Биофлавоноиды в качестве агента, снижающего уровень глюкозы в крови

 

Изобретение относится к медицине и раскрывает применение биофлавоноида, такого как гесперидин, гесперетин, нариргенин, диосмин, рутин, кверцетин, или растительного экстракта, содержащего биофлавоноид, для снижения уровня глюкозы в крови млекопитающего. Указанное лекарственное средство является нетоксичным, имеет повышенную эффективность в отношении снижения уровня глюкозы в крови. 8 з.п. ф-лы, 4 табл.

Область изобретения Настоящее изобретение относится к применению биофлавоноида для снижения уровня глюкозы в крови млекопитающего.

Предпосылки создания изобретения Гипергликемия представляет собой общее заболевание, которое поражает взрослое население в развитых странах. Гипергликемия типа I, например инсулин-зависимый диабет, можно лечить путем введения инсулина, но более чем 90% пациентов с гипергликемией страдают от инсулин-независимой гипергликемии, для которых лечение инсулином является неэффективным. Хотя было разработано множество лекарственных средств для лечения пациентов с инсулин-независимой гипергликемией, однако, они все еще являются неэффективными и относительно токсичными.

Авторами настоящего изобретения были предприняты попытки разработать нетоксичное лекарственное средство, имеющее повышенную эффективность в отношении снижения уровня глюкозы в крови, и при этом было неожиданно обнаружено, что биофлавоноиды обладают превосходным действием, понижающим уровень глюкозы в крови.

До настоящего времени кожуру плодов цитрусовых выбрасывали или использовали лишь для приготовления корма для животных или органических удобрений. Высушенная кожура плодов цитрусовых содержит 50-60 мас.% нерастворимых в спирте полимеров, таких как пектин, гемицеллюлоза и целлюлоза; 30-50 мас.% растворимых в спирте твердых веществ (80 мас.% которых состоит из глюкозы, фруктозы и сахарозы); и небольшие количества биофлавоноидов, витаминов, лимоноидов, фенольных соединений и масел. В частности, в кожуре цитрусовых присутствуют различные биофлавоноиды, такие как соединения, перечисленные в таблице I (Horowitz, P. M. , et al., J.Org.Chem., 25, 2183-2187 (1960)). Гесперидин является основным биофлавоноидным компонентом, обнаруженным в апельсине, лимоне и мандарине; нарингин является основным биофлавоноидным компонентом, присутствующим в грейпфруте; и нарингин и гесперидин присутствуют в цитроне почти в одинаковых количествах.

Сообщалось, что биофлавоноиды, выделенные из кожуры плодов цитрусовых, обладают антиокислительной, противораковой, противовирусной активностями и активностью (Saija, A., et al., Free Radical Biol.Med. 19, 481-486 (1995); Matsubara, Y. , et al., Japan Organic Synthesis Chem. Association Journal, 52, 318-327 (1994, Mar. ); Galati, E.M. et al., Farmaco., 51(3), 219-221 (1996, Mar. ); Felicia V. , et al., Nutr.Cancer, 26, 167-181 (1996); ЕР 0352147 А2 (1990.1.24); и Kaul T.N. et al., J.Med.Viol., 15, 71-75 (1985)).

Однако не было никаких сообщений о том, что биофлавоноиды обладают активностью, снижающей уровень глюкозы в крови.

Краткое описание изобретения Главной целью настоящего изобретения является новое применение биофлавоноида для снижения уровня глюкозы в крови у млекопитающего.

Настоящее изобретение относится к применению биофлавоноида формулы (I) или растительного экстракта, содержащего биофлавоноид, для снижения уровня глюкозы в крови у млекопитающего где R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸ и R⁹ независимо представляют водород; гидроксигруппу; С_1-9-эалкоксигруппу, необязательно замещенную одним или более заместителями, выбранными из группы, состоящей из гидрокси, _1-5алкокси, арилокси и фенильной группы, замещенной 1-3 заместителями, выбранными из группы, состоящей из гидрокси, алкокси, арилокси, галогена, нитро и амидогруппы; C_5-9циклоалкилоксигруппу, замещенную 1-3 заместителями, выбранными из группы, состоящей из гидрокси, алкокси, арилокси, галогена, нитро и амидогруппы; С_5-9циклоалкилкарбонилоксигруппу, замещенную 1-3 заместителями, выбранными из группы, состоящей из гидрокси, алкокси, арилокси, галогена, нитро и амидогруппы; С_2-10 или С_16-18ацилоксигруппу, необязательно замещенную одним или более заместителями, выбранными из группы, состоящей из гидрокси, _1-5алкокси, арилокси и фенильной группы, замещенной 1-3 заместителями, выбранными из группы, состоящей из гидрокси, алкокси, арилокси, галогена, нитрогруппы; рутинозильную группу или раминозильную группу; и Х представляет простую или двойную связь.

Подробное описание изобретения Среди биофлавоноидов настоящего изобретения предпочтительными являются биофлавоноиды формулы (I), где R¹ представляет Н; R² представляет ОН, рутинозильную или раминозильную группу; R³ представляет Н; R⁴ представляет ОН; R⁵ представляет Н, ОН или рутинозильную группу; R⁶ представляет Н; R⁷ представляет Н или ОН; R⁸ представляет ОН или ОСН₃ и R⁹ представляет Н.

Особенно предпочтительные биофлавоноиды формулы (I) настоящего изобретения представлены в таблице II.

Биофлавоноиды настоящего изобретения могут быть экстрагированы из различных растений, включая овощи, такие как латук и лук; фрукты, такие как плоды цитрусовых; и зерновые, такие как гречиха, либо они могут быть синтезированы стандартным способом, описанным Zemplen, Bognar в "Веr., 1043(1943) и Seka, Prosche, Monatsh., 69, 284 (1936). Так, например, рутин и кверцетин могут быть экстрагированы из гречихи с использованием подходящего растворителя, такого как вода или водный спирт, при высокой температуре и давлении. Альтернативно семена гречихи могут быть оставлены на ночь в водном растворе Са(ОН)₂ или NaOH, a затем после нейтрализации могут быть собраны неочищенные осадки рутина. Кроме того, могут быть также использованы сухие порошки семян, листьев, стеблей и цветков гречихи. В основном, содержание рутина в листьях и стеблях гречихи составляет приблизительно 0,6%, а в цветках гречихи - приблизительно 3%.

Цитрусовыми культурами, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, могут быть мандарин, апельсин, лимон, грейпфрут и цитрон. Предпочтительно использовать кожуру плодов цитрусовых, не зараженных химическими пестицидами. Экстракт из кожуры плодов цитрусовых может быть получен любыми стандартными способами с использованием воды или других подходящих растворителей, таких как водный спирт, Са(ОН)₂ и NaOH.

С другой стороны, для снижения уровня глюкозы в крови может быть также использован неогесперидиндигидрохалкон (С₂₈Н₃₆О₁₅) формулы (II), который может быть легко получен из нарингина и имеет сладость, в 1000-1500 раз превышающую сладость сахарозы Биофлавоноиды формул (I) и (II) начинают влиять на эффект снижения уровня глюкозы в крови лишь при дозе 0,1 мг/кг/день, и это действие возрастает с возрастанием этой дозы.

Кроме того, несмотря на свою высокую эффективность биофлавоноиды и растительный экстракт, содержащий эти биофлавоноиды, обнаруживают небольшую токсичность или митогенность в тестах на мышах. Более конкретно, нарингин, нарингенин, гесперидин, гесперетин, диосмин, неогесперидин-дигидрохалкон, кверцетин или рутин при пероральном введении мышам при дозе 1000 мг/кг не проявляют токсичности. Более того, биофлавоноиды или растительный экстракт не оказывают неблагоприятного воздействия на функцию печени.

Настоящее изобретение также относится к фармацевтической композиции для снижения уровня глюкозы в крови, которая в качестве активного ингредиента содержит биофлавоноид или растительный экстракт, содержащий биофлавоноид, и фармацевтически приемлемые эксципиенты, носители или разбавители.

Фармацевтическая композиция может быть получена в соответствии с любыми стандартными процедурами. При получении композиции активный ингредиент предпочтительно смешивают или разбавляют с носителем либо заключают в носитель, который может быть в виде капсулы, саше или другой упаковки. Если носитель служит в качестве разбавителя, то он может представлять собой твердое, полутвердое или жидкое вещество, действующее как носитель, эксципиент или среда для активного ингредиента. Так, композиции могут быть в форме таблетки, пилюли, порошка, саше, эликсира, суспензии, эмульсии, раствора, сиропа, аэрозоля, мягкой и жесткой желатиновой капсулы, стерильного раствора для инъекций, стерильного порошка в упаковке и т.п.

Примерами подходящих носителей, эксципиентов и разбавителей являются лактоза, декстроза, сахароза, сорбит, маннит, крахмалы, аравийская камедь, альгинаты, желатин, фосфат кальция, силикат кальция, целлюлоза, метилцеллюлоза, микрокристаллическая целлюлоза, поливинилпирролидон, вода, метилгидроксибензоаты, пропилгидроксибензоаты, тальк, стеарат магния и минеральное масло. Композиции могут дополнительно включать наполнители, агенты, препятствующие агглютинации, смазывающие агенты, смачивающие агенты, отдушки, эмульгаторы, консерванты и т.п. Композиции настоящего изобретения могут быть составлены так, чтобы обеспечивать быстрое, пролонгированное или замедленное высвобождение активного ингредиента после их введения млекопитающему с использованием любых процедур, хорошо известных в данной области.

Фармацевтическая композиция настоящего изобретения может быть введена различными способами, включая пероральное, подкожное, чрескожное, внутривенное и внутримышечное введение. Для человека обычная суточная доза биофлавоноида может изменяться от примерно 0,1 до 500 мг/кг массы тела, предпочтительно 0,5-100 мг/кг массы тела, и она может быть введена в виде разовой или разделенной доз.

Однако следует понимать, что количество фактически вводимого активного ингредиента должно определяться рядом соответствующих факторов, включая состояние пациента, подвергаемого лечению, выбор способа введения, возраст, пол и массу тела данного пациента и тяжесть симптомов пациента; и следовательно, вышеуказанная доза не должна рассматриваться как ограничение объема изобретения.

Более того, биофлавоноид или растительный экстракт, содержащий этот биофлавоноид, может быть введен в пищевые продукты или напитки в качестве добавки или диетической добавки с целью снижения уровня глюкозы в крови. Пищевые продукты или напитки могут включать мясо; соки, такие как овощной сок (например, морковный сок и томатный сок) и фруктовый сок (например, апельсиновый сок, виноградный сок, ананасовый сок, яблочный сок и банановый сок); шоколад; легкая закуска; кондитерские изделия; пицца; пищевые продукты, приготовленные из муки зерновых культур, такие как хлеб, торты, крекеры, печенье, бисквиты, лапша и т.п.; жевательные резинки; молочные продукты, такие как молоко, сыр, йогурт и мороженное; супы; бульоны; пасты, кетчупы и соусы; чаи; алкогольные напитки; газированные напитки, такие как Кока-Кола® и Пепси-Кола®; витаминные комплексы и различные диетические пищевые продукты.

В этом случае содержание биофлавоноида или растительного экстракта, содержащего биофлавоноид, в пищевых продуктах или напитках может изменяться от 0,01 до 50 мас.%, предпочтительно 0,05-10 мас.%. В частности, напиток в соответствии с настоящим изобретением может содержать 200-1000 мг биофлавоноида или растительного экстракта, содержащего биофлавоноид, на 1000 мл напитка. В случае растительного порошка его содержание в пищевом продукте или в напитке может изменяться от 0,5 до 10 мас.%.

Как описано выше, биофлавоноид или растительный экстракт, содержащий биофлавоноид, может быть использован в качестве эффективного нетоксичного фармацевтического средства для снижения уровня глюкозы в крови.

Ниже приведены примеры предназначенные для дополнительной иллюстрации настоящего изобретения без ограничения его объема.

Кроме того, процентные соотношения, приведенные ниже для смеси "твердое в твердом", "жидкое в жидком" и "твердое в жидком", выражены в мас./мас., об. /об. и мас./об. соответственно, а все реакции, если не оговорено особо, осуществляют при комнатной температуре.

Пример 1. Токсичность перорально вводимого рутина
12 семинедельных, не имеющих специфических патогенов мышей ICR, шесть самок, каждая из которых весила примерно 25-29 г, и шесть самцов, каждый из которых весил примерно 34-38 г, содержали в условиях окружающей среды при температуре 22±1^oС, относительной влажности 55±5% и световом периоде 12 ч. день/12 ч. ночь. Корм (Cheiljedang Co., корм для мышей и крыс) и воду стерилизовали и давали мышам.

Рутин, закупленный у фирмы Aldrich-Sigma Chemical Co. (St.Louis, МО, U. S. А), растворяли в 0,5% Твине 80 до концентрации 100 мг/мл, и раствор перорально вводили мышам в количестве 0,2 мл на 20 г массы тела мыши. Раствор вводили сразу и мышей наблюдали в течение 10 дней на признаки отрицательных действий или гибель в соответствии со следующей схемой: через 1, 4, 8 и 12 часов после введения и далее через каждые 12 часов. Изменения массы мышей регистрировали каждый день для оценки действия экстракта из кожуры плодов цитрусовых. Затем на 10-й день мышей умерщвляли и проводили визуальную оценку внутренних органов.

На 10-й день все мыши были живыми, и рутин не показал никакой токсичности при дозе 1000 мг/кг. Аутопсия выявила, что у мышей не наблюдалось какой-либо патологии, и во время проведения 10-дневного эксперимента потери массы не наблюдалось. В соответствии с этим был сделан вывод, что рутин не является токсичным при пероральном введении животным.

Пример 2. Введение биофлавоноидов животным
40 трехнедельных самцов крыс Sprague-Dawley (Tainan laboratory animal center, Korea) выкармливали гранулированным кормом для лабораторных животных (Cheiljedang Co.) до тех пор, пока средний вес каждой крысы не достигал 280 г. Затем у этих крыс индуцировали диабет с использованием стрептозотоцина, который, как известно, обладает специфическим действием на β-клетки поджелудочной железы и не оказывает негативного действия на другие органы, как указано ниже (см., Junod A., et al., J.Clin.Invest., 48, 2129-2139 (1969)).

Стрептозотоцин, закупленный у фирмы Sigma Chemical Co., растворяли в цитратном буфере (рН 4,5), и раствор внутримышечно инъецировали крысам при дозе 45 мг/кг массы тела. Концентрацию раствора стрептозотоцина регулировали так, чтобы максимальный объем инъекции был ниже 1 мл. Через 24 часа после инъекции из хвостовой вены крыс брали пробы крови и измеряли уровень глюкозы в крови с использованием прибора Glucocard II GT-1629 (Kyto Daiichi Kagaku Co. , LTR, model 5616239). Уровни глюкозы в крови у этих крыс составляли в пределах от 350 до 400 мг/дл, что указывало на развитие диабета у всех крыс (нормальное значение 118 мг/дл).

Влияние введения биофлавоноида крысам на уровень глюкозы в крови определяли следующим образом.

Через день после инъекции стрептозотоцина крыс держали в условиях голода в течение 6 дней, после чего для подтверждения гипергликемии из хвостовой вены крыс брали пробы крови. Затем крыс разделяли на четыре группы с определенным пищевым рационом (n=10) по схеме рандомизированных блоков.

Крыс из этих четырех групп кормили полуочищенным кормом AIN-76 (Американский институт питания)(контрольная группа); полуочищенным кормом AIN-76, содержащим 0,05% нарингина (нарингиновая группа), 0,05% гесперидина (гесперидиновая группа) и 0,05% рутина (рутиновая группа) соответственно. Крыс выдерживали в течение 5 недель в условиях постоянной температуры (25±2^oС), влажности (50±5%) и естественного освещения, при этом они имели свободный доступ к корму и воде.

По окончании пятинедельного периода крыс держали в условиях голода в течение 12 часов, после чего их анестезировали эфиром и брали пробы крови из нижней полой вены. Каждую их этих проб крови центрифугировали при 3000 об/мин при 4^oС в течение 15 минут для отделения сыворотки. Уровень глюкозы в сыворотке крови измеряли с использованием прибора Glucocard II GT-1629 (Kyto Daiichi Kagaku Co., LTR, model 5616239). Результаты измерений представлены в таблице III.

Как видно из таблицы III, уровни глюкозы в крови у крыс в нарингиновой, гесперидиновой и рутиновой группах на 18%, 16% и 21% ниже, чем у крыс контрольной группы.

Пример 3. Пероральное введение биофлавоноидов человеку
Трое мужчин в возрасте от пятьдесяти до шестидесяти лет принимали суточные пероральные дозы 5 мг/кг, 10 мг/кг и 5 мг/кг нарингина, гесперидина и рутина соответственно в течение 2 месяцев. До и после приема этих доз определяли уровни глюкозы в крови.

Результат представлен в таблице IV.

Пример 4. Агент для снижения уровня глюкозы в крови
Жесткие желатиновые капсулы получали с использованием следующих ингредиентов: - Количество (мг/капсулу)
Активный ингредиент (биофлавоноид) - 200
Витамин С - 50
Лактоза (носитель) - 150
Всего: - 400 мг
Пример 5. Пищевые продукты, содержащие биофлавоноид
(1) Приготовление томатного кетчупа и соуса
Нарингин добавляли в томатный кетчуп или соус в количестве от 0,01 до 50 мас.% с получением полезного для здоровья томатного кетчупа или соуса.

(2) Приготовление продуктов из пшеничной муки
Рутин добавляли в пшеничную муку в количестве от 0,01 до 50 мас.% и с использованием этой смеси изготавливали хлеб, торты, печенье, крекеры и лапшу, в результате чего получали полезные для здоровья пищевые продукты.

(3) Приготовление супов и подлив
Кверцетин добавляли в супы и подливы в количестве от 0,01 до 50 мас.% с получением полезных для здоровья супов и подлив.

(4) Приготовление говяжьего фарша
Диосмин добавляли в говяжий фарш в количестве от 0,01 до 50 мас.% с получением полезного для здоровья говяжьего фарша.

(5) Приготовление молочного продукта
Рутин или кверцетин добавляли в молоко в количестве от 0,01 до 50 мас.% и с использованием этого молока получали различные молочные продукты, такие как масло и мороженое.

Однако в случае приготовления сыра рутин или кверцетин добавляли к коагулированному молочному белку; а в случае приготовления йогурта рутин или кверцетин добавляли к коагулированному молочному белку после ферментации.

Пример 6. Напитки, содержащие биофлавоноид
(1) Приготовление овощного сока
200-1000 мг гесперидина добавляли в 1000 мл томатного или морковного сока с получением полезного для здоровья овощного сока.

(2) Приготовление фруктового сока
200-1000 мг гесперидина добавляли в 1000 мл яблочного или виноградного сока с получением полезного для здоровья фруктового сока.

(3) Приготовление газированного напитка
200-1000 мг гесперидина добавляли в 1000 мл Кока-Колы® или Пепси-Колы® с получением полезного для здоровья газированного напитка.

Пример 7. Диетические пищевые продукты, содержащие биофлавоноиды
(1) Диетический пищевой продукт получали путем смешивания нижеследующих ингредиентов и таблетирования этой смеси. - Количество (мас./мас.%)
Нарингин, гесперидин - 200
Порошок или экстракт женьшеня - 20
Подсластитель и отдушка - 75
Всего - 100 мг
(2) Получение порошка из гречихи и экстракция рутина из гречихи
Семена, листья, стебли и цветки гречихи сушили при комнатной температуре, а затем измельчали в порошок.

Альтернативно, 100 г листьев и 100 г цветков гречихи дважды экстрагировали 70% этанолом, по 200 мл каждый, при 40^oС в течение 5 часов. Полученные таким образом экстракты фильтровали. Полученные экстракты содержали 1,8% и 4% рутина соответственно.

Кроме того, к листьям или цветкам гречихи добавляли Са(ОН)₂ до рН 12,0 и смесь оставляли на ночь. Эту смесь доводили до рН 6-7 и полученный осадок выделяли, в результате чего получали неочищенный рутин (чистота 40-50%).

Лекарственный препарат или диетический продукт, содержащий полученный таким образом порошок или экстракт рутина, может быть получен стандартным методом.

(3) Получение смеси, содержащей нижеследующие ингредиенты: - Количество (мас./мас.%)
Луковый порошок - 40
Чесночный порошок - 10
Порошок ююбы - 30
Порошок из цветков гречихи - 5
Порошок из сушеного винограда - 15
Всего - 100 мг
Хотя настоящее изобретение было описано на конкретных примерах его осуществления, однако, следует отметить, что в него могут быть внесены различные модификации и изменения, которые также входят в объем изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Применение биофлавоноида или растительного экстракта, содержащего биофлавоноид, в качестве агента для снижения уровня глюкозы в крови у млекопитающего, причем указанный биофлавоноид выбирают из группы, состоящей из гесперидина, гесперетина, нарингенина, диосмина, рутина, кверцетина или их смеси.

2. Применение по п.1, где указанным млекопитающим является человек.

3. Применение по п.2, где эффективное количество биофлавоноида изменяется от 0,1 до 500 мг/кг массы тела в день.

4. Применение по п.1, где растительным экстрактом является овощной или фруктовый экстракт.

5. Применение по п.4, где овощным экстрактом является экстракт из побегов, семян, стеблей, листьев или цветков гречихи.

6. Применение по п.1, где биофлавоноид или растительный экстракт вводят в виде фармацевтической композиции.

7. Применение по п.1, где биофлавоноид или растительный экстракт вводят в виде добавки или диетической добавки в пищевой продукт или напиток.

8. Применение по п.7, где количество биофлавоноида в пищевом продукте составляет от 0,01 до 50 мас.%.

9. Применение по п.7, где количество биофлавоноида в напитке составляет от 200 до 1000 мг на 1000 мл напитка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4