ES2240982T3 - Utilizacion de alimento fisiologicamente funcional para mejorar y/o corroborar la funcion cerebral, la capacidad de aprendizaje y las funciones de la memoria. - Google Patents

Utilizacion de alimento fisiologicamente funcional para mejorar y/o corroborar la funcion cerebral, la capacidad de aprendizaje y las funciones de la memoria.

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Abstract

ALIMENTO FUNCIONAL FISIOLOGICAMENTE QUE MEJORA LA FUNCION CEREBRAL, LA CAPACIDAD DE APRENDIZAJE Y LA MEMORIA, Y QUE CONSTA COMO INGREDIENTE ACTIVO DE UNA LECHE FERMENTADA POR UNA BACTERIA DE ACIDO LACTICO, UNA LECHE COFERMENTADA POR UNA LEVADURA Y UNA BACTERIA DE ACIDO LACTICO, O POR UN PRODUCTO TRATADO O MEZCLA DE LOS ANTERIORES, OPCIONALMENTE PUEDE INCLUIR TAMBIEN UN VEHICULO O DILUYENTE ACEPTABLE FARMACEUTICA O NUTRICIONALMENTE.

Description

Utilización de un alimento fisiológicamente funcional para mejorar y/o corroborar la función cerebral, la capacidad de aprendizaje y las funciones de la memoria.
La presente invención tiene que ver con la preparación de una composición farmacéutica, o con el empleo de un alimento fisiológicamente funcional, para las funciones mejoradoras de la función cerebral, intensificadoras de la capacidad de aprendizaje, e intensificadoras de la memoria.
En estos últimos años, se han hecho intentos en diversos campos para investigar sustancias que intensifiquen funciones cerebrales tales como la capacidad de aprendizaje y la memoria. Conforme a estos intentos, los métodos para mejorar las funciones cerebrales hasta aquí estudiados están divididos, groseramente, en métodos para mejorar el metabolismo energético del cerebro en los que se activa la acción de las células cerebrales mediante la absorción eficaz de nutrimento en las células, y métodos para mejorar la circulación cerebral en los que las células cerebrales son abastecidas con suficientes nutrientes y oxígeno, mejorando la circulación sanguínea del cerebro. Estos estudios están en marcha, y se están desarrollando fármacos que tengan acciones patológicas respectivas y métodos terapéuticos que utilicen tales fármacos.
Por otra parte, el ácido \alpha-linolénico y el ácido docosahexanoico son conocidos como componentes alimentarios naturales que tienen el efecto de mejorar la función del aprendizaje. Se sabe que la administración de ácido \alpha-linolénico mejora la proporción de respuestas correctas en un test de aprendizaje por luminosidad-discriminación en ratas [Seikagaku (Biochemistry), vol. 59, pág. 1.235, 1987], y la administración de ácido docosahexanoico mejora lo mismo en un test de alimentación por discriminación por luz y sombra en un laberinto en Y en ratas (JP-A-1-279827; el término "JP-A", como se utiliza aquí, significa "una solicitud de patente Japonesa publicada no registrada").
Desde el punto de vista de la incorporación positiva de funciones de componentes alimentarios naturales, la preocupación social ha estado dirigida, en estos últimos años, hacia el desarrollo de productos alimentarios que sean diseñados y procesados de tal manera que sus funciones puedan ser expresadas completamente en el cuerpo vivo. También, debido al aumento de población anciana, la gran preocupación ha estado dirigida, cada vez, más hacia el desarrollo de alimentos fisiológicamente funcionales que tengan tales funciones.
EP-A-357162 revela un proceso para la preparación de suero modificado utilizando bacterias del ácido láctico.
Patent Abstracts of Japan, vol. 17, nº 270 (JP-A-5009124), FR-A-2489098 y DE-A-2165655 revelan preparaciones lácteas fermentadas y un proceso para su preparación utilizando bacterias del ácido láctico y una levadura.
F. Kosikowski, "Cheese and Fermented Milk Foods", 1970, GB-A-1512890, y EP-A-061946 revelan productos lácteos fermentados y procesos para su preparación.
Un objeto de la presente invención es proporcionar la preparación de una composición farmacéutica sumamente segura, o el empleo de un alimento fisiológicamente funcional muy seguro, que puedan mejorar las funciones cerebrales en respuesta a las demandas anteriores, de ese modo llevando a cabo las funciones de intensificación de la capacidad de aprendizaje y de intensificación de la memoria.
Este y otros objetos de la presente invención han sido logrados mediante el empleo de un alimento fisiológicamente funcional para mejorar la función cerebral, intensificar la capacidad de aprendizaje, y las funciones de la memoria, el cual comprende, como ingrediente o ingredientes activos, una leche fermentada por una bacteria del ácido láctico, una leche cofermentada por una bacteria del ácido láctico y una levadura, o un producto tratado, o una mezcla de los mismos, también incluyendo opcionalmente un soporte o diluyente farmacéutica o nutricionalmente admisible.
Además, se han logrado este y otros objetos de la presente invención proporcionando el empleo de una leche fermentada por una bacteria del ácido láctico, una leche cofermentada por una bacteria del ácido láctico y una levadura, o un producto de las mismas tratado, o una mezcla de las mismas, para la preparación de una composición farmacéutica para mejorar la función cerebral y/o intensificar la capacidad de aprendizaje y las funciones de la memoria.
La Fig. 1 es un gráfico del contenido de serotonina cerebral en los grupos de muestra y de control en el Ejemplo 1.
La Fig. 2 es un gráfico del contenido de ácido 5-hidroxiindolacético cerebral en los grupos de muestra y de control en el Ejemplo 1.
La Fig. 3 es un gráfico del contenido de hidroxiindol cerebral total en los grupos de muestra y de control en el Ejemplo 1.
La Fig. 4 es un gráfico de las proporciones de respuestas correctas en los grupos de alimentación de prueba y de alimentación de control en el test de aprendizaje por luminosidad-discriminación del Ejemplo 2.
La Fig. 5 es un gráfico del número de reacciones de respuesta correcta y reacciones de respuesta incorrecta en el grupo de alimentación de prueba en el test de aprendizaje por luminosidad-discriminación del Ejemplo 2.
La Fig. 6 es un gráfico del número de reacciones de respuesta correcta y de reacciones de respuesta incorrecta en el grupo de alimentación de control en el test de aprendizaje por luminosidad-discriminación del Ejemplo 2.
Las funciones para mejorar la función cerebral, intensificar la capacidad de aprendizaje, e intensificar la memoria, según la presente invención, pueden ser confirmadas midiendo las cantidades incrementadas de un neurotransmisor cerebral, la serotonina, después de ingerir el alimento fisiológicamente funcional de la presente invención. Se sabe que los efectos mejoradores de la función cerebral pueden ser confirmados mediante la medición del contenido en serotonina. Por ejemplo, se ha informado que el contenido en serotonina cerebral disminuía y se alteraba la capacidad de aprendizaje en animales experimentales cuando se criaban con un alimento conteniendo proteína de maíz como fuente de nitrógeno, que carecía de triptófano, precursor de la serotonina; por otra parte, aumentó el contenido de serotonina cerebral y mejoró la capacidad de aprendizaje cuando el alimento fue complementado con triptófano [J. Neurochem., vol. 41 (Suppl.), pág. 104 (1983), y Agric. Biol. Chem., 52 (3), 701-703 (1988)].
El alimento fisiológicamente funcional utilizado en la presente invención, o la composición farmacéutica preparada según la presente invención, contiene, como ingrediente activo, una leche fermentada por una bacteria del ácido láctico, una leche cofermentada por una bacteria del ácido láctico y una levadura, o un producto de las mismas tratado, o una mezcla de las mismas. La leche fermentada por una bacteria del ácido láctico, o la leche cofermentada por una bacteria del ácido láctico y una levadura, pueden ser obtenidas fermentando leche o un componente lácteo (por ejemplo, leche entera, leche desnatada, suero) de leche animal, leche de soja y otras leches, con una bacteria del ácido láctico o cofermentándolas con una bacteria del ácido láctico y una levadura.
Para su empleo en la presente invención, las bacterias del ácido láctico no están particularmente limitadas con tal que se pueda suministrar el ingrediente activo de la presente invención, y se pueden seleccionar de bacterias conocidas del ácido láctico disponibles. Ejemplos de las bacterias del ácido láctico incluyen aquellas que pertenecen a los géneros Streptococcus, Lactococcus, Lactobacillus, y Bifidobacterium. Los ejemplos específicos incluyen Streptococcus thermophilus, Lactococcus lactis (por ejemplo, Lactococcus lactis subesp. lactis), Lactobacillus delbrueckii (por ejemplo, Lactobacillus delbrueckii subesp. bulgaricus), Lactobacillus helveticus, Lactobacillus casei (por ejemplo, Lactobacillus casei subesp. casei), Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus fermentum, Bifidobacterium longum, y Bifidobacterium breve. Los ejemplos más específicos incluyen Lactobacillus delbrueckii subesp. bulgaricus ATCC (American Type Culture Collection) 11842, Lactobacillus helveticus ATCC 55796 (correspondiente a ATCC 15009), Lactobacillus casei subesp. casei ATCC 393, Lactobacillus acidophilus ATCC 4356, y Lactobacillus fermentum ATCC 14931. Entre estas, se utiliza preferentemente el género Lactobacillus, y se utiliza, más preferentemente, el Lactobacillus helveticus.
Para su empleo en la presente invención, las levaduras no están particularmente limitadas siempre que no tengan mala influencia en el alimento fisiológicamente funcional de la presente invención, y pueden ser seleccionadas de levaduras conocidas disponibles. Los ejemplos de las levaduras incluyen los géneros Saccharomyces, Candida, y
Kluyveromyces. Los ejemplos específicos incluyen Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis, y Kluyveromyces marxianus var. lactis. Llevando a cabo la cofermentación con estas levaduras, se puede añadir aroma a la leche fermentada.
Con respecto al método de fermentación, en un medio se pueden cultivar una o una pluralidad de las bacterias del ácido láctico, o se pueden mezclar una o una pluralidad de las bacterias del ácido láctico con una o una pluralidad de cepas de levaduras y cultivar en un medio. Como medio, se puede utilizar un único medio constando de una o una pluralidad de componentes lácteos, a los que se pueden añadir componentes secundarios tales como extracto de levadura, vitaminas (por ejemplo, ácido ascórbico), aminoácidos (por ejemplo, cisteína), sales (por ejemplo, cloruro sódico), sacáridos (por ejemplo, glucosa, sacarosa, oligosacáridos tales como rafinosa y estaquiosa), agentes estabilizantes (por ejemplo, gelatina), y aromas. Con respecto a las condiciones de fermentación, la leche fermentada o la leche cofermentada pueden ser obtenidas, en general, conduciendo el cultivo estacionario a una temperatura de fermentación desde 25 hasta 45ºC, preferentemente desde 30 hasta 40ºC, y a un pH de fermentación inicial de 6'0 hasta 7'0, y terminando luego el cultivo cuando la densidad celular alcance al menos 10^{7} células/ml y el pH del medio alcance 5'0 o inferior. La leche fermentada o leche cofermentada así obtenida puede ser utilizada como ingrediente activo del alimento fisiológicamente funcional de la presente invención. Las células utilizadas pueden permanecer intactas o el producto fermentado puede ser esterilizado por medios apropiados tales como calentamiento a una temperatura de 80ºC. De este modo, se puede obtener el alimento fisiológicamente funcional, que esté enriquecido con un componente, teniendo funciones mejoradotas de la función cerebral, intensificadoras de la capacidad de aprendizaje, e intensificadoras de la memoria.
La leche fermentada o leche cofermentada puede ser utilizada como ingrediente activo del alimento fisiológicamente funcional o de la composición farmacéutica, tal cual o como producto tratado. Ejemplos de procesos de tratamiento adecuados incluyen el fabricar la leche fermentada en un compuesto líquido mediante un método de concentración apropiado tal como concentración bajo presión reducida, o fabricar la leche en un polvo mediante un método adecuado tal como liofilización o secado por pulverización. Con respecto a esto, cuando se obtiene polvo, se puede añadir a la leche un rellenante, tal como dextrina, para facilitar la formación del polvo. Además, cada uno de los métodos de tratamiento acabados de describir pueden ser aplicados también a un líquido sobrenadante (suero) obtenido centrifugando la leche fermentada o leche cofermentada. Preferentemente, el suero proporcionado, eliminando los grumos de la leche fermentada o leche cofermentada, se utiliza como alimento fisiológicamente funcional de la presente invención.
El alimento fisiológicamente funcional, o composición farmacéutica, se puede preparar únicamente a partir del ingrediente activo, a saber, leche fermentada, leche cofermentada, un producto de las mismas tratado, o una mezcla de las mismas, pero también puede contener uno o más agentes farmacéuticos o nutricionalmente auxiliares. También puede contener aditivos tales como sacáridos, proteínas, lípidos, vitaminas, minerales, aromas, y una mezcla de los mismos. La relación de mezcla de ingrediente activo en el alimento fisiológicamente funcional de la presente invención, a diluyente o agente auxiliar, puede ser cualquier cantidad conveniente, pero es preferentemente del 5 al 100% p/p.
El alimento fisiológicamente funcional o composición farmacéutica se puede utilizar en diversas formas tales como productos diarios fermentados (por ejemplo, yogur, bebida con bacterias del ácido láctico), bebidas y alimentos procesados mezclados con leche fermentada, comprimidos, cápsulas, gránulos, y aditivos alimentarios.
El alimento fisiológicamente funcional o composición farmacéutica puede ser administrado oralmente a humanos o animales. Para obtener funciones mejoradoras de la función cerebral, intensificadoras de la capacidad de aprendizaje, e intensificadoras de la memoria, administrando el alimento fisiológicamente funcional o composición farmacéutica, la cantidad administrada puede ser 0'1 g/kg de peso corporal y día, o más, como forma liofilizada del ingrediente activo cuando se administra a humanos.
El alimento fisiológicamente funcional o composición farmacéutica es muy seguro debido a que se produce de un alimento natural, y puede aumentar la capacidad de aprendizaje y la memoria, mejorando las funciones cerebrales, aumentando el contenido de serotonina cerebral. Además, se pretende que evite, contrarreste o mitigue la demencia senil.
Ahora, la presente invención se ilustra con mayor detalle, vía los ejemplos siguientes.
Ejemplo 1
Una porción de 40 g de iniciador de Lactobacillus helveticus ATCC 55796, que había sido previamente cultivado, fue inoculada en 1 kg de leche desnatada (contenido en sólidos, aproximadamente 9% en peso, previamente esterilizada a 85ºC), y se llevó a cabo 24 horas de cultivo a 37ºC para obtener una leche fermentada. La leche fermentada así obtenida fue sometida a 30 minutos de centrifugación a 7.000 G para eliminar la materia sólida, y se liofilizó una porción de 906 g del líquido sobrenadante resultante (suero), produciendo 61 g de polvo de suero de leche fermentada.
Se disolvió una porción de 6 g del polvo de suero de leche fermentada en 50 ml de salino fisiológico (120 mg/ml), y se administró a la fuerza utilizando una sonda oral dentro del estómago de cada una de las 14 ratas Wistar macho de cinco semanas de edad, las cuales habían ayunado durante la noche después de una semana de crianza preliminar. La dosis fue de 1'2 g/kg de peso corporal. Dos horas después de la administración, se sacrificó cada rata utilizando una guillotina, se cortó el cerebro y se extrajo posteriormente con 1 ml de ácido perclórico 0'1N, y se centrifugó a 13.000 G durante 15 minutos. El líquido sobrenadante resultante fue analizado utilizando un HPLC para medir cantidades de serotonina (5-hidroxitriptamina, de ahora en adelante a mencionar como "5-HT") en el cerebro, su metabolito ácido 5-hidroxiindolacético (de ahora en adelante a mencionar como "5-HIAA") y 5-hidroxiindol total (de ahora en adelante a mencionar como "5-HIs") como el total de 5-HT y 5-HIAA. Se utilizó una columna de fase inversa de sílice, fabricada por Japan Spectroscopic (nombre comercial, Catechol Pack) como columna de HPLC, y un detector electroquímico fabricado por ESA (nombre comercial, Coulochem) como detector. Como control, se preparó un grupo de ratas Wistar, a las que se administró únicamente salino fisiológico utilizando una sonda oral, para llevar a cabo el mismo ensayo. En lo siguiente, el grupo administrado con polvo de suero de leche fermentada fue llamado grupo de muestra, y el grupo administrado con salino fisiológico fue llamado grupo de control. En las Figs. 1 a 3 se muestran los resultados.
Los resultados en las Figs. 1 a 3 muestran que se observaron aumentos en la cantidad de 5-HT, 5-HIAA y 5-HIs cerebrales en el grupo de muestra en comparación con el grupo de control. Particularmente, la cantidad de 5-HT y 5-HIs en el grupo de muestra aumentó significativamente, con un nivel de significación del 5% en comparación con el grupo de control (mostrado por la marca * en las Figuras 1 y 3). Partiendo de la base de los resultados anteriores, se confirmó que la ingestión oral de polvo de suero de leche fermentada aumenta la cantidad de serotonina, que es un neurotransmisor cerebral.
Ejemplo 2
Ratas Wistar macho de tres semanas de edad fueron criadas, durante 13 semanas, utilizando un alimento de prueba teniendo la composición mostrada en la Tabla 1, el cual fue mezclado con el polvo de suero de leche fermentada obtenido en el Ejemplo 1. Después de eso, cada rata fue puesta dentro de una jaula de cría individual, criada con un alimento controlado y sometida luego hasta configuración, para realizar 30 días de ensayo utilizando el método siguiente. Cada animal criado con un alimento controlado fue puesto dentro de una caja de exploración con pantalla insonorizada. Se dio una porción de 40 mg de gránulo como recompensa de alimento cuando se presionaba una palanca en la caja de exploración en el tiempo de iluminación de una lámpara en la caja. Esto se definió como una reacción de respuesta correcta. Por otra parte, no se dio alimento cuando no se presionaba la palanca durante la iluminación. Esto se definió como una reacción de respuesta incorrecta. De ahora en adelante, el número de reacciones de respuesta correcta está abreviado como R^{+}, y el número de reacciones de respuesta incorrecta como R^{-}. La prueba fue realizada 40 veces al día con cada periodo de iluminación de 15 segundos, y se juzgó el efecto de aprendizaje basado en una proporción de respuestas correctas (%) de [R^{+}/(R^{+} + R^{-})] x 100. Se examinó la capacidad de memoria repitiendo esta prueba cada día. Como control, se realizó la misma prueba utilizando ratas criadas con un alimento de control teniendo únicamente la composición mostrada en la Tabla 1. En las Figs. 4 a 6 se muestran los resultados.
TABLA 1 Composición del alimento
Alimento de prueba Alimento de control
Polvo de suero de leche fermentada 10% -
Proteína de soja separada 10% 10%
Mezcla de minerales 4% 4%
Mezcla de vitaminas 1% 1%
Aceite de maíz 5% 4%
Celulosa 5% 5%
Almidón (\alpha-almidón: sacarosa = 2:1) 66% 76%
Total 100% 100%
En las Figs. 5 y 6, respectivamente, se muestran cambios periódicos en la reacción en el grupo de alimentación de prueba y en el grupo de alimentación de control. En la fase inicial de la prueba, R^{+} y R^{-} tienen casi el mismo número en ambos grupos. El número de R^{+} aumenta en ambos grupos a medida que aumenta la repetición de la prueba. En el grupo de alimentación de prueba, R^{-} disminuye gradualmente empezando alrededor del sexto día, y disminuye bruscamente en y después del 21º día. Por otra parte, en el grupo de alimentación de control difícilmente disminuye R^{-}, y R^{+} mostró un grado similar al del grupo de alimentación de prueba, de manera que el proporción de respuestas correctas llegó a ser alta en el grupo de alimentación de prueba en comparación con el del grupo de alimentación de control. Particularmente, como se muestra en la Fig. 4, la proporción de respuestas correctas en el grupo de alimentación de prueba alcanzó el 80% en y después del 23º día del ensayo, mostrando de ese modo una proporción de respuestas correctas significativamente superior, con un nivel de significación del 5%, en comparación con la proporción de respuestas correctas en el grupo de control (mostrado por la marca *). En otras palabras, en el grupo de alimentación de prueba en el que se utilizó un alimento complementado con el polvo de suero de leche fermentada, los animales aprenden que pueden obtener alimento cuando presionan la palanca mientras la lámpara está encendida, y recuerdan este aprendizaje, sin olvidarlo, durante muchos días. Partiendo de la base de los resultados anteriores, se confirmó que el polvo de suero de leche fermentada intensifica significativamente el efecto de aprendizaje y la capacidad de memoria en el test de comportamiento de aprendizaje por luminosidad-discriminación.
Ejemplo 3
Una porción de 40 g de iniciador de Lactobacillus helveticus ATCC 55796, que había sido previamente cultivado, fue inoculada en 1 kg de leche desnatada (contenido en sólidos, aproximadamente 9% en peso, esterilizada a 85ºC), y se llevó a cabo 24 horas de cultivo a 37ºC para obtener una leche fermentada. La leche fermentada así obtenida fue liofilizada para obtener 93 g de polvo de leche fermentada.
Se disolvió una porción de 2'2 g del polvo de leche fermentada en 50 ml de salino fisiológico (44 mg/ml), y se administró a la fuerza utilizando una sonda oral dentro del estómago de cada una de las 14 ratas Wistar macho de cinco semanas de edad, las cuales habían ayunado durante la noche después de una semana de crianza preliminar. La dosis fue de 0'44 g/kg de peso corporal. Dos horas después de la administración, se sacrificó cada rata utilizando una guillotina, se cortó el cerebro y se extrajo con 1 ml de ácido perclórico 0'1N, y se centrifugó a 13.000 G durante 15 minutos. El líquido sobrenadante resultante fue analizado utilizando un HPLC para medir cantidades de 5-HT, 5-HIAA y 5-HIs en el cerebro. Se utilizó una columna de fase inversa de sílice, fabricada por Japan Spectroscopic (nombre comercial, Catechol Pack), como columna HPLC, y se utilizó como detector un detector electroquímico fabricado por ESA (nombre comercial, Coulochem). Como control, se preparó un grupo de ratas Wistar a las que se administró únicamente salino fisiológico utilizando una sonda oral, para llevar a cabo el mismo ensayo. Se observó un aumento en la cantidad de 5-HT, 5-HIAA y 5-His. Partiendo de la base de los resultados anteriores, se confirmó que la ingestión oral del polvo de leche fermentada aumenta la cantidad de serotonina, la cual es un neurotransmisor cerebral.

Claims (4)

1. El empleo de una leche fermentada por una bacteria del ácido láctico, una leche cofermentada por una bacteria del ácido láctico y una levadura, o un producto de las mismas tratado, o una mezcla de las mismas, para preparar una composición farmacéutica para mejorar la función cerebral y/o intensificar la capacidad de aprendizaje y las funciones de la memoria.
2. El empleo de un alimento fisiológicamente funcional constando de, como ingrediente activo, una leche fermentada por una bacteria del ácido láctico, una leche cofermentada por una bacteria del ácido láctico y una levadura, o un producto de las mismas tratado, o una mezcla de las mismas, para mejorar la función cerebral y/o intensificar la capacidad de aprendizaje y las funciones de la memoria.
3. El empleo como se reclama en la Reivindicación 1 ó 2, en donde la bacteria del ácido láctico pertenece al género Lactobacillus.
4. El empleo como se reclama en la Reivindicación 2 ó 3, en donde el alimento fisiológicamente funcional está en forma de productos diarios fermentados, bebida procesada mezclada con leche fermentada, alimento procesado mezclado con leche fermentada, comprimido, cápsula, o gránulo.
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