Препарат для применения аспартата и витамина в12 или биотина для регуляции кетоновых тел

Препарат для применения аспартата и витамина в12 или биотина для регуляции кетоновых тел

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к препарату для применения специфического белка и/или фракций пептидов с высоким содержанием аспартата в сочетании с витамином B12 и/или биотином для профилактики или лечения метаболических нарушений, связанных с повышенными концентрациями в крови млекопитающего кетоновых тел, лактата и/или других органических кислот, особенно кетоновых тел и лактата.

Уровень техники

В условиях нормы углеводы после потребления преобразуются в глюкозу, являющуюся основным источником энергии для организма. Однако когда прием углеводов ограничен в течение достаточно длительного периода времени или когда нарушен метаболизм углеводов, наступает момент, когда организм использует для топлива альтернативные энергетические системы, запасы жира или аминокислот. При катаболизме липидов могут образовываться несколько метаболитов, таких как ацетоацетат, ацетон и β-гидроксимасляная кислота, где эти метаболиты называют кетоновыми телами. Эти соединения служат в качестве важного метаболического топлива для многих периферических тканей, особенно сердца и скелетной мускулатуры, а в отсутствие глюкозы кетоновые тела становятся главными топливными источниками головного мозга.

Когда образование кетоновых тел превышает способность млекопитающего их перерабатывать, кетоновые тела накапливаются в крови, вызывая кетонемию. Состояния с высокой концентрацией кетоновых тел в моче называют кетонурией, а оба этих состояния в целом называют кетозом. При кетозе или гиперкетонемии уровни кетоновых тел в крови становятся патологически высокими. Тяжелый кетоз может приводить к ацидозу, состоянию, при котором pH крови, как правило, снижается ниже 7,3, парциальное давление углекислого газа (PCO₂) в крови составляет менее 30 мм рт.ст., а уровни бикарбонатов в крови составляют менее 15 мм рт.ст. Симптомы ацидоза включают тревогу, слабость, анорексию и рвоту, и, в итоге, они могут приводить к коме и даже смерти.

При нарушенном метаболизме углеводов, что может происходить при резистентности к инсулину или в анаэробных условиях, пируват часто не метаболизируется в достаточной степени до промежуточных соединений цикла Кребса, а вместо этого, по крайней мере частично, до молочной кислоты. Накопление последней может происходить на местном уровне, например, в ткани или мышце, где она вызывает метаболическое нарушение функционирования клетки и боль, или накопление может происходить системно, что может приводить к ацидозу. Приводящее к молочному ацидозу нарушение метаболизма углеводов может быть связано с нарушением функции печени вследствие повреждения печени или недостаточного развития ее ферментативных функций, что, например, может отчасти происходить у детей в раннем внутриутробном возрасте. Молочный ацидоз представляет собой состояние, при котором уровни лактата в крови, как правило, превышают 2 ммоль/л. Принято различать гиперлактацидемию и тяжелый молочный ацидоз в зависимости от концентрации лактата в крови, обычно при приблизительно 5 моль/л.

Кроме молочного ацидоза или кетоацидоза, существует группа органических ацидурий (приблизительно 25-30 различных типов), относящихся к группе метаболических ацидозов, когда в крови и моче накапливаются органические кислоты.

Кетоз может возникать вследствие высокого эндогенного биосинтеза и/или нарушенного клиренса или метаболизма. Многие люди, страдающие тяжелой калорийной недостаточностью или белково-калорийной недостаточностью, также испытывают определенную форму кетоза или даже страдают его более тяжелой формой, называемой кетоацидозом (уровни кетоновых тел в крови превышают 7 ммоль/л). Больные диабетом также часто страдают патологически высокими уровнями кетоновых тел. Кетоз или даже кетоацидоз могут быть вызваны врожденными или временными нарушениями метаболизма, например, нарушениями метаболизма разветвленных цепей, такими как болезнь кленового сиропа при врожденных нарушениях скорости синтеза гликогена, или у индивидуумов с определенными типами врожденных дефектов метаболизма, например, у индивидуумов, страдающих пропионовой ацидемией, изовалериановой ацидемией, метилмалоновой ацидемией, недостаточностью кофермент A-тиолазы оксокислоты или недостаточностью активности других тиолаз, а также у индивидуумов с недостаточным развитием метаболической системы, например, у детей раннего внутриутробного возраста.

Также кетоз может играть роль у индивидуумов, страдающих гипергликемией, которая представляет собой метаболическое состояние организма, когда уровни глюкозы в крови повышены в сравнении с нормальными концентрациями. Однако, несмотря на эти высокие уровни глюкозы в крови клетки “испытывают голод”, поскольку стимулируемое инсулином поступление глюкозы в клетки определенным образом нарушено. Примерами страдающих гипергликемией индивидуумов являются индивидуумы, у которых диагностируют заболевание так называемым метаболическим синдромом или синдромом X, ожирением и некоторыми типами диабета, такими как тип I, тип II и обусловленный беременностью диабет. Особенно часто состояние кетоза развивается у тех индивидуумов, которые страдают нарушением высвобождения инсулина или “резистентностью к инсулину”.

Продолжительная гипергликемия, возникающая вследствие нарушенного метаболизма углеводов, приводит к повышенному образованию нежелательных конечных продуктов гликирования (AGE) посредством взаимодействия реакционноспособных аминогрупп в белках, таких как первичные аминогруппы, например, присутствующие в лизине аминогруппы, а также в определенных альдегидах, например, альдегидах, получаемых в результате восстановления сахаров. Таким образом образуются карбоксиметилированные лизины. Реакции эндогенных белков, таких как ферменты и структурные белки, по типу реакций Майяра приводят к нарушению их функции, что ведет к нежелательной утрате функции целого органа или ткани. Эти осложнения, в частности сердечно-сосудистые проблемы, такие как макро- и микроангиопатия, проблемы с печенью, поджелудочной железой, почками, кожей, глазами, а также эмбриопатию в течение беременности часто наблюдают у больных диабетом, а некоторые из них также у пожилых людей.

Когда кетоз обусловлен нарушенным метаболизмом глюкозы, его часто лечат введением инсулина или сахара, такого как глюкоза, ксилит или т.п. Однако, как описано выше, кетоз не всегда связан с нарушенным метаболизмом глюкозы или образованием AGE, а когда связь существует, эффект этих сахаров и инсулина на снижение концентрации кетоновых тел часто является преходящим и продолжается только короткое время.

Гиперлактацидемия может быть обусловлена нарушением клеточного дыхания, патологиями активности пируватдегидрогеназы, цикла Кребса, дыхательной цепи или обусловлена проблемами функционирования печени, в том числе нарушениями метаболизма гликогена, глюконеогенеза и окисления жирных кислот. Также молочные ацидемии можно наблюдать в течение хронических инфекций, в частности мочевыводящих путей, хронических диарей и тканевых гипоксий, что может возникать в течение ишемических событий, таких как события, которые возникают в ходе хирургического вмешательства или при перенесении травм, когда нарушается кровоснабжение, а также при недостаточном развитии метаболической или анатомической систем, как например, в определенной степени, у новорожденных. Как правило, при гиперлактацидемии массовое соотношение лактата и пирувата в крови до приема пищи превышает 0,35:1. Гиперлактацидемию можно наблюдать при множестве приобретенных состояний, в том числе инфекциях, ускоренном катаболизме, дисфункции органов и ишемии ткани, а также при некоторых наследственных нарушениях метаболизма. Гиперлактацидемия является обычным симптомом заболевания в педиатрии. Кетонурия, гиперлактацидемия и гипераммониемия, а также патологические уровни пирувата, глюкозы, газов крови, электролитов и pH являются важными показателями метаболического состояния пациента.

Существует необходимость в питательном препарате, добавке или схеме диеты для профилактики или лечения нарушений метаболизма, связанных с повышенными концентрациями кетоновых тел и/или лактата в крови, и/или конечных продуктов гликирования, и/или продуктов Майяра в ткани млекопитающего. Предпочтительно, потребление питательного препарата или добавки должно быть легко осуществимо вследствие их приятных органолептических свойств, это должно соответствовать повседневному образу жизни и приему пищи/питья, а также не должно обладать нежелательными побочными эффектами.

Новорожденные младенцы и особенно преждевременно родившиеся дети часто страдают от недостаточного развития метаболических систем, которым необходимо за короткое время приспособиться к новому режиму питания. В течение первых нескольких суток и даже недель в организме этих детей происходят резкие изменения, например, относящиеся к экспрессии ферментов, функциональной активности органов, например, печени, поджелудочной железы, кишечника и почек, а также к содержимому кишечника. Когда образ питания не приспособлен к их метаболическим возможностям, можно наблюдать нарушения и заболевания, такие как патологически высокие или низкие уровни лактата, кетоновых тел, аммиака и pH в крови, что часто требует медицинского вмешательства.

Также кетоны могут образовываться при потреблении больших количеств липидов или избытка аминокислот с разветвленной цепью. В частности, кетоны могут образовываться при потреблении полноценных питательных смесей, в которых липиды обеспечивают более чем 40 процентов калорий для взрослых людей или даже более чем 52% калорий для недоношенных детей. Сходная проблема возникает, если в полноценных питательных смесях велико количество аминокислот с разветвленной цепью, например, более чем 24 г/100 г аминокислот или даже более чем 26 г. Полноценные питательные продукты для взрослых людей обеспечивают более чем 80 г белка и более чем 1800 ккал на суточную дозу. Для недоношенных детей полноценное питание обеспечивает 6 г белка и 225 ккал энергии на суточную дозу.

В данной области была описана обратная зависимость общего количества кетоновых тел в крови и концентраций аланина. Nosadini, R. et al. опубликовали в Biochem J (1980), 190, 323-332 исследование на модели крыс, в котором показано, что уровни кетоновых тел в крови снижались после потребления высоких доз аланина. Их положительный эффект был частично объяснен повышенной доступностью оксалоацетата, который в свою очередь, как было предположено, приводит к повышенному образованию цитрата и сниженной доступности внутримитохондриального ацетил-KoA для кетогенеза.

Этот эффект был частично воспроизведен посредством использования очень высоких доз аспартата, 6 ммоль (=0,69 г) на кг массы тела в час, у голодавших 48 часов крыс, тогда как половина дозы не привела к какому-либо значительному воздействию на концентрации кетоновых тел в крови. Очевидно, что у людей с массой 70 кг эквивалентные дозы, составляющие приблизительно 193 г аспартата в сутки, значительно нарушают потребление обычной пищи и ставят высокие требования в отношении желания пациента следовать предписаниям.

Сущность изобретения

Было открыто, что высокие количества эквивалентов аспартата в сочетании с витамином B12 и/или биотином, более предпочтительно - эквивалентов аспартата в сочетании с витамином B12 и биотином, особенно при относительном отсутствии эквивалентов глутамата, улучшают метаболизм кетоновых тел и/или лактата в организме млекопитающего, особенно при заболеваниях или травматических состояниях. В результате могут быть снижены уровни кетоновых тел и лактата и нормализована нефизиологически высокая кислотность.

Таким образом, цель изобретения состоит в обеспечении питательной или фармацевтической композиции для энтерального применения для лечения и/или профилактики нарушенного метаболизма кетонов и лактата, т.е. повышенных концентраций кетоновых тел, лактата и/или других органических кислот и/или недостаточного гомеостаза pH, особенно повышенных концентраций кетоновых тел и/или лактата в крови млекопитающего, в частности при заболевании, травматическом состоянии или состоянии метаболического стресса у млекопитающего, где композиция содержит высокие количества эквивалентов аспартата в сочетании с витамином B12 и/или биотином, предпочтительно при относительном отсутствии эквивалентов глутамата.

Под “повышенными концентрациями кетоновых тел и/или лактата” и “нарушенным метаболизмом кетонов и лактата” понимают концентрации кетоновых тел, включая ацетоацетат, ацетон и β-гидроксимасляную кислоту, составляющие более чем 0,5 ммоль/л крови, а также концентрации лактата более чем 2 ммоль/л крови.

Предпочтительно, композиция содержит белковую фракцию, включающую по крайней мере 10,8% масс. эквивалентов аспартата от общей массы белковой фракции.

Предпочтительно, по крайней мере часть эквивалентов аспартата обеспечивают посредством источника аспартата, содержащего по крайней мере 12,0% масс., предпочтительно – по крайней мере 12,3% масс. эквивалентов аспартата. Предпочтительно, белковая фракция дополнительно содержит эквиваленты глутамата при массовом соотношении эквивалентов аспартата и эквивалентов глутамата (аспартат:глутамат) от 0,41:1 до 5:1.

Таким источником аспартата, содержащим по крайней мере 12,0% масс., может являться целый белок, белковый изолят, концентрат или гидролизат и/или свободные эквиваленты аспартата. Если содержащий по крайней мере 12,0% масс. источник аспартата представляет собой белок, белковый изолят, концентрат или гидролизат, то предпочтительно его присутствие в количестве 5-100% масс., более предпочтительно – 8-70% масс., еще более предпочтительно – 10-60% масс. белковой фракции. Если присутствует более чем один белок, содержащий по крайней мере 12,0% масс. аспартата, то указанные выше количества относятся к сумме этих белков. В случае формирования источника аспартата из свободных эквивалентов аспартата, то они, предпочтительно, присутствуют в количестве 0,2-9% масс., более предпочтительно – 0,5-6% масс.

Также целью изобретения является обеспечение композиции для энтерального применения, содержащей 15-22% калорий белковой фракции и 25-50% калорий фракции углеводов, для указанного выше использования, где белковая фракция содержит 10,8-30% масс. эквивалентов аспартата от общей массы белковой фракции, и где композиция дополнительно содержит по крайней мере одно из витамина B12 и биотина.

Следующей целью изобретения является обеспечение способа профилактики или лечения повышенных концентраций в крови кетоновых тел, лактата и/или других органических кислот и/или недостаточного гомеостаза pH, особенно повышенных концентраций кетоновых тел и/или лактата у млекопитающего, при необходимости этого, где способ включает введение указанному млекопитающему питательной или фармацевтической композиции по изобретению для энтерального применения.

Подробное описание изобретения

Аспартат, глутамат

Такие аминокислоты как аспарагиновая кислота, аспарагин и глутаминовая кислота, а также глутамин, не считают незаменимыми аминокислотами для млекопитающих, поскольку организм млекопитающего обладает метаболической возможностью синтеза этих аминокислот при необходимости. Физиологический активный изомер представляет собой L-форму, а эндогенные аминокислоты, как правило, находятся в равновесии со своими кетоаналогами - оксалоацетатом (для аспартата) и альфа-кетоглутаратом (для глутамата). Аспарагин и глутамин могут гидролизоваться в организме до аспартата и глутамата, соответственно, с высвобождением аммонийной группы при взаимодействии с ферментами аспарагиназой и глутаминазой, соответственно. В некоторых случаях аспартат и глутамат рассматривают как нейротоксины.

При использовании обычных способов анализа на предмет содержания аминокислот аспарагин и глутамин легко гидролизуются, и поэтому в аминокислотных композициях белков часто указывают не отдельное количество аспарагина, а вместо этого указывают количество для суммы аспарагина и аспартата. То же относится к глутамину.

В целях этого документа “эквиваленты аспартата” определяют как компоненты, способные высвобождать L-аспартат в организме, непосредственно или после переваривания, всасывания и метаболического преобразования печенью в случаях, когда эквивалент потребляли пероральным или энтеральным способом, например, посредством питания через зонд. Примеры эквивалентов аспартата представляют собой белки или пептиды, содержащие L-аспарагиновую кислоту и/или L-аспарагин, свободные аминокислоты, синтезированные или экстрагированные из природных веществ, свободные аминокислоты в форме солей, например, солей с ионами металлов, таких как натрий, калий, цинк, кальций, магний, или с другими соединениями, такими как другие аминокислоты, карнитин, таурин, или с четвертичными соединениями аммония, такими как холин или бетаин, эстерифицированные формы аминокислот, например, те соединения, которые содержат ацильную группу, связанную с одной из групп карбоновой кислоты, или сложные эфиры, получаемые из органических молекул, таких как пировиноградная кислота, а также производные свободных аминокислот, в которых алкильная или ацильная группа присоединена к первичному атому азота. Таким образом, эквиваленты аспартата содержат любое соединение формулы R¹-NH-CH(COR²)-[CH₂]_n-CO-OR³ или R¹-NH-CH(COR²)-[CH₂]_n-CO-NHR³, где n=1, R¹ представляет собой H, (замещенный) алкил или ацил (в том числе C-пептидил), R² представляет собой OH, OR³, NHR³ или N-пептидил, а R³ представляет собой H, (замещенный) алкил или ацил, а также анионные или катионные соли и цвиттер-ионы. То же относится к эквивалентам глутамата, за исключением того, что n=2. Предпочтительно, пептиды получают гидролизом исходного белка. Кетоаналоги оксалоацетата и его производные являются менее приемлемыми формами для включения в питательный продукт вследствие могущих возникать технологических проблем (с обработкой) и проблем со стабильностью.

Дозы указывают в граммах L-аспарагиновой кислоты. Эквивалентные дозы альтернативных компонентов можно вычислять с использованием того же молярного количества и поправки на молекулярную массу альтернативного компонента. При расчетах для остатков в пептидах и белках делают поправку на отсутствие молекулы воды в аминокислотной цепи. Все эквиваленты вносят вклад в общую массу в своей полной, т.е. гидролизованной форме, включая молекулу воды.

“Эквиваленты глутамата” определяют сходным образом, как в случае с эквивалентами аспартата. Они включают белки или пептиды, содержащие L-глутаминовую кислоту и/или L-глутамин, свободные аминокислоты, глутамат и глутаминовую кислоту, синтезированные или экстрагированные из природных веществ, свободные аминокислоты в форме солей и т.д. Также приемлемыми формами являются N-ацетилглутамин и N-ацетилглутамат. Во всем описании и формуле изобретения дозы указаны в граммах L-глутамина, для эквивалентов сделана поправка на отсутствие молекулы воды в случае пептидных и белковых компонентов.

Количества эквивалентов аспартата и глутамата рассчитывают на основе общей питательной или фармацевтической композиции. В случае композиции, состоящей из различных частей, количества этих эквивалентов в различных частях следует суммировать.

На протяжении этого документа подразумевают, что “свободные эквиваленты аспартата” или “свободные эквиваленты глутамата” содержат аспартат, аспарагин, глутамат и глутамин и их свободную кислоту, а также их анионные формы и соли, такие как соли щелочных металлов, соли щелочноземельных металлов, соли аммония, замещенные соли аммония и цвиттер-ионные частицы; кислоты безразлично называют по названию их кислоты или по названиям их анионов, например, аспарагиновая кислота или аспартат и глутаминовая кислота или глутамат, соответственно. Также свободные эквиваленты аспартата и свободные эквиваленты глутамата включают дипептиды, содержащие по крайней мере одну молекулу аспартата и глутамата, соответственно. Дипептиды служат в качестве источника аспартата и глутамата и не должны обладать независимым биологическим действием в диапазоне концентраций, в которых их используют.

Однако вместо L-аспарагина или его производных предпочтительно использование L-аспарагиновой кислоты или ее производных для предотвращения получения нежелательных побочных продуктов в ходе обработки, в частности, когда эквиваленты аспартата включены в свободном виде, т.е. не в виде олиго- или полипептида. Приемлемыми формами L-аспарагиновой кислоты являются соли металлов, таких как натрий, калий, кальций, цинк и магний, или других аминокислот, таких как L-лизин и L-гистидин.

Количество солей аспартата не должно превышать 9% масс., предпочтительно – менее чем 6% масс. питательного препарата, а в частности количество каждой отдельной соли аспартата не должно превышать 4,8% масс. в случае введения пациенту белковой фракции в жидком виде для предотвращения электролитного дисбаланса. Например, количество калия обычно составляет менее чем 400, предпочтительно – 50-250, а наиболее предпочтительно – 100-180 мг на 100 мл. Как правило, количество магния составляет менее чем 200 мг, предпочтительно – 10-120, а наиболее предпочтительно – 12-80 мг на 100 мл. Также приемлемы, хотя и не являются предпочтительными вариантами осуществления, дипептиды, содержащие одну или несколько молекул аспарагиновой кислоты. Кроме того, альтернативным источником являются растительные экстракты, такие как экстракты сахарного тростника, особенно экстракты, богатые аспартатом и бетаином, или экстракты картофеля. При по крайней мере частичном гидролизе фракция аспартата становится более быстро доступной пациенту.

Количество эквивалентов аспартата можно дополнительно увеличивать вследствие его важности в противодействии нарушениям, связанным с повышенными концентрациями кетоновых тел, лактата и органических кислот в крови, однако белковая фракция должна содержать не более чем 95% масс. Предпочтительно, белковая фракция содержит по крайней мере 10,8% масс. аспартата, предпочтительно – 11,0-70% масс., более предпочтительно - 11,5-50% масс., еще более предпочтительно - 11,8-45% масс., даже более предпочтительно - 12,0-40% масс., а наиболее предпочтительно - 12,5-36% масс., в частности 12,8-30% масс., более конкретно – менее чем 25% масс. эквивалентов аспартата от массы белковой фракции. Особенно предпочтительна белковая фракция, содержащая более чем 13,0% масс. или даже более чем 14,0% масс. эквивалентов аспартата.

Предпочтительно, белковая фракция по изобретению содержит фракцию аспартата, которая быстро переваривается и всасывается и поэтому доступна в организме. Это можно достигать включением по крайней мере части эквивалентов аспартата в форме, которая быстро проходит желудок и не предъявляет высокие требования к активности пищеварительных ферментов, таких как пепсин, трипсин и химотрипсин. Таким образом, в одном из вариантов осуществления предпочтительно, чтобы по крайней мере часть, предпочтительно – по крайней мере 0,2% масс., более предпочтительно - по крайней мере 0,5% масс., еще более предпочтительно - по крайней мере 0,7% масс., а наиболее предпочтительно - по крайней мере 1,0% масс., в частности по крайней мере 1,5% масс. эквивалентов аспартата представляли собой свободные эквиваленты аспартата и/или дипептиды, содержащие по крайней мере одну молекулу эквивалентов аспартата.

Кроме того, белковая фракция по изобретению предпочтительно содержит 0,2-30% масс. эквивалентов глутамата, предпочтительно – в количестве 2,0-25,0% масс., более предпочтительно – 4,0-22,0% масс., еще более предпочтительно – 5,0-22,0% масс., а наиболее предпочтительно – 8,0-21,0% масс., в частности 10,0-20,5% масс. от массы белковой фракции. Предпочтительно, в некоторых случаях белковая фракция содержит 12,0-18% масс. эквивалентов глутамата.

Относительно высокое массовое соотношение эквивалентов аспартата (аспартат) и эквивалентов глутамата (глутамат) обладает благоприятным эффектом по изобретению. В особенности, массовое соотношение эквивалентов аспартата и эквивалентов глутамата имеет большое значение в случае продуктов для младенцев и детей. Поэтому белковая фракция имеет массовое соотношение аспартат:глутамат от 0,41:1 до 5:1, предпочтительно – от 0,45:1 до 4:1, более предпочтительно – от 0,50:1 до 3:1, в частности от 0,53:1 до 2:1. В другом варианте осуществления, особенно в тех случаях, когда продукт преимущественно содержит белки на основе сои, предпочтительно - более чем 50% масс., более предпочтительно – более чем 60% масс., наиболее предпочтительно – более чем 70% масс. белковой фракции, предпочтительно даже более высокое массовое соотношение аспартат:глутамат. В таком случае белковая фракция предпочтительно имеет массовое соотношение эквивалентов аспартата и эквивалентов глутамата, предпочтительно составляющее от 0,58:1 до 2:1, предпочтительно – в диапазоне 0,59:1 – 1,8:1, более предпочтительно – 0,60:1 – 1,6:1, еще более предпочтительно – 0,62 – 1,4:1, а наиболее предпочтительно – в диапазоне 0,70:1 – 1,2:1.

Очевидно, что более хорошие результаты получают, когда становится более высокой степень, в которой удовлетворены критерии, установленные для продукта по изобретению. В частности, это справедливо для общей композиции аминокислот и для включения источника эквивалентов аспартата, который становится более быстро доступным потребителю продукта в сравнении с фракцией глюкозы.

Биотин

Подразумевают, что биотин также включает свои эквиваленты, т.е. все вещества, повышающие уровни D(+) биотина в плазме крови. Приемлемыми источниками являются кислая форма D-биотина (витамин H) и его биологически и технологически приемлемые соли или сложные эфиры. Количества эквивалентов биотина можно вычислять с использованием того же молярного количества бициклического соединения биотина. Предпочтительно использовать формы D-биотина пищевой категории.

Приемлемые дозы биотина для энтерального применения находятся в диапазоне 10-20000 мкг в сутки. Предпочтительно, дозы биотина составляют 50-20000 мкг в сутки, предпочтительно - 70-2000, более предпочтительно – 100-1000 мкг/сутки для детей старше 11 лет и взрослых, и 10-500, предпочтительно – 15-250, более предпочтительно – 18-150 мкг для детей младшего возраста. Для недоношенных детей необходимо 6-200, предпочтительно – 8-100, более предпочтительно – 9-50 мкг на суточную дозу. В случаях, когда заболевание носит хронический характер, а продукт для энтерального применения потребляют на ежесуточной основе, как, например, делают многие страдающие диабетом типа II люди для профилактики или лечения повышенных уровней кетонов в плазме, количества биотина предпочтительно составляют 50-1000, более предпочтительно – 70-500, еще более предпочтительно – 80-300 мкг в сутки для детей старше 11 лет и взрослых, и 10-200, более предпочтительно – 15-150, еще более предпочтительно – 18-100 мкг для детей младшего возраста в сутки. Предпочтительно, в острых случаях, таких как ацидоз, количества являются более высокими. Например, для детей старше 11 лет и взрослых необходимо 300-20000, предпочтительно – 360-2000, более предпочтительно – 420-1000 мкг на суточную дозу. Для детей младшего возраста и грудных детей необходимо 40-500, предпочтительно – 50-250, более предпочтительно – 60-150 мкг. Недоношенным детям следует вводить 9-200, предпочтительно – 12-100, а более предпочтительно – 15-50 мкг на суточную дозу.

Предпочтительно, композиция содержит биотин в количестве 10-10000 мкг, предпочтительно – 15-2000 мкг, более предпочтительно – 20-1000 мкг на кг, в частности 50-500 мкг на кг композиции.

Открыто, что биотин в количествах по изобретению в течение короткого времени снижает уровни кетоновых тел в плазме крови, уровни продуктов AGE и продуктов Майяра в ткани и степень ацидоза, например, молочного ацидоза, а также кетонового ацидоза, и нормализует профиль липидов, в частности уровни холестерина в плазме.

Витамин B12

Витамин B12 можно обеспечивать с использованием приемлемых источников, таких как синтетический цианокобаламин, метилкобаламин, аденозилкобаламин и гидроксилкобаламин, например, получаемых из изолятов органов, в частности печени, например, водный концентрат лизированных гепатоцитов сельскохозяйственных животных, например, свиньи, коровы, цыпленка, с концентрацией более чем 75 мкг кобаламинов в 100 мл экстракта.

Предпочтительно, композиция содержит витамин B12 в количестве 2,5-500 мкг на кг композиции, более предпочтительно – 4-100 мкг, а еще более предпочтительно – 8-50 мкг на кг композиции.

Если продукт следует вводить индивидуумам в возрасте 3-50 лет и при отсутствии желудочных/кишечных проблем или кистозного фиброза, то для способствования доступности витамина B12 полезно сбраживать продукт после получения, используя культуру Lactobacillus, в частности Lactobacillus acidophilus и/или L. bifidus.

Белковая фракция; профиль аминокислот

В рамках описания и формулы изобретения “белковая фракция” определена как сумма всех белков, пептидов и аминокислот в продукте, а под белком также понимают белковый изолят, концентрат и/или гидролизат. Белковая фракция эффективна, когда она удовлетворяет следующим критериям:

Кроме условий в отношении количеств эквивалентов аспартата и глутамата, количество незаменимых аминокислот в белковой фракции, таких как метионин, аминокислоты с разветвленной цепью – валин, лейцин и изолейцин, а кроме того, лизин, тирозин, фенилаланин, гистидин, треонин и триптофан, которое становится доступным организму млекопитающего после переваривания белковой фракции, должно предоставлять достаточные количества для обеспечения анаболизма и надлежащего функционирования организма.

В частности, было открыто, что особо важны количества L-метионина и L-лизина, а также L-лейцина. За исключением случая, когда у пациента наблюдается опухолевый рост, количество L-метионина предпочтительно составляет 1,5-4% масс., а более предпочтительно – 1,7-3,3% масс. белковой фракции. Кроме того, сумма количеств L-метионина и L-цистеина в белковой фракции предпочтительно составляет более 2,7% масс., более предпочтительно – более 2,9% масс., а наиболее предпочтительно – 3,5-8% масс. белковой фракции. В случае, когда у пациента наблюдается общая резистентность к инсулину и/или гипергликемия, а также опухолевый рост, предпочтительно, чтобы в белковую фракцию не добавляли L-метионин.

Страдающие пропионовой ацидемией пациенты не переносят высокие количества изолейцина, валина, метионина и треонина, которые при питании катаболизируются до пропионовой кислоты. С использованием продукта по изобретению можно увеличивать переносимое количество. Соответственно, общее количество этих аминокислот в белковой фракции составляет более 10, предпочтительно – 12-30, более предпочтительно – 16-26% масс. белковой фракции. Тот же критерий справедлив для продуктов, используемых индивидуумами, которые страдают метилмалоновой ацидемией.

Предпочтительно, количество L-лизина составляет 5,5-15, более предпочтительно – 6,6-12, а наиболее предпочтительно – 7,1-11% масс. белковой фракции. Однако если его следует вводить индивидуумам, страдающим глутаровой ацидемией, то количества лизина должны быть ниже 7% масс., предпочтительно – 5,5-6,9% масс. белковой фракции. В этом случае уровни триптофана должны быть ниже 1,7, предпочтительно – 1,3-1,6% масс. белковой фракции.

Для предотвращения значительного высвобождения инсулина после введения, концентрации аргинина, глицина и фенилаланина в белковой фракции должны быть относительно низкими.

Предпочтительно, количество аргинина составляет менее чем 7,9% масс., более предпочтительно – менее чем 7,8% масс., еще более предпочтительно – менее чем 7,0% масс., а наиболее предпочтительно – менее чем 6,0% масс. белковой фракции. Как правило, соотношение L-аргинина и L-лизина в продукте составляет 0,4:1 – 1,43:1, предпочтительно – 0,5:1 – 1,40:1, а в случае продуктов, которые следует вводить грудным детям, соотношение особенно предпочтительно составляет 1:1 – 1,40:1. Предпочтительно, для достижения максимального эффекта и сбалансированного профиля аминокислот отношение эквивалентов аспартата к L-аргинину в продукте составляет более чем 1,4, более предпочтительно – 1,5-5, наиболее предпочтительно – 1,6-3,0.

Предпочтительно, количество L-глицина составляет более чем 3,5, предпочтительно – от 3,6 до 4,5% масс., а наиболее предпочтительно – менее чем 4,2% масс. белковой фракции. Предпочтительно, массовое соотношение аспартат/глицин находится в диапазоне 2,8:1-100:1, а соотношение аспартат/фенилаланин находится в диапазоне 2,4:1-100:1. В частности, количество L-серина должно превышать количество L-глицина по крайней мере в 1,5 раза. Предпочтительно, соотношение L-серин/L-глицин составляет более чем 2,0:1, а более предпочтительно – по крайней мере 2,3:1. Это можно достигать добавлением белков, содержащих много L-серина в сравнении с L-глицином, и/или добавлением синтетического L-серина или содержащих L-серин дипептидов.

Предпочтительно, количество L-фенилаланина составляет менее чем 5,6% масс., а более предпочтительно – менее чем 5,3% масс. белковой фракции. Аспартам представляет собой неприемлемый источник аспартата, в том числе вследствие своей чрезмерной сладости.

Количество лейцина в белковой фракции продуктов по изобретению составляет 7,7-13% масс. Для страдающих изовалериановой ацидемией индивидуумов желательны уровни лейцина ниже 10% масс., предпочтительно – ниже 9,0% масс. Предпочтительно, для имеющих недостаточно развитые и/или нарушенные метаболические функции индивидуумов, таких как грудные дети, недоношенные дети и индивидуумы со значительно нарушенной функцией печени, массовое отношение аспартата к лейцину находится в диапазоне 0,85:1 – 1,5:1, более предпочтительно – 0,88:1 – 1,4:1, еще более предпочтительно – 0,9:1 – 1,1:1, а наиболее предпочтительно – составляет величину в диапазоне 0,95:1 – 1,04:1. Для сохранения сбалансированного количества аспартата и лейцина рекомендовано включать часть количества лейцина в виде альфа-кетоизокапроата. Этот компонент представляет собой превосходный в отношении эффективности и вкуса противоион для таких компонентов, как аминокислоты или орнитин, или бетаин.

Особенно предпочтительно использование белковой фракции, соответствующей уровню эквивалентов аспартата по изобретению, в получении продукта для лечения метаболических нарушений, где белковая фракция дополнительно содержит одно из: a) 7,7-19% масс. суммы всех аминокислот с разветвленной цепью; b) 7,7–9,0% масс. лейцина и 3,6-4,5% масс. глицина; c) 16-26% масс. суммы изолейцина, метионина, валина и треонина; а также d) 5,5-6,9% масс. лизина и 1,3-1,6% масс. триптофана, где количества основаны на массе белковой фракции.

Предпочтительно, количество L-гистидина составляет 2,3-4, а более предпочтительно – 2,5-3,2% масс. белковой фракции. Как правило, количество аланина в белковой фракции составляет 4,8-8, предпочтительно – 5,1-7,5, а более предпочтительно – 5,3-7,0% масс.

Для благоприятного действия в продукт можно включать содержащие гуанидиногруппу органические молекулы. Однако рекомендовано не включать свободный аргинин или его эквиваленты, такие как соли или небольшие пептиды, содержащие L-аргинин. Вместо этого можно включать низкие количества гуанидинацетата или 3-гуанидинпропионата, например, в количествах менее 2 г на суточную дозу, а предпочтительно – в количествах 0,1-1 г на суточную дозу. В случае жидкого продукта 3-гуанидинпропионат является превосходным источником, а его концентрация обычно составляет 0,005-0,05% масс. Соответственно, предпочтительно не включать или включать только относительно низкие количества креатина таким образом, чтобы массовое соотношение креатин/эквиваленты аспартата в белковой фракции составляло менее чем 0,2:1, предпочтительно – даже менее чем 0,1:1, более предпочтительно – даже менее чем 0,5:1 для предотвращения возможных разрушающих воздействий креатина на некоторые ферменты каскада реакций транс-сульфирования. Важен тот факт, что продукт должен воздействовать на некоторые вторичные побочные эффекты гипергликемии и/или резистентности к инсулину, такие как некоторые со