung der Konzentration der verabreichten Dipeptide und des Glutamins im Verlauf der Zeit im Blut, das in Abständen aus der Schwanzvene von Mäusen gesammelt wurde, die γ-L-Glutamyl-L-glutamin oder L-Alanyl-L- glutamin erhalten haben. Die durchgezogene Linie ( ) bzw. die unterbrochene Linie (---) beziehen sich auf γ-L-Glutamyl-L-glutamin bzw. L-Alanyl-L-glutamin.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Die unten beschriebene Aminosäurezusammensetzung wurde mit 1 Liter destilliertes Wasser zur Injektion bei etwa 70ºC versetzt, um die Bestandteile aufzulösen. Der pH- Wert wurde mit NaOH-Lösung auf 6,5 eingestellt. Die Lösung wurde durch ein Millipore-Filter filtriert und das Filtrat in Glasflaschen zu 200 ml Portionen gefüllt und anschließend mit sterilem Stickstoffgas während 30 Sekunden durchgeblasen. Nach dem Versiegeln wurden die Flaschen durch 60minütiges Erhitzen auf 110ºC sterilisiert, wobei Aminosäureinfusionen hergestellt wurden.
L-Isoleucin 4,6 g
L-Leucin 7,7 g
L-Lysin-hydrochlorid 5,0 g
L-Phenylalanin 4, 3 g
L-Methionin 2,1 g
L-Threonin 1,9 g
L-Tryptophan 1,0 g
L-Valin 4,9 g
L-Arginin-hydrochlorid 6,1 g
L-Histidin-hydrochlorid 2,6 g
Glycin 3,4 g
L-Alanin 4,6 g
Natrium-L-aspartat 0,3 g
L-Cystein 0,3 g
Natrium-L-glutamat 0,3 g
L-Glutamyl-L-glutamin 3,0 g
L-Prolin 3,9 g
L-Serin 2,3 g
L-Tyrosin 0,3 g

Beispiel 2

Casein-hydrolysat 10 g
Gelatine 8 g
γ-L-Glutamyl-L-glutamin 2,5 g
Dextrin 20 g
Reduzierte Maltose 20 g
Wasser 300 ml
Die vorstehende Zusammensetzung wurde für 30 Minuten auf 100ºC erhitzt und dispergiert. Die erhaltene Dispersion wurde abgekühlt; es wurde ein gelähnliches Nährstoffpräparat erhalten. γ-L-Glutamyl-L-glutamin blieb unter den Sterilisierungsbedingungen stabil.

Beispiel 3

Casein-hydrolysat 10 g
γ-L-Glutamyl-L-glutamin 2,5 g
Cyclodextrin 6,3 g
Inosinsäure 0,11 g
Citronensäure 16 g
Reduzierte Maltose 6,8 g
Orangengeschmacksstoff 0,07 ml
Wasser 500 ml
Nachdem die vorstehenden Bestandteile gründlich vermischt und dispergiert wurden, wurde die Dispersion bei 110ºC innerhalb 60 Minuten sterilisiert; es wurde eine Nährstoffzusammensetzung zum oralen Nährstoffersatz erhalten. γ- L-Glutamyl-L-glutamin blieb unter den Sterilisierungsbedingungen stabil.

Claims

1. Verwendung von L-Glutamyl-L-glutamin für die Herstellung von Nährstoffzusammensetzungen für die Nährstoffanreicherung von Säugern.

2. Nährstoffzusammensetzung für die Nährstoffanreicherung von Säugern, umfassend einen oral einnehmbaren oder intravenös verabreichbaren oder intraintestinal verabreichbaren Träger, der eines oder mehrere Proteine, Peptide und/oder Aminosäuren als Nährstoffzusatz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung als Nährstoffzusatz L-Glutamyl-L-glutamin in einer Menge von 0,0005 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, enthält.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, die eine L-Glutamyl-L- glutamin enthaltende Aminosäureinfusion ist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, die eine Aminosäureinfusion mit der folgenden Zusammensetzung ist:

L-Isoleucin 160 - 1070 (mg/dl)

L-Leucin 180 - 1720

L-Lysinhydrochlorid 180 - 2400

L-Phenylalanin 130 - 1400

L-Methionin 50 - 1200

L-Threonin 80 - 720

L-Tryptophan 30 - 350

L-Valin 70 - 1130

L-Argininhydrochlorid 120 - 1500

L-Histidinhydrochlorid 50 - 900

Glycin 200 - 2500

L-Alanin 70 - 1130

Natrium-L-Aspartat 0 - 1300

L-Cystein 0 - 150

Natrium-L-Glutamat 0 - 1300

L-Glutamyl-L-glutamin 1 - 5000

L-Prolin 90 - 1080

L-Serin 60 - 820

L-Tyros in 3 - 90.