JPH07507569A - ヒトの窒素保持の促進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒトの窒素保持の促進、より詳細にはこの目的のための治療薬の投与 に関する。

発明の背景 組織蛋白質は器官の構造および機能の基礎を形成する。組織蛋白質の過剰な損失 は、器官の機能を危うくする可能性があり、ときには死を庚す。外傷および慢性 消耗性疾患等、全てのストレスの強い状況はその結果として組織の損失を肩すが 、この組織の損失が継続すれば器官の機能を危うくする可能性がある。多くの場 合栄養物単独ではこの組織の損失を防ぎ得ないが、それは組織蛋白質の過剰な破 壊のためである。従って、栄養物に代わる手段を用いて、蛋白質の浪費または体 窒素の過剰な損失を軽減させるか、または遅延させなければならない。

窒素バランスは個体における（蛋白質またはアミノ酸としての）窒素摂取量と総 窒素排泄量との差である。窒素摂取量が窒素排泄量と等しければ、被術者は窒素 均衡状態にある。窒素摂取量が窒素排泄量を上回れば、窒素バランスは正である 。しかし窒素排泄量が窒素摂取量よりも多ければ窒素バランスは負となる。窒素 バランスは尿窒素をモニターすることにより評価することができる。絶対窒素バ ランスは糞便の窒素測定をも必要とするが、多くの場合、食事が実質的に変わら ない限り、これは明瞭には変化しない。従って、尿の窒素含量を総窒素排泄量と ほぼ相関させる事ができる。尿の窒素含量のモニターは、患者が継続性の負の窒 素バランスを有するかまたは有していると思われる場合に特に重要である。

窒素保持の促進は、潜在的な損失を誘発すると思われるストレス状況または外傷 に患者がさらされているときに、治療的に重要である。（手術、外傷および前症 による）傷害および敗血症は加速された蛋白質破壊を貸すが、これは増加した窒 素損失により顕在化される。異化代謝状況もしばしば、癌、エイズ等の深刻な身 体疾患と協働している。筋蛋白質の損失は正常な加齢により生じることがあるこ とから、その他の点では正常な高年者に対する蛋白質節約治療の必要性が示され 得る。

窒素保持を促進し得る治療薬およびある種の栄養学的養生法が知られている。

しかしながら、身体窒素損失（蛋白質浪ｖＲ）を減少させる治療方法の選択は限 られている。ある種のホルモンの注入は窒素保持を改善し得る。成長ホルモン注 入の化合物は注入される必要があり、そして望ましくない副作用を生じる可能性 があるので、疾病状況下における有用性は限定される。

蛋白質を節約するための栄養学的アプローチは、マツケンジー・ワルサー博士（ Ｄｒ、　Ｍａ（Ｊ６１ｚｉｅ　ｆａｌｓｅｒ）とその共同研究者により探索され た。彼らは、対応するアミノ酸の部分的なまたは完全な置換物として必須アミノ 酸のケト類似物を、例えば尿毒症における減蛋白質食のサブリメントとして用い て実験を行った［例えばｆａｌｓｅｒ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｊ、　Ｃ１１ｎ、　Ｉ ｎｖ、　（１９７３）　５２：６７８−６９０参照］。ワルサーと共同研究者に よる実験は、分岐鎖ケト酸の混合物による窒素節約効果を明確に示した［５ａｉ ｐｅｒ　ａｎｄ　ｆａｌｓｅｒ、　Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ　（１９７７）　２６ ：３０１−３０８］　ｏヒトにおける尿素形成の合成および抑制の促進のための 必須アミノ酸のケト類似物の使用に関し、ワルサーに対して特許が発効された［ 米国特許第４．１００．１６１号および第４．１０１．２９３号］。

Ｌ−ロイシンのケト酸類似物は、α−ケトイソカプロエート（ＫＩＣ）であるが 、これは時に“ケトーロイソン”とも呼ばれる。ＫＩＣは、ロイシンが有するよ うな異型およびＤ型の形態を有しない。ＫＩＧとロイシンが循環する相互変換が 存在することが知られている。公表された研究は、動物用飼料においてＫＩＣは ロイシンの代用とされ、それにより、より多量のＫＩＣが使用されることができ ることを明示している。チャウラら（Ｃｈａｗｌａ　ｅｔ　ａｌ、　）は、ロイ シン欠乏飼料の給餌によるラットの体重減少はＫＩＣの飼料への添加により防止 され得るが、その置換効率はわずか２０〜２７％であったことを報告し［Ｊ、　 Ｎｕｔｒ、　（１９７５）１０５ニア９８−８０３１　、ボーベルら（Ｂｏｅｂ ｅｌ　ｅｔ　ａｌ、　）は、ＫＩＣの効率はロイシンのそれの約５６％にすぎな かったことを報告している［Ｂｏｅｂｅｌ　ａｎｄ　Ｂａｋｅｒ、　Ｊ、　Ｎｕ ｔｒ。

（１９８２）　１１２：１９２９−１９３９１゜米国アイオワ州立大学（アイオ ワ州、エイムス）のスチーブン・エル・ニラセン博士（Ｄｒ、　５ｔｅｖｅｎ　 Ｌ、　Ｎ１５ｓｅｎ）は家畜を用いて研究を行っているが、その研究では動物用 飼料にＫＩＣが混入されている。彼の米国特許第４．７６０．０９０号に記載の 如く、牛および羊に給餌されたケトイソカプロエート（ＫＩ　Ｃ）は生長および 給餌効率の強化を育し得ることがわかった。ＫＩＣ給餌の他の使用において、産 卵鶏の非産生が増加した（米国特許第４．７６４．５３１号）。アイオワ州立大 学におけるニラセン博士によるより最近の実験においてはβ−ヒドロキシ−β− メチルブチル酸（ＨＭＢ）が家畜に給餌されている。ＨＭＢの給餌により得られ た効果はＫＩＣによるものとは異なっていた。

代謝的には、ＫＩＣとＨＭＢは直接的に関係していない。ＫＩＣはロイシンの唯 一の代謝産物であるのに対し、ＨＭＢはＫＩＣの代謝系列における副次的な産物 （ｍｉｎｏｒ　ｐｒｏｄｕｃｔ）である。ロイシンは体内で蛋白質の合成に使用 されるか、または直接的にＫＩＣに変換される。ミトコンドリアにおいて、ＫＩ Ｃは脱カルボキシル化されてイソ吉草酸コエンチームへとなり、次いでさらに代 謝されてケトン体となる。例えばイソ吉草酸血症等のある種の疾病状況下で、Ｋ ＩＣのための副次的な酸化経路が観察されるが、その経路によりβ−ヒドロキシ −β−メチルブチレート（ＨＭＢ）を産生ずるようである。デヒドロゲナーゼ酵 素の遺伝的欠損等の異型症例において、ＨＭＢが尿中に蓄積し得るという証拠が 存在する［Ｔａｎａｋａ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｂｉｏｃｈｉｍ、　Ｂｉｏｓｐｈｙ ｓ、＾ｃｔａ、　１５２：６３８−６４１　（１９６８）］　、また、Aシ Ｃｈｉｔ　＾ｃｔａ、　６４：１４３−１５４　（１９７５）］。

家畜に給餌したときのＨＭＢの種々異なる活性が、ニラセン博士による幾つかの 特許に基づいて提供された。米国特許第４．９９２．４７０号は、哺乳類の免疫 応答を増強するためのＨＭＢの投与、および／または食肉用動物（即ち反舞動物 および家禽）の肥育飼料の成分としてＨＭＢを投与して赤身組織の発達を増やす ことを開示している（米国特許第５．０８７．４７２号および第５．０２８．４ ４０号をも参照されたい）。

発明の概要 本発明は、ヒトの窒素保持がβ−ヒドロキシ−β−メチルブチル酸（ＨＭＢ）の 少量投与により劇的に改善され得るとの知見に基づくものである。本発明を導い た、正常な被術者群を用いた実験において、窒素保持は平均１８％増加させられ た。この結果は予期されなかったものである。知られている限りにおいて、従来 、ＫＩＣまたはＨＭＢがヒトまたは動物に投与され、そしてそれが測定される窒 素保持に効果を及ぼすという実験報告は無い。２４時間当たり、被術者当たり１ グラムのＨＭＢの投与が尿窒素を充分に減少させるというこの新たな知見は、そ の被術者群が栄養状態の良好な成人であったことから非常に重要である。窒素保 持を促進させる他の手段に関する従来の研究はほとんど、負の窒素バランスを有 するストレス状況下の被術者に適用されていた。負の窒素バランスを経験してい ないヒトにおける窒素保持を増加し得る物質は、明白な治療的潜在能力を有する 。

本発明によれば、ＨＭＢは蛋白質節約治療としてヒト患者に経口的に投与される ことができる。窒素保持を促進する有効投与量では、ＨＭＢが毒性であるかまた は何らかの望ましくない副作用を有することは知られていない。ＨＭＢは、半飢 餓に陥っている人々を含む、外傷、ストレスまたは他の異化状況に罹患した患者 に安全に投与されることができる。ＨＭＢは、組織蛋白質の損失を最小限とする ことが望ましい減量プログラムに取り入れられて使用されることもできる。さら に、ＨＭＢは高年者のための食品用サブリメントに規則正しく混入されて、それ により加齢の進んだ人において起こり得る蛋白質損失を相殺することができるも のと思われる。一般的に、本発明の方法は、栄養学的には解決し得ない尿窒素損 失を阻止することが医学的に望ましいときにはいつでもヒト被術者に用いられて 、窒素保持を改善することができる。

詳細な説明 本発明を実施するための基剤化合物は、β−ヒドロキシ−β−メチルブチル酸（ ＨＭＢ）である。これは、その遊離酸の形態でも、可食塩としても使用されるこ とができ、そして体内で直接的にＨＭＢに変換されるＨＭＢの可食誘導体も使用 されることができる。遊離酸化合物は、β−ヒドロキシ−イソ吉草酸とも呼ばれ る。これは下記の構造を有している。

可食塩、エステル、またはラクトンとしてＨＭＢが投与されることが望ましい。

カルシウム塩が特に好都合であるが、それはナトリウム塩またはカリウム塩より も吸湿性が低いからである。特にメチルまたはエチルエステル等のＨＭＢのエス テルは他の形態である。そのようなエステルは体内で速やかに遊離酸ＨＭＢに変 換される。ラクトンとしての投与のためには、イソ吉草酸ラクトン化合物が使用 され得る。この化合物および類似ラクトン類は、体内で速やかに遊離酸ＨＭＢに 変換される。

遊離酸形態のＨＭＢを“ＨＭＢ酸”、そしてカルシウム、ナトリウム、カリウム またはマグネシウム塩等の塩形態のｌ−Ｉ　Ｍ　Ｂをそれぞれ“Ｃａ−ＨＭＢ” 、“Ｎａ−ＨＭＢ“、“Ｋ−ＨＭＢ”または“Ｍｇ−ＨＭＢ”と呼ぶことができ る。同様にして、ＨＭＢエステルを“ＨＭＢメチルエステル”、“ＨＭＢエチル エステル”等と呼ぶことができる。ＨＭＢのラクトンは”ＨＭＢラクトン”と呼 ぶことができる。ＨＭＢは立体異性体を有しないので、異型およびＤ型の形態で は存在しない。

ＨＭＢは現時点では商業的に入手できない。しかし、商業的に入手可能な出発原 料からこの化合物を合成する手法は知られている。例えば、ＨＭＢはジアセトン アルコール（４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン）の酸化により合成 され得る。適切な合成手法がコツマンらの文献［Ｃｏｆｆｍａｎ　ｅｔ　ａｌ、 、　Ｊ、　Ａｍ、−Ｃｈｅｍ、　Ｓｏｃ、、　８０：２８８２−２８８７．　ａ ｔ　２８８５　（１９５８）］に記載されている。その文献に記載の如く、β− ヒドロキシ−β−メチルブチル酸（ＨＭＢ）は、ジアセトンアルコールのアルカ リ性次亜塩素酸ナトリウムを用いた酸化により調製される。生成物は、所望の塩 に変換され得る遊離酸の形態で回収される。例えば、ＨＭＢはコツマンらの手法 に類似の手法によりカルシウム塩（Ｃａ−ＨＭＢ）として調製され得るが、該手 法では、得られたＨＭＢ酸が水酸化カルシウムで中和され、そしてエタノール水 溶液から結晶化によりＣａ−ＨＭＢが回収される。例えば、９５％エタノール溶 液が約１０％濃度のＣａ−ＨＭＢと共に用いられ得る。

Ｃａ−ＨＭＢはＨＭＢを投与するに好ましい形態であるから、ＨＭＢの投与量は 対応するＣａ−ＨＭＢのモル量として表されることができる。窒素保持を促進す るために通常ＨＭＢが経口的または静脈的に投与され得る投与量の範囲は、２４ 時間当たり、体重１ｋｇ当たり（Ｃａ−ＨＭＢ換算で）　０．０１〜０．２ｇの ＨＭＢの範囲内である。成人であれば、体重を約１００〜２００ポンドと仮定し て、（Ｃａ−ＨＭＢ換算で）ＨＭＢの経口的または静脈的投与量は、２４時間当 たり、患者当たり０．５〜１０ｇの範囲であることができる。現在のところ好ま しい量は、２４時間当たり、患者当たり（Ｃａ−ＨＭＢ換算で）ＨＭＢ２〜６ｇ である。

Ｃａ−ＨＭＢおよび上記した如き他の形態のＨＭＢは、カプセル内に充填され得 る微細粉末として処理されたり、またはラクトース等の成形賦形剤と組合わされ 、所定の投薬量の錠剤に圧縮されることもできる。経口投与の特別な仕方は必要 無い。好ましい仕方の一つは、ゼラチンカプセル等の水溶性カプセル内にＣａ− ＨＭＢを包装することである。それぞれのカプセル剤はＣａ−ＨＭＢの所定量と して、０．５．１または２グラムを含むことができる。１日当たり複数回の投与 が望ましく、従ってより少量の１回投与毫が好ましいと思われる。しかし所望で あれば、カプセル剤内または錠剤内により多くの投与量を調製すること、例えば カプセル剤または錠剤当たり４グラムに調製することができる。成人に対する経 口投与のための適切な規格（ｒｅｇｉｍｅｎｔ）は、錠剤またはカプセル剤を１ 個づつ２４時間当たり１〜４回投与することからなる。対応する量のＨＭＢは、 固体または液体の食品用サブリメント、例えば特別に高年者用に設計されたサブ リメントの成分として摂取されてもよい。あるいは、Ｃａ−ＨＭＢは、牛乳中ま たは例えばオレンジジュース等のフルーフジユース中に溶解されて、嗜好性飲料 中に存在させられることもできる。

水溶性無毒性形態のＨＭＢはまた、静脈内注入により投与され得る。この方法は 静脈的治療（ＩＶ治療）中の入院患者にとって特に適切である。例えば、Ｃａ− ＨＭＢまたはＮａ−ＨＭＢは、患者に投与される静脈注入液、即ち通常の生理食 塩水、グルコース等の中に溶解されることができる。また、Ｃａ−ＨＭＢまたは Ｎａ−ＨＭＢは、アミノ酸および脂質を含有していてもよい栄養性静脈注入液に 添加されることもできる。静脈的に投与される量は、経口投与に類似のレベルで あるが、最大限の蛋白質保持効果は、注入によるより低いレベルの投薬量で得ら れるにちがいないと思われる。また、注入は、ＨＩｖＩＢ導入がより正確に計測 および管理され得るという利点をも有している。例えば、窒素保持における有益 な結果が、２４時間当たり０．５〜１０グラム、好ましくは２〜６グラムの注入 により得られる。

本発明の実験的根拠および本発明により得られる結果を、以下の実験的実施例に よりさらに説明する。

実験的実施例 ２８８２−２８８７　（１９５８）］を少々改変した方法により調製した。より 詳細には、粗ＨＭＢをまず減圧下で蒸留して精製し、Ｃａ（ＯＨ）ｚで中和して 、最後に９５％エタノールからのカルシウム塩結晶化を３回行った。次に、得ら れた生成物を空気乾燥および微粉砕した。それぞれのバッチにロット番号を付し 、そして高速液体クロマトグラフィーによりその純度を評価した。Ｃ１８カラム を使用したクロマトグラフィーにＨＭＢをかけ、ｐＨ７，０の領０１Ｍリン酸緩 衝液に溶離させた際に１つのピークが測定された。また、核磁気共鳴も実施した 。この核磁気共鳴は、メチルの水素およびＣＨ２の水素に対応する２つのピーク だけを示した。得られた精製Ｃａ−ＨＭＢを、ヒトを対象とした以下の実験に使 用した。

実験手順 管理されたヒト二重盲験法による研究において、尿窒素の損失におけるＨＭＢ摂 取の効果を試験した。血中コレステロールおよび免疫機能における効果も観察し た。常態によりスクリーニングされた実技術者（２２〜４３才）を用いた。彼ら は栄養状態良好で健康な成人であった。Ｃａ−ＨＭＢは、２５０ｍｇカプセル剤 として投与した。被術者に毎日（食事時と就眠時の）４回等量のカプセル剤を摂 取するように指示し、２４時間当たり、被術者当たり１グラムの投与量とした。

被術者達は管理された状況下でその全ての食事を食した。通常の食品を使用した が、食品の量を管理して、等量の、そして実質的に一定の窒素摂取を維持した。

被術者の血液は朝食前または彼らが朝の分のＨＭＢ投与量を摂取する前に抜き取 った。それぞれの被術者を２回研究に供した。その１回はプラセボを用い、１回 はＨＭＢを用いた。被術者は彼ら自身がどちらの製剤を投与されているかを知ら なかった。

基線（ｂａｓｅｌｉｎｅ）期間は管理食処理の５日間からなり、そしてＨＭＢ処 理の期間は１４日間であった。尿は基線期間の最後の２日問および処理期間の最 後の４日間に定量的に収集した。

尿窒素量はケルタール法により定量した。窒素百分率を尿容量に掛けて得られる 数字は、１日当たりに排出された尿窒素をダラム単位で表す。正味の変化量は、 ＨＭＢ期間中の変化量をブラセポ期間中の変化量から減じて計算した。得られた 結果を下記表Ａに要約する。

表Ａ 体重　１６７　１６７　１７６　１７９　０　１．４　１．４体脂質（％）　１ ２，４　１２．０　１２．５　１１．０　−３　−１２　−９尿窒素（ｇ／ｄ） 　１４．５２　１６．０８　１６．０８　１５．４１　０．７　−７．８　１８ ．５血液尿素 （ｍｇ／ｄｉ）　９．２０　９．６８　６．８０　６．５８　７．２　−３．４ 　−１０．７結果 表Ａのデータにより示される如く、ＨＭＢは（ｐ＜、０２レベルの統計的有意性 で）尿窒素の平均量を１８％程度減少させた。５人の被術者全てにおいて、１１ ＭＢを摂取したときに、ブラセポ期間に比べて尿窒素が減少した。この変化と平 行して、血液尿素窒素が減少した。この結果はＨＭＢが体内における食品窒素の 保持を刺激していることを示唆しており、そして、食品性窒素摂取量は一定に保 たれるよう計算されていたことから、恐ら（これは組織蛋白質保持の増加の結果 であろう。ＨＭＢは、正常な被術者においても、窒素保持を促進する能力を有す る薬剤であると思われる。

フロントページの続き （７２）発明者　フレイコール、ポール・ジエイアメリカ合衆国、テネシー州　 ３７１３８、オールド・ヒラコリー、ジャクソン・コート（７２）発明者　アバ ムラド、ナシ・エヌアメリカ合衆国、ニューヨーク州　１１７３３、オールド・ ファイルド、ドーグ・レーン

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．ヒト被術者にβ−ヒドロキシ−β−メチルブチル酸（ＨＭＢ）の有効量を経 口的または静脈的に投与して窒素保持を増加させ、その際、該ＨＭＢの形態が、 （ｉ）遊離酸形態、（ｉｉ）ナトリウム、カリウムまたはカルシウム塩、（ｉｉ ｉ）メチルまたはエチルエステル、あるいは（ｉｖ）吉草酸ラクトンの中から選 択される可食形態または静脈的に投与可能な形態であり、そしてＨＭＢの投与を 患者の尿中の窒素量が実質的に減少するまでＨＭＢの投与を継続することを特徴 とする、蛋白質節約方法。
2. ２．前記ＨＭＢがカルシウム塩（Ｃａ−ＨＭＢ）またはナトリウム塩（Ｎａ−Ｈ ＭＢ）の形態である、請求項１に記載の方法。
3. ３．前記ＨＭＢの有効量が、２４時間当たり、体重１ｋｇ当たり０．０１〜０． ２０ｇのＨＭＢ（カルシウム塩換算）の範囲内である、請求項１または２に記載 の方法。
4. ４．前記ＨＭＢの有効量が、２４時間当たり０．５〜１０ｇのＨＭＢ（カルシウ ム塩換算）である、請求項１または２に記載の方法。
5. ５．前記ＨＭＢが経口的に投与される、請求項１、２、３および４のいずれか１ つに記載の方法。
6. ６．前記ＨＭＢが静脈的に投与される、請求項１、２、３および４のいずれか１ つに記載の方法。
7. ７．前記ＨＭＢが、２４時間当たり２〜６ｇの量（カルシウム塩換算）で経口的 に投与される、請求項１または２に記載の方法。
8. ８．前記ヒト被術者が蛋白質栄養欠乏症を有する高年者であり、前記ＨＭＢが該 高年者の日常食品中に含まれる、請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。
9. ９．（ｉ）遊離酸形態、（ｉｉ）ナトリウム、カリウムまたはカルシウム塩、（ ｉｉｉ）メチルまたはエチルエステル、あるいは（ｉｖ）吉草酸ラクトンの中か ら選択される可食形態または静脈的に投与可能な形態である、ヒト患者を治療し て窒素保持を増加させるための薬剤としての、β−ヒドロキシ−β−メチルブチ ル酸（ＨＭＢ）製剤の使用。
10. １０．前記ＨＭＢがカルシウム塩（Ｃａ−ＨＭＢ）またはナトリウム塩（Ｎａ− ＨＭＢ）の形態である、請求項９に記載の医学的使用。
11. １１．前記薬剤が静脈的に投与可能である、請求項９または１０に記載の医学的 使用。
12. １２．前記薬剤が経口的に投与可能である、請求項９または１０に記載の医学的 使用。
13. １３．（ｉ）遊離酸形態、（ｉｉ）ナトリウム、カリウムまたはカルシウム塩、 （ｉｉｉ）メチルまたはエチルエステル、あるいは（ｉｖ）吉草酸ラクトンの中 から選択される可食形態または静脈的に投与可能な形態である、ヒト患者を治療 して窒素保持を増加させるための投与形態の薬剤。
14. １４．前記ＨＭＢがカルシウム塩（Ｃａ−ＨＭＢ）またはナトリウム塩（Ｎａ− ＨＭＢ）の形態である、請求項１３に記載の医学的使用。
15. １５．前記薬剤が静脈的に投与可能である、請求項１３または１４に記載の医学 的使用。
16. １６．前記薬剤が経口的に投与可能である、請求項１３または１４に記載の医薬 学的使用。