DE3525902C2 - Antibakterielle Zusammensetzung und deren Verwendung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine antibakterielle Zusammensetzung zur Verabreichung in den gastrointestinalen Trakt und die Verwendung der antibakteriellen Zusammensetzung zur Bekämpfung bakterieller Infektionen, insbesondere dadurch, daß sie Nahrungsmitteln oder Nahrungsmittelzusammensetzungen zugesetzt wird. Die antibakterielle Zusammensetzung eignet sich besonders als Zusatz zu Milchersatz.

Bekanntlich unterliegen Haustiere, und insbesondere junge Tiere, schweren gastrointestinalen Infektionen, die im we­ sentlichen auf Infektionen mit E. Coli und verschiedenen Salmonellenspezies beruhen. Die bisher zur Eliminierung die­ ser Infektionen bekannten Verfahren beinhalten entweder die Verabreichung von Antibiotika mit der Gefahr der Bildung Antibiotika-resistenter Bakterienspezies oder die Durchführung einer Impfung, was zu hohen Kosten führt.

Bekannt ist auch eine Lactoperoxidase enthaltende Zusammen­ setzung, die die Verminderung gastrointestinaler Infektio­ nen erlaubt und gleichzeitig eine erhöhte Gewichtszunahme ermöglicht; es wurde jedoch gefunden, daß während der ersten Lebenswochen von Jungtieren relativ oft Diarrhoeen auftreten.

Es ist auch vorgeschlagen worden, die Lactoperoxidasekonzen­ tration zu erhöhen, ohne jedoch eine wesentliche Verminde­ rung der Diarrhoeen zu erreichen.

Es besteht daher Bedarf an einer antibakteriellen Zusammensetzung, die die Verminderung der intestinalen Infektionen insbeson­ dere während der ersten Lebenswochen von Jungtieren ermög­ licht und gleichzeitig eine verbesserte Gewichtszunahme zu­ läßt. Eine solche soll daher erfindungsgemäß geschaffen wer­ den.

Gegenstand der Erfindung ist eine derartige antibakterielle Zusammensetzung sowie deren Verwendung gemäß Anspruch 4.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es wurde erfindungsgemäß gemäß Anspruch 1 überraschenderweise festgestellt, daß die gemeinsame Verwendung von Lactoperoxidase und Lacto­ ferrin eine synergistische Wirkung auf die Verhütung und/oder Eliminierung dieser bakteriellen Infektionen hat, wenn beide Proteine in der Nahrung von z. B. Jungtieren anwesend sind.

Die erfindungsgemäße antibakterielle Zusammensetzung enthält neben Lactoperoxidase und Lactoferrin Thiocyanat und einen H₂O₂-Vorläufer.

Die erfindungsgemäße antibakterielle Zusammensetzung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie im gastrointestinalen Trakt durch ein Thiocyanat und einen H₂O₂-Vorläufer aktiviert wird, wobei diese Zusammensetzung zusätzlich mindestens Lactoper­ oxidase und Lactoferrin umfaßt, letztere in einem Gesichts­ verhältnis von 1 : 2 bis 1 : 60.

Es wurde gefunden, daß die gemeinsame Verwendung von Lacto­ ferrin und Lactoperoxidase, die in Mengen entsprechend etwa 90 mg Mischung beider Enzyme pro kg Nahrungszusammensetzung verwendet werden, eine unerwartete antibakterielle Wirkung im Vergleich zu einem System ergibt, das entweder nur Lacto­ peroxidase oder Lactoferrin allein enthält.

Es wurde gefunden, daß die Anzahl auftretender Diarrhoeen etwa 3 Mal geringer ist als bei Verwendung von Lactoferrin allein und etwa 2 Mal geringer als bei Verwendung von Lacto­ peroxidase allein.

Es war auch überraschend festzustellen, daß die gemeinsame Verwendung von Lactoferrin und Lactoperoxidase in Nahrungs­ zusammensetzungen eine günstige Wirkung auf die Gewichts­ zunahme der Tiere hat. Diese Wirkung scheint unabhängig von der antidiarrhoeischen Wirkung zu sein. Es wurde gefunden, daß diese Wirkung deutlicher ist als wenn jedes Enzym allein verwendet wird.

Die in den Nahrungszusammensetzungen anwesenden Mengen an Lactoferrin und Lactoperoxidase können in weiten Grenzen variieren; sie hängen ab von der verwendeten Nahrungszu­ sammensetzung. Gewöhnlich wird Lactoperoxidase in einer Menge von 40 bis 120 mg/l, vorzugsweise von 70 bis 80 mg/l, Milchersatz (Milchsubstitut) verwendet.

Die in den Nahrungszusammensetzungen anwesende Lactoperoxi­ dase muß durch ein Thiocyanat und einen H₂O₂-Vorläufer ent­ haltendes System aktiviert werden. Gewöhnlich wird Thiocya­ nat in Mengen von mindestens 16 ppm, bezogen auf die Nah­ rungszusammensetzung, verwendet, wobei diese Menge als NaSCN berechnet ist.

Der H₂O₂-Vorläufer wird zugefügt, so daß eine ausreichende Menge H₂O₂ zum Oxidieren der 16 ppm NaSCN vorliegt. Ge­ wöhnlich werden die verwendbaren H₂O₂-Vorläufer ausgewählt aus dem Ascorbinsäure-Kupfer-System, dem Glucose-Glucose­ oxidase-System und noch wasserlöslichen Peroxiden, wie alkalische Percarbonate und andere analoge Verbindungen.

Bevorzugt wird das Thiocyanat im Milchersatz in einer Menge von 10 bis 100 mg/l verwendet. Thiocyanat und H₂O₂-Vorläufer werden in solchen Mengen verwendet, daß über einen Zeitraum von 30 min 10 bis 100 ppm OSCN⁻ gebildet werden.

Die Mengen der verschiedenen oben angegebenen Bestandteile sind so bemessen, daß das Thiocyanat in solcher Menge ver­ wendet wird, daß seine Konzentration im intestinalen Trakt mindestens 0,1 mM ist; der H₂O₂-Vorläufer wird in solcher Menge verwendet, daß seine Konzentration im intestinalen Trakt, ausgedrückt als H₂O₂, mindestens 0,1 mM ist; und die Lactoperoxidase-Lactoferrin-Mischung, die in gereinig­ ter Form und/oder in Form eines die Mischung enthaltenden Milchproduktes verabreicht wird, wird in solcher Menge ver­ wendet, daß ihre Konzentration im intestinalen Trakt minde­ stens 45 mg/l Milchersatz beträgt.

Als H₂O₂-Vorläufer wird vorzugsweise das Glucose-Glucose­ oxidase-System verwendet. Dieses System wird in die Nah­ rungszusammensetzung in einer Menge von 10 mg/l eingeführt. Es können jedoch auch andere H₂O₂-Vorläufersysteme verwendet werden, wie Natriumpercarbonat und andere Analoge. Der Fach­ mann kennt die zur Erzielung der gewünschten H₂O₂-Mengen zu verwendenden Vorläufermengen.

Die erfindungsgemäße antibakterielle Zusammensetzung kann auch zur verbesserten Produktion von genießbarem Fleisch verwendet werden, wobei Kälber, Schweine, Schafe, Kaninchen oder Minks bekannte Nährstoffkomponenten zusammen mit einem antibakte­ riellen System erhalten, das eine Mischung aus Lactoferrin und Lactoperoxidase, Thiocyanat und einem H₂O₂-Vorläufer umfaßt, wobei das Thiocyanat in solcher Menge zugegeben wird, daß seine Konzentration im intestinalen Trakt, berechnet als H₂O₂, mindestens 0,1 mM ist und die Lactoferrin-Lactoperoxidase-Mischung in solcher Menge zugegeben wird, daß ihre Konzen­ tration im intestinalen Trakt mindestens 45 mg/l des Milch­ ersatzes beträgt.

Zur Behandlung gastointestinaler Infektionen bei Mensch und Säugetier kann die antibakterielle Zusammensetzung mit jedem pharmazeutisch geeigneten Träger verwendet werden.

Zu behandelnde Tiere sind z. B. Schweine, Kälber und andere Haustiere, wie Katzen und Hunde.

Die notwendigen Mengen der Lactoperoxidaseaktivatoren, die im intestinalen Trakt verwendet werden können, sind in der BE-PS 852 195 beschrieben.

In der erfindungsgemäßen antibakteriellen, Lactoferrin und Lactoperoxidase enthaltenden Zusammensetzung sind die oben genannten Mengen geeignet. Im Fall von Lactoperoxidase wird darauf hingewiesen, daß eine Einheit desselben diejenige Menge an Lactoperoxidase ist, die, ausgehend von Pyrogallol, bei pH 6,0 und einer Temperatur von 20°C in 20 sec 1 mg Pyrogallol bildet.

Es wird auch darauf hingewiesen, daß die LD₅₀ von Thiocyanat bei i.v.-Injektion bei der Maus 484 mg/kg Körpergewicht beträgt, während 764 mg/kg Körpergewicht Ratten oral verab­ reicht werden können.

In der klinischen Verwendung werden die erfindungsgemäßen Kom­ ponenten normalerweise oral oder rektal in Form einer pharma­ zeutischen Zusammensetzung verabreicht, die die erfindungs­ gemäße antibakterielle Zusammensetzung auf einem geeigneten pharmazeutischen Träger aufgebracht, enthält.

Im allgemeinen liegt die Menge der aktiven Bestandteile bei 0,1 bis 99 Gew.-% der Zusammensetzung, vorzugsweise bei 2 bis 50 Gew.-%, in Zusammensetzungen, die oral verabreicht werden müssen.

Bei der Herstellung der pharmazeutischen Zusammensetzungen, die eine erfindungsgemäße antibakterielle Zusammensetzung in Form einer Dosiseinheit zur oralen Verabreichung enthalten, können die Bestandteile mit einem bekannten festen pulver­ förmigen Träger, wie Lactose, Saccharose, Sorbit, Mannit und anderen Analogen, gemischt werden. Werden überzogene Tabletten gewünscht, dann kann die wie oben hergestellte Zusammensetzung mit einer Lösung eines Polymers überzogen werden, das sich im intestinalen Trakt löst oder darin permeabel ist.

Die Dosiseinheit zur rektalen Verabreichung kann in Form von Suppositorien hergestellt werden, die die aktiven Substanzen in Mischung mit einem neutralen Fett-Grundstoff enthalten, oder sie kann in Form einer rektalen Gelatinekapsel hergestellt wer­ den, die die aktive Substanz in Mischung mit einem Pflanzen- oder Paraffinöl enthält.

Pharmazeutische Zusammensetzungen, die ein erfindungsgemäßes antibakterielles System enthalten, können zur Behandlung bakterieller Infektionen im gastrointestinalen Trakt verwen­ det werden, die durch Shigellen, Salmonellen, E. Coli, Vibrio Cholera, Pseudomonas (Ps pyocyanea), Staphylokokken (Staph. albus, aureus) Streptokokken (Strept. viridous, faecalis, B-Streptococcus) und Proteus verursacht werden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung.

Beispiel 1

Aus den folgenden Bestandteilen wurde ein Milchersatz her­ gestellt:

Milchpulver|60 kg
Lacto-Serum	14,15 kg
Fett	17 kg
Glucose	5 kg
Ethoxyquine (6-Ethoxy-1,2-dihydro-2,2,4-trimethylchinolin)	0,125 kg
Cholinchlorid	0,025 kg
Mineralien und Vitamine	2,5 kg

Emulgatoren
Die Konzentrationen an Lactoferrin und Lactoperoxidase im Milchpulver betrugen 61 g bzw. 77 g pro 100 kg Pulver.

Als Aktivator der Lactoperoxidase wurden 12,3 g Natriumthio­ cyanat zusammen mit 61 g Glucoseoxidase (71 000 U/g) zugefügt.

Die Bestandteile wurden in einem Mischer gründlich gemischt. Wasser wurde zur Mischung zugefügt, um eine 13-%ige wäßrige Lösung zu erhalten. Diese Lösung enthielt 10 mg Lacto­ peroxidase und 80 mg Lactoferrin pro l Milchersatz.

Dieser Milchersatz wurde Kälbern in der ersten Woche in einer Menge von 3 l/Tag, in der zweiten Woche von 4 l/Tag, in der dritten Woche von 6 l/Tag und von der vierten Woche an von 8 l/Tag verabreicht.

Vergleichsweise erhielten die Kälber dieselbe Menge unter­ schiedlicher Mischungen, die weder Lactoferrin noch Lacto­ peroxidase (Mischung A) oder nur 10 mg/l Lactoperoxidase (Mischung B) oder nur 80 mg/l Lactoferrin (Mischung C) ent­ hielten.

Die antibakterielle Wirkung wurde durch Feststellung der Diarrhoeen bestimmt, während die Nähreffekt durch Bestimmen der Gewichtszunahme der Kälber bestimmt wurde. Die Kälber wurden während einer Dauer von 5 Wochen behandelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I und II aufgeführt.

Tabelle I

Antibakterielle Wirksamkeit (Anzahl der Diarrhoe-Fälle in Prozent, wobei die Fälle bei den Tieren im Vergleichstest mit 100% angesetzt wurden)

Diese Tabelle zeigt deutlich die synergistische Wirkung der beiden erfindungsgemäßen Verbindungen.

Tabelle II Gewichtszunahme

Die erfindungsgemäße synergistische Wirkung ist charakteri­ stisch. Es wild festgestellt, daß eine Erhöhung von 68%, bezogen auf den Vergleichstest, erzielt wird, während das Maximum der mit jeden Produkt allein erzielten Zunahme bei 57 bzw. 32% für Lactoperoxidase bzw. Lactoferrin liegt.

Beispiel 2

Verwendet wurde die in Beispiel 1 beschriebene Mischung, die Kälbern während 10 Wochen in einer Menge von 8 l/Tag von der vierten Woche an verabreicht wurde. Die Konzentra­ tion an fester Substanz wurde zwischen der 5. und 10. Woche allmählich von 13 auf 25 Gew.-% erhöht.

Vergleichsweise wurde auch eine Mischung verabreicht, die weder Lactoferrin noch Lactoperoxidase enthielt.

Ab der 10. Woche wurden keine weiteren Diarrhoeen mit der erfindungsgemäßen Mischung mehr festgestellt, was bei dem Vergleichstest nicht der Fall war.

Weiter wurde eine Gewichtszunahme von 865 g/Tag mit der erfin­ dungsgemäßen Mischung festgestellt, gegenüber nur 755 g/Tag bei dem Vergleichstest.

Beispiel 3

Die in Beispiel 1 beschriebene Mischung wurde Schafen für die 1. Woche in einer Menge von 0,5 l/Tag, während der 2. Wo­ che von 1 l/Tag und danach von 2 l/Tag verabreicht. Es wurden ähnliche Ergebnisse wie im Fall der Kälber erzielt.

Claims (9)

1. Antibakterielle Zusammensetzung zur oralen Verabreichung in den gastrointestinalen Trakt, die Lactoferrin und Lactoperoxidase sowie eine für die Aktivierung der Lac­ toperoxidase ausreichende Menge an Thiocyanat und einem H₂O₂-Vorläufer umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Lactoferrin zu Lactoperoxidase 2 : 1 bis 60 : 1 beträgt.

2. Antibakterielle Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der H₂O₂-Vorläufer ausgewählt ist aus dem Glucose-Glucoseoxidase-System, dem Ascorbinsäure-Kupfer-System, Alkalipercarbonaten, Erdalkaliperoxiden und Carbamidperoxiden.

3. Antibakterielle Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thiocyanat und der H₂O₂-Vorläufer in einer solchen Menge vorliegen, daß 10 bis 100 ppm OSCN⁻ über eine Zeitdauer von 30 Minuten gebildet werden.

4. Verwendung einer antibakteriellen Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 zur Bekämpfung von bakteriellen Infektionen bei Menschen und Säugetieren.

5. Verwendung einer antibakteriellen Zusammensetzung gemäß Anspruch 4 als Zusatz zu einem an sich bekannten Nahrungs­ mittel oder einer Nahrungsmittelzusammensetzung.

6. Verwendung der antibakteriellen Zusammensetzung gemäß Anspruch 5 als Zusatz in Milchersatz.

7. Verwendung der antibakteriellen Zusammensetzung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lactoferrin in einer Menge von 40 bis 120 mg/l, vorzugsweise 70 bis 80 mg/l, und Lactoperoxidase in einer Menge von 2 bis 20 mg/l, vorzugsweise 8 bis 12 mg/l, im Milchersatz enthalten ist.

8. Verwendung der antibakteriellen Zusammensetzung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Milchersatz eine Mischung von Lactoferrin und Lactoperoxidase in einer Menge von mindestens 45 mg/l enthalten ist.

9. Verwendung der antibakteriellen Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Glucoseoxidase in einer Konzentration von 10 mg/l im Milchersatz vorliegt.