DE69911409T2 - Verfahren zur verringerung der schädlichen wirkungen von bestrahlungstherapie auf tierische haut und schleimhaut - Google Patents
Verfahren zur verringerung der schädlichen wirkungen von bestrahlungstherapie auf tierische haut und schleimhaut Download PDFInfo
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Description
- Hintergrund der Erfindung Gebiet
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verringerung des Schadens auf Haut und Schleimhaut in Haustieren, wie Hunden und Katzen, wobei das Haustier unter Krebs leidet und einer Bestrahlungstherapie unterzogen wird, einschließlich einer für diesen Zweck verwendeten Futterzusammensetzung.
- Stand der Technik
- Es ist bekannt, dass die klinische Bestrahlungstherapie in Tieren mit Krebs biochemische Veränderungen in normalen Tiergeweben und Zellen verursacht, was zu Schäden daran führt. Es besteht eindeutig Bedarf an Mitteln, um den Schaden für die normalen Gewebe des Patienten während der Bestrahlungstherapie deutlich zu verbessern. Bisherige Verfahren des Bemühens um eine derartige Verbesserung schließen die Verabreichung von chemischen Mitteln an Patienten ein, die häufig ungewünschte Nebenwirkungen für den Patienten haben.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Befund, dass Strahlungsschäden auf normale Zellen von Tieren mit Krebs, die eine Bestrahlungstherapie durchlaufen, reduziert werden können, indem das Tier mit einer Diät gestärkt wird, die mit einer Mischung aus mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren und Arginin ergänzt ist.
- Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
- Eine Verringerung der schädigenden Wirkungen der Bestrahlungs therapie auf Tiere und insbesondere Haustiere mit Krebs, wird bereit gestellt, indem das eine solche Therapie durchlaufende Tier mit einer Futterzusammensetzung gefüttert wird, die Omega-6-Fettsäuren als einen Nährstoff enthält und in der der Nährstoffgehalt des Futters ergänzt wird, um auf Trockenbasis etwa 2,5 bis etwa 7,5% Omega-3-Fettsäuren und etwa 2,0 bis etwa 3,5% Arginin zu enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis von Omega-3-zu Omega-6-Fettsäure in dem Futter im Bereich von etwa 0,3 : 1 bis 3,5 : 1 liegt.
- Es ist erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, dass der Nährstoffgehalt der in dem Verfahren verwendeten Futterzusammensetzung auf Trockenbasis etwa 27 bis etwa 35% Fett und auf Trockenbasis etwa 15 bis etwa 27% Kohlenhydrat enthält, wobei der hier verwendete Ausdruck "Trockenbasis" den Nährstoffgehalt des Nahrungsprodukts meint, nachdem Feuchtigkeit entfernt worden ist. Eine derartige Nahrungszusammensetzung ist in der ebenfalls anhängigen Patentanmeldung USSN 08/544 421 offenbart, und diese Zusammensetzung ist wirksam zur Verbesserung der Schwere der metabolischen Störungen in Tieren mit Krebs. Der Stand der Technik hat allerdings keine Verbindung zwischen der Fütterung dieser Nahrungszusammensetzung an Tiere mit Krebs zur Verringerung metabolischer Störungen und der Verringerung des Schadens auf normale Haut- und Schleimhautzellen geschlossen, wenn Tiere, die mit dieser Nahrung gefüttert wurden, Bestrahlungstherapie ausgesetzt werden.
- Die vorliegende Erfindung soll im Allgemeinen, auf alle Formen von Tiernahrung anwendbar sein, einschließlich trockene in Dosen verpackte oder halbfeuchte Tiernahrungsprodukte, wie diese Ausdrücke von dem Fachmann auf dem Gebiet der Tiernahrungsformulierung und -herstellung verstanden werden, wobei die Nahrungsmittel gewöhnlich Omega-6-Fettsäuren als essentielle Nährstoffbestandteile enthalten.
- Es ist nicht beabsichtigt, die erfindungsgemäße Tierfutterzusammensetzung durch irgendeine spezifische Auflistung von protein artigen, Fett- oder Kohlenhydratbestandteilen oder eine Produktform einzuschränken, da diese ausschließlich von der Nährstoffbalance der gewünschten Ration, sowie von ihrer Verfügbarkeit für den Tierfutterhersteller abhängen. Im Allgemeinen haben die erfindungsgemäßen Nahrungszusammensetzungen, abgesehen von Bestandteilen zur ausgewogenen Ernährung, wie Vitaminen, Mineralien und Ähnlichen, einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10 bis etwa 90 Gew.-% und bevorzugt etwa 65 bis etwa 75 Gew.-% und werden mit einem Nährstoffgehalt formuliert, wie in Tabelle 1 unten aufgeführt.
- Der kritische Faktor in soweit die vorliegende Erfindung auf die Verbesserung des Bestrahlungstherapie-Zellschadens anwendbar ist, ist die Anwesenheit einer Mischung von mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren und Arginin in den in Tabelle I oben spezifizierten Verhältnissen in einer Tierfutterzusammensetzung zur ausgewogenen Ernährung, die mehrfach ungesättigte Omega-6-Fettsäuren als Nährstoffe enthält.
- Die Fett- und Kohlenhydratnährstoffe, die verwendet werden, um die erfindungsgemäßen Tierfutterzusammensetzungen herzustellen, können durch Bestandteile wie Fleisch, Fleischbeiprodukte, andere tierische Proteinquellen und Getreide als Nahrungsquelle bereitgestellt werden. Mit Fleisch ist das Fleisch von Kalb, Schwein, Schaf, Ziege, Pferden und anderen Säugetieren sowie Hähnchen und Fisch gemeint. Fleischbeiprodukte schließen ein, sind aber nicht begrenzt auf Lungen, Nieren, Hirn, Lebern sowie Mägen und Därme, die von ihren Inhalten befreit sind. Zusätzlich sind Fleisch-, Fleischbeiprodukt- und andere tierische Proteinquellen- Mischungen für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Tierfutter geeignet. Die Nährstoffbestandteile können auch Mengen an Getreidekörnern, wie Weizen, Mais, Gerste und Reis und faserförmige Füllmaterialien, wie Cellulose, Rübenzellstoff, Erdnusshüllen oder Sojafasern enthalten.
- Ein typisches Hundefutterprodukt in Dosen, das für das erfindungsgemäße Verfahren brauchbar ist, wird aus einer Mischung der folgenden Bestandteile hergestellt:
- Bei der Herstellung eines zur Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbaren Tierfutterprodukts wird die Nährstoffzusammensetzung so eingestellt, dass die Konzentration an mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren in dem erfindungsgemäßen Tiernahrungsprodukt in einer Konzentration von etwa 2,5 bis etwa 7,5% auf Trockenbasis und bevorzugt etwa 7,0 bis etwa 7,5% auf Trockenbasis vorliegt, wenn die mehrfach ungesättigten Omega-6-Fettsäuren in dem Tierfutterprodukt in einer Konzentration von etwa 2,0 bis etwa 6,0% auf Trockenbasis vorliegen.
- Die mehrfach ungesättigten Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren werden am einfachsten durch Fischöle, wie Menhaden, Makrele; Hering, Sardellen und Lachs bereitgestellt, die alle signifikante Niveaus an mehrfach ungesättigten Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren enthalten. Mehrfach ungesättigte Omega-3-Fettsäuren C20 : 5 Eikosapentaenonsäure und C22 : 6-Dokosahexaenonsäure sind typisch für Fischöl und machen zusammen etwa 25 bis 38 Gew.-% des Fischöls aus. Mehrfach ungesättigte Omega-6-Fettsäuren schließen Linolsäure und Arachindonsäure ein und liegen in den Fischölen in niedrigeren Konzentrationen, im Allgemeinen weniger als etwa 10 Gew.-%, vor.
- Das erfindungsgemäße Tierfutterprodukt wird soweit mit Arginin ergänzt, das etwa 2,0 bis etwa 3,5% auf Trockenbasis und bevorzugt etwa 3,0 bis etwa 3,5% auf Trockenbasis enthalten sind. Die Arginin- und Fischölbestandteile des erfindungsgemäßen Tierfutterprodukts werden während der Verarbeitung der Formulierung in das Nahrungsprodukt eingebracht, wie z. B. während oder nach dem Mischen der Bestandteile des Tierfutters. Die Verteilung dieser Bestandteile kann durch konventionelle Mittel erreicht werden.
- Andere Zusätze können je nach Bedarf in dieses Tierfutter eingebracht werden. Diese anderen Zusätze schließen Geschmacksstoffe, Vitamine, Mineralien, Farbstoffe und Mischungen davon ein. Diese Zusätze werden aus Ernährungsgründen und wegen der Appetitlichkeit zugesetzt. Geeignete Mengen können einfach durch einen Fachmann auf dem Gebiet bestimmt werden. Allerdings werden üblicherweise bis zu etwa 5% dieser Bestandteile verwendet. Beispielhafte Bestandteile dieser Kategorie sind z. B. Eisenoxid, Natriumchlorid, Kaliumcitrat, Kaliumchlorid und andere essbare Salze, Geschmacksstoffe, Vitamine, Mineralien und Farbstoffe.
- Die erfindungsgemäß hergestellten Tierfutterprodukte werden durch Mischen gemahlener, proteinhaltiger Tier- und Hähnchen-Gewebe mit den verbleibenden Bestandteilen hergestellt, die Fischöle, Arginin, Getreidekörner sowie andere Bestandteile zur ausgewogenen Ernährung, Additive für spezielle Aufgaben, wie Vitamin- und Mineralienmischungen, anorganische Salze, Cellulose, Rübenfaserfüllmittel und Ähnliches einschließen. Außerdem wird ausreichend Wasser zur Verarbeitung zugegeben. Es wird ein für das Erhitzen während des Mischens der Bestandteile geeignetes Gefäß verwendet.
- Das Erhitzen der Bestandteilmischung kann in jeglicher geeigneten Weise erreicht werden, z. B. durch direkte Dampfinjektion oder durch Verwendung eines Gefäßes, das mit einem Wärmetauscher ausgestattet ist. Nach der Zugabe des letzten Bestandteils wird die Mischung auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 70°F bis etwa 140°F erwärmt. Temperaturen außerhalb dieses Bereichs sind akzeptabel, können aber ohne die Verwendung anderer Verarbeitungshilfen nicht ökonomisch durchführbar sein. Das Material liegt in Form einer dicken Flüssigkeit vor, wenn es auf die geeignete Temperatur erwärmt wird. Das dickflüssige Produkt wird dann in Dosen gefüllt. Ein Deckel wird angelegt, und der Behälter wird hermetisch versiegelt. Als nächstes wird die versiegelte Dose in konventionelle, die zur Sterilisation der Inhalte entwickelte Ausrüstung plaziert. Dies wird üblicherweise erreicht, indem für einen geeigneten Zeitraum auf Temperaturen oberhalb 230°F erhitzt wird, wobei dieser von der exakten Temperatur und der Formulierung abhängt.
- Zum vollständigen Verständnis der vorliegenden Erfindung sollte klargestellt werden, dass es im Allgemeinen beabsichtigt ist, dass der Ausdruck Tierfutterzusammensetzung auf kommerziell verkauftes Tierfutter zur ausgewogenen Ernährung gerichtet ist, das die einzige Nahrungsaufnahme des Haustieres darstellt.
- Das folgende Beispiel ist dazu gedacht, spezifische aber nicht einschränkende erfindungsgemäße Ausführungsformen zu beschreiben.
- Beispiel
- Herstellung von Tierfutterprodukt Ein zur Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbares Tierfutterprodukt wurde hergestellt, indem eine Mischung der in Tabelle III unten aufgeführten Bestandteile gemischt und die Mischung 15 min auf eine Temperatur von 135°F erhitzt wurde, gefolgt vom Befüllen von Dosen bei 110°F, um eine dicke Flüs sigkeit zu bilden, die in Dosen gefüllt und bei 250°F 83 min lang sterilisiert wurde.
- Die Analyse des aus den in Tabelle III aufgeführten Bestandteilen hergestellten retortierten Tierfutterprodukts zeigte die Anwesenheit der in Tabelle IV aufgeführten Bestandteile:
- Um den Einfluss der in Tabelle IV beschriebenen Nahrungsmittelzusammensetzung auf die Verringerung des Schadens auf normale Haut und Schleimhautzellen zu untersuchen, wenn Hunde mit Krebs, die Strahlungstherapie durchlaufen, damit gefüttert werden, wurden 12 Hunde mit histologisch bestätigten malignen Neoplasien der Nasenhöhle folgend aus einer Patientenpopulation ausgewählt, die aus der Vergleichsonkologieeinheit einer Staatsuniversität gezogen wurden. Die Hunde wurden von dieser Untersuchung ausgeschlossen, wenn sie verkümmert waren oder wenn sie Chemotherapie, exogene Steroide oder Anästhesie in den 30 Tagen vor der Auswahl für die Untersuchung erhalten hatten. Zusätzlich waren Hunde mit zusätzlichen Krankheiten, wie Nierenversagen, hepati scher Zirrhose, endokrinen Krankheiten, Fettleibigkeit oder Hyperkalzimie ausgeschlossen.
- Alle Hunde wurden einer Doppelblindstudie des Zufall-Auswahldesigns unterzogen und nach einer oder zwei Diäten, die als "Diät 1" und "Diät 2" bezeichnet sind, gefüttert. Die Diäten waren isokalorisch und lieferten 6,1 kJ metabolisierbarer Energie/g. Jeder Hund wurde ausschließlich mit isokalorischen Mengen (Erhalt des Energiebedarfs (kcal = 2[70 Gew.-kg 0,75]) von einer der zwei in dieser Studie enthaltenen Diäten gefüttert. Diät 1 besaß eine erfindungsgemäße Bestandteilzusammensetzung, wie in Tabelle IV beschrieben. Diät 2, die Kontrolldiät, entsprach Diät 1 abgesehen davon, dass Sojabohnenöl das Menhaden Fischöl und die Argininbestandteile, die in Diät 1 vorlagen, ersetzte, so dass Diät 2 niedrigere Niveaus an Omega-3-Fettsäuren und Arginin enthielt als Diät 1. Die Bestimmungszeiträume waren Grundlinie eine Woche vor dem Beginn der Bestrahlungstherapie (bezeichnet als "Tag 0"), 7 Tage in der Bestrahlungstherapie und 21 und 42 Tage nachdem die Bestrahlungstherapie abgeschlossen war.
- Die Serumfettsäurekonzentrationen der Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren im Blut, das den Patienten während des Bestimmungszeitraums entnommen wurde, sind in Tabelle V unten beschrieben.
- Die in Tabelle aufgeführten Daten zeigen, dass Hunde, denen Diät 1 gefüttert wurde, die erfindungsgemäße Diät, signifikant (p < 0,001) höhere Serumniveaus an mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren, Dokosahexaenonsäure (C22 : 6) und Eikosapentaenonsäure (C20:5) und verringerte Konzentrationen der mehrfach ungesättigten Omega-6-Fettsäure, Linolensäure (C18 : 2) im Vergleich zur Basislinie (Tag 0) und den Hunden hatten, denen Diät 2 gefüttert wurde.
- Diese erhöhten Serumniveaus an mehrfach ungesättigte Omega-3-Fettsäuren, Dokosahexaenon- (C22 : 5) und Eikosapentaenon- (C20 : 5) Säure wurden als signifikant festgestellt (p = statistische Signifikanz der Differenz gegenüber 0), verbunden mit niedrige ren Gewebekonzentrationen von Entzüdnungsvermittlern, wie in den Tabellen VI und VII beschrieben, die folgen. Das Niveau an Entzündungsvermittlern liefert einen biochemischen Beweis für ver- ringerten Schaden auf Haut und Schleimhaut.
- Die Studienparameter, die untersucht wurden, um den Einfluss von Diät 1 und Diät 2 auf die Verbesserung des Bestrahlungsschadens zu bestimmen, waren die Entwicklung der Endzündungsvermittler Prostaglangin E2, (PGE2), 11-Dehydrothromboxan B2 (11 DTX B2), sowie histologische Bewertungen, die aus 6 mm Dornbiopsien entwickelt wurden, die aus der Haut und der Mundschleimhaut aus Bereichen hoher (300 cGy) und niedriger (200 cGy) täglicher Bestrahlungsdosen entnommen wurden, wie in Tabellen VI und VII unten aufgeführt.
- Tabelle VI unten beschreibt die Anwesenheit von Entzündungsvermittlern PGE2 und 11 DTXB2, die biochemische Marker für Entzündung sind, in einer Probe, die aus der inneren Lippe (Mundschleimhaut) des Patienten entnommen wurde.
- Die in Tabelle VI beschriebenen Daten zeigen eine negative Korrelation der mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren, Dokosahexaenon- und Eikosapentaenonsäure, das heißt, je höher das in der Probe vorliegende Omega-3-Fettsäureniveau ist, desto niedriger ist die durch den Patienten zu erleidende Entzündung. Die Daten zeigen weiter eine positive Korrelation für die Omega-6-Fettsäure, Linolensäure, nämlich, je höher das Niveau an mehrfach ungesättigter Omega-6-Fettsäure, desto höher ist das Vermittlerniveau und desto höher ist das Niveau an durch den Patienten zu erleidender Entzündung.
- Tabelle VII unten beschreibt die Anwesenheit der Entzündungsvermittler PGE2 und 11DTXB2 in einer Probe, die aus der Hautoberfläche des Patienten entnommen wurde.
- Die in Tabelle VII aufgeführten Daten zeigen durch Rangkorrelation, dass die Hautkonzentrationen an Entzündungsvermittlern bei Patienten mit hohen Niveaus der Omega-3-Fettsäuren Eikosapentaenon- und Dokosahexaenonsäuren statistisch signifikant niedriger war. Man nimmt an, dass niedrigere Konzentrationen an Entzündungsvermittlern eine Rolle in der Verbesserung akuter Nebenwirkungen der Bestrahlungstherapie spielen.
- Die in Tabelle VIII unten aufgeführten Daten zeigen, dass die Dokosahexaenon- und Eikosapentaenonsäureniveaus ebenfalls signi fikant mit dem histologischen Beweis an verringertem Schaden auf die Mundschleimhaut in Verbindung stehen. Eikosapentaenon- und Dokosahexaenonsäureserumkonzentrationen wurden als positiv korreliert mit Zellverdickern in Schleimhautbereichen bestimmt, Eikosapentaenonsäure (p = 0,0171) und Dokosahexaenonsäure (p = 0, 0241).
- Die in Tabelle VIII aufgeführten Daten zeigen, dass die Patienten mit den insgesamt höchsten Eikosapentaenon- und Dokosahexaenonsäureserumkonzentrationen die besten histologischen Zellschichtdickenbewertungen in den Schleimhautbereichen hatten, wovon man annimmt, das dies für abnehmende Mukositis steht und so die Lebensqualität der Patienten, die Bestrahlungstherapie unterlaufen, verbessert.
- Die Lebensqualität dieser Krebspatienten, die Bestrahlungstherapie durchlaufen, wurde weiter unter Verwendung eines klinischen Leistungs-Bewertungs-Schemas untersucht, in dem eine niedrigere Bewertung bessere klinische Leistung anzeigt. Wie in Tabelle IX gezeigt, hatten Eikosapentaenon- und Dokosahexaenonsäure eine signifikant negative Rangkorrelation zum klinischen Leistungsstatus, das heißt, je höher das in der Probe vorliegende Omega-3-Fettsäureniveau ist, desto niedriger ist die Bewertung des klinischen Leistungs-Bewertungs-Schemas, was eine bessere klinische Leistung anzeigt.
- Die Verfahren für die Analyse, aus der die in den Tabellen v bis VIII aufgeführten Daten erhalten wurden, sind unten beschrieben.
- Fettsäureanalyse
- Die Fettsäuren wurden dem von Zicker et al in Ohta A, Mayo MC, Kramer N, Lands WE Rapid analyis of fatty acids in plasma lipids, Lipids 1990, 25: 742–747 beschriebenen Verfahren folgend analysiert.
- Histopathologie
- Die Mundschleimhaut und Haut wurden mit einem 6 mm Baker's Biopsie Dorn in Bereichen biopsiert, die niedrige (200 cGy) und hohe (300 cGy) Bestrahlungsdosen erhielten, wie durch computerisierte Behandlungsplanung bestimmt. Die Biopsien wurden eine Woche vor der Therapie, einen Tag nach Beginn der Therapie, sieben Tage nach Beginn der Therapie, am Ende der Thereapie und 21 Tage nachdem die Therapie abgeschlossen war durchgeführt. Die Gewebe wurden histopathologisch durch einen einzigen Pathologen für Zellschichtdicken bestimmt.
- Entzündungsvermittleranalyse
- Mundschleimhaut und Haut aus Bereichen, die niedrige und hohe Bestrahlungsdosen erhielten, wurden in der selben Weise wie für die Histopathologie erhalten und bei –80°C eingefroren. Die gefrorenen Proben wurden auf eine saubere Glasscheibe plaziert und in kleine Teilchen geschnitten, bevor sie auftauen konnten. Die geschnittenen Teile wurden in ein 4 ml Plastikkulturröhrchen überführt und 2 ml kaltes Ethylacetat wurden zugegeben. Die Probe wurde dann bei der höchsten Geschwindigkeitseinstellung eine Minute lang homogenisiert, während die Probe und das Kulturröhrchen sich in einem Eisbad befanden. Die Probe und die Kulturröhrchen wurden dann aus dem Homogenisierer entfernt und die Homogenisiererspitze wurde mit einem ml kaltem Ethylacetat gespült. Spülung und Probe wurden kombiniert. Kulturröhrchen wurden mit Aluminiumfolie abgedeckt und 30 min lang in ein Eisbad gesteckt. Nach 30 min im Eisbad wurden die Röhrchen mit, Deckeln versehen und bei 5008 10 min lang bei 5°C zentrifugiert.
- Der Beamte Überstand wurde entfernt und in ein neues 4 ml Plastikkulturröhrchen gegeben. Ethylacetat wurde mit einem lansamen Strom an Stickstoffgas aus der Probe verdampft. Ein warmes (30°C) Wasserbad wurde verwendet, um das Trocknen zu erleichtern. Der Probenrückstand wurde in 500 μL EIA Puffer (Caymen, Ann Arbor, MI) resuspendiert. Die Probe wurde mit Stickstoffgas überschichtet und bei –80°C gelagert. Proben wurden mit Enzym Immunoessay kits (Caymen, Ann Arbor, MI) auf Prostaglandin E2 und Dehydro-Thromboxan B2 untersucht.
Claims (5)
- Verwendung einer Mischung von mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren und Arginin zur Herstellung eines Tierfutters zur ausgewogenen Ernährung, das mehrfach ungesättigte Omega-6-Fettsäuren enthält, um die schädlichen Wirkungen auf normale Zellen eines Haustiers mit Krebs, das eine Bestrahlungstherapie durchläuft, zu mildern.
- Verwendung nach Anspruch 1, wobei die mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren mit einer Konzentration von 2,5 bis 7,5% auf Trockenbasis in der Nahrungszusammensetzung vorliegen.
- Verwendung nach Anspruch 1, wobei Arginin mit einer Konzentration von 2,0 bis 3,5% auf Trockenbasis in der Nahrungszusammensetzung vorliegt.
- Verwendung von Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis von in der Nahrung vorliegenden mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren zu Omega-6-Fettsäuren 0,3 : 1 bis 3,5 : 1 ist.
- Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Nahrung zur ausgewogenen Ernährung einen Fettgehalt von 27 bis 35% auf Trockenbasis, einen Kohlenhydratgehalt von 15 bis 27% auf Trockenbasis hat und das Gewichtsverhältnis von mehrfach ungesättigten Omega-3- zu Omega-6-Fettsäuren im Bereich von 0,3 : 1 bis 3,5 : 1 liegt.
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