Способы и композиции для оптимизации веса и для улучшения уровня глюкозы в крови

Способы и композиции для оптимизации веса и для улучшения уровня глюкозы в крови

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка на изобретение испрашивает приоритет в соответствии с предварительной заявкой США, регистрационный номер 61/115,759, поданной 18 ноября 2008, предварительной заявкой США, регистрационный номер 61/151,745, поданной 11 февраля 2009, и предварительной заявкой США, регистрационный номер 61/167,291, поданной 7 апреля 2009. Полное описание вышеуказанных заявок включено в настоящую заявку посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области предупреждения и лечения ожирения, регулирования веса и диабета, а также общего хорошего состояния здоровья, включая состояние пищеварительного тракта и сердца.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Несмотря на усилия органов здравоохранения и наличие существующих препаратов против ожирения, проблема контроля эпидемии ожирения остается нерешенной. Это нарушение во все большей степени распространяется в индустриализованных странах вследствие обилия пищи и уменьшения уровня активности, которые сопутствуют перемещению населения из сельских районов в городские условия. Ожирение в самом широком смысле можно определить как содержание жира в теле в количестве большем, чем это необходимо для поддержания здоровья.

Ожирение - это состояние, при котором излишек жира в организме аккумулируется до такой степени, что может отрицательно влиять на здоровье (World Health Organization (2000). Technical report series 894: Obesity: Preventing and managing the global epidemic). Оно часто определяется как индекс массы тела (BMI = вес, деленный на высоту в квадрате) 30 кг/м² или выше. Также проводится различие между ожирением и избыточным весом, который определяется как BMI между 25-29,9 кг/м² (Obes Res. 1998 Sep; 6 Supp 12:51S-209S. - Clinical Guidelines on the Identification, Evaluation, and Treatment of Overweight and Obesity in Adults - The Evidence Report. National Institutes of Health).

Избыточный вес тела связан с различными заболеваниями, в частности, с сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом 2 типа, обструктивным ночным апноэ, некоторыми типами рака и остеоартритом (National Heart, Lung, and Blood Institute. Clinical Guidelines on the Identification, Evaluation, and Treatment of Overweight and Obesity in Adults NIH Publication No. 98-4083 September 1998 National Institutes of Health). В результате было обнаружено, что ожирение уменьшает продолжительность жизни. Первичное лечение ожирения основано на диете и физических упражнениях. Если диета и физические упражнения не помогают, то в тяжелых случаях могут быть рекомендованы лекарственные препараты против ожирения и бариатрические хирургические операции (National Institute for Health and Clinical Excellence. Clinical Guideline 43: Obesity: The prevention, identification, assessment and management of overweight and obesity in adults and children. London, 2006).

Патогенез ожирения является многофакторным и включает в себя контроль пищевого поведения, механизмы накопления жира, компоненты потребления и расхода энергии, генетические и психологические воздействия. Аналогично, лечение ожирения в целом многофакторное. К сожалению, механизмы накопления жира и влияние генетических факторов, если говорить в целом, не поддаются воздействию. Кроме того, для контроля пищевого поведения и психологических факторов требуется длительный курс лечения. Хотя такие факторы, как потребление и расход энергии, поддаются лечению, многие люди с ожирением устойчивы к расходу энергии или неспособны к участию в действиях, значительно увеличивающих расход энергии. Поэтому, эффективным подходом для лечения ожирения является контроль за потреблением энергии.

Включение в питание низкокалорийных пищевых продуктов, имеющих значительный объем, приводит к уменьшению общего потребления калорий в отдельном приеме пищи (Bell et al. Am J Clin Nutr, 67:412-20, 1998; Rolls et al. Am J Clin Nutr, 70:448-455, 1999). Успех, достигнутый в уменьшении потребления калорий за один прием пищи, позволил разработать методику, рассчитанную на более длительный период путем включения в диету пищевых продуктов с низким содержанием калорий, чтобы увеличить долговременное снижение веса (Ello-Martin et al. Am J Clin Nutr, 85:1465-7,2007; Greene et al. 25 Obesity, 14:1795-1801, 2006). Концепцию потребления низкокалорийных пищевых продуктов, чтобы вызвать насыщение за счет заполнения объема желудка, иногда называют «волюметрической диетой» и для желающих следовать этому способу были написаны нетехнические книги (смотри Barbara Rolls, "Volumetrics Eating Plan" Harper Collins, 2007). Волюметрическая диета имеет ограниченный выбор пищевых продуктов, что приводит к плохому соблюдению диеты.

Ощущение насыщения, как средство подавления аппетита, известно в медицине и связано с лечением тучности и с воздействием на снижение веса. Например, патент США No 5336486 Acharya et al. описывает ложное ощущение насыщения, вызванное заполнением желудка тяжело перевариваемыми растительными волокнами. Потребление больших количеств волокна, однако, требует, чтобы пациент удалял из организма большие количества волокна, которые могут вызывать желудочно-кишечный дискомфорт. Другие пациенты неспособны переносить такие большие объемы волокна по другим причинам, таким как скопление газов в результате переваривания волокна бактериями в толстой кишке. Чтобы уменьшить дискомфорт, вызванный наполненным желудком, удерживающим растительные волокна на относительно более долгий срок, рецепты диеты, основанные на растительных волокнах, были усовершенствованы добавлением легко перевариваемых продуктов с низким количеством калорий. Патенты США No 5063073, выданный Kratochvil; 5654028, выданный Christensen et al.; и 6426077, выданный Grace et al., патенты США No 5405616 и 6103269, выданные Wounderlich et al., описывают материал, состоящий из желатина или гидролизата коллагена, одного или более активных агентов и одного или более наполнителей (то есть пластификаторов, одорантов, и т.д.). Низкокалорийные продукты для контролирования веса тела могут быть получены с использованием коллагеновых биополимеров, таких как растворимый коллаген, желатин или гидролизат коллагена. (Смотри патенты США No 5100688; 5211976; 5219599; 5665234; и 5665419). Коммерческие продукты, такие как «Dietary Supplement - CALORAD®», производимые компанией «EYI-Essentially Yours Industries, Inc.» США, были использованы для контроля снижения веса и как мышечные стимуляторы, а также при остеопорозе и для лечения артрита.

Повышенная упругость (G′) пищевых продуктов была связана с повышенным насыщением и поэтому может быть использована для регулирования веса [I.T.Norton, W.J.Frith and S.Ablett; Fluid gels, mixed fluid gels and satiety; Food Hydrocolloids; Volume 20, Issues 2-3, March-May 2006, Pages 229-239]. Это и другие исследования продемонстрировали, что пищевые продукты, характризующиеся более высокой упругостью, создавали более высокие уровни насыщения. Подобным образом вязкость также была связана с насыщением; насыщение и сытость были выше для пищи с высокой вязкостью по сравнению с пищей с низкой вязкостью. [Marciani, L., Gowland, P.A., Spiller, R.С., Manoj, P., Moore, R.J. Young, P., & Fillery-Travis, A.J. (2001) Effect of meal viscosity and nutrients on satiety, intragastric dilution, and emptying assessed by MRI. American Journal of Physiology Gastrointestinology and Liver Physiology, 280: G 1227-G 1233]. Кроме того, повышенная вязкость коррелировала с кратковременным гормональным ответом кишечника, что предполагает важность структуры пищи в модуляции физиологии, связанной с насыщением, возникающим после приема пищи [Juvonen, К.R. et al. Viscosity of Oat Bran-Enriched Beverages Influences Gastrointestinal Hormonal Responses in Healthy Humans; Journal of Nutrition, Vol.139, No. 3,46 1-466, 2009]. Кроме того, насыщение было связано со скоростью опустошения желудка, при этом более высокая вязкость была связана с более медленными временами опустошения и с повышенным насыщением [Hlebowicz, J. et al. Effect of commercial breakfast fiber cereals compared with corn flakes onostprandial blood glucose, gastric emptying and satiety in healthy subjects: a randomized blinded crossover trial; Nutrition Journal 2007, 6:22].

Уровень ожирения неуклонно поднимался за прошедшие несколько лет. Необходимость переносить на себе излишний вес увеличивает шансы развития серьезных проблем со здоровьем, таких как болезни сердца, внезапный приступ, некоторые виды рака, а также диабета. Процент диабета 2 типа в США повышается одновременно с увеличением ожирения. По оценке Американской Ассоциации Диабета приблизительно 21 миллион человек страдает от диабета, еще 54 миллионам человек поставлен диагноз пред-диабет. Пред-диабет - это состояние, при котором уровни глюкозы крови, взятой натощак, повышены, но еще не достигают уровня, указанного для диабета 2 типа.

Диабет 2 типа связан с резистентностью к инсулину. Инсулин - это важный гормон, который доставляет глюкозу (сахар) в клетки человека. Когда у человека излишек веса, клетки в теле становятся менее чувствительными к инсулину, который высвобождается поджелудочной железой. Имеются некоторые доказательства, что жировые клетки являются более резистентными к инсулину, чем мышечные клетки. Если у человека жировых клеток больше, чем мышечных клеток, то инсулин в целом становится менее эффективным, и глюкоза продолжает циркулировать в крови вместо того, чтобы захватываться клетками для использования в качестве источника энергии.

Гликемический контроль - это медицинский термин, относящийся к типичным уровням сахара (глюкозы) в крови у человека с сахарным диабетом. Имеется много доказательств, указывающих на то, что многие из долгосрочных осложнений диабета, особенно капиллярные осложнения, возникают из-за многолетней гипергликемии (повышенных уровней глюкозы в крови). Хороший гликемический контроль, в смысле "мишени" для лечения, становится важной задачей при лечении диабета, хотя недавнее исследование показывает, что диабетические осложнения могут быть вызваны генетическими факторами [Tarnow, L; Groop; Hadjadj; Kazeem; Cambien; Marre; Forsblom; Parving et al. (2008). "European rational approach for the genetics of diabetic complications - EURAGEDIC:patient populations and strategy". Nephrology, dialysis, transplantation 23 (1):161-8] или, при диабете 1 типа, продолжающимися эффектами аутоиммунного заболевания, которое, прежде всего, вызывает потерю способности поджелудочной железы продуцировать инсулин. [Adams, D.D. (2008). "Autoimmune destruction of pericytes as the cause of diabetic retinopathy". Clinical ophthalmology 2 (2):295-8].

«Точный гликемический контроль» означал бы, что уровни глюкозы должны быть всегда нормальными (70-130 мг/дл, или 3,9-7,2 ммоль/л) и не отличаться от показателей у человека без диабета. В действительности, из-за несовершенства средств лечения даже к «хорошему гликемическому контролю» относят уровни глюкозы в крови, которые большую часть времени несколько выше нормального уровня. Кроме того, в одном обследовании больных диабетом 2 типа было установлено, что оцененный ущерб для их качества жизни от интенсивных вмешательств в контроль уровня сахара в крови такой же серьезный, как ущерб, возникающий из промежуточных уровней диабетических осложнений. [Huang, ES; Brown; Ewigman; Foley; Meltzer (2007). "Patient perceptions of quality of life with diabetes-related complications and treatments". Diabetes care 30 (10): 2478-83].

Было предпринято несколько попыток контролировать абсорбцию углеводов в особенности после приема пищи. Появляющиеся в печати данные указывают, что модуляция уровней глюкозы в плазме после приема пищи играет важную роль в полном гликемическом контроле. В начале развития диабета 2 типа нарушается начальный импульс высвобождения инсулина в ответ на прием пищи, позволяя развиваться гипергликемии после приема пищи. Далее связанная с пищей гипергликемия вносит вклад в увеличение резистентности к инсулину и в уменьшение выработки инсулина. Доказательство сильной корреляции между высокими гликемическими уровнями после приема пищи и развитием сосудистых осложнений подчеркивает важность лечения гликемии во время приема пищи.

Один из способов измерения скорости абсорбции углеводов основан на использовании шкалы гликемического индекса [http://www.glycemicindex.com/]. Heaton et al. сообщали, что гликемический индекс можно контролировать путем использования частиц пшеницы, кукурузы и овса различных размеров (например, Heaton К W, Marcus S N, Emmett P M, Bolton С H: Particle size of wheat, maize, and oat test meals: effects on plasma glucose and insulin responses and on the rate of starch digestion in vitro. Am. J. Clin. Nutr., Vol.47, 675-682 (1988)). Кроме того, известно что гликемический индекс пищи зависит от формы, в которой она представлена. Например, гликемический индекс вареного риса ниже гликемического индекса порошкообразного риса; гликемический индекс целого яблока ниже гликемического индекса яблочного пюре (смотри, например, Kunihiro Doi and Keisuke Tsuji Eds., Shokumotsu Sen-i (Dietary Fiber), p.412-420 (Asakura-shoten, Tokyo, 1997)). Кроме того, известны способы, в которых используют полисахариды, способные к формированию геля, такие как гуаровая смола, пектин, или глюкоманнан. Такие способы позволяют достигать снижения уровней глюкозы после приема пищи и улучшения гликемического контроля. Использование определенных полисахаридов в пищевых продуктах продлевает время пребывания глюкозы внутри желудка благодаря формированию геля (см., например, "Kagaku to Seibutsu (Chemistry and Biology)," Vol.18, p. 95-105, 1980).

Патент США No 7601705 и ссылки в нем описывают контролируемую систему индуцирования вязкости с использованием волокондля притупления гликемического ответа после приема пищи, которая включает источник нейтрального растворимого волокна, такого как гуаровая смола, пектин, смола плодов рожкового дерева, метилцеллюлоза и частично гидролизованный крахмал. Изобретение также описывает способы введения растворимого волокна в жидкий продукт, не сопровождающиеся типичными нежелательными явлениями, связанными с органолептическими факторами или физической стабильностью. Изобретение также относится к способу стимулирования ощущения заполненности и насыщения за счет питания с применением системы индуцирования вязкости с использованием волокон.

Патент США No 5,776,887 описывает пищевой продукт с контролируемой абсорбцией углеводов. Продукт, описанный в патенте США No 5,776,887, содержит белок, жиры, углеводы, волокно и дисахариды. Патент США No 5,695,803 описывает пищевые продукты, содержащие обработанные кислотой крахмалы, для улучшения инсулинового ответа на пищевые продукты.

В литературе широко известны абсорбирующие материалы для воды и водных сред, включая жидкости, выделяемые человеческим телом. Эти материалы обычно представляют собой материалы на основе полимера и производятся в виде порошков, гранул, микрочастиц, волокон или пленок. После контакта с водной средой эти пригодные в пищу полимерные гидрогели набухают, поглощая жидкую фазу в свою структуру без растворения. Когда набухание достигает равновесия, образуется гель, обычно называемый «гидрогелем». Гидрогели, способные абсорбировать излишнее количество воды до 95% своего общего веса, определяются как «сверхабсорбенты» (SAP).

Chen Jun et al. в "Gastric retention properties of superporous hydrogel composite" J. Controlled Release, 64, 39-51, 2000, и в патенте США No 6018033 и Park К. et al., в патенте США No 5750585 и патенте США No 6271278 раскрывают, что гидрогели, полученные с помощью привитой сополимеризации и поперечной сшивки смеси акриловой кислоты, акриламида, калиевой соли 3-сульфопропил акрилата и N,N′-метиленбисакриламида в присутствии AcDi-Sol® (поперечно сшитый полисахарид с небольшой молекулярной массой), набухают в желудке после перорального введения и могут использоваться как вспомогательное средство в контроле веса в ходе диеты. Burnett D.R. et al. в WO 2004/056343 A1 раскрывают проглатываемую композицию для временного, неинвазивного уменьшения объема желудка, содержащую полимерные композиции, способные удерживаться в желудке на некоторый период времени, с последующим быстрым разложением после попадания в тонкий кишечник. Концепция использования полимеров для заполнения объема желудка, чтобы вызвать насыщение, также раскрыта другими авторами (смотри, например, опубликованные патентные заявки США No 20050245957 и 20060142794; и опубликованные заявки РСТ No WO 2006/047882 и WO 2006/070337).

Другие небиоразлагаемые полимеры могут набухать в желудке и действовать как заполнители желудка. Однако из-за того, что эти полимеры неразлагаемые, они увеличивают риск закупорки, определенной как присутствие подобных замазке или твердых фекалий в прямой кишке или в сигмовидной ободочной кишке (синдром умеренной токсемии, отсутствие фекальных движений и напряжение). В определенных случаях, полимеры могут действовать как слабительные средства - другой нежелательный эффект. Слабительные средства (или очистительные средства) - это пищевые продукты, вещества или лекарственные средства, принимаемые для вызывания дефекации или ослабления стула, и чаще всего принимаются для лечения запоров. Некоторые типы слабительных средств - это наполнители, которые вызывают образование большого объема стула и удерживают больше воды. Дополнительно, эти слабительные средства могут вызывать образование смягчающего геля, облегчая перистальтическое действие для продвижения стула по желудочно-кишечному тракту. Эти наполнители содержат диетические волокна и синтетические гидрогели, такие как полиакриловые кислоты, включая поликарбофил кальция (такие как Noveon АА-1 СA-1 или СА-2, Lubrizol, ОН). Некоторые продукты, содержащие этот тип полимеров: Equalactin™, FiberCon™, Fiber-Lax™, FiberNorm™, Konsyl™, Mitrolan™; все они рекомендованы в дозе примерно 1-1,5 г за один прием. Другие продукты содержат сходные перазлагаемые полимеры, такие как поперечно-сшитые гомополимсры гидрогеля полиакриловой кислоты (такие как Carbopol 971P, 71G, 974Р, Lubrizol, ОН).

Как натуральные неперевариваемые волокна, так и синтетические гидрогели абсорбируют воду и действуют как заполнители желудка из-за эффекта увеличения объема, и, кроме того, они не разлагаются в желудочно-кишечном тракте.

Введение и надувание баллонов в тонком кишечнике крыс приводило к уменьшению потребления жидкости, но также оказалось, вызывало болезненную реакцию, когда баллоны надували сильнее некоторого объема (Bardos, Behav Neurosci., 11 1:834-844, 1997). Таким же образом введение баллона в тонкий кишечник отрицательно воспринималось крысами, как показано в парадигме отвращения вкуса (Bardos, Bardos, Physiol Behav., 74:407-413, 2001). Использование баллона у людей было бы сильно инвазивным и трудным для введения и поддерживания. Кроме того, вставленный баллон приводил бы к постоянной стимуляции тонкого кишечника, вызывая привыкание и адаптацию, а также боль, которая не возникает при эпизодической стимуляции, естественно вызываемой пищей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно настоящему изобретению предложены композиции, пищевые продукты и способы усиления насыщения, уменьшения количества потребляемой пищи и улучшения гликемического контроля.

В одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает пригодный в пищу полимерный гидрогель, который набухает в желудке и тонком кишечнике, чтобы обеспечить или увеличить насыщение с помощью механических стимулов и/или повышенной вязкости.

В одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает пригодную в пищу композицию полимерного гидрогеля, которая набухает в тонком кишечнике, но не в желудке.

В одном варианте реализации настоящего изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель набухает в желудке, сжимается и входит в тонкий кишечник, набухает в тонком кишечнике и расщепляется в толстой кишке.

В одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает способы стимулирования снижения веса, поддержания веса, увеличения или обеспечения гликемического контроля у людей, включающие стадию перорального введения пациенту до еды или после нее пригодного в пищу полимерного гидрогеля, который набухает в желудке и/или тонком кишечнике. Пригодный в пищу полимерный гидрогель предпочтительно вводится в количестве, достаточном, чтобы замедлить опустошение желудка и абсорбцию углеводов и жиров в тонком кишечнике.

В одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает модифицированные пищевые продукты и продукты питания, которые содержат пригодный в пищу полимерный гидрогель и имеют пониженную калорийность по сравнению с обычными или немодифицированными пищевыми продуктами.

В одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает пищу, содержащую пригодный в пищу полимерный гидрогель, в которой пригодный в пищу полимерный гидрогель набухает в самой пище. В этом варианте реализации настоящего изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель добавлен как ингредиент во время приготовления пищи в набухшем состоянии или он добавляется в обезвоженном состоянии и затем набухает во время приготовления пищи. В другом варианте реализации настоящего изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель образуется во время приготовления пиши. В этом варианте реализации настоящего изобретения полимер(ы) и компоненты поперечно-сшивающих агентов пригодного в пищу полимерного гидрогеля добавляются к одному или более компонентам пищи во время приготовления пищи, что в результате приводит к образованию пригодного в пищу полимерного гидрогеля.

В одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает пищу, содержащую пригодный в пищу полимерный гидрогель в обезвоженном состоянии. В этом варианте реализации настоящего изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель набухает в желудке и/или в тонком кишечнике после проглатывания.

В одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает способ приготовления пищи или пищевых продуктов, содержащих пригодный в пищу полимерный гидрогель, включая контактирующий полимер с поперечно-сшивающим агентом в присутствии одного или более дополнительных компонентов, таким образом формируя пищу или пищевые продукты, содержащие пригодный в пищу полимерный гидрогель.

В другом варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает пригодный в пищу полимерный гидрогель, покрытый гидроизолирующим слоем. Гидроизолирующий слой может содержать, например, белки, жиры, сахар или их комбинацию. Предпочтительно, чтобы пригодный в пищу полимерный гидрогель находился в форме частиц и частицы были покрыты гидроизолирующим слоем.

В одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает композицию пригодного в пищу полимерного гидрогеля, покрытого энтеросолюбильным слоем. Пригодный в пищу полимерный гидрогель предпочтительно присутствует в композиции в обезвоженном состоянии, а энтеросолюбильного покрытия достаточно, чтобы ингибировать набухание пригодного в пищу полимерного гидрогеля в желудке. Расщепление энтеросолюбильного покрытия в тонком кишечнике приводит к набуханию пригодного в пищу полимерного гидрогеля в тонком кишечнике.

В еще одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает пищу или напиток, содержащий анионный пригодный в пищу полимерный гидрогель и агент, уменьшающий рН. Агент, уменьшающий рН, предпочтительно должен способствовать уменьшению рН пищи или напитка до значения рН, при котором ингибируется или задерживается набухание пригодного в пищу полимерного гидрогеля.

В одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает напиток, содержащий пригодный в пищу полимерный гидрогель и пузырьки газа или один или более агентов, которые вызывают выделение пузырьков газа. Выделение пузырьков газа предпочтительно должно способствовать ингибированию или задержке набухания пригодного в пищу полимерного гидрогеля.

В одном варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает пригодный в пищу полимерный гидрогель в форме, которая может использоваться в кулинарии.

Краткое описание фигур

На фигуре 1 представлено схематическое изображение напитка, способного к обеспечению долговременной доставки воды и минеральных веществ в тонкий кишечник для длительной гидратации.

На фигуре 2 представлено схематическое изображение напитка согласно настоящему изобретению, иллюстрирующее разрушение контейнера под крышкой, с высвобождением пригодного в пищу полимерного гидрогеля в жидкость, где он начинает набухать.

На фигуре 3 представлено схематическое изображение напитка согласно настоящему изобретению, содержащего частицы ксерогеля с покрытием.

На фигуре 4 представлена диаграмма, на которой сравниваются значения вязкости карбоксиметилцеллюлозы, поперечно-сшитой лимонной кислотой, с вязкостями некоторых пищевых волокон.

На фигуре 5 представлен график, сравнивающий вязкость карбоксиметилцеллюлозы, поперечно-сшитой лимонной кислотой, с вязкостями гуаровой смолы и подорожника.

На фигуре 6 представлена диаграмма, на которой сравниваются характеристики упругости карбоксиметилцеллюлозы, поперечно-сшитой лимонной кислотой, и некоторых пищевых волокон.

На фигуре 7 представлены результаты исследования карбоксиметилцеллюлозы, поперечно-сшитой лимонной кислотой, на крысах.

На фигуре 8 представлен график, иллюстрирующий влияние карбоксиметилцеллюлозы, поперечно-сшитой лимонной кислотой, на потребление пищи у крыс.

На фигуре 9 представлен график, показывающий набухание и сжатие пригодного в пищу полимерного гидрогеля по мере его прохождения по желудочно-кишечному тракту.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способам увеличения насыщения и уменьшения потребления калорий для регулирования веса и формы и профилактики или лечения избыточного веса или ожирения. В некоторых вариантах реализации настоящее изобретение также относится к способам улучшения гликемического контроля для снижения риска развития резистентности к инсулину и диабета. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает пищевые продукты и продукты питания, которые могут использоваться в способах согласно настоящему изобретению.

Один аспект настоящего изобретения относится к способам увеличения времени опустошения желудка, увеличения вязкости и характеристик упругости содержимого желудка и/или тонкого кишечника.

Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к способам применения пригодного в пищу полимерного гидрогеля для приготовления пищевых продуктов или напитков. Настоящее изобретение также относится к пищевым продуктам и напиткам, приготовленным с применением таких способов.

Один аспект настоящего изобретения относится к способам лечения избыточного веса, лечения ожирения или регулирования веса пациента. В другом варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает способ улучшения гликемического контроля у пациента. Эти способы содержат этап перорального введения пациенту эффективного количества пригодного в пищу полимерного гидрогеля, набухающего в желудке пациента и/или в тонком кишечнике, увеличивая объем пищевого комка в желудке пациента и/или в тонком кишечнике без увеличения содержания энергии пищевого комка. Гидрогель предпочтительно вводится до еды или вместе с едой. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения пациентом являются приматы, быки, овцы, кони, свиньи, птицы, грызуны, кошки или собаки. В предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения пациентом является человек.

Термин "пищевой комок", используемый здесь, относится к массе пережеванной и/или частично переваренной пищи, которая присутствует в одной области пищеварительного тракта, например, во рту, желудке, тонком кишечнике или толстой кишке после проглатывания пищи.

Проходящий лечение пациент с BMI меньше чем 25 может нуждаться в регулировании веса и/или формы. Проходящий лечение пациент может нуждаться в снижении веса или регулировании веса. Указанный пациент может быть с избыточным весом, с BMI, равным от 25 до 30, или тучным, с BMI больше чем 30. Указанный пациент может также иметь нормальный вес, с BMI меньше чем 25, но с риском увеличения веса. Пациент также может нуждаться в гликемическом контроле. Такой пациент может быть с избыточным весом, тучным или нормального веса или с меньшим весом (BMI меньше чем 25). У пациента может быть диабетическое или преддиабетическое состояние. Пациент также может быть подвержен риску развития диабета, особенно диабета 2 типа. Например, пациент может страдать резистентностью к инсулину или метаболическим синдромом. Способ может использоваться для профилактики, ингибирования или задержки развития резистентности к инсулину, метаболического синдрома или диабета.

В другом варианте реализации настоящее изобретение обеспечивает способы снижения холестерина и уменьшения риска рака толстой кишки у пациента. Эти способы включают в себя этап перорального введения нуждающемуся в этом пациенту эффективного количества пригодного в пищу полимерного гидрогеля, содержащего поперечно-сшитый целлюлозный полимер. После перорального введения пригодный в пищу полимерный гидрогель проходит из желудка пациента через тонкий кишечник в толстую кишку, где он ферментируется с образованием жирных кислот с короткими цепочками, которые, как было показано, уменьшают риск рака толстой кишки за счет уменьшения значения рН в толстой кишке и приводят к уменьшению уровней холестерина в сыворотке (Samelson SL, et al., J R Soc Med 1985; 78:230-233). Пациент может быть подвержен риску рака толстой кишки или болезни сердца. Например, пациент может иметь семейный анамнез рака толстой кишки, или экологическое воздействие, или ген, который увеличивает риск рака толстой кишки.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель используется в способах согласно настоящему изобретения для набухания в желудке после введения. В присутствии проглоченной пищи пригодный в пищу полимерный гидрогель после поглощения воды или желудочной жидкости и/или после смешивания с пищей в желудке вызовет увеличение объема пищевого комка без существенного увеличения содержания энергии в пищевом комке. В таких вариантах реализации настоящего изобретения увеличенный размер пищевого комка приведет к насыщению и к уменьшению потребления калорий. В некоторых вариантах реализации изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель остается набухшим в желудке в течение некоторого периода времени, затем он сжимается, расщепляется и/или сплющивается. В некоторых вариантах реализации изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель набухает в желудке и таким образом замедляет опустошение желудка, чтобы увеличить эффект насыщения пищей с ограниченным количеством калорий.

В некоторых вариантах реализации изобретения после введения пригодный в пищу полимерный гидрогель набухает в тонком кишечнике, но не в желудке. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель полимера набухает в тонком кишечнике. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель набухает в тонком кишечнике и таким образом увеличивает объем и/или оказывает давление на стенки тонкого кишечника. В некоторых вариантах реализации изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель замещает объем жидкости в тонком кишечнике, приводя к улучшенному гликемическому контролю, насыщению и уменьшенному потреблению калорий. В некоторых вариантах реализации изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель оказывает давление на стенки тонкого кишечника, приводя к насыщению и уменьшенному потреблению калорий. В некоторых вариантах реализации изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель остается набухшим в тонком кишечнике в течение некоторого периода времени, после которого он сжимаемся, расщепляется и/или сплющивается. Предпочтительно чтобы пригодный в пищу полимерный гидрогель разщеплялся, по крайней мере, частично в толстой кишке.

В некоторых вариантах реализации изобретения способ включает в себя введение пациенту композиции, содержащей пригодный в пищу полимерный гидрогель, который набухает в желудке, сжимается после первого периода времени, проходит в тонкий кишечник, снова набухает в тонком кишечнике и сжимается в тонком кишечнике после второго периода времени. В другом варианте реализации изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель набухает в желудке и затем проходит в тонкий кишечник, где он сплющивается, сжимается и/или по крайней мере частично разлагается. В еще одном варианте реализации изобретения, пригодный в пищу полимерный гидрогель набухает в желудке, проходит через тонкий кишечник и не сжимается ни в желудке, ни в тонком кишечнике. Предпочтительно чтобы пригодный в пищу полимерный гидрогель разлагался, по крайней мере частично, в толстой кишке, достаточно предпочтительно чтобы он высвобождал большую часть абсорбированной жидкости.

В некоторых вариантах реализации способ изобретения включает в себя введение пациенту композиции, содержащей пригодный в пищу полимерный гидрогель, который набухает в желудке, сжимается после первого периода времени, проходит в тонкий кишечник, снова набухает в тонком кишечнике, проходит в толстую кишку и затем сжимается, сплющивается и/или разлагается. В варианте реализации изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель будет набухать в желудке и затем проходить в тонкий кишечник, и затем в толстую кишку, где он сплющивается, сжимается и/или по крайней мере частично расщепляется. В еще одном варианте реализации изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель набухает в желудке, проходит через тонкий кишечник и не сжимается ни в желудке, ни в тонком кишечнике, но расщепляется, сжимается и/или сплющивается в толстой кишке.

В предпочтительных вариантах реализации изобретения, пригодный в пищу полимерный гидрогель - это гидрогель, который при набухании имеет модуль упругости по крайней мере примерно 100 Па и вязкость по крайней мере 20 s^-1 в желудочно-кишечной среде, например, в воде, SGF/вода 1:8 или SIF.

Данные по использованию желудочных баллонов, занимающих объем желудка, процедура, которая является обычной практикой для снижения веса в некоторых частях мира, показывают, что для эффективности необходимо по крайней мере 200 мл объема, но предпочтительно более 400 мл. Исследования на животных продемонстрировали что количество уменьшения приема пищи, вызванное набухшим гидрогелем в желудке, прямо коррелируется с количеством введенного вещества. На основании данных in vivo также было продемонстрировано, что количество уменьшения приема пищи также зависит от количества набухшего пригодного в пищу полимерного гидрогеля в тонком кишечнике, который также является "управляемым объемом."

Исследования продемонстрировали прямую корреляцию между вязкостью желудочно-кишечного содержимого и насыщением. Вещество предпочтительно должно иметь реологические свойства, сходные с реологическими свойствами переваренной пищи, и разлагаться перед удалением, для того чтобы достичь эффективности, но минимизировать неблагоприятные явления. Это требование для разлагаемого полимера является важным, поскольку неразлагаемый полимер в количестве, необходимом для стимулирования насыщения (предпочтительно по крайней мере 200 мл при разбухании), будет вызывать неблагоприятные и/или нежелательные побочные эффекты, такие как диарея, обезвоживание и запор. Поэтому, наличие материалов, которые расщепляются в желудочно-кишечном тракте, важно для безопасности и соответствия. Пригодный в пищу полимерный гидрогель должен быть предпочтительно по крайней мере частично расщеплен в толстой кишке, а не в желудке или в тонком кишечнике.

Соответственно, в дополнительном варианте реализации изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель увеличивает свой объем в желудке или в тонком кишечнике. Например, пригодный в пищу полимерный гидрогель вызывает насыщение после абсорбции воды и/или физиологических жидкостей в желудке и набухает до объема по крайней мере 50, 100, 200, 300, 400, 600 и 800 мл, в то время как в других вариантах реализации изобретения пригодный в пищу полимерный гидрогель набухает примерно до 400 мл. Количество введенного пригодного в пищу полимерного гидрогеля зависит от необходимого объема набухания и от степени набухания пригодного в пищу полимерного гидрогеля в желудке, то есть, в присутствии желудочной жидкости. Например, чтобы достичь объема 400 мл набухшего пригодного в пищу полимерного гидрогеля, достаточно 4 граммов пригодного в пищу полимерного гидрогеля, который в 100 раз увеличивается в желудке. Предпочтительно чтобы введенный пригодный в пищу полимерный гидрогель набухал по крайней мере примерно в 20-, 40-, 60-, 80-, 100-, 120-, 140-раз или более в SGF/вода 1:8.

Необходимо понимать, что если не указано иное, то перечисленные свойства пригодного в пищу полимерного гидрогеля, такие как коэффициенты набухания, модуль упругости и вязкость, относятся к съедобному полимерному гидрогелю в неразбавленной или очищенной форме, то есть, до добавления к материалам пищи или покрытия.

Количество введенного пригодного в пищу полимерного гидрогеля зависит от нужной вязкости и от степени, в которой пригодный в пищу полимерный гидрогель загустевает в желудке и тонком кишечнике, т