专利名称：包含α-酮戊二酸/盐的组合物及其用于调节肌肉性能的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于调节哺乳动物(包括人)中肌肉性能的组合物。还 涉及用于调节脊推动物(包括哺乳动物和鸟类)中肌肉性能的方法，以 及涉及用于预防、减轻或治疗所述脊推动物中肌肉性能的组合物的制 备。
背景技术：
^毒症,悉者哞辨库沟遂能患有晚期肾病(尿毒症)的患者具有受 限的体质(physical fitness )，这通常是继发问题即心脏功能障碍、肌肉 异常以及甚至抑郁的原因(Gutman等.1981; Painter, 1988, Kouidi等. 1997; Shalom等.1984)。至今，虽然肌肉无力是透析患者的常见病， 但它仍然是无法解释的现象，因此不易被治疗，这严重影响了患者的不 论与工作相关的还是与娱乐相关的日常生活(Nakao et al. 1982 )。
近年来对肾衰竭和尿毒症性肌肉病变的研究集中在患者健康的训 练方面。实际上，已经表明运动训练可显著降低发生于接受血液透析的 晚期肾病患者中的肌肉萎缩(Shalom等.1984; Painter, 1988; Eidemak 等.1997; Kouidi等.1998)。然而，迄今为止，对于随着此疾病发展而 发生的肌肉功能和结构的变化或者甚至运动训练可具有的康复作用都 知之甚少。
已知肌肉无力(尿毒症的症状)与明确的肌肉力量丧失有关(与 对照受试者相比较而言，患者四头肌通常损失140牛顿；Fahal等. 1997)。可是，人们认为该问题不是兴奋-收缩耦联障碍中的一种，因为 这与未观察到的低兴奋频率下力量选择性丧失有关。
肌肉萎缩或损失是纤维特异性的，因为尿毒症主要与II型纤维的损 失相关，实际上尤其是与快缩糖酵解型lib型纤维的损失相关(Fahal等. 1997 )，尽管在一些患者中也发生I型(慢缩氧化型纤维)的萎缩(Moore 等.1993 )。羼冷力量决定矛力量.两项最新研究表明肌肉发达的人也具有较强
壮的骨。来自Johns H叩kins的研究表明心脏和肺的性能与较强壮的骨 无关，而与肌肉力量相关(Stewart等.2002 )。
此外，另一个来自Turkey的研究表明握压力(grip pressure )与骨 力量密切地正相关(Sahin 4.2002)。
因此，本发明的一个目的是开发用于治疗或预防与肌肉性能降低相 关的任何病症(比如尿毒症)从而增强肌肉性能的手段和方法，其还可 避免与现有技术的手段和方法相关的问题。在此方面，本发明满足了此 需求和目的。
发明内容
本发明组合物的特征在于其包含a-酮戊二酸(alpha-ketoglutarate， AKG)或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸，或/和谷氨 酰胺与其它氨基酸的二肽或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的三肽或/和谷氨 酰胺与其它氨基酸的二肽和三肽，或/和a-酮戊二酸或/和谷氨酰胺或/和 谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸的一价和二价金属盐及其它盐，以及量为 0.1-5mM的葡萄糖。
合适地，所述组合物包含a-酮戊二酸(AKG)或/和谷氨酰胺或/和 谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸，或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽或/ 和谷氨酰胺与其它氨基酸的三肽或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽和 三肽，或/和a-酮戊二酸或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二 酸的一价和二价金属盐及其它盐，以及任选地量为0.1-5mM的葡萄糖， 其剂量为5-40mg/kg体重。所述组合物适于口服施用。
所述组合物还可适当地包含a-酮戊二酸(AKG)或/和谷氨酰胺或/ 和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸，或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽 或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的三肽或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽 和三肽，或/和a-酮戊二酸或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊 二酸的一价和二价金属盐及其它盐，以及任选地量为0.1-5mM的葡萄 糖，其以0.1-0.4mg/kg体重的剂量用于胃肠外施用，或以l-1000mg/kg 体重的剂量通过透析递送。
本发明还提供用于调节哺乳动物中肌肉性能的方法，其包括以适当量和/或以适当比例向脊推动物施用包含下述物质的组合物以得到足够
效果a-酮戊二酸(AKG)或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸，或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽或/和谷氨酰胺与其它氨 基酸的三肽或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽和三肽，或/和a-酮戊二 酸或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸的一价和二价金 属盐及其它盐，以及另外地任选的葡萄糖。
优选地，在用于调节哺乳动物中肌肉性能的方法中，以5-40mg/kg 体重或0.1-0.4mg/kg体重的剂量施用组合物，所述组合物任选地包含量 为0.1-5mM的葡萄糖。优选地，通过口服或胃肠外向选自下列的有此 需要的脊推动物施用所述组合物啮齿动物(比如小鼠、大鼠、豚鼠或 兔)、农场动物(比如牛、马、猪、猪崽)、鸟(比如母鸡和火鸡)、自 由活动的农场动物或鸟、宠物(比如狗或猫)以及人。
此外，本发明还提供了制备用于预防、减轻或抑制脊推动物中肌肉 性能的组合物的方法，所述方法包括以适当量或/和以适当比例向有此 需要的脊推动物施用包含下述物质的组合物以得到足够效果a-酮戊二 酸(AKG)或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸，或/和 谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的三肽或/和 谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽和三肽，或/和a-酮戊二酸或/和谷氨酰胺
及另外地任选的葡萄糖。
优选地，在制备用于预防、减轻或抑制脊推动物中肌肉性能的组合 物的方法中，以5-40mg/kg体重或0.1-0.4mg/kg体重或l-1000mg/kg体 重的剂量施用组合物，所述组合物任选地包含量为0.1-5mM的葡萄糖。 优选地，通过口服或胃肠外(尤其是通过透析)向选自下列的有此需要 的脊推动物施用所述组合物啮齿动物(比如小鼠、大鼠、豚鼠或兔)、 农场动物(比如牛、马、猪、猪患)、鸟(比如母鸡和火鸡)、自由活动 的农场动物或鸟、宠物(比如狗或猫)以及人。
本发明还涉及所述组合物在制备用于预防、减轻或抑制脊推动物中 肌肉性能的药物中和制备用于调节哺乳动物中肌肉性能的物质中的用 途。
优选地，所述组合物是含有药学上可接受载体或/和添加剂的药物组 合物，其用于口服或胃肠外施用。
a-酮戊二酸的一价和二价金属盐及其它盐，以以下述治疗有效量来制备所述药物组合物，对于口服组合物而言治
疗有效量为5-40mg/kg体重/日剂量，或对于胃肠外组合物而言治疗有效 量为0.1-0.4mg/kg体重/日剂量，或对于透析组合物而言治疗有效量为 l-1000mg/kg体重/日剂量，其中任选的葡萄糖的量为0.1-5mM。
本发明的技术效果
本发明提供用于制备包含AKG组分和葡萄糖的物质之新的改进方 法，所述物质用于在下述情况下在脊推动物中改善肌肉性能，所述情况 是与受试者正常的肌肉性能相比肌肉性能降低或者与正常的肌肉性能 相比肌肉性能增强。
所述受试者可以是脊推动物，比如哺乳动物或鸟，下面给出详细实 例。因此，所述脊推动物可以是由于医疗或其它原因需要增强肌肉性能 的那些，比如对于运动员、健身者等情况下增强肌肉力量。
所述方法包括以足够量和/或以足够比例向所述脊推动物施用包含 a-酮戊二酸和葡萄糖的组合物以得到期望效果的步骤。不具有肌肉性能 降低以及未施用所述组合物的脊推动物(比如哺乳动物或鸟类)的肌肉 性能被认为正常。当观察或测量到肌肉性能相比未施用所述组合物的同 类哺乳动物增强时，肌肉性能被认为是增强的。肌肉性能相比施用所述 组合物之前脊推动物中肌肉性能的初始值的增强也可被认为是增强。
本发明还提供用于调节哺乳动物中肌肉性能的方法，其包括向有此 需要的所述哺乳动物施用包含AKG和任选地葡萄糖的组合物以调节肌 肉性能。本发明还提供包含AKG和任选地葡萄糖的组合物在制备用于 预防、减轻或治疗肌肉性能降低的组合物中的用途。
此外，本发明提供包含AKG和任选地葡萄糖的组合物在制备用于 调节脊推动物(包括例如人的哺乳动物和鸟类)中肌肉性能的组合物中 的用途。
图1图示了显示在卯Hz的连续电刺激过程中来自4周龄大鼠的比 目鱼肌的等长收缩力(isometric force)降低的图表。
8图2图示了在40Hz (32mA， lms，〈卯V)的连续电刺激过程中比 目鱼肌于尿毒症性緩冲液(Uremic Buffer) ( n=8 )或克-林二氏生理溶 液(n=9)中的收缩特性。
图3图示了在90Hz (32mA, 1ms,〈卯V)的连续电刺激过程中趾 长伸肌于尿毒症性緩冲液(n=7)或克-林二氏生理溶液(n=8)中的收 缩特性。
图4图示了被孵育在克-林二氏生理溶液中(孵育30分钟)并且受 到40Hz(32mA， lms，〈卯V)电刺激的尿毒症大鼠+试验成分(n=10 )、 对照大鼠+安慰剂(n=8)、对照大鼠+试验成分(n=4)中的比目鱼肌的 收缩特性。
图5图示了被孵育在克-林二氏緩冲液中(孵育30分钟)的尿毒症 大鼠+试验成分(n-3)、对照大鼠+试验成分(n=2)以及被孵育在尿毒 症性緩冲液中(孵育30分钟)的尿毒症大鼠+试验成分(n=3)的趾长 伸肌在90Hz， lms，〈卯V下的收缩特性。
具体实施方式
定义
术语"肌肉耐力，，在本文中意为肌群在较长时间段内进行次最大收 缩的能力，如Zachazewski所定义(1996，被引用在Wheeler, T. Exercise Physiology 552 (1997)的综述中)。因为非常依赖于所产生的肌力的量 以及耗竭点的个体评价，所以难以对确切参数列举进行精确定义，因此 人们可以想象在非常低的肌肉活动水平下活动的个体可持续几个小时 而不会变得疲劳，而在接近最大肌肉活动下活动的另 一个个体仅仅可持 续一段很短的时间。肌肉耐力测量很少考虑所产生的力，更多地集中在 肌肉活动的时间方面。
术语"肌肉力量，，在本文中意为绝对力量和相对力量，与性别无关， 只要所研究的肌肉的尺寸相同。因此，在绝对术语中，肌肉的横截面积 越大，肌肉就越强壮，与性别无关(Martin, L. Exercise Physiology 552 (1997)综述)。然而，由于男人倾向于具有较大的上身肌肉质量，其具 有较大横截面积的较长肌肉，因此男人倾向于比女人更强壮。当相对于 体重或去脂肪身体质量而考虑力量时，其被称为相对肌肉力量。最常见的，用力量除以身体质量、去脂肪身体质量、肌肉横截面积、肢体体积、 腰围和身高。通过用力量除以这些因素，男性和女性之间的差异被显著 降低或消除。研究人员研究了女性性能，显示当以每单位去脂肪体重表 示性能时，那么女性性能等于或超过其男性对应者的性能。由于此原因， 女性的游泳能力比任何其它运动更接近于其男性对应者。
术语"肌力，，在本文中意为由肌肉所做功的分量，以下述公式计算 功-力x距离，以SI单位表示(N/g净重)，其中距离是支点和施力点之 间的测量值。力可容易地利用转换器进行测量并且以时间的形式表示以 给出在持续的肌肉活动时间段中的收缩指数。活动性肌肉的力的曲线和 肌电图学记录的RMS之间具有密切相关性。因此，可以通过EMG记 录得到肌肉活动的非侵入式测量值，并通过RMS转换以肌力的形式来 进行解释。
术语"调节肌肉性能"在本文中意为改变、变更或以其它方式影响受 试者中的肌肉性能。
术语"改善的肌肉性能"在本文中意为肌肉性能的改变，其中所述改 变与未得到根据本发明的治疗或施用的相同物种受试者进行比较。如果 这些改变对于所述哺乳动物而言是正向的，那么所述改变被认为是改 善。通常，肌肉性能改善是肌肉性能增强。
术语"胃肠外"在本文中意为不是通过消化道而是通过其它一些途 径的注射进行施用，本文所用的"药物组合物，，意指根据本发明的治疗有 效的组合物。
本文所用的"治疗有效量"或"有效量"或"治疗上有效的，，指对给定 病症和施用方案提供治疗效果的量。这是经计算产生期望治疗效果的与 所需添加剂和稀释剂(即载体或施用载体)联合的活性物质的预定量。 此外，其意指足以降低、减轻和/或预防宿主的活动、功能和反应之临 床上显著缺陷的量。作为替代的，治疗有效量足以使得改善宿主的临床 上显著病症。本领域技术人员应当理解，化合物的量可根据其特定活性 发生变化。合适的剂量可含有经计算产生期望治疗效果的与所需稀释剂 (即载体或添加剂)联合的活性组合物的预定量。
本文所用的"治疗"意指为治愈(可以是完全治愈或部分治愈)肌肉 性能降低的治疗。本文所用的术语"减轻"意指与肌肉性能降低相关的病症下降(即较 小)或更温和。
本文所用的术语"预防"意指完全或部分阻止肌肉性能降低的发生 或发作。
术语"衍生物"在本文中意为由初始物质直接衍生或通过〗务饰或部 分取代而衍生的化学物质。
术语"类似物"在本文中意为结构上与另一种化合物相似的化合物， 但是不一定是异构体。类似物具有相似的功能，但是结构或进化起源不 同。
在用于制备本发明组合物的方法和用途中，提供了治疗有效量的活 性成分。如本领域所公知的，医学或兽医工作领域中的一般技术人员可 根据患者特征(比如年龄、体重、性别、状态、并发症、其它疾病等) 确定治疗有效量。
旅蕃本！银种逸合揪本发明包括包含ot-酮戊二酸(AKG)和量为 0.1-5mM的葡萄糖的组合物。在另一个实施方案中，AKG的量为 5-40mg/千克体重。当所述组合物是口服组合物即经口递送时，该量是 合适的。
在又一实施方案中，AKG的量为0.1-0.4mg/kg体重。当所述组合 物作为胃肠外组合物即通过注射进行递送时，该量是合适的。
在又一实施方案中，AKG的量为l-1000mg/kg体重/天。当所述组 合物通过透析进行递送时，该量是合适的。
々f源化然^遂雜^才法.根据本发明，其包括用于调节脊推动物 中肌肉性能的方法。所述方法包括以能够达到所需效果的足够量和/或 以足够比例向所述脊推动物施用包含AKG和另外任选地葡萄糖的组合 物，用于调节肌肉性能。
相比于治疗该具体受试者之前或者未得到治疗的受试者，所述调节 可以是肌肉性能的增强。任何调节可将肌肉性能由降低的水平改变至正 常或甚至较高的水平。所述调节还可以是将特定物种的正常肌肉性能水 平调节至高于正常肌肉性能的水平。被视为该特定物种正常肌肉性能的 水平将取决于物种本身、年龄和性别。导致肌肉性能的有益变化(即倾向于正常肌肉性能或高于正常肌肉性能的变化)的任何调节被认为是改 善。
在又一实施方案中，所述调节可以是抑制、预防或减轻肌肉性能的 降低。抑制可以是有此需要的哺乳动物(比如人)中的完全或部分抑制。 预防可以是对有此需要的哺乳动物比如人的预防性治疗。
此外，本发明包括用于抑制、预防或减轻脊推动物中肌肉性能降低
的方法。所述方法包括向有此需要的脊推动物施用包含AKG和另外任 选的葡萄糖的组合物用于抑制、预防或减轻所述的肌肉性能降低。
在另外实施方案中，所述脊推动物选自啮齿动物(比如小鼠、大鼠、 豚鼠或兔)、农场动物(比如牛、马、猪、猪崽)、鸟(比如母鸡和火鸡)、 自由活动的农场动物或鸟、以及宠物(比如狗或猫)。
在甚至又一实施方案中，所述哺乳动物是人。所述人可以是需要治 疗肌肉性能降低的患者、运动员、营养不良的人、或运动员、健身者、 宇航员、或由于任何病症而有此需要的人。
可以不同的方式施用所公开方法中的AKG和任选的葡萄糖，这取 决于待治疗的脊推动物种类、需要所述方法的脊推动物状态以及待治疗 的具体适应症。
滋^承或.剂型可包括胶囊或片剂(比如咀嚼片或可溶片，例如泡 腾片)以及粉剂和本领域技术人员公知的其它干燥形式，比如丸剂、比 如微丸和颗粒。
施用可以是胃肠外、直肠或口服形式，作为例如食物或饲料补充剂。 胃肠外栽体包括氯化钠溶液、林格氏葡萄糖、葡萄糖和氯化钠、乳化林 格氏油或不挥发性油，其与例如不同类型的注射策略(比如皮下、肌肉 内、眼窝内、嚢内、脊柱内、胸骨内、静脉内等)相容。
在又一实施方案中，施用可以通过透析进行。
所述食物和飼料补充剂还可被乳化。然后所述活性治疗成分可与赋 形剂相混合，所述赋形剂是药学上可接受的并且与所述活性成分相容。 合适的赋形剂有例如水、盐水、葡萄糖、甘油、乙醇等以及其组合。此 外，如果需要的话，所述组合物可包含增强所述活性成分效力的少量辅 助物质，比如润湿剂或乳化剂、pH緩冲剂。可提供不同形式的胃肠外施用，比如液体或冻干制剂或其它干燥制
剂。其可包括含多种緩冲剂(例如Tris-HCl、乙酸盐、磷酸盐)具有多 种pH和离子强度的稀释剂、防止吸附到表面的添加剂(比如白蛋白或 明胶)、去污剂(例如吐温20、吐温80、普流尼克F68、胆汁酸盐)、 增溶剂(例如甘油、聚乙烯甘油)、抗氧化剂(例如抗坏血酸、偏亚硫 酸氢钠)、防腐剂(例如疏柳汞、节醇、对羟基苯甲酸酯)、膨胀物质或 张力调节剂(例如乳糖、甘露醇)、聚合物(比如聚乙二醇)与所述组 合物的共价结合、与金属离子的络合、或将所述物质引入到多聚化合物 (比如聚乳酸、聚鞋基乙酸、水凝胶等)的颗粒制备物之内或之上、或 引入到脂质体、微乳、胶束、单层或多层载体、红细胞壳或原生质球上。
妖;^在一个实施方案中，在根据本发明的任何方法中，以饮料或 其干组合物的形式施用所述组合物。
所述饮料包含有效量的谷氨酰胺、谷氨酰胺衍生物或代谢物、谷氨 酰胺类似物或其水溶性的无毒盐或其混合物以及营养学上可接受的水 溶性栽体，比如矿物质、维生素、碳水化合物、脂肪和蛋白质。如果以 干燥形式提供所述饮料，那么以干燥形式提供所有这些成分。所提供的 供消费的饮料还包含水。最终饮料溶液还可具有受到控制的渗透压和酸 度，例如根据上文一般性建议的緩冲液。
pH范围优选为约2-5 (尤其为约2-4)以防止细菌和真菌生长。还 可使用pH约6-8的灭菌饮料。
可单独或以与一种或多种治疗有效成分相组合的形式提供所述饮料。
邊浙溶^. 6舍^fiTG和任逸付教萄潜^逸合浙好^途。本发明包括 包含AKG和任选的葡萄糖的组合物的用途。
一个用途是用于制备用于预防、减轻或治疗脊推动物(包括人)的 肌肉性能降低的组合物。
另一个用途是用于制备用于调节脊推动物的肌肉性能的组合物，所 述脊推动物包括哺乳动物(比如人)和鸟类。
在上述的另外一个实施方案中，所述组合物是药物组合物。该药物 组合物可与药学上可接受的栽体和/或添加剂(比如稀释剂、防腐剂、
增溶剂、乳化剂、辅助剂和/或载体) 一起用于本发明所公开的方法和用途中。
此外，本文所用的"药学上可接受的载体，，是本领域技术人员熟知
的，可包括但不限于0.01-0.05M磷酸盐緩冲液或0.8%盐水。另外，这 些药学上可接受的载体可以是水溶液或非水溶液、混悬剂和乳剂。非水 溶剂的实例是丙二醇、聚乙二醇、植物油(比如橄榄油)以及注射用有 机酯(比如油酸乙酯)。含水栽体包括水、醇/水溶液、乳剂或混悬剂， 包括盐水和緩冲介质。胃肠外载体包括氯化钠溶液、林格氏葡萄糖、葡 萄糖和氯化钠、乳化林格氏油或不挥发性油。还可存在防腐剂和其它添 加剂，比如例如抗菌剂、抗氧化剂、螯合剂、惰性气体等。
另外的实施方案包括其中所述组合物是口服组合物的用途。
又一 实施方案包括其中所述组合物是胃肠外组合物的用途。
又一实施方案包括治疗有效量的AKG和任选的葡萄糖的用途。在 被滋^逸合#减^#逸合##^^量段落中给出了用于口服施用、胃肠 外施用(比如注射和透析)的治疗量的实例。
所制备的AKG组合物(其可以是药物组合物或食物或饲料补充剂) 可任选地包含载体和/或影响肌肉耐力的一定量的第二种或另一种活性成分。
上述效果可有助于肌肉性能的增强。
被滋^i2合浙成秀浙逸合浙一的浙量.可根据所用的施用途径以不 同的剂量施用AKG。
在上述方法的一个实施方案中，以5-40mg/kg体重即5、 10、 15、 20、 25、 30、 35、 40mg/kg体重的量施用AKG。当口服施用所述组合 物时，该量AKG是合适的。
在另一个实施方案中，以0.1-0.4mg/kg体重即0.1、 0.2、 0.3或 0.4mg/kg体重的量施用AKG。当胃肠外施用所述组合物时，该量AKG 是合适的。
在另一个实施方案中，以l-1000mg/kg体重的量施用AKG。
在另外一些实施方案中，以0.1-5mM即0.1、 0.5、 1、 1.5、 2、 2.5、 3、 3.5、 4、 4.5、 5mM的量施用所述任选的葡萄糖。
在一个实施方案中，所述组合物包含0.1-0.4mg/kg体重的AKG和0.1-5mM的葡萄糖。所述组合物适用于胃肠外施用。
在另一个实施方案中，所述组合物包含5-40mg/kg体重的AKG和 0.1-5mM的葡萄糖。所述组合物适用于口服施用。
在又一另外实施方案中，所述组合物包含l-1000mg/kg体重的AKG 和0.1-5mM的葡萄糖。所述组合物适用于透析。
滋^憂试-#.如上所述，本发明涉及用于治疗、减轻或预防脊推动 物(比如哺乳动物(包括人)或鸟)中与肌肉性能降低相关的任何病症 的手段和方法。与人肌肉性能降低相关的病症有肾病患者(比如血液透 析患者、腹膜透析患者、透析前患者和移植患者)、骨质疏松症患者、 老年人(比如70岁及以上)、受伤/手术/长期卧床的婴儿(比如早产儿、 SGA (small for gestational age,小于胎龄儿))、运动员(比如自行车 运动员、举重运动员)、太空人(比如太空中和/或从太空归来的宇航员)。
4>4类#.本领域一般技术人员可以容易地理解，本发明的方法和 药物组合物尤其适用于施用给有此需要的任何脊推动物，比如鸟类或哺 乳动物(例如人)。脊推动物包括但不限于火鸡、母鸡或小鸡和其它适 于肉用鸡以及自由活动的动物、或哺乳动物(包括但不限于家养动物， 比如猫科或犬科受试者)、农场动物(比如但不限于牛、马、山羊、绵 羊和猪受试者)、野生动物(不管是野生的或在动物园中)、研究用动物 (比如小鼠、大鼠、兔、山羊、绵羊、猪、狗、猫等)。
实施例
实施例i
肌肉耐力可受到Na-通道和Na，K-泵浓度的影响是公知的。实际上， 通道或泵浓度和/或门控/泵特性随年龄、疾病或药物施用的变化可十分 显著地并且通常可逆地影响肌肉的收缩性能。下图显示了施用T3诱导 之前为Na,K-泵上调的Na-通道快速上调产生的作用，应注意与这些肌 肉中较多Na-流入和不足的Na，K-泵能力相关的快速疲劳速率(Harrison & Clausen, 1998 )。
图1中举例说明了该实施例，图1图示了在卯Hz的连续电刺激(一 直施用到失去 80%最大力量)过程中来自对照(o)和3，5，3，-三碘甲状 腺素(T3)处理48小时( )的4周龄大鼠的比目鱼肌的等长收缩力下 降的过程。皮下施用T3 (第1天0.4吗/g体重/天；第2天0.2pg/g体重/天)，而向对照假注射(sham injected )等体积的溶剂。通过读取 显示力量的曲线所截虚线的截距对应x轴的读数来测定峰值等长收缩力 下降75%所需时间，其被定义为耐力。可分别以下述单一指数方程拟合 对照和T3处理48小时的大鼠的比目鱼肌的力量下降曲线y=exp (0.42x + 4.51) , r = 0.98和y=exp ( 0.60x + 4.52 ) ， r = 0.99。每个点代 表在8-18个肌肉上所观察的平均值士标准误(垂直线)。与对照的平均 值进行比较，*P<0，001; P<0.01; P<0.05 (非配对t检验)。
将动物饲养在恒温调节室中，其包含用于测量离体大鼠骨骼肌的收 缩力的设备，即计算机、模拟-数字镜换器、放大器、微分放大器、刺 激器、5%氧气和5%二氧化碳。
将恒温调节室维持在30。C，其包含玻璃扩散器(用于緩冲液的有效 充氧)、固定座/刺激座(具有两个针以原位固定腓骨部分以及2个银刺 激电极)。
潜果
厲^遂雜付^必
记录上述测量值，结果显示于图1。所述结果显示与来自施用安慰 剂(克-林二氏緩冲液)的假操作对照大鼠的相同肌肉相比，对尿毒症 大鼠施用AKG给出更好的慢缩型比目鱼肌耐力特征(AKG作用)。
实际上，来自施用AKG的尿毒症大鼠并被孵育在克-林二氏緩冲液 中的比目鱼肌与来自施用安慰剂的假操作对照大鼠并被孵育在相同条 件下的比目鱼肌的表现相似。
对照大鼠中，与施用安慰剂相比，施用AKG能改善被孵育在克-林 二氏緩冲液中的比目鱼肌的耐力(图1)(AKG作用)。
与来自施用AKG(尿毒症性緩冲液)的尿毒症大鼠的相同肌肉相 比，对尿毒症大鼠施用AKG (克-林二氏緩冲液)给出更好的慢缩型比 目鱼肌的耐力特征(緩冲液作用)。
与来自施用AKG的尿毒症大鼠而被孵育在尿毒症性緩冲液中的相 同肌肉相比，对尿毒症大鼠施用AKG (克-林二氏緩冲液)给出更好的 快缩型趾长伸肌(extensor digitorum longus muscle, EDL)的耐力特征(緩冲液作用)。
EDL肌似乎相对地不受到在尿毒症性緩冲液中孵育时间的影响 (ii=2 )。
解释
就耐力方面而言，在持续性收缩过程中施用AKG似乎对肌肉性能 具有有益作用，
在其中孵育肌肉的緩冲液成分对肌肉功能具有与AKG无关的作用。
实施例2
患有慢性肾衰竭的尿毒症患者具有不仅影响其职业生活而且影响 其娱乐生活的过度肌肉疲劳。此外，这些患者患有主要是II型(快缩 型)纤维的肌肉萎缩。已知这些患者有贫血的问题，但是这不能解释肌 纤维损失或肌肉无力，同样，数据显示局部的代谢因子没有受影响(静 息时尿毒症大鼠中的ATP和磷酸肌酸浓度正常)而且无线粒体异常。
然而，慢性肾衰竭患者中确实存在的一个差异是胰岛素抵抗的差 异。可通过血液透析部分改善该症状，但是与仅仅影响胰島素分泌的甲 状旁腺功能亢进无关。在这些患者中，基础葡萄糖转运正常，对胰岛素 敏感的转运蛋白量也是正常的。然而，似乎这些患者中的肌肉血流降低， 这将影响肌纤维对葡萄糖的递送和吸收。
鉴于上述内容，很明显我们正在解决两个分开的方面-首先是能量 供应问题，因为胰岛素抵抗将减少可被身体深部肌肉床所利用的葡萄 糖。在此我们可预期在关键的能量产生步骤之前AKG将直接给肌纤维 提供适合TCA循环的能量成分。该假设非常符合我们所观察的与给予 安慰剂的对照大鼠相比的食用AKG的对照大鼠的反应。第二个方面是 孵育介质(bathing medium)的问题，因为尿毒症性緩冲液引起力(耐 力)损失，所述力损失可通过在克-林二氏緩冲液中孵育而逆转。实际 上，已有记载称在克-林二氏緩冲液中孵育尿毒症性肌肉可恢复非常多 的损失耐力；换句话说，我们釆取透析处理的形式，观察到与人受试者 透析后对比透析前相似的肌肉功能恢复。
根据第二个方面，现在从来自离体肌肉的研究来看，似乎耐力的损失确实是与緩冲液相关的，即与肾衰竭中出现的化合物离子等的积累有
关。我们知道K离子能影响并且的确影响肌膜，Ca离子也是如此，因 此在我们的此研究中，我们从尿毒症性緩沖液的组合物中选择性的去除 这些离子。相对的，与克-林二氏緩沖液相比提高了碳酸氢盐、尿素和 磷酸盐的浓度。已知膜通过Na，K-泵的运转而兴奋，磷酸盐的单独积累 抑制正常的Na，K-泵运转，从而导致兴奋丧失，因此力(耐力)损失快 于所观察的对照大鼠的离体肌肉。磷酸盐的积累导致肌纤维兴奋性障 碍，起初影响最依赖于所述泵的那些纤维(即快纤维)以及在一段时间 内导致纤维损伤/萎缩。
潜果
1. 作为肌肉血流减少的结果，胰烏素抵抗会影响I和II型糖尿病、 动脉高血压或肾衰竭患者等，在这些情况下AKG可被用作补充能量的 物质，尤其是在肌肉中与离子偶联交换系统不同其比葡萄糖(需要转运 蛋白)更易于扩散，以及可能用作增强大肌肉毛细血管床的物质。
2. 已显示AKG降低血浆中磷酸盐水平，AKG会减轻磷酸盐对肌 纤维膜(以及其它细胞)的影响，并且即使不停止也会延迟尿毒症的发 展。
3. 向运动员施用AKG将在数天至数周的时间之内以自然的且非成 瘾性的方式增强其耐力性能。
图2图示了比目鱼肌对照组(克-林二氏緩冲液)-曲线I、比目 鱼肌对照组(尿毒症性緩冲液)-曲线II的图，显示尿毒症緩冲液对 慢缩型比目鱼肌的肌肉耐力的最小作用，注意到在连续刺激相当长时间 (30-40秒)之后开始显示第一个疲劳信号。该发现支持所公开的来自 患者的数据，所述患者中慢肌肉与快肌肉相比在慢性肾衰竭过程中所受 影响较少。
图3图示了尿毒症性緩冲液对趾长伸肌对照组(克-林二氏緩冲液) -曲线I、以及对趾长伸肌对照组(尿毒症性緩冲液)-曲线II的快缩型 趾长伸肌的肌肉耐力的快速作用。注意到仅仅在连续刺激2-4秒之后就 开始显示第一个疲劳信号。
图4图示了向对照比目鱼肌施用AKG在耐力改善方面的可观作 用-曲线I;曲线I涉及尿毒症大鼠+试验成分，曲线II涉及对照大鼠十安慰剂，曲线III涉及尿毒症大鼠+试验成分。注意到与给予安慰剂的对
照大鼠的肌肉相比，施用AKG的尿毒症大鼠显示相似的轻微改善的耐 力。
图5图示了 AKG对与安慰剂处理的尿毒症大鼠和对照大鼠相比 的尿毒症大鼠趾长伸肌的耐力的作用；曲线I涉及尿毒症大鼠+试验成 分(克-林二氏緩冲液)，曲线II涉及尿毒症大鼠+试验成分(尿毒症性 緩冲液)，曲线III涉及对照大鼠+试验成分。注意到施用AKG的尿毒 症大鼠与施用安慰剂的尿毒症大鼠相比，其性能被改善。
潜论
1) AKG是在21天或更短时间内提高肌肉功能的口服制剂。
2) 口服给予AKG对肌肉和/或纤维的收缩性能具有特定作用，其 在快缩型和慢缩型肌肉之间明显不同。
3) AKG起到减少当肌肉在持续时间段内以其正常工作频率收缩 时出现的"外周"疲劳的作用。
4) 最大等长收缩力(N):与未处理的对照相比，口J!良AKG的处 理(21天或更短)使得快缩型肌肉中所产生的力量提高28%,使得慢 缩型肌肉中所产生的力量提高12%,
5) 产生力的速率AKG 口服处理(21天或更短)使得快缩型肌 肉产生力的速率降低约8.5%，使得慢缩型肌肉产生力的速率降低约 130%。
AKG作用方式
AKG在多个水平上作用于肌肉收缩性能；改善疲劳抗性，提高力 量以及降低力量产生的速率。
o膜电位疲劳抗性改善的一个明显的解释方式是其中AKG增加 了活化的膜结合Na+,K+-ATP酶的数量。这些单元负责维持膜静息电位 从而负责纤维兴奋性。在泵活性被提高或抑制的实验中，疲劳抗性分别 被显著改善或减弱。
o肌肉容量增加纤维尺寸和每根纤维的收缩单元数的增加将大 大改善肌肉的等长收缩力。在此方面，人们可设想AKG对肌肥大具有 同化作用。或者，人们可认为AKG影响横桥循环使得达到力量产生的改善。已知例如RLC磷酸化的变化能够以肌肉特异性方式不仅影响所 产生的力，而且影响力产生的速率。
o纤维类型的变化或者，人们可预测利用AKG处理的纤维类型 的变化。实际上，I型MHC纤维成分的增加或Ca+、ATP酶同工酶向慢 收缩型纤维的同工酶的变化将证明两种肌肉的较慢的上升时间。例如较
慢的€8++释放是上升至峰值力较慢的原因。
权利要求
1. 一种组合物，其特征在于包含α-酮戊二酸(alpha-ketoglutarate，AKG)或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸α-酮戊二酸，或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的三肽或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽和三肽，或/和α-酮戊二酸或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸α-酮戊二酸的一价和二价金属盐及其它盐，以及0.1-5mM的葡萄糖。
2. 根据权利要求l的组合物，其中所述组合物包含a-酮戊二酸 (AKG)和/或谷氨酰胺和/或谷氨酸和/或鸟氨酸a-酮戊二酸，和/或谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽和/或谷氨酰胺与其它氨基酸的三肽和/或谷 氨酰胺与其它氨基酸的二肽和三肽，或/和a-酮戊二酸或/和谷氨酰胺或/ 和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸的一价和二价金属盐及其它盐，以及量 为0.1-5mM的葡萄糖，其剂量为5-40mg/kg体重。
3. 根据权利要求2的组合物，其是口服组合物。
4. 根据权利要求l的组合物，其中所述组合物包含a-酮戊二酸 (AKG)或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸，或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的三肽或/和谷 氨酰胺与其它氨基酸的二肽和三肽，或/和a-酮戊二酸或/和谷氨酰胺或/ 和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸的一价和二价金属盐及其它盐，以及 0.1-5mM的葡萄糖，其剂量为0.1-0.4mg/kg体重。
5. 根据权利要求4的组合物，其是胃肠外组合物。
6. 根据权利要求5的组合物，其是以剂量l-1000mg/kg体重进行施 用的透析组合物。
7. —种用于调节哺乳动物中肌肉性能的方法，所述方法包括以足望的效果a-酮戊二酸(AKG)或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸 a-酮戊二酸，或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽或/和谷氨酰胺与其它 氨基酸的三肽或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽和三肽，或/和a-酮戊 二酸或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸的 一价和二价 金属盐及其它盐，以及另外任选的葡萄糖。
8. 根据权利要求7的方法，其中以5-40mg/kg体重的剂量施用所述组合物。
9. 才艮据权利要求7的方法，其中以0.1-0.4mg/kg体重的剂量施用所 述组合物。
10. 根据权利要求7的方法，其中以l-1000mg/kg体重的剂量施用 所述组合物。
11. 根据权利要求7的方法，其中所述组合物包含量为0.1-5mM的 任选的葡萄糖。
12. 根据权利要求7的方法，其中口服施用所述组合物。
13. 根据权利要求7的方法，其中胃肠外施用所述组合物。
14. 根据权利要求13的方法，其中通过透析施用所述组合物。
15. 根据权利要求7的方法，其中向选自以下的有此需要的脊推动 物施用所述组合物啮齿动物比如小鼠、大鼠、豚鼠或兔，农场动物比 如牛、马、猪、猪崽，鸟比如母鸡和火鸡，自由活动的农场动物或鸟类， 以及宠物比如狗或猫。
16. 根据权利要求7的方法，其中所述脊推动物是人。
17. 制备用于预防、减轻或抑制脊推动物中肌肉性能的组合物的方 法，其中为了足够效果而以合适量和/或合适比例向有此需要的脊推动 物施用包含下述物质的组合物a-酮戊二酸(AKG)或/和谷氨酰胺或/ 和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊二酸，或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽 或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的三肽或/和谷氨酰胺与其它氨基酸的二肽 和三肽，或/和a-酮戊二酸或/和谷氨酰胺或/和谷氨酸或/和鸟氨酸a-酮戊 二酸的一价和二价金属盐及其它盐，以及另外地任选的葡萄糖。
18. 根据权利要求17的方法，其中以5-40mg/kg体重的剂量施用所 述组合物。
19. 根据权利要求17的方法，其中以0.1-0.4mg/kg体重的剂量施用 所述组合物。
20. 才艮据权利要求17的方法，其中以l-1000mg/kg体重的剂量施用 所述组合物。
21. 根据权利要求17的方法，其中所述组合物包含量为0.1-5mM 的任选的葡萄糖。
22. 根据权利要求17的方法，其中口服施用所述组合物。
23. 根据权利要求17的方法，其中胃肠外施用所述组合物。
24. 根据权利要求17的方法，其中通过透析施用所述组合物。
25. 根据权利要求17的方法，其中向选自以下的有此需要的脊推动 物施用所述组合物啮齿动物比如小鼠、大鼠、豚鼠或兔，农场动物比 如牛、马、猪、猪崽，鸟比如母鸡和火鸡，自由活动的农场动物或鸟类， 以及宠物比如狗或猫。
26. 根据权利要求17的方法，其中所述脊推动物是人。
27. 根据权利要求17的组合物在制备用于预防、减轻或抑制脊推动 物中肌肉性能的药物中的用途。
28. 根据权利要求17的组合物在制备用于调节哺乳动物中肌肉性 能的组合物中的用途。
29. 根据权利要求27或28中任一项的用途，其中所述组合物是含 有药学上可接受载体和/或添加剂的药物组合物。
30. 根据权利要求27或28中任一项的组合物，其是口服组合物。
31. 根据权利要求27或28或29中任一项的组合物，其是胃肠外组 合物。
32. 根据权利要求27或28或31中任一项的组合物，其是通过透析 施用的组合物。
33. 根据权利要求27或28中任一项的组合物，其中以治疗有效量 制备所述组合物。
34. 根据权利要求33中任一项的组合物，其中对于口服组合物而言 所述治疗有效量是每日剂量5-40mg/kg体重，对于胃肠外组合物而言所 述治疗有效量是每日剂量0.1-0.4mg/kg体重，对于透析组合物而言所述 治疗有效量是每日剂量l-1000mg/kg体重，其中所述任选的葡萄糖的量 为0.1-5mM。
全文摘要
本发明涉及包含α-酮戊二酸/盐(AKG)的组合物，其用于调节哺乳动物包括人中的肌肉性能。还涉及用于调节脊椎动物包括哺乳动物和鸟中的肌肉性能的方法，以及涉及用于预防、减轻或治疗所述脊椎动物中肌肉性能的组合物的制备。
文档编号A61K31/198GK101426490SQ200780014437
公开日2009年5月6日 申请日期2007年4月20日 优先权日2006年4月21日
发明者斯特凡·彼任诺夫斯基 申请人:Sgp父子公司