ES2318431T3 - Hidrogeles que contienen poliacido gamma-glutamico (gamma-pga, forma h)gamma-poliglutamatos para utilizacion como suplementos nutricionales en productos dieteticos. - Google Patents
Hidrogeles que contienen poliacido gamma-glutamico (gamma-pga, forma h)gamma-poliglutamatos para utilizacion como suplementos nutricionales en productos dieteticos. Download PDFInfo
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Abstract
Un hidrogel que se puede obtener por reticulación de: (a) poliácido gamma-glutámico (gamma-PGA, forma H), gamma-poliglutamato en forma Na + , gamma-poliglutamato en forma K + , gammapoliglutamato en forma NH4 + , gamma-poliglutamato en forma Mg ++ o gamma-poliglutamato en forma Ca ++ , o una mezcla de los mismos, con (b) poliésteres glicidílicos de poliglicerol, poliéteres de glicidilo a base de sorbitol, diéster glicidílico de polietilen glicol o triacrilato de trimetilolpropano en un intervalo de dosis comprendido entre 0,01 y 20% en peso de poliácido gammaglutámico (gamma-PGA, forma H), gamma-poliglutamato en forma Na + , gamma-poliglutamato en forma K + , gamma-poliglutamato en forma NH 4 + , gamma-poliglutamato en forma Mg ++ o gamma-poliglutamato en forma Ca ++ , o una mezcla de ellos, para su uso en un suplemento nutritivo en un producto para la dieta.
Description
Hidrogeles que contienen poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) \gamma-poliglutamatos para utilización
como suplementos nutricionales en productos dietéticos.
La presente invención se refiere a hidrogeles
que contienen poliácido \gamma glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de ellos para su uso en productos dietarios para favorecer la
absorción del calcio en el intestino y por el hueso. Más
específicamente, la presente invención se refiere a hidrogeles que
contienen poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{+} o
\gamma-poliglutamato en forma de Ca^{+}, o una
mezcla de los mismos para su uso como absorbentes complejos o
suplementos de la nutrición en la comida o una composición de comida
para animales para facilitar la absorción de calcio, prevenir
osteoporosis y reducir la pérdida de calcio, mantener la
concentración ósea y mejorar el crecimiento y un estado
saludable.
El "factor-beta transformante
de crecimiento" (TGF-\beta) representa a una
familia de proteínas que se conservan altamente evolutivamente y
afectan a un amplio espectro de tipos de células.
TGF-\beta fue definido por primera vez como un
factor que permitía un crecimiento independiente del anclaje de
cultivos de células primarias. In vivo,
TGF-\beta promueve el depósito de tejido conectivo
e induce el crecimiento celular de origen mesenquimal.
TGF-\beta afecta a la proliferación y la
diferenciación de las células del sistema inmune incluyendo células
madre hematopoyéticas (ver Ohta y cols., Nature (1987), 329:539) y
células NK (ver Rook y cols., J. Immunol. (1986) 136:3916).
TGF-\beta puede administrarse asimismo para
suprimir la hiperproliferación, como pueda ser en cáncer y leucemia
(ver US 4.816.442).
Se extrajo "proteína morfogenética ósea
(BMP)" de hueso desmineralizado utilizando urea o hidrocloruro
de guanidina y se hizo precipitar de nuevo con arreglo a las
descripciones expuestas en US 4.294.753 y US 4.455.256. Seyedin y
Thomas describen en US 4.434.094 la purificación parcial de una
proteína derivada de hueso de estimulación de generación ósea a
través de la extracción con agentes caotrópicos y la recuperación
de la actividad desde una fracción absorbida con CMC a un pH de 4,8.
La nueva fracción de proteína fue denominada "factor
osteogénico" y se caracterizo por tener un peso molecular por
debajo de aproximadamente 30.000 daltons.
Las activinas son proteínas diméricas que
representan una familia de proteínas estructuralmente relacionadas
con TGF-\beta1, y similares a inhibinas. Las
inhibinas son heterodímeros de las subunidades de activina y una
subunidad de activina por separado. Se ha demostrado que las
activinas estimulan la liberación de hormonas de estimulación de
folículos (ver W. Vale y cols., Nature (1986), 321:
776-79), la secreción de insulina desde las isletas
pancreáticas (ver Y. Totsuka y cols., Biochem. & Biophys. Res.
Comm. (1988) 156:335-39), y la formación de colonia
de células progenitoras multipotenciales y eritroides en cultivo de
médula ósea (ver J. Yu y cols., Nature (1987)
330:765-67) e inducen la formación de hueso
endocondrial in vivo (ver M. E. Joyce y cols., J. Cell.
Biol. (1990) 110:2195-2207).
La sialoproteína ósea (BSP) es una fosfoproteína
altamente sulfatada y glucosilada que se encuentra exclusivamente
en tejidos conectivos mineralizados. El poliácido glutámico favorece
la capacidad de unirse a hidroxiapatita e integrinas de superficie
de célula. BSP tiene las funcionalidades biofísicas y químicas del
nucleador óseo. La secuencia de poliácido glutámico de unión a
hidroxiapatita proporciona entidades bifuncionales a través de las
cuales BSP puede mediar la diana y la unión de células normales y en
metástasis a la superficie ósea (ver Ganes y cols., Bone
Sialoproteín, Critical Reviews in Oral Biology and Medicine,
10(1):79-98).
Existen varios documentos de referencia en la
técnica que se refieren a proteínas modificadas a través de la
conjugación covalente con polímeros, para alterar la solubilidad, la
antigenicidad y la eliminación biológica de la proteína (ver US
4.261.973; US 4.301.144; US 4.179.337 y US 4.830.847). CA2102808,
publicado el 11 de noviembre de 1992, describe una composición que
comprende un factor de crecimiento óseo y una molécula diana que
tiene afinidad para un tejido de interés, conjugándose químicamente
con un reticulador el factor de crecimiento óseo y la molécula
diana. El reticulador es preferiblemente un polímero hidrófilo
sintético. Las moléculas tienen preferiblemente afinidad con el
hueso. El factor de crecimiento óseo es preferiblemente
TGF-\beta, activina, proteína morfogenética ósea
(BMP) o sialoproteína ósea (BSP). El tejido de interés incluye
hueso, cartílago u otros tejidos o tipos de células a los que se
pueden dirigir como diana los factores de crecimiento óseo. Las
composiciones están dirigidas para su uso para aumentar la formación
de hueso y reparar o tratar de la pérdida ósea que se observa
normalmente en la osteoporosis y la osteoartritis, o pérdida de la
masa ósea relacionada con la edad.
Se sabe que la absorción de calcio en el cuerpo
humano sigue básicamente dos rutas: el transporte activo y el
transporte pasivo. La ruta del transporte activo es controlada
principalmente por la regulación de la vitamina D y diversas
hormonas, absorbiéndose el calcio en la parte superior del intestino
delgado frente a un gradiente de concentración; por su parte, en la
ruta de transporte pasivo, se absorbe el calcio en el intestino
delgado inferior tras un gradiente de concentración. La relación del
transporte pasivo al intestino delgado inferior es
sobresalientemente alta cuando se dispone de calcio soluble en
abundancia. La ruta de transporte activo no puede elevarse por
encima de una cantidad determinada incluso aunque aumente la
concentración de calcio soluble, mientras que el transporte pasivo
se eleva a medida que aumenta la concentración de calcio soluble en
el intestino. La proporción de absorción de calcio en los intestinos
ha sido registrada en un intervalo comprendido entre 10 y 50%. El
fosfopéptido de caseína (CPP), un producto de degradación enzimático
de la caseína proteína de la leche en el intestino, acelera la
absorción de calcio (ver US 5.447.732 publicada el 5 de septiembre
de 1995) al elevar la concentración de calcio soluble en el
intestino delgado. El calcio se mantiene en un estado soluble a
través de la coordinación compleja de los grupos fosfato de la
fosfoserina y los grupos carboxilato de los amino ácidos ácidos
contenidos en CPP.
En la presente invención se proporcionan
hidrogeles que contienen poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H), \gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de ellos para su uso como suplementos nutritivos que se
solubilizan efectivamente y estabilizan tanto el calcio como el
magnesio a través de la formación de complejos y con los que se
consigue de manera efectiva que el calcio y el magnesio sean más
biodisponibles cuando se utilizan en los alimentos o una composición
de comida. En particular, la invención proporciona:
Un hidrogel que se puede obtener por
reticulación de:
(a) poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de los mismos, con
(b) poliésteres glicidílicos de poliglicerol,
poliéteres de glicidilo a base de sorbitol, diéster glicidílico de
polietilen glicol o triacrilato de trimetilolpropano en un intervalo
de dosis comprendido entre 0,01 y 20% en peso de poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H), \gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de ellos,
para su uso en un suplemento nutritivo en un
producto para la dieta.
La invención proporciona además:
El uso de un hidrogel que se puede obtener por
reticulación de:
(a) poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de los mismos, con
(b) poliésteres glicidílicos de poliglicerol,
poliéteres de glicidilo a base de sorbitol, diéster glicidílico de
polietilen glicol o triacrilato de trimetilol propano en un
intervalo de dosis comprendido entre 0,01 y 20% en peso de
poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de ellos,
en la fabricación de un medicamento, un producto
alimenticio, un alimento funcional, un nutracéutico o un suplemento
para la dieta para su uso en la mejora de la solubilidad in
vivo o la biodisponibilidad in vivo de calcio y
magnesio.
La figura 1 muestra la estructura química de
poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma K^{+} (A),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} (B),
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} (C)
(M(I)=K^{+}, Na^{+}, o NH_{4}^{+};
M(II)=Ca^{++} o Mg^{++}).
La figura 3 muestra los espectros
^{1}H-RMN 400 MHz de
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} (A),
\gamma-poliglutamato en forma K^{+} (B),
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+} (C),
en D_{2}O a un pH neutro y una temperatura de 30ºC. Se midió el
desplazamiento químico en unidades ppm desde el patrón interno. X
indica pico de impureza.
La figura 3 presenta espectros de
^{13}C-RMN de
\gamma-poliglutamato en forma K^{+} (A),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} (B),
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++} (C),
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} (D) en
D_{2}O a un pH neutro y una temperatura de 30ºC. Se midió el
desplazamiento químico en unidades ppm desde el punto de referencia
interno.
La figura 4 muestra el espectro de absorción de
infrarrojo (FT-IR) de
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{+} (C) y
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} (D) en
pellet de KBr.
La figura 5 presenta curvas de
pH-análisis volumétrico de
\gamma-PGA con NaOH 0,2 N (A),
\gamma-PGA con Ca(OH)_{2} (B), y
\gamma-PGA con NH_{4}OH 5N (C) a 25ºC.
La figura 6 muestra el efecto de diferentes
pesos moleculares de \gamma-poliglutamato en forma
Na^{+} sobre la actividad del el factor de tolerancia a la
glucosa (GTF), según se ilustra en el ejemplo 11.
La presente invención se refiere a hidrogeles
que contienen poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de ellos para su uso en alimentos y en comidas para animales
como suplemento nutricional para facilitar la absorción del calcio
de la dieta y el crecimiento de células de osteoblasto. El poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H), y los \gamma-poliglutamatos (formas
Na^{+}, K^{+}, NH_{4}^{+}, Ca^{++} y Mg^{++}) son
biodegradables, biopolímeros no tóxicos producidos a partir de
poliácido L-glutámico a través de un proceso de
fermentación sumergida (ver H. Kubota y cols., Production of
Poly(\gamma-Glutamic Acid) by Bacillus
subtilis F-2-01, Biosci.
Biotech. Biochem. 57(7), 1212-1213, 1993 y Y.
Ogawa y cols., Efficient Production of
\gamma-Polyglutamic Acid by Bacillus
subtillis (natto) in Jar Fermentation, 61(10),
1684-1687, 1997). Los
\gamma-poliglutamatos (formas Na^{+}, K^{+},
NH_{4}^{+}, Ca^{++} y Mg^{++}) poseen unas excelentes
propiedades de absorción de agua, forman complejo y presentan una
buena capacidad de coordinación con los iones metálicos de
Ca^{++}, Mg^{++}, Zn^{++}, Mn^{++}, Se^{++++} y Cr^{+++}
y sus propiedades polianiónicos están siendo exploradas para
aplicaciones en la solubilización y estabilización de los iones
metálicos que se han mencionado en sistemas acuosos. En la figura 1,
se muestran las estructuras moleculares de poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA) y
\gamma-poliglutamatos (formas Na^{+}, K^{+},
NH_{4}^{+}, Ca^{++}, Mg^{++}), y en las figuras 2, 3 y 4,
respectivamente, se muestran los espectros
^{1}H-RMN, ^{13}C-RMN,
FT-IR. En la tabla 1 se muestran los datos
analíticos y de los espectros. En la figura 5 se muestran las
curvas de pH-análisis volumétrico.
El poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H) es un biopolímero de ácido
glutámico con un grado de polimerización comprendido entre 1.000 y
20.000 y que se forma solamente en la unión
\gamma-péptido entre fracciones glutámicas. El
poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H), y los
\gamma-poliglutamatos (formas Na^{+}, K^{+},
NH_{4}^{+}, Ca^{++} y Mg^{++}) contienen una amina terminal
y múltiples grupos ácido
\alpha-carboxílico/carboxilato. El poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H), y los \gamma-poliglutamatos (formas
Na^{+}, K^{+}, NH_{4}^{+}, Ca^{++} y Mg^{++}) existen en
varios estados de conformación: \alpha-hélice,
arrollamiento aleatorio, \beta-lámina, región de
transición hélice-arrollamiento y agregación con
recubrimiento, dependiendo de las condiciones del entorno, tales
como el pH, la concentración iónica y otras especies catiónicas.
Con el dicroismo circular (CD), la cantidad de forma
\alpha-helicoidal presente se mide normalmente en
función de la magnitud de los espectros a 222 nm. La transición
hélice-arrollamiento tiene lugar a un pH
comprendido entre 3 y 5, desde la forma libre de poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H), en solución acuosa homogénea, y un desplazamiento a un pH
más alto de 5-7 para una forma unida. La transición
desde el arrollamiento aleatorio a la agregación recubierta tiene
lugar cuando forma complejo-coordinación con
determinados iones metálicos divalentes y algunos iones metálicos
superiores a través de un cambio de conformación drástico de
\gamma-PGA.
Los estudios realizados por los autores de la
invención demuestran que el poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H), y los \gamma-poliglutamatos (formas
Na^{+}, K^{+}, NH_{4}^{+}, Mg^{++} y Ca^{++})
solubilizan y estabilizan de forma efectiva tanto el calcio como el
magnesio a través de la formación de complejos y hacen que el
calcio y el magnesio sean biodisponibles de una manera más eficaz
cuando se utilizan en los alimentos o cuando se utilizan en los
piensos para animales como suplemento nutricional.
El poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H), reacciona con las sales de
calcio y las sales de magnesio para formar
\gamma-poliglutamatos de calcio y
\gamma-poliglutamatos de magnesio estables y
solubles en agua, respectivamente. Los autores de la invención han
observado que estos complejos coordinados,
\gamma-poliglutamatos de calcio y
\gamma-poliglutamatos de magnesio son más
absorbibles y biodisponibles con arreglo al estudio de cultivo de
células in vitro.
La absorción de metal en
\gamma-PGA implica dos posibles mecanismos: (A) la
interacción directa de iones metálicos con sitios carboxílicos y
(B) la retención de contra-iones metálicos pesados
en forma móvil a través del campo de potencial electrostático
creado por los grupos COO^{-}. Además de las interacciones con
los grupos carboxilato, las uniones amida también pueden
proporcionar sitios de interacción débiles. Además de la estructura
conformacional y la ionización de \gamma-PGA, es
también importante conocer los tipos de especies metálicas
hidrolizadas, que están presentes en una solución acuosa. La
formación de diversas especies diferentes puede llevar a diferentes
capacidades de absorción de los iones metálicos.
La osteoporosis y la fractura de huesos son
enfermedades metabólicas comunes propias de las personas ancianas y
las mujeres tras la menopausia. El calcio de la dieta es esencial al
considerar las necesidades de calcio en las personas ancianas para
prevenir los estados de osteoporosis, o incluso para aumentar la
concentración ósea y la densidad mineral ósea. La osteoporosis es
un trastorno que se caracteriza por la pérdida del hueso y está
asociada con un mayor riesgo de fracturas de los huesos y dolor de
espalda y de las articulaciones. Por lo tanto, para prevenir la
osteoporosis conviene ingerir suficientes nutrientes en la dieta,
sobre todo los alimentos con un contenido en calcio altamente
biodisponible. El calcio de la dieta, que es más absorbible y
biodisponible, es esencial a la hora de considerar las necesidades
de calcio en las personas ancianas debido al hecho de que la
capacidad de absorción del calcio disminuye con la edad.
Los autores de la invención han llegado a la
conclusión tras una exhaustiva investigación de que al añadir
poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H), y los
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++} y
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++}), o una
mezcla de ellos como complejo absorbente del calcio y el magnesio
se consigue una mejor solubilidad y biodisponibilidad que mejoran la
absorción del calcio en el intestino. A veces, se enriquecen los
alimentos con minerales utilizando sales minerales inorgánicas o
minerales en polvo, pero presentan la posibilidad de producir sales
insolubles con otras sustancias presentes a la vez. Dado que una
ingestión excesiva de un tipo de mineral puede inhibir la absorción
de otros animales, no se consigue mucha mejora con la utilización
de minerales en el cuerpo. Un ejemplo típico es que la ingestión de
mucho calcio inhibe la absorción de hierro. Asimismo, un
enriquecimiento de los alimentos con minerales excesivo tiene como
resultado la desventaja de empeorar el sabor de los alimentos.
Asimismo, se considera de manera general que los minerales deben
estar presentes en el intestino delgado en un estado soluble para
ser absorbidos.
El poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H), y los
\gamma-poliglutamatos (formas Na^{+}, K^{+},
NH_{4}^{+}, Ca^{++} y Mg^{++}) poseen un buen efecto de
solubilización en los minerales del intestino delgado inferior y
aceleran la absorción del calcio en el organismo humano o animal. En
particular, la presente invención se refiere a hidrogeles que
contienen poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++}, o una
mezcla de ellos para su uso como suplemento de la nutrición en un
producto para dieta.
El producto para dieta puede consistir v.g. en
un producto alimenticio, un nutracéutico, un alimento funcional o
un suplemento de la dieta. En un modo de realización de la presente
invención, el producto para la dieta es un nutriente y comprende
entre 0,005% en peso y 100% en peso de dicho suplemento de la
nutrición en función del peso en seco total de dicho producto para
la dieta. En otro modo de realización, el producto para la dieta es
un alimento o una composición de comida y comprende entre 0,005% en
peso y 5% en peso de dicho suplemento de la nutrición en función
del peso en seco total de dicho producto para la dieta.
El producto para la dieta según la presente
invención puede comprender además un componente seleccionado del
grupo que consiste en maltodextrano con 5 a 40 equivalentes en
dextrosa, proteína láctea, aislado de proteína de soja, glucosa,
lactosa, sacarosa, fructosa, oligo-fructosa de
cadena reducida, glucano y otros
oligo-polisacáridos, colágeno, gelatina de colágeno
hidrolizada, alfa-almidón, proteína de soja
hidrolizada, almidón parcialmente hidrolizado, glicerol, propilen
glicol, etanol, goma arábiga, goma guar, carragenano, celulosa y
otras celulosas modificadas, y mezclas de ellos. Asimismo, dicho
producto para la dieta puede presentarse en forma de cápsula de gel
blanda o dura, una tableta o una preparación líquida.
De acuerdo con la presente invención, el
poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++}, tienen
independientemente un peso molecular comprendido entre 5000 y 2,5 x
10^{6}. Los autores de la invención han observado que poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H), \gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++}, que
tienen independientemente un peso molecular en el intervalo
comprendido entre 150 x 10^{3} y 450 x 10^{3} daltons facilitan
el crecimiento de células de osteoblasto en estudios in
vitro y mejoran el rendimiento de ponedoras de huevos y el
crecimiento de pollos de corral en estudios in vivo.
Se puede producir una cantidad comercial de
poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H) y sus sales (es decir
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, en un
proceso de fermentación sumergida con Bacillus subtilis var.
natto (ver H. Kubota y cols., Production of
Poly(\gamma-glutamic Acid) by Bacillus
subtilis F-2-01, Biosci.
Biotech. Biochem. 57(7),1212-1213, 1993 and
Y. Ogawa y cols., Efficient Production of
\gamma-polyglutamic Acid by Bacillus
subtilis (natto) in Jar Fermentation, 61(10),
1684-1687, 1997), o Bacillus licheniformis
(ver JP 05-316999, publicado el 12 de marzo de
1993), utilizando ácido L-glutámico y glucosa como
material de alimentación principal. Los medios de cultivo
microbianos contienen fuente de carbono, fuente de nitrógeno,
minerales inorgánicos y otros nutrientes. Normalmente, se utiliza
la cantidad de ácido L-glutámico a una concentración
comprendida entre 3 y 12%, glucosa a una concentración de 5 a 12%,
ácido cítrico a una concentración de 0,2 a 2% como fuente de carbono
parcial; se emplean como fuentes de nitrógeno peptona y sulfato de
amonio o urea; se utiliza extracto de levadura como fuente de
nutrientes; Se utilizan Mn^{++}, Mg^{++} y NaCl como fuentes
minerales. En condiciones de ventilación y agitación apropiadas, se
mantiene el cultivo a temperaturas comprendidas entre 30 y 40ºC, y
se mantiene el pH a 6-7,5 utilizando una solución
de urea o solución de hidróxido sódico; el tiempo de cultivo se
prolonga normalmente durante un período de 48 a 84 horas. El
poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H), y sus sales (es decir,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}) se
acumulan extracelularmente.
Normalmente, se extraen el poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) y sus sales (es decir,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}) del
caldo de cultivo de fermentación a través de procedimientos diversos
entre los que se incluyen ultra-centrifugado, o
filtración presurizada para separar las células, a continuación
adición de 3-4 veces más de etanol para hacer
precipitar el poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H) y sus sales (es decir
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}). Se
vuelven a disolver los precipitados en agua y se utiliza otra
porción de etanol para hacer precipitar el poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) y sus sales (es decir,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} y
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}). Se
repiten varias veces las etapas de
disolución-precipitación con el fin de recuperar el
poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H) y sus sales (es decir
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}).
Normalmente, se disuelven poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) y sus sales (es decir,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}) en un
disolvente apropiado como agua, etanol o metanol y se ajusta el pH a
entre 5,0 y 7,5. Se añaden los múltiple agentes de reticulación
química que se pueden seleccionar apropiadamente entre poliéteres de
glicidiolo de poliglicerol, poliéteres de glicidilo a base de
sorbitol, diéter de glicidilo de polietilen glicol o triacrilato de
trimetilol propano, a la solución con agitación constante, en una
proporción de dosis de 0,01 a 20% del peso del poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) y sus sales (es decir,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}),
dependiendo del tipo de agentes de reticulación y la calidad de los
hidrogeles necesaria. La reacción de gelificación se completa
normalmente al cabo de 1 a 4 horas, a una temperatura de reacción
comprendida entre 50 y 120ºC, dependiendo del equipo y las
condiciones que se utilicen. A continuación, se liofilizan los
hidrogeles formados para producir un poliácido
\gamma-glutámico reticulado
(\gamma-PGA, forma H) y sus sales (es decir,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++})
reticulado deshidratado, que poseen una capacidad de absorción de
agua superior, no son solubles en agua y forman hidrogeles
biodegradables, transparentes e incoloros cuando se hinchan
completamente en agua.
El poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H) y sus sales (es decir,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}), con un
peso molecular comprendido entre 5.000 y 900.000, se pueden
producir por hidrólisis ácida controlada, en condiciones de reacción
específicas seleccionadas de un pH, temperatura, período de
reacción, y concentración del poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H). El pH puede estar comprendido entre pH 2,5 y 6,5 con
acidulantes apropiados como HCl, H_{2}SO_{4}, o con otros
ácidos orgánicos, la temperatura de hidrólisis puede controlarse en
el intervalo comprendido entre 50 y 120ºC, el período de reacción
puede estar comprendido entre 0,5 y 5 horas, y la concentración de
poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H) con un peso molecular de
1x10^{6} y más alto puede ser cualquier concentración que se
requiera de manera conveniente. Una vez completada la reacción, son
necesarios una posterior purificación con diálisis o filtración de
membrana y el secado para producir el poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) y sus sales (es decir,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}) de peso
molecular medio y reducido de alta pureza de selección. La
velocidad de hidrólisis ácida es más rápida a un pH más bajo, una
temperatura más alta y una concentración más alta del poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H). Se pueden producir las sales
\gamma-poliglutamato (es decir,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}) haciendo
reaccionar el poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H) seleccionado con una
solución de hidróxido básica o un óxido de los iones metálicos de
Na^{+}, K^{+}, NH_{4}^{+}, Ca^{++} y Mg^{++} de
selección, y ajustarse el pH hasta el estado deseado entre 5,0 y
7,2, según se requiera.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
experimental
Con el fin de explicar con más detalle la
presente invención, se exponen los siguientes ejemplos
experimentales para demostrar cómo se puede utilizar la presente
invención para conseguir una absorción del calcio mucho mejor y
añadir beneficios saludables para el crecimiento y la fortaleza de
los huesos, reducir la pérdida de calcio y reducir los estados de
osteoporosis. No obstante, el marco de la presente invención no
queda limitado con estos ejemplos experimentales. Los ejemplos 1, 2
y 5 hasta 12 se presentan con fines comparativos solamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
1
En este estudio se utilizaron poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) HM con un peso molecular de 980 x 10^{3} daltons,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} HM con un
peso molecular de 880 x 10^{3} daltons, y
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+}, LM con un
peso molecular de 250 x 10^{3} daltons.
Se añadieron 10 mg de poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) y/o \gamma-poliglutamato en la forma
Na^{+}, a 1 ml de medio F-12 DMEM (Medio Eagle
modificado con Dulbecco) que contenía 10% de suero bovino fetal
(FBS), a continuación, se preparó una serie de diluciones apropiadas
para conseguir diferentes concentraciones de poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) y/o \gamma-poliglutamato en la forma
Na^{+}, comprendidas entre 0,1% y 4,9x10^{-5}% en el mismo medio
de nutriente, y se depositaron 200 \mul de cada muestra en una
placa de cultivo de 96 pocillos por triplicado. Se utilizó
F-12 DMEM (medio de Eagle modificado con Dulbecco)
que contenía solamente 10% de suero bovino fetal (FBS) como
control.
Se separó una muestra de células de osteoblasto
de las células madre de la médula ósea humana en su fase de
crecimiento exponencial del medio de crecimiento por centrifugado a
1200 rpm durante 6 minutos, a continuación, se lavó tres veces con
10 ml de solución de tampón fosfato (PBS) (fosfato 0,01 M, pH 7,4) y
se volvió a suspender en medio F-12 DMEM que
contenía suero bovino fetal al 10% (FBS) a una densidad de células
de 1 x 10^{5}/ml. Se añadieron 200 \mul de la suspensión de
células en crecimiento activo a cada pocillo de muestra. A
continuación, se mezclaron a fondo las muestras de las placas de
cultivo de 96 pocillos con una mezcladora de torbellino y después
se incubaron durante 48 horas a 34ºC, RH 75% bajo 5% de CO_{2}. A
continuación, se añadieron 20 \mul de solución MTT [bromuro de
3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenol
tetrazolio] (1 mg/ml) a cada pocillo, se mezcló a fondo y se volvió
a incubar durante 4 horas. Se añadieron 100 \mul de SDS al 10% en
tampón HCl 0,01 N a cada pocillo de muestra para disolver el cristal
durante toda la noche, a temperatura ambiente. Se midió la densidad
óptica (OD_{570} nm) de cada muestra y se registró para calcular
la mejora del crecimiento de células de osteoblasto.
La enzima dehidrogenasa de mitocondria de
células de osteoblasto puede reaccionar con la sal MTT, que es una
sal de tetrazolio incolora, para formar un cristal de sal de
formazán de color azul. Se hizo reaccionar el cristal de formazan
con SDS y cambió en formazan de color azul soluble. La intensidad
del color de formazan azul representa la cantidad de crecimiento de
células de osteoblasto. Se puede calcular la mejora en el
crecimiento de células osteoblasto tal como se muestra a
continuación:
Aumento en MTT,
% = \frac{(OD_{570})a - (OD_{570})c}{(OD_{570})c} x
100%
en la que (OD_{570})a: la
densidad óptica del pocillo de
muestra
\hskip0.7cm(OD_{570})c: la densidad óptica del pocillo de control.
\newpage
Ejemplo comparativo
2
En la tabla 2 a continuación, se muestran los
resultados de la proporción de mejora de crecimiento con respecto
al ejemplo comparativo 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Nota: (OD_{570})c = 0,713 (=100%) para
el control.
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados indican claramente que se
favoreció el crecimiento de las células osteoblasto en más de un
130% con \gamma-poliglutamato en la forma
Na^{+}, HM, en más de un 80% con
\gamma-poliglutamato en la forma Na^{+} LM, y
en más de 125% con poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H) incluso a un nivel de
concentración baja a 0,39 ppm. El
\gamma-poliglutamato en la forma Na^{+}, HM de
peso molecular más alto presentó un mejor favorecimiento del
creci-
miento.
miento.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo experimental
3
En este estudio se utilizaron poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) HM con un peso molecular de 980 x 10^{3} daltons,
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} HM con un
peso molecular de 880 x 10^{3} daltons, y
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+}, LM con un
peso molecular de 250 x 10^{3} daltons.
Se añadieron 10 mg de poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) y/o \gamma-poliglutamato en la forma
Na^{+}, a 1 ml de medio F-12 DMEM (Medio Eagle
modificado con Dulbecco) que contenía 10% de suero bovino fetal
(FBS), a continuación, se preparó una serie de diluciones apropiadas
para conseguir diferentes concentraciones de poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H) y/o \gamma-poliglutamato en la forma
Na^{+}, comprendidas entre 0,1% y 3,1 x 10^{-3}% en el mismo
medio de nutriente, y se depositó 1 ml de cada muestra en una placa
de cultivo de 96 pocillos por triplicado. Se utilizó
F-12 DMEM (medio de Eagle modificado con Dulbecco)
que contenía solamente 10% de suero bovino fetal (FBS) como
control.
Se añadieron 2 ml de F-12 DMEM
(Medio de Eagle modificado con Dulbecco) que contenía 10% de suero
bovino fetal (FBS) al 10% a cada pocillo de muestra y, a
continuación, se mezcló a fondo.
Se separó una muestra de células de osteoblasto
de las células madre de la médula ósea humana en su fase de
crecimiento exponencial del medio de crecimiento por centrifugado a
1200 rpm durante 6 minutos, a continuación, se lavó tres veces con
10 ml de solución de tampón fosfato (PBS) (fosfato 0,01 M, pH 7,4) y
se volvió a suspender en medio F-12 DMEM que
contenía suero bovino fetal al 10% (FBS) a una densidad de células
de aproximadamente 1 x 10^{5}/ml. Se añadió 1 ml de la suspensión
de células en crecimiento activo a cada pocillo de muestra. A
continuación, se mezclaron a fondo las muestras de las placas de
cultivo de 96 pocillos con una mezcladora de torbellino y después
se incubaron durante 7 días, a 34ºC, RH 75% bajo 5% de CO_{2}. A
continuación, se añadieron 200 \mul de solución de tripsina a cada
pocillo y se hizo reaccionar durante aproximadamente 30 segundos a
34ºC. A continuación, se añadió 1 ml de F-12 DMEM
(Medio de Eagle modificado con Dulbecco) a cada pocillo de muestra
y se mezcló a fondo. Se retiraron las células suspendidas y se
descartaron. Se añadió 1 ml de solución 0,01 M de
bicarbonato/carbonato sódico (pH 10) que contenía 100 \mul de
pNPP/2 ml (solución de fosfato de p-nitrofenilo
(SK-5900, suministrada por Vector), se mezcló a
fondo y se hizo reaccionar durante 30 minutos a temperatura
ambiente, a continuación se añadió 1 ml de solución NaOH 0,1 M para
detener la reacción. Se midió y se registró la absorbancia
a 410 nm.
a 410 nm.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo experimental
4
En la tabla 3 a continuación, se muestran los
resultados del ejemplo experimental 3.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La actividad de fosfatasa alcalina es un
indicador de la existencia de células osteoblasto. Se presenta una
alta actividad de fosfatasa alcalina antes de la calcificación de
células, y la densidad de las células puede regular la
diferenciación de osteoprogenitor y la formación de hueso. Cuando se
cultivaron células madre de médula ósea humana durante una semana,
se observó la presencia de cierta actividad de fosfatasa alcalina,
lo que indica la existencia de células de osteoprogenitor (ver
Weinreb M., Schinar, D.M. y Rodan, G.A. 1900, Different Pattern of
Alkaline Phosphatase, Osteodentin, and Osteocalcin Expresion in
Developing Rat Bone Visualized by in situ Hybridization, J.
Bone Miner. Res. 5: 838-842; Yao, K.L., Todescan, R.
Jr. and Sodek, J., 1994, Temporal Changes in Matriz Protein
Synthesis and mRNA Expression during Mineralized Tissue Formation by
Adult Rat Bone Marrow Cells in Culture. J. Bone Miner. Res.
9:231-240; y Hesbertson A., and Aubin, J.E. 1995,
Dexamethasone, Alters the Subpopulation Make-Up of
Rat Bone Marror Stromal Cultures, J. Bone Miner. Res. 10:
285-294).
Los resultados de la tabla 3 demuestran que
tanto \gamma-poliglutamato en forma Na^{+} HM
como hidrogel \gamma-poliglutamato en forma
Na^{+} son muy efectivos para facilitar el crecimiento de células
osteoblasto, siendo la concentración óptima 500 ppm (0,05%) y 6,2
ppm (0,0062%) para \gamma-poliglutamato en forma
Na^{+} HM, e hidrogel \gamma-poliglutamato en
forma Na^{+}, respectivamente, si bien LM
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} de peso
molecular reducido facilita también el crecimiento de células
osteoblasto, pero a un nivel de concentración mucho más alto de
1000 ppm (0,1%). Los resultados sugieren que
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} facilita
de forma efectiva la absorción del calcio biodisponible por las
células osteoblasto y sus precursores, y la fuerte hidrofilia y la
conformación en arrollamiento activo de
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} se suman
facilitando las funciones de los factores de crecimiento óseo como
TGF-beta, activina, proteína morfogénica ósea (BMP)
y la sialoproteína ósea (BSP) en el crecimiento del hueso formando
complejo de forma efectiva con los factores de crecimiento óseo y
el transporte a las células osteoblasto para la formación y
crecimiento óseos.
\newpage
Ejemplo comparativo
5
Se utilizaron ponedoras de huevos de 73 semanas
de vida para este estudio. Se utilizó un total de 8 lotes, y 8.000
pollos por lote. Se recogieron muestras de huevos durante un período
de 4 semanas de alimentación regular (Ver Aho, P.W. 2002,
Introducción para la industria de carne de pollo de EE.UU., páginas
801 a 818 en Commercial Chicken Meat and Egg Production, 5ª ed.
Bell, D.D. and Weaver, junior, W.D. ed. Kluwer Publishing, Norwell,
BS. Havenstein, G.B. y cols., 1994, Growth, Liability and Feed
Conversion of 1957 vs 1991 broilers when fed "typical" 1957
and 1991 broiler diets. Poult. Sci. 73: 1785-1794),
seguido de un período de 4 semanas de alimentación regular con un
contenido de 100 ppm de \gamma-poliglutamato en
forma Na^{+} LM con un peso molecular comprendido entre 200 x
10^{3} a 400 x 10^{3}, y después un período de 2 semanas de
alimentación regular. Se analizaron las muestras de huevo para
determinar la resistencia de la cáscara de huevo; el grosor de la
cáscara de huevo; el pH de la clara del huevo y la yema del huevo;
la altura de la clara de huevo. A continuación, se calcularon los
valores HU, que constituyen un índice de frescura general o el
índice de sanidad de la calidad del huevo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
8
En las tablas 4, 5 y 6 se muestran los
resultados del ejemplo comparativo 5.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados de las tablas 4, 5 y 6 mostraron
que se producen significativas mejores en la firmeza de la yema de
huevo y la clara de huevo, la resistencia de la cáscara del huevo,
tal como lo demuestra una reducida diferencia de HU y la reducida
diferencia de los valores KGF durante el período de alimentación con
contenido en \gamma-poliglutamato en forma
Na^{+}. Se mejoran el grosor de la cáscara de huevo, la altura de
la clara de huevo y el color de la yema de huevo durante el período
de alimentación con un contenido en forma
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+}.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
7
Se estudiaron los aspectos nutricional y para la
salud de poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} y
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{+} en el campo
de alimentación de 2 lotes de 2 grupos de crías de cerdo, durante
un período de 39 días, a un nievl de 100 ppm de
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} y
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{+} en el
suplemento de la comida de una formulación normal. En la tabla 7 se
muestran los resultados.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
Ejemplo comparativo
8
En la tabla 7 se muestran los resultados del
ejemplo comparativo 7.
Los resultados de la tabla 7 demuestran
claramente que \gamma-poliglutamato en la forma
Ca^{++} tiene un efecto de reducción de las grasas del cuerpo y
de reducción de la conversión alimento-en carne en
las crías de cerdo, pero \gamma-poliglutamato en
la forma Na^{+} aumenta ligeramente la conversión
alimento-en-carne y tiene un efecto
no significativo en la reducción de la grasa del cuerpo en las crías
de cerdo.
Ejemplo comparativo
8
Se estudiaron los aspectos nutricional y de la
salud de \gamma-poliglutamato en forma Na^{+} en
el campo de alimentación de 2 lotes de 4 grupos de crías de pollo
durante un período de 25 días, a un nivel de 100 ppm de
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} LM, con un
peso molecular de 250 x 10^{3}, en el suplemento del alimento de
una formulación normal. En la tabla 8 se muestran los
resultados.
\newpage
Ejemplo comparativo
10
En la tabla 8 se muestran los resultados del
ejemplo comparativo 9.
Los resultados demuestran que
\gamma-poliglutamato en la forma Na^{+} facilita
la absorción de calcio y el peso total de los pollos tanto hembras
como machos. El peso final medio por kg de peso inicial a lo largo
de un período de alimentación de 25 días es 4,712 kg para los pollos
que consumieron una alimentación regular (ver Havenstein, G.B. y
cols., 1994, Growth, livability and feed conversion of 1957 vs a
1991 broilers when fed "typical" 1957 y 1991 broiler diets.
Poult. Sci. 73: 1795-1794) que contenía
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} y 4,629 kg
para los que estuvieron alimentados con alimento regular (control).
Las longitudes del hueso de la pata son 9,38 cm para los machos y
9,18 cm para los pollos hembra en el lote de ensayo que fue
alimentado con alimento que contenía
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+}, y 9,25 cm
para los machos y 9,10 cm para los pollos hembra en el conjunto de
control con alimentación regular. El contenido en calcio en el
hueso de la pata es un 17,68% para los machos y 16,69% para los
pollos hembra en el lote de control para alimentación regular.
Ejemplo comparativo
11
Se utilizaron muestras de
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} HM, con un
peso molecular de 88 x 10^{3} y
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} en forma
LM, con un peso molecular de 250 x 10^{3} en este estudio de
cultivo celular.
Se descongelaron muestras de células
pro-adiposa 3T3-L1 y se cultivaron
en medio DMEM (MEM de Dulbecco)que contenía un 10% de suero
bovino fetal (FBS) en una incubadora a 37ºC bajo un 5% de CO_{2}
durante una semana antes de la transferencia a un cultivo de
diferenciación. Tras el cultivo durante 2 días en el medio de
cultivo de diferenciación DMEM que contenía 10% de FBS, IBMX 0,5
mM, DX 1 \muM e 1 \mug/ml de insulina, se transfirieron las
células pre-adiposa a un medio DMEM general que
contenía 10% de FBS y se continuó el cultivo durante 10 días más
hasta que se hubieron transformado un 90% cde células en células
adiposas maduras. En este momento, las células cambian de forma
desde las formas en estrella originales a las formas en gotas
oleosas, que se pueden observar visualmente como materia oleosa
blanca en el fondo de la placa de cultivo. Una vez que se hubo
completado la diferenciación de las células, se continuó después con
el siguiente experimento.
En primer lugar se cultivaron las células
adiposas maduras en medio DMEM sin azúcar que contenía 2% de FBS en
una incubadora a 37ºC bajo un 5% de CO_{2} durante 1 hora, se
lavaron con PBS (solución de tampón fosfato 0,01M, pH 7,4), después
se adieron 200 \mul de muestras de ensayo que contenían diferentes
concentraciones de \gamma-poliglutamato en forma
Na^{+} y 200 \mul de solución KBR que contenía insulina 10 nM y
2,5 g/l de glucosa, a continuación, se incubó a 37ºC bajo 5% de
CO_{2} durante 2 horas. Después del centrifugado para separar las
células, se tomó el sobrenadante transparente para analizar la
concentración de la glucosa con un aparato de análisis de la
glucosa. La diferencia en la cantidad de glucosa antes y después de
la reducción se define como la absorción de glucosa total por las
células adiposas. El porcentaje de aumento en la absorción de
glucosa se define como la actividad de GTF tal como se muestra a
continuación.
Aumento en actividad GTF (%) =
\frac{Absorción \ de \ glucosa \
por \ la \ muestra - Absorción \ glucosa \ por \ el \
control}{Absorción \ de \ glucosa \ por \ control} x
100%
Ejemplo comparativo
12
En la figura 6 se muestra el efecto del
diferente peso molecular de \gamma-poligutamato en
la forma Na^{+} sobre la actividad de GTF a partir del ejemplo
experimental 11.
Los resultados demuestran que los pesos
moleculares de \gamma-poliglutamato en forma
Na^{+} tanto alto como bajos aumentaron de forma efectiva la
actividad de GTF, con el aumento máximo en un 21% observado a
aproximadamente 300 ppm para el peso molecular más alto de
\gamma-poliglutamato en la forma Na^{+} HM, y
el aumento de la actividad de GTF máxima en aproximadamente 33,5%
observada a un intervalo de concentración de 150 a 600 ppm para el
peso molecular de \gamma-poliglutamato en forma
Na^{+} LM bajo.
Los resultados sugieren claramente que
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+} facilita el
consumo de glucosa a través del GTF desde células adiposas, lo que
significa una utilización más efectiva de glucosa en el
mantenimiento del crecimiento y la suma de beneficios para la salud
del cuerpo y puede ejercer una buena funcionalidad biológica en el
control de estados patológicos de diabetes en los seres humanos.
Un producto de alimento es un material
comestible compuesto principalmente de uno o más de los
macronutrientes proteína, hidratos de carbono y grasas, que es
utilizado en el cuerpo de un organismo para sostener el crecimiento,
reparar daños, ayudar a procesos vitales o suministrar energía. Un
producto de alimento puede contener además uno o más
macronutrientes como vitaminas o minerales, o ingredientes de la
dieta adicionales como aromatizantes y colorantes. El término
producto de alimento tal como se utiliza aquí cubre también
bebidas.
Entre los ejemplos de productos de alimentos en
los que se puede incorporar el suplemento nutrilicional se incluyen
barritas de aperitivo, cereales, productos de horno, salsas para
untar y mojar, confitería, formulaciones de probióticos entre los
que se incluyen yogures, productos preparados congelados y aderezos
para ensaladas. Entre los ejemplos de bebidas se incluyen
refrescos, mezclas de bebidas de alcohol seco y bebidas
nutritivas.
Un nutracéutico es un ingrediente alimenticio,
un suplemento de la comida o un producto alimenticio que según se
considera proporciona un beneficio para la salud o médico,
incluyendo la prevención y el tratamiento de la enfermedad. En
general, un nutracéutico se adapta específicamente para conferir un
beneficio sanitario en particular al consumidor. Un nutracéutico
comprende típicamente un micronutriente como por ejemplo vitamina,
mineral, hierba o fitoquímico a un nivel más alto que el que se
podría encontrar en el producto de alimento regular
correspondiente. Dicho nivel se selecciona típicamente para
optimizar el beneficio para la salud pretendido del nutracéutico
cuando se ingiere ya sea en una sola comida o como parte del régimen
de la dieta o el curso de una terapia nutritiva.
Un alimento funcional es un alimento que se
distribuye en el comercio para proporcionar un beneficio para la
salud más allá de proporcionar una nutrición pura al consumidor. Un
alimento funcional típico lleva incorporado típicamente un
ingrediente como un micronutriente, tal como se ha mencionado antes,
que confiere un beneficio fisiológico o médico específico distinto
al efecto nutricional. Un alimento funcional lleva típicamente un
reclamo sobre la salud en el envase.
Un suplemento de la dieta es un producto que
está destinado a ser suplemento de la dieta normal de un sujeto
humano y que contiene un ingrediente para la dieta como por ejemplo
una vitamina, mineral, hierba y otro producto botánico o un amino
ácido. Un suplemento para la dieta está presente típicamente en un
formato de dosis unitaria y está diseñado para su consumo en
combinación, antes, o después de la comida, pero no en lugar de la
comida. Por consiguiente, a menudo el suplemento para la dieta se
presenta como una tableta o una cápsula, o como un polvo seco o un
granulado para espolvorearlo sobre la comida o para añadirlo al agua
o a las bebidas.
Los compuestos utilizados en la presente
invención pueden formularse en un medicamento o un suplemento para
la dieta mezclándolos con un vehículo o excipiente aceptable desde
el punto de vista dietético o farmacéutica. Dicho vehículo o
excipiente puede consistir en un disolvente, medio de dispersión,
recubrimiento, agente para retrasar la absorción o isotónico,
edulcorante o similar. Entre ellos se incluyen cualquiera y todos
los disolventes, medios de dispersión, recubrimientos, agentes para
retrasar la absorción e isotónicos, edulcorantes y similares. Los
vehículos adecuados pueden prepararse a partir de una amplia gama de
materiales entre los que se incluyen, sin limitarse sólo a ellos,
diluyentes, aglutinantes y adhesivos, lubricantes, disgregantes,
agentes colorantes, agentes de volumen, agentes aromatizantes,
agentes edulcorantes, materiales misceláneos como tampones y
absorbentes que pueden ser necesarios para preparar una forma de
dosis en particular. El uso de dichos medios y agentes para
sustancias farmacéuticamente activas es muy conocido en la
especialidad. A no ser que el medio o el agente convencional sea
incompatible con los compuestos utilizados en la presente invención,
se contempla su uso en la presente invención.
Por ejemplo, las formas orales sólidas pueden
contener, junto con el compuesto activo, diluyentes como lactosa,
dextrosa, sacarosa, celulosa, almidón de maíz, o almidón de patata;
lubricantes como sílice, talco, ácido esteárico, estearato de
magnesio o calcio y/o polietilen glicoles; agentes aglutinantes como
almidónes, gomas arábigas, gelatinas, metil celulosa, carboxi metil
celulosa o polivinil pirrolidona; agentes disgregantes como
almidón, ácido algínico, alginatos o glicolato de almidón sódico;
mezclas efervescentes; colorantes, edulcorantes; agentes de
humectación como lecitina, polisorbatos, lauril sulfatos. Dichas
preparaciones se pueden fabricar según el modo conocido, por
ejemplo, por mezclado, granulado, tableado, recubrimiento con
azúcar, o procesos de recubrimiento con película.
Las dispersiones líquidas para administración
oral pueden consistir en siropes, emulsiones y suspensiones. Los
siropes pueden contener como vehículo, por ejemplo, sacarosa o
sacarosa con glicerol y/o manitol y/o sorbitol. En particular, un
sirope para pacientes diabéticos puede contener como vehículos
únicamente productos, por ejemplo sorbitol, que no se metabolizan
en glucosa o que solamente se metabolizan en una pequeña cantidad
de glucosa. Las suspensiones y las emulsiones pueden contener como
vehículo, por ejemplo, una goma natural, agar, alginato sódico,
pectina, metil celulosa, carboxi metil celulosa o polialcohol
vinílico.
Los compuestos utilizados en la presente
invención pueden formularse también de manera adecuada en
granulados o un polvo. De esta forma se pueden dispersar fácilmente
en agua u otro líquido, por ejemplo té o un refresco para que lo
beban los pacientes humanos. También se pueden encapsular, tabletear
o formular con un vehículo fisiológicamente aceptable en formas de
dosis unitarias. Las dosis unitarias pueden comprender una cantidad
terapéuticamente efectiva del extracto para una administración
diaria única, o se pueden formular en cantidades más reducidas para
proporcionar varias dosis al día. La composición, por consiguiente,
se puede formular en tabletas, cápsulas, siropes, elixires,
formulaciones entéricas y otras formas para administración oral.
Entre los ejemplos de vehículos fisiológicamente aceptables se
incluyen agua, aceite, emulsiones, alcoholes y otros materiales
adecuados.
Claims (9)
1. Un hidrogel que se puede obtener por
reticulación de:
(a) poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de los mismos, con
(b) poliésteres glicidílicos de poliglicerol,
poliéteres de glicidilo a base de sorbitol, diéster glicidílico de
polietilen glicol o triacrilato de trimetilolpropano en un intervalo
de dosis comprendido entre 0,01 y 20% en peso de poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H), \gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de ellos,
para su uso en un suplemento nutritivo en un
producto para la dieta.
2. El hidrogel de la reivindicación 1, en el que
el producto para la dieta es un nutriente y comprende de 0,005% a
100% en peso de dicho suplemento de nutrición en función del peso
total en seco de dicho producto para la dieta.
3. El hidrogel de la reivindicación 1, siendo el
producto para la dieta un alimento o una composición de alimento
que comprende de 0,005% en peso a 5% en peso de dicho suplemento de
nutrición en función del peso total en seco de dicho producto para
la dieta.
4. El hidrogel de la reivindicación 1, en el que
dicho poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, tienen
independientemente un peso molecular comprendido entre 5000 y 2,5 x
10^{6}.
5. El hidrogel de la reivindicación 1,
comprendiendo además dicho producto para la dieta un componente
seleccionado del grupo que consiste en maltodextrano con 5 a 40
equivalentes de dextrosa, proteína láctea, aislado de proteína de
soja, glucosa, lactosa, sacarosa, fructosa,
oligo-fructosa de cadena reducida, glucano u otro
oligo-polisacárido, colágeno, gelatina de colágeno
hidrolizada, alfa-almidón, proteína de soja
hidrolizada, almidón parcialmente hidrolizado, glicerol, propilen
glicol, etanol, goma arábiga, goma guar, carragenano, celulosa y
otras celulosas modificadas y mezclas de ellos.
6. El hidrogel de la reivindicación 1,
presentándose dicho producto para la dieta en forma de una cápsula
de gel dura o blanda, una tableta o una preparación líquida.
7. Uso de un hidrogel que se puede obtener por
reticulación:
(a) poliácido \gamma-glutámico
(\gamma-PGA, forma H),
\gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de los mismos, con
(b) poliésteres glicidílicos de poliglicerol,
poliéteres de glicidilo a base de sorbitol, diéster glicidílico de
polietilen glicol o triacrilato de trimetilolpropano en un intervalo
de dosis comprendido entre 0,01 y 20% en peso de poliácido
\gamma-glutámico (\gamma-PGA,
forma H), \gamma-poliglutamato en forma Na^{+},
\gamma-poliglutamato en forma K^{+},
\gamma-poliglutamato en forma NH_{4}^{+},
\gamma-poliglutamato en forma Mg^{++} o
\gamma-poliglutamato en forma Ca^{++}, o una
mezcla de ellos,
para la fabricación de un medicamento, un
producto alimenticio, un alimento funcional, un nutracéutico, o un
suplemento para la dieta para su uso en la mejora de la solubilidad
in vivo o la biodisponibilidad in vivo de magnesio o
calcio.
8. Uso según la reivindicación 7, sirviendo el
medicamento, producto de alimentación, alimento funcional,
nutracéutico o suplemento para la dieta para favorecer la absorción
del calcio en el intestino de un animal.
9. Uso según la reivindicación 7, sirviendo el
medicamento, producto de alimentación, alimento funcional,
nutracéutico o suplemento para la dieta para el tratamiento,
prevención, retraso o reducción del progreso de la osteoporosis,
reducción de la pérdida del calcio, mantenimiento de la resistencia
del hueso o mejora del crecimiento o la salud.
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