支链脂肪酸用于治疗糖尿病.pdf

本发明涉及一种可用于治疗和/或预防II型糖尿病、X综合征、肥胖、糖尿病酮症酸中毒的具有通式(I)结构的末端支链的饱和不饱和的中、长链脂肪酸及其衍生物的化合物：R1－CH(CnH2n－m)COOR2 (I)，其中R1是异丙基或仲丁基或叔丁基，及其中n＝5～19，m＝0～n/2的整数，及其中R2是H或是氨基酸或Na+、K+、Ca2+、Mg2+的盐。

1.  通式(I)的支链脂肪酸及其类似物或其盐，前药或配合物
                        R₁-CH(C_nH_2n-m)COOR₂
                              (I)
其中R₁是异丙基或仲丁基或叔丁基及
其中n＝5～19，m＝0～n/2的整数，及
其中R₂是H或是氨基酸或Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺盐。

2.  权利要求1所述的化合物用于治疗和/或预防非胰岛素依赖型糖尿病(II型糖尿病)和相关疾病，如X综合症，高脂血症，肥胖，高胆固醇血症，高甘油三酯血症及葡萄糖耐量异常。

3.  权利要求1的化合物用于预防和/或治疗葡萄糖耐量异常和II型糖尿病的食品添加物或功能性食品。

4.  根据权利要求1所述的化合物，具有预防和治疗糖尿病及其相关疾病，它可以是但不限于是以下物质：
N-(13-甲基)-十四烷酸
N-(12甲基)-十四烷酸
N-(12-甲基)-十三烷酸
N-(11-甲基)-十二烷酸
N-(14-甲基)-十五烷酸
N-(13-甲基)-十四碳酰基甘氨酸

12，  12-二甲基-十三烷酸
15-甲基-2-十六烯酸
9-甲基-2-癸烯酸

5.  根据权利要求1所述的化合物用于预防、治疗II型糖尿病时，这些化合物可制成液体、粉剂、片剂、针剂、胶囊或经脂质体包裹及以脂肪乳剂、膏剂供人和动物口服、注射或外用。

6.  根据权利要求5的方法，其中所述的化合物包括权利要求1的化合物或其衍生物或其前体物。

7.  按权利要求6的方法，其中所述的衍生物或其前体物选自末端支链的饱和或不饱和脂肪酸酯类、酰胺类及与各种氨基酸氨基形成的碳酰基化合物。

8.  一种药用组合物，它包含如在权利要求1～7中定义的化合物及其药学上可接受的载体。

9.  一种药用组合物，所述的药物组合包含如在权利要求1～7中定义的化合物用于治疗和/或预防糖尿病。

10.  一种治疗糖尿病酮症酸中毒的方法，该方法包括给予需要此种治疗的病人有效量的权利要求1～7中定义的化合物。

支链脂肪酸用于治疗糖尿病
技术领域
本发明涉及化学治疗领域，目的是提供一类具有末端支链的饱和和不饱和的脂肪酸及其衍生物，用于治疗和/或预防II型糖尿病、X综合征、肥胖、高胆固醇血症、高甘油三酯血症、糖尿病酮症酸中毒的用途。
背景技术
末端支链脂肪酸是一类不能经线粒体β-氧化的脂肪酸，人体内不能合成，只有微量随食物进入人体中。其中的13-甲基-十四烷酸在自然界中存在于Bacillus subtilis菌属中，是维持细菌细胞膜功能的重要成份(Satio K.等，J.Biochem.，1960，47：699-719)。80年代作为研究人体脂肪组织的标记物应用于人体。1996年Faung ST(Faung ST.等，血栓研究，Thromb.Res.，1996，81(1)：91-100)报道此化合物高浓度时能引起聚集的血小板溶解，低浓度时抑制血小板的聚集和粘附功能。
此类化合物对实验动物无严重的毒性作用，Klein(Klein RA.等，Lipids，1980，15(8)：572-579)给大鼠连续给药25天后，与对照组比较体重无明显变化，肝脏、脾脏、脑及脂肪等组织亦无明显病理变化。Pittet等(Pittet PG.等，Proc.Nutri.Soc.，1977，36：116A)给志愿者给药未发现明显毒性反应。我们的实验表明给动物最大耐受剂量5g/kg体重，均不引起动物死亡。
我们发现此化合物有很强的降血糖作用，明显提高糖尿病大鼠的葡萄糖耐量。对正常空腹血糖无明显降低作用，是一种胰岛素节俭型的促胰岛素分泌剂，推测用于临床能显著降低餐后血糖，而不易导致空腹血糖过低。对延缓胰岛β细胞衰竭有保护作用。
II型糖尿病，也称非胰岛素依赖型糖尿病，发病率高，并发症多，发病年龄较大，胰岛β细胞不能合成和分泌足够量的胰岛素，或者是机体对胰岛素的敏感性下降，胰岛功能损伤和胰岛素抵抗是主要特征。
糖尿病患者常伴有机体代谢紊乱，其特征是高脂血症(高胆固醇、高甘油三酯血症)、肥胖、高血压和高胰岛素血症，临床称为代谢综合征或X综合征，能导致广泛的后期并发症。高甘油三酯血症病人血中高游离脂肪酸对胰岛β细胞功能进一步损伤，因此降血脂特别是降高甘油三酯血症者的血脂与降血糖同样重要。临床上目前使用的治疗II型糖尿病口服降糖药主要有四类，即磺酰脲类、双胍类、α-葡萄糖苷酶抑制剂以及胰岛素增敏剂。这些药物各有优缺点，需要发现更有效，不良反应更少的抗糖尿病药。
本发明的化合物的胰岛外的作用表现为对肝和骨骼肌细胞内线粒体脂肪酸β-氧化的限速酶肉毒碱棕榈酰转移酶-I(CPT-I)的活性有选择性的作用。表现为对肝线粒体CPT-I活性有双相影响，在低浓度时有促进作用，在高浓度时有抑制作用。而对骨骼肌细胞内线粒体CPT-I只有抑制作用，是CPT-I可逆的抑制剂。
CPT-I可看作一种能量感受器，能够根据组织的能量需求调整脂肪酸氧化，通过乙酰辅酶A羧化酶/CPT-I轴调控糖脂代谢，抑制脂肪酸氧化能有效降低糖尿病者的血糖。饥饿和糖尿病时骨骼肌细胞内线粒体CPT-I酶活力高，乙酰辅酶A羧化酶的产物丙二酰单酰辅酶A对CPT-I的抑制作用减弱。CPT-I可逆的抑制剂能增加骨骼肌细胞对葡萄糖的利用，减少对脂肪酸的过度氧化，减少酮体的生成，即增高对胰岛素的敏感性。肝细胞内线粒体CPT-I活力提高有利于降低血脂，特别是甘油三酯，II型糖尿病特别是胰岛素抵抗的糖尿病人，血中甘油三酯有不同程度提高，降低甘油三酯浓度对减轻游离脂肪酸对β细胞的脂毒性，保护β细胞功能，有延缓糖尿病的进程作用。
本发明的目的是提供一种II型糖尿病的疗法，通过口服给予末端支链的脂肪酸类化合物用于II型糖尿病治疗。
本发明的另一目的是提供一种糖尿病酮症酸中毒的疗法，通过口服给予末端支链的脂肪酸类化合物或静脉给予末端支链的脂肪酸类化合物的脂肪乳剂用于糖尿病酮症酸中毒的治疗。
本发明的另一目的是提供一种肥胖症的疗法，使得患者体重减轻或者使患者在治疗的延长期内能保持已减轻的体重。
本发明的另一目的是为了阻止或预防肥胖导致的疾病，如高血脂、高血压、脂肪肝的发展。此处所指的肥胖症指遗传或环境因素引起的，包括食欲过旺，II型糖尿病及其它新陈代谢活性减低的病理状态。
本发明中术语‘代谢综合征’用于描述多相代谢综合征，除此之外也可确定为血胰岛素过高症、胰岛素抵抗、肥胖、葡萄糖耐量异常、II型糖尿病、血脂异常。本发明预计能对上述的代谢综合征产生有益的效果，是治疗此类疾病的有效化合物。
发明内容
提供具有下式(I)的支链脂肪酸及其类似物或其盐，前药或配合物，用于治疗非胰岛素依赖型糖尿病(II型糖尿病)和相关疾病，如X综合症，高脂血症，肥胖，高胆固醇血症，高甘油三酯血症，糖尿病酮症酸中毒。
R₁-CH(C_nH_2n-m)COOR₂
(I)
其中R₁是异丙基或仲丁基或叔丁基及
其中n＝5～19，m＝0～n/2的整数，及
其中R₂是H或是氨基酸或Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺盐。
提供用于治疗II型糖尿病和相关疾病，如X综合症，高脂血症，肥胖，高胆固醇血症，高甘油三酯血症，糖尿病酮症酸中毒时的式(I)化合物的药物组合物，所述组合物包括在生理可接受载体中的治疗有效量的化合物。
本发明更进一步优选的实施方案是食品添加物，这种组合用来预防II型糖尿病及预防糖耐量异常发展为II型糖尿病，以及用于肥胖目的。该组合物包含末端支链脂肪酸或其衍生物作为食品或饲料添加剂或组份，和进一步的添加剂或佐剂。
图1显示13-甲基-十四烷酸对糖尿病Wistar大鼠的葡萄糖耐量地影响。
图2显示13-甲基-十四烷酸和格列本脲对正常小鼠空腹血糖的影响，血糖值以x±s表示。
图3显示13-甲基-十四烷酸对大鼠骨骼肌细胞的线粒体肉毒碱棕榈酰转移酶-I(CPT-I)活性的影响。
图4显示13-甲基-十四烷酸对大鼠肝细胞的线粒体肉毒碱棕榈酰转移酶-I(CPT-I)活性的影响。
实施例1：13-甲基-十四烷酸的合成
将十二烷二酸单甲酯139克，异戊酸56克，金属钠0.65克，在无水甲醇1400ml，1.5A的直流电流下进行电解反应，直至反应液呈碱性，蒸除甲醇，水洗，真空分馏，得13-甲基-十四烷酸甲酯21克。将上述用10％NaOH 54ml，甲醇60ml。回流2小时，蒸除甲醇，用10％HCl调至pH＝2，冷却过滤，水洗至中性，得白色固体，真空分馏，乙醇重结晶，得13-甲基-十四烷酸14克。
实施例2：13-甲基-十四烷酸的的急、慢性毒性实验
1.急性毒性：20只ICR小鼠，体重19-21克，雌雄各半，按5g/kg体重给药，药后继续饲养14天，20只小鼠均存活。
2.慢性毒性：Beagle狗12只，分四组，一组对照，药物组高剂量按800mg/kg，中剂量按400mg/kg，小剂量按200mg/kg给药。药物每天饲喂一次，连续给药三个月。其间每周记录体重、进食量、行为活动情况。实验结束时，检查每只动物的血液、尿液和肝肾功能等各项生化指标，并对重要脏器进行病理检查。结果给药的三个剂量组与对照组比较，均无明显的异常变化。
实施例3：13-甲基-十四烷酸的葡萄糖耐量的实验
Wistar大鼠。尾静脉注射四氧嘧啶(35mg/kg体重)，72小时后测定血糖，选择空腹血糖水平在150mg/dl上下的大鼠用于实验，将实施例1的化合物的混悬水溶液按100mg/kg体重灌胃给禁食大鼠，对照给水。给药后30分钟灌胃给葡萄糖(2g/kg体重)，过30分钟，60分钟和120分钟分别取血，用葡萄糖氧化酶法测血糖值。结果参见图1。
实施例4：13-甲基-十四烷酸对正常小鼠空腹血糖的影响
用正常ICR小鼠，禁食12小时后，分五组，一组对照给水，一组给格列本脲50mg/kg体重，给药的三个组分别给实施例1的化合物50mg/kg体重，100mg/kg体重，200mg/kg体重。药后1小时眶后静脉取血测血糖。结果参见图2。
实施例5：13-甲基-十四烷酸对大鼠肝和骨骼肌细胞线粒体肉毒碱棕榈酰转移酶-I(CPT-I)的活性影响
大鼠放血处死，取肝脏和大腿骨骼肌与冰冷的蔗糖缓冲液(0.25mol/L蔗糖，1mmol/LEDTA，10mmol/L Tris-HCl(pH7.4))按1∶10(w/v)混合，匀浆15秒，按照Johnson和Lardy(Johnson D.and Lardy H.，Methods Enzymol.，1967，10：94-97)的方法提取和纯化线粒体。再按照Cook方法(Cook GA.等，生物化学杂志，1987，262：4968-4972)，用棕榈酰辅酶A和L-³H肉毒碱作底物进行测定肉毒碱棕榈酰转移酶-I的活性。结果参见图3和图4。