JP4891069B2 - 内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤、及び概日リズム改善剤 - Google Patents

内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤、及び概日リズム改善剤 Download PDF

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Description

本発明は、睡眠障害や入眠潜時障害等の予防又は改善等が期待でき、内因性メラトニン分泌リズム異常や、概日リズム異常に起因する各種障害を予防又は改善しうる内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤、及び概日リズム改善剤に関する。
現代人は、最近の科学技術の高度化・複雑化に加えて社会情勢のめまぐるしい変化により、生活習慣が不規則になることが多い。特に、２４時間型社会の到来に伴い、不規則な生活様式を強いられることで、睡眠異常等の概日リズム障害やその要因の１つとして考えられる内因性メラトニン分泌リズムの異常が問題となっている。
この概日リズム同調機能は、視床下部の視交叉上核(suprachiasmatic nucleus：SCN)に存在することが確認されている。視交叉上核により制御される概日リズムの代表的な物質として、主に松果体から分泌されるメラトニン(N-アセチル-5-メトキシトリプタミン)等が知られている。メラトニンはトリプトファンからセロトニンを介し、NAT(N-アセチルトランスフェレース)を律速酵素として合成されるホルモンである。該ホルモンは、光周期性哺乳動物に対して光周期性情報の導入に関与し、生殖、体重、代謝調節、および概日リズムの制御、並びに神経、内分泌機能に影響を与えると考えられている。また、松果体のメラトニン分泌レベルは昼間に低く、夜間に高いという動態を示すことから睡眠関連物質の一つとしても考えられている。
睡眠障害や概日リズム障害の患者のメラトニン分泌リズムは、健常者と比較し振幅が減少、あるいは位相が前進又は遅延することが知られている。
このような概日リズム障害やメラトニン分泌リズム障害を克服し、睡眠障害の治療や予防を行なう方法として、外因性メラトニンを投与する方法が知られている。例えば、特許文献１には、外部からメラトニンを経口摂取し、メラトニンリズムを人為的に調整することにより、入眠潜時遅延、不眠、寝起き不良、時差ボケ、昼夜逆転現象等を伴う、非２４時間睡眠・覚醒症候群、時差症候群、後退勤務症候群、睡眠相遅延症候群等に対する有効性が報告されている。
しかし、メラトニン製剤の投与については、外因性メラトニン製剤自身の副作用も含めた安全性が完全に保証されるには至っていない。
ところで、特許文献２には、非病原性乳酸菌の細胞壁から加水分解されるムラミルペプチドを有効成分とした睡眠の質を改善するための組成物が提案されている。しかし、この文献に示される睡眠の質の改善は、免疫系からの睡眠の誘発による非急速眼球運動睡眠相の長さを増すことによるものであって、内因性メラトニン分泌リズムの改善とは全く異なる睡眠の質の改善である。
特表平８−５０２２５９号公報 特表２００３−５１７８２８号公報
本発明の課題は、日常的に連用可能で、安全性に優れ、内因性メラトニン分泌リズム障害や概日リズム障害を、外因性メラトニンを摂取することなく有効に予防又は改善しうる内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤、及び概日リズム改善剤を提供することにある。
本発明によれば、乳をラクトバチルス・ヘルベティカスCM4株(経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所 特許生物寄託センター寄託番号：FERM BP-6060)（以下CM4株と略記することがある）を含む菌株により発酵させて得られる発酵ホエー、その濃縮物又はその乾燥粉末を有効成分として含む内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤が提供される。
また本発明によれば、乳をCM４株を含む菌株により発酵させて得られる発酵ホエー、その濃縮物又はその乾燥粉末を有効成分として含む概日リズム改善剤が提供される。
本発明の内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤、並びに概日リズム改善剤は、食経験のあるホエーを有効成分とするので、日常的に連用可能で、安全性に優れ、これらリズムの異常に起因すると考えられる非２４時間睡眠・覚醒症候群、時差症候群、後退勤務症候群、睡眠時無呼吸症候群、中高年期睡眠障害等の睡眠障害や入眠潜時障害等の予防又は改善が期待できる。
実施例１及び２における、１２時の松果体中メラトニン濃度を群間で比較したグラフである。 実施例１及び２における、０時の松果体中メラトニン濃度を群群で比較したグラフである。 実施例３及び４における、１２時の松果体中のＮＡＴ活性を群間で比較したグラフである。 実施例３及び４における、０時の松果体中のＮＡＴ活性を群間で比較したグラフである。
以下、本発明につき更に詳細に説明する。
本発明の内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤は、内因性メラトニン分泌リズム障害に起因する各種障害を予防又は改善でき、該リズムの位相の調整作用、又は振幅増強作用の少なくとも一方の作用を示すものであり、有効成分として乳をCM４株を含む菌株により発酵させて得られる発酵ホエー、その濃縮物又はその乾燥粉末を含む。
本発明の概日リズム改善剤は、概日リズム障害に起因する各種障害を予防又は改善できる作用を示すものであり、有効成分として乳をCM４株を含む菌株により発酵させて得られる発酵ホエー、その濃縮物又はその乾燥粉末を含む。
前記発酵ホエーは、通常、乳をCM4株を含む乳酸菌で発酵、またはCM4株を含む乳酸菌と酵母で共生発酵する方法等により得られる発酵ホエー等が挙げられる。原料の乳としては、例えば、牛乳、山羊乳、羊乳等の獣乳；豆乳等の植物乳；これらの加工乳である脱脂乳、還元乳、粉乳、コンデンスミルク等が挙げられる。使用に際しては混合物として用いることができる。
乳の固形分濃度は特に限定されないが、例えば、脱脂乳を用いる場合の無脂乳固形分濃度は、９質量％程度が最も良く用いられる。しかし、設備あたりの生産量を考慮した場合、無脂乳固形分濃度をある程度高くすることも可能である。発酵乳生産時に得られる発酵ホエーは、他の乳成分と分離して使用できる他、後述する機能性食品等とする場合には、必ずしも他の乳成分を分離する必要はない。
前記CM4株は、ラクトバチルス・ヘルベティカスCM4株(経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所 特許生物寄託センター 寄託番号：ＦＥＲＭ ＢＰ−６０６０，寄託日１９９７．８．１５）である。このCM4株は、特許手続上の微生物寄託の国際的承認に関するブタペスト条約に上記寄託番号で登録されており、この株が特許されることにより、第三者が入手できない制限が全て取り除かれる。
前記CM4株以外の乳酸菌としては、ストレプトコッカス属、ラクトコッカス属、ラクトバチルス属、ビフィドバクテリウム属等に属する乳酸菌が挙げられるが、ラクトバチルス属が好ましい。具体的には、例えば、ラクトバチルス・ブルガリカス(Lactobacillus bulgaricus)、ラクトバチルス・ヘルベティカス(Lactobacillus helveticus)、ラクトバチルス・カゼイ(Lactobacillus casei)、ラクトバチルス・アシドフィラス(Lactobacillus acidophilus)、ラクトバチルス・ファーメンタム(Lactobacillus fermentum)等が挙げられ、特に、ラクトバチルス・ヘルベティカスが好適に使用できる。更に具体的には、ラクトバチルス・ヘルベティカスATCC 15009、ラクトバチルス・ヘルベティカスATCC 521が挙げられる。
前記乳酸菌は、あらかじめ前培養しておいた十分に活性の高いスターターとして用いることが好ましい。初発菌数は、好ましくは105〜107個／ｍｌ程度である。
前記発酵時に酵母を併用することができる。酵母の菌種は特に限定されないが、例えば、サッカロマイセス・セレビシェ(Saccharomyces cerevisiae)等のサッカロマイセス属酵母等が好ましく挙げられる。酵母の含有割合は、その目的に応じて適宜選択することができる。
発酵方法としては、前記乳酸菌の１種もしくは２種以上を培地に培養するか、または前記乳酸菌の１種もしくは２種以上と前記酵母の１種もしくは２種以上とを混合して培地に培養することができる。培地としては、前記乳成分の１種もしくは２種以上のみからなる培地、またはこれらに副次的成分として酵母エキス、アスコルビン酸等のビタミン類、システイン等のアミノ酸、塩化ナトリウム等の塩類、グルコース、シュークロース、ラフィノース、スタキオース等の糖類、ゼラチン等の安定剤、フレーバー等を適宜添加した培地を用いることができる。
発酵は、通常静置若しくは撹拌培養により、例えば、発酵温度20〜50℃、好ましくは30〜45℃、発酵初発pH6.0〜7.0の条件等で行い、菌数が107個／ｍｌ以上、pH5.0以下になった時点で培養を停止する方法等により行なうことができる。また、発酵前の乳は、高温加熱殺菌等が施されていても良い。
得られる発酵ホエーは、通常の分離操作によりカードから分離して得ることができる。
本発明の内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤や概日リズム改善剤における有効成分としての発酵ホエーの投与量は、継続性を考慮した場合特に限定されないが、凍結乾燥粉末として通常0.001g／体重kg／日以上、好ましくは0.01g／体重kg／日以上である。また、本発明の内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤や概日リズム改善剤には、必要によりホエー以外の内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強作用や概日リズム改善作用を有する他の成分を含有させることも可能である。
本発明の内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤や概日リズム改善剤の形態は、ホエーそのまま、若しくはその処理物として、例えば、ホエーを減圧濃縮等で濃縮した濃縮物として、また、ホエーを凍結乾燥、噴霧乾燥等の乾燥処理を行なって、乾燥した粉末の形態とすることもできる。
本発明の内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤や概日リズム改善剤の投与は、通常、経口投与で行なうことができ、例えば、内因性メラトニン分泌リズム異常や概日リズム異常に起因する睡眠障害等の症状が生じた後であっても、また、そのような症状を予防する時期に継続して毎日、若しくは断続的に摂取することができる。
以下実施例により、更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
実施例１及び参考例１
市販の脱脂粉乳を固形率９質量％となるように蒸留水で溶解し、オートクレーブで105℃、10分間、高温加熱殺菌した後、室温まで冷却し、予め培養しておいたCM4株のスターターを３質量％接種し、37℃、24時間培養を行って発酵乳を得た。この発酵乳を12000G、20分間遠心分離して固形分を除去し発酵ホエーを調製した。
また、市販の脱脂粉乳を固形率９質量％となるように蒸留水で溶解し、オートクレーブで105℃、10分間、高温加熱殺菌した後、室温まで冷却し、乳酸を酸度が２．２％となるように加えた。次いで、12000G、20分間遠心分離して固形分を除去することによりカゼインホエーを調製した。
得られた発酵ホエー(実施例１)又はカゼインホエー(参考例１)を蒸留水で１０質量％になるよう希釈し、飲水として以下の動物試験に供した。また、コントロールとしてホエーを含まない蒸留水の対照区についても試験を行なった。
雄ウィスター系３週齢ラット５１匹を１週間予備飼育した。予備飼育期間中は、固型飼料(商品名「ＭＦ」、オリエンタル酵母工業(株)製)と蒸留水を自由摂取させた。飼育中の１日の明暗周期は、８時から２０時までを明期、その後１２時間を暗期とした。予備飼育終了後、ラットを(１)蒸留水摂取群(コントロール)、(２)１０質量％発酵ホエー摂取群(実施例１)、(３)１０質量％カゼインホエー摂取群(参考例１)の３群に分け(１群１７匹)、１ケ月間各飲料と固型飼料を自由摂取させ飼育した。本飼育１カ月後の１２時に各群の各８匹を、０時に各群の残り９匹を屠殺し、脳内の松果体を摘出した。これらに０．１Ｍ過塩素酸を２００μｌ添加しホモゲナイズした後、遠心分離して得た上清中のメラトニン量を測定した。また、沈殿物はタンパク質定量用に回収した。
メラトニン量の測定は、商品名「メラトニンＥＩＡキット」(ＩＢＬハンブルク社製)を用いた。タンパク質定量はブラッドフォード法を用い、商品名「Bio-Rad Protein Assay」(Bio-Rad社製)を使用した。１２時のメラトニン量の結果を図１に、０時のメラトニン量の結果を図２に示す。尚、有意差検定にはstudent-newman-keuls testを用いた。
図１及び図２の(１)蒸留水摂取群(コントロール)より、１２時ではメラトニン濃度が低く、０時ではメラトニン濃度が高くなっており、昼間低く夜高いメラトニン動態が認められた。図１及び図２の(２)発酵ホエー摂取群及び(３)カゼインホエー摂取群では、(１)蒸留水摂取群と比べて、１２時のメラトニン濃度が低く、０時のメラトニン濃度が高くなっていた。特に、(２)発酵ホエー摂取群では、１２時では(１)蒸留水摂取群に比べ有意に低く(危険率ｐ＜０．０５)、０時では(１)蒸留水摂取群(危険率ｐ＜０．０５)及び(３)カゼインホエー摂取群(危険率ｐ＜０．０１)に比べ有意に高くなっていた。
以上の結果から、発酵ホエー及びカゼインホエーを摂取することで、昼間低く夜高いメラトニン濃度動態が増強されることが示唆された。特に、発酵ホエー摂取では増強幅が大きく、より強い効果を持つことが示唆された。即ち、発酵ホエー又はカゼインホエーの摂取により内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強がなされる。増強幅は発酵ホエーがカゼインホエーより大きく、発酵させることにより、効果がより増強されることが示唆された。
実施例３及び参考例２
雄ウィスター系３週齢ラット３３匹を１週間予備飼育した。予備飼育期間中は、固型飼料(商品名「ＭＦ」、オリエンタル酵母工業(株)製)と蒸留水を自由摂取させた。飼育中の１日の明暗周期は、８時から２０時までを明期、その後１２時間を暗期とした。予備飼育終了後、ラットを実施例１及び参考例１と同様に(１)〜(３)の３群に分け(１群１１匹)、１ケ月間各飲料と固型飼料を自由摂取させ飼育した。本飼育１カ月後の１２時に各群の各５匹を、０時に各群の残り６匹を屠殺し、脳内の松果体を摘出した。松果体中のＮＡＴ活性は、Thomas等の方法により測定した。
即ち、松果体に1.5ｍＭアセチルCoAを含む0.25Ｍリン酸カルシウム緩衝液(pH7.5) 100ｍｌを加え、ホモジナイズし、この溶液を酵素溶液とした。酵素溶液30ｍｌに1.5ｍＭアセチルCoA及び20ｍＭトリプトアミンを含む0.25Ｍリン酸カルシウム緩衝液(pH7.5)70ｍｌを加え、37℃、30分間反応させた後、トルエン／イソアミルアルコール／１Ｍ HCl(99：0.66：0.33)溶液１ｍｌを加えた。撹拌した後、500G、10分間遠心分離し、上層750ｍｌを遠心エバポレーターにて乾固させた。移動相(0.1Ｍクエン酸、0.1Ｍ酢酸ナトリウム、35％メタノール(pH4.1))100ｍｌを加えて撹拌した後、生成したＮ−アセチルトリプトアミンを蛍光検出器付き高速液体クロマトグラフィーにて測定した。測定条件は、励起波長285nm、検出波長360nm、流速1ｍｌ／分、カラムWakosil-II 5C18 RS (4.6mm×150mm)で行なった。タンパク定量は、ＢＳＡを標準としてBradford法により測定した。
１２時のＮＡＴ活性の結果を図３に、０時のＮＡＴ活性の結果を図４に示す。尚、有意差検定にはstudent-newman-keuls testを用いた。
図３及び図４から、１２時のＮＡＴ活性に群間での差は認められなかったが、０時では、(２)発酵ホエー摂取群(実施例３)のＮＡＴ活性が、(１)蒸留水摂取群(コントロール)、(３)カゼインホエー摂取群(参考例２)と比較し有意に上昇(危険率ｐ＜0.01)していることが判明した。また、(３)カゼインホエー摂取群のＮＡＴ活性が、(１)蒸留水摂取群と比較し有意に上昇(危険率ｐ＜0.05)していることが判明した。この結果は、ＮＡＴがメラトニン合成の律速酵素であることを考慮すると、実施例１及び参考例１における松果体中のメラトニン濃度変動を支持していることが確認できた。

Claims (2)

  1. 乳をラクトバチルス・ヘルベティカスCM４株(経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所 特許生物寄託センター寄託番号：FERM BP-6060)を含む菌株により発酵させて得られる発酵ホエー、その濃縮物又はその乾燥粉末を有効成分として含む内因性メラトニン分泌リズムの位相調整又は振幅増強剤。
  2. 乳をラクトバチルス・ヘルベティカスCM４株(経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所 特許生物寄託センター寄託番号：FERM BP-6060)を含む菌株により発酵させて得られる発酵ホエー、その濃縮物又はその乾燥粉末を有効成分として含む概日リズム改善剤。
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