JP2023530485A - 運動なしで、筋量、筋力および筋機能を改善するためのβ－ヒドロキシ－β－メチルブチレート（ＨＭＢ）の組成物および使用法 - Google Patents

Abstract

本発明は、運動トレーニングプログラムに従事していない個体においてさえ、筋力および身体機能性を増進させるための、ビタミンＤを伴うまたは伴わないβ－ヒドロキシ－β－メチル酪酸（ＨＭＢ）の組成物であって、筋力および身体機能性における増進が運動とともに見られるものと類似である、前記組成物を含む。

Description

発明の背景
本出願は、２０２０年６月１７日出願の米国仮特許出願第６３／０４０，２４１号の利益を請求し、そして米国仮特許出願第６３／０４０，２４１号を本明細書に援用する。

１．分野
本発明は、β－ヒドロキシ－β－メチルブチレート（ＨＭＢ）およびビタミンＤを含む組成物、ならびにＨＭＢおよびビタミンＤの組成物を用いて、運動していないヒトにおいて、筋量、筋力、または筋機能性を改善する方法に関する。本発明は、ＨＭＢの組成物を用いて、ビタミンＤが十分であり、運動していないヒトにおいて、筋量、筋力、または筋機能性を改善する方法をさらに含む。

２．背景
除脂肪体重（ＬＢＭ）は、４０歳以後、１０年あたり約８％の率で減少し、そして７０歳以後では、１０年あたり約１５％まで加速する。除脂肪体重の減少は、典型的には、筋量の損失を反映し、そしてこれには、筋力および身体機能の減少が付随する。これらの損失は、高齢者には深刻で広範囲の影響を有する。除脂肪体重および筋力は、自立性の喪失、転倒リスク、疾病率、および死亡率と逆に関連する。したがって、加齢性の筋量および筋機能損失を減弱させると、健康状態および生活の質を改善する大きな潜在能力がある。

加齢性筋損失を遅延させるいくつかの戦略が提唱されてきているが、今日までに、一貫して有効であることが示されたのは、単独のまたは栄養介入と組み合わせた筋力トレーニングのみであった。しかし、栄養介入単独は、一般的に、食物摂取制限または過剰な栄養不良の場合にのみ有効である。タンパク質摂取不足（１日あたり１ｋｇあたり０．８ｇの推奨１日許容量［ＲＤＡ］未満）は、ＬＢＭおよび身体能力の減少と関連する。タンパク質不足は比較的少数の高齢者（～１０％）に影響を及ぼす一方、ＲＤＡを超えるようにタンパク質摂取を増加させると、筋量は増加するが、筋力または全体の身体機能は改善しない。同様に、主にタンパク質同化剤を用いる薬理学的介入は、より有力ではなく、ある研究では利益を示し、そして他の研究では不都合な転帰を示した。さらに、タンパク質同化ホルモンの使用は、一般集団において、その有用性を限定する、有意な疾病率と関連付けられてきている。

ＨＭＢ
ロイシン代謝の唯一の産物は、ケトイソカプロエート（ＫＩＣ）である。ＫＩＣ代謝の少量の産物は、β－ヒドロキシ－β－メチルブチレート（ＨＭＢ）である。ＨＭＢは多様な適用の背景内で有用であることが見出されてきている。特に、米国特許第５，３６０，６１３号（Ｎｉｓｓｅｎ）において、ＨＭＢは総コレステロールおよび低密度リポタンパク質コレステロールの血中レベルを減少させるために有用であると記載される。米国特許第５，３４８，９７９号（Ｎｉｓｓｅｎら）において、ＨＭＢは、ヒトにおいて窒素保持を促進するために有用と記載される。米国特許第５，０２８，４４０号（Ｎｉｓｓｅｎ）は、動物における除脂肪組織発展を増加させるためのＨＭＢの有用性を論じる。また、米国特許第４，９９２，４７０号（Ｎｉｓｓｅｎ）において、ＨＭＢは、哺乳動物の免疫反応を増進させる際に有効であると記載される。米国特許第６，０３１，０００号（Ｎｉｓｓｅｎら）は、疾患関連消耗を治療するためのＨＭＢおよび少なくとも１つのアミノ酸の使用を記載する。

ＨＭＢは、単独でまたは他のアミノ酸と組み合わされて、若いアスリートにおいて、筋力および筋機能を回復させるための有効なサプリメントであることが以前、観察されてきている。さらに、２つのアミノ酸、グルタミンおよびリジンと組み合わされたＨＭＢは、高齢者において、筋量を増加させる際に有効であることが観察されてきている。

ＨＭＢは、高齢者および若年成人において、筋量、筋力、筋機能、およびタンパク質動態に有益な影響を有することが示されてきている。Ｂａｉｅｒらによる１年間の研究において、ＨＭＢ／Ａｒｇ／Ｌｙｓの毎日の補充は、補充を受けた高齢者において、ＬＢＭを有意に改善させたが、筋力または筋機能には改善を示さなかった。

ＨＭＢは、アミノ酸ロイシンの活性代謝産物である。タンパク質分解を抑制するためのＨＭＢの使用は、ロイシンがタンパク質温存特性を有するという観察から生じている（１～４）。必須アミノ酸ロイシンは、タンパク質合成に使用されるか、またはアミノ基転移されてα－ケト酸（α－ケトイソカプロエート、ＫＩＣ）になるかいずれかでありうる（１、３）。１つの経路において、ＫＩＣは、ＨＭＢに酸化されうる。ロイシン酸化のおよそ５％は、第二経路を通じて進行する（５）。ＨＭＢは、筋量および筋力増進においてロイシンより優れている。ＨＭＢの最適な効果は、１日あたり３．０グラム、または１日あたり０．３８ｇ／体重ｋｇで達成されうる一方、ロイシンの最適効果は、１日あたり３０．０グラムより多くを必要とする（３）。

ひとたび産生されるかまたは摂取されると、ＨＭＢは２つの運命を有するようである。第一の運命は、尿への単純な排出である。ＨＭＢが供給されたのち、尿濃度は増加し、尿へのＨＭＢのおよそ２０～５０％の損失を生じる（４、６）。別の運命は、ＨＭＢのＨＭＢ－ＣｏＡへの活性化に関する（７～１６）。ひとたびＨＭＢ－ＣｏＡに変換されると、さらなる代謝、ＨＭＢ－ＣｏＡからＭＣ－ＣｏＡへの脱水、またはＨＭＢ－ＣｏＡからＨＭＧ－ＣｏＡへの直接変換のいずれかが起こる可能性があり（１７）、これは細胞内コレステロール合成の基質を提供する。いくつかの研究により、ＨＭＢがコレステロール合成経路に取り込まれ（１２、１６、１８～２０）、そして損傷を受けた細胞膜の再生に用いられる新規細胞膜の供給源になりうる（３）ことが示されてきている。ヒトの研究によって、血漿ＣＣＰＫ（クレアチンホスホキナーゼ）の上昇によって測定される、激しい運動後の筋損傷は、最初の４８時間以内のＨＭＢの補充によって減少することが示されてきている。ＨＭＢの保護効果は、連続した毎日の使用で、最大３週間まで続く（２１～２３）。

単離ラット筋におけるｉｎ ｖｉｔｒｏ研究によって、ＨＭＢは、特にストレス期間中、筋タンパク質分解の強力な阻害剤である（２４）ことが示される。これらの知見は、ヒトにおいて確認されており；例えば、ＨＭＢは、筋力トレーニングに従事している被験体において、筋タンパク質分解を阻害する（４）。結果は多くの研究において再現されてきている（２５）（２１～２３、２６～２８）。

ＨＭＢがタンパク質分解を減少させ、そしてタンパク質合成を増加させる分子機構が、最近報告されてきている（２９～３１、３１～３３）。ＭＡＣ１６悪液質誘導性腫瘍を所持するマウスにおいて、ＨＭＢは、ユビキチン－プロテアソーム経路の重要な活性化因子を下方制御することによって、タンパク質分解を減弱させた（３０）。さらに、ＨＭＢは、ネズミ筋管において、タンパク質分解誘導因子（ＰＩＦ）活性化を減弱させ、そしてユビキチン－プロテアソーム経路の遺伝子発現を増加させ、それによってタンパク質分解を減少させた（３１）。ＰＩＦは、ネズミ筋管におけるタンパク質合成を５０％阻害し、そしてＨＭＢはタンパク質合成のこの抑制を減弱させる（２９）。Ｅｌｅｙらは、ＨＭＢが、ｄｓＲＮＡ依存性プロテインキナーゼ（ＰＫＲ）に対する影響を通じた真核生物翻訳開始因子２（ｅＩＦ２）リン酸化の下方制御、およびラパマイシン／７０ｋＤａリボソームＳ６キナーゼ経路の哺乳動物ターゲット（ｍＴＯＲ／ｐ７０^Ｓ６ｋ）経路の上方制御を含む、いくつかの機構によって、タンパク質合成を増加させることを立証した。最終結果は、４Ｅ結合タンパク質（４Ｅ－ＢＰ１）のリン酸化増加および活性ｅＩＦ４Ｇ－ｅＩＦ４Ｅ複合体の増加である。ロイシンは、これらの機構の多くをＨＭＢと共有するが、ＨＭＢは、タンパク質合成刺激において、より強力であるようである（２９）。

ＨＭＢはまた、リポ多糖（ＬＰＳ）、腫瘍壊死因子α／インターフェロンγ（ＴＮＦ－α／ＩＦＮ－γ）、およびアンギオテンシンＩＩ（Ａｎｇ ＩＩ）などの他の異化因子の効果を仲介する共通の経路を減弱することによっても、タンパク質合成を増加させうる（３２、３３）。ＨＭＢは、カスパーゼ－３および－８の活性化を減弱させ、そして続いて、ｐ３８マイトジェン活性化プロテインキナーゼ（ｐ３８ＭＡＰＫ）の下方制御によってＰＫＲの活性化および活性酸素種（ＲＯＳ）形成を減弱させることによって作用する。ＲＯＳ形成増加は、ユビキチン－プロテアソーム経路を通じてタンパク質分解を誘導することが知られる。ＨＭＢは、この減弱を、ＰＫＲ自己リン酸化およびそれに続くｅＩＦ２αのリン酸化を通じて、そして部分的にｍＴＯＲ経路の活性化を通じて達成する。

多くの研究によって、ＨＭＢの有効用量は、ＣａＨＭＢとして１日あたり３．０グラム（～３８ｍｇ／ｋｇ体重・日^－１）であることが示されてきている。この投薬量は、筋力トレーニングと関連する筋量および筋力獲得を増加させる一方、激しい運動に関連する筋損傷を最小限にする（３４）（４、２３、２６）。ＨＭＢは安全性に関して試験されてきており、健康な若年成人または高齢者において、いかなる副作用も示していない（３５～３７）。Ｌ－アルギニンおよびＬ－グルタミンと組み合わされたＨＭＢはまた、ＡＩＤＳおよび癌患者に補充された際、安全であることも示されてきている（３８）。

ヒトにおける研究はまた、１日あたり３グラムのＣａＨＭＢにアミノ酸を加えた食餌補充が、癌およびＡＩＤＳなどの多様な状態において、筋量損失を減弱させることも示してきている（３、４、２６、３４、３９、４０）。ウェートトレーニングを伴い、除脂肪体重および筋力を増加させるサプリメントのメタ分析によって、ＨＭＢが、運動を伴い、除脂肪体重および筋力を増加させるわずか２つの食餌サプリメントの１つであることが示された（３４）。より近年には、ＨＭＢ、ならびにアミノ酸アルギニンおよびリジンが、１年に渡る研究で、運動していない高齢者集団において、除脂肪体重を増加させることが示された。

ビタミンＤ
ビタミンＤは、古典的に、カルシウムおよびリン代謝、ならびに骨強度と関連付けられてきている。最近まで、適切なビタミンＤレベルは、ビタミンＤ欠乏疾患であるクル病を用いて定義されてきた。１，２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３は、ビタミンＤの活性代謝産物である一方、広く認められるビタミンＤ状態の測定値は、血清（血液）循環２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３である。１０～１５ｎｇの間の２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３／ｍＬの循環血液レベルは、幼児においてクル病を引き起こし、そしてビタミンＤの欠乏レベルと認められてきている。ビタミンＤは、適切な日光曝露でヒトによって合成されうるか、または食餌を通じて、そして食餌へのサプリメントを通じて得られうる。多くの要因が体内で見られるビタミンＤの量および有効性に影響を及ぼす。これらの要因には、食餌摂取、日光曝露、ビタミンＤ受容体数（ＶＤＲ）、コレカルシフェロールから２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３への変換率および最後に２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３から１，２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３への変換が含まれる。

北緯地域（ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｌａｔｉｔｕｄｅｓ）（米国の大部分）における集団の大部分は、冬季は太陽の紫外線Ｂが地球に到達しないため、日光曝露にかかわらず、冬季にはビタミンＤを産生せず、そしてしたがってビタミンＤの唯一の供給源は食餌である（４２）。２５ヒドロキシル化は肝臓で起こり、そして１ヒドロキシル化は主に腎臓で起こるため、これらの２つの臓器は、ビタミンＤの循環レベルの決定に大きな役割を果たしており、そしてこれらの臓器の機能性およびしたがってビタミンＤ状態は、年齢とともに減少する傾向がある（４２）。

最近の概説において、Ｈｏｌｉｃｋは、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）レベルが横ばいになる前に、２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３の循環レベルが３０～４０ｎｇ／ｍＬと同程度の高さまで到達していなければならないことを示す研究を詳述している（４３）。他の研究者らは、２０から３２ｎｇ／ｍＬへの２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３の増加は、腸カルシウム輸送を増加させることを見出している（４４）。これらの基準はどちらも、体内のカルシウム代謝を最適に制御するには、３０ｎｇ／ｍＬまたはそれより多い２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３レベルが必要であることを指摘する。Ｈｅａｎｅｙによる最近の概説は、骨健康およびカルシウム代謝以外のいくつかの側面を考慮に入れた最適な健康のためには、２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３の最適レベルは３２ｎｇ／ｍＬまたはそれより高いと記している（４５）。これらの基準によると、自立した高齢男性および女性の４０～１００％がビタミンＤ欠乏である（４３）。

腎臓における１－アルファ，２５－ビタミンＤヒドロキシラーゼは、ビタミンＤ、１，２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３の循環活性代謝産物の合成の主な供給源と見なされてきている。この酵素の活性は、副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）によって全身レベルで制御される。全身レベルでの１，２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３の制御は、おそらく、一度で、全身組織に関する活性ビタミンの最適レベルを提供するわけではない。比較的最近、組織特異的１－アルファ，２５－ビタミンＤヒドロキシラーゼが同定されており、そしてこの酵素は組織特異的レベルでビタミンＤの自己分泌反応を仲介すると考えられる（４６、４７）。ヒト血管平滑筋は、２５ｎｇ／ｍＬのＫｍで、１－アルファ，２５－ビタミンＤヒドロキシラーゼ活性を有する。これは、この酵素が２５ｎｇ／ｍＬの２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３濃度で、最大半の能力で作用することを意味する（４８）。したがって、血管平滑筋細胞の最適活性ビタミンＤには、＞２５ｎｇ／ｍＬの血清レベルが必要でありうる。

筋力は年齢とともに低下し、そしてビタミンＤの最近特徴づけられた欠乏症状は骨格筋脱力である（４３）。ビタミンＤ欠乏、ならびに筋量および筋力に対するそのホルモン効果（サルコペニア）は高齢者における転倒および骨折のリスク要因として記載されてきている（４９）。筋力の損失は、筋細胞におけるビタミンＤ受容体（ＶＤＲ）の損失と相互に関連付けられてきている（５０）。１日あたり少なくとも８００ＩＵのビタミンＤの補充は、筋細胞におけるＶＤＲの臨床的に有意な増加を生じることが可能であり、これは、他の研究が、このレベルのビタミンＤ補充で体の揺れ、筋力および転倒リスクの改善が見られたことを示している機構の一部でありうる（５１）。ビタミンＤに関連するこの筋脱力は、古典的ビタミンＤ欠乏レベル（＜１５ｎｇ／ｍＬの血中２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３）では驚くべきことではない可能性があるが、Ｂｉｓｃｈｏｆｆ－Ｆｅｒｒａｒｉらによれば、４０ｎｇの２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３／ｍＬまでそしてこれを超える値で、下肢機能の改善が続いて見られ、これらのレベルは、最大利益に必要であると以前考えられていた値よりも十分に高いレベルである（５２）。この観察は、他の研究者によっても確認されており、実際、クル病を防止するために必要な最小ビタミンＤレベルは、最大身体能力を可能にしない（５３）。Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎの最近の論説は、入手可能なすべての文献が、少なくとも３０ｎｇ／ｍＬの２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３レベルが健康および疾患のために最も適していることを示すと言及した（５４）。

正確な機構はなお不明であるが、活性代謝産物、１，２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３およびその前駆体、２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３の両方が、筋肉の正常機能に重要な役割を果たしていることは明らかである。筋肉は、１，２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３のＶＤＲを含有し、これらは核および細胞膜の両方に見られ（５５～５７）、そしてこれらはまた、２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３の非特異的結合にもまた関与する（５８）。１９７０年代に公表されたＨａｄｄａｄおよびＢｉｒｇｅによる研究によって、測定７時間前に、ビタミンＤ欠乏ラットにＤ_３を供給すると、筋細胞タンパク質への^３Ｈ－ロイシン取り込みによって測定した際、タンパク質合成が増加したことが示されている。しかし、筋肉をビタミンＤ欠乏ラットから取り除き、そして研究すると、２５－ＯＨ ＶｉｔＤ_３のみが、筋肉において直接作用する（５８～６０）。

初期臨床的証拠によって、ビタミンＤ欠乏に関連する可逆性ミオパシーが指摘された（６１）。ビタミンＤ受容体は筋組織で発見され、したがって筋機能に対するビタミンＤの効果の直接的証拠が提供された（５１、６２）。ビタミンＤ欠乏の成人における筋生検によって、主にＩＩ型筋線維委縮が示される（６３）。ＩＩ型線維は、転倒防止のためにまず起動されるため、重要である。最近のランダム化対照研究は、高齢脳卒中生存者におけるビタミンＤ_２の１，０００ＩＵの毎日の補充は、平均ＩＩ型線維直径およびＩＩ型線維の割合の増加を生じることを見出した（６４）。血清２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３レベルおよびＩＩ型線維直径の間の相関もまたあった。

ビタミンＤは、ＶＤＲに結合することによってその作用を伝達する。ＶＤＲは、筋芽細胞から筋管への分化の特定の段階で発現される（５５、６５、６６）。２つの異なるＶＤＲが記載されてきている。一方は核に位置し、そして核受容体として作用し、そしてもう一方は細胞膜に位置し、そして細胞性受容体として作用する。ＶＤＲノックアウトマウスは、体重およびサイズ両方の減少、ならびに運動協調機能障害によって特徴づけられる（６７）。核ＶＤＲは、ステロイド－甲状腺ホルモン受容体遺伝子スーパーファミリーに属するリガンド依存性核転写因子である（６８）。Ｂｉｓｃｈｏｆｆら（６９）は、ＶＤＲに関する有意に関連した核内染色を伴う、ヒト筋組織におけるＶＤＲのｉｎ ｓｉｔｕ検出を最初に報告した。１，２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３がその核受容体にひとたび結合すると、これは、ｍＲＮＡ転写およびそれに続くタンパク質合成の変化を引き起こす（７０）。ゲノム経路は、筋カルシウム取り込み、細胞膜を渡るリン酸輸送、リン脂質代謝、ならびに筋細胞増殖および分化に影響を及ぼすことが知られている。１，２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３は、筋小胞体および筋細胞膜において、カルシウムポンプの活性を調節することによって、筋カルシウム取り込みを制御する（６１）。カルシウムレベルの修飾は、筋機能に影響を及ぼす（７１）。ｉｎ ｖｉｔｒｏ実験は、生理学的レベルの１，２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３に曝露された細胞における^４５Ｃａ取り込みの増加を立証することによって、これらの知見を裏付ける（７２）。カルシウム結合タンパク質カルビンディンＤ－９Ｋは、核ＶＤＲの活性化の結果として合成される（６２）。１，２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３は、細胞におけるリン酸取り込みおよび集積を加速させることによって、筋芽細胞におけるリン酸代謝を制御する際に役割を果たす。１，２５ＯＨ_２－ＶｉｔＤ_３は、迅速に、おそらく細胞膜ＶＤＲを通じて作用する（５６、５７）。これらの受容体に結合する間、二次メッセンジャー経路（Ｇ－タンパク質、ｃＡＭＰ、イノシトール三リン酸、アラキドン酸）の活性化（７３～７５）または細胞内タンパク質のリン酸化がある。これらは次に、プロテインキナーゼＣ（ＰＫＣ）を活性化し、筋細胞内へのカルシウムの放出を導き、そして最終的に、Ｃａ－ＡＴＰアーゼによって、筋小胞体内へのＣａの能動輸送を生じる。このプロセスは、筋収縮に重要である。さらに、ＰＫＣは、筋細胞において、タンパク質合成増進にも影響を及ぼす（７６）。最近のデータ（７７）は、１，２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３がマイトジェン活性化プロテインキナーゼ（ＭＡＰＫ）シグナル伝達経路の迅速な活性化を有し、これが次に、筋形成、細胞増殖、分化、またはアポトーシスの開始を実行する細胞内ターゲットへのシグナルを進行させることを示す。

ビタミンＤはまた、タイトジャンクションおよび神経筋接合部の形成および再生も制御しうる。ｉｎ ｖｉｔｒｏ研究は、ビタミンＤがシュワン細胞においてＶＤＲおよび神経増殖因子（ＮＧＦ）の発現を制御することを見出した（７８）。最近の研究は、ビタミンＤが、ラットにおいて、グリア細胞株神経栄養因子（ＧＤＮＦ）を増進させ、そしてこれは神経変性疾患において有益な効果を有しうることを示している（７９）。したがって、ビタミンＤは、細胞機能および神経相互作用のいくつかの機構を通じて作用して、筋力および機能の全体を改善しうる。

筋量を増加させ、そして筋機能および筋力を改善する組成物および方法に関する必要性が存在する。本発明は、こうした筋量の増加ならびに筋力および筋機能の改善を生じるビタミンＤおよびＨＭＢの組み合わせの組成物および使用法を含む。本発明は、加齢による筋量損失を含む、除脂肪筋量の進行性損失を制御するための、ＨＭＢおよびビタミンＤの組み合わせの組成物および使用法を含む。本発明の組成物は、運動していない個体において使用されて、運動で達成されるものと類似の筋機能および筋力に対する効果を達成しうる。高齢者のかなりの割合が、定期的に運動することができないかまたは運動を望まず、そして本発明の組成物の使用は、運動で見られる増進と類似の筋力および筋機能の増進を生じる。さらに、運動していないヒトにおける筋力および筋機能に対する効果は、配合物中の個々のアミノ酸の包含とは関連しない。組成物には、１日あたり個々のアミノ酸０．５ｇ未満が含まれてもよく、そしてなお、筋力および筋機能の改善の効果を達成しうる。

発明の概要
本発明の１つの目的は、運動のみの場合と類似の結果を達成する、運動していない哺乳動物において、筋量、筋力、または筋機能性を増加させるための組成物を提供することである。

本発明の別の目的は、筋肉に対して、運動によって達成されるものと類似の効果を達成する、運動できないかまたは運動を望まないヒトのための、筋量、筋力、または筋機能性を増加させるための組成物を提供することである。

本発明のさらなる目的は、高齢者において、筋量を増加させ、筋力を改善し、そして／または筋機能を改善するために用いられる、ＨＭＢおよびビタミンＤの組成物を提供することである。

本発明の別の目的は、ビタミンＤが十分である、運動していないヒトに、ＨＭＢの組成物を提供して、運動しているヒトによって達成されるものと類似のレベルまで、筋量を増加させ、筋力を改善し、そして／または筋機能を改善することである。

本発明のさらなる目的は、運動していないヒトに、ＨＭＢおよびビタミンＤの組成物を提供して、運動しているヒトによって達成されるものと類似のレベルまで、筋量を増加させ、筋力を改善し、そして／または筋機能を改善することである。

本発明のさらなる目的は、個々のアミノ酸０．５グラム未満を有する、ＨＭＢおよびビタミンＤの組成物を提供して、運動していないヒトにおいて、筋量を増加させ、筋力を改善し、そして／または筋機能を改善することである。

本発明のこれらのおよび他の目的は、以下の説明、図面、および請求項を参照した際、当業者には明らかとなるであろう。

本発明は、以前に遭遇された困難を克服することを意図する。この目的に向けて、ＨＭＢおよびビタミンＤを含む組成物を提供する。該組成物は、筋量、筋力および筋機能性を増加させる必要がある被験体に投与される。すべての方法は、動物に、ビタミンＤを伴いまたは伴わずに、ＨＭＢを投与する工程を含む。

図１はＣＯＮＳＯＲＴフロー図である。 図２は除脂肪体重の変化を示す。 図３は、多数の筋肉群に渡る付加的改善を評価する、複合機能指数に対する補充の効果を示す。 図４は、立ち上がり実行試験の変化に対するＨＭＢ＋ビタミンＤ補充の効果を示す。 図５は、総（右＋左の合計）握力の変化に対するＨＭＢ＋ビタミンＤ補充の効果を示す。 図６は、総（右および左脚の合計）ピークトルクの変化を示す。 図７は、複合下肢強度指数の変化を示す。 図８は、複合機能指数の変化に対するＨＭＢ＋Ｄ補充の効果の治療企図分析を示す。 図９は、複合下肢強度指数の変化に対するＨＭＢ＋Ｄ補充の効果の治療企図分析を示す。

本発明は、相乗的効果を有し、そして筋力および機能全体を改善する、ＨＭＢおよびビタミンＤの組み合わせを含む。ＨＭＢおよびビタミンＤの組み合わせは、筋量、筋機能および筋力全体の有意な増進を生じる。この組み合わせを、筋量、筋機能および筋力全体の増進を求める、すべての年齢群で使用してもよい。以下の方法は、運動していない動物においても、筋量、筋機能および筋力全体の増加を記載し、そして示し、そして運動していない動物における筋量、筋機能および筋力に対する効果は、筋量、筋機能および筋力に対する運動の効果と類似である。

本発明は、ＨＭＢおよびビタミンＤの組み合わせを含む。哺乳動物が、少なくとも約２５ｎｇ／ｍｌの、２６ｎｇ／ｍｌ、２７ｎｇ／ｍｌ、２８ｎｇ／ｍｌ、２９ｎｇ／ｍｌ、３０ｎｇ／ｍｌ、３１ｎｇ／ｍｌおよびそれより高いレベルを含む、ビタミンＤ血清レベルを有する場合に、筋量を増加させ、そして筋機能および／または筋力を改善するためのＨＭＢの最適有効性が生じることが、予期せぬことにそして驚くべきことに発見されているように、ビタミンＤは、ＨＭＢとともに投与されて、ＨＭＢの有効性を最適にする。

１つの特異的使用において、ＨＭＢおよびビタミンＤは、年長または高齢集団におけるものである。高齢集団のかなりの割合が、潜在的に有意に関連する疾病率を伴い、転倒のリスクを持つと現在推定される。ＨＭＢおよびビタミンＤの組み合わせは、筋量、筋力および筋機能を特にターゲティングし、そしてその結果、健康状態、生活の質の改善、そして特にこのグループでの転倒および外傷の減少を生じうる。本明細書に記載される、限定されるわけではないが握力試験、タイムゲットアップアンドゴー（ｔｉｍｅｄ ｇｅｔ ｕｐ ａｎｄ ｇｏ）試験ならびに立ち上がり（ｇｅｔ ｕｐ）試験を含む、筋力および機能性試験および指数は、日常活動、例えば階段上りおよび食料雑貨類の運搬を実行する能力を含めて、生活の質の改善と相関する。筋機能および／または筋力改善は、エネルギー増加を生じる。

より若年の集団もまた、部分的に、ビタミンＤ欠乏の蔓延のため、ＨＭＢおよびビタミンＤ投与から利益を得る。女性はビタミンＤ欠乏になりやすいため、女性もまた、ＨＭＢおよびビタミンＤの投与から利益を得る。

新生児および１２か月までの小児は、ＨＭＢおよびビタミンＤの投与から利益を受けうる。乳児用粉ミルクはビタミンＤが強化されており、そして米国小児科学会（ＡＡＰ）は、すべての乳児、小児および青年は、このビタミンの欠乏から生じる合併症を防止するため、サプリメント、粉ミルクまたは牛乳を通じて十分なビタミンＤを摂取するように推奨している。

本発明は、ＨＭＢおよびビタミンＤを含む組成物を提供する。該組成物は、筋量、筋力または筋機能全体を改善する必要がある動物に投与される。本明細書において、筋機能には、筋能力、筋力、身体能力および身体機能性が含まれる。

ＨＭＢおよびビタミンＤの組成物は、任意の適切な方式で動物に投与される。許容されうる型には、限定されるわけではないが、固形、例えば錠剤またはカプセル、および液体、例えば経腸または静脈内溶液が含まれる。また、該組成物は、任意の薬学的に許容されうるキャリアーを利用して投与されてもよい。薬学的に許容されうるキャリアーは、当該技術分野に周知であり、そしてこうしたキャリアーの例には、多様なデンプンおよび生理食塩水溶液が含まれる。好ましい態様において、組成物は可食型で投与される。

ＨＭＢおよびビタミンＤの組成物には、乳児用粉ミルクおよび全年齢のための栄養ドリンクとして組成物の投与が含まれる。

β－ヒドロキシ－β－メチル酪酸、またはβ－ヒドロキシ－イソ吉草酸は、（ＣＨ_３）_２（ＯＨ）ＣＣＨ_２ＣＯＯＨとして、その遊離酸型で示されてもよい。用語「ＨＭＢ」は、遊離酸および塩型の両方の前述の化学式を有する化合物、ならびにその誘導体を指す。本発明の背景内で、任意の型のＨＭＢを用いてもよい一方、好ましくは、ＨＭＢは、遊離酸、塩、エステル、およびラクトンを含む群より選択される。ＨＭＢエステルには、メチルおよびエチルエステルが含まれる。ＨＭＢラクトンには、イソバレリルラクトンが含まれる。ＨＭＢ塩には、ナトリウム塩、カリウム塩、クロム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルカリ金属塩、および土類金属塩が含まれる。

ＨＭＢおよびその誘導体を産生するための方法は、当該技術分野に周知である。例えば、ＨＭＢは、ジアセトンアルコールの酸化によって合成されてもよい。１つの適切な方法は、Ｃｏｆｆｍａｎら， Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ． ８０： ２８８２－２８８７（１９５８）によって記載される。該文献に記載されるように、ＨＭＢは、ジアセトンアルコールのアルカリ性次亜塩素酸ナトリウム酸化によって合成される。産物を遊離酸型で回収し、これを塩に変換してもよい。例えば、ＨＭＢはＣｏｆｆｍａｎらのものと類似の方法によって、カルシウム塩として調製されてもよく、ここで、ＨＭＢの遊離酸を水酸化カルシウムで中和し、そして水性エタノール溶液からの結晶化によって回収する。ＨＭＢのカルシウム塩は、Ｍｅｔａｂｏｌｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、アイオワ州エームズより商業的に入手可能である。

ＣａＨＭＢは、歴史的に、ＨＭＢの好ましい送達型であった。以前は、ＨＭＢの遊離酸型の広範な試験および商業利用の両方に多くの障害が存在し、そして薬物動態学的観点からは２つの型の間に相違がないと考えられたため、ＨＭＢの商業的供給源としてカルシウム塩が採用された。近年まで、食餌サプリメントのパッキングおよび特に流通は、粉末型の栄養素の取り扱いにより適しており、そしてしたがってＨＭＢのカルシウム塩が広く認められていた。ＨＭＢ－酸は液体であり、そして送達するかまたは製品に取り込むのがはるかにより困難である。

現在、ＨＭＢの製造プロセスは、ＨＭＢ遊離酸の経口摂取を可能にする純度で、ＨＭＢ遊離酸を産生することを可能にしている。経口摂取に十分に純粋な商業的供給源があることに加えて、ＨＭＢ－酸は、経口摂取のために緩衝される必要があり、このプロセスは、ＨＭＢ－酸の以前の使用を不可能にしていた上に列挙する要因のため、最近になってようやく解明された。

ＣａＨＭＢの摂取は、カルシウム塩型からのＨＭＢのかなり迅速な解離を生じると仮定された。しかし、最近の研究および対応する特許出願（米国出願公報第２０１２００５３２４０号）は、遊離酸型のＨＭＢが、ＣａＨＭＢ摂取に比較した際、かなりユニークな薬物動態学的効果を有することを示してきている。ＨＭＢ遊離酸（ＨＭＢ－酸とも称される）の使用は、組織に対するＨＭＢ利用可能性を改善し、そしてしたがって、ＣａＨＭＢの投与よりも、ＨＭＢを組織に到達させる、より迅速でそして効率的な方法を提供する。

ビタミンＤは、任意の型で組成物中に存在する。好ましい態様において、ビタミンＤ_３（コレカルシフェロール）が投与されるが、本発明はビタミンＤの型に限定されない。ビタミンＤ_３は、哺乳動物に関するビタミンＤの合成されそして好ましい型であるが、哺乳動物はまた、補助的ビタミンＤ_２も使用しうる。ビタミンＤ_２はビタミンＤ_３よりより強力ではない可能性もあり、したがって、２５－ＯＨ ＶｉｔＤ_２の血中レベルを上昇させるためには、さらなるＤ_２が必要となりうる。

組成物を可食型で経口投与する場合、組成物は、好ましくは、食品または薬学的媒体の形であり、より好ましくは食品の形である。組成物を含む任意の適切な食品を、本発明の背景内で利用してもよい。組成物を食品として調製するため、組成物は、通常、組成物が食品中に実質的に均一に分配されるように、適切な食品とブレンドされる。あるいは、組成物は、液体、例えば水に溶解されてもよい。組成物はエマルジョン、例えばタンパク質、脂肪、ビタミン、および／またはミネラル等を含有する液体またはスラリー内に取り込まれてもよい。組成物はまた、タンパク質、脂肪、ビタミン、および／またはミネラル等を含有する実質的に透明な液体内に取り込まれてもよい。組成物は、粉末、錠剤、ジェルキャップ、カプセル等であってもよい。組成物を含む任意の適切な薬学的媒体を本発明の背景内で利用してもよいが、好ましくは、組成物は、適切な薬学的キャリアー、例えばデキストロースまたはスクロースとブレンドされ、そして続いて上述のように錠剤化（ｔａｂｕｌａｔｅｄ）または被包される。

さらに、組成物は、任意の適切な方式で静脈内投与されてもよい。静脈内注入を通じた投与のため、組成物は、好ましくは水溶性非毒性型である。静脈内投与は、静脈内（ＩＶ）療法を受けている入院患者に特に適している。例えば、患者に投与されているＩＶ溶液（例えば生理食塩水またはグルコース溶液）に、組成物を溶解してもよい。また、アミノ酸および／または脂質を含んでもよい栄養ＩＶ溶液に、組成物を添加してもよい。静脈内投与される組成物の量は、経口投与に用いられるレベルと同様であってもよい。静脈内注入は、経口投与よりも、より制御され、そして正確でありうる。

組成物を投与する頻度を計算する方法は、当該技術分野に周知であり、そして本発明の背景内で任意の適切な投与頻度（例えば１日あたり１回の６ｇ用量または１日あたり２回の３ｇ用量）を用いてもよく、そしてこれは任意の適切な期間に渡っていてもよい（例えば単一用量を５分間の期間または１時間の期間に渡って投与してもよいし、あるいは多数回用量を８週間の期間に渡って投与してもよい）。ＨＭＢおよびビタミンＤの組み合わせは、長期間、例えば数か月または数年に渡って投与されてもよい。

一般の当業者には、請求される方法を実行するために、ＨＭＢおよびビタミンＤが同じ組成物中で投与される必要はないことが理解されるであろう。言い換えると、請求される方法を実行するために、ビタミンＤおよびＨＭＢの別個のカプセル、丸剤、混合物等を被験体に投与してもよい。

ＨＭＢの任意の適切な用量を、本発明の背景内で用いてもよい。適切な用量を計算する方法は、当該技術分野に周知である。ＨＭＢの投薬量は、Ｃａ－ＨＭＢの対応するモル量に関して表されてもよい。ＨＭＢが経口でまたは静脈内に投与されてもよい投薬範囲は、２４時間あたり、体重キログラムあたり、０．０１～０．２グラムＨＭＢ（Ｃａ－ＨＭＢ）の範囲内である。成人に関しては、約１００～２００ポンドの体重と仮定して、ＨＭＢの経口または静脈内投薬量（Ｃａ－ＨＭＢ基準）は、２４時間あたり、被験体あたり、０．５～３０グラムの範囲であってもよい。

組成物中のビタミンＤの量は、以下の実施例が、血流中のビタミンＤが不適切なレベルである個体において、５００ＩＵが有効量の下限閾値であることを示すため、５００ＩＵより高い範囲内のビタミンＤの量を選択してもよいが、毒性であるほど多くてはならない。実施例は５００ＩＵの閾値を示すが、ある個体では、血中ビタミンＤレベルを適切な量に上昇させるために、より低い量、例えば４００ＩＵが適切である可能性もある。別の態様において、組成物中のビタミンＤの量は、４００ＩＵより多い範囲内のビタミンＤの量より選択されてもよいが、毒性であるほど多いビタミンＤであってはならない。ビタミンＤの毒性レベルは、個人に特異的な量であり、そして個人のビタミンＤ血中レベルに応じる。例えば、ビタミンＤの１００，０００ＩＵの投与は、健康な個体には毒性でありうるが、クル病を患っている個体には毒性ではない可能性もある。当業者は、個体に関する毒性レベルを認識するであろう。さらに、組成物には、少なくともおよそ２５ｎｇ／ｍｌまで、ビタミンＤの血中レベルを上昇させるために十分な量のビタミンＤが含まれてもよい。

好ましい態様において、組成物は、カルシウム塩型のＨＭＢ、および２５－ＯＨ ＶｉｔＤ_３の型のビタミンＤを含む。好ましくは、本発明にしたがった組成物は、約０．５ｇ～約３０ｇの量のＨＭＢ、および５００ＩＵより多いが、毒性であるために十分に高い量ではないビタミンＤを含む。本発明にしたがったビタミンＤの１つの範囲は、およそ１０００ＩＵ～およそ４０００ＩＵである。例えば、１００１ＩＵ、１００２ＩＵ、１００３ＩＵ、・・・１９９５ＩＵ、１９９６ＩＵ、１９９７ＩＵ、１９９８ＩＵ、１９９９ＩＵ、２０００ＩＵ、２００１ＩＵ、２００２ＩＵ、２００３ＩＵ、２００４ＩＵ、２００５ＩＵ、・・・３９９７ＩＵ、３９９８ＩＵ、３９９９ＩＵ、およびおよそ１０００ＩＵ～４０００ＩＵの間のすべての数値、そして別に言及されない数値であってもよい。

別の例において、本発明にしたがったビタミンＤの範囲は、およそ４００ＩＵ～およそ１００，０００ＩＵである。特定の個体にルーチンに投与するために適切なビタミンＤの特定の量は多様である。健康な個体は、特定の疾患状態を持つ個体よりも少ない量のビタミンＤでの補充を必要とする可能性が高い。例えば、いくつかの状況では、クル病の患者に毎日１００，０００ＩＵの量のビタミンＤを投与することが適切であろう。当業者は、毒性を引き起こすことなく、特定の個体に投与すべきビタミンＤの量を容易に決定可能である。

本発明で用いられるビタミンＤの量は、個体のビタミンＤ状態に応じる。ある個体では、およそ２５ｎｇ／ｍｌの血清血液レベルを達成するために、およそ４００～５００ＩＵのビタミンＤがあればよい。他の個体では、２，０００、４，０００、またはさらに１００，０００ＩＵのビタミンＤが必要とされうる。例えば、４００ＩＵ、４０１ＩＵ、４０５ＩＵ、４５０ＩＵ、５００ＩＵ、５５０ＩＵ、１０００ＩＵ、１００１ＩＵ、２０００ＩＵ、５０００ＩＵ、１０，０００ＩＵ、２０，０００ＩＵ、５０，０００ＩＵ、７５，０００ＩＵおよび１００，０００ＩＵ、ならびに別に言及されていない４００ＩＵ～１００，０００ＩＵの周囲のおよび間のすべての数値が本発明に含まれる。

米国アカデミー医学研究所食品栄養委員会（Ｔｈｅ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ Ｂｏａｒｄ ａｔ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ｏｆ Ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｃａｄｅｍｉｅｓ）は、ビタミンＤおよび他の栄養素の摂取参照値を発展させてきている。これらの値には、ほぼすべて（９７％～９８％）の健康なヒトの栄養要求を満たすために十分な摂取の平均１日レベルと定義される推奨１日許容量（「ＲＤＡ」）；およびＲＤＡを発展させるには証拠が不十分であり、そして栄養適切性を確実にすると推定されるレベルに設定された適量摂取（「ＡＩ」）が含まれる。ビタミンＤのＲＤＡは、現在、１歳～７０歳の男性および女性に関して、６００ＩＵまたは１５ｍｃｇに設定されている。７０歳を超えるヒトに関しては、ＲＤＡはビタミンＤの８００ＩＵ（２０ｍｃｇ）に設定される。０～１２か月の乳児に関しては、ＡＩは４００ＩＵ（１０ｍｃｇ）と規定されている。

１日必要量（ＤＶ）は米国食品医薬品局（ＦＤＡ）によって規定され、そして食品および食餌サプリメントラベル上で用いられる。ＤＶは、食品およびサプリメントの栄養サービングのどれだけの量が、１日の食餌の総量の背景において提供するかを示唆する。ＤＶは、食品およびサプリメントラベル上に割合として提示される。ビタミンＤの１日必要量は、２，０００カロリーのカロリー摂取に基づいて、成人および４歳またはそれより大きい小児に関して、４００ＩＵである。ビタミンＤの１日必要量は、乳児、４歳未満の小児、ならびに妊娠中および授乳中の女性に関してもまた、４００ＩＵである。

これらの量は、これらの量を摂取している集団の大部分が、十分なビタミンＤレベルを有するように決定されている。Ｈｅａｎｅｙらは、１日あたり４００ＩＵの用量は、血清２５（ＯＨ）Ｄ_３レベルを７．０ｎｍоｌ／Ｌ（または２．８ｎｇ／ｍＬ）上昇させると決定している（９９）。

本発明の１つの例において、用いられるビタミンＤの量は、推奨１日許容量（ＲＤＡ）、適量摂取（ＡＩ）、および／または１日必要量（ＤＶ）に関して表されてもよい。例えば、本発明には、少なくともＲＤＡの推奨１日許容量とほぼ同程度に多い量のＨＭＢおよびビタミンＤの組成物；少なくとも１日必要量とほぼ同程度に多い量のＨＭＢおよびビタミンＤの組成物；ならびに適量摂取とほぼ同程度に多い量のＨＭＢおよびビタミンＤの組成物が含まれる。

本発明にしたがって、ビタミンＤの適切な血清レベルに到達するために必要なビタミンＤの量は、日常的に個人ごとに異なる可能性があり、そして各例の最適な量の決定は、ルーチンの方法によって容易に得られうる。

さらなる態様において、本発明にしたがった組成物は、約０．５ｇ～約３０ｇの量のＨＭＢ、および補充される型に応じて、２５ＯＨ－ＶｉｔＤ_３または２５－ＯＨ ＶｉｔＤ_２の循環血中レベルを少なくとも約２５ｎｇ／ｍｌまで増加させるために十分な量のビタミンＤを含む。

一般的に、筋力、筋機能全体、および筋量全体を改善するために十分なレベルのＨＭＢおよびビタミンＤの量が、有効な期間に渡って、投与される。

本発明は、動物の筋量が増加するように、動物にＨＭＢおよびビタミンＤの組成物を投与する方法を提供する。動物は、運動に従事していてもまたはしていなくてもよい。ＨＭＢおよびビタミンＤの投与と組み合わされた運動は、筋力および筋機能のさらにより大きな改善を生じるが、運動は、筋力および筋機能を改善するために必要ではない。動物の筋量を増加させるために有効な、投与される組成物中のＨＭＢおよびビタミンＤの量は、当該技術分野に周知の方法にしたがって決定されてもよい。１つの態様において、組成物中のＨＭＢの有効量は、約０．５ｇ～約３０ｇであってもよく、そして組成物中のビタミンＤの有効量は、２４時間あたり、約５００ＩＵより大きくてもよい。別の態様において、ＨＭＢの有効量は同じであり、そしてビタミンＤの有効量は、ビタミンＤの血中レベルを少なくとも約２５ｎｇ／ｍｌまで増加させるために十分な量である。

本発明は、動物の筋力が増加するように、ＨＭＢおよびビタミンＤの組成物を動物に投与する方法を提供する。動物は運動に従事していてもまたはしていなくてもよい。動物の筋量を増加させるために有効な、投与される組成物中のＨＭＢおよびビタミンＤの量は、当該技術分野に周知の方法にしたがって決定されてもよい。１つの態様において、組成物中のＨＭＢの有効量は、約０．５ｇ～約３０ｇであってもよく、そして組成物中のビタミンＤの有効量は、２４時間あたり、約５００ＩＵより大きくてもよい。別の態様において、ＨＭＢの有効量は同じであり、そしてビタミンＤの有効量は、ビタミンＤの血中レベルを少なくとも約２５ｎｇ／ｍｌまで増加させるために十分な量である。

本発明はさらに、筋機能を改善するために有効な量のＨＭＢおよびビタミンＤの組成物を投与する方法を含む。動物の筋量を増加させるために有効な、投与される組成物中のＨＭＢおよびビタミンＤの量は、当該技術分野に周知の方法にしたがって決定されてもよい。１つの態様において、組成物中のＨＭＢの有効量は、約０．５ｇ～約３０ｇであってもよく、そして組成物中のビタミンＤの有効量は、約５００ＩＵより大きくてもよい。別の態様において、ＨＭＢの有効量は同じであり、そしてビタミンＤの有効量は、ビタミンＤの血中レベルを少なくとも約２５ｎｇ／ｍｌ、２６ｎｇ／ｍｌ、２７ｎｇ／ｍｌ、２８ｎｇ／ｍｌ、２９ｎｇ／ｍｌ、３０ｎｇ／ｍｌ、３１ｎｇ／ｍｌまで、および／またはそれより高く増加させるために十分な量である。

以下の実施例は、本発明をさらに例示するが、いかなる意味でもその範囲を限定すると見なされてはならない。例えば、投与されるＨＭＢおよびビタミンＤの量、ならびに補充の期間は、実施例に記載されるものに限定されない。特定の実験例に用いられるビタミンＤの量は、１日あたり２０００ＩＵであった。ビタミンＤの血清レベルを少なくともおよそ２５ｎｇ／ｍＬに迅速に上昇させるために、ビタミンＤのこの量を用いたが、本発明はこの量に限定されない。少なくともおよそ３０ｎｇ／Ｌを含めて、少なくとも２５ｎｇ／ｍＬまで血清レベルを上昇させるために十分なビタミンＤの任意の量が、本発明の範囲内である。本発明に含まれるビタミンＤの量には、１日あたり５００ＩＵ、１日あたり２０００ＩＵ、１日あたり４０００ＩＵ、および１日あたり５００ＩＵ～１日あたり４０００ＩＵの間の１日あたりのビタミンＤの任意の量が含まれる。

方法
この１２か月の臨床試験は、ランダム化二重盲検プラセボ対照２ｘ２要因計画を使用した。実験は、カルシウムＨＭＢに加えたビタミンＤ_３（ＨＭＢ＋Ｄ）および対照補充に関して二重盲検であった。参加者は、性別によって階層化され、そしてコンピュータ生成ランダム数を用いて、４つの治療アームの１つに割り当てられた。治療アームは：（ａ）対照＋運動なし；（ｂ）ＨＭＢ＋Ｄ＋運動なし；（ｃ）対照＋運動あり、および（ｄ）ＨＭＢ＋Ｄ＋運動ありからなった。臨床試験は、１２か月に渡る多数回の測定からなった。評価（二重エネルギーＸ線吸収法、ＤＸＡを除く）を、ベースライン、そして再び、３、６、９、および１２か月で行った。

参加者：不十分だが臨床的欠乏ではない２５－ヒドロキシ－ビタミンＤ（２５ＯＨ－Ｄ）レベル（１５～３０ｎｇ／ｍＬの間のベースライン濃度）の≧６０歳の男性および女性を、この研究に採用した。志願者らは、協力者補充リスト、電子メール、郵便、および研究のためのチラシから勧誘された。参加者らは、＜４０ｋｇ／ｍ^２の開始時ＢＭＩを有し、肝臓および腎臓疾患または他の深刻な医学的疾病を持たず、管理されていない高血圧の証拠がなく；骨粗しょう症または＜－２．０の骨密度Ｔスコアまたはカルシウムもしくは骨代謝に影響を及ぼす慢性疾患を持たず；血栓歴および／または抗凝血剤使用を伴わず；週３日の監視された筋力トレーニングプログラムに参加可能であり、そして参加に前向きであり；直近６週間に大きな手術を受けておらず、そして主治医に身体運動に対するいかなる制限も課されていなかった。経過観察時に、参加者が２５ＯＨ－Ｄ＜１２ｎｇ／ｍｌまたはＴスコア＜－２．５を有する場合、参加者は医師に照会され、そして研究からは除かれた。

栄養サプリメント：サプリメントは、非補充（対照）群のプラセボ（乳酸カルシウム）または補充（ＨＭＢ＋Ｄ）群のカルシウムＨＭＢ（３．０ｇ／日）に加えてビタミンＤ_３（２，０００ＩＵ／日）の組み合わせのいずれかからなった。このＨＭＢ投薬戦略（３ｇ／日、２回の用量に分ける）は、高齢者における体組成、ならびに身体能力および機能能力に対するＨＭＢの影響を調べる、以前の研究の大部分で利用されてきている（１９、２０）。１日あたり８００～２０００ＩＵの範囲のビタミンＤ用量は、３か月での３０ｎｇ／ｍｌの最小血清２５ＯＨ－Ｄを達成するために推奨されてきている（２９）。ビタミンＤ_３投薬戦略（２，０００ＩＵ／日、２回の用量に分ける）をこの研究で利用して、２５ＯＨ－Ｄ_３の循環レベルを、ＨＭＢが筋力改善に有効であることが以前示されている（２６）、十分な範囲（３０～１００ｎｇ／ｍｌ）内であるように迅速に増加させた。どちらの栄養補助食品も、同等のサイズ、色、および味のカプセル中に提供され、そしてｃＧＭＰ施設で製造され、そしてＴＳＩ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ（モンタナ州ミゾーラ）で得られた。カプセル中で使用されるカルシウムＨＭＢの純度は、高圧液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）を用いて、製造者によって、９８％より高いと決定された。カプセルのカルシウムＨＭＢおよびビタミンＤ_３濃度は、研究全体で検証された（Ｈｅａｒｔｌａｎｄ Ａｓｓａｙｓ、アイオワ州エームズ）。カプセルを、朝食および夕食とともに１日２回摂取した。どちらのサプリメントも、等量のカルシウム（１０２ｍｇ）、リン（２６ｍｇ）、およびカリウム（４９ｍｇ）を含有した。研究登録前、参加者は、ＨＭＢまたはビタミンＤを含有するいかなるサプリメントもやめるように指示されたが、マルチビタミンは許容され；これは研究期間中、維持された。

運動：中程度の抵抗運動トレーニングプログラムに割り当てられた参加者は、アイオワ州エームズおよびアイオワ州デモインに位置する２つの専門エクササイズスタジオで、週あたり３回、およそ６０分の監視付き筋力トレーニングを行った（３０）。参加者らは、旅行の際または家に閉じ込められている際、スタジオの外で、バンドを用いて運動することを許可された。筋力プログラムは、二頭筋カール、三頭筋伸長、椅子スクワット、ふくらはぎ上昇、足首背屈、肩前面上昇および側面上昇、広背筋プルダウン、チェストプレス、着座ロー、膝屈曲および伸長、ならびに股関節屈曲からなった。参加者は、１５反復までの２セットおよび２０反復までの最終セットを含めて、各運動を３セット完了した。最初に、Ｔｈｅｒａ－Ｂａｎｄ（登録商標）（ジョージア州ダルース）ストレッチコードを運動抵抗に用いた。参加者がよいフォームで２０回の反復を完了可能となったら、抵抗バンドを次の色に変えることによって、抵抗を増加させた。運動間でホップおよび小ジャンプを行った（各セット後に５ホップ、２５ホップに達するまで週あたり５ホップ増加させた）。抵抗バンド運動は、高齢者集団で用いられた際、筋力および機能性を安全に増加させることが示されてきている（３１、３２）。しかし、参加者がＴｈｅｒａ－Ｂａｎｄの使用を超えて筋力を増加させたら、同じ運動を行うため、機械上での筋力トレーニングに移行させた。

利用した運動器具は、商業的に入手可能なケーブル滑車およびプレートが装備された機器であった。運動の反復範囲および回数は、Ｔｈｅｒａ－Ｂａｎｄ（登録商標）期と類似であった一方、装置の使用への移行は、参加者がより大きな抵抗負荷を達成することを可能にした。参加者のセット間の休息時間および毎週の運動セッション数は、Ｔｈｅｒａ－Ｂａｎｄ期と同様に維持した。機械運動の負荷の進行は、米国スポーツ医学会によって設定されたガイドラインにしたがい、これによって、負荷は、参加者が第三のセットで、２０回目の反復を超えて、さらに１～２回反復を達成可能であると感じた場合、２～１０％増加させた（３３）。運動装置の負荷の増加は、参加者によって動かされる負荷スタックへの荷重プレートの追加であった（３３）。また、抵抗の指示および進行の変動を最小限にするため、同じ運動セッションの監視者を利用した。装置期の間の修飾は、椅子スクワットからマシンスレッドレッグプレス、Ｔｈｅｒａ－Ｂａｎｄでの立位片側膝屈曲から着座両側膝屈曲運動へ、そしてオーバーヘッドの片側三頭筋伸長からプルダウン運動を用いた両側三頭筋伸長へと増大した。運動なし群は、研究期間中、抵抗運動を行わないよう指示された。

測定
体重および体組成：一晩絶食後、靴を履かずに体重を測定した。ＤＸＡ（Ｈｏｌｏｇｉｃ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｖ．１２．３）を用いて、０、６および１２か月でのみ、局所体組成（除脂肪および脂肪重量）および骨密度データを評価した。生体インピーダンス分析（ＢＩＡ；ＢＩＡ－１０１Ｓ、ＲＪＬ Ｓｙｓｔｅｍｓ、ミシガン州クリントンタウンシップ）および空気置換プレチスモグラフィ（ＡＤＰ；ＢＯＤ ＰＯＤ（登録商標）、ＬＭＩ、カリフォルニア州コンコード）（３４）を用いて、すべての時点で体組成を測定した。Ｆｌｕｉｄ ＆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ、バージョン３．１ｂ（ＲＪＬ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いてＢＩＡデータを分析し（３５）、そしてＳｉｒｉ等式を用いて、ＡＤＰ計算を行った（３６）。以前の刊行物は、ＡＤＰ、ＢＩＡ、およびＤＸＡ測定間に高い相関を示している（３７）。

筋力：等速性筋力測定によって筋力を評価した。ＢＩＯＤＥＸ等速性筋力測定装置（Ｓｙｓｔｅｍ ３ Ｑｕｉｃｋｓｅｔ、ニューヨーク州シャーリー）を用いて、両側性膝および肘伸長／屈曲ピークトルクを複数の速度で測定した（膝：６０、９０、および１８０°／秒；肘：６０および１２０°／秒）。各運動および速度に関するピークトルク生成もまた独立に分析した。さらに、総複合下肢強度指数を計算して、下肢筋機能全体に対する介入の効果を調べた。下肢強度指数＝（６０°／秒＋９０°／秒＋１８０°／秒での左脚伸長ピークトルク）＋（６０°／秒＋９０°／秒＋１８０°／秒での右脚伸長ピークトルク）＋（６０°／秒＋９０°／秒＋１８０°／秒での左脚屈曲ピークトルク）＋（６０°／秒＋９０°／秒＋１８０°／秒での右脚屈曲ピークトルク）。

身体機能：「タイムアップアンドゴー（Ｔｉｍｅｄ Ｕｐ－ａｎｄ－Ｇｏ）」および「立ち上がり」試験を用いて、身体機能を評価した。「アップアンドゴー」試験では、被験体は、走らずに、可能な限り迅速に、着座位から始めて、立ち上がり、前方に３メートル歩いて、向きを変え、歩いて椅子に戻り、そして座る必要がある（３８）；３回の「アップアンドゴー」トライアルを行い、そして平均時間を記録した。「立ち上がり」試験（３０秒間の座って立つ繰り返し）では、被験体は、３０秒以内に、可能な限り何度も、着座位から立ち上がる必要がある（３８）。ハンドグリップ握力計（Ｌａｆａｙｅｔｔｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏ．、インディアナ州ラファイエット）を用いて、握力を測定した；片側ずつ３回トライアルを完了し、各側の平均を記録し、そして左および右の握力の合計を分析に用いた。複合機能指数を発展させて、多数の筋肉群に渡る付加的な改善を評価し、そしてこの指数は、機能状態の変化しつつある改善を捕捉する経過特性を有する。変化指数（複合機能指数）を、すべての機能測定における変化率の合計として計算した［左握力＋右握力＋立ち上がり＋（－ゲットアップアンドゴー）］。

食餌評価：食品に関する記憶（ｆｏｏｄ ｒｅｃａｌｌｓ）（３日間）を用いて、すべての時点でのビタミンＤおよび栄養摂取を推定した。Ｆｏｏｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（Ｅｓｈａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、オレゴン州セーラム）を用いて記録を分析した。

血液サンプリング：一晩絶食後に収集した血液および尿試料を、基礎化学プロファイル、種類別検査を伴う全血球計数（ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｂｌｏｏｄ ｃｏｕｎｔ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）、ならびにスクリーニング時およびすべての時点での尿検査に関して、ＬａｂＣｏｒｐ（アイオワ州アーバンデール）によって分析した。さらに、Ｈｅａｒｔｌａｎｄ Ａｓｓａｙｓ（アイオワ州エームズ）によって、Ｌｉａｉｓｏｎ ＸＬ自動化化学発光分析装置を用いて、骨アルカリホスファターゼ、２５ＯＨ－ＶｉｔＤ、および副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）の血液レベルを分析した。

アンケート：参加者は、各検査時、健康状態アンケート、生活の質アンケート（ＳＦ－３６ Ｈｅａｌｔｈ Ｓｕｒｖｅｙ）（３９）、および円環効果（Ｃｉｒｃｕｍｐｌｅｘ ｅｆｆｅｃｔ）アンケート（４０）を完了した。各参加者はまた、転倒カレンダーもつけ続けた。

コンプライアンス：参加者の記録、カプセル数を用いて、そして血清２５ＯＨ－ＶｉｔＤ濃度を測定することによって、補充プロトコルに対するコンプライアンスを監視した。

統計：この研究の主な結果は、１２か月に渡る、高齢者集団における、筋機能および筋力の改善であった。本発明者らは、カルシウムＨＭＢおよびビタミンＤ_３の組み合わせ補充がまた、転倒の減少および高齢者の生活の質の改善も導くと仮定した。本発明者らはさらに、これらのサプリメントに中程度の運動措置を加えると、カルシウムＨＭＢおよびビタミンＤ_３の相乗効果が増進されると仮定した。Ｂａｉｅｒらによる研究（１７）由来の後ろ向きデータ分析から、膝筋力データおよびビタミンＤ状態に基づいて、事前の検出力分析（Ｇ－Ｐｏｗｅｒ、ｖ３．０、キール大学、ドイツ）を完了した。検出力分析計算に関し、１２か月研究中、治療群に関して、総脚筋力の３３．９Ｎｍの増加が予期される一方、対照群では、総脚筋力の１０．０Ｎｍの変化が起こることが期待された。検出力分析は、Ｆ検定（ＡＮＯＶＡ：５回の観察および４つの治療群の反復測定）に基づき、α誤差確率は０．０５であり、そして検出力は０．８であり、適切なビタミンＤ状態を伴い、治療あたり、筋力の有意な変化が検出されるには２０人の参加者が必要であると概算された。全プロトコルを終了する被験体が適切な人数であることを確実にするため、本発明者らは３３％の脱落率を仮定し、そして治療あたり４０人の被験体を登録するよう計画した。３、６、９、および／または１２か月で、変化に関して、ＳＡＳ Ｐｒｏｃ ＭｉｘｅｄモデルＡＮＯＶＡ（バージョン９．４、ＳＡＳ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｉｎｃ．、ノースカロライナ州キャリー）を用いて、体組成、機能、および筋力データを分析した。このモデルには、性別、治療、運動、および運動による治療の相互作用が含まれ、そして共変数としての出発値が含まれた。１２か月の研究を完了した被験体のみがパープロトコル分析に含められた。少なくとも６か月、研究を完了した参加者（ｎ＝１２９）が、修飾治療企図分析に含められた。有意な運動による治療の相互作用が観察された場合、事後ｔ検定を行った。この研究の主要な目的は、筋機能および筋力に対するＨＭＢ＋Ｄの効果を評価することであったため、運動あり群および運動なし群内で、ＬＢＭ、筋力および機能試験に対するＨＭＢ＋Ｄ対対照補充の効果を評価するために、あらかじめ計画された対比を用いた。ＳＡＳ Ｐｒｏｃ Ｍｉｘｅｄ反復測定ＡＮＯＶＡを用いて、臨床研究室データを分析した。モデルには、出発値、性別、治療、運動、時間、運動による治療の相互作用、時間による治療の相互作用、時間による運動の相互作用、および時間による運動による治療の相互作用が含まれた。副作用アンケートをカテゴリーデータとして分析し；治療の主効果はＣｏｃｈｒａｎ－Ｍａｎｔｅｌ－Ｈａｅｎｓｚｅｌ検定を用いて決定された。統計有意性は、すべての試験に関して、ｐ＜０．０５と定義された。Ｃｏｈｅｎのｄを用いて、調整平均およびＳＥから、有効サイズを計算した。

結果
総数５９１人の高齢者を本研究のためにスクリーニングした。このうち、２３８人の参加者を登録した。総数１１７人の参加者が研究を完了し、そしてパープロトコル分析に含まれた（図１）。ベースライン参加者特性および機能データを表１に示す。カプセル補充および運動コンプライアンスには群間で相違はなかった。カプセル計数に基づく平均群カプセルコンプライアンスは９６．０±０．４％であり、そして２つの運動群間の平均運動コンプライアンスは、出席した運動セッションおよび報告された自宅運動セッションに基づき、８３．３±０．３％であった。

表１には、ベースライン参加者特性が含まれる：
表１． ベースライン参加者特性^ａ

ＨＭＢ＋Ｄ補充は単独で、６か月の運動なし群内で除脂肪体重に有意な利益を有し（図２）（ＨＭＢ＋Ｄにおける０．４４±０．２７対対照における－０．３３±０．２８、ｐ＜０．０５、ｄ＝０．５５）、これは体躯除脂肪体重の改善に帰せられた（Ｔｒｔ主効果、ｐ＜０．０５）。

機能的結果
複合機能指数を発展させて、多数の筋肉群に渡る付加的改善を評価した［（左握力＋右握力＋立ち上がり＋（－ゲットアップアンドゴー））］。機能指数に対するＨＭＢ＋Ｄ補充の効果は、運動なし群で最も顕著であった。ＨＭＢ＋Ｄ補充は、単独で、３か月での対照群で観察されるよりも、複合機能指数のより大きな増加を生じ（ｐ＝０．０３、ｄ＝０．５８）；図３に示すように、６か月（ｐ＝０．０４、ｄ＝０．７０）および１２か月（ｐ＝０．０４、ｄ＝０．６７）ではさらにより大きな増加が観察された。ＨＭＢ＋Ｄ補充は運動あり群内の機能指数をさらには改善しなかった（図３）。

運動あり群における、機能指数の各成分（立ち上がり、ゲットアップアンドゴー、握力）の検査は、３つの成分に渡る類似のパターンを明らかにした。運動なし補充なし対照群は、一般的にほとんどまたはまったく改善を示さなかった。しかし、ＨＭＢ＋Ｄ補充単独群およびＨＭＢ＋Ｄを伴うまたは伴わない運動群の間で、改善が観察された。

図４は、運動なし群（Ａ）および運動あり群（Ｂ）の高齢者において、立ち上がり試験成績の変化に対するＨＭＢ＋Ｄ補充の効果を示す。３か月でのＨＭＢ＋Ｄ補充の主効果に関する傾向（ｐ＝０．０６５）および１２か月での補充^＊運動相互作用に関する傾向（ｐ＝０．０７）があった。ＨＭＢ＋Ｄ補充は、単独で、運動なし群（Ａ）において、６か月での成績を改善する傾向があり（ｐ＝０．０７１、ｄ＝０．４９）、そして１２か月で成績を有意に改善した（ＨＭＢ＋Ｄにおける４．５±０．９反復の増加対対照における１．７±０．９反復の増加）。運動は、立ち上がり試験成績において、数値的に類似の改善を生じたが、ＨＭＢ＋Ｄ補充は、運動あり群（Ｂ）内で、成績をさらには改善しなかった。^＊群内（運動なしまたはあり）のＨＭＢ＋Ｄおよび対照の間で有意差；あらかじめ計画された対比、ｐ＜０．０５。データを平均±ＳＥとして表す。

図８は、複合機能指数（立ち上がり、ゲットアップアンドゴー、ならびに右および左握力における改善率の合計）の変化に対するＨＭＢ＋Ｄ補充の効果の治療企図分析を示す。６か月のＨＭＢ＋Ｄ補充の有意な治療主効果（ｐ＝０．０２）があった。^＊群内（運動なしまたはあり）のＨＭＢ＋Ｄおよび対照の間で有意差；あらかじめ計画された対比、ｐ＜０．０５。データを平均±ＳＥとして表す。

図９は、複合下肢強度指数［（６０°／秒＋９０°／秒＋１８０°／秒での左脚伸長ピークトルク）＋（６０°／秒＋９０°／秒＋１８０°／秒での右脚伸長ピークトルク）＋（６０°／秒＋９０°／秒＋１８０°／秒での左脚屈曲ピークトルク）＋（６０°／秒＋９０°／秒＋１８０°／秒での右脚屈曲ピークトルク）］の変化に対するＨＭＢ＋Ｄ補充の効果の治療企図分析を示す。

強度結果
運動なし群において、膝伸長ピークトルク（６０°／秒）の改善は、３か月で、ＨＭＢ＋Ｄ補充参加者では、非補充群におけるより、有意により大きかった（それぞれ、１０．９±５．７Ｎｍ対－５．２±５．９Ｎｍ、ｐ＝０．０４）。続く時点での群間の相違は、統計的に有意ではなかったが、対照補充参加者は、脚伸長強度を失い続ける（１２か月で－１０．１±７．４Ｎｍ）一方、ＨＭＢ＋Ｄ補充被験体では、強度はベースラインレベルで維持された。膝伸長ピークトルクに対する運動およびＨＭＢ＋Ｄ補充の組み合わせのさらなる利益はなかった。ＨＭＢ＋Ｄ補充は、膝屈曲ピークトルクに有意に影響を及ぼさなかった。しかし、運動なし群の間で、非補充参加者において、ベースラインから１２か月でピークトルクが減少したことは注目に値する（－３．７１±３．９１Ｎｍ）。運動は、単独でまたはＨＭＢ＋Ｄとの組み合わせのいずれでも、膝屈曲ピークトルクにおいて、類似の改善を示した（運動の主効果、ｐ＜０．０５）。

図５は、運動なし群（Ａ）および運動あり群（Ｂ）の高齢者において、総（右＋左の合計）握力の変化に対するＨＭＢ＋Ｄ補充の効果を示す。握力に対して、治療に関する有意な主効果または相互作用効果はなかったが、１２か月で運動の主効果はあった（ｐ＝０．０３）。治療群間で有意な差はなかったが、運動なし対照群のみは、研究期間中（３、６、および９か月）、握力の負の平均変化を経験した。データを平均±ＳＥで示す。

図６は、９０°／秒での総（右および左脚の合計）ピークトルクの変化を示す。パネルＡ（運動なし）およびＢ（運動あり）は、膝伸長を示し、そしてパネルＣ（運動なし）およびＤ（運動あり）は、膝屈曲を示す。３、６、９、および１２か月の脚屈曲ピークトルクには、運動の主効果があった（ｐ＜０．０５）、データを平均±ＳＥで示す。

ＨＭＢ＋Ｄ補充は、３か月の運動なし群の間で下肢強度指数値を改善する傾向があった（ｐ＝０．１０、ｄ＝０．４５）、この傾向は９か月および１２か月で持続した（それぞれ、ｐ＝０．１０および０．０７）。運動なし群の間では、ＨＭＢ＋Ｄ補充参加者は、１年に渡る研究を通じて、３か月で観察されたものと類似の改善を維持した（０．８２±０．２９）が、対照参加者はベースライン値近くのままだった（０．０４±０．３０、ｄ＝０．５１）（図７）。

これらの例は、ビタミンＤおよびＨＭＢの組み合わせが、筋力および筋機能を改善し、そして筋量を増加させる驚くべき結果を示す。これらの改善および獲得は、運動に従事していないヒトにおいて見られ、そして見られる改善は、運動によって達成されるものと類似である。以前、ＨＭＢ補充が筋量を増加させることが知られていたが、筋力および筋機能における対応する改善は、ＨＭＢ単独では見られなかった。これらの例は、最も典型的には補充を通じて、ビタミンＤの血清レベルが適切なレベルに到達した際、筋力および機能が改善することを示す。以下の実施例に記載され、そして観察される、筋力、筋量の増加、および筋機能の改善は、ＨＭＢおよびビタミンＤが相乗性であることを立証し；ビタミンＤレベルが適切な量に到達すると、適切なビタミンＤレベルを伴わずに投与された際のＨＭＢよりも、ＨＭＢ投与が、より効果的であるかまたはより効率的に働くことを立証する。十分な量のＨＭＢおよびビタミンＤを含有する組成物は、適切な量のビタミンＤもまた含むのではないＨＭＢ含有組成物よりも、より効率的およびより効果的であろう。以下の研究は、筋機能、筋力および筋量に関するような、ＨＭＢの有効性に対するビタミンＤレベルの効果を調べたが、本発明に記載されるようなＨＭＢの有効性改善には、限定されるわけではないが、消耗、加齢、悪液質、および窒素保持に関連する疾患のためのＨＭＢの使用を含めて、ＨＭＢのすべての既知の使用が含まれる。さらに、免疫機能およびコレステロール低下に関連するようなＨＭＢの有効性もまた、本規約（ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）の範囲内である。

ＨＭＢとともに投与されるビタミンＤの量は、ビタミンＤの血液レベルを上昇させるために有効な量でなければならない。この例において、５００ＩＵのビタミンＤは、ビタミンＤの血中レベルを上昇させるために十分ではないことが立証され；しかし、この知見は、この研究の被験体に基づく。上述のように、ビタミンＤの血清レベルを適切な量に上昇させるために必要なビタミンＤの量は、個体のビタミンＤ状態に応じ；いくつかの場合、４００ＩＵのビタミンＤ程度に少ない量が、血中レベルを少なくともおよそ２５ｎｇ／ｍｌまで上昇させるために適切な量である。

１２か月間のＨＭＢおよびビタミンＤの組み合わせ補充は安全であり、そして２５ＯＨ－Ｄの循環レベルを、下半身筋力に対するＨＭＢの有益な効果を支持することが以前示された十分な範囲内（２５～１００ｎｇ／ｍｌ）に増加させた。この研究の主な知見は、健康な高齢者へのＨＭＢおよびビタミンＤの同時補充が、複合機能強度指数を改善することであった。これらの知見は、ビタミンＤが十分である健康な高齢者において、運動していなくても、ＨＭＢ補充が機能性を改善する強力な効果を有することを強調する。さらに、これらの知見は、ＨＭＢの有効性が、高齢者において有効であることが以前示されている栄養補助配合物中にしばしば含まれる追加のアミノ酸からは独立であることを立証する。

骨格筋損失および機能性減少は、加齢の特質であり、そして放置された場合、サルコペニア、ならびに可動性および生活の質に必要な必須の日常機能の損失を生じうる。サルコペニアが、多数の慢性疾患を悪化させ、そしてフレイルを発展させる、普遍的な前触れであることがよく確立されている。この加齢集団における機能性の評価は非常に複雑である可能性があり、そして健康管理専門家にとって最も困難な問題の１つである。身体的フレイルを導く機能状態の損失は、不都合な健康転帰、長期施設入所、および死亡率と関連する。本研究は、１年間の期間に渡る、強度および身体機能の変化を概算する、主な終点に相当する複合機能指数を利用した。この指数は、筋力および／または筋機能に関連する一般的な日常機能における欠損を評価するためにしばしば用いられる、いくつかの試験（立ち上がり試験、ゲットアップアンドゴー試験、および握力試験）を取り込んだ。個々の機能試験の中で、最大の相対改善は立ち上がり試験で観察され、これは一般的な重要な機能（椅子から立ち上がる）を評価し；その成績は、筋強度、筋力、およびバランスを必要とする。エアロビックおよび抵抗運動の両方を含む運動トレーニングは、高齢者において、骨格筋強度および筋量ならびにバランスの改善を生じるという広範な証拠があり；不運なことに、高齢者のかなりの割合が、定期的に運動することができないかまたはこれを望まない。対照的に、栄養介入の証拠は、サルコペニアの存在下または非存在下で、運動と組み合わせた場合であっても、せいぜい中程度である。本発明を支持するデータは、ＨＭＢおよびビタミンＤ両方の補充が、運動していない高齢者において、筋機能の増進に非常に重要であることを立証する。

ＨＭＢ＋Ｄの補充は、円環アンケート上で「高活動」の感情における有意な改善を生じた。本研究における知見は、複合機能指数の改善に関連し、機能保有量（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅｒｖｅ）の増進された状態に相当する。機能保有量のこうした増加は、日常活動（例えば階段を上る、食料雑貨類を運ぶ）の相対努力を減少させ、より活動的な感情を生じるであろう。これらの効果は、運動で見られるもののような、筋機能改善および脳の間の別の潜在的なクロストークに相当し、その結果、抑うつ様症状を減少させることによって、有益な効果を伴う。この正の効果は、神経毒性ＫＹＮを神経保護性のキヌレン酸に変換する酵素、キヌレニンアミノトランスフェラーゼ（ＫＡＴ）の筋発現増進に帰せられている。

補充されているが運動していない高齢者において観察される複合機能指数に対する正の長期効果は、主に、ビタミンＤ充足において完全に達成されるＨＭＢの利益に帰せられている。

この研究は、運動トレーニングプログラムに従事していない個体においても、成人における身体機能性および筋力を増進させる、ＨＭＢおよびビタミンＤの同時補充の利益を示す。ＨＭＢおよびビタミンＤの組み合わせ補充は、運動できないかまたは運動を望まない高齢者のかなりの集団に、ユニークな保護効果を提供する。ＨＭＢおよびビタミンＤの補充は、運動の非存在下であってさえ、筋機能を含む身体能力を改善する。ＨＭＢ＋Ｄの利点は、より低いベースライン機能状態を考慮すると、サルコペニア／プレサルコペニア個体において価値がある。この組み合わせは、ビタミンＤ欠乏症であるものを含めて、リスクがあるものにおいて、サルコペニア発展に対する保護を提供しうる。ビタミンＤ欠乏の高齢者は、サルコペニア発展に極端にさらされ、したがって、ＨＭＢおよびビタミンＤ補充のさらなる効能を提供する。

本研究はまた、ビタミンＤ充足者へのＨＭＢの投与が、運動していないヒトにおいて、運動している個体において見られる改善と類似の度合いまで、筋量、筋力、または筋機能性の改善を生じることも立証する。

前述の例は、ＨＭＢおよびビタミンＤの使用が、筋量を増加させ、そして／または筋力を改善し、そして／または身体（筋肉）機能を改善することを立証する。ビタミンＤにＨＭＢを補充すると、ＨＭＢの効果が最適化され、そして／または最大限になる。血清ビタミンＤレベルを少なくとも２５～３０ｎｇ／ｍｌに上昇させ、そして十分な量で血清レベルを維持するためにビタミンＤを補充する。

前述の説明および図は、本発明の例示的な態様を含む。本明細書記載の前述の態様および方法は、当業者の能力、経験、および好みに基づいて多様でありうる。特定の順序での方法工程の単なる列挙は、方法工程の順序に対するいかなる制限も構成しない。前述の説明および図は、単に、本発明を説明し、そして例示し、そして本発明は、請求項がそのように限定しない限りそれに限定されない。本開示を提供された当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、その修飾および変動を行うことが可能であろう。

引用文献

Claims (21)

1. 筋量を増加させる必要がある運動していないヒトの筋量を増加させる方法であって、前記ヒトに、約０．５ｇ～約３０ｇのβ－ヒドロキシ－β－メチル酪酸（ＨＭＢ）、およびビタミンＤの血中レベルを少なくとも３０ｎｇ／ｍｌに上昇させるために十分な量のビタミンＤの組み合わせを投与する工程を含み、ＨＭＢおよびビタミンＤの前記組み合わせの動物への投与により、前記筋量が、ＨＭＢを消費していない、運動している人によって達成されるものと類似の量で増加する、前記方法。
2. ヒトが運動不能である、請求項１の方法。
3. 前記ＨＭＢがその遊離酸型、その塩、そのエステル、およびそのラクトンからなる群より選択される、請求項１の方法。
4. 前記塩がナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、クロム塩、およびカルシウム塩からなる群より選択される、請求項３の方法。
5. 前記塩がカルシウム塩である、請求項４の方法。
6. 前記ＨＭＢが遊離酸型である、請求項３の方法。
7. 筋力を増加させる必要がある運動していないヒトの筋力を増加させる方法であって、前記ヒトに、約０．５ｇ～約３０ｇのβ－ヒドロキシ－β－メチル酪酸（ＨＭＢ）、およびビタミンＤの血中レベルを少なくとも３０ｎｇ／ｍｌに上昇させるために十分な量のビタミンＤの組み合わせを投与する工程を含み、ＨＭＢおよびビタミンＤの前記組み合わせの動物への投与により、前記筋力が、ＨＭＢを消費していない、運動しているヒトによって達成されるものと類似の量で増加する、前記方法。
8. ヒトが運動不能である、請求項７の方法。
9. 前記ＨＭＢがその遊離酸型、その塩、そのエステル、およびそのラクトンからなる群より選択される、請求項７の方法。
10. 前記塩がナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、クロム塩、およびカルシウム塩からなる群より選択される、請求項９の方法。
11. 前記塩がカルシウム塩である、請求項１０の方法。
12. 前記ＨＭＢが遊離酸型である、請求項９の方法。
13. 筋機能を改善する必要がある運動していないヒトの筋機能を改善する方法であって、前記ヒトに、約０．５ｇ～約３０ｇのβ－ヒドロキシ－β－メチル酪酸（ＨＭＢ）、およびビタミンＤの血中レベルを少なくとも３０ｎｇ／ｍｌに上昇させるために十分な量のビタミンＤの組み合わせを投与する工程を含み、ＨＭＢおよびビタミンＤの前記組み合わせの動物への投与により、前記筋機能が、ＨＭＢを消費していない、運動しているヒトによって達成されるものと類似の量で改善される、前記方法。
14. ヒトが運動不能である、請求項１３の方法。
15. 前記ＨＭＢがその遊離酸型、その塩、そのエステル、およびそのラクトンからなる群より選択される、請求項１３の方法。
16. 前記塩がナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、クロム塩、およびカルシウム塩からなる群より選択される、請求項１５の方法。
17. 前記塩がカルシウム塩である、請求項１６の方法。
18. 前記ＨＭＢが遊離酸型である、請求項１５の方法。
19. 筋量を増加させ、筋力を増加させ、そして／または筋機能を改善する必要がある、運動していない、ビタミンＤが十分であるヒトの筋量を増加させ、筋力を増加させ、そして／または筋機能を改善する方法であって、前記ヒトに、約０．５ｇ～約３０ｇのβ－ヒドロキシ－β－メチル酪酸（ＨＭＢ）を投与する工程を含み、前記ＨＭＢのヒトへの投与により、ＨＭＢを消費していない、運動しているヒトによって達成されるものと類似の量で、前記筋量が増加し、前記筋力が増加し、そして／または前記筋機能が改善される、前記方法。
20. ビタミンＤが十分であるヒトが、少なくとも３０ｎｇ／ｍｌのビタミンＤの血中レベルを有するヒトをさらに含む、請求項１９の方法。
21. 筋量を増加させ、筋力を増加させ、そして／または筋機能を改善する必要がある運動していないヒトの筋量を増加させ、筋力を増加させ、そして／または筋機能を改善する方法であって、前記ヒトに、約０．５ｇ～約３０ｇのβ－ヒドロキシ－β－メチル酪酸（ＨＭＢ）、およびビタミンＤの血中レベルを少なくとも３０ｎｇ／ｍｌに上昇させるために十分な量のビタミンＤの組み合わせを投与する工程を含み、ＨＭＢおよびビタミンＤの前記組み合わせのヒトへの投与により、ＨＭＢを消費していない、運動しているヒトによって達成されるものと類似の量で、前記筋量が増加し、前記筋力が増加し、そして／または前記筋機能が改善される、該組成物が０．５グラム未満の個々のアミノ酸を含有する、前記方法。