Мицеллы белка молочной сыворотки для повышения мышечной массы и результативности

Мицеллы белка молочной сыворотки для повышения мышечной массы и результативности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к нетерапевтическому применению мицелл белка молочной сыворотки для повышения синтеза мышечного белка у субъекта. Дополнительные аспекты изобретения представляют собой пищевые композиции, содержащие мицеллы белка молочной сыворотки для введения детям, спортсменам или пожилым людям.

Белок молочной сыворотки является отличным выбором белка для людей всех возрастов, которые ценят роль здорового питания, помогающего сохранить и улучшить их здоровье, силу и физическую результативность. Изолят сывороточного протеина, доступный в чистейшем виде, является в настоящее время по-прежнему непревзойденным источником незаменимых аминокислот, необходимых в повседневном пищевом рационе. Незаменимые аминокислоты являются строительными блоками для здоровых мышц, кожи, ногтей и других тканей организма.

В US 2011/250310 описано, что композиция молочной сыворотки в сочетании с активными ингредиентами, такими как витамин D, может помочь улучшить костно-мышечное здоровье у пожилых людей.

Тем не менее, добавление витамина D в случае передозировки может привести к гипервитаминозу D и, как следствие, к накоплению кальция в крови (гиперкальциемии), что может вызвать такие симптомы, как плохой аппетит, тошнота и рвота.

Белок молочной сыворотки уже давно считается «золотым стандартом» белка для серьезных спортсменов, которые упорно трудятся для развития и поддержания стройного, сильного и хорошо выраженного телосложения. Спортсмены нуждаются в большем количестве белка в их рационе, часто в два раза больше рекомендуемой суточной нормы. Белок, который они выбирают, оказывает влияние, и существует несколько причин, почему белок молочной сыворотки является предпочтительным выбором для спортсменов всех типов. Белок молочной сыворотки является естественным полноценным белком, содержащим все незаменимые аминокислоты, необходимые в идеальном сочетании, чтобы помочь улучшить состав тела и повысить спортивные результаты. Белок молочной сыворотки является богатым источником аминокислот с разветвленной цепью (ВСАА). Это является важным для спортсменов, поскольку данные ВСАА метаболизируются непосредственно в мышечную ткань и являются первыми аминокислотами, применяемыми во время тренировки и тренировки с отягощением. Белок молочной сыворотки является также отличным источником аминокислоты лейцина. Лейцин важен для спортсменов, поскольку он играет ключевую роль в стимулировании синтеза мышечного белка и роста мышц.

В WO 2011/112695 описана в этой связи пищевая композиция, содержащая сухой сывороточный белок и лейцин. Показано, что лейцин, как установлено, замедляет деградацию мышечной ткани за счет увеличения синтеза мышечных белков у старых крыс.

Однако согласно WO 2011/112695 вкус лейцина обычно неприятный при включении в дозах, которые эффективны для стимулирования синтеза белка в организме человека. Действительно, органолептические свойства лейцина включают горький вкус во рту, который неприятен для потребителей.

Пищевой белок очень важен для роста младенцев и детей. Белок молочной сыворотки содержит многие из тех компонентов, которые могут быть найдены в грудном молоке, и по этой причине является ключевым ингредиентом во многих детских смесях. Таким образом, естественный состав белка молочной сыворотки как источник белка, богатый незаменимыми аминокислотами, ВСАА и лейцином, поддерживает здоровый рост и наращивание мышечной ткани для растущего ребенка довольно схожим образом, как и для спортсменов.

По мере старения потеря мышечной массы и негативные последствия этого для здоровья вызывают растущее беспокойство. Хорошее питание и адекватные количества высококачественного белка молочной сыворотки могут помочь сохранить сильные мышцы в процессе старения, особенно в сочетании с физическими упражнениями и тренировками с отягощением. Недавнее исследование показало, что пожилые мужчины, употреблявшие белок молочной сыворотки, демонстрировали больший синтез белка и мышечный рост, что помогло ограничить потерю мышечной массы со временем.

Tang JE et al. (2009, J. Appl. Physiol. 107: 987-992) исследовали ответную реакцию синтеза костно-мышечного белка у молодых мужчин после приема трех различных, но высококачественных пищевых белков, т.е. молочной сыворотки, мицеллярного казеина и сои, в состоянии покоя и после упражнения с отягощением. В связи с этим, авторы сообщили, что употребление белков молочной сыворотки стимулировало синтез мышечного белка в большей степени, чем казеин, как в состоянии покоя, так и после упражнения с отягощением. Сывороточные белки стимулировали также значительно большее повышение мышечного синтеза, чем соевые белки, которые соответствовали предыдущей работе тех же авторов. Они заключили, что белки молочной сыворотки стимулируют синтез костно-мышечного белка в большей степени, чем казеиновые или соевые белки, как в состоянии покоя, так и после упражнения с отягощением.

В WO 2011/011252 описан способ смягчения потери функционального состояния, включающий введение в рацион, которое помогает предотвратить потерю мышечной массы, указанное введение в рацион включает - наряду со многими другими активными ингредиентами - белок молочной сыворотки, и комплекс физических упражнений.

Однако люди могут не хотеть или быть неспособными выполнить такую программу упражнений.

В пищевой промышленности по-прежнему существует сохраняющаяся необходимость в нахождении питательных решений, которые еще лучше, чем изолят белка молочной сыворотки для повышения мышечной массы, силы и результативности для здоровых людей всех возрастов.

Задачей настоящего изобретения является усовершенствовать существующий уровень техники и предложить питательное решение для повышения синтеза мышечного белка у здорового субъекта.

Задача настоящего изобретения решается посредством независимых пунктов формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения дополнительно развивают идею настоящего изобретения.

Соответственно, настоящее изобретение предлагает в первом аспекте нетерапевтическое применение мицелл белка молочной сыворотки для повышения синтеза мышечного белка у субъекта.

Мицеллы белка молочной сыворотки могут вводиться в виде композиции, например, пищевой композиции.

Поскольку известно, что добавление лейцина создает горький вкус, который считается потребителями неприятным, предпочтительно, чтобы композиция содержала лейцин в количестве менее 18% от сухой массы композиции, менее 15% от сухой массы композиции или менее 12% от сухой массы композиции.

Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что задача настоящего изобретения может быть решена одними только мицеллами белка молочной сыворотки, без добавления лейцина. Таким образом, композиция настоящего изобретения может не содержать добавленного лейцина.

Авторы настоящего изобретения были также удивлены, что задача настоящего изобретения может быть решена без добавления витамина D, исключая риск передозировки витамина D.

Таким образом, композиция, применяемая в настоящем изобретении, может не содержать добавленного витамина D или не содержать витамина D вообще.

В то время как физические упражнения усиливают эффект настоящего изобретения, авторы изобретения неожиданно обнаружили, что повышение синтеза мышечного белка у субъекта в соответствии с настоящим изобретением не требует дополнительного комплекса физических упражнений, чтобы быть эффективным.

Таким образом, в одном варианте осуществления использование настоящего изобретения не включает дополнительного комплекса физических упражнений.

Во втором аспекте изобретение относится к пищевой композиции, содержащей мицеллы белка молочной сыворотки, при этом пищевую композицию вводят спортсмену, пожилому человеку, младенцу или ребенку.

«Мицеллы белка молочной сыворотки» (WPM) определены в настоящем документе, как описано в EP 1839492 А1 и как дополнительно характеризуется в работе Schmitt С et al. (2010, Soft Matter 6:4876-4884), где они названы микрогелями белка молочной сыворотки (WPM). В частности, «мицеллы белка молочной сыворотки» являются мицеллами, содержащимися в концентрате мицелл белка молочной сыворотки, получаемом способом, описанным в ЕР 1839492 А1. Там способ получения концентрата мицелл белка молочной сыворотки включает стадии: а) корректировки pH водного раствора белка молочной сыворотки к значению от 3,0 до 8,0, b) подвергания водного раствора воздействию температуры от 80 до 98°C и с) концентрирования дисперсии, полученной на стадии b). Таким образом, полученные мицеллы имеют очень узкое распределение по размерам, такое, при котором более 80% полученных мицелл имеют размер менее 1 мкм в диаметре и предпочтительно имеют размеры от 100 нм до 900 нм. «Мицеллы белка молочной сыворотки» могут быть в виде жидкого концентрата или порошка. Важно отметить, что основная структура мицеллы белков молочной сыворотки сохраняется в концентрате, порошке и восстанавливается из порошка, например, в воде. «Мицеллы белка молочной сыворотки» физически устойчивы в дисперсии, в виде порошка, а также во время распылительной сушки или сублимационной сушки.

Быстрое увеличение аминокислот в плазме необходимо для стимулирования синтеза мышечного белка в состоянии покоя и после физической нагрузки (Dangin М et al., 2003, J Physiol 549: 635-644). Одним из лучших в настоящее время решений для обеспечения данного быстрого увеличения аминокислот в плазме является изолят белка молочной сыворотки (WPI) (Tang JE et al., 2009, J Appl Physiol 107: 987-992). Более замедленный аминокислотный отклик может продлить повышение анаболизма и синтеза мышечного белка, предоставляя строительные блоки аминокислот в течение более длительного периода времени (Lacroix М. et al., 2006, Am. J. Clin. Nutr. 84: 1070-9). В дополнение к этому, более медленно перевариваемый белок может подавлять распад белка (Dangin М. et al., 2001, Am. J. Physiol. 280: E340-E348), что будет иметь дополнительное преимущество для чистого остатка мышечного белка, т.е. разницы между синтезом белка и распадом белка. Таким образом, белок или смесь белков, которые будут вызывать максимальную аминоацидемию, но в течение более длительного периода времени, будут делать и то, и другое, т.е. максимально стимулировать синтез белка и подавлять распад белка.

В данной работе авторами изобретения было неожиданно обнаружено, что мицеллы белка молочной сыворотки, употребляемые в составе пищи, вызывают такую же высокую аминоацидемию плазмы, как контрольная изокалорийная и изоазотистая пища с изолятами белка молочной сыворотки (WPI), но со значительной задержкой после приема пищи, примерно на 30 мин по сравнению с таковой для контрольной пищи. Пик концентрации аминокислоты (т.е. Стах) после приема пищи с мицеллами белка молочной сыворотки был таким же, как после приема пищи с WPI, и значительно выше, чем максимальные концентрации, достигнутые после изокалорийной и изоазотистой пищи с молочным белком или молочным казеином. Результаты клинического исследования представлены в разделе примеров.

Таким образом, авторы изобретения обнаружили, что белковая композиция при употреблении в составе обычной пищи вызывает у субъекта отсроченную аминоацидемию, но с высоким максимумом. Эта гипераминоацидемия в течение пролонгированного постпрандиального периода времени является наиболее благоприятной для максимального стимулирования синтеза мышечного белка, уменьшая распад мышечного белка и, тем самым, сохраняя и/или увеличивая мышечную массу.

«Гипераминоацидемия» представляет собой избыток аминокислот в кровотоке, аминокислотный состав, который может привести к повышению синтеза белка и уменьшению распада белка с общим положительным азотным балансом. Таким образом, положительный азотный баланс указывает больше на образование мышечной ткани, чем на разрушение, приводя в целом к повышению мышечной массы тела.

Не желая подробно останавливаться на теории, авторы настоящего изобретения считают, что мицеллы белка молочной сыворотки в составе пищи, по-видимому, вызывают задержанное опорожнение желудка или перевариваются медленнее по сравнению с нативными белками молочной сыворотки, такими как WPI. Вследствие этого мицеллы белка молочной сыворотки доставляют аминокислоты более медленно в периферическое кровообращение.

На фиг. 1 представлены концентрации незаменимых аминокислот в плазме спустя 3 ч после приема заменителей пищи, содержащих изолят белка молочной сыворотки, мицеллы белка молочной сыворотки или мицеллярный казеин.

На фиг. 2 представлены концентрации лейцина в плазме спустя 3 ч после приема заменителей пищи, содержащих изолят белка молочной сыворотки, мицеллы белка молочной сыворотки или мицеллярный казеин.

На фиг. 3 представлены концентрации незаменимых аминокислот в плазме спустя 3 ч после приема заменителей пищи, каждый из которых содержит один из 7 различных белков.

Настоящее изобретение относится к нетерапевтическому применению мицелл белка молочной сыворотки для повышения синтеза мышечного белка у субъекта и, следовательно, повышения мышечной массы, мышечной силы и/или мышечной результативности. Гипераминоацидемия в течение пролонгированного постпрандиального периода времени, созданная применением мицелл белка молочной сыворотки по изобретению, является наиболее благоприятной для максимального стимулирования синтеза мышечного белка и, следовательно, сохранения и/или увеличения мышечной массы, что приводит к возросшей мышечной силе и результативности.

Нетерапевтическое применение в соответствии с изобретением предназначено для человека, предпочтительно младенца, растущего ребенка, спортсмена или пожилого человека.

«Младенец» означает ребенка младше 36 месяцев.

«Спортсмен» означает человека, обладающего природными или приобретенными качествами, такими как сила, ловкость и выносливость, которые необходимы для физических упражнений или видов спорта, особенно тех, которые выполняются в условиях соревнований.

«Пожилой человек» означает человека с хронологическим возрастом 65 лет или старше.

Младенцы, дети, которые все еще находятся в фазе роста, спортсмены и пожилые люди имеют в общем необходимость повышенного синтеза мышечного белка: младенцы для их быстрого роста и наращивания мышечной ткани, спортсмены для дальнейшего наращивания мышечной массы и мышечной результативности и пожилые люди по меньшей мере для сохранения и компенсации естественной убыли мышечной массы в результате старения. Таким образом, это те лица, которые больше всего получат выгоду от настоящего изобретения.

Нетерапевтическое применение мицелл белка молочной сыворотки в соответствии с изобретением относится также к животному, предпочтительно кошке или собаке. Владельцы животных, особенно тех животных, которые содержатся как домашние животные, такие как кошки и собаки, возможно, захотят увеличить мышечную массу своего домашнего животного, чтобы повысить мышечную силу и результативность, например, для гонок или для целей других соревнований. В качестве альтернативы, нетерапевтическое применение мицелл белка молочной сыворотки в соответствии с изобретением относится также к лошадям и крупному рогатому скоту.

В предпочтительном варианте осуществления, мицеллы белка молочной сыворотки дают субъекту в суточной дозе по меньшей мере 20 г на сухую массу, предпочтительно по меньшей мере 30 г на сухую массу. Эти дозы должны гарантировать достаточное суточное количество для обеспечения желаемого эффекта у субъекта по меньшей мере в среднесрочной перспективе.

В дополнительном варианте осуществления, мицеллы белка молочной сыворотки дают в сочетании с пищей.

Большая часть пищи содержит белки из молока, растительного и/или животного источника и, следовательно, при употреблении приводит к постпрандиальному увеличению аминоацидемии, т.е. к повышенной концентрации аминокислот в плазме потребителя. Теперь является преимуществом сочетание введения мицелл белка молочной сыворотки вместе с такой пищей. Таким образом, постпрандиальный пик аминокислот в плазме, вызванный белками, присутствующими в пище, добавляется к постпрандиальному пику аминокислот, вызванному мицеллами белка молочной сыворотки, который отсрочен приблизительно на 30 мин относительно первого аминокислотного пика. Таким образом, образующаяся в результате общая гипераминоацидемия расширена и пролонгирована по времени. Это в свою очередь наиболее благоприятно для максимального стимулирования синтеза мышечного белка и, следовательно, сохранения или увеличения мышечной массы.

В предпочтительном варианте осуществления пища содержит изоляты белка молочной сыворотки, нативные или гидролизованные молочные белки, свободные аминокислоты или их сочетание. Как известно из предыдущих исследований, пища с белком молочной сыворотки проявляет значительно более сильный эффект аминоацидемии у субъектов, чем, например, пища с растительным белком. Таким образом, предпочтительно, мицеллы белка молочной сыворотки сочетают с пищей, содержащей белки молочной сыворотки в виде WPI, или молоком. Предпочтительно, пища может еще дополнительно дополняться свободными аминокислотами в сочетании с белками молочной сыворотки или молока, чтобы вызвать оптимальную гипераминоацидемию при употреблении указанной пищи.

Предпочтительно сочетание мицелл белка молочной сыворотки и пищи содержит 15-50% мас. белков, 10-15%о масс., липидов, 25-50% мас. углеводов и 5-10% мас. волокон от общей сухой массы сочетания.

В предпочтительном варианте осуществления мицеллы белка молочной сыворотки даются вместе и/или в составе пищи в виде напитка, питательной композиции, батончика, хлопьев, сухого печенья или в виде гранул. Таким образом, различные индивидуальные белковые компоненты могут быть оптимально дозированы для обеспечения наилучшего и пролонгированного эффекта гипераминоацидемии и в то же время оптимизированы для хорошего, органолептически наилучшего применения продукта. Кроме того, для потребителя удобно употреблять мицеллы белка молочной сыворотки с пищей в одном употребляемом пищевом продукте, таком как, например, напиток или батончик.

Во втором аспекте изобретение относится к пищевой композиции, содержащей мицеллы белка молочной сыворотки, при этом пищевую композицию вводят спортсмену или пожилому человеку. Пищевая композиция может быть, например, в виде добавки для бодибилдинга, питательного спортивного батончика, питательного спортивного напитка или пищевой добавки для пожилых людей.

В дополнительном аспекте изобретение относится к пищевой композиции для младенца или ребенка. Пищевая композиция может, например, быть детской питательной смесью, молочным напитком или коктейлем, ферментированным или кисломолочным продуктом в виде, например, йогурта, или десертом, сухим печеньем, мороженым.

В еще одном дополнительном аспекте изобретение относится к пищевой композиции для животных, содержащей мицеллы белка молочной сыворотки. Предпочтительно пищевая композиция предназначена для кошки, собаки, лошади или крупного рогатого скота.

Специалистам будет ясно, что они могут свободно сочетать все признаки настоящего изобретения, описанные в данном документе. В частности, признаки, описанные для нетерапевтического применения, могут использоваться и сочетаться с пищевыми композициями, и наоборот. Кроме того, признаки, описанные для различных вариантов осуществления настоящего изобретения, также могут быть объединены. Другие преимущества и признаки настоящего изобретения являются очевидными из фигур и примеров.

Пример

Рандомизированное двойное слепое 7-вариантное перекрестное исследование проводили на двадцати трех здоровых людях следующим образом. Тестируемый заменитель пищи вводили во время обеда в 7 отдельных приемов, разделенных друг от друга периодом «вымывания» в одну неделю. Заменители пищи были изокалорийными и изоазотистыми. Они состояли из тестируемого белка (30 г, 7,2 мас. %), липидов (11,7 г, 2,8 мас. %), углеводов (42,7 г, 10,2 мас. %) и волокон (6,3 г, 1,5 мас. %) Тестируемыми белками были: (1) изолят белка молочной сыворотки (WPI); (2) мицеллы белка молочной сыворотки (WPM); (3) высокогидролизованный белок молочной сыворотки (EHWP); (4) мицеллярный казеин (ICP); (5) высокогидролизованный казеиновый белок (ЕНСР); (6) общие белки молока (ТМР); и (7) высокогидролизованные молочные белки (ЕНМР). Заменители пищи дополнялись водой до 430 мл и содержали 388 ккал на порцию.

Отбирали образцы артериальной венозной крови через катетер, введенный в запястную вену добровольцев, перед и в течение 3 ч после приема тестируемого заменителя пищи. Образцы плазмы использовали для анализа аминокислот с помощью газовой хроматографии и масс-спектрометрии. Результаты показаны на фиг. 1-3.

Во-первых, результаты подтвердили, что интактный белок молочной сыворотки вызывает более высокую аминоацидемию, чем мицеллярный казеин. Во-вторых, было обнаружено, что пики постпрандиальных концентраций аминокислот в плазме после употребления тестируемых заменителей пищи с WPI и WPM, хотя и были сходны по степени и высоте, были отсрочены приблизительно на 30 мин, т.е. происходили на 120 мин, а не на 90 мин. Это позволило сохранить повышенную концентрацию аминокислот в плазме в течение пролонгированного периода времени после приема мицелл белка молочной сыворотки (на фиг. 1-3: линии из мелких точек).

1. Нетерапевтическое применение мицелл белка молочной сыворотки для повышения синтеза мышечного белка у субъекта посредством вызова у субъекта отсроченной гипераминоацидемии, где мицеллы белка молочной сыворотки вводят субъекту в суточной дозе по меньшей мере 30 г сухой массы и где мицеллы белка молочной сыворотки вводят в сочетании с пищей, при этом пища содержит изоляты белка молочной сыворотки, нативные или гидролизованные молочные белки, свободные аминокислоты или их сочетание.

2. Нетерапевтическое применение по п. 1 для повышения мышечной массы, мышечной силы и/или мышечной результативности.

3. Нетерапевтическое применение по одному из предшествующих пунктов, в котором субъект является младенцем, растущим ребенком, спортсменом или пожилым человеком.

4. Нетерапевтическое применение по п. 1 или 2, где субъект является животным, предпочтительно кошкой или собакой.

5. Нетерапевтическое применение по п. 1 или 2, где комбинация мицелл белка молочной сыворотки и пищи содержит 15-50 мас.% белков, 10-15 мас.% липидов, 25-50 мас.% углеводов и 5-10 мас.% волокон от общей сухой массы.

6. Нетерапевтическое применение по п. 3, где комбинация мицелл белка молочной сыворотки и пищи содержит 15-50 мас.% белков, 10-15 мас.% липидов, 25-50 мас.% углеводов и 5-10 мас.% волокон от общей сухой массы.

7. Нетерапевтическое применение по п. 4, где комбинация мицелл белка молочной сыворотки и пищи содержит 15-50 мас.% белков, 10-15 мас.% липидов, 25-50 мас.% углеводов и 5-10 мас.% волокон от общей сухой массы.

8. Нетерапевтическое применение по п. 1 или 2, где мицеллы белка молочной сыворотки вводят как часть пищи в виде напитка, питательной композиции, батончика, хлопьев, сухого печенья или в виде гранул.

9. Нетерапевтическое применение по п. 3, где мицеллы белка молочной сыворотки вводят как часть пищи в виде напитка, питательной композиции, батончика, хлопьев, сухого печенья или в виде гранул.

10. Нетерапевтическое применение по п. 4, где мицеллы белка молочной сыворотки вводят как часть пищи в виде напитка, питательной композиции, батончика, хлопьев, сухого печенья или в виде гранул.