Композиция для диагностики диабета типа 2 и нарушенной переносимости глюкозы и способы ее применения
Группа изобретений относится к продуктам, используемым для выявления метаболической болезни. Предложен оральный пробный завтрак для диагностики нарушения углеводного обмена у позвоночного, содержащий (а) от 35 до 55 вес.% гликемического полисахарида; (б) от 10 до 35 вес.% моно- и дисахаридов, содержащих глюкозу; (в) от 10 до 25 вес.% диетического жира и(г) от 5 до 8 вес.% диетического белка, причем завтрак обеспечивает выбранное количество гликемического углевода, эффективное для повышения уровней глюкозы в крови позвоночного, и содержит менее 0,5 вес.% растворимого волокна. Предложен способ диагностики нарушения углеводного обмена у позвоночного. Предложен способ определения концентрации глюкозы после приема пищи у позвоночного. Предложен способ определения ответа инсулина у позвоночного после приема пищи. Предложен способ самодиагностики или самоконтроля диабета у человека. Предложен способ определения среднего гликемического индекса испытуемой пищи. Новый сухой пробный завтрак для скрининга и/или диагностики обеспечивает более полную оценку здоровья индивидуума в отношении диабета и нарушенной переносимости глюкозы. Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает оральный диагностический пробный завтрак, пригодный для скрининга, ранней диагностики и терапии диабета. 6 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 табл., 5 ил.
ОБЛАСТЬ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение в общем относится к продуктам, используемым для выявления метаболической болезни. Конкретно, изобретение относится к сухому готовому пробному завтраку, пригодному для скрининга и ранней диагностики нарушенной переносимости глюкозы и диабета типа 2.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нарушение углеводного обмена традиционно включает диабет и нарушенную переносимость глюкозы. Диабет является общепризнанной причиной значительной смертности и распространенности заболеваний. По данным всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) к 2025 г. в мире будет насчитываться 300 млн. диабетиков, поэтому инсулиннезависимый диабет типа 2 (типа 2 диабет) является очень важной проблемой для общества. Диабет типа 2 является самым распространенным диагнозом у пациентов, охваченных программой диализа в США, основной причиной потери зрения и основным фактором, способствующим возникновению сердечных заболеваний и периферических и центральных сосудистых заболеваний.
Da Qing IGT and Diabetes Study (определение диабета) и Bayer AG STOP-NIDDM study служат для установления действия диеты, упражнений и приема лекарств для профилактики диабета типа 2 у людей с нарушенной переносимостью глюкозы (IGT). Результаты исследований позволяют предположить, что ранний диагноз и лечение нарушенной переносимости глюкозы и диабета типа 2 для снижения гипергликемии могут отсрочить начало болезни и уменьшить осложнения при диабете типа 2.
Пациент с нарушенной переносимостью глюкозы проявляет патологическую переносимость глюкозы, когда уровень глюкозы в крови недостаточно высок для того, чтобы его можно было связать с конкретными осложнениями при диабете. Нарушенная переносимость глюкозы является основным фактором риска в развитии диабета типа 2, периферических сосудистых заболеваний и сердечно-сосудистых болезней. Однако, несмотря на эти факты, на практике скрининг нарушенной переносимости глюкозы и бессимптомного и/или недиагностированного диабета типа 2 не является распространенным.
Определение уровня глюкозы в плазме крови натощак (FPG) и рандомизированного уровня глюкозы в плазме крови (RPG) являются наиболее распространенными применяемыми методами скрининга диабета.
Метод FPG требует воздержания от пищи с вечера и всю ночь, после чего отбирают образец крови и определяют уровень глюкозы в крови. Метод RPG включает определение уровня глюкозы в крови независимо от времени последнего приема пищи. Применение методов определения уровня глюкозы натощак или рандомизированного уровня глюкозы в отдельности страдает отсутствием специфичности и чувствительности (Modan et al. (1994) Diabetes Care 17: 436-439). Кроме того, эти методы не позволяют определить нарушенную переносимость глюкозы. Однако, поскольку они являются наиболее быстрыми, простыми и экономичными методами, методы определения уровня глюкозы натощак и рандомизированного уровня глюкозы являются в настоящее время лучшими методами, рекомендованными Американской Диабетической Ассоциацией.
Принятым методом диагностики диабета, нарушенной переносимости глюкозы, диабета типа II и гиперинсулинемии является прием 75-граммовой дозы глюкозы (оральный тест на толерантность к глюкозе, OGTT). Основная причина применения этого метода заключается в том, что для точного диагноза необходима величина уровня глюкозы в крови после приема пищи. Глюкоза используется по той причине, что легко нормировать ее введенное количество, она легко хранится и на ее всасывание не влияют другие компоненты пищи, такие как белок или жир, приготовление пищи, вид ее приема. Однако OGTT имеет недостатки и не является общепринятым клиническим методом. Таким образом, диабет, нарушенная переносимость глюкозы и гиперинсулинемия обычно не диагностируются на ранней стадии.
Один из недостатков OGTT состоит в трудности проведения теста, который требует, по меньшей мере, 8-часового воздержания от пищи и взятия образца крови ровно через 120 мин после приема 75 г жидкой глюкозы. Кроме того, глюкоза вообще является невкусной, а 75 г представляет собой большую дозу, которая может вызвать тошноту и другие побочные действия в желудочно-кишечном тракте. Более того, результаты OGTT являются переменными величинами, часто приводят к неверным положительным и неверным отрицательным выводам. Из-за этой непостоянности результаты OGTT трудно интерпретировать.
Уровень глюкозы в крови можно определить, используя образцы венозной цельной крови или капиллярной цельной крови, хотя определяемый уровень в значительной степени зависит от того, где отбирается кровь. Уровни глюкозы в крови значительно выше в образцах капиллярной крови по сравнению с образцами венозной крови (Kuwa et al., Clin Chim Acta (2001) May 307 (1-2):187-92). Диабет считается установленным, если уровень глюкозы в венозной плазме крови натощак составляет, по меньшей мере, 160 мг/дл (7.8 ммоль/л) или уровень глюкозы в плазме крови натощак составляет, по меньшей мере, 200 мг/дл (11.1 ммоль/л).
Адекватный гликемический контроль может предотвратить осложнения при диабете. Однако интерес к массовому скринингу диабета с целью облегчения установления раннего диагноза или предотвращения изнуряющих или летальных осложнений ослаблялся нежелательными экономическими, социальными, физическими и психологическими последствиями диагностики диабета. Отсутствие в настоящее время успешно применяемой программы массового скрининга диабета является результатом отсутствия решения этих проблем (Harris et al. (1994) Diabetes Care, 17: 440-445; Knowler (1994) Diabetes Care, 17:445-450).
Интерес к программам скрининга диабета в настоящее время способствует изучению, например, методов измерения рандомизированного уровня глюкозы в капиллярной крови (Engelgau et al., Diabetes Care, 18:463-466) и методов опросов с целью оценки преобладания факторов риска развития диабета и выявления при этом субъектов с повышенным риском недиагностированного диабета (Herman et al., (1995) Diabetes Care, 18:382-387). Эти методы оказались изменчивыми, эмпирическими и качественными. Отбор среди населения указанных субъектов, обладающих факторами повышенного риска, просто выявляет кандидатов в группу для более точных и количественных исследований.
Следовательно, существует необходимость в разработке более чувствительного, более точного, более приемлемого и унифицированного способа скрининга и/или диагностики диабета и нарушенной переносимости глюкозы, а также инструмента для управления нарушениями углеводного обмена.
Wolever et al. (Diabetes Care (1998), 21:336-340) и Palmason and Wolever в WO 97/02050 описывают применение орального сухого пробного завтрака для определения концентрации компонента крови после приема пищи у позвоночного. Плитка (пластинка) пробного завтрака, описанная Wolever et al., содержит 41 г крахмала, 3.8 г цельного диетического волокна, а плитка (пластинка), описанная в WO 97/02050, содержит 41-55 вес.% крахмала и примерно 1.4 вес.% β-глюкана овса. Оба эти продукта имеют высокое содержание растворимых волокон.
Сообщается, что изменение уровня глюкозы в крови после приема пищи у субъектов с нормальным или аномальным углеводным обменом можно сгладить (уменьшить) при потреблении плитки (пластинки) с высоким содержанием углеводов и волокон (Mclvor et al., (1985) Diabetes Care, 8:274-278). В противоположность этому, как сообщалось, растворимое диетическое волокно ухудшает всасывание глюкозы (см. Wursch and Pi-Sunyer Diabetes Care, 20:1774-1780; Jenkins et al. European Journal of Clinical Nutrition 56 (7):622-628 (2002)).
Некоторые формы растворимых диетических волокон значительно снижают гипергликемию, возникающую после приема пищи, за счет ингибирования проникновения глюкозы из тонкого кишечника в кровь и могут повысить контроль концентрации глюкозы в крови диабетиков (Jenkins et al. Lancet 1976, July 24, 2 (7978):172-4). Пробный завтрак для диагностики согласно данному изобретению имеет низкое содержание растворимых волокон, в количестве менее 0.5 вес.%.
Данное изобретение также предусматривает завтрак, который значительно отличается от диабетической пищи, имеющейся в настоящее время в продаже, которая содержит высокую концентрацию волокон для облегчения контроля за концентрацией глюкозы в крови, примером служит "Cardiobar" (Abbott Laboratories). Другие продукты содержат смешанные источники углеводов, которые со временем выделяют глюкозу, например," NiteBite" (ICN Pharmaceuticals, Inc.).
Продукт, описанный в патенте США N 5545414, был разработан Abbott Laboratories и продавался под маркой "Cardiobar", в настоящее время продается как "GlucernaBar" в качестве легкой закуски для диабетиков. Указанный патент раскрывает питательный продукт, созданный специально для снижения уровня холестерина. Активность Cardiobar приписывается пищевому волокну, в данном случае из гуаровой смолы, которое влияет на всасывание холестерина в кишке. Предпочтительно вводить в сырую пищевую пластину около 20% гуаровой смолы. Гуаровая смола, содержащаяся в Cardiobar, может понизить всасывание глюкозы из тонкой кишки в кровь и привести к получению величин концентрации глюкозы в крови, неточно отражающих степень регуляции клеточного поглощения глюкозы. Эти показания могут привести к тому, что больные диабетом будут неправильно диагностироваться как здоровые.
В случае Cardiobar предпочтительным источником углеводов является кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, примерно 24 вес.%. В 1997 г. FDA (Food and Drug Administration) разрешила включать овес в диету с низким содержанием жиров для снижения уровня холестерина. Было утверждено, что Cardiobar должен содержать инкапсулированное пищевое волокно (20% гуаровой смолы) и небольшое количество масла.
Проверки действия Cardiobar на людях сосредоточились на измерении содержания холестерина в сыворотке, концентраций LDL (липопротеины низкой плотности) и HDL (липопротеины высокой плотности). Метод заключался в воздержании от пищи с вечера и на всю ночь, отборе образцов крови и измерении уровня холестерина в сыворотке, концентраций LDL и HDL. В патенте предлагалось использовать методы, разработанные Haber et al. (The Lancet, Oct.1, 1997, 679-682) для измерения степени пресыщения, глюкозы в плазме и инсулина в сыворотке. Результаты измерения уровней глюкозы в плазме и инсулина в сыворотке не представлены и фактически не были опубликованы. Экспериментальные результаты показывают, что гуаровая смола, содержащаяся в Cardiobar, не оказывает влияния на аппетит или всасывание пищи.
В патенте США 4496606, Michnowski, описана диетическая легкая закуска для применения при диабете типа 2 в регуляции всасывания глюкозы для контроля нарушенной переносимости глюкозы и уменьшения потребности в инсулине. В патенте указано, что содержание гуаровой смолы составляет 8-12%, содержание кукурузного сиропа (глюкоза и фруктоза) равно 27% и содержание простого сахара (выбранного из декстрозы, фруктозы, глюкозы и галактозы) равно 6%. Продукт предназначен для того, чтобы создать барьер, через который должны проходить питательные вещества до того, как они всасываются. При соединении с большим количеством простого углевода (31%) достигается устойчивый уровень углевода в крови, который легко контролируется диабетиком; однако следует иметь в виду, что прием этого продукта может вызвать у диабетика диабетический шок. Изобретение, описанное в патенте США 4496606, Michnowski, подтверждено в патенте США 5545414, в котором говорится, что в патенте США 4496606 используется потребление гуаровой смолы для улучшения переносимости глюкозы и снижения потребности в инсулине (за счет снижения всасывания глюкозы из тонкого кишечника в кровь).
Такой состав не приемлем для диагностического продукта, который требует использования пищеварительной функции диабетика для расщепления крахмала с образованием глюкозы, которая затем всасывается за промежуток времени, достаточный для точного измерения гликемического ответа.
В патенте США N 5612074, Leach, описан питательный, обогащенный сырой продукт в виде пластинки, содержащий 38% пищевых волокон и примерно 30% меда или сиропа (фруктозы, глюкозы). В этом патенте нет данных по измерению гликемического ответа и они не рассматриваются. Но следует иметь в виду, что прием этого продукта может вызвать у диабетика диабетический шок.
В патенте США 5360614, Fox et al., описано приготовление композиции для медленного высвобождения углеводов путем нанесения покрытия на основе стеариновой кислоты, этилцеллюлозы или гидрированного твердого жира. В результате происходит медленное выделение углевода, достигающее пика через 5 час после начала пищеварения, это можно использовать для замедленного высвобождения.
В патенте США 6248375, Gilles et al., описаны питательные продукты в виде твердой матрицы для больных диабетом. Эти питательные продукты содержат источник волокна и комбинацию фруктозы, по меньшей мере, с одним неабсорбирующим углеводом. Двухкомпонентная углеводная система предназначена для ослабления гликемического ответа, возникающего после приема пищи, она может быть в виде пластинки.
Цель данного изобретения состоит в преодолении недостатков известных решений. Эта цель достигается комбинацией признаков, указанных в основных пунктах формулы изобретения. В зависимых пунктах описаны предпочтительные варианты изобретения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение в общем относится к продуктам для обнаружения болезни обмена веществ. В частности, изобретение относится к сухому готовому пробному завтраку, пригодному для скрининга и ранней диагностики нарушенной переносимости глюкозы и диабета типа 2.
Согласно одному аспекту изобретения оно предусматривает оральный диагностический пробный завтрак, содержащий:
(а) от примерно 35 до примерно 55 вес.% гликемического полисахарида;
(б) от примерно 10 до примерно 35 вес.% моно - и дисахаридов;
(в) от примерно 10 до примерно 25 вес.% диетического жира и
(г) от примерно 5 до примерно 8 вес.% диетического белка.
Отношение (а) к (б) в таком диагностическом пробном завтраке может быть от примерно 1.5:1 до примерно 2.5:1, от примерно 1.8:1 до примерно 2.5:1 и от примерно 1.8:1 до примерно 2.0:1.
В вышеуказанном диагностическом пробном завтраке полисахарид получен из зерна культур, выбранных из группы, состоящей из ячменя, овса, пшеницы, ржи, кукурузы, маиса, сорго и проса.
Согласно одному из вариантов указанный диагностический пробный завтрак дополнительно содержит один или два источника нерастворимого пищевого волокна и источник корригента вкуса.
Согласно другому варианту указанный диагностический пробный завтрак выпускается в виде плитки или бисквита.
Согласно другому варианту полисахарид в диагностическом пробном завтраке, описанном выше, может быть получен из цельной овсяной муки, обезжиренной овсяной муки или их смеси.
Согласно другому варианту моносахарид вышеуказанного диагностического пробного завтрака может быть фруктозой, глюкозой, глицерином или смесью глюкозы и фруктозы.
Согласно еще одному варианту дисахарид в вышеуказанном диагностическом пробном завтраке является сахарозой.
Диетический жир в диагностическом пробном завтраке, описанном выше, может содержать от примерно 10% до примерно 30% насыщенного жира и от примерно 25% до примерно 75% мононенасыщенного жира.
Причем этот принимаемый перорально диагностический пробный завтрак обеспечивает количество гликемического углевода, эффективное для повышения уровней глюкозы в крови позвоночного, при этом диагностический пробный завтрак содержит менее 0.5 вес.% растворимого волокна.
Согласно другому аспекту данное изобретение предусматривает способ диагностики нарушения углеводного обмена у позвоночного, включающий:
(а) оральное введение субъекту диагностического пробного завтрака, указанного
выше;
(б) определение концентрации глюкозы в крови или в плазме субъекта после приема пищи и
(в) сравнение концентрации глюкозы в крови или в плазме субъекта с концентрацией глюкозы в эталоне.
Данное изобретение относится также к способу, описанному выше, когда нарушение углеводного обмена выбрано из группы, состоящей из сахарного диабета, нарушенной переносимости глюкозы, резистентности к инсулину, инсулиннезависимого диабета, диабета зрелого возраста, гестационного диабета и гиперинсулинемии.
Согласно другому аспекту данное изобретение предусматривает способ определения концентрации глюкозы после приема пищи в биологическом образце, полученном от позвоночного, включающий согласно изобретению:
(а) оральное введение субъекту диагностического пробного завтрака;
(б) определение концентрации глюкозы в крови или в плазме субъекта после приема пищи.
Согласно еще одному аспекту данное изобретение обеспечивает способ определения реакции на инсулин после приема пищи, включающий согласно изобретению:
(а) оральное введение субъекту диагностического пробного завтрака;
(б) определение концентрации глюкозы в крови или в плазме субъекта после приема пищи.
Согласно еще одному аспекту данное изобретение предусматривает способ самодиагностики и самоконтроля диабета у человека, включающий согласно изобретению:
(а) оральное введение субъекту диагностического пробного завтрака;
(б) определение концентрации глюкозы в крови или в плазме субъекта после приема пищи.
Согласно дальнейшему аспекту данное изобретение предусматривает способ определения средней величины гликемического индекса пищи, включающий:
(а) получение (построение) кривой первого ответа глюкозы на испытуемую пищу;
(б) получение (построение) кривой второго ответа глюкозы на пищевой эталон, при этом пищевой эталон является диагностическим пробным завтраком, содержащим полисахарид, причем оральный диагностический пробный завтрак обеспечивает количество гликемического углевода, эффективное для повышения уровня глюкозы в крови позвоночного, и пищевой эталон содержит менее 0.5 вес.% растворимого волокна,
(в) расчет величины гликемического индекса испытуемой пищи по кривым первого и второго ответа глюкозы и, возможно,
(г) повторение стадий (а)-(в) для одного или более других субъектов и определение средней величины гликемического индекса испытуемой пищи.
В примере осуществления вышеописанных способов расчета стадии (а)-(в) повторяются, по меньшей мере, еще для девяти других субъектов.
Согласно дальнейшему аспекту данное изобретение предусматривает набор для регулирования дозы лекарства, которое снижает концентрацию глюкозы после приема пищи у позвоночного, включающий оральный диагностический пробный завтрак, содержащий полисахарид, причем оральный диагностический пробный завтрак обеспечивает количество гликемического углевода, эффективное для повышения уровня глюкозы в крови позвоночного, и этот диагностический пробный завтрак содержит менее 0.5 вес.% растворимого волокна, и подходящее средство для измерения глюкозы в крови, например глюкометр или тест - полоску с глюкозоксидазой.
Диагностическое применение пробного завтрака, описанного в WO 97/02050, и любой другой композиции, содержащей значительное количество растворимого волокна, может обеспечить получение в тонком кишечнике пациента вязкого болюса, который содержит глюкозу, полученную при усвоении пробной пищевой композиции. Вследствие вязкости болюса количество и скорость всасывания глюкозы в кровь пациента снижается. Поэтому диагностическое применение этих композиций может обеспечить измеримую величину гликемического ответа у пациента, эта величина неточно отражает степень, до которой успешно регулируется клеточное поглощение глюкозы. Например, измерение гликемического ответа после введения композиции, содержащей значительное количество растворимого волокна, может дать величину концентрации глюкозы в крови, типичную для здорового человека. Применение этих композиций в способе диагностики может, следовательно, привести к неправильному диагнозу у диабетика или субъекта с нарушенной переносимостью глюкозы.
Композиция пробного завтрака по изобретению содержит менее 30% от общего веса растворимого волокна, содержащегося в диагностическом пробном завтраке, описанном в WO 97/02050, а именно менее 0.5 вес.% растворимого волокна. Во время процесса пищеварения композиции по изобретению сравнительно небольшие количества растворимого волокна, содержащегося в композиции, не будет значительно менять вязкость жидкости в пищеварительном тракте и, следовательно, не будет значительно влиять на количество и скорость всасывания глюкозы через стенку тонкого кишечника. В результате этого композиция по изобретению может применяться для определения гликемического ответа пациента, который точно отражает степень регулирования клеточного поглощения глюкозы.
Данное изобретение предусматривает композицию, которая хранится около двух лет, содержит постоянные ингредиенты и обладает воспроизводимостью. Далее, для анализа компонентов диагностического пробного завтрака по изобретению с целью обеспечения качества и его контроля можно применять стандартные химические и лабораторные методы. Качество и обеспечение контроля качества диагностического пробного завтрака Wolver et al. (Diabetes Care (1998) 21, 336-340) зависят, однако, от in vivo гликемического индекса.
Поскольку пробный завтрак по изобретению содержит сложный углевод, который в процессе пищеварения обеспечивает получение глюкозы, риск диабетического шока при его употреблении невелик. Выбранный источник крахмала имеет такую степень чистоты, что возможно измерение в эквивалентах глюкозы.
Этот раздел не описывает всех необходимых признаков изобретения, данное изобретение может предусматривать и другие комбинации описанных признаков.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие признаки изобретения станут более очевидными при ознакомлении с нижеследующим описанием, в котором делаются ссылки на следующие чертежи.
На фиг.1 показан гликемический ответ на диагностический тест согласно данному изобретению у здорового пациента и у пациента, страдающего нарушенной переносимостью глюкозы (IGT).
Точки представляют четыре или пять тестов, проведенных на здоровых пациентах и пациентах с IGT соответственно.
На фиг.2 показаны средние величины гликемического ответа у одиннадцати не страдающих от ожирения здоровых людей (контрольная группа), определенные с применением теста на переносимость глюкозы при оральном введении и диагностического пробного завтрака по изобретению. Каждая точка для разных тестов отражает среднюю величину концентрации глюкозы в крови пациентов в определенный момент времени.
На фиг.3 показаны средние величины гликемических ответов у пяти пациентов с нарушенной переносимостью глюкозы (группа с IGT), определенные с применением теста на переносимость глюкозы при оральном введении и диагностического пробного завтрака по изобретению. Каждая точка для разных тестов отражает среднюю величину концентрации глюкозы в крови пациентов в определенный момент времени.
На фиг.4 показаны средние величины гликемических ответов у тринадцати инсулиннезависимых пациентов, больных диабетом типа 2 (группа диабетиков), определенные с применением теста на переносимость глюкозы при оральном введении и диагностического пробного завтрака по изобретению. Каждая точка для разных тестов отражает среднюю величину концентрации глюкозы в крови пациентов в определенный момент времени.
На фиг.5 показаны сравнительные гликемические ответы в случае применения диагностического пробного завтрака по изобретению и пробного завтрака, описанного в WO 97/02050. Величины гликемических ответов получены у тех же, не страдающих ожирением здоровых людей.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение в общем относится к продуктам для обнаружения нарушения обмена веществ. В частности, изобретение относится к сухому печеному пробному завтраку, пригодному для скрининга и ранней диагностики нарушенной переносимости глюкозы и диабета типа 2.
Основным моментом данного изобретения является обнаружение того факта, что новый сухой пробный завтрак для скрининга и/или диагностики, описанный в данной заявке, обеспечивает более полную оценку здоровья индивидуума в отношении диабета и нарушенной переносимости глюкозы.
Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает оральный диагностический пробный завтрак, пригодный для скрининга и ранней диагностики и терапии диабета.
В практике данного изобретения применяются, если не указано иное, обычные методы химического, биохимического, медицинского, пищевого анализа и пищевые ингредиенты, известные специалистам. Все эти аспекты полностью описаны в литературе, см., например, Bergmeyer et al., eds. Methods of Enzymatic Analysis, Academic Press (New York), U.S. Dept. HEW (1982) Lipid and Lipoprotein Analysis: Manual of Laboratory Operations, Lipid Research Clinics Program (Washington, DC), AO AC (1980) Official Methods of Analysis (Washington, DC), National Diabetes Group (1979) Classification and Diagnosis of Diabetes Mellitus and Other Categories of Glucose Intolerance, Diabetes 28:1039-1057, Furia (1972 and 1980) Handbook of Food Additives, 2d ed., Volumes I and II, CRC Press Inc. (West Palm Beach, FL), и Committee on Specifications, Committee on Food Protection, National Research Council (1980) Food Chemicals Codex, 3d ed., National Academy of Sciences (Washington, DC).
Используемые в единственном числе термины включают и множественное число, если не оговорено иное. Так, выражение "измерение глюкозы крови" может включать более одного такого измерения.
В данном описании используются термины, значение которых определено ниже. Хотя дается указание на то, что биологическим образцом является кровь, этот термин охватывает и другие биологические образцы.
Термин "сухая форма" обозначает продукт, который был выпечен с получением сухой формы и содержит влагу в количестве менее 5%.
Термин "гликемический ответ" обозначает количество глюкозы, появляющееся в крови после усвоения пищи, пробного завтрака и т.п., определенное в какой-то момент времени, например через 30, 60, 90 и/или 120 мин.
Термин "гликемический индекс" можно использовать как основу для диетического углеводного обмена и как ссылку для оценки ответа глюкозы на конкретную пищу (см. Jenkins et al. (1981), Am. J. Clin. Nutr. 34:362-366, и Jenkins et al. (1983), Diabetologia 24:257-264). Гликемический индекс определяется как гликемический ответ, вызываемый испытуемой пищей, содержащей 50 г гликемического углевода, выраженный в процентах от гликемического ответа, вызванного пищевым эталоном, содержащим 50 г гликемического углевода. Пищевой эталон может представлять собой 50 г глюкозы, обычно в виде концентрированного раствора, или порцию свежеиспеченного белого хлеба, содержащего 50 г гликемического углевода. Порция белого хлеба, содержащая 50 г гликемического углевода, повышает уровень глюкозы на 71%, как 50 г глюкозы. Тем не менее, если в качестве пищевого эталона применяют или 50 г глюкозы, или порцию белого хлеба, содержащую 50 г гликемического углевода, каждый считается имеющим гликемический индекс, равный 100.
Гликемический индекс можно определить, как описано Wolever et al., (1985) Diabetes Care, 8:418-428; Wolever et al., Journal of the American College of Nutrition 8 (3):235-247 (1989), Wolever et al., (1991) Am. J. Clin. Nutr. 54:846-854, и Wolever et al., (1994) Am. J. Clin. Nutr. 59:1267-1269. Обычно гликемический индекс испытуемой пищи можно измерить in vitro и in vivo. Хотя метод in vitro является быстрым и недорогим, он не может полностью воспроизвести сложные процессы пищеварения у людей. Метод in vivo включает введение испытуемой пищи, по меньшей мере, десяти здоровым людям после воздержания от пищи с вечера и в течение ночи. Принимается порция испытуемой пищи, содержащая 50 г гликемического углевода, и через два часа измеряется концентрация глюкозы в крови.
В другом случае после воздержания от пищи в течение ночи принимается 50 г глюкозы в виде, например, концентрированного раствора глюкозы, или порция белого хлеба, содержащая 50 г гликемического углевода, и через два часа измеряется концентрация глюкозы в крови. Гликемический индекс определяют путем деления инкрементной площади под кривой ответа глюкозы на испытуемую пищу на площадь поверхности под кривой ответа глюкозы после приема пищевого эталона. Окончательная величина гликемического индекса является средней величиной гликемического индекса у десяти здоровых субъектов.
Под термином "доступный углевод" подразумевается количество всего принятого углевода, который может быть усвоен или абсорбирован (всасывание углевода). Общее количество углевода рассчитывают по разности, а именно общее количество углевода (ТС) определяется по уравнению ТС=S-М-А-F-Р, где S - вес образца пищи, М - содержание влаги, А - содержание золы, F - содержание жира и Р - содержание белка. Методы определения влаги, золы, жира и белка описаны, например, в АОАС Official Methods of Analysis (1980), Washington, DC, Association of Official Analytical Chemists. Количество доступного углевода равно разнице между общим количеством углевода и количеством диетического волокна в образце пищи. Количество диетического волокна можно измерить, например, методом Prosky et al. (1988) J. Assoc. Off. Anal. Chem. 71:1017.
Под "гликемическим углеводом" имеют в виду глюкозу или сложный углевод, например гликемический полисахарид, например крахмал, который подвергается метаболизму или восстановлению до глюкозы.
Усвоение и всасывание (абсорбция) гликемического углеводорода имеет измеримое влияние на концентрацию глюкозы в крови индивидуума.
Под "управлением нарушениями углеводного обмена" имеется в виду, что тест может быть применен для определения и регулирования дозы лекарств.
Термин "медицински контролируемый" означает, что диагностический пробный завтрак содержит источник углевода, который обеспечивает стандартизованное и проверенное количество гликемического углевода, которое при введении субъекту обеспечивает гликемический ответ у этого субъекта. Данный тест не требует периодической повторной проверки, так как он приводит к доставке стандартизованного количества углевода с каждым пробным завтраком.
"Эталонная концентрация" глюкозы в биологическом образце обозначает ту концентрацию, которая, как сообщалось, является нормальной для не страдающего от ожирения и не болеющего диабетом здорового субъекта.
Эталонная концентрация может относиться к концентрации глюкозы после воздержания от пищи или к концентрации глюкозы после приема пищи.
Такие эталонные концентрации описаны, например, в National Diabetes Group (1979), Diabetes 28: 1039-1057, и в WHO Expert Committee (1980) Diabetes mellitus, Geneva, World Health Organization (Tech. Rep.Ser. No. 646). Кроме того, эталонная концентрация может быть эталоном в организме субъекта (infra - subject), а именно концентрацией глюкозы или инсулина в биологическом образце, полученном ранее от субъекта, повторно подвергающегося тестированию.
Термин "позвоночное" означает любой член subphylum chordate, включая, без ограничения, млекопитающих, таких как домашний скот, овцы, свиньи, козы и люди; домашних животных, таких как кошки и собаки, птиц, включая домашнюю птицу, диких и охотничье-промысловых птиц, таких как петухи и куры, в том числе цыплята, индейки и другие домашние птицы. Этот термин применяется к субъектам любого возраста. Он охватывает как взрослых, так и новорожденных животных.
Термины "самодиагностика", "самообучение" и "самоконтроль (самомониторинг)" охватывают применение диагностического пробного завтрака в неклинических условиях. Таким образом, например, "самодиагноз" охватывает не только применение диагностического пробного завтрака самим человеком для диагностики нарушения углеводного обмена, но и применение диагностического пробного завтрака группой людей для диагностики нарушения углеводного обмена у другого позвоночного.
"Биологический образец" может быть получен из разных источников, например биологических жидкостей или тканей человека или других млекопитающих, включая кровь (сыворотка или плазма), мочу, спинномозговую жидкость, лимфатическую жидкость и т.п.
Термин "глюкоза (в) крови" означает глюкозу, измеренную в цельной крови, сыворотке или плазме, отобранной из вены или капиллярного русла. Типичными источниками капиллярной крови являются палец, часть ладонной поверхности, кисти или мочки ушей. Специалисту известно, что уровень глюкозы в крови слегка изменяется в зависимости от источника.
Уровни глюкозы в биологическом образце могут быть измерены любым известным методом. Уровень глюкозы можно измерить, используя метод с применением гексокиназы (Bergmeyer et al. (1974) в Bergmeyer et al., eds. Methods of enzymatic Analysis, Academic Press (New York). Вкратце, этот метод предусматривает одновременное культивирование биологического образца с ферментом гексокиназой, которая катализирует переход гамма-фосфатной группы от аденозинтрифосфата (АТР) к глюкозе с образованием глюкоза-6-фосфата и глюкоза-6-фосфатдегидрогеназы, которая в присутствии никотинамид-адениндинуклеотидфосфата (NADP) катализирует превращение глюкозы-6-фосфата в 6-фосфоглюконат и восстанавливает NADP (NADPH). Полученный NADPH способствует восстановлению йоднитротетразолия (INT) или другого реагента, который, будучи восстановлен химически, дает обнаруживаемые колориметрически продукты с образованием INT-формазана.
Глюкоза может быть также измерена, например, с применением катализируемого глюкозоксидазой превращения глюкозы в глюконовую кислоту с образованием при этом перекиси водорода, которую можно обнаружить колориметрически, например, при культивировании с 4-аминоантипирином и п-гидроксибензола сульфонатом или о-дианизидином в присутствии пероксидазы с получением обнаруживаемых колориметрически хинониминового красителя или окисленного о-дианизидина соответственно. Количество глюкозы в образце можно определить путем сравнения со стандартной кривой, полученной для известных количеств глюкозы.
Индивидуальные компоненты, требующиеся для проведения вышеописанных методов, а также наборы для их осуществления можно приобрести в коммерческих источниках, например, Sigma Chemical Со (Sr. Louis, МО).
Сухой углеводный диагностический пробный завтрак, описанный и заявленный в данной заявке, содержит источник углевода, обеспечивающий такое количество полисахарида (сложного углевода), такого как крахмал, которое было установлено и стандартизовано для обеспечения выбранного количества гликемического углевода в процессе переваривания пробного завтрака позвоночным. Конкретным примером полисахарида является овсяный крахмал, полученный с минимальным количеством β-глюкана из овса или другого зерна, включая, без ограничения, любую из различных культур, например из ячменя, овса, пшеницы, ржи, кукурузы, сорго и проса, или другого источника, такого как картофель, батат, канна, маранта, тапиока (маниок), саго, аронник, тритикале, рис, амарант, квиноя, бобы, горох, чечевица, орехи, земляной орех, инулин, лишайник и т.п. Кроме того, может быть использован в качестве источника углеводов любой синтетический крахмал. Могут быть включены и другие ингредиенты, такие как белок, жир, структурирующие добавки, вкусовые добавки и т.п.
Композиция по изобретению содержит физиологически сбалансированный источник углеводов, но не обязательно должна содержать рекомендуемые диетические количества углевода, жира и белка. Рекомендуемые для диабетиков ежедневные количества совпадают с количествами для здоровых людей, 30% дневного рациона составляют жиры, 10-20% - белки и 40-50% - углеводы (American Diabetes Association).
В частности, композиция по изобретению содержит растворимое волокно в количестве менее 0.5 вес.%, более предпочтительно менее 0.2 вес.%. В результате введение субъекту композиции по изобретению приводит к незначительному увеличению вязкости жидкости в тонком кишечнике и, следовательно, не вызывает заметного уменьшения всасывания глюкозы из тонкого кишечника в кровь субъекта.
Диагностический пробный завтрак согласно изобретению может содержать от примерно, 35 до примерно 55 вес.%, от примерно 45 до примерно 55 вес.%, от примерно 45 до примерно 50 вес.% или же любое другое количество в указанных пределах полисахарида (сложного углевода).
Пробный завтрак может также содержать от примерно 10 до примерно 35 вес.%, от примерно 10 до 30 вес.%, от примерно 10 до 25 вес.%, от примерно 10 до 20 вес.% или же любое другое количество в указанных пределах моно- и дисахарида.
Кроме того, пробный завтрак может содержать от примерно 10 до примерно 25 вес.%, от примерно 10 до примерно 20 вес.%, от примерно 15 до примерно 25 вес.%, от примерно 15 до примерно 20 вес.% или же любое другое количество в указанных пределах жира, причем в нем содержится от примерно 10 до примерно 30% насыщенного жира, от примерно 25 до 75% или любое другое количество в указанных пределах, или от примерно 45 до примерно 55% или же любое другое количество в указанных пределах мононенасыщенного жира, а остальное составляет полиненасыщенный жир.
Пробный завтрак по изобретению может также содержать от примерно 2 до примерно 15 вес.%, от примерно 5 до примерно 10 вес.% или любое другое количество в указанных пределах белка и, возможно примерно 3-5 г или любое другое количество в этих пределах диетического волокна.
Кроме того, диагностический пробный завтрак по изобретению может содержать от примерно 40 до примерно 60 вес.% или любое другое количество в этих пределах гликемических углеводов. В других примерах пробный завтрак содержит от примерно 45 до 55 вес.% или любое другое количество в этих пределах от примерно 50 до 60 вес.% или любое другое количество в этих пределах гликемических углеводов.
Отношение количества полисахарида (выраженное в % по весу) к сумме количеств моносахарида и дисахарида (каждое выражено в % по весу) может составлять от примерно 1.3:1 до примерно 2.8:1 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1.4:1 до примерно 2.5:1 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1.5:1 до примерно 2.5:1 или любое другое отношение в указанных пределах, от примерно 1.7 до примерно 2.5:1 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1.8: 1 до примерно 2.5:1 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1.8: 1 до примерно 2.3:1 или любое другое отношение в этих пределах или от примерно 1.8:1 до примерно 2.0:1 или любое другое отношение в этих пределах. В других примерах отношение количества полисахарида к сумме количеств моносахарида и дисахарида равно от примерно 1.5:1 до примерно 2.0:1 или составляет любую другую величину в этих пределах, или от примерно 1.5 до примерно 1.8:1 или составляет любую другую величину в указанных пределах.
Отношение количества полисахарида к количеству белка (каждое выражено в % по весу) может составлять от примерно 1.5:1 до примерно 9.0:1 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1.7:1 до примерно 2.8:1 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1.8:1 до примерно 4.0:1 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1.8:1 до примерно 3.5:1 или любое другое отношение в указанных пределах, или от примерно 1.8:1 до примерно 3.0:1 или любое другое отношение в этих пределах.
Отношение количества полисахарида к общему количеству жира (каждое выражено в % по весу) может составлять от примерно 1.5:1 до примерно 6.0:1 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1.7:1 до примерно 4.5:1 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1.8:1 до примерно 4.0:1 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1.8:1 до примерно 3.5:1 или любое другое отношение в указанных пределах, или от примерно 1.8:1 до примерно 3.0: 1 или любое другое отношение в этих пределах.
Кроме того, в пробном завтраке по настоящему изобретению отношение общего количества гликемических углеводов к общему количеству углеводов (каждое выражено в % по весу) может составлять от примерно 1:2 до примерно 1:1.25 или любое другое отношение в этих пределах, от примерно 1:1.67 до примерно 1:1.25 или любое другое отношение в этих пределах.
Примерами жира, используемого в композициях пробного завтрака по настоящему изобретению, являются жир, полученный из растительных масел, таких как масло канолы, рапсовое масло, льняное масло, масло бурачника, масло сафлора красильного, соевое масло, кокосовое масло, масло энотеры, касторовое масло, оливковое масло, миндальное масло, арахисовое масло, кукурузное масло и маисовое масло, рыбий жир, например, полученный из печени трески или палтуса, овсяное масло и т.п.; примерами белка являются белок, полученный из соевой муки, яичный альбумин, овоглобулин, молочная сыворотка, лактоглобулин, лактальбумин, изолят мяса, изолят из крови, сывороточный альбумин, изоляты из белка рыбы, изоляты белков бобовых, соевый белок, белок квинои и т.п.
Для того чтобы пробный завтрак имел приятный вкус, к нему можно добавлять корригенты вкуса, такие как яблочный сок, корицу, ваниль, лимонный или апельсиновый экстракты, добавка со вкусом миндаля. В пробный завтрак можно вводить другие стандартные пищевые добавки, например подкисляющие вещества, агенты, предотвращающие спекание, отбеливатели, буферы, красители, закрепители цвета, среда для кулинарной обработки, структурообразователи для теста, эмульгаторы, ферменты, отвердители, корригенты вкуса, ароматизаторы, смачиватели, разрыхлители, жевательные вещества, вещества для созревания, нейтрализующие вещества, непищевые подсластители, пищевые и диетические добавки, консерванты, источники белка, заместители соли, секвестранты, стабилизаторы, текстуризаторы, загустители, витамины и т.п. См., например, Furia (1972 and 1980) Handbook of Food Additives, 2d ed., Volumes I and II, CRC Press Inc. (West Palm Beach, FL).
Пример пробного завтрака, который обеспечивает 406.5 ккал энергии, содержит 50.5 грамм углевода (49% энергии завтрака), содержащего крахмал из овсяной крупы (муки), 19.9 грамм жира (44% энергии завтрака), содержащего овощной и овсяный жир, 6.69 грамм белка (7% энергии завтрака), содержащего белок из овсяной муки и яичный альбумин, 4.30 грамм общих диетических волокон, содержащих β-глюкан из цельной овсяной муки, и корригенты со вкусом ванили и масла.
Количество гликемического углевода в пробном завтраке можно калибровать для получения выбранного гликемического ответа. Стандартный гликемический ответ можно получить, применяя, например, стандартную оральную жидкую глюкозу, содержащую количество глюкозы, например, 50 грамм, 75 грамм или 100 грамм. Количество гликемического углевода в пробном завтраке может быть стандартизовано, чтобы получить ответ глюкозы в крови через 30,45, 60, 90, 120 и т.п. минут после приема пищи. В случае пробного завтрака, калиброванного по стандартной оральной жидкой глюкозе, стандартный гликемический ответ можно определить с применением 75-граммового орального жидкого глюкозного напитка, например Glucodex®.
Полисахарид можно получать из зерен овса, например из овсяных хлопьев, по методу, раскрываемому в патенте США N 4435429, Burrows et al., который этой ссылкой вводится в данной описание во всей полноте. Вкратце, способ включает отделение эндосперма от других тканей в зерне сначала набуханием зерна в водной среде, рН 3-7, при 400-700°С, до тех пор, пока зерно не адсорбирует количество водной среды, по меньшей мере, равное его собственному весу, а доля эндоспермы зерна не превратится в жидкость под действием ферментов клеточной стенки. Затем зерно расщепляют под давлением для высвобождения фактически всей эндоспермы в жидком виде. Затем эндосперму можно отделить от других тканей зерна. Зерно может быть цельным, лущеным или голозерным. Водная среда может содержать примерно до 0.1 вес.% SO2. Применяя этот метод, можно получать не очень белую муку с низким содержанием волокон во влажном или сухом состоянии, готовую для последующего фракционирования.
Полисахарид можно получать из зерен хлебных злаков, таких как зерна овса, которые можно приготовить по методу, описанному в патенте США 5169660, Collins et al., полностью вводимом ссылкой в данное описание. Этот метод включает замачивание зерен овса в воде в течение периода времени, достаточного для того, чтобы эндосперма практически полностью стала жидкой. Затем замоченное зерно вымачивают в водном этаноле с целью выделения жидкой эндоспермы.
Затем отделяют нерастворимые отруби и извлекают из водно-этанольного раствора, отделяют нерастворимую муку и извлекают из не содержащего отрубей водно-этанольного раствора. Извлечение нерастворимых отрубей и муки из водно-этанольного раствора можно осуществлять, пропуская раствор через сита с последовательно уменьшающимися размерами отверстий. Этот метод особенно применим для получения сравнительно чистых отрубей и муки из зерен овса, пшеницы и ржи.
Пробный завтрак может быть в любой твердой физической форме, такой как пластина, вафли (галета), бисквит, печенье и т.д. В одном примере пробный завтрак имеет форму печенья, каждое из которых может доставлять 5 грамм гликемических углеводов. Завтрак может быть стандартизован по 50 грамм или по 75 грамм гликемических углеводов или вводиться в расчете на килограмм веса тела пациента.
Сложный углевод в композиции по настоящему изобретению должен расщепляться (гидролизоваться, перевариться) перед высвобождением и всасыванием глюкозы. Так как расщепление (процесс переваривания) является специфичным для испытуемого субъекта, высвобождение и всасывание глюкозы является специфичным для данного индивидуума. Процесс всасывания также происходит в случае обычной твердой пищи и кинетика всасывания глюкозы скорее относится к "обычным" ("нормальным") физиологическим событиям, чем пробный или специально модифицированный завтрак.
В результате определение глюкозы в крови с помощью композиции пробного завтрака по настоящему изобретению является точным и связанным с обычными физиологическими процессами индивидуума. Это делает возможным быстрое определение состояния диабетика, часто до того как диабет станет резко выраженным, что позволяет раньше предпринять лечебные меры.
Пробный завтрак по настоящему изобретению можно приготовить обычными общепризнанными специалистами методами. Например, компоненты пробного завтрака можно смешать в заданных пропорциях со связующим, при необходимости выбранным таким образом, чтобы при образовании смеси сохранить пропорции компонентов продукта, например цельного яичного порошка или клейковины пшеницы. Смесь можно лепить, прессовать, заливать, экструдировать или иным образом придавать нужную форму. Формованный продукт можно также печь, подвергать действию пара, сушить или подвергать другой требуемой обработке для того, чтобы форма затвердела. См., например, Патент США 5200215, Stade et al.
Пробный завтрак по данному описанию обеспечивает более точное (CV≈3-5%) и более физиологическое измерение ответа глюкозы после приема пищи по сравнению с напитком жидкой глюкозы, таким как Glucodex®. Кроме того, сухой пробный завтрак обеспечивает более точные ответы, чем жидкие завтраки, такие как Enrich® (Ross Laboratories, Montreal, Canada). Таким образом, при применении сухого пробного завтрака можно прогнозировать ответ глюкозы в крови с ошибкой лишь 3-5%. Соответственно, сухой пробный завтрак можно использовать как заменитель жидкого стандарта 75 грамм жидкой глюкозы для диагностики и/или лечения диабета и нарушенной переносимости глюкозы или для регуляции гипогликемии. Кроме того, пробный завтрак можно использовать для определения ответа глюкозы после приема пищи.
Обычные измерения уровня глюкозы в крови натощак являются ненадежными для оценки нарушений углеводного обмена, так как у целых 39% субъектов верхние интервалы нормальных уровней глюкозы натощак соответствуют ответам глюкозы после приема пищи у диабетиков. Таким образом, эти нарушения можно обнаружить только с помощью углеводной пробы через 60 минут или более после приема пищи. Применяя новый сухой пробный завтрак по данному описанию, оценку ответа глюкозы после приема пищи можно начать за 30-45 минут до клинического лабораторного исследования, например, субъект принимает пробный завтрак за 30-45 минут до взятия пробы крови в клинике. Кроме того, пробный завтрак можно использовать для самодиагностики, самообучения и самоконтроля глюкозы в крови.
Кроме того, диагностический пробный завтрак можно использовать при лечении нарушений углеводного обмена. В частности, пробный завтрак можно применять в качестве стандарта для подбора дозы лекарства при лечении этих заболеваний у отдельных субъектов с помощью оральных антидиабетических агентов. Например, ингибиторы α-глюкозидазы, например акарбоза, представляют собой класс лекарств, которые повышают контроль глюкозы крови у диабетиков (Clissold et al. (1988) Drugs 35:214-243; Chiasson et al. (1994) Ann. Int. Med. 121:928-935). После жидкого пробного завтрака введение акарбозы вызывает снижение среднего пика глюкозы, определяемого через 90 минут после приема пищи у пациентов с NIDDM (Chiasson et al., см. выше). Однако метеоризм, вздутие живота и диарея являются основными побочными эффектами, обусловленными ингибиторами α-глюкозидазы. Таким образом, желательно титровать дозу акарбозы по дозе, требующейся для подавления глюкозы в плазме после приема пищи.
Диагностический пробный завтрак по данному описанию также предусматривает метод, с помощью которого такие схемы приема доз можно довести до оптимального уровня. Чтобы определить дозу лекарств, требующуюся для заданного снижения глюкозы в крови после приема пищи, можно давать субъекту сухой пробный завтрак и контролировать уровень глюкозы в плазме через 0 (т.е. после 10 или 16 часов воздержания от пищи), 30, 45, 60, 90 и 120 минут. Инкрементную площадь под кривой гликемического ответа вычисляют с помощью геометрических методов, без учета площади под значением "натощак" (Wolever et al. (1991) Am. J. Clin. Nutr. 54:846-854). Эту процедуру повторяют после введения антидиабетического агента для того, чтобы определить, вызывает ли лекарство нужное уменьшение гликемического ответа. Дозу вводимого лекарства затем корректируют, повышая или понижая, как необходимо для достижения нужного эффекта. Процесс можно повторять столько раз, сколько требуется до достижения нужного ответа на лекарство. Кроме того, периодически можно оценивать эффективность лечения и проводить необходимую корректировку дозы лекарства.
Определение эффективности антидиабетического лекарства и потребности в корректировке дозы лекарства можно осуществлять мониторингом изменений концентрации глюкозы в крови после приема пищи после введения лекарства. Приемлемые пределы вызванного лекарством изменения концентрации глюкозы после приема пищи как показатели того, что эффективность достаточна либо необходима дальнейшая корректировка дозы, общеизвестны специалистам в данной области техники.
Например, общепринято, что у субъекта, которому дали первую дозу антидиабетического агента, вторая более высокая или более низкая доза агента, которая соответственно понижает или повышает уровень глюкозы в крови примерно на 2 ммоль/л, считается равно эффективной.
У индивидуумов с сахарным диабетом нарушен контроль (регуляция) уровня глюкозы в крови. Либо понижена, либо отсутствует продукция инсулина, либо способность организма утилизировать инсулин является недостаточной. В отсутствие инсулина или при нарушенной способности инсулина переносить глюкозу в клетки потребление гликемических углеводов и последующее всасывание глюкозы приводит к тому, что глюкоза остается в крови более продолжительное время, чем обычно. Эти повышенные уровни глюкозы в крови являются причиной многих осложнений, обусловленных диабетом, таких как болезни сердца, приступы (удары) и нервные расстройства и поражение почек и т.д.
Диабетики очень чувствительны к количеству расщепляющегося углевода из-за образующихся в результате повышенных уровней глюкозы. Требуется точный контроль уровня глюкозы в крови. Для упрощения этой задачи определяют гликемический индекс пищи, так чтобы диабетик мог оценивать, каковы будут результирующие уровни глюкозы в его крови после приема конкретной пищи.
Как указано выше, в качестве пищевого эталона для расчета гликемического индекса пробного завтрака можно использовать белый хлеб. Хотя хлеб пекут из дозированных ингредиентов, композиция из этих ингредиентов может меняться от партии к партии. Состав хлеба также меняется в зависимости от того, где его пекут. Следовательно, недоступна общая полная однородность или стандартизация белого хлеба.
Как альтернатива белому хлебу в качестве пищевого эталона можно применять стандартизованный пробный завтрак по настоящему изобретению. Ингредиенты пробного завтрака являются высокостандартизованными и с контролируемым качеством, и все партии совершенно идентичны. Различные лаборатории, проверяющие гликемический индекс, могут использовать пробный завтрак для гарантии постоянства и, следовательно, в качестве общего стандартного завтрака (эталона). Так как пробный завтрак можно получать в виде порций, содержащих 5 г гликемического углевода, нет необходимости использовать стандартизованный завтрак по 50 г. Также можно выбирать порции пробного завтрака для того, чтобы доставлять меньшую дозу. Она может быть больше при сохранении средних размеров порции различных видов пищи и легче для целей сравнения.
Пробный завтрак по настоящей заявке можно, следовательно, использовать для создания индексированного питания и можно применять в качестве стандартизованного эталона при создании продуктов, содержащих зерновые и сахара, не только для человека, но также для домашних животных и домашнего скота.
Дополнительным применением сухого пробного завтрака является применение для самодиагноза и самоконтроля. Применяя современные методы, общеизвестные специалистам, субъекты могут получить образцы крови натощак и после принятия пищи, которые можно анализировать на уровни глюкозы, используя, например, Bayer Glucometer Elite Diabetes Care System (Bayer AG, Leverkusen, Germany), LifeScan SureStep Blood Glucose Monitoring System (LifeScan, Inc. Milpitas, California) и Roche Accu-Chek Instant Blood Glucose Meter (Roche Diagnostics, Basel, Switzerland).
Что касается фиг. 1, на ней показан гликемический ответ на пробный завтрак по настоящему изобретению для нормального пациента и пациента, страдающего от нарушенной переносимости глюкозы (IGT). Ясно, что гликемический ответ можно измерять в течение 30-45 минут после приема пищи. Ответ меняется в соответствии с состоянием испытуемого пациента и является показателем (характеристикой) диагноза. Точки являются средними для четырех или пяти отдельных тестов, проводимых с IGT и нормальным пациентом соответственно.
Следует понимать, что хотя изобретение описано в сочетании с его предпочтительными конкретными вариантами, предполагается, что вышеприведенное описание, а также примеры, приведенные ниже, иллюстрируют, но не ограничивают объем изобретения. Другие аспекты, преимущества и модификации в объеме изобретения очевидны специалистам в области техники, к которой относится изобретение.
Нижеприведенные примеры представлены для того, чтобы предоставить специалисту полное раскрытие и описание того, как получить и применить соединения по изобретению, но не претендуют на ограничение того, что заявители рассматривают как свое изобретение. Предприняты усилия для гарантии точности числовых параметров (например, количеств, температур и т.д.), но следует учитывать некоторые ошибки и отклонения. Если не указано иначе, части представляют собой весовые части, температура дается в °С, а давление является атмосферным или близким к атмосферному.
Материалы и методы
Образцы крови, взятые из пальца (≈200 мкл), собирают в пробирки с наполнителем флюорид Na+оксалат К и хранят при -20°С максимум 24 часа. Глюкозу цельной крови измеряют на анализаторе глюкозы модели 2300 STAT (Yellow Springs Instruments, Ohio). Площади инкремента под кривыми гликемического ответа (AUC) рассчитывают геометрически без учета площади под значением "натощак" (Wolever et al. (1991) Am. J. Clin. Nutr. 54:846-854).
Глюкозу в плазме определяют по методу на основе гексокиназы (Bergmeyer et al. (1074) в Bergmeyer et al., eds. Methods of Enzymatic Analysis, Academic Press (New York)).
Все процедуры с участием людей утверждены комиссией по этике University of Alberta или другой соответствующей экспертной комиссией.
Пример 1. Твердый оральный углеводный диагностический пробный завтрак.
Следующие компоненты объединяют в количествах, показанных ниже, в таблицах 1 и 2, для получения сырого продукта, применяемого при получении композиции пробного завтрака.
Типичный анализ твердого орального диагностического пробного завтрака весом 100 г по настоящему изобретению представлен ниже, в таблице 3.
| Таблица 3 | ||
| Лучший вариант для 50 г гликемического углевода | Источник | |
| Вес муки | 100 грамм | |
| Гликемический углевод | 50.0 грамм (200 ккал; 49% общей энергии) | овсяный крахмал, овсяная мука и сахара |
| Жир | 19.9 грамм (179 ккал; 44% общей энергии) | цельная овсяная мука и шортенинг |
| Белок | 6.69 грамм (27 ккал; 7% общей энергии) | овсяная мука и яичный альбумин |
| Растворимое волокно | <0.5 грамм растворимого волокна, такого как β-глюкан) | овсяная мука |
| Корригенты вкуса | Ваниль и масло - ароматизатор |
Пример 2. Гликемический ответ на пробный завтрак.
Один нормальный (здоровый, М2) и один IGT субъект (М4), каждый натощак, получают пробный завтрак состава по данному изобретению, предусматривающий нагрузку 50 грамм углевода. Измерения глюкозы в крови с примением глюкометра Bayer и тест-полоски Elite проводят в различные временные точки перед и после приема пробного завтрака. Измерения уровней глюкозы в ммоль/л показаны на фиг.1. Измерения делают после приема пробного завтрака в четырех различных случаях после ночи воздержания от еды.
Пример 3. Сравнение гликемических ответов на пробный завтрак и на тест на переносимость оральной глюкозы.
Изучают три группы взрослых пациентов: 11 не страдающих ожирением (индекс массы тела (BMI) BMI<27 кг/м2) здоровых субъектов; 5 субъектов с нарушенной переносимостью глюкозы (IGT) последние двенадцать месяцев и 13 субъектов с инсулиннезависимым (типа 2) диабетом, которых лечили лишь одной диетой. Субъектов обследуют утром после 10-12 часов воздержания от еды в течение ночи два различных дня с разницей в две недели.
Субъекты принимают либо 75 грамм глюкозы в 300 мл воды со вкусом апельсина (Glucodex®) или 100 грамм сухого углеводного диагностического пробного завтрака. Порядок тестов является случайным, при этом половина субъектов получает сначала на завтрак оральную пробу глюкозы, а половина получает сначала пробный завтрак.
Раствор глюкозы дают с 250 мл воды, а пробный завтрак дают с 450 мл воды. Обе пробы принимают в течение 10 минут.
В каждой временной точке берут образцы как венозной, так и капиллярной крови. Образец капиллярной крови берут из пальца сразу после взятия с помощью внутривенного катетера образца венозной крови. Образцы крови отбирают перед едой (t0=начало приема пробного завтрака) и через 30, 60, 90 и 120 минут после начала еды и глюкозу цельной крови анализируют в клинической лаборатории обычными методами.
На фиг.2, 3 и 4 показана кинетика ответов глюкозы в крови на пробный завтрак и на оральную пробу на переносимость глюкозы для каждой исследуемой группы. Средняя концентрация глюкозы в крови натощак сходная перед каждым из двух тестов. После приема глюкозы средняя концентрация глюкозы в крови значительно выше, чем после приема пробного завтрака в каждой временной точке. Однако в гликемических ответах в обоих тестах наблюдается четкое разграничение между группами, позволяющее определять гликемический статус.
Пример 4. Сравнение гликемических ответов на пробный завтрак из WO 97/02050 и на диабетический пробный завтрак по настоящему изобретению.
Изучают здорового нормального индивидуума (>18 лет; BMI<27 кг/м2) утром после 10-12-часового воздержания от еды в течение ночи два различных дня с разницей в три дня.
Субъект принимает пробный завтрак, описанный в WO 97/02050 или по настоящему изобретению. Завтраки принимают с 450 мл воды. Оба пробных завтрака едят в течение 10 минут.
В каждой временной точке берут образцы капиллярной крови. Образец капиллярной крови берут из пальца сразу после взятия с помощью внутривенного катетера образца венозной крови. Образцы крови отбирают перед едой (to=начало приема пробного завтрака) и через 30, 60, 90 и 120 минут после начала еды.
На фиг.5 показана кинетика ответов глюкозы в крови на каждый пробный завтрак. Средняя концентрация глюкозы в крови натощак сходная перед каждым из двух тестов. После приема пробного завтрака по данному изобретению среднее содержание глюкозы в крови значительно ниже, чем после приема пробного завтрака по заявке WO 97/02050.
Настоящее изобретение описано в отношении предпочтительных вариантов. Однако специалисту очевидно, что можно осуществить ряд вариантов и модификаций, не отходя от объема изобретения по данному описанию. В описании слово "содержащий" применяется как термин, допускающий изменения, практически эквивалентный выражению "включающий, но без ограничения", и слово "содержит" имеет соответствующее значение. Цитируемые ссылки не означают, что такие ссылки являются предыдущим (известным) уровнем техники для настоящего изобретения.
1. Оральный пробный завтрак для диагностики нарушения углеводного обмена у позвоночного, содержащий (а) от 35 до 55 вес.% гликемического полисахарида; (б) от 10 до 35 вес.% моно - и дисахаридов, содержащих глюкозу; (в) от 10 до 25 вес.% диетического жира и (г) от 5 до 8 вес.% диетического белка,
причем завтрак обеспечивает выбранное количество гликемического углевода, эффективное для повышения уровней глюкозы в крови позвоночного, и содержит менее 0,5 вес.% растворимого волокна.
2. Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что содержит менее 0,2 вес.% растворимого волокна.
3. Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что содержит от 50 до 60 вес.% гликемического углевода.
4. Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что отношение (а) к (б) составляет от 1:1 до 2,8:1.
5. Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что отношение (а) к (б) составляет от 1,3:1 до 2,8:1.
6 Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что отношение (а) к (б) составляет от 1,4:1 до 2,5:1.
7.Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что моносахарид представляет собой фруктозу, глюкозу или смесь глюкозы и фруктозы.
8. Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что дисахарид представляет собой сахарозу.
9. Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что диетический жир содержит от 10 до 30% насыщенного жира и от 25 до 75% мононенасыщенного жира.
10. Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что гликемический полисахарид получают из цельной овсяной муки, обезжиренной овсяной муки, овсяного крахмала или их смеси.
11. Пробный завтрак по п.1, дополнительно содержащий один или оба следующих источника: источник нерастворимого пищевого волокна и источник корригента вкуса.
12. Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что имеет вид пластины или бисквита.
13. Пробный завтрак по п.1, отличающийся тем, что гликемический полисахарид получают из зерна культур, выбранных из группы, состоящей из ячменя, овса, пшеницы, ржи, кукурузы, маиса, сорго, проса, риса, амаранта и квинои.
14. Способ диагностики нарушения углеводного обмена у позвоночного, включающий (а) оральное введение субъекту орального диагностического пробного завтрака по любому из пп.1-13; (б) определение концентрации глюкозы в крови или в плазме субъекта после приема пищи, и (в) сравнение концентрации глюкозы субъекта после приема пищи с концентрацией глюкозы в эталоне, при этом величина концентрации глюкозы после приема пищи более высокая, чем концентрация глюкозы в эталоне, является признаком нарушения углеводного обмена.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что концентрацию глюкозы после приема пищи определяют в образце крови, взятом у субъекта.
16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что нарушение углеводного обмена выбирают из группы, состоящей из сахарного диабета, нарушенной переносимости глюкозы, резистентности к инсулину, инсулиннезависимого диабета, диабета зрелого возраста, гестационного диабета и гиперинсулинемии.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что полисахарид в диагностическом пробном завтраке получают из зерна злаков, выбранных из группы, состоящей из ячменя, овса, пшеницы, ржи, кукурузы, маиса, сорго, проса, риса, амаранта и квинои.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что зерно злаков представляет собой зерно овса.
19. Способ по п.14, отличающийся тем, что пробный завтрак имеет форму пластины или бисквита.
20. Способ определения концентрации глюкозы после приема пищи у позвоночного, включающий (а) оральное введение субъекту орального диагностического пробного завтрака по любому из пп.1-13; и (б) определение концентрации глюкозы в крови или в плазме субъекта после приема пищи.
21. Способ определения ответа инсулина у позвоночного после приема пищи, включающий (а) оральное введение субъекту орального пробного завтрака по любому из пп.1-13 и (б) определение концентрации инсулина в крови или в плазме субъекта после приема пищи.
22. Способ самодиагностики или самоконтроля диабета у человека, включающий (а) оральное введение орального пробного завтрака по любому из пп.1-13; (б) определение концентрации глюкозы в крови или в плазме субъекта после приема пищи и (в) сравнение концентрации глюкозы субъекта после приема пищи с концентрацией глюкозы в эталоне, при этом величина концентрации глюкозы после приема пищи более высокая, чем концентрация глюкозы в эталоне, является признаком диабета или повышенной концентрации глюкозы в крови в результате диабета, требующего лечения.
23. Способ определения среднего гликемического индекса испытуемой пищи, включающий (а) получение кривой первого ответа глюкозы на указанную испытуемую пищу; (б) получение кривой второго ответа глюкозы на пищевой эталон, при этом пищевой эталон является пробным завтраком по любому из пп.1-13; (в) расчет величины гликемического индекса испытуемой пищи по кривым первого и второго ответа глюкозы и (г) повторение стадий (а)-(в) для одного или более других субъектов и определение средней величины гликемического индекса испытуемой пищи.
