膠原水解物及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型的膠原水解物。
[0002] 本發(fā)明還涉及該新型的膠原水解物作為用于維持和/或改善骨頭健康，特別是用 于預(yù)防和/或治療骨質(zhì)疏松癥的有效物質(zhì)的用途。本發(fā)明還涉及一種營養(yǎng)補(bǔ)充劑，其包括 該膠原水解物。
【背景技術(shù)】
[0003] 脊椎動(dòng)物的以及進(jìn)而人類的骨頭的高強(qiáng)度以及力學(xué)穩(wěn)定性歸因于骨基質(zhì)的特別 構(gòu)造，該骨基質(zhì)由成骨細(xì)胞（Knochenzelle)合成。骨基質(zhì)的兩種主要成分包括：一是由橫 向交聯(lián)的膠原形成的骨架，其中，特別是在骨基質(zhì)的情況下為I型膠原。其橫向交聯(lián)主要通 過氨基酸：賴氨酸和羥賴氨酸來實(shí)現(xiàn)。第二成分是羥磷灰石（也被稱作磷灰石（CaOH))，其 沉積在骨基質(zhì)中（骨頭的礦化作用）。骨頭的該結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)大致相似，其中， 鋼骨架（對應(yīng)于膠原）和混凝土（對應(yīng)于羥磷灰石）的性能同樣在構(gòu)造出非常有承載能力 的結(jié)構(gòu)的情況下得以補(bǔ)充。
[0004] 相對于許多其他組織類型，骨頭具有相對高的再生能力，也就是說細(xì)胞外骨基質(zhì) 被持續(xù)地構(gòu)建以及降解。在對平衡出現(xiàn)干擾，即新骨基質(zhì)構(gòu)建不足的時(shí)候，就會發(fā)生骨質(zhì)流 失。骨密度下降被稱作骨質(zhì)疏松癥，并且可能有不同的原因。典型地，骨質(zhì)疏松癥隨著年 齡增長而出現(xiàn)（通常在五十歲開始），對于女士特別是經(jīng)常在絕經(jīng)后出現(xiàn)（絕經(jīng)后骨質(zhì)疏 松）。
[0005] 長久以來公知的是，通過口服膠原水解物可以抵抗在骨質(zhì)疏松情況下的骨密度流 失。通過動(dòng)物膠原的酶法水解獲得的膠原水解物分別包括具有不同鏈長或者分子量的肽 的混合物。例如，歐洲專利EP 0777 491 Bl公開了具有1000 Da至40000Da平均分子量的 膠原水解物的用途，其通過皮膚膠原的酶法水解制成，用于治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松。據(jù)推測， 該膠原水解物對于骨頭健康的有利效果是基于通過成骨細(xì)胞對I型膠原和其他基質(zhì)蛋白 的生物合成的刺激，這類似于針對軟骨細(xì)胞已經(jīng)在體外所證實(shí)的那樣（參見S. Oesser和 J. Seiffert (2003)，CellTissue Research (細(xì)胞組織研宄）（311) 393-399)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在所含的肽的分子量分布、氨基酸序列和其他參數(shù)方面，不同的膠原水解物有所 不同，這依賴于起始材料和制造方法。本發(fā)明的目的在于提供一種膠原水解物，其在維持和 /或改善骨頭健康方面具有特別高的有效性。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明，通過如下膠原水解物實(shí)現(xiàn)了該目的，該膠原水解物通過B型骨膠質(zhì) 的酶促水解制成，其中，該膠原水解物由肽形成，這些肽中的至少50重量％具有1500Da至 13500Da的分子量，并且其平均分子量在4000Da至8000Da范圍內(nèi)。
[0008] 由本申請發(fā)明人所實(shí)施的、用于在體外通過成骨細(xì)胞對基質(zhì)蛋白合成進(jìn)行刺激的 研宄（在下文中對其進(jìn)行詳細(xì)描述）令人驚奇地表明：這種膠原水解物相對于其他不同的 水解物具有明顯更高的刺激效果，特別是對I型膠原的合成。如下膠原水解物被證實(shí)是特 別有利的，在該膠原水解物中，肽的至少70重量％具有1500Da至13500Da的分子量和/或 其平均分子量在4500Da至6000Da范圍內(nèi)。
[0009] 在該結(jié)果中，特別令人感興趣的是：特別是來自骨膠質(zhì)的膠原水解物的高有效性， 這尤其是因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)中早就已經(jīng)公知了來自動(dòng)物皮膚的膠原或者膠質(zhì)（主要來自于 豬皮，但例如也來自于魚皮）的水解物的用途。通常作為膠原的變性的、溶解的形式，膠質(zhì) 是適宜的酶促水解起始材料。在本發(fā)明的框架內(nèi)用作水解物起始原料的骨膠質(zhì)是B型膠 質(zhì)，該B型骨膠質(zhì)優(yōu)選通過來自于脊椎動(dòng)物的骨頭、特別是來自于骨膠原的膠原的堿分解 制成。"骨膠原"是指去脂以及去礦物質(zhì)的骨頭。有利的是采用來自于牛骨的骨膠原。 [0010] 作為起始原料所采用的骨膠質(zhì)的等電點(diǎn)（IEP)優(yōu)選在5. 5之下。而A型膠質(zhì)（其 通過膠原酸分解而成）具有在7之上的等電點(diǎn)。
[0011] 對于根據(jù)本發(fā)明的膠原水解物，肽優(yōu)選具有總共少于15%的、特別是少于10%的 谷氨酰胺殘基或者說谷氨酸殘基以及天冬酰胺殘基或者說天冬氨酸殘基的酰胺化度。因 此，酰胺化度通過將肽中的谷氨酰胺殘基以及天冬酰胺殘基的摩爾份額除以谷氨酰胺殘 基、谷氨酸殘基、天冬酰胺殘基以及天冬氨酸殘基的摩爾份額計(jì)算出。最后提及的值由膠原 的天然氨基酸組成得出，并且典型地為約I. 12mmol/g。谷氨酰胺殘基以及天冬酰胺殘基的 摩爾份額可以通過酰胺的酸水解以及通過確定在此形成的氨氣來求得。肽的低酰胺化度可 以特別通過所采用的（B型）膠質(zhì)的堿分解來實(shí)現(xiàn)。
[0012] 令人感興趣的是通過成骨細(xì)胞來刺激基質(zhì)蛋白合成的研宄也表明：根據(jù)本發(fā)明 的、具有4600Da至6000Da的優(yōu)選的平均分子量的膠原水解物具有比不同的低分子水解物 更高的有效性。所包含的肽的分子量也與膠原水解物的粘度相關(guān)。就此而言，優(yōu)選的是：膠 原水解物的20重量％的水性溶液在25°C下具有多于5mPa *S、特別是多于6mPa *S的粘度。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的膠原水解物優(yōu)選具有含量分別少于300ppm、特別是少于IOOppm的 銨、硫酸鹽和磷酸鹽。相應(yīng)地，在制造用于水解的骨膠質(zhì)時(shí)就已經(jīng)能保持很低的鹽含量。
[0014] 對于酶法制造膠原水解液，可以采用不同的蛋白酶，特別是微生物來源的蛋白酶， 其中，它針對特定的氨基酸的不同的特異性直接影響得到的肽的分子結(jié)構(gòu)，并進(jìn)而直接影 響了它的有效性。已經(jīng)證明：在刺激成骨細(xì)胞方面特別有效的膠原水解物優(yōu)選能通過利用 來自于枯草芽孢桿菌的中性內(nèi)切蛋白酶使膠質(zhì)水解制成。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，該膠原水解物通過使內(nèi)切蛋白酶在40°C至60°C、特 別是50°C的溫度下，經(jīng)20分鐘至40分鐘、特別是約30分鐘的持續(xù)時(shí)間發(fā)生反應(yīng)制成。
[0016] 除了前面所描述的膠原水解物本身，本發(fā)明特別還涉及該膠原水解物作為用于維 持和/或改善骨頭健康，特別是用于預(yù)防和/或治療骨質(zhì)疏松癥的有效物質(zhì)的用途。由于 根據(jù)本發(fā)明的膠原水解物對于通過成骨細(xì)胞合成基質(zhì)蛋白具有顯著的刺激作用（這已通 過體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)），口服膠原水解物能夠有針對性地抵抗對骨頭構(gòu)建與骨頭降解之間的平 衡的干擾。
[0017] 本發(fā)明的主要方面涉及：膠原水解物作為預(yù)防和/或治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的有效 物質(zhì)的用途。根據(jù)估計(jì)，這種形式的骨質(zhì)流失涉及年齡超過50歲的女性的大約50%，其中， 在絕經(jīng)后的頭五年可以流失至多20%的骨物質(zhì)。
[0018] 因此，本發(fā)明還涉及用于預(yù)防和/或治療骨質(zhì)疏松（特別是絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松）的 方法，其中，該方法包括給病患（特別是年齡超過50歲的病患）口服根據(jù)本發(fā)明的膠原水 解物。
[0019] 由于對于來自于動(dòng)物或植物蛋白的水解物來說不需要作為藥品的許可，根據(jù)本發(fā) 明的膠原水解物可以有利地配制為營養(yǎng)補(bǔ)充劑。該膠原水解物可以例如以粉末、顆粒、溶液 或者懸濁液的形式，或者以片劑、膠囊、盒劑或者袋劑的形式存在，必要時(shí)可以結(jié)合適合的 助劑或輔劑。作為替代，膠原水解物也可以直接加入食物中。
[0020] 優(yōu)選的是，每日口服攝入量處在Ig至15g、優(yōu)選2g至10g、更優(yōu)選2g至7g、特別是 2. 5g至5g的范圍內(nèi)。相應(yīng)的量可以有利地配制為一次性的一日用量。
[0021] 本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施方式涉及一種營養(yǎng)補(bǔ)充劑，其包括根據(jù)本發(fā)明的膠原水解物 以及一種或多種益生素。膠原水解物與一種或多種益生素的組合基于以下考慮，即，針對特 別有效的骨物質(zhì)再生，不僅必須要實(shí)現(xiàn)膠原和其他基質(zhì)蛋白的生物合成，還必須要實(shí)現(xiàn)以 足夠的量形成并沉積出羥磷灰石。在這種情況下，限制的因素是：對骨基質(zhì)的鈣供應(yīng)，其中， 問題并不在于是否通過食物攝入了足夠的鈣（其在均衡飲食的情況下通常得以保障），而 是在腸子中是否足夠地吸收了攝入的鈣，鈣供應(yīng)特別是由于形成難溶的鈣鹽而受限。
[0022] 已經(jīng)證明，鈣的吸收以及骨頭的礦物化可以通過服用益生素得到改善。益生素通 常是不易消化的食物成分，其有針對性地促進(jìn)腸道菌群的特定的微生物的生長和/或活 性，并且由此對健康具有有利的影響。盡管確切的機(jī)制（益生素通過該機(jī)制有利地影響鈣 吸收）還沒有完全解釋清楚，但是前面提及的有利效果例如在給約12歲的孩子服用果聚糖 的情況下得到了證實(shí)（見 S. Abrams 等（2005)，American Journal of Clinical Nutrition 美國臨床營養(yǎng)學(xué)期刊（82)471-476)。
[0023] 因此，通過一起服用膠原水解物和益生素可以刺激骨基質(zhì)的兩種主要成分的形 成，并由此實(shí)現(xiàn)了在骨健康方面的協(xié)同效應(yīng)，特別是在預(yù)防和/或骨質(zhì)疏松癥方面的協(xié)同 效應(yīng)。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的營養(yǎng)補(bǔ)充劑原則上可以包括任意重量比的膠原水解物和一種或多 種益生素。但為了確保兩種組分的足夠供應(yīng)，優(yōu)選的是，膠原水解物和一種或多種益生素的 份額分別為約20重量％至約80重量％，更優(yōu)選分別為約40重量％至約60重量％。營養(yǎng) 補(bǔ)充劑特別是可以包括重量比為約1:1的兩種組分的混合物。
[0025] 在根據(jù)本發(fā)明的營養(yǎng)補(bǔ)充劑中所使用的一種或多種益生素優(yōu)選由寡糖和/或多 糖選出。寡糖和多糖構(gòu)成了公知的起益生作用的物質(zhì)的絕大部分，其中，通過使用該類物質(zhì) 得出了額外的有利效果，即該營養(yǎng)補(bǔ)充劑的味道相對于純膠原水解物得到了顯著的改善。 盡管膠原水解物可以通過相應(yīng)的通常被稱為味道中和（geschmacksneutral)的方法制成， 但很多使用者還是感覺到被稱為"膠味"的味覺損害。令人驚訝的是：膠原水解物的