EP1437945A1 - Utilisation de cystathionine - Google Patents

Utilisation de cystathionine

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Publication number
EP1437945A1
EP1437945A1 EP02785176A EP02785176A EP1437945A1 EP 1437945 A1 EP1437945 A1 EP 1437945A1 EP 02785176 A EP02785176 A EP 02785176A EP 02785176 A EP02785176 A EP 02785176A EP 1437945 A1 EP1437945 A1 EP 1437945A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cystathionine
composition
food
cysteine
supplement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02785176A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Paul-André Finot
Tuong Huynh-Ba
Jacques Vuichoud
Denis Breuille
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe des Produits Nestle SA
Nestle SA
Original Assignee
Societe des Produits Nestle SA
Nestle SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe des Produits Nestle SA, Nestle SA filed Critical Societe des Produits Nestle SA
Priority to EP02785176A priority Critical patent/EP1437945A1/fr
Publication of EP1437945A1 publication Critical patent/EP1437945A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17—Amino acids, peptides or proteins
    • A23L33/175—Amino acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
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    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17—Amino acids, peptides or proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61P11/00—Drugs for disorders of the respiratory system
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    • A61P21/06—Anabolic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61P3/00—Drugs for disorders of the metabolism
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P39/00—General protective or antinoxious agents
    • A61P39/06—Free radical scavengers or antioxidants

Definitions

  • the present invention relates to a nutritional composition, a dietary supplement, a prophylactic composition, and an infant formula containing cystathionine.
  • Patent application EP 0655244 A1 describes a nutritional composition based on amino acids for the treatment of infections, containing a proportion of pharmacologically active cysteine greater than the proportion of cysteine corresponding to the needs of a healthy man.
  • free cysteine has major drawbacks: on the one hand, it is poorly resistant to heat treatments since it oxidizes, in particular to cystine; on the other hand, cysteine has poor organoleptic qualities because by giving off weakly hydrogen sulfide and other sulfur compounds it generates an odor as well as a very unpleasant taste in the nutritional solution.
  • Methionine is an essential amino acid which allows the biosynthesis of cysteine in a succession of 5 stages passing by the synthesis of homocysteine (in 3 stages) then by that of cystathionine in a stage which is irreversible then finally in cysteine.
  • the present invention therefore aims to provide cystathionine since on the one hand it is directly transformed into cysteine, on the other hand we have shown that cystathionine was much more stable than cysteine.
  • Cysteine is one of the 20 amino acids found in the human body. It is a non-essential amino acid, which means that the human organism is capable of synthesizing it. However, it is important because it can be transformed into many compounds: cysteine is oxidized to cysteine sulfinic acid, then by decarboxylation to hypotaurine which gives taurine. By decarboxylation also, it can lead to the synthesis of acetyl CoA, and can on the other hand be transformed into pyruvate. As a sulfur amino acid, cysteine allows the formation of disulfide bonds which serve to stabilize the three-dimensional structures of circulating, intracellular and membrane extracellular proteins. In addition, the intake of cysteine is important in cases where stress is observed in the organism, since it is found in significant proportion in the proteins synthesized in response to situations of inflammation (whether acute or chronic), and is one of the constituents of glutathione.
  • Glutathione is a tripeptide composed of glycine, glutamic acid and cysteine. It acts as a coenzyme in living cells, is involved in redox reactions and in the transport of amino acids. It is also and above all one of the most important antioxidants in the body which neutralizes free radicals and thus prevents the risks of cancer and aging. Finally, glutathione is a major detoxifier of the liver and thus participates in the elimination of xenobiotics.
  • cystathionine is an intermediate molecule in trans-sulfurization, which naturally transfers the sulfur from methionine via homocysteine to give cysteine.
  • MacCoss et al (Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab, 2001, 280, E947-E955) measures the plasma enrichment of cystathionine after infusing labeled methionine, thus quantifying in humans the rate of transformation of methionine to cystathionine.
  • the present invention proposes to contravene these inconveniences by enriching the nutritional compositions with cystathionine in order to supply cysteine and maintain the glutathione status in the body of the consumer or the patient.
  • the present invention relates to a nutritional composition comprising cystathionine for oral, enteral or parenteral nutrition, a food supplement comprising cystathionine, a prophylactic composition comprising cystathionine, or an infant formula comprising cystathionine.
  • cysteine has major drawbacks, both from the point of view of its heat stability and from the organoleptic point of view. Surprisingly, cystahionine does not have these negative aspects. Cystathionine is a condensation product between homocysteine and serine, and it is converted to cysteine by the action of cystathionase. This dipeptide of interest is naturally present in the tissues of mammals.
  • a first aspect of the invention relates to a nutritional composition comprising cystathionine administered orally, enterally or parenterally.
  • a second aspect of the invention relates to food supplements containing cystathionine.
  • a third aspect of the invention relates to prophylactic compositions containing cystathionine.
  • a fourth aspect of the invention relates to infant formulas containing cystathionine.
  • a final aspect of the invention relates to the use of cystathionine.
  • cystathionine is meant cystathionine in L form, cystathionine in D form, cystathionine salts or a mixture of different forms of cystathionine.
  • the term “nutritional composition” means any composition for oral, enteral, parenteral, culinary or food nutrition, inter alia, intended for humans or animals.
  • enteral nutrition product is meant any type of composition which can be introduced artificially into the body by the digestive tract.
  • parenteral nutrition product is meant any composition (medicinal or nutritive, for example) which can be introduced into the body by a route other than the digestive route: in particular by subcutaneous or intramuscular injection, by peritoneal injection, or by intravenous infusion. , among others.
  • food composition is meant any liquid, viscous, structured, gelatinous, solid, ice-cold, refrigerated, powdered composition, or any composition having undergone a manufactured transformation, in particular.
  • the nutritional composition according to the present invention can be stored at room temperature, refrigerated, frozen, dehydrated; it can be, in particular, liquids, drinks, soup, mousselines or purees, cereals, mayonnaise, salad dressing, pie or pizza dough, pasta, frozen foods, dessert creams, dairy products, or even coffee powder, cocoa powder, among other.
  • food supplement any supply of nutrients intended to improve the quality of the diet of a given population, healthy or not, human or animal, and any food additive.
  • This definition also includes any substance intentionally added to a food, generally in small quantities, to facilitate its conservation, to stabilize or improve its qualities, its texture, its flavor, its appearance or to facilitate its preparation.
  • food additive is meant any substance the use of which produces or is likely to produce as a result that said substance or its by-products become an integral part of a food or modify the specific characteristics of this food.
  • the food supplement as defined in the present invention may be in the form of powder, gel, liquid, emulsion, tablets or any other ingestible form with or without liquid.
  • cystathionine according to the present invention could be incorporated into a food supplement further comprising vitamins and / or minerals.
  • prophylactic composition means any means intended to prevent the appearance of diseases, as well as any agent used as a protective or preventive against the disease.
  • the prophylactic composition according to the present invention can be used in humans or animals, the latter being capable of being raised industrially or by hand. It relates, in particular, to poultry, rabbit, sheep, pig, calf, rodent, and even fish farming.
  • the prophylactic composition according to the present invention may, in addition to cystathionine, contain other amino acids, for example. It can be a complete nutritional composition, a food supplement or an injectable product.
  • infant formula means any substitute or supplement for breast milk intended for a child under 12 months old covering normal nutritional needs, as well as any modifiable standard for children with specific nutritional needs, and follow-up formulas.
  • suite formula is meant any food that forms part of the weaning diet from the age of 6 months to the age of 36 months.
  • the cystathionine content in the nutritional composition according to one of the aspects of the invention is from 0.01 to 100 g per liter or per kilo of food composition.
  • the composition according to the invention contains between 0.1 and 50 g of cystathionine per liter or 0.01 to 150 g per kilo of food composition.
  • the rest of the composition can contain any type of ingredients and excipients, in particular protein sources (whole proteins, peptides and / or free amino acids), lipid sources, in particular fatty acids modifying the inflammatory response, sources of carbohydrates, sources of soluble and / or insoluble fiber, vitamins (including antioxidant vitamins), micronutrients, colors, flavors, stabilizers etc. It can also contain growth factors, bacteria and / or their metabolites, flavonoids or carotenoids including lycopene or lutein, for example. Finally, it can contain pharmaceutical molecules aimed at acting against any type of disease or syndrome, in particular oxidative stress, hypermetabolism, cancer or cardiovascular diseases, for example.
  • the cystathionine content in the food supplement according to a second aspect of the invention is between 0.1 and 100% of said supplement (percentage by weight of dry matter), and even more optimally between 1 and 50% by weight.
  • the rest of the supplement can contain any type of excipient usable in the food industry, in particular carbohydrates, proteins, flavors, or colors. It can also contain other food supplements such as vitamins, free amino acids or peptides, pharmaceutical molecules, acidifiers, thickeners, sweetening or sweetening agents, antioxidants, milk or milk proteins, fruit or vegetable juice, flavors for example .
  • the cystathionine content in the prophylactic composition according to a third aspect of the invention is between 0.1 and 99% of said composition (percentage by weight of dry matter), and even more optimally between 30 and 60% by weight .
  • the rest of the composition can contain any type of nutrient and excipient usable in the food industry, in particular sugars, proteins, flavors, or colors. It can also contain other food supplements such as vitamins, amino acids, antibiotics, enzymes or pharmaceutical molecules, for example.
  • the cystathionine content in the infant formula according to a fourth aspect of the invention is between 0.1 and 99% of said formula (percentage by weight of dry matter), and even more optimally between 0.1 and 25% by weight .
  • the rest of the formula can contain any type of nutrient or food generally used in the food industry and particularly in the infant food industry, in particular carbohydrates, proteins, flavors, or colors. It can also contain other food supplements such as vitamins, free amino acids or peptides, pharmaceutical molecules, acidifiers, thickeners, sweetening or sweetening agents, antioxidants, milk or milk proteins, fruit or vegetable juice, flavors for example .
  • cystathionine The purpose of using cystathionine according to the invention is to provide cysteine, to maintain glutathione status and to allow the synthesis of proteins rich in cysteine synthesized in certain pathologies. It can also be used in sports nutrition to prepare the effort, during the effort, but also during the recovery phase that follows the effort.
  • cystathionine to facilitate the endogenous synthesis of glutathione can also intervene in situations of oxidative stress, hypermetabolism, infection or inflammation, respiratory stress or muscle loss. It can also be added to the diet of burned people or people with major wounds, premature children or those with stunted growth.
  • the cystathionine contained in a composition according to any of the aspects of the invention can be combined with hydrocolloids and fibers, for example, which makes it possible to compensate for its low solubility.
  • the associated fibers can be, in particular, arabic gums, xanthans, or acacia gums.
  • Other means for increasing the solubility of cystathionine or for increasing the viscosity of the solution containing cystathionine can be used, even if they are in no way essential for carrying out the present invention. It can be, among other things, means such as encapsulation or the use of double emulsions.
  • Cystathionine appears to be a very stable amino acid. It was tested added to SONDALIS (registered trademark), and compared to cysteine in molar concentration equivalent (41 mM, or 5 g of cysteine / L).
  • SONDALIS is an enteral nutrition product comprising 35% of energy in the form of lipids, 50% in the form of carbohydrates, in particular maltodextrins, 15% in the form of proteins, as well as vitamins including vitamins A, B6, B12 , C, D, E, K, and mineral salts such as phosphorus and magnesium, among others.
  • 1.0 mL of added SONDALIS was pushed at 121 ° C for 15 minutes in an autoclave. This represents a strong heat treatment, the procedure having lasted more than two hours from the start of handling until the temperature reduction phase. These harsh conditions are confirmed by a thick consistency and a brown color obtained on the product.
  • the comparative results are shown in the following table.
  • REABILAN and SONDALIS enteral liquid formulas
  • REABILAN and SONDALIS enteral compositions
  • enteral compositions comprising 35% of energy in the form of lipids, 50-52.5% in the form of carbohydrates, in particular maltodextrins and starches, 12.5-15% in the form of peptides or proteins, and also comprising vitamins, mineral salts, and other compounds such as taurine or L-carnitine.
  • Cystathionine was added at its maximum solubility in water at 25 ° C, or 0.6 mg / mL of water. The mixture was treated at 121 ° C for 15 minutes in an autoclave and was analyzed. In water, cystathionine is very stable even after treatment at 121 ° C for 15 minutes since the recovery rate is 100%, and the cysteine is slightly oxidized to cystine (6%).
  • cysteine In enteral formulas, and before heat treatment, cysteine is not very stable: it is highly oxidized and can even be destroyed, depending on the amount added in particular. Unlike cysteine, cystathionine is shown to be very stable. In enteral formulas, and after heat treatment, the level of cysteine available decreases very significantly, and the relative loss of cysteine increases when the amount added decreases. The stability of cysteine and that of cystathionine depends on the product in which they are added; however, and whatever the handling conditions tested, cystathionine is always more stable than cysteine. The results obtained after heat treatment (121 ° C. for 15 minutes in an autoclave) are revealed in the following table:
  • cysteine when cystathionine is added to an enteral solution, there is no release of H2S since there is no release of sulfur odor. Cystathionine therefore has organoleptic qualities very much superior to those of cysteine
  • the THA (Tubular heating apparatus) sterelization conditions correspond to UHT conditions even if they do not exactly reproduce the UHT conditions (ultra high temperature) often used in industrial process.
  • the THA conditions therefore conventionally induce much less degradation than those described above but a little more than the industrial UHT conditions.
  • the high concentration (43 mM) was chosen because it is in the middle of what can be recommended in enteral nutrition products.
  • cysteine losses are lower than the hard sterilization conditions (121 ° C-15 ') but remain much too high (27%) for use in a nutrition product.
  • the stability of cystathionine is very good since the losses evaluated are at the limit of the reproducibility of the assay method.
  • An enteral nutrition product with an energy value of 1000 kcal / L is prepared containing in the aqueous phase 38 g / L of proteins constituted by a mixture of casein and soy proteins, 35 g / L of a mixture of lipids comprising medium chain triglycerides, corn oil, soybean oil, and rapeseed oil, 125 g / L carbohydrates as maltodextrins. It also includes the compounds listed in the following table (where the word "vitamin” is abbreviated as "Vita”, “ER” means “retinol equivalent” and "ET” means "tocopherol equivalent)
  • the proteins additionally contain 10 g / L of cystathionine.
  • a food supplement for the elderly is prepared containing 100 kcal per 100 mL of supplement in liquid form.
  • the final composition of the product is as follows:
  • Vitamin D 0.50 ⁇ g (ui) Vitamin E 2.0 mg
  • Vitamin K 5.0 ⁇ g
  • Vitamin B 1 0.15 mg
  • Vitamin B2 0.20 mg
  • Vitamin B 12 0.50 ⁇ g
  • the proteins used in this example come from skimmed milk powder, whey, and powdered egg yolk.
  • the food supplement described in this example contains 15 g of cystathionine.
  • An infant formula is prepared by mixing the following ingredients in the proportions indicated.
  • the final product contains 519 kcal per 100 g, and is in the form of a powder.
  • amino acid profile of the proteins present in the product is disclosed below:
  • the infant formula also includes the micronutrients commonly used in the usual formulas, in the usual proportions.
  • cystathionine is to increase the intake of cysteine which is an amino acid whose need is increased in many pathological situations (sepsis, surgery, burns, trauma, etc.).
  • cysteine is important with regard to protein synthesis and in particular for the synthesis of proteins of the inflammatory reaction which is activated in situations of aggression. These proteins play a major role in the defense of the organism and are rich in cysteine.
  • the main efficiency target linked to sufficient cysteine intake is the maintenance of glutathione status.
  • Glutathione is a tripeptide playing a major role in the body's defenses in the event of aggression (defense against oxidative stress, molecule regulating metabolism, detoxification of xenobiotics, intracellular reducer).
  • Cysteine is the limiting amino acid for the synthesis of glutathione and it has been shown that supplementing the diet with cysteine in septic rats can restore hepatic glutathione status in a healthy animal.

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Abstract

La présente invention concerne l'utilisation de cystathionine dans une composition nutritionnelle, un supplément alimentaire, une composition prophylactique, ou une formule infantile.

Description

Utilisation de cystathionine
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne une composition nutritionnelle, un supplément alimentaire, une composition prophylactique, et une formule infantile contenant de la cystathionine.
La demande de brevet EP 0655244 Al décrit une composition nutritionnelle à base d'acides aminés pour le traitement d'infections, contenant une proportion de cystéine pharmacologiquement active supérieure à la proportion de cystéine correspondant aux besoins d'un homme sain. Cependant, la cystéine libre présente des inconvénients majeurs : d'une part elle résiste mal aux traitements thermiques puisqu'elle s'oxyde, notamment en cystine ; d'autre part, la cystéine a de mauvaises qualités organoleptiques car en dégageant faiblement de l'acide sulfhydrique et d'autres composés soufrés elle engendre une odeur ainsi qu'un goût très désagréable dans la solution nutritionnelle.
Considérant ces difficultés d'enrichir un produit en cystéine du fait de son instabilité, d'autres solutions doivent être trouvés pour enrichir les produits de nutrition, par exemple en utilisant des précurseurs de cystéine. La methionine est un acide aminé indispensable qui permet la biosynthèse de cystéine en une succession de 5 étapes passant par la synthèse d'homocysteine (en 3 étapes) puis par celle de cystathionine en une étape qui est irréversible puis finalement en cystéine. Nous avons montré que la fourniture de methionine ne permettait pas d'induire les effets bénéfiques observés par un enrichissement de la diète en cystéine. La présente invention a donc pour objet de fournir la cystathionine puisque d'une part celle ci est directement transformée en cystéine, d'autre part nous avons montré que la cystathionine était beaucoup plus stable que la cystéine.
La cystéine est l'un des 20 acides aminés que l'on trouve dans le corps humain. C'est un acide aminé non indispensable, ce qui signifie que l'organisme humain est capable de le synthétiser. Cependant, elle est importante car elle peut être transformée en de nombreux composés : la cystéine est oxydée en acide cystéine sulfinique, puis par décarboxylation en hypotaurine qui donne la taurine. Par décarboxylation également, elle peut aboutir à la synthèse d'acétyl CoA, et peut d'autre part être transformée en pyruvate. En tant qu'acide aminé soufré, la cystéine permet la formation de liaisons disulfures qui servent à stabiliser les structures tridimensionnelles des protéines extracellulaires circulantes, intracellulaires et membranaires. De plus, l'apport en cystéine est important dans les cas où l'on observe un stress de l'organisme, car elle est retrouvée en proportion importante dans les protéines synthétisées en réponse aux situations d'inflammation (qu'elle soit aiguë ou chronique), et est l'un des constituants du glutathion.
Le glutathion est un tripeptide composé de glycine, d'acide glutamique et de cystéine. Il agit comme coenzyme dans les cellules vivantes, intervient dans les réactions d'oxydoréduction et dans le transport des acides aminés. C'est aussi et surtout un des antioxydants les plus importants de l'organisme qui neutralise les radicaux libres et prévient ainsi les risques de cancers et de vieillissement. Enfin, le glutathion est un détoxiquant majeur du foie et participe ainsi à l'élimination des xénobiotiques.
Des études scientifiques ont été menées sur la cystathionine, in vitro, sur des cellules isolées, et in vivo. Dès 1942, l'article de Vigneaud et al. (J. Biol. Chem. , 143, 59, 1942) mentionne la possibilité que la cystathionine soit métabolisée en cystéine dans des tissus de mammifères. Depuis l'article de Hope (Proc. Intern. Congr. Biochem. 4th, Nienna,
1958, 13, 63, 1960) il est bien connu que la cystathionine est une molécule intermédiaire dans la trans-sulfuration, qui transfère naturellement le soufre de la methionine en passant par l'homocystéine pour donner la cystéine. Beatty P. W. et Reed DJ. (Arch.
Biochem. Biophys., 1980, 204(1), 80-87) mentionnent quant à eux l'implication de la cystathionine dans la biosynthèse du glutathion. Enfin, très récemment l'article de
MacCoss et al (Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab, 2001, 280, E947-E955) mesure l'enrichissement plasmatique de la cystathionine après avoir perfusé de la methionine marquée, quantifiant ainsi chez l'homme la vitesse de transformation de la methionine en cystathionine.
La présente invention se propose de contrevenir à ces désagréments en enrichissant les compositions nutritionnelles en cystathionine pour fournir de la cystéine et maintenir le statut en glutathion dans le corps du consommateur ou du patient.
RESUME DE LTΝVEΝTIOΝ
La présente invention concerne une composition nutritionelle comprenant de la cystathionine pour la nutrition orale, enterale ou parenterale, un supplément alimentaire comprenant de la cystathionine, une composition prophylactique comprenant de la cystathionine, ou une formule infantile comprenant de la cystathionine.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Comme mentionné ci-dessus, la cystéine présente des inconvénients majeurs, tant du point de vue de sa stabilité à la chaleur que du point de vue organoleptique. De manière surprenante, la cystahionine ne présente pas ces aspects négatifs. La cystathionine est un produit de condensation entre l'homocystéine et la serine, et elle est convertie en cystéine par l'action de la cystathionase. Ce dipeptide d'intérêt est naturellement présent dans les tissus de mammifères.
Un premier aspect de l'invention concerne une composition nutritionelle comprenant de la cystathionine administrée par voie orale, entérale ou parentérale. Un second aspect de l'invention concerne les suppléments alimentaires contenant de la cystathionine. Un troisième aspect de l'invention concerne les compositions prophylactiques contenant de la cystathionine. Un quatrième aspect de l'invention concerne les formules infantiles contenant de la cystathionine. Un dernier aspect de l'invention concerne l'utilisation de la cystathionine.
Par cystathionine, on entend la cystathionine sous forme L, la cystathionine sous forme D, les sels de cystathionine ou un mélange de différentes formes de cystathionine.
Par composition nutritionelle, on entend toute composition pour la nutrition orale, entérale, parentérale, culinaire ou alimentaire, entre autres, à destination de l'homme ou de l'animal. Par produit de nutrition entérale, on entend tout type de composition pouvant être introduite de façon artificielle dans l'organisme par la voie digestive. Par produit de nutrition parentérale, on entend toute composition (médicamenteuse ou nutritive, par exemple) pouvant être introduite dans l'organisme par une voie autre que la voie digestive: notamment par injection sous cutanée ou intramusculaire, par injection péritonéale, ou par perfusion intraveineuse, entre autres. Par composition alimentaire, on entend toute composition liquide, visqueuse, structurée, gélatineuse, solide, glacée, réfrigérée, en poudre, ou toute composition ayant subi une transformation manufacturée, notamment. La composition nutritionelle selon la présente invention peut être conservable à température ambiante, réfrigérée, congelée, déshydratée; elle peut être, notamment, des liquides, des boissons, de la soupe, des mousselines ou purées, des céréales, de la mayonnaise, de la sauce à salade, de la pâte à tarte ou à pizza, des pâtes alimentaires, des surgelés, des crèmes desserts, des produits laitiers, ou encore de la poudre à café, du cacao en poudre, entre autres.
Par supplément alimentaire, on entend tout apport de nutriments destiné à améliorer la qualité du régime alimentaire d'une population donnée, saine ou non, humaine ou animale, et tout additif alimentaire. Cette définition comprend également toute substance ajoutée intentionnellement à un aliment, généralement en petites quantités, pour en faciliter la conservation, pour stabiliser ou améliorer ses qualités, sa texture, sa saveur, son aspect ou pour faciliter sa préparation. Par additif alimentaire, on entend toute substance dont l'emploi produit ou peut vraisemblablement produire comme résultat que ladite substance ou ses sous-produits deviennent partie intégrante d'un aliment ou modifient les caractères propres de cet aliment.
Le supplément alimentaire tel que défini dans la présente invention peut être sous forme de poudre, de gel, de liquide, d'émulsion, de tablettes ou toute autre forme ingérable avec ou sans liquide.
Par exemple, la cystathionine selon la présente invention pourrait être incorporée à un supplément alimentaire comprenant en outre des vitamines et/ou des minéraux.
Par composition prophylactique, on entend tout moyen destiné à prévenir l'apparition des maladies, ainsi que tout agent utilisé à titre protecteur ou préventif contre la maladie. La composition prophylactique selon la présente invention peut être utilisée chez l'homme ou l'animal, ce dernier pouvant être élevé de manière industrielle ou artisanale. Elle concerne, en particulier, les élevages de volailles, de lapins, de moutons, de porcs, de veaux, de rongeurs, ou encore de poissons.
La composition prophylactique selon la présente invention peut, outre la cystathionine, contenir d'autres acides aminés, par exemple. Elle peut être une composition nutritionelle complète, un supplément alimentaire ou un produit injectable.
Par formule infantile, on entend tout substitut ou complément du lait maternel s'adressant à un enfant de moins de 12 mois couvrant les besoins nutritionnels normaux, ainsi que tout standard modifiable pour les enfants ayant des besoins nutritionnels spécifiques, et les formules de suite. Par formule de suite, on entend tout aliment constituent une partie de la diète de sevrage de l'âge de 6 mois à l'âge de 36 mois. La teneur en cystathionine dans la composition nutritionnelle selon l'un des aspects de l'invention est de 0.01 à 100 g par litre ou par kilo de composition alimentaire. De préférence, la composition selon l'invention contient entre 0.1 et 50 g de cystathionine par litre ou 0.01 à 150 g par kilo de composition alimentaire.
Le reste de la composition peut contenir tout type d'ingrédients et d'excipients, notamment des sources de protéines (protéines entières, peptides et/ou acides aminés libres), des sources de lipides, notamment des acides gras modifiant la réponse inflammatoire, des sources de carbohydrates, des sources de fibres solubles et/ou insolubles, des vitamines (notamment des vitamines anti-oxydantes), des micronutriments, des colorants, des arômes, des stabilisants etc. Elle peut également contenir des facteurs de croissance, des bactéries et/ou leurs métabolites, des flavonoïdes ou des caroténoïdes dont le lycopène ou la lutéine, par exemple. Elle peut enfin contenir des molécules pharmaceutiques visant à agir contre tout type de maladie ou de syndrome, notamment le stress oxydatif, l'hypermétabolisme, le cancer ou les maladies cardio- vasculaires, par exemple.
La teneur en cystathionine dans le supplément alimentaire selon un second aspect de l'invention est comprise entre 0.1 et 100% dudit supplément (pourcentage en poids de matière sèche), et d'une manière encore plus optimale entre 1 et 50% en poids. Le reste du supplément peut contenir tout type d'excipient utilisable dans l'industrie agroalimentaire, notamment des carbohydrates, protéines, arômes, ou colorants. Il peut également contenir d'autres suppléments alimentaires tels que des vitamines, acides aminés libres ou peptides, molécules pharmaceutiques, acidifiants, épaississants, agents sucrants ou édulcorants, antioxydants, lait ou protéines de lait, jus de fruits ou de légumes, arômes par exemple.
La teneur en cystathionine dans la composition prophylactique selon un troisième aspect de l'invention est comprise entre 0.1 et 99% de ladite composition (pourcentage en poids de matière sèche), et d'une manière encore plus optimale entre 30 et 60% en poids. Le reste de la composition peut contenir tout type de nutriment et d'excipient utilisable dans l'industrie agro-alimentaire, notamment des sucres, protéines, arômes, ou colorants. Elle peut également contenir d'autres suppléments alimentaires tels que des vitamines, acides aminés, antibiotiques, enzymes ou molécules pharmaceutiques, par exemple. La teneur en cystathionine dans la formule infantile selon un quatrième aspect de l'invention est comprise entre 0.1 et 99% de ladite formule (pourcentage en poids de matière sèche), et d'une manière encore plus optimale entre 0.1 et 25% en poids. Le reste de la formule peut contenir tout type de nutriment ou d'aliment généralement utilisé dans l'industrie agro-alimentaire et particulièrement dans l'industrie alimentaire du nourrisson, notamment des carbohydrates, protéines, arômes, ou colorants. Il peut également contenir d'autres suppléments alimentaires tels que des vitamines, acides aminés libres ou peptides, molécules pharmaceutiques, acidifiants, épaississants, agents sucrants ou édulcorants, antioxydants, lait ou protéines de lait, jus de fruits ou de légumes, arômes par exemple.
L'utilisation de la cystathionine selon l'invention a pour but de fournir de la cystéine, pour maintenir le statut en glutathion et pour permettre la synthèse des protéines riches en cystéine synthétisées dans certaines pathologies. Elle peut être aussi être utilisée dans la nutrition du sportif pour préparer l'effort, pendant l'effort, mais aussi pendant la phase de récupération qui suit l'effort.
L'utilisation de la cystathionine pour faciliter la synthèse endogène du glutathion peut également intervenir dans les situations de stress oxydatif, d'hypermétabolisme, d'infection ou d'inflammation, de stress respiratoire ou de perte musculaire. Elle peut également être additionnée au régime alimentaire de personnes brûlées ou ayant des plaies importantes, d'enfants prématurés ou ayant un retard de croissance.
La cystathionine contenue dans une composition selon l'un quelconque des aspects de l'invention peut être associée à des hydrocolloïdes et à des fibres, par exemple, ce qui permet de pallier sa faible solubilité. Les fibres associées peuvent être, notamment, des gommes arabiques, des xanthanes, ou des gommes d'accacia. D'autres moyens pour augmenter la solubilité de la cystathionine ou pour augmenter la viscosité de la solution contenant la cystathionine peuvent être utilisés, même s'ils ne sont en rien indispensables pour la réalisation de la présente invention. Il peut s'agir, entre autres, de moyens tels que l'encapsulation ou l'utilisation d'émulsions doubles.
ESSAIS SUR LES COMPORTEMENTS PHYSICO-CHIMIQUES ET ORGANOLEPTIQUES
La cystathionine se révèle être un acide aminé très stable. Elle a été testée additionnée au SONDALIS (marque déposée), et comparée à la cystéine en concentration molaire équivalente (41 mM, soit 5g de cystéine /L). Le SONDALIS est un produit de nutrition entérale comprenant 35% de l'énergie sous forme de lipides, 50% sous forme de carbohydrates, notamment de maltodextrines, 15% sous forme de protéines, ainsi que des vitamines dont les vitamines A, B6, B12, C, D, E, K, et des sels minéraux tels que phosphore et magnésium, entre autres. 1.0 mL de SONDALIS additionné a été poussé à 121°C pendant 15 minutes dans un autoclave. Ceci représente un traitement thermique fort, la procédure ayant duré plus de deux heures depuis le début de la manipulation jusqu'à la phase de diminution de température. Ces conditions dures sont confirmées par une consistance épaisse et une couleur brune obtenue sur le produit. Les résultats comparatifs figurent dans le tableau suivant.
L'absence d'odeur dans le produit supplémenté en cystathionine est un premier élément important prouvant sa compatibilité avec une formule buvable, notamment, dans la mesure où l'oxydation et la décomposition des composés contenant du soufre produisent des dérivés ayant une forte odeur désagréable.
ESSAIS SUR LA STABILITE
La stabilité de la cystathionine comparée à celle de la cystéine a été testée avec de l'eau désionisée et dans différentes formules entérales liquides (SONDALIS et REABILAN). Le REABILAN et le SONDALIS (marques déposées) sont des compositions entérales différentes comprenant 35% de l'énergie sous forme de lipides, 50-52.5% sous forme de carbohydrates, notamment de maltodextrines et d'amidons, 12.5-15% sous forme de peptides ou protéines, et comprenant également des vitamines, des sels minéraux, et d'autres composés tels que la taurine ou la L-carnitine.
* Stabilité dans l'eau:
La cystathionine a été ajoutée à son taux de solubilité maximale dans l'eau à 25°C, soit 0.6 mg/mL d'eau. Le mélange a été traité à 121°C pendant 15 minutes dans un autoclave et a été analysé. Dans l'eau, la cystathionine est très stable même après un traitement à 121 °C durant 15 minutes puisque le taux de récupération est de 100%, et la cystéine est légèrement oxydée en cystine (6%).
* Stabilité dans les formules entérales
- Stabilité en condition de stérélisation dures (121°C-15mn) à concentration 3mM
Dans les formules entérales, et avant traitement thermique, la cystéine est peu stable : elle est fortement oxydée et peut même être détruite, suivant la quantité ajoutée notamment. Contrairement à la cystéine, la cystathionine se révèle être très stable. Dans les formules entérales, et après traitement thermique, le taux de cystéine disponible décroît de manière très importante, et la perte relative de cystéine augmente lorsque la quantité ajoutée diminue. La stabilité de la cystéine et celle de la cystathionine dépendent du produit dans lequel elles sont ajoutées ; cependant, et quelles que soient les conditions de manipulation testées, la cystathionine est toujours plus stable que la cystéine. Les résultats obtenus après traitement thermique (121 °C pendant 15 minutes dans un autoclave) sont révélés dans le tableau suivant :
Contrairement à la cystéine, lorsque la cystathionine est ajoutée à une solution entérale, il n'y a pas de libération de H2S puisqu'il n'y a pas de libération d'odeur soufrée. La cystathionine présente donc des qualités organoleptiques très largement supérieures à celles de la cystéine
- Stabilité en condition de stérélisation THA (140°C-15"), à concentration élevée (43mM) dans le SONDALIS
Les conditions de stérélisations THA (Tubular heating apparatus) correspondent à des conditions UHT même si elles ne reproduisent pas exactement les conditions UHT (ultra haute température) souvent utilisées en process industriel. Les conditions THA induisent donc classiquement beaucoup moins de dégradation que celles décrites ci dessus mais un peu plus que les conditions UHT industrielles. La concentration élevée (43 mM) a été choisie car elle est dans la moyenne de ce qui peut être préconisé dans les produits de nutrition entérale.
Dans ces conditions, les pertes de cystéine sont inférieures aux conditions de stérilisations dures (121°C-15') mais restent beaucoup trop élevées (27%) pour une utilisation dans un produit de nutrition. A l'inverse, la stabilité de la cystathionine est très bonne puisque les pertes évaluées sont à la limite de la reproductibilité de la méthode de dosage.
Les exemples suivants sont délivrés uniquement à titre d'illustration.
EXEMPLES
EXEMPLE 1 : PRODUIT DE NUTRITION ENTERALE
On prépare un produit de nutrition entérale d'une valeur énergétique de 1000 kcal/L contenant en phase aqueuse 38g/L de protéines constituées par un mélange de protéines de caséine et de soja, 35 g/L d'un mélange de lipides comprenant des triglycérides à chaîne moyenne, de l'huile de maïs, de l'huile de soja, et de l'huile de colza, 125 g/L de carbohydrates sous forme de maltodextrines. Elle comprend en outre les composés cités dans le tableau suivant (où le mot "vitamine" est abrégé en "Vita", "ER" signifie "équivalent rétinol" et "ET" signifie "équivalent tocophérol) Les protéines contiennent en outre 10 g/L de cystathionine.
EXEMPLE 2 : SUPPLEMENT ALIMENTAIRE
On prépare un supplément alimentaire destiné aux personnes âgées contenant 100 kcal pour 100 mL de supplément sous forme liquide. La composition finale du produite est la suivante:
Composition nutritionnelle
Protéines 3.8 g
Carbohydrates 13.8 g
Graisses 3.3 g
Fibres < 0.5 g
Minéraux
Sodium 0.035 g
Potassium 130 mg
Calcium 65 mg
Phosphore 65 mg
Magnésium 12 mg
Chlorure 70 mg
Fer 0.33 mg
Zinc 0.75 mg
Cuivre 0.10 mg
Manganèse 0.20 mg
Vitamines
Vitamine A 80 μg (u.i)
Vitamine D 0.50 μg (u.i) Vitamine E 2.0 mg
Vitamine K 5.0 μg
Vitamine C 10 mg
Vitamine B 1 0.15 mg
Vitamine B2 0.20 mg
Acide panthoténique 0.63 mg
Vitamine B6 0.20 mg
Vitamine B 12 0.50 μg
Niacine 2.0 mg
Acide folique 25 μg
Biotine 0.015mg
Les protéines utilisées dans cet exemple proviennent de lait écrémé en poudre, de petit lait, et de jaune d'oeuf en poudre. Le suppléement alimentaire décrit dans cet exemple contient 15 g de cystathionine.
EXEMPLE 3 : FORMULE INFANTILE
On prépare une formule infantile en mélangeant les ingrédients suivants dans les proportions indiquées. Le produit final contient 519 kcal pour 100 g, et se présente sous forme de poudre.
Graisse 27.7 g
Graisse de lait 0.7 g
Mélange de graisses (150) 26.8 g
Lécithine 0.2 g
Acide linoléique 4.1 g
Acide α-linolénique 525 mg
Protéines 9.5 g
Carbohydrates disponibles 57.9 g
Lactose 57.9 g
Minéraux (cendres) 1.9 g
Sodium 120 mg
Potassium 460 mg
Chlorure 330 mg
Calcium 320 mg Phosphore 160 mg Magnésium 36 mg Manganèse 40 μg Sélénium 10.4 μg
Solides Totaux 97.0 g
Humidité 3.0 g
Le profil en acides aminés des protéines présentes dans le produit est divulgué ci-après:
La formule infantile comprend en outre les micronutriments communément utilisés dans les formules habituelles, dans les proportions habituelles.
EXEMPLE 4: ESSAI SUR L'EFFICACITE PHYSIOLOGIQUE DE LA CYSTATHIONINE
L'application principale de la cystathionine est d'augmenter les apports de cystéine qui est un acide aminé dont le besoin est augmenté dans de nombreuses situations pathologiques (sepsis, intervention chirurgicale, brûlure, traumatisme, etc .). En effet la cystéine est importante vis à vis de la synthèse des protéines et en paticulier pour la synthèse des protéines de la réaction inflammatoire qui est activée dans les situations d'agression. Ces protéines jouent un rôle majeur dans la défense de l'organisme et sont riches en cystéine. Néanmoins, la cible principale d'efficacité liée à des apports suffisant en cystéine est le maintien du statut du glutathion. Le glutathion est un tripeptide jouant un rôle majeur dans les défenses de l'organisme en cas d'agression (défense contre le stress oxidatif, molécule régulatrice du métabolisme, détoxification des xénobiotiques, réducteur intracellulaire). La cystéine est l'acide aminé limitant pour la synthèse du glutathion et il a été montré que la supplémentation de l'alimentation en cystéine chez le rat septique permet de rétablir le statut en glutathion hépatique au niveau d'un animal sain.
Un protocole expérimental a donc été réalisé pour tester si chez le rat infecté (sepsis) qui présente un statut hépatique dépiété en glutathion, la supplémentation de l'alimentation en cystathionine est aussi efficace que la supplémentation en cystéine pour faire remonter le statut en glutathion. Des groupes de rats malades recevant des alimentations différenciées sont comparés quant à la concentration en glutathion dans différents organes mais surtout dans le foie. Le foie est en effet l'organe majeur de la régulation de la synthèse du glutathion au niveau de l'organisme entier. Les groupes comparés ont reçu une alimentation standard en protéine supplémentée soit en un acide aminé considéré comme neutre vis à vis du glutathion (alanine) (groupe contrôle), soit en cystéine (groupe témoin positif), soit en cystathionine (groupe test). Un groupe d'animaux non malade est également réalisé (groupe sain). La supplémentation en cystathionine permet de maintinir la concentration en glutathion dans le groupe test à un niveau équivalent de celui du groupe témoin positif.

Claims

REVENDICATIONS
1. Composition nutritionnelle comprenant de la cystathionine.
2. Composition nutritionnelle selon la revendication 1, caractérisée en que ladite composition est choisie dans le groupe constitué par un produit de nutrition entérale, un produit de nutrition parentérale, une composition alimentaire pour l'alimentation humaine, une composition alimentaire pour l'alimentation animale.
3. Composition nutritionnelle selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la composition comprend entre 0.01 et 30g de cystathionine par litre ou par kilo de composition alimentaire.
4. Supplément alimentaire contenant de la cystathionine.
5. Supplément alimentaire selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit supplément contient entre 0.1 et 99% de cystathionine.
6. Supplément alimentaire selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit supplément contient entre 10 et 50% de cystathionine.
7. Composition prophylactique contenant de la cystathionine.
8. Composition prophylactique selon la revendication 7 caractérisée en ce que ladite composition contient entre 0.1 et 99% de cystathionine.
9. Composition prophylactique selon la revendication 7 caractérisée en ce que ladite composition contient entre 30 et 60% de cystathionine.
10. Formule infantile contenant de la cystathionine.
11. Formule infantile selon la revendication 10 caractérisée en ce que ladite formule contient entre 0.1 et 99% de cystathionine.
12. Formule infantile selon la revendication 10 caractérisée en ce que ladite formule contient entre 0.1 et 25% de cystathionine.
13. Utilisation de la cystathionine sous forme d'une composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, ladite cystathionine étant associée à des fibres.
14. Utilisation de cystathionine pour lutter contre le stress oxydatif, l'hypermétabolisme, l'infection, l'inflammation, - le stress respiratoire et/ou la perte musculaire, ainsi que pour préparer, maintenir et suivre l'effort physique, et pour aider à la récupération des personnes brûlées ou ayant des plaies importantes, pour aider au développement d'enfants prématurés ou ayant un retard de croissance.
15. Utilisation de cystathionine selon la revendication 13 ou la revendication 14 pour maintenir le statut en glutathion et/ou pour permettre la synthèse des protéines riches en cystéine.
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