JP2801178B2 - Animal feed composition - Google Patents

Animal feed composition

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JP2801178B2
JP2801178B2 JP9116386A JP11638697A JP2801178B2 JP 2801178 B2 JP2801178 B2 JP 2801178B2 JP 9116386 A JP9116386 A JP 9116386A JP 11638697 A JP11638697 A JP 11638697A JP 2801178 B2 JP2801178 B2 JP 2801178B2
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tetracycline
cmt
collagenase
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rats
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エフ.マクナマラ トーマス
エス.ラママーシー ヌンガバラム
エム.ゴルブ ローン
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ザ リサーチ ファンデーション オブ ステート ユニバーシティ オブ ニューヨーク
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【従来の技術】テトラサイクリン(テトラサイクリン誘
導体も含む。以下同様。)は周知の広いスペクトルの抗
生物質であり、また動物の飼料および体重増加を促進す
るための動物飼料への添加剤として使用されている。 【0002】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、改良さ
れた飼料転換および体重増加を促進するための動物飼料
への添加剤としての抗生テトラサイクリンの現行の使用
法は、上記のように目下動物の健康に危険であると考え
られている耐性を有する生物の過剰成長をもたらすとい
う有害な効果を有することが見出されている。即ち、本
発明の目的は、飼料転換および体重増加を促進するため
に使用した場合でも、動物の健康を脅かす耐性生物の過
剰成長をもたらさないテトラサイクリン誘導体を使用し
た動物飼料組成物を提供することである。 【0003】 【課題を解決するための手段】本発明における特定のテ
トラサイクリン誘導体は、飼料転換および体重増加促進
剤として使用した際にも、動物の健康を脅かす耐性生物
の過剰成長をもたらさず、動物の体重増加を促進させる
ことができる。従って、本発明の動物飼料組成物は、改
良された動物栄養剤として使用することができる。 【0004】本発明では、動物飼料に対する添加剤とし
て、デジメチルアミノテトラサイクリンのような特殊な
非抗微生物もしくは抗生テトラサイクリンを使用する。
反すう動物、非反すう動物、および反すう動物と同族の
動物の動物飼料は通常、穀物、蛋白質、アミノ酸、ミネ
ラル、ビタミン、そして例えば防腐剤(抗酸化剤,静菌
剤,静真菌剤)のような添加剤、そして寄生虫や病気に
対して動物を保護することを助ける補強剤からなる。動
物飼料における成分もしくは添加剤としての本発明によ
る特殊なテトラサイクリンの使用の利点はこのような使
用がバクテリアの耐抗生物質種族を生ずる原因になりそ
うにもないということである。動物飼料における本発明
の特殊なタイプのテトラサイクリンの採用の第1の目的
は動物の飼料転換または成長促進を増強することにより
栄養摂取と体重を改良するための抗コラーゲン溶解剤と
してである。本発明の実施において特に有用であるテト
ラサイクリンは、デジメチルアミノテトラサイクリンで
あるが、これに限定されるものではない。動物飼料に採
用される本発明の特殊なテトラサイクリンの濃度もしく
は量に関する例のために、鶏、七面鳥、そしてブロイラ
ーのための家禽類飼料に対しては飼料中に取り入れられ
るテトラサイクリンの量は飼料トン当り約10グラムか
ら約200グラムの範囲であろう。生後約12週間まで
の食肉牛の幼い子牛に対する飼料に関しては、飼料中の
テトラサイクリンの量は1日当り子牛体重のポンド当り
約0.1mgから約1.0mgが飼料の消費の際子牛に
よって取られる量であるべきである。食肉牛に関して
は、飼料中に存在するテトラサイクリンの量はテトラサ
イクリン含有飼料から1日当り約75mg〜約300m
g摂取されるかもしくは消費される量であるべきであ
る。 【0005】 【作用】本発明による特殊なテトラサイクリンを動物飼
料への添加剤として使用した場合には、バクテリアの耐
抗生物質種族を生ずる原因にはならない。したがって耐
性を有する生物の過剰成長はもたらされない。 【0006】 【実施例】 〔テトラサイクリン、ミノサイクリン、およびデジメチ
ルアミノテトラサイクリン(CMT)のストック溶液の
調製〕ミノサイクリン、デジメチルアミノテトラサイク
リン(CMT)およびテトラサイクリンのストック溶液
は水性溶液として調製された。これらの溶液はこれらテ
トラサイクリンの各々の抗バクテリア活性を測定するた
めに用いられるものである。ミノサイクリンはシグマ化
学会社(セントルイス,ミズリー,ロット♯60F−0
048)から得られた。テトラサイクリンはまたシグマ
化学会社(セントルイス,ミズリー,ロット♯103F
−0350)から得られ、そしてデジメチルアミノテト
ラサイクリンはジェー.エイチ.ブース等〔アメリカ化
学会誌第80巻、第1654頁(1958)〕およびジ
ェー.アール.デー.マッコーミック等〔アメリカ化学
会誌第79巻第2849頁(1957)〕の方法によっ
て合成的に調製された。該ストック溶液は該化合物の各
々のミリリットル当り100マイクログラムを含む水性
溶液として調製された。ミノサイクリン、テトラサイク
リン、もしくはデジメチルアミノテトラサイクリンの各
々の10.00mgに対して蒸溜水の10mlが添加さ
れそして該懸濁液が100.0mlの容量フラスコ中に
おいて旋回攪拌された。該化合物の懸濁液の各10ml
に対して1.0N水酸化ナトリウム1.0mlが添加さ
れ各々の化合物の透明な溶液を得た。蒸溜水70mlが
各溶液に添加されそしてpHは1.0N塩酸の適当量の
添加によってpH8.0〜8.3に調節された。各々の
溶液は蒸溜水の添加によって容量フラスコ中で100.
00mlにされた。これら化合物の各々の最終的な濃度
は1mlに対し100マイクログラムであった。該スト
ック溶液はそれらが使用されるまで冷蔵庫に保管され
た。ストック溶液は毎日新しく作られた。 【0007】〔抗微生物活性の喪失の証拠〕 インビトロの証拠:デジメチルアミノテトラサイクリン
(CMT)が抗微生物活性を減小したことを実証するた
めに比較試料が該化合物の各々の最小阻害濃度(MI
C)から作成された。ミノサイクリン、テトラサイクリ
ン、そしてデジメチルアミノテトラサイクリンのMIC
の比較は下記の方法で行われた。3.0mlの無菌脳・
心臓浸漬(BHI)ブロス(DIFCO)が入っている
一連の試験管に対して、適当量のミノサイクリン、デジ
メチルアミノテトラサイクリン、およびテトラサイクリ
ンのストック溶液が添加され表1に示される濃度にされ
た。各試験管はそれから無菌BHIブロスによって最終
容積の4.0mlに調節された。該一連の試験管の各々
はその後37℃で孵置されていたバチルス セレウスの
24時間ブロス培養物の0.1mlを接種された。該試
験管はそれから旋回攪拌されそして37℃で、24時間
孵置された。該試験管はそれから濁度によって測定され
た成長の存在もしくは不存在を判断された。抗微生物活
性に対するこれらの比較評価の結果は表1に記録されて
いる。デジメチルアミノテトラサイクリンがバチルス
セレウスに対して検出可能な抗バクテリア活性を有しな
いということは明白であった。それはテトラサイクリン
よりも100倍以上活性が小さく、そしてミノサイクリ
ンよりも1,000倍以上活性が小さかった。バチルス
セレウスはこれら抗生物質に対して非常に鋭敏である
が故にテトラサイクリン検定のために日常用いられてい
るので試験微生物として用いられた。該微生物はアメリ
カンタイプカルチャーコレクション(ATCC♯117
78)から得られた。 【表1】 【0008】インビボの証拠:通常の動物および糖尿病
に患っている動物はデジメチルアミノテトラサイクリン
のインビボの活性を測定するための比較研究において、
無治療もしくはメトロニダゾールもしくはデジメチルア
ミノテトラサイクリンによって治療されているかのいず
れかであった。本研究においては、ラットの4つの異な
ったグループが用いられた。グループIは正常な口腔内
のフローラを潜在的に有する通常のラットの無治療対照
グループであり、グループIIはストレプトゾシンの投与
によって糖尿病に患っている糖尿ラットの無治療対照グ
ループであり、グループIII はメトロニダゾールにより
経口的に治療された糖尿グループであり、そしてグルー
プIVはデジメチルアミノテトラサイクリンによって経口
的に治療された動物の糖尿グループであった。該実験の
終末において、ラットは犠牲にされそしてサンプルは無
菌カレットによって動物のこれらグループの各々からラ
ットの臼歯の歯肉縁部から採取されそしてブロスに移さ
れそして72時間37℃で孵置された。単離された微生
物メトロニダゾールもしくはデジメチルアミノテトラサ
イクリンのいずれかが投与され、次いでフローラの組成
において大きな変化があるかどうかを測定するために比
較された。歯肉サンプルから得られた微生物の単離およ
び同定の結果は次の通りである。 (1) 無治療通常対照動物は他のいかなるグループにおけ
る動物よりも若干多く微生物の存在を示しそして成長の
量およびバクテリア組成によって容易に同定された。
(2) メトロニダゾールが投与された糖尿動物は他のいか
なるグループよりも歯肉サンプルからの成長が少なくそ
しておもにグラム陽性球菌を有した。(3) 無治療糖尿対
照動物およびデジメチルアミノテトラサイクリンを投与
された糖尿動物は歯肉サンプルから得られた成長量にお
いて、そして各サンプルのバクテリア組成において本質
的に識別不可能であった。これらの結果は表2にまとめ
られる。これらインビボの研究は明らかに予期されたこ
とではあるが、メトロニダゾールはクレバス状のミクロ
フローラにおいてグラム陰性好気性微生物を優先的に抑
制し、一方デジメチルアミノテトラサイクリンもしくは
CMTは抗生テトラサイクリンの効果と対比してクレバ
ス状ミクロフローラに対する検出可能な如何なる影響も
有しないということを示していた。ゴルブ等(歯根膜研
究雑誌第18巻,第516頁,1983)は抗生テトラ
サイクリンがメトロニダゾールについて上記した効果と
同様に糖尿ラットのクレバス状フローラにおけるグラム
陰性嫌気性微生物を抑制することを示した。 【表2】【0009】〔抗コラーゲン溶解酵素活性の証拠〕 インビトロの証拠:哺乳類コラゲナーゼのようにカルシ
ウム依存性メタロプロテアーゼであるバクテリアコラゲ
ナーゼ(C.ヒストリチウムより)はCMTの0.20
もしくは60μg/mlの存在下において〔 3H−メチ
ル〕コラーゲンと共に18時間、27℃で孵置されそし
てその結果は図1に示される。CMTの不存在下におい
て、孵置混合物中のバクテリアコラゲナーゼレベルを1
0〜100ngから増大することは予期されたことでは
あるが、放射能ラベルされたコラーゲン基質(40〜9
0%)の崩壊を増大する。同様なパターンは20μg/
mlのCMTが添加された時に見られるが、しかしバク
テリアコラゲナーゼ(10〜100ng)のすべてのレ
ベルで、コラーゲンの衰退はCMT不存在下においてみ
られるよりも低かった。CMTの濃度を60μg/ml
に増加することは本質的に完全に試験された酵素レベル
のすべてにおいてコラゲナーゼ活性を阻害した。他の実
験が行われた。この実験においてはバクテリアコラゲナ
ーゼの単一レベルが(a) CMTの広範囲の濃度(0.
2,10,20そして60μg/ml)で、および(b)
メタロプロテアーゼ、EDTA、およびフェナントロリ
ンの既知の阻害物質によって孵置された。第1実験にお
けると同様に、10ngのコラゲナーゼがCMT不存在
下において27℃の孵置で18時間後に利用出来る放射
能ラベルされたコラーゲン基質の約半分を崩壊した(図
2)。2μg/mlCMTの非常に低い濃度は約20%
までコラゲナーゼ活性を阻害したが、一方10〜60μ
g/mlCMTの濃度は約90%活性を削減した。これ
らより高濃度CMTはテトラサイクリン(CMTを含
む)の金属結合特性がそれらの抗コラーゲン溶解酵素の
性質の少なくとも部分的にでも原因となっていると云う
仮説に矛盾することなくキレート剤、EDTA、および
フェナントロリンと同じ程度にまでコラゲナーゼ活性を
阻害した。第3の実験が行われそして結果は図3に提供
される。この実験において、放射能ラベルされたコラー
ゲン分子はコラーゲン溶解酵素活性を有するとして知ら
れているラット白血球の抽出物と共に孵置された(18
時間,27℃)。この哺乳類コラゲナーゼは調整0〜6
0μg/mlCMTと共に、もしくはコラゲナーゼ−阻
害物質、EDTAもしくは、フェナントロリンと共に孵
置された。コラゲナーゼはそれ自体によって利用出来る
コラーゲン基質の約55%を崩壊した。この実験におい
て、2〜10μg/mlのCMTはコラゲナーゼ活性を
約20%にまで削減し、一方20および60μg/ml
は約85%活性を削減した。二つの金属キレート剤、E
DTAとフェナントロリンは白血球コラゲナーゼが正常
な活性に対して金属イオン、カルシウムおよび亜鉛の存
在に依存することが知られているので、予期されるよう
にこの哺乳類コラゲナーゼの活性を完全に阻害した。何
故にこの哺乳類コラゲナーゼ調薬がバクテリアコラゲナ
ーゼ調薬よりも高いCMT濃度を必要としたかの理由
は、同程度の阻害を達成するために2倍の量が必要であ
ったと信じられている。第1に哺乳類コラゲナーゼは高
度に精製されたバクテリア酵素に比べて比較的不純な酵
素であった。かくしてCMTはコラゲナーゼとの反応に
加えて白血球調製において他のメタロ−プロテアーゼ
(たとえばゲラチナーゼ)と反応した可能性があり、か
くして阻害物質CMT/コラゲナーゼ比を効果的に削減
する。第2に、白血球は高レベルのカルシウムイオンを
含みそして初期の実験はコラゲナーゼ/テトラサイクリ
ン混合物へのカルシウムの添加は酵素活性の阻害に打克
つことが出来ることを示した。 【0010】インビボの証拠:4つに分割されたラット
のグループが提供された。一つのグループ(対照)は全
対照調査を通じて無治療の状態にしておかれ、第2(糖
尿もしくはDグループ)は前に述べたようにストレプト
ゾトシンのI.V.注射によって糖尿病にされ、第3の
グループは糖尿病にされその後抗生メトロニダゾールを
1日当たり75mg経口投与され(D+メトロニドグル
ープ)、そして第4グループは糖尿病にされそして“C
MT”を1日当たり20mg毎日のペースで経口的に投
与された(D+“CMT”グループ)。これらの投薬量
はヒトに対して治療のために投与された場合のこれら薬
剤の各々の毎日の投薬量の1/10である。1/10の
値はミノサイクリンを用いた以前の研究における糖尿ラ
ットに対する投薬量と同一でありそしてそれはラットの
結合組織に有益な変化を生ずることが見出された。実験
対照調査の間数度ラットが体重を測定された。実験の最
終日(37日目)に、血液のサンプルはグルコース分析
のために各々のラットからとられ、該動物は体重を測定
されそして殺された。各々のラットからの完全な皮膚
(頭、足、生殖器の部分を除く)と口腔歯肉が解体さ
れ、重さを測定され、細かく刻まれ、抽出され(すべて
の手順は4℃で行われた)そして該抽出物は部分的に硫
酸アンモニウム沈澱によって精製される。皮膚および歯
肉抽出物のコラゲナーゼ活性は基質として放射能ラベル
されたコラーゲンと共に孵置を行った後測定された(皮
膚抽出物は14Cグリシンラベルされたコラーゲン微小繊
維と共に35℃、48時間孵置され、一方歯肉抽出物は
3H−メチル〕コラーゲン分子と共に27℃、18時
間孵置された。ラットを殺すのに先立って、副歯肉斑局
面サンプルがあごの部分から各々の動物について採取さ
れた。サンプルは直ちに予備調整されたブロスの中へ入
れられた(嫌気性微生物を保護するために)そして嫌気
性条件下に孵置され、そしてグラム陽性、グラム陰性、
および運動性の微生物の比較的多数が測定された。 【0011】図4にみるように、37日にわたる対照調
査で対照ラットは体重を増加するが、一方無治療糖尿病
(Dグループ)は徐々に体重を失くした。毎日のメトロ
ニダゾール治療はDラットにおける体重損失を遅らせる
効果はなく、一方DラットのCMTによる毎日の治療は
完全に体重損失を阻止した。加うるに、実験の終わりに
際して(30日目)CMTで処理した該“D”ラットは
非糖尿対照に匹敵する状況で体重を増加し始めた。一方
非治療のDラットは同じ期間体重が減少し続けた。図5
のデータは類似の変化のパターンを示す。DおよびD+
メトロニドグループは37日対照調査の終わりまでに皮
膚主要部の50%以上を喪失し、一方毎日のペースでC
MTによってDラットを治療することは皮膚主要部の喪
失を阻止した(皮膚喪失は糖尿状態の余病である)。表
3のデータは糖尿グループのすべて(Dグループ;D+
メトロニドグループ;D+CMTグループ)が正常血糖
(104mg%)対照ラットと比べてひどく過血糖(6
38〜850mg%血液グルコースレベル)であること
を示す。糖尿ラットをメトロニダゾールで治療すること
はたとえメトロニダゾール(抗微生物)−治療ラットに
おける血液グルコースが若干削減する(表3)としても
糖尿皮膚(表3)、もしくは糖尿歯肉(図6)、におい
て病理学的に過剰なコラゲナーゼ活性に絶対的な影響を
持たない。たとえCMT治療が血液グルコース濃度に対
してメトロニダゾールよりもより少ない影響を有するも
のと思われても、著しく対照的にこの変性テトラサイク
リンは図3および図6に示すように約50%まで皮膚お
よび歯肉コラゲナーゼ活性を劇的に阻害した。これらの
データはCMTが標準抗生テトラサイクリンと同様にイ
ンビボの哺乳類コラゲナーゼ活性(およびコラーゲン再
吸収)を阻害するが、クレバス状ミクロフローラに顕著
に影響することなくしてこの治療学的効果を達成するこ
とが出来ると云うことを示すものである。 【表3】【0012】この開示と本発明の実施における重点は非
抗微生物性もしくは非抗バクテリア性テトラサイクリン
としてのデジメチルアミノテトラサイクリンにおかれる
のであるけれども、他の実質的に非抗微生物性もしくは
非抗バクテリア性例えば6α−ベンジルチオメチレンテ
トラサイクリンのようなテトラサイクリンはまた有用で
あり、このようなテトラサイクリンとしては例えば下記
の構造式を有するものがある。 【化1】 【0013】また有用なものとしては下記の構造式を有
するテトラサイクリンのニトリル置換体がある。 【化2】 【0014】更に有用なものとしては下記の構造式を有
するテトラサイクリンのモノN−アルキルアミドがあ
る。 【化3】 【0015】また有用なものとして下記の構造式を有す
る6−フルオロデメチルデオキシテトラサイクリン 【化4】 【0016】および下記の構造式を有する7,11α−
ジクロロテトラサイクリンがある。 【化5】 【0017】本発明の特殊な非抗微生物性もしくは非抗
バクテリア性テトラサイクリンはそれ自体、もしくは例
えば塩酸塩のような塩の形で適宜用いられる。他の水溶
性塩、例えばナトリウムもしくはカリウム塩もまた用い
られ得る。本発明のテトラサイクリンはまた上記したよ
うに本発明のテトラサイクリンが抗コラーゲン溶解剤と
して総合的に有効であると思われるので経口投与のため
にカプセルにされ得る。本発明のテトラサイクリンはま
た錠剤、カプセル、万能薬等の形状で調合され得る。本
発明のテトラサイクリンは筋肉内もしくは腹膜への投与
のために溶液もしくは懸濁液の形状で調合され得る。加
うるに、テトラサイクリンはまた例えば歯根膜病の治療
の場合において例えば歯根膜嚢の中へ直接に供与するた
めのような局所的もしくは局部的使用のためポリマー担
体もしくは供与システムに取り入れられるかまたは調製
され得る。本発明のテトラサイクリンの中へ取り入れる
ために用いられる適当なポリマー物質はエチレンビニル
アセテート、ポリカプロラクタム、ポリウレタン、エチ
レンセルロースを含み、そしてそれらはテトラサイクリ
ンがそれらの中に取り入れられもしくは分散された後、
繊維、シート、フィルムもしくは粒子、もしくは歯根膜
病等の治療のために、もしくは病的コラーゲン破壊もし
くは再吸収を示す患部への直接塗布のために適当な形状
に形成もしくは造形され得る粒状物質に適宜形成もしく
は造形される。本発明と同じ分野の専門家にとっては明
白なように、前述の開示を対照すれば、本発明の実施に
おいてその精神あるいは範囲から逸脱することなく多く
の調節、修正、代用が可能である。 【0018】 【発明の効果】したがって、本発明においては動物の健
康に危険であると考えられている耐性を有する生物の過
剰成長をもたらすことなく、動物の体重増加を促進する
ことが出来る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION Tetracycline (including tetracycline derivatives; hereinafter the same) is a well-known broad-spectrum antibiotic, and is used to promote animal feed and weight gain in animals. Used as an additive to feed. However, the current use of antibiotic tetracyclines as an additive to animal feeds to promote improved feed conversion and weight gain, as described above, is currently under way in animals. Has been found to have the detrimental effect of causing overgrowth of resistant organisms that are considered dangerous to the health of humans. That is, an object of the present invention is to provide an animal feed composition using a tetracycline derivative that does not cause overgrowth of resistant organisms that threaten animal health, even when used to promote feed conversion and weight gain. is there. [0003] Certain tetracycline derivatives of the present invention, when used as feed conversion and weight gain promoters, do not result in the overgrowth of resistant organisms that threaten animal health. Can promote weight gain. Therefore, the animal feed composition of the present invention can be used as an improved animal nutritional supplement. In the present invention, a special non-antimicrobial or antibiotic tetracycline such as dedimethylaminotetracycline is used as an additive to animal feed.
Animal feed for ruminants, non-ruminants, and homologs of ruminants is usually obtained from cereals, proteins, amino acids, minerals, vitamins and, for example, preservatives (antioxidants, bacteriostats, fungicides). It consists of additives and supplements that help protect animals against parasites and diseases. The advantage of the use of the special tetracycline according to the invention as an ingredient or additive in animal feed is that such a use is unlikely to cause an antibiotic resistant tribe of bacteria. The primary purpose of employing the particular type of tetracycline of the invention in animal feed is as an anti-collagen dissolving agent for improving nutritional intake and body weight by enhancing animal feed conversion or growth promotion. A particularly useful tetracycline in the practice of the present invention is, but is not limited to, dedimethylaminotetracycline. For examples of the specific tetracycline concentration or amount of the invention employed in animal feed, for poultry feed for chickens, turkeys, and broilers, the amount of tetracycline incorporated in the feed is per ton of feed. It may range from about 10 grams to about 200 grams. For feed to young beef calves up to about 12 weeks of age, the amount of tetracycline in the feed may range from about 0.1 mg to about 1.0 mg per pound of calf body weight per day depending on the calf at the time of feed consumption. Should be the amount taken. For beef cattle, the amount of tetracycline present in the feed is from about 75 mg to about 300 m / day from the tetracycline-containing feed.
g should be the amount consumed or consumed. When the special tetracyclines according to the invention are used as additives in animal feed, they do not cause a bacterial antibiotic-resistant race. Thus, no overgrowth of resistant organisms is provided. EXAMPLES Preparation of Stock Solutions of Tetracycline, Minocycline, and Dedimethylaminotetracycline (CMT) Stock solutions of minocycline, dedimethylaminotetracycline (CMT), and tetracycline were prepared as aqueous solutions. These solutions are used to measure the antibacterial activity of each of these tetracyclines. Minocycline is available from Sigma Chemical Company (St. Louis, Missouri, Lot $ 60F-0)
048). Tetracycline is also a Sigma Chemical Company (St. Louis, Missouri, Lot $ 103F)
-03350) and dedimethylaminotetracycline is obtained from J. H. Booth et al. [Journal of the American Chemical Society, Vol. 80, p. 1654 (1958)] and J. R. Day. It was prepared synthetically by the method of McCormick et al., Journal of the American Chemical Society, Vol. 79, page 2849 (1957). The stock solutions were prepared as aqueous solutions containing 100 micrograms per milliliter of each of the compounds. For 10.00 mg of each of minocycline, tetracycline, or dedimethylaminotetracycline, 10 ml of distilled water was added and the suspension was swirled in a 100.0 ml volumetric flask. 10 ml of each suspension of the compound
1.0N sodium hydroxide was added to obtain a clear solution of each compound. 70 ml of distilled water was added to each solution and the pH was adjusted to pH 8.0-8.3 by adding an appropriate amount of 1.0N hydrochloric acid. Each solution was 100.000 in a volumetric flask by addition of distilled water.
It was made up to 00 ml. The final concentration of each of these compounds was 100 micrograms per ml. The stock solutions were stored in the refrigerator until they were used. Stock solutions were made fresh daily. Evidence of loss of antimicrobial activity In vitro evidence: To demonstrate that dedimethylaminotetracycline (CMT) reduced antimicrobial activity, comparative samples were tested with a minimum inhibitory concentration (MI
C). MIC for minocycline, tetracycline, and dedimethylaminotetracycline
Was performed in the following manner. 3.0 ml of sterile brain
To a series of tubes containing cardiac immersion (BHI) broth (DIFCO), appropriate amounts of stock solutions of minocycline, dedimethylaminotetracycline, and tetracycline were added to the concentrations shown in Table 1. Each tube was then adjusted to a final volume of 4.0 ml with sterile BHI broth. Each of the tubes in the series was then inoculated with 0.1 ml of a 24-hour broth culture of Bacillus cereus that had been hatched at 37 ° C. The test tube was then swirled and incubated at 37 ° C. for 24 hours. The tubes were then judged for the presence or absence of growth as measured by turbidity. The results of these comparative evaluations for antimicrobial activity are recorded in Table 1. Bacillus dedimethylaminotetracycline
It was clear that it had no detectable antibacterial activity against B. cereus. It was 100 times less active than tetracycline, and 1,000 times less active than minocycline. Bacillus cereus was used as the test microorganism because it is so sensitive to these antibiotics that it is routinely used for tetracycline assays. The microorganism is an American Type Culture Collection (ATCC # 117)
78). [Table 1] In vivo evidence: Normal animals and animals suffering from diabetes have been tested in comparative studies to determine the in vivo activity of dedimethylaminotetracycline.
They were either untreated or treated with metronidazole or dedimethylaminotetracycline. In this study, four different groups of rats were used. Group I is an untreated control group of normal rats potentially having a normal oral flora, Group II is an untreated control group of diabetic rats suffering from diabetes by administration of streptozocin, and Group III Was the diabetic group treated orally with metronidazole and Group IV was the diabetic group of animals treated orally with dedimethylaminotetracycline. At the end of the experiment, the rats were sacrificed and samples were taken from each of these groups of animals by sterile cullet from the gingival margin of rat molars and transferred to broth and incubated for 72 hours at 37 ° C. Either the isolated microorganisms metronidazole or dedimethylaminotetracycline were administered and then compared to determine if there was a major change in the composition of the flora. The results of the isolation and identification of the microorganisms obtained from the gingival samples are as follows. (1) Untreated normal control animals showed slightly more microbial presence than animals in any other group and were easily identified by the amount of growth and bacterial composition.
(2) Diabetic animals receiving metronidazole had less growth from gingival samples than any other group and had primarily Gram-positive cocci. (3) Untreated diabetic control animals and diabetic animals receiving dedimethylaminotetracycline were essentially indistinguishable in the amount of growth obtained from gingival samples and in the bacterial composition of each sample. These results are summarized in Table 2. Although these in vivo studies are clearly expected, metronidazole preferentially inhibits Gram-negative aerobic microorganisms in crevasse-like microflora, while dedimethylaminotetracycline or CMT contrasts with the effects of antibiotic tetracycline. Showed no detectable effect on the crevasse-like microflora. Golb et al. (Periodontal Research Journal, Vol. 18, pp. 516, 1983) have shown that the antibiotic tetracycline suppresses Gram-negative anaerobic microorganisms in the crevasse flora of diabetic rats, similar to the effects described above for metronidazole. [Table 2] Evidence for anti-collagenase activity In vitro evidence: Bacterial collagenase (from C. histolithium), which is a calcium-dependent metalloprotease such as mammalian collagenase, has a CMT of 0.20.
Alternatively, the cells were incubated with [ 3 H-methyl] collagen for 18 hours at 27 ° C. in the presence of 60 μg / ml, and the results are shown in FIG. In the absence of CMT, the bacterial collagenase level in the hatch mixture was reduced to 1
Although expected to increase from 0-100 ng, the radiolabeled collagen substrate (40-9
0%). A similar pattern is 20 μg /
Seen when ml of CMT was added, but at all levels of bacterial collagenase (10-100 ng), the degradation of collagen was lower than seen in the absence of CMT. CMT concentration of 60 μg / ml
Increased inhibition of collagenase activity at essentially all of the enzyme levels tested. Other experiments were performed. In this experiment, a single level of bacterial collagenase (a) has a broad range of CMT concentrations (0.
2, 10, 20, and 60 μg / ml), and (b)
Incubated with known inhibitors of metalloproteases, EDTA, and phenanthroline. As in the first experiment, 10 ng of collagenase degraded about half of the available radiolabeled collagen substrate after 18 hours of incubation at 27 ° C in the absence of CMT (Figure 2). A very low concentration of 2 μg / ml CMT is about 20%
Inhibited collagenase activity until
The concentration of g / ml CMT reduced the activity by about 90%. These higher concentrations of CMT are consistent with the hypothesis that the metal-binding properties of tetracyclines (including CMT) are at least partially responsible for their anti-collagenolytic enzyme properties, chelating agents, EDTA, and It inhibited collagenase activity to the same extent as phenanthroline. A third experiment was performed and the results are provided in FIG. In this experiment, radiolabeled collagen molecules were incubated with an extract of rat leukocytes known to have collagenolytic enzyme activity (18).
Time, 27 ° C). This mammalian collagenase is prepared from 0-6
Incubated with 0 μg / ml CMT or with collagenase-inhibitor, EDTA or phenanthroline. Collagenase destroyed about 55% of the collagen substrate available by itself. In this experiment, 2-10 μg / ml CMT reduced collagenase activity to about 20%, while 20 and 60 μg / ml
Reduced the activity by about 85%. Two metal chelators, E
DTA and phenanthroline completely inhibited the activity of this mammalian collagenase, as expected, since leukocyte collagenase is known to depend on the presence of metal ions, calcium and zinc for normal activity. It is believed that the reason why this mammalian collagenase preparation required a higher CMT concentration than the bacterial collagenase preparation required twice the amount to achieve the same degree of inhibition. First, mammalian collagenase was a relatively impure enzyme compared to highly purified bacterial enzymes. Thus, CMT may have reacted with other metallo-proteases (eg, gelatinases) in leukocyte preparation in addition to the reaction with collagenase, thus effectively reducing the inhibitor CMT / collagenase ratio. Second, leukocytes contain high levels of calcium ions and earlier experiments have shown that the addition of calcium to a collagenase / tetracycline mixture can overcome the inhibition of enzyme activity. In vivo evidence: A group of four divided rats was provided. One group (control) was left untreated throughout the entire control study, and the second (diabetes or D group) was treated with streptozotocin I.D. V. The third group was made diabetic by injection, then made diabetic and then given the antibiotic metronidazole orally at 75 mg per day (D + metronide group), and the fourth group was made diabetic and the “C
"MT" was administered orally at a daily rate of 20 mg per day (D + "CMT" group). These dosages are the daily dosage of each of these drugs when administered therapeutically to humans. The value of 1/10 was identical to the dosage for diabetic rats in previous studies with minocycline and it was found to produce beneficial changes in rat connective tissue. Rats were weighed several times during the experimental control study.On the last day of the experiment (day 37), a sample of blood was taken from each rat for glucose analysis, the animals were weighed and Complete skin (except for head, paws, genital area) and oral gingiva from each rat was dissected, weighed, minced and extracted (all procedures were performed at 4 ° C). Done ) And the extract is purified by partially ammonium sulfate precipitation. Collagenase activity in the skin and gingival extracts was measured after Kae置with radiolabeled collagen as the substrate (skin extract 14 C Gingine-labeled collagen microfibers were incubated for 48 hours at 35 ° C., while the gingival extract was incubated with [ 3 H-methyl] collagen molecules at 27 ° C. for 18 hours. A gingival plaque sample was taken of each animal from the chin, and the samples were immediately placed in a preconditioned broth (to protect anaerobic microorganisms) and incubated under anaerobic conditions. , And Gram positive, Gram negative,
And a relatively large number of motile microorganisms were measured. As shown in FIG. 4, control rats gained weight in the control study over 37 days, while untreated diabetes (Group D) gradually lost weight. Daily metronidazole treatment had no effect in delaying weight loss in D rats, while daily treatment of D rats with CMT completely prevented weight loss. In addition, at the end of the experiment (day 30), the "D" rats treated with CMT began to gain weight in a situation comparable to non-diabetic controls. On the other hand, untreated D rats continued to lose weight for the same period. FIG.
Data show a similar pattern of change. D and D +
The metronide group lost more than 50% of the main skin by the end of the 37-day control study, while the C
Treating D rats with MT prevented loss of skin mass (skin loss is a secondary disease of diabetes). The data in Table 3 are for all of the diabetic groups (D group; D +
Metronide group; D + CMT group had severely hyperglycemic (6 mg) compared to normoglycemic (104 mg%) control rats.
38-850 mg% blood glucose level). Treating diabetic rats with metronidazole is pathological in diabetic skin (Table 3), or diabetic gingiva (FIG. 6), even though the blood glucose in metronidazole (antimicrobial) -treated rats is slightly reduced (Table 3). Has no absolute effect on excess collagenase activity. In marked contrast, this modified tetracycline showed up to about 50% cutaneous and gingival collagenase as shown in FIGS. 3 and 6, even though CMT treatment appears to have a lesser effect on blood glucose levels than metronidazole. Activity was dramatically inhibited. These data indicate that CMT inhibits mammalian collagenase activity (and collagen reabsorption) in vivo, similar to the standard antibiotic tetracycline, but achieves this therapeutic effect without significantly affecting the crevasse-like microflora. It shows what you can do. [Table 3] Although the emphasis in this disclosure and in the practice of the present invention is on dedimethylaminotetracycline as a non-antimicrobial or non-antibacterial tetracycline, other substantially non-antimicrobial or non-antibacterial Tetracyclines, such as, for example, 6α-benzylthiomethylenetetracycline, are also useful, such as those having the following structural formula: Embedded image Also useful are nitrile-substituted tetracyclines having the following structural formula: Embedded image More useful are tetracycline mono-N-alkylamides having the following structural formula: Embedded image Also useful are 6-fluorodemethyldeoxytetracyclines having the following structural formula: ## STR4 ## And 7,11α- having the following structural formula:
There is dichlorotetracycline. Embedded image The particular non-antimicrobial or non-antibacterial tetracycline of the present invention may be used as such or in the form of a salt, for example, the hydrochloride salt. Other water-soluble salts, such as sodium or potassium salts, may also be used. The tetracyclines of the invention can also be encapsulated for oral administration, as described above, because the tetracyclines of the invention are believed to be totally effective as anti-collagen dissolving agents. The tetracyclines of the invention can also be formulated in tablets, capsules, panacea and the like. The tetracyclines of the invention can be formulated in solution or suspension for intramuscular or peritoneal administration. In addition, the tetracycline may also be incorporated or prepared in a polymeric carrier or delivery system for local or topical use, for example, for delivery directly into the periodontal sac, for example, in the treatment of periodontal disease. Can be done. Suitable polymeric materials used for incorporation into the tetracyclines of the present invention include ethylene vinyl acetate, polycaprolactam, polyurethane, ethylene cellulose, which are incorporated after the tetracycline is incorporated or dispersed therein.
Appropriate for fibers, sheets, films or particles, or particulate matter that can be formed or shaped into a form suitable for treatment of periodontal disease, etc., or for direct application to the affected area showing pathological collagen destruction or resorption Formed or shaped. Many adjustments, modifications and substitutions are possible in practicing the invention without departing from its spirit or scope, in light of the foregoing disclosure, as will be apparent to those skilled in the art. Thus, the present invention can promote weight gain of animals without causing overgrowth of resistant organisms considered to be dangerous to animal health.

【図面の簡単な説明】 【図1】インビトロでのバクテリアコラゲナーゼ活性に
おける本発明のテトラサイクリンの影響をグラフ的に説
明するものであり、インビトロでのバクテリアコラゲナ
ーゼ活性の増大するレベル(10〜100ng)に対す
るCMTの二つの異なった濃度(20〜60μg/m
l)の影響を示す。 【図2】インビトロでのバクテリアコラゲナーゼ活性に
関して本発明のテトラサイクリンの増大する濃度の影響
をグラフ的に説明するものであり、インビトロでのバク
テリアコラゲナーゼ(10ng)活性に対する“CM
T”の増大した濃度(2〜60μg/ml)の影響を示
す。 【図3】インビトロでのラット顆粒球コラゲナーゼ活性
に対する本発明のテトラサイクリンの増大する濃度の影
響をグラフ的に説明するものであり、インビトロでのラ
ット顆粒球コラゲナーゼ活性に対する“CMT”の増加
する濃度(2〜60μg/ml)の影響を示す。 【図4】本発明のテトラサイクリンの経口投与を受けた
糖尿ラットの体重を他の薬剤を投与された他のラットと
比較してグラフ的に説明するものであり、糖尿ラットに
メトロニダゾールもしくは“CMT”(20mg/日)
を経口投与した場合の体重増加に対する影響を示す。 【図5】本発明のテトラサイクリンを投与された糖尿ラ
ットの皮膚重量に対する影響をグラフ的に説明するもの
であり、糖尿ラットにメトロニダゾールもしくは“CM
T”(20mg/日)経口投与した場合の糖尿病を誘引
しそして薬剤治療を開始してから37日後の皮膚質量に
対する影響を示す。 【図6】本発明のテトラサイクリンの投与の後の歯肉組
織におけるコラゲナーゼ活性に対する糖尿病ラットにお
ける影響をグラフ的に説明するものであり、糖尿ラット
にメトロニダゾールもしくは“CMT”を経口投与した
場合の歯肉組織内のコラゲナーゼ活性に対する影響を示
す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 graphically illustrates the effect of the tetracycline of the present invention on bacterial collagenase activity in vitro, with respect to increasing levels of bacterial collagenase activity in vitro (10-100 ng). Two different concentrations of CMT (20-60 μg / m
The effect of l) is shown. FIG. 2 graphically illustrates the effect of increasing concentrations of tetracycline of the invention on in vitro bacterial collagenase activity, with the “CM” versus in vitro bacterial collagenase (10 ng) activity.
FIG. 3 shows the effect of increasing concentrations of T ″ (2-60 μg / ml). FIG. 3 graphically illustrates the effect of increasing concentrations of tetracycline of the invention on rat granulocyte collagenase activity in vitro. Figure 4 shows the effect of increasing concentrations of “CMT” (2-60 μg / ml) on rat granulocyte collagenase activity in vitro in vitro Figure 4. Weight of diabetic rats receiving oral administration of tetracycline of the present invention was compared FIG. 4 is a graphical illustration of the drug compared to other rats receiving the drug, in which diabetic rats were treated with metronidazole or “CMT” (20 mg / day).
1 shows the effect on body weight gain when orally administered. FIG. 5 graphically illustrates the effect on skin weight of diabetic rats to which the tetracycline of the present invention was administered, in which diabetic rats were treated with metronidazole or “CM”.
FIG. 6 shows the effect of oral administration of T ″ (20 mg / day) on skin mass after inducing diabetes and starting drug treatment 37 days after starting drug treatment. FIG. 6 in gingival tissue after administration of tetracycline of the invention 1 graphically illustrates the effect of collagenase activity in diabetic rats on oral administration of metronidazole or "CMT" to diabetic rats on collagenase activity in gingival tissue.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス エフ.マクナマラ アメリカ合衆国 11777 ニューヨーク, ポート ジェファーソン,フェアウェイ ドライブ 34 (72)発明者 ヌンガバラム エス.ラママーシー アメリカ合衆国 11787 ニューヨーク, スミスタウン,ライマン コート 10 (72)発明者 ローン エム.ゴルブ アメリカ合衆国 11787 ニューヨーク, スミスタウン,ウィットニー ゲート 29 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A23K 1/17 A23K 1/18 A61K 31/65──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Thomas F. Inventor. McNamara United States 11777 New York, Port Jefferson, Fairway Drive 34 (72) Inventor Nungabalam S. Rama Marcy United States 11787 New York, Smithtown, Lyman Court 10 (72) Inventor Lone M. Golb United States 11787 New York, Smithtown, Whitney Gate 29 (58) Fields studied (Int. Cl. 6 , DB name) A23K 1/17 A23K 1/18 A61K 31/65

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.実質的に抗バクテリア活性がなくしかし抗コラゲナ
ーゼ活性を有するテトラサイクリン誘導体と動物飼料と
を含有する組成物であって、該テトラサイクリン誘導体
が該組成物中に抗コラゲナーゼ有効量および/または飼
料転換を増強しかつ成長促進を高めるに有効な量存在し
ていることを特徴とする、飼料転換と成長促進を増強し
て動物の栄養を改良しかつ動物の体重を増加せしめるた
めに用いられる動物飼料組成物。
(57) [Claims] A composition comprising a tetracycline derivative having substantially no antibacterial activity but having anticollagenase activity and an animal feed, wherein the tetracycline derivative enhances an anti-collagenase effective amount and / or feed conversion in the composition. An animal feed composition used for enhancing feed conversion and growth promotion to improve animal nutrition and increase animal weight, characterized in that it is present in an amount effective to enhance growth promotion.
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