低氘水用於治療胰島素抵抗的用途的製作方法

2023-06-14 06:04:26

專利名稱：低氘水用於治療胰島素抵抗的用途的製作方法
低氘水用於治療胰島素抵抗的用途本發明涉及適用於治療胰島素抵抗的含有低氣水(deuterium depleted water)的藥品和食品。
背景技術：
糖尿病(DM)是人類代謝的慢性疾病。疾病的原因是缺乏胰島素(一種由胰腺產生的激素)或對機體內的胰島素不敏感(胰島素抵抗，胰島素的相對缺乏)或者二者兼有。由於胰島素的絕對或相對缺乏，細胞無法利用葡萄糖，這也是血糖水平升高(高血糖)導致該疾病症狀的原因。在這種情形下，患者的血糖水平高於3.5-6. 5mmol/L的正常範圍。對於該疾病組的人來說，以下是共同的儘管發病機理不同，但是他們都不能分泌他們的代謝過程所需要的胰島素量，或者儘管存在胰島素，但胰島素不起作用。從診斷方面，糖尿病(DM)具有三個亞組1.胰島素依賴性I型DM(IDDM)通常在兒童和年輕的成人中發生，但可發生於任何年齡。在屬於該組的患者中，內源胰島素完全不存在，使得施用胰島素對於降低血糖和起碼的生存是不可避免的。2.非胰島素依賴性II型DM(NIDDM)通常在30歲以上的年齡發生。患者通常肥胖並且是胰島素抵抗的；即，他們的機體產生胰島素，但是正常的胰島素量在其中誘導異常應答，所以血糖水平增加。他們不需要外源的胰島素來存活。3.不匹配任何組的其他DM病例是由另一原發性疾病引起的，例如胰腺的原發疾病。在一個國家的人口中，糖尿病可佔2至12%。在糖尿病子群體中，I型以約15%發生，而II型以約85%發 生。基於DM的地理分布可能是高發病率與營養豐富和肥胖部分相關(NIDDM的發病率在中國是1. 3% ;在美國是6. 6% ;而在美國的墨西哥人為16%)。該疾病的致病因素大多數是已知的，並且其治療在某種意義上講可以被視為已經解決，但是數十年來的藥物治療可能具有嚴重的副作用。糖尿病患者可在任何時間顯示「急性」併發症-低血糖、高滲昏迷、乳酸酸中毒等，並且數年後可發展晚期併發症(大血管病變，由動脈粥樣硬化併發症的更高發病率表示；微血管病變，即毛細血管的特殊損害；或增強的感染易感性)。所有這些解釋了糖尿病患者具有比健康群體高2-3倍的死亡率、高10倍的失明發病率以及高20倍的肢體壞疽和切斷術。糖尿病群體具有極其高的「社會」成本(如他們具有比平均群體多兩倍的住院)，這進一步突顯了社會對更有效的DM治療的需要和要求。DM治療的目的是避免缺乏胰島素的直接後果和減輕慢性狀態的併發症。DM治療可通過三種因素優化1.修改膳食；2.細心計劃身體運動；3.藥物治療。理想地，良好計劃的食物攝取、身體運動對糖的利用和精確給藥的藥物協同，並提供機體適當和平衡的血糖水平，使之具有極小偏差。遺憾的是，這可能難以實現和長期保持，導致如上所述的併發症。最近，基於對天然存在的氘(D)在調節細胞分裂中的重要作用的新知識，發表了論文(FEBS Lett. 1993; 317:1-4, Termeszetgyogyaszatl996; 10:29-32, Kisallatorvoslas1996;3:114-5，Erfahrungsheilkunde1997;7:381-88，J. R. Heys 和 D. G. Melillo(eds)1997Synthesis and Applications of Isotopically Labelled Compounds. John Wiley 和Sons Ltd. pp. 137-141, Z. Onkol/J. of Oncol. 1998; 30:91-94),和註冊了匈牙利專利(註冊號208084，209787)。除了專利中描述的動物實驗之外，此後還在人類研究中驗證了低氘水(DDff)的抗腫瘤效應。最近十多年來，近I萬名患者消耗了約2000噸DDW，並長時間隨訪了1500名癌症患者。這些病例證實癌症細胞對於D剝奪(D d印Ietion)敏感，並且在大多數病例(70-80%)中，癌症細胞不能適應改變的環境，造成腫瘤的萎縮或甚至完全消除。過去幾年消耗DDW的腫瘤患者中有許多糖尿病人。患者因為他們的癌症開始飲用DDW，但是令人驚奇的是，這對於他們的糖尿病也是有益處的。我們可以將這一意想不到的結果歸於降低D濃度對糖尿病機體中的血糖水平也具有有利影響。在許多病例中，消耗DDW的患者可以減少其胰島素或用來防止長期低血糖的其他藥物的劑量，這表明D剝奪增強了胰島素的生物效力。基於這一發現，遞交了專利申請並獲得歐洲專利號1465641。然而，該專利的描述沒有提及DDW適於治療胰島素抵抗，也沒有提及具有105-125ppm D-水平的水對於該效應是最優的(參見下文)。發明概述本發明主要涉及用於治療胰島素抵抗的具有O. 01_135ppm氘含量的低氘水。可選擇地，本發明涉及具有O. 01-135ppm氘含量的低氘水在製備可應用於治療胰島素抵抗的藥品中的用途。本發明還涉及用於治療胰島素抵抗的低氣食品(具有O. 01_135ppm氣含量)。可選地具有O. 01_135ppm氘含量的低氘水在製備可應用於治療胰島素抵抗的食品中的用途。
`
這種上述的食品或它們的用途在以下情況下是優選的如果所述食品含有具有O. 01-135ppm、最優地105_125ppm氘含量的碳水化合物、蛋白質或脂質。另一方面是用於治療胰島素抵抗的方法，其中向需要治療的人施用具有O. 01-135ppm氣含量的低氣水(DDW)。另一方面是用於治療胰島素抵抗的方法，其中向需要治療的人施用具有O. 01-135ppm氣含量的低氣食品。在所有以上情形中，優選低氣水或低氣食品的氣水平是105_125ppm。發明詳述分子生物學的發展顯著地改善了我們對胰島素作用機理的理解。現在認為GLUT蛋白(葡萄糖轉運酶(glucose transportase),負責葡萄糖轉運通過膜的蛋白質)從細胞質向胰島素起作用的膜的易位是細胞葡萄糖攝取的關鍵步(TRENDS in BiochemicalSciences 第 31 卷·第 4 期,2006 年 4 月:Bridging the GAP between insulin signalingand GLUT4 translocation)。然而，還揭示GLUT4 (四種已知的葡萄糖轉運蛋白中的一種)顯示可被許多化合物誘導的非胰島素依賴性易位(一氧化氮、佛波酯、0-和0-腎上腺素能拮抗劑等J. Membrane Biol. 190，167-174，2002: Signals that RegulatesGLUT4Translocation)。如研究人員推斷的，II型DM中胰島素抵抗的原因之一可能是胰島素受體和GLUT4蛋白之間的信號傳遞被破壞。我們近年來的研究目標是揭示降低的D濃度誘導的過程的分子機理。通過測量經鏈脲菌素(STZ)處理的缺乏胰島素生成的大鼠中的血糖水平研究了 D剝奪對GLUT4的影響。研究了具有不同的D濃度(25、75、105和125ppm)的水和胰島素劑量(每天2xlIU)之間的相互作用。血糖水平清楚地證實了關於消耗DDW時血糖降低的早期觀察(消耗25ppmDDff的組中為28mmol/L ;消耗150ppm-普通水的為50mmol/L ；p<0. 05)。GLUT4量的變化在

圖1中展示。從結果中得出以下結論I)在健康的、未進行STZ處理的大鼠中，消耗25ppm或150ppm水的動物之間沒有差異(右邊的兩個柱)。DDW對膜中的GLUT4量沒有影響。2)在消耗普通水的經STZ處理的大鼠中(最左側的柱)，GLUT4的量低於對照的40%。3)在消耗DDW(25、75、105、125ppm)的經STZ處理的大鼠中，GLUT4量高於STZ-對照(150ppm)組中的量。4)觀察到明顯的劑量依賴性，105和125ppm的DDW具有最強的效應。因此這一研究的令人吃驚的結果是，在作為模型系統的糖尿病大鼠中，D剝奪主要不是作用於胰島素受體而是作用於細胞膜中葡萄糖轉運蛋白分子的數目，且這就是它如何能夠從循環血液中攝取葡萄糖的原因。消耗DDW的大鼠最終具有顯著更低的血糖水平。這與其中較低的氘水平具有較強的腫瘤抑制效應的DDW的抗癌效應形成顯著對比對於GLUT4易位，接近自然的氘水平(105和125ppm)具有最好的效應。根據以上，基於DDW可以增加膜中GLUT4(葡萄糖轉運酶)的拷貝數，並且還可減輕或消除細胞的胰島素抵抗、實現正常的葡萄糖攝取和降低血糖水平的作用，本發明涉及低氣水(DDW)用於治療胰島素抵抗的用途。

本發明是基於以下認識降低機體中的正常D濃度通過激活葡萄糖轉運酶蛋白對葡萄糖代謝具有有利影響。膜中葡萄糖轉運酶蛋白的數目顯著增加，這使不穩定的血糖水平穩定在正常或接近正常的水平和減輕高血糖。這一創新性認識表明，降低的D水平消除胰島素抵抗一通過恢復胰島素受體和GLUT蛋白之間的信號通路或通過獨立於信號轉導激活GLUT蛋白一併同時使血糖正常化。已知除了每日消耗的1. 2-1. 5L水體積之外，機體中的代謝過程從有機化合物的降解中產生O. 2-0. 3L的所謂氧化水。為了避免起源於在自然條件下產生的有機化合物的氧化水中的D含量破壞消耗的DDW的效應，本發明還基於以下想法消耗具有降低的D含量的有機化合物(碳水化合物、胺基酸、脂質)是降低患病機體中的D水平並由此減輕或消除胰島素抵抗、穩定血糖水平和減弱高血糖的另一途徑。因此，在基於本發明的用途中，應用具有0.01-135ppm D(O. 021_287mg/L HD0)的水和/或具有降低的(0.01-135ppm D)氘含量的碳水化合物、胺基酸和脂質來製備適合治療胰島素抵抗的藥物和食品。我們的實驗顯示，在所提及的間隔中，105和125ppm D(即，220-262mg/L HD0)是有利的。根據本發明，通過已知的方法，實踐上通過電解或蒸餾，將水的D含量降低至
O.01-135ppm(0. 021-287mg/L HDO)，並將具有 O. 01_135ppmD 含量(O. 021-287mg/L HD0)的水用於產生具有降低的D含量的碳水化合物、胺基酸和脂質。DDW和通過使用其產生的碳水化合物、胺基酸和脂質通過標準藥物技術加工成藥品(使用通常的載體和添加劑)，或通過標準的食品工業技術加工成食品。產生具有降低的D含量的碳水化合物、胺基酸和脂質的優選應用是用具有O. 01-135ppm氘含量(O. 021_287mg/LHD0)的水生長植物和飼養動物。在產生DDW的方法中，這裡額外提及電解和蒸餾是因為它們可以以相對低的成本產生大量的DDW。a/在單獨的陽極和陰極上用2-5V DC電解15-20%的KOH水溶液。灼燒沉積在陰極的具有降低的氘含量的氫氣，並在蒸餾系統中冷凝獲得的水蒸氣且分別收集。獲得的水含有 30-40ppm 氣(Separation of Hydrogen Isotopes Eds. :Howard. Rae, AmericanChemical Society Symposium Series 68, Washington D. C. 1978;Isotope SeparationEds. : Stelio Villani, American Nuclear Societyl983)。通過重複電解，可以進一步降低水的氘含量。b/在適合分餾的具有50-150個板數的蒸餾柱中，在50-60毫巴壓力和45_50°C下使蒸餾的水沸騰。蒸餾以12-13回流率和10倍底部返回運行。使用這種參數，塔頂餾出物產物的 D 含量是 0.1 至 30ppm(Separation of Hydrogen Isotopes, Eds. :Howard.Rae, American Chemical Society Symposium Series68, Washington D.C.1978;IsotopeSeparation Eds. : Stelio Villani, American Nuclear Societyl983)。通過改變柱的操作參數，如通過顯著增大裝載量，也可以大量產生具有高於30ppm的D含量的水。並且，通過在另外的柱上分離第一個柱產生的DDW,可以增強氣剝奪。DDW用作適合生產治療和治癒糖尿病的製品的基料。根據本發明製備的產品可用於治療糖尿病患者。這是基於以下事實通過施用使用DDW、或具有降低的氘含量的碳水化合物、胺基酸和脂質製備的溶液，機體中的D水平將被降低，造成葡萄糖轉運酶的誘導並從而減弱或消除胰島素抵抗，使血糖正常化(不會不穩定也不會升高)。為了概括迄今所做的基礎`研究工作的成果，我們可以說，在模型實驗中，DDW的消耗降低血糖、果糖胺、和hBAlC的水平(其中後兩個值表明最近幾周的血糖)，並顯著增加膜中葡萄糖轉運酶分子的數目。近年的人類經驗證實，消耗DDW對糖尿病患者的血糖水平具有有利作用。DDW消耗對GLUT4的識別使得能夠利用低氘製品來減弱或消除糖尿病患者中的胰島素抵抗。基於本發明的產品可以以含有活性組分和惰性、非毒性載體的形式用於醫學實踐。活性劑可加工成用於口服施用的產品(溶液、乳液、懸浮液等)或胃腸外施用的產品(灌注溶液等)。藥品的製備通過本領域的標準方法進行，通過將活性劑與惰性的無機或有機載體混合，然後由該混合物製備蓋侖製劑。實用的載體是水。藥品還可含有通常應用於製藥產業的其他輔助組分(諸如潤溼劑、增甜劑或芳香齊IJ、緩衝溶液)。基於本發明的藥品的每日劑量可以是變化的並取決於多種因素，諸如水的D濃度、患者的年齡和體重、糖尿病的類型和嚴重度等。對於70kg患者，每日口服劑量可以是具有0. 01-135ppm D濃度的0. 01-2L DDW。為了加強感官性質和生物學效應，水可含有如20-30g/L的低D碳水化合物、某些低D胺基酸或其他風味劑和香料。基於本發明的製品和方法的優點如下所示
a/其使用能夠增加細胞膜中葡萄糖轉運蛋白分子的數目，並由此減輕或消除胰島素抵抗。b/其允許調節患者的血糖水平。c/可以減少或省去常規糖尿病藥物的使用。d/其確保血糖水平在生理範圍內，以這種方式降低早期和晚期併發症的機率。e/該工藝中使用的化學品是無毒且非免疫原性的。f/製備製品是簡單的，並且不產生危險的廢物。
實施例下面用更多詳細內容示例本發明，而不是限制保護範圍A)藥理學實施例在大鼠模型系統中，在幾個獨立實驗中用具有不同氘濃度的水持續4周處理經鏈脲菌素(STZ)預處理的動物。大鼠每天進行兩次IIU的胰島素治療，對照組消耗正常水(15(^ 111)，而處理組消耗25、70、105、125、130、135、140和 145ppm D 水平的 DDW。為了發現何種機理造成飲用DDW的大鼠中存在較低的血糖水平，測定了大鼠肌細胞膜中GLUT4蛋白的量。圖1中最右側的兩個空白柱顯示在沒有用STZ預處理的大鼠中，GLUT4的量不受它們消耗的水的D濃度(25-150ppm)的影響。該圖左側的五個深色的柱顯示，在經STZ預處理的大鼠中，最低的GLUT4水平是在飲用正常水(150ppm)的動物中，而在飲用DDW的大鼠中，GLUT4水平更高，並且在10 5和125ppm D水平下最大。根據這一點，大鼠的血糖在這一範圍(105-125ppm)內也最低。B)製劑實施例製劑實施例1 :具有有益礦物組成的飲用水的製備將低D水和組成已知的礦物質水(諸如「Csillaghegyi」或「Balfi」)以下列比例
混合a/按體積計O. 25份90ppm DDff+0. 75份礦物質水(最終D濃度135ppm)；b/按體積計O. 5份90ppm DDff+0. 5份礦物質水(最終D濃度120ppm)；c/按體積計O. 75份90ppm DDff+0. 25份礦物質水(最終D濃度105ppm)； d/按體積計O. 25份60ppm DDW+0. 75份礦物質水(最終D濃度:127. 5ppm)；e/按體積計O. 5份60ppm DDff+0. 5份礦物質水(最終D濃度105ppm)；製劑實施例2 =DDff的陽離子和陰離子含量通過具有有益的鹽組成的人工濃縮物設置。儲液的可能組成如下所示KCl5. 7gMgCl2x6H20 199. 65gCaCl2x6H20 236. 25g通過將此儲液添加至1，000L的DDW，最終濃度將是(以mg/L計)Mg2+，23. 8 ;Ca2+，64.1 ;K+，3 ；CF, 192。製劑實施例3 :製備具有降低的D含量的食品青椒(辣椒)、番爺、青豆、菜豆等通過標準園藝方法種植,使用具有O. 01-135ppmD含量的水。通過食品工業的常規程序將作物加工成食品。製劑實施例4 :低氘碳水化合物(糖)的生產在溫室條件下使用含有0.01-135ppm D (O. 021-287mg/L HD0)的水灌溉種植的甜菜，甜菜富含糖。通過甜菜加工的一般方法從用DDW種植的植物中提取糖。製劑實施例5 :低氘蛋白質的生產在溫室條件下使用含有(X01-135ppm D (O. 021-287mg/L HD0)的水灌溉種植的大
豆，大豆富含蛋白質。通過相應工業分支的常用方法將用DDW種植的植物加工成人類食品和動物飼料。製劑實施例6 :低氘脂質/油的生產在溫室條件下使用含有(X01-135ppm D(O. 021-287mg/L HD0)的水灌溉種植的向日葵，向日葵富含植物油。通過食品和飼料工業的常用方法加工用DDW種植的植物。製劑實施例7 :富含蛋白質和脂質的低氣食品的生廣將通過使用含有O. 01-135ppm D(O. 021-287mg/L HD0)的水灌溉種植的植物通過標準方法加工成動物飼料。將此低氘飼料給予農場動物t，該農場動物的飲用水被含有
O.01-135ppm D(O. 021-287mg/L HD0)的水替換。屠宰動物並通過標準方法加工。
權利要求
1.低氘水(DDW)，所述低氘水具有0.01-135ppm的氘濃度，其用於治療胰島素抵抗。
2.具有O.01-135ppm氘濃度的低氘水(DDW)在製備可應用於治療胰島素抵抗的藥品中的用途。
3.根據權利要求1所述的低氘水或根據權利要求2所述的用途，其中所述水的氘含量是 105_125ppm。
4.低氣食品，所述低氣食品具有O.01-135ppm的氣濃度,其用於治療胰島素抵抗。
5.具有O.01-135ppm氘濃度的低氘水(DDW)在製備可應用於治療胰島素抵抗的食品中的用途。
6.根據權利要求1所述的食品或根據權利要求5所述的用途，其中所述食品的氘含量是 105_125ppm。
7.根據權利要求4至6中任一項所述的食品或用途，其中所述食品含有具有.O. 01-135ppm、優選地105_125ppm的氘含量的碳水化合物、蛋白質和脂質。
8.治療胰島素抵抗的方法，其特徵在於向需要所述治療的人施用具有O.01-135ppm氘含量的低氘水。
9.治療胰島素抵抗的方法，其特徵在於向需要所述治療的人施用具有O.01-135ppm氘含量的低氣食品。
10.根據權利要求8或9所述的方法，其中所述水的氘含量是105-125ppm。
全文摘要
本發明涉及用於治療胰島素抵抗的含有0.01至135ppm氘、優選地105至125ppm氘的低氘水。本發明的另外目的是用於治療胰島素抵抗的含有0.01至135ppm氘、優選地105至125ppm氘的低氘食品。
文檔編號A61P3/10GK103068444SQ201180040223
公開日2013年4月24日 申請日期2011年7月8日 優先權日2010年7月8日
發明者佳伯·索姆利艾 申請人:Hyd癌症研究和藥物開發有限公司