專利名稱：用以促進新陳代謝和降低活性氧水平的食品組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種食品組合物以及改變細胞新陳代謝、活性氧的產生和活性氧水平的方法。
背景技術：
眾多證據表明，活性氧通過對細胞膜、細胞質、染色體DNA的氧化引起細胞損傷。活性氧引起的損傷會出現多種后果。細胞膜的氧化減少了不飽和脂肪酸的水平，從而使膜的流動性降低，細胞質的氧化損害了細胞內酶的活性，使新陳代謝水平降低，DNA的氧化增加了基因突變的機率。這些細胞的損傷機制，單獨或組合在一起，都會導致組織和器官功能的降低，最終會對健康造成負面影響。
眾所周知，老化細胞其線粒體新陳代謝的水平會降低。(Shigenaga et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA，9110771-10778，1994).線粒體新陳代謝水平的降低意味著細胞活動的能量來源-ATP(三磷酸腺甙)產量的降低。老化細胞活性降低會導致器官如心、肺或腎功能的降低，而這些器官都與哺乳動物體的健康直接相關。
美國專利US5916912和國際申請WO98/57627(發明人為Ames等)公開了一種食品組合物，受體通過口服有效量的肉堿如乙酰基-L-肉堿和抗氧劑如硫辛酸能增強新陳代謝、減輕細胞氧化的壓力。美國專利申請US2004/0044046(發明人為Ames等)還公開了一種采用煙堿使R-α-硫辛酸穩定的方法，還公開了一種采用所述組合物治療細胞氧化的方法。
當前急需一種既能促進新陳代謝又能降低活性氧水平的單一組合物，而不是分別采用多種組合物治療。另外，當前采用肉堿和硫辛酸的組合不能提供足夠的抗氧活性，治療效果并不令人滿意。本發明利用了多酚，一類可從紅酒、黑巧克力、綠茶中發現的天然抗氧劑。在肉堿和硫辛酸的組合物中加入多酚解決了美國專利US5916912和國際申請WO98/57627描述的食品補充物抗氧活性不足的問題。上述三種組分的組合相比以往報道的任何組合物對健康更有裨益。
本發明引用了美國暫時性專利申請No.60/583,625(申請日為2004年6月29日)。
發明內容本發明涉及一種包括肉堿、硫辛酸和多酚的組合物，該組合物能同時促進新陳代謝和減少活性氧。多酚是一類強抗氧劑，在多種天然產物如綠茶中都可以發現。上述三種成份的組合作用于細胞會促進ATP產生并同時降低活性氧的水平。肉堿及其衍生物是通常的線粒體代謝物，可促進脂肪酸到線粒體的運輸。肉堿的增加會提高線粒體的活性，從而促進細胞新陳代謝。硫辛酸是線粒體的一種輔酶，參與了碳水化合物的利用，而碳水化合物的利用是ATP的產生和保持細胞氧化平衡如谷胱甘肽的水平所必須的。
具體而然，肉堿、硫辛酸和多酚的組合會在不增加活性氧的前提下使哺乳動物體內的老化細胞新陳代謝速度加快。因此，當年老的動物服用本組合物時，其體內細胞新陳代謝改善，細胞氧化的壓力減少。從而，動物衰老的幾個重大標志包括認知能力、身體的活動能力會發生逆轉。
本發明還涉及一種使哺乳動物口服有效劑量的肉堿、硫辛酸和多酚的方法，該有效劑量的組合物能增加新陳代謝，降低動物體內包括人體的活性氧水平。
本發明還涉及培育一種微生物的方法，該方法包括在含有肉堿、硫辛酸和多酚的媒介中培育所述微生物。
本發明涉及一種包含肉堿、硫辛酸和多酚的組合物。該組合物可用于包括動物如田間動物，寵物和研究性動物的受體，包括但不限于牛、羊、豬、馬或鳥類動物，還可用于貓科或犬科或其它如白鼬、豚鼠、大鼠、小鼠、駱馬、羊駝、鴯鹋、水牛、野牛、魚、爬蟲動物、動物樣本等等。按病人的需要，本組合物也可用于人體飲食的補充或臨床應用。
本發明也可作為添加劑用于實驗室或工業裝置的培育條件的最優化，從而用于培育微生物或動物細胞(見Jay et al.，美國專利US5,536,645，“Nutritivemedium for the culture of microorganisms”)。
本發明涉及肉堿及其衍生物、中間體和/或前驅體，它們是通常的線粒體代謝物，可促進脂肪酸到線粒體的傳輸。本發明包含的肉堿及其衍生物具體示例包括乙酰基-L-肉堿、巰基乙酰肉堿、乙酸肉堿酯、巰基肉堿酯、肉堿酯及其衍生物、肉堿的烷氧基-酰基衍生物、N-烷基氨基-d(+)-肉堿以及上述化合物的組合。
肉堿水平的提高會增強線粒體的活性，從而提高新陳代謝水平。本發明所述肉堿的有效量為至少每天0.1mg/kg受體，或至少每天1mg/kg受體，或至少每天10mg/kg受體，或至少每天50mg/kg受體，或至少每天100mg/kg受體，或至少每天200mg/kg受體，或至少每天250mg/kg受體。雖然肉堿的劑量可因組分、動物體及其它的不同而有差異，但其一般可控制在至少每天0.1mg/kg受體-1g/Kg受體，或者至少每天1mg/kg受體-500mg/kg受體，或者至少每天4mg/kg受體-50mg/kg受體。用來培育微生物時，培育基中至少需要0.005g/1-100mg/l的肉堿。肉堿的劑量可以或多或少地與本發明描述的劑量有出入，本領域技術人員會熟知并且可以自主決定其有效量，但這沒有超出本發明的范圍。
本發明所述的組合物包括硫辛酸及其衍生物、中間體和/或前驅體。α-硫辛酸也被稱為硫辛酸(thioctic acid)，化學名為1，2-連二硫酸鹽-3-戊酸，或為6，8-硫辛酸。α-硫辛酸有兩種對映體(R-和S-)。R-硫辛酸在貯存時會有穩定性問題，這可以通過加入煙堿使煙堿與R-α-硫辛酸絡合來解決(見美國專利申請(U.S.Patent application 2004/0044046))。硫辛酸可以采用其還原體，二氫硫辛酸(DHLA)是一種優秀的抗氧劑，它可以與大多數形式的活性氧反應，使其它抗氧劑再生，另外還能還原生物體內的被氧化的二硫基團。
硫辛酸是線粒體中的一種輔酶，參與碳水化合物的利用，而碳水化合物的利用是產生三磷酸腺苷(ATP)和保持氧化平衡例如細胞內谷胱甘肽的水平所必須的。本發明所述硫辛酸的有效量為至少每天0.1mg/kg，或者至少每天1mg/kg，或至少每天10mg/kg，或至少每天50mg/kg，或至少每天100mg/kg，或至少每天250mg/kg。雖然硫辛酸的劑量可因組分、動物體及其它的不同而有差異，但其一般可控制在至少每天0.1mg/kg-1g/Kg，或者至少每天0.5mg/kg-100mg/kg，或者至少每天1mg/kg-10mg/kg。用來培育微生物時，培養基中至少需要0.005g/1-100mg/l的肉堿(美國專利U.S.Patent No.5,536,645)。硫辛酸的劑量可以或多或少地與本發明描述的劑量有出入，本領域技術人員會熟知并且可以自主決定其有效量，但這沒有超出本發明的范圍。
本發明所述的組合物涉及多酚，多酚衍生物、多酚的前驅體。多酚如(-)-兒茶素沒食子酸酯、衍生物、中間體、前驅體或其它類似都包含在本發明內容中。多酚是一類強抗氧劑，在多種天然物質如綠茶中都可以發現(Katiyar et al.，J.Leuk.Biol.69719-726，2001)。本發明所述多酚的有效量為至少每天0.01mg/kg受體，或者至少每天0.1mg/kg受體，或者至少每天1mg/kg受體，或者至少每天10mg/kg受體，或者至少每天100mg/kg受體，或者至少每天200mg/kg受體，或者至少每天250mg/kg受體。雖然多酚的劑量可因組分、動物體及其它的不同而有差異，但其一般可控制在至少每天0.01mg/kg-1g/Kg，或者至少每天0.05mg/kg-500mg/kg，或者至少每天0.1mg/kg-10mg/kg。用來培育微生物時，培養基中至少需要0.005g/l-100mg/l的多酚。多酚的劑量可以或多或少地與本發明描述的劑量有出入，本領域技術人員會熟知并且可以自主決定其有效量，但這沒有超出本發明的范圍。
上述三種成份的組合作用于細胞會起到促進三磷酸腺苷(ATP)產生和降低活性氧的效果。機體內老化參數的測量文獻上都有記載，包括但不限于體容、智力敏捷度、記憶、性活動、控制力、身體力量、精力水平、免疫反應、心臟血管的癥狀，同時還有身體外觀如皮毛狀況、傷口的修復、細胞和分子損傷、肌肉力量和彈性、腎的形態和功能等等。
雖然各組分的劑量可因成份、動物體等的不同而有差異，所述組合物中肉堿的有效量可控制在至少每天0.1mg/kg-1g/Kg，或者至少每天1mg/kg-500mg/kg，或者至少每天4mg/kg-50mg/kg。硫辛酸可控制在至少每天0.1mg/kg動物體-1g/Kg動物體，或者至少每天0.5mg/kg-100mg/kg，或者至少每天1mg/kg-10mg/kg。多酚可控制在至少每天0.01mg/kg-1g/Kg，或者至少每天0.05mg/kg-500mg/kg，或者至少每天0.1mg/kg-10mg/kg。用于動物體時所述組分的有效量可為肉堿至少每天5mg/kg受體，硫辛酸至少每天5mg/kg受體，多酚至少每天5mg/kg受體。
采用的劑量取決于動物體的年齡、健康狀況、體重、以前或現在的治療方法，治療頻度(如果有的話)、期望的效果。本發明所述組合物可采用多種攝入方法以實現治療目的，按照本發明，本領域普通技術人員可以容易地決定攝入量和治療方案。本發明所述的組合物也可任意地包括在臨床上以前、現在、將來或附屬的療法或者作為食療的一部分。
除了活性物質，本發明所述的組合物還可以含有適量地食用和/或藥用可接受的載體包括賦形劑、輔助劑。載體使活性物質容易制成藥劑，它可以按制藥學上的方式使用也可以作為食品添加劑使用。合適的口服劑型包括硬或軟的膠囊、糖衣丸、丸劑、片劑(包括包衣藥片)、酏劑、懸浮液、果汁或吸入型、緩釋劑型等。本發明的劑型優選為口服劑型，如下述片劑，糖衣丸，膠囊，軟膠囊，泡狀劑，功能食品如能量棒、口香糖、糖果等，功能飲料如軟飲料、果汁、牛奶、豆漿、活力飲料等。飲料如茶、中藥制品、咖啡等也包括在本發明內。
合適的賦形劑包括填充劑如糖類、乳糖或蔗糖，葡萄糖，三氯蔗糖(商品名SPLENDA)、天冬氨酰苯丙氨酸甲酯、糖精、甘露醇、山梨醇、纖維素制品和/或磷酸鈣如磷酸三鈣或磷酸氫鈣；粘合劑如淀粉(如玉米淀粉、小麥淀粉、米淀粉、馬鈴薯淀粉)、明膠、黃芪膠、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯吡咯烷酮，還可以包括天然蜂蜜或其衍生物。如果需要，還可以加入崩解劑如上述的淀粉、羧甲基淀粉鈉、交聯的聚乙烯吡咯烷酮、瓊脂、海藻酸或其鹽如海藻酸鈉。助流劑主要是流動調節劑和潤滑劑如微粉硅膠、滑石粉、硬脂酸或其鹽如硬脂酸鎂、硬脂酸鈣，和/或聚乙二醇。糖丸內核外有包衣，如有必要包衣應該對胃液有抵抗力，基于上述目的，可以采用濃縮的糖溶液，糖溶液中可以任意添加阿拉伯樹膠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、和/或二氧化鈦，溶漆劑和合適的有機溶劑或溶劑混合物。為得到對胃液有抵抗力的包衣，可以采用適量的纖維素溶液如乙酰化纖維素鄰苯二甲酸鹽、羥丙基甲基纖維素、鄰苯二甲酸纖維素。片劑或丸劑的包衣上可以加入染料或顏料著色，比如用以識別或表征組合物中各活性組分的含量。
其它可用的口服劑型還包括由明膠制成的膠丸劑，也可以是由明膠和增塑劑如甘油或山梨醇制成的密封軟膠囊。膠丸劑可以包含顆粒狀的活性成分，活性成分與填料如乳糖，粘合劑如淀粉、和/或潤滑劑如滑石粉、硬脂酸鎂，以及選擇地添加穩定劑。膠丸中，所述活性成分優選溶解或懸浮在適宜的液體，如脂肪油或液體石蠟中，另外還可以添加穩定劑。
固體劑型除了上述口服劑外還包括直腸栓劑。本發明所述的組合物還可以與生物可分解的緩釋載體混合制成植入劑，合適的注射劑包括靜脈、皮下、肌肉注射溶液。另外，本發明所述組合物還可以制成灌輸液、鼻吸入劑或噴霧劑。另外還可以制成透皮給藥或經粘膜給藥的藥物，以使活性成分持續釋放。
直腸給藥劑包括由活性成份與基質組成的栓劑。適宜的栓劑基質如天然或合成的甘油三酸酯，液狀石臘。另外，也可以用包含活性成分與基質的明膠直腸膠囊。適宜的基質材料包括液體甘油三酸酯、聚乙二醇或液狀石臘。
本發明所述的身體組織的給藥方式可以是經腸的，腸胃外的或局部的給藥。實際上，上述三種方式可以同時應用以獲得全身的積極給藥效果。
適宜的腸胃外給藥組成包括將活性成分以水溶形式，如水溶鹽的形式溶于水而制成水溶液。另外，活性物質的懸浮液作為親油性油乳注射劑也可用于給藥。適宜的親油性溶劑或媒介包括脂肪油如芝麻油，或合成脂肪酸酯如油酸乙酯或甘油三酸酯。親水溶性油乳注射劑可包含能增加懸浮液粘度的物質，如羧甲基纖維素鈉，山梨醇，和/或右旋糖苷。懸浮液也可選擇地添加穩定性。
適宜的局部用藥方式包括霜劑、凝膠、果凍、黏液、軟膏和藥膏。
本發明提供了多種方便易用的組合物制品包括將藥劑單位加入到各種容器中。合適的配藥容器包括飛沫噴霧器、計量的液體容器、計量的粉末容器及其它。所述組合物可以與其它治療性或預防性組分混合使用。例如，所述組合物可以與其它抗氧劑、自由基清除劑或其混合物、或其它文獻上報道的混合物共同應用(如Goodman & Gilman，The Pharmacological Basis of Therapeutics，9thEd.，1996，McGraw-Hill)。另外，本發明所述組合物也可以通過一個或多個轉運藥物的方式給藥，轉運藥物在受體內經過新陳代謝轉化為目標組合物。文獻上有大量關于轉運藥物的報道。
本發明所述的組合物制品可以用人們熟知的方式制造，如普通地混合，造粒、制成糖丸、溶解或凍干。口服劑型可以通過將活性成份與固體賦形劑混合，選擇地磨碎上述混合物，加入合適的輔助劑后造粒。如有需要，再制成片劑或包衣糖丸。
圖1描述了大鼠用肉堿、硫辛酸、含或不含多酚治療后進行水迷宮試驗的空間記憶。
圖2描述了大鼠用肉堿、硫辛酸、含或不含多酚治療后DNA的氧化水平。
具體實施方式
實施例1大鼠莫里斯水迷宮空間記憶試驗圖1描述了大鼠(Fischer344只雄性鼠)用肉堿、硫辛酸、含或不含多酚治療后水迷宮試驗的空間記憶。經過肉堿、硫辛酸和多酚的組合物治療后的大鼠比那些僅用單一組分治療的大鼠對水迷宮的掌握能力高50％(組合物治療的時間大約為對照組(不治療組)時間的38％，單獨用肉堿、硫辛酸、多酚治療花費的時間分別為對照組的80％、79％、82％)。莫里斯水迷宮空間記憶試驗要求大鼠利用外部視覺線索在水塘中尋找一個淹沒的平臺(Morris，R.1984；J.Neurosci.Methods，1147-60；Schenk，F.and Morris，R，Exp.Brain Res.5811-28，1985)。試驗組的大鼠(5只一組)或喂食含0.5％(wt/vol)的乙酰-左旋肉堿水溶液、或喂食含1.0％(wt/vol)的水溶液、或喂食含0.2％(wt/wt)硫辛酸AIN93M diet(主飼料)，或喂食上述三者的組合。大鼠試驗前先適宜環境一周，并在試驗前喂食7周。試驗在4個連續日進行，每日4次，試驗結果取平均值。標準偏差為20％左右。對照組大鼠只喂食水和AIN93M diet(主飼料)。(譯者注AIN93M diet是一種食譜，據相關文獻，其主體為硒酸鈉，包括75IU/kg維生素E乙酸鹽和0.17mg/kg硒。)實施例2DNA的氧化程度圖2表明，通過測量DNA氧化水平，采用肉堿、硫辛酸和/或多酚治療的大鼠，其細胞氧化壓力降低。采用肉堿、硫辛酸、多酚治療的大鼠的氧化水平為不作治療的大鼠氧化水平的41％。單獨用肉堿、硫辛酸、多酚治療大鼠的氧化水平分別為不作治療的大鼠氧化水平的112％，82％和65％。試驗組的大鼠(每組5只)或喂食含有0.5％(wt/vol)的乙酰-L-肉堿水溶液、或喂食含有1.0％(wt/vol)的多酚水溶液、或喂食含有0.2％(wt/wt)的硫辛酸AIN93M diet(主飼料)，或喂食上述三者的組合物。大鼠試驗前先適宜環境一周，并在試驗前喂食7周。對照組大鼠只喂食水和AIN93M diet。為分析DNA的氧化程度，試驗組的大鼠先經乙醚麻醉，灌注多聚甲醛，取出大腦并制作石臘切片。用反式-8-羥基-2’-脫氧鳥苷/8-羥基鳥苷培育海馬神經元，采用標準的免疫細胞化學方法觀察分析。氧化程度的量化在Liu，Jk(Proc.Natl.Acad.Sci USA，991356-2361，2002)中有描述。數值取5個的平均值。標準偏差為15％。
通過本
發明內容
的詳細描述，本領域的普通技術人員可以在改變條件、組分或其它參數而不影響本發明的范圍。本文引用的所有專利和出版物整體地作為參考。
權利要求
1.一種包含肉堿、硫辛酸和多酚的組合物。
2.如權利要求1所述的組合物，包括至少每天4mg/kg受體-50mg/kg受體的肉堿，至少每天1mg/kg受體-10mg/kg受體的硫辛酸和至少每天0.1mg/kg受體-1mg/kg受體的多酚。
3.如權利要求2所述的組合物，其特征在于肉堿為乙酰-L-肉堿。
4.如權利要求2所述的組合物，其特征在于硫辛酸為α-硫辛酸。
5.如權利要求2所述的組合物，其特征在于多酚為(-)-兒茶素沒食子酸酯。
6.如權利要求1所述的組合物，其特征在于包括至少0.005mg/l-100mg/l的肉堿，至少0.005mg/l-100mg/l的硫辛酸和至少0.005mg/l-100mg/l的多酚。
7.如權利要求1所述的組合物，其特征在于所述的組合物選自下列劑型硬膠膠囊，軟膠膠囊，糖衣丸，藥丸，片劑，包衣片劑，粉末，酏劑，懸浮液，糖漿，吸入劑，飲料，糖果，口香糖和能量棒。
8.如權利要求2所述的組合物，其特征在于所述的受體選自牛，羊，豬，馬，鳥，貓科動物，犬齒動物，白鼬，豚鼠，大鼠，小鼠，駱馬，羊駝，鴯鹋，水牛，野牛，魚，爬蟲動物，動物樣品。
9.一種改變細胞新陳代謝的方法，包括對受體給藥包含有肉堿、硫辛酸和多酚的組合物。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于所述組合物中包括至少每天4mg/kg-50mg/kg受體的肉堿，至少每天1mg/kg-10mg/kg受體的硫辛酸和至少每天0.1mg/kg-1mg/kg受體的多酚。
11.如權利要求10所述的組合物，其特征在于肉堿為乙酰基-L-肉堿。
12.如權利要求10所述的組合物，其特征在于硫辛酸為α-硫辛酸。
13.如權利要求10所述的組合物，其特征在于多酚為(-)-兒茶素沒食子酸酯。
14.如權利要求10所述的組合物，其特征在于所述的受體選自牛，羊，豬，馬，鳥，貓科動物，犬齒動物，白鼬，豚鼠，大鼠，小鼠，駱馬，羊駝，鴯鹋，水牛，野牛，魚，爬蟲動物，動物標本。
15.一種培養微生物的方法，包括將微生物在含有肉堿、硫辛酸和多酚的培養基中培養。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于所述的培養基包括至少0.005-100mg/l的肉堿、至少0.005-100mg/l的硫辛酸和至少0.005-100mg/l的多酚。
17.如權利要求16所述的組合物，其特征在于肉堿為乙酰基-L-肉堿。
18.如權利要求16所述的組合物，其特征在于硫辛酸為α-硫辛酸。
19.如權利要求16所述的組合物，其特征在于多酚為(-)-兒茶素沒食子酸酯。
全文摘要
本發明涉及一種食品組合物以及改變細胞新陳代謝、活性氧的產生和活性氧水平的方法。本發明涉及一種包含肉堿、硫辛酸和多酚的組合物，所述組合物能促進新陳代謝的同時降低活性氧水平。當年老動物喂食所述組合物時，其體內細胞新陳代謝加快，細胞氧化的壓力降低。本發明還涉及一種對哺乳動物體口服給藥含有有效劑量的肉堿、硫辛酸和多酚組合物的方法，所述有效劑量的組合物能促進哺乳動物體內包括人體的新陳代謝及降低活性氧的水平。
文檔編號A61K31/385GK101022793SQ200580021128
公開日2007年8月22日 申請日期2005年6月23日 優先權日2004年6月29日
發明者劉誠 申請人:美國益力斯林公司