镁组合物及其用途的制作方法

专利名称：镁组合物及其用途的制作方法
专利说明镁组合物及其用途
背景技术：
镁存在于人体中并发挥多种作用。在分子水平上，镁是负责包括人类在内的哺乳动物中的一些最重要的生物活性的超过300种酶的辅因子。在活细胞中，镁涉及其它矿物质(如钠、钾和钙)的动态平衡，并涉及三磷酸腺苷(ATP)(活细胞中的主要能量来源)的形成、转移、储存和利用。在人体内，镁涉及正常的肌肉和神经功能、心脏节律、骨强度和免疫系统健康的维持。镁也涉及调节血糖水平和促进正常血压。
据报道，镁在突触可塑性(synaptic plasticity)的调节中发挥作用(Slutsky等人，Neuron，44，835-849(2004))，所述突触可塑性的调节被认为是涉及早期发育过程中的神经回路的组织和后期阶段中的信息存储的细胞过程。镁似乎涉及所谓背景突触活动或背景噪音的选择性抑制，在此过程中有意义的神经元信号不受影响。因此，镁似乎提高突触传递的信噪比(S/N)，从而增强突触可塑性。
在老化或生病的大脑中，突触一般具有较少的可塑性。与短期记忆有关的大脑区域-海马的可塑性的丧失可能会导致老年人中常见的健忘。这种可塑性的丧失可能导致与轻度认知障碍(MCI)相关的或更严重地，与阿尔茨海默氏病(AD)相关的病理状态。对于后者，据报道，已故的患有AD的人在他们的大脑区域比已故的同样年龄的未患有AD的人具有明显较低的镁水平(Andrasi等人，Magnesium Res.13(3)，189-196(2000))。至于老化的影响，据报道，用镁补充老龄大鼠的饮食表现出提高特定大脑分子(NMDA受体)的表达水平，一种与认知功能改善有关的效应(美国专利申请公开US 2006/0089335 A1)。
尽管镁在人类健康中具有生理作用，人们还是可能在他们的饮食中没有消费足够的该矿物质。研究表明，在美国人口中，镁的饮食摄入历来不足(Ford等人，(2003)J.Nutr.133，2879-2882)，或对于某些人口群体镁的饮食摄入相对较低(Institute of Medicine，For Calcium，Phosphorus，Magnesium，Vitamin D，and Flouride，202 and 393(1997))。例如，镁缺乏可能会导致许多病理症状或可能与它们有关，如食欲不振、恶心、呕吐、疲劳、抽搐、心率失常、糖尿病和/或心血管疾病。根据一些研究，镁缺乏可能会导致儿童的注意力缺陷多动障碍(ADHD)及与其相关的症状或可能与之相关(Kozielec等人，Magnes.Res.10(2)，143-148(1997)和Mousain-Bosc等人，Magnes.Res.19(1)，46-52(2006))。
市售镁补充剂包括氧化镁片剂或胶囊，例如，各种无机镁化合物如氢氧化镁和硫酸镁，例如，各种有机酸镁盐化合物如葡萄糖酸、柠檬酸和乳酸的镁盐，和各种镁螯合化合物。氧化镁在元素镁含量方面可能较高，但在人体内的镁生物利用度或吸收率非常低(Ranade等人，Am.J.Therapeut.8(5)，345-357(2001))。无机镁化合物如氢氧化镁和硫酸镁在镁的生物利用度方面也可能较差，且可能引起不良副作用，腹泻。有机酸镁盐化合物如葡萄糖酸、柠檬酸和乳酸的镁盐可能伴随肠胃不适、泻下作用和/或腹泻。虽然各种所谓镁螯合物化合物被宣传为具有较好的镁生物利用度，但这些化合物可能是强碱性的，因而在适口性(palatability)方面较差。
推荐的成人每日镁摄入量一般是大约15mmol-20mmol(30mEq-40mEq)，且正常的镁血清水平为0.7mmol/L-1.0mmol/L。富含镁的食物包括豆类、全谷物、绿叶蔬菜、坚果、咖啡、巧克力和牛奶。尽管这些食物容易得到，但一些人仍没有消费足够的量以满足日常营养需要。此外，往往含有较少镁的加工食品的消费增加也可能是上世纪中美国的饮食镁显著下降的原因。因此，向镁缺乏的人推荐连续使用提供可靠的吸收和生物利用度的口服镁补充剂。口服镁补充剂具有许多剂型，其利用不同的阴离子或盐-如氧化物、葡萄糖酸盐、氯化物或乳酸盐二水化物。但是，这些制剂不是可互换的，因为它们在吸收、生物利用度和适口性方面有差异。
镁主要在远端小肠吸收，且健康人吸收大约30％-40％的消化的镁。由于镁主要是细胞内的阳离子，通过其溶解度和从小肠摄取进入血液的速率及通过其到组织的转运评估剂型的效率。镁平衡受肾脏调节。当血液中的镁水平高时，肾迅速排泄过剩的量。另一方面，当镁摄入低时，肾排泄下降到每天0.5mmol-1mmol(1mEq-2mEq)。
本领域已提出了向人体提供镁作为补充剂的措施。例如，为了治疗心律失常，向患者静脉注射硫酸镁。其它饮食补充剂包括氧化镁、氢氧化镁和碳酸镁。尽管这些化合物具有增加镁水平的能力，但它们在胃肠道基本是不溶的，因此，不容易在没有副作用的情况下递送到肠胃系统。因此，非常需要改进的镁组合物、其用途和/或相关技术。本发明满足了这些需要，也提供了相关的优点。
发明概述 本文描述了用于向受试者施用的组合物。这样的组合物可包含至少一种含镁的成分(MCC)或在本文中也用作镁-反离子化合物。MCC的例子包括氨基酸的镁盐、醋酸镁、抗坏血酸镁、柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、乳酸镁、苹果酸镁、吡咯烷酮羧酸镁、牛磺酸镁和苏糖酸镁(magnesiumthreonate)。这样的组合物可以包含至少一种非酸化乳成分，其足以提高与MCC相关的元素镁的生物利用度。这样的成分的例子包括乳糖、脂肪酸或乳脂，和/或例如足够提供这样的提高的其另一种有机成分。与至少一种MCC相关的元素镁的量和所述成分的量的质量比可以是从大约1比大约5至大约1比大约3000。这样的组合物可以适于向受试者口服施用。
在一种实施方式中，本发明提供了包含300mg-1.5g苏糖酸镁的口服剂型。该口服剂型可以是片剂，液体形式，即释或缓释剂型的制剂。在某些方面，该口服剂型包含封装在胶囊中的许多微球。这样的形式可以用作缓释剂型。
在另一种实施方式中，本发明提供了含镁组合物，其具有以下特征(a)其中所包含的镁具有至少大约8％的重量百分比；(b)反离子包含至少2个羟基；(c)组合物具有至少20mg/mL的溶解度；和(d)当溶于水时，组合物显示大约6-8.5的pH值。
本发明也提供了含镁的口服剂型，其包含药物活性剂和赋形剂，其中，赋形剂是苏糖酸镁(magnesium thereonate)。
本发明进一步提供了包含食物载体和含镁化合物的食物组合物，其中，含镁化合物的特征在于a)其中所含的碳具有反离子重量的至少大约8％的重量百分比；b)反离子包含至少2个羟基；c)组合物具有至少大约20mg/mL的溶解度；和d)当溶于水时，组合物显示大约6-8.5的pH值。在某些实施方式中，含镁化合物包含苏糖酸镁。在其它的实施方式中，食物组合物包装为饮料、固体食物或半固体食物。在更其它的实施方式中，食物组合物包装为快餐产品(snack bar)、谷物产品、面包房产品或乳制品。食物组合物可能是牛奶或软饮料。在某些实施方式中，食物组合物包含在需要的受试者中用于调节认知功能的有效量的镁或其盐，和食物载体。如果需要，食品组合物包含苏糖酸镁。在某些实施方式中，食物组合物包含以有效增强短期记忆或长期记忆、改善痴呆或改善抑郁的量存在的镁或其盐。本发明也提供了包含苏糖酸镁的食物补充剂。本发明还提供了制备食物补充剂的方法，包括将苏糖酸镁与食品添加剂混合。在某些实施方式中，食品添加剂是甜味剂、调味剂、着色剂、填充剂、粘合剂、润滑剂或防腐剂。
本文所述的组合物、试剂盒和/或方法可以用于本文所述的目的，例如维持、增强和/或改善受试者的健康、营养和/或另一状况，和/或认知、学习和/或记忆功能，例如，如镁缺乏、轻度认知功能损害(MCI)、阿尔茨海默氏病(AD)、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、肌萎缩侧索硬化症(ALS)或葛雷克氏症(Lou Gehrig′s disease)、帕金森氏病、糖尿病、偏头痛、焦虑、情绪不良(mood)和高血压，以上只是举例。
本文描述了向受试者提供镁补充的方法。这样的方法可以包括向受试者施用至少一种MCC，例如上文所述的任一种。这样的方法可以包括向受试者施用至少一种非酸化乳成分，例如上文所述的任一种，其足以提高与MCC相关的元素镁的生物利用度。与至少一种MCC相关的元素镁的量和所述成分的量的质量比可能如上所述。这样的方法可以包括向受试者口服施用。
在一种实施方式中，本发明提供了增强认知功能的方法。该方法包括向受试者施用有效达到大约0.75mM或以上的镁的生理浓度的量的含镁化合物，其中，所述镁浓度在禁食条件下测量。在某些情况中，在禁食至少大约12小时后测量镁浓度。在其它情况中，生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。在某些实施方式中，含镁化合物是镁-反离子化合物。在其它的实施方式中，反离子是有机离子。在其它情况中，有机反离子是苏糖酸。在某些实施方式中，含镁化合物是补充镁的食料。本发明还提供了其中认知功能是短期记忆或长期记忆的方法。在某些情况中，保持生理浓度大于1个月的时间。
在一种实施方式中，本发明提供了保持认知功能的方法，其中，该方法包括向受试者施用与施用前的镁的初始水平相比，有效提高镁的生理浓度至少大约10％的量的含镁化合物。在某些情况中，在禁食条件下测量所述提高。在其它情况中，生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。在某些实施方式中，含镁化合物是镁-反离子化合物。在其它的实施方式中，反离子是有机反离子。在特定的实施方式中，有机反离子是苏糖酸。在某些实施方式中，含镁化合物是补充镁的食料。在更进一步的实施方式中，保持浓度大于4个月的时间。在再另一种实施方式中，该方法包括在禁食条件下确定受试者的起始生理镁浓度的步骤。
本发明也提供了维持和/或增强认知功能的方法，包括向受试者施用与所述施用前的苏糖酸初始水平相比，有效提高苏糖酸的生理浓度至少大约10％的量的金属-有机反离子络合物。在某些情况中，金属-有机反离子络合物包含苏糖酸作为反离子。
在本发明的另一方面，本发明提供了认知功能障碍的治疗或预防性治疗的方法，其中，该方法包括向需要治疗或预防性治疗认知功能障碍的受试者施用含镁组合物，以产生维持在0.75mM或以上的水平至少大约15天的镁生理浓度水平。在某些情况中，镁维持在0.75mM或以上的水平至少大约1个月或至少大约4个月。在其它情况中，镁浓度是在禁食至少大约8小时后测量的镁血浆浓度。在某些实施方式中，受试者是成年人。在其它的实施方式中，受试者是患有或诊断患有痴呆或阿尔茨海默氏病的患者。
如果需要，可以向受试者施用有效实现大约0.78mM、0.8mM、0.82mM、0.84mM、0.86mM、0.88mM、0.90mM、0.92mM、0.94mM、0.96mM、0.98mM或以上的镁生理浓度的量的含镁化合物。一方面，维持这样的镁浓度至少1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、1年、1.5年、2年或甚至更长。优选地，在禁食条件下测量镁浓度，例如，在禁食至少8小时、10小时、12小时、15小时、24小时或甚至更长时间后测量镁浓度。镁的生理浓度可以是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。通过测量红细胞中细胞内的离子化镁、骨镁含量、脑脊液中的镁浓度、细胞内游离镁的舌下镁测试或核磁共振光谱法可以确定这样的生理浓度。在某些方面，含镁化合物有效改善短期或长期记忆。
在相关的实施方式中，本发明提供了认知功能障碍的治疗或预防性治疗的方法，包括向需要治疗或预防性治疗认知功能障碍的受试者施用镁组合物，其产生0.75mM或以上的持续镁生理浓度水平至少大约15天，例如，经过多个剂量。优选地，有益效应可以持续超过20天、25天、1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、1年、1.5年、2年或更长时间。
在另一种实施方式中，本发明提供了改善神经障碍的效应的方法。该方法包括向受试者施用与施用前的镁的初始水平相比，有效提高镁的生理浓度至少大约10％的量的含镁化合物。在某些情况中，在禁食条件下测量所述提高。在其它情况中，在禁食至少大约12小时后测量镁浓度。在本方法的某些实施方式中，神经障碍是痴呆、阿尔茨海默氏病或抑郁。在本方法的其它实施方式中，生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。在本方法的某些实施方式中，含镁化合物是镁-反离子化合物。如果需要，反离子是有机离子。在特定的实施方式中，有机反离子是苏糖酸。在某些情况中，含镁化合物是补充镁的食料。在本方法的某些情况中，保持所述浓度大于4个月的时间。在其它的实施方式中，本方法进一步包括在禁食条件下确定受试者的起始生理镁浓度的步骤。
本发明的再另外的一方面提供了神经障碍的治疗或预防性治疗的方法，包括向需要治疗或预防性治疗所述神经障碍的受试者施用含镁组合物，以产生0.75mM或以上的持续镁生理浓度水平至少大约15天。在某些实施方式中，镁组合物产生0.75mM或以上的持续镁生理浓度水平至少大约1个月或至少大约4个月。在某些情况中，神经障碍是痴呆、抑郁或阿尔茨海默氏病。
在更另一种实施方式中，本发明提供了神经障碍的治疗或预防性治疗的方法，其中，该方法包括向受试者施用与所述施用前的苏糖酸的初始水平相比，有效提高苏糖酸的生理浓度至少大约10％的量的金属-有机反离子络合物。在某些情况中，金属-有机反离子络合物包含苏糖酸作为反离子。
本发明也提供了改善代谢障碍的效应的方法，包括向受试者施用与所述施用前的镁的初始水平相比，有效提高镁的生理浓度至少大约10％的量的含镁化合物。在某些情况中，在禁食至少大约12小时后测量镁浓度。在其它情况中，生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。在本方法的某些实施方式中，含镁化合物是镁-反离子化合物。在其它实施方式中，反离子是有机离子。在特定的实施方式中，有机反离子是苏糖酸。在某些实施方式中，含镁化合物是补充镁的食料。在某些实施方式中，代谢障碍是糖尿病。在其它的实施方式中，保持浓度大于1个月的时间。
在本发明的更另外的一方面，本发明提供了代谢障碍的治疗或预防性治疗的方法，其中，该方法包括向需要治疗或预防性治疗代谢障碍的受试者施用含镁组合物，以产生维持在0.75mM或以上的水平至少大约15天的镁的生理浓度水平。在某些情况中，维持镁在0.75mM或以上的水平至少大约1个月或至少大约4个月。在其它情况中，镁浓度是在禁食至少大约8小时后测量的镁的血浆浓度。在某些实施方式中，受试者是成年人。
在本发明的更另外的一方面，本发明提供了代谢障碍的治疗或预防性治疗的方法，包括向受试者施用与所述施用前的苏糖酸的初始水平相比，有效提高苏糖酸的生理浓度至少大约10％的量的金属-有机反离子络合物。在某些实施方式中，金属-有机反离子络合物包含苏糖酸作为反离子。在其它的实施方式中，金属-有机反离子络合物是苏糖酸镁。在更其它的实施方式中，口服施用金属-有机反离子络合物。在更其它的实施方式中，金属-有机反离子络合物作为食物补充剂提供。
另一种实施方式提供了延长受试者的寿命的方法，包括向所述受试者施用有效达到大约0.75mM或以上的镁的生理浓度的量的含镁化合物，从而延长所述受试者的寿命，其中，所述浓度在禁食条件下测量。在某些实施方式中，在禁食至少大约12小时后测量镁浓度。在其它的实施方式中，生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。在某些实施方式中，含镁化合物是镁-反离子化合物。在其它的实施方式中，反离子是有机反离子。在特定的实施方式中，有机反离子是苏糖酸。在某些实施方式中，所述含镁化合物是补充镁的食料。在某些实施方式中，保持浓度大于1个月的时间。
另一种实施方式中提供了延长受试者的寿命的方法，包括向所述受试者施用与所述施用前的镁的初始水平相比，有效提高镁的生理浓度至少大约10％的量的含镁化合物。在某些实施方式中，在禁食条件下测量所述提高。在某些实施方式中，生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。在某些实施方式中，含镁化合物是镁-反离子化合物。在某些实施方式中，反离子是有机反离子。在某些实施方式中，有机反离子是苏糖酸。在某些实施方式中，含镁化合物是补充镁的食料。在某些实施方式中，保持浓度大于4个月的时间。在某些实施方式中，该方法进一步包括在禁食条件下确定受试者的起始生理镁浓度的步骤。
本发明的更另一种实施方式提供了延长受试者的寿命的方法，包括向受试者施用与所述施用前的苏糖酸的初始水平相比，有效提高苏糖酸的生理浓度至少大约10％的量的金属-有机反离子络合物。在某些实施方式中，金属-有机反离子络合物包含苏糖酸作为反离子。
本发明也提供了确定产生生理效应的镁的有效量的方法，包括以下步骤a)从待测试的受试者获得样品，其中，所述样品在禁食条件下采集；b)从所述样品确定镁的生理浓度；和c)向受试者提供有效实现大约0.75mM或以上的镁生理浓度的含镁化合物给药方案。在某些实施方式中，在禁食至少大约12小时后测量镁浓度。在其它的实施方式中，生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。在某些实施方式中，含镁化合物是镁-反离子化合物。在更其它的实施方式中，反离子是有机反离子。在特定的实施方式中，有机反离子是苏糖酸。在某些实施方式中，含镁化合物是补充镁的食料。在另一种实施方式中，该方法进一步包括在所述受试者已开始所述给药方案后确定镁生理浓度的步骤。
本发明的另一种实施方式提供了确定产生生理效应的镁的有效量的方法，包括以下步骤a)从待测试的受试者获得样品，其中，所述样品在禁食条件下采集；b)从所述样品确定镁的生理浓度；和c)向所述受试者提供与禁食条件下测量的镁的初始水平相比，有效实现镁的生理浓度至少大约10％的提高的含镁化合物给药方案。
如果需要，含镁化合物的量相比于所述施用前的镁的初始水平，有效提高镁的生理浓度至少大约12％、14％、15％、20％、25％或更多。镁的生理浓度的提高可以持续至少1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、1年、1.5年、2年或甚至更长。如本文指出的，优选在禁食情况后测量镁生理浓度的提高。可以通过本发明的方法改善的神经障碍包括但不限于痴呆、阿尔茨海默氏病和抑郁。在相关但独立的实施方式中，本发明提供了通过向需要治疗或预防性治疗抑郁的受试者施用镁组合物改善抑郁的方法，以产生0.75mM或以上的持续镁生理浓度水平至少大约15天，例如，经过多个剂量。优选地，有益效应可以持续超过20天、25天、1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、1年、1.5年、2年或更长。
在再另一种实施方式中，本发明提供了提高骨密度的方法。该方法包括向需要治疗或预防性治疗骨密度病症的受试者施用镁组合物的步骤，以在0.75mM或以上的水平维持至少大约15天、20天、25天、1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、1年、1.5年、2年或更长。
在更另一种实施方式中，本发明提供了延长受试者的寿命的方法，包括向所述受试者施用有效达到大约0.75mM或以上的镁的生理浓度的量的含镁化合物，从而延长所述受试者的寿命，其中，所述浓度在禁食条件下测量。在相关的实施方式中还提供了提高受试者的预期寿命的方法，包括向所述受试者施用镁组合物，以产生0.75mM或以上的持续镁生理浓度的水平至少大约15天、20天、25天、1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、1年、1.5年、2年或更长。
本发明也提供了确定产生生理效应的镁的有效量的方法。该方法包括以下步骤a)从待测试的受试者获得样品，其中，所述样品在禁食条件下采集；b)从所述样品确定镁的生理浓度；和c)向受试者提供有效实现大约0.75mM或以上的镁生理浓度的含镁化合物给药方案。在相关但独立的实施方式中，确定产生生理效应的镁的有效量的方法包括以下步骤a)从待测试的受试者获得样品，其中，所述样品在禁食条件下采集；b)从所述样品确定镁的生理浓度；和c)向所述受试者提供相比于禁食条件下测量的镁的初始水平，有效实现镁的生理浓度至少大约10％的提高的含镁化合物给药方案。生理效应包括增强的认知功能(例如、短期记忆或长期记忆)，改善神经障碍(如阿尔茨海默氏病或抑郁)的效应。
本文选一步描述了这些和各种其它的方面、特征和实施方式。本申请的任何其它部分通过引用引入本概述中，达到所述部分可以利于本文所述的主题的总结的程度，例如在与本申请有关的任何一项或多项权利要求中出现的主题。
在相关但独立的实施方式中，本发明提供了包含大约0.1mg-800mg的苏糖酸镁的口服剂型。如果需要，口服剂型包含大约1mg-大约100mg、10mg-大约500mg或更多的苏糖酸镁。在某些实施方式中，口服剂型基本上不含赋形剂。口服剂型可以是片剂、胶囊或任何其它已知剂型的形式。本发明也提供了包含所述MCC或镁-反离子化合物的食物补充剂。
本发明也提供了确定在受试者中产生生理效应所需要的含镁成分的量的方法，包括以下步骤 a.从受试者获得生物流体样品；和 b.根据以下公式计算需要向所述受试者供应的镁的量 其中，Mgx是需要向所述受试者供应的镁的有效量； 其中，[Mg]01是细胞外区室(compartment)的镁的初始浓度； 其中，Kx是所述含镁成分的生物利用度； 其中，GFR是肾小球滤过率； 其中，ke是肾脏中滤过的镁的排泄率； 其中，T是以小时计的时间； 其中，Mgmw是元素镁的分子量；且 其中，[Mg]02是在向所述受试者补充确定量的含镁成分后，需要达到的预期镁浓度。
在某些实施方式中，所述生物流体中的镁浓度在禁食条件下测量。在某些实施方式中，在禁食至少大约12小时后测量镁浓度。在某些实施方式中，生物流体选自血液、血清和血浆。在某些实施方式中，相比于禁食条件下测量的镁的初始水平，供应的镁的量有效实现至少大约5％的镁生理浓度的提高。
参考文献的引入 本说明书中提到的所有出版物和专利申请都引入本文作为参考，如同每一单独出版物或专利申请具体且单独地表明引入作为参考。
附图简要说明 在所附的权利要求中具体给出本发明的新特征。通过参考下面的阐明示例性实施方式的详述说明书及其附图可以获得对于本发明的特征和优势的更好的理解，其中，示例性实施方式利用了本发明的原理 本文参照下面简要说明的附图提供了各个方面、特征、实施方式和实施例的说明。附图可以整体或部分地说明一个或多个方面、特征、实施方式和实施例。附图是说明性的，并不一定按比例绘制。


图1(FIG.1)是显示涉及包含牛奶和各种来源的镁的两种不同组合物的口味测试结果的图示，其进一步在实施例2中描述。
图2(FIG.2)是显示分别暴露于4种不同的组合物1)脱脂乳中的葡萄糖酸镁(12mM)；2)由奶粉制备的乳中的葡萄糖酸镁(12mM)；3)包含1％奶油的水中的葡萄糖酸镁(12mM)；或4)包含5重量％乳糖的水中的葡萄糖酸镁(12mM)中的4组年轻成年大鼠的镁吸收率增强的图示。镁吸收的增强计为相对于暴露于包含葡萄糖酸镁(12mM)和水的组合物的年轻成年大鼠对照组的镁吸收率的百分比，其进一步在实施例3中描述。
图3(FIG.3)是暴露于镁-反离子成分的混合物与水的组合物的年轻成年大鼠的镁吸收率及暴露于同样的镁-反离子成分的混合物与脱脂牛奶的组合物的年轻成年大鼠的镁吸收率的图示，其进一步在实施例4中描述。
图4(FIG.4)是暴露于氯化镁和水、葡萄糖酸镁和脱脂牛奶或葡萄糖酸镁和包含5重量％的乳糖的水的组合物的年轻成年大鼠的镁吸收率相对于元素镁的摄入量(毫克/天/大鼠)的图示，其进一步在实施例5中描述。
图5(FIG.5)是暴露于氯化镁和水或苏糖酸镁和水的组合物的年轻成年大鼠的镁吸收率相对于元素镁的摄入量(毫克/天/大鼠)的图示，其进一步在实施例6中描述。
图6(FIG.6)是自暴露于氯化镁和水、苏糖酸镁和水或葡萄糖酸镁、乳酸镁、柠檬酸镁的混合物和脱脂牛奶或去离子水的组合物的年轻成年大鼠采集的血清中的镁平均浓度的图示，其进一步在实施例7中描述。
图7(FIG.7)是相对于各种训练和测试期的天数绘制的接受各种饮食饲养的各种不同年轻和年老大鼠的空间工作记忆(spatial workingmemory)结果的平均改善百分比(图A和B)；和接受镁补充的年轻和年老的大鼠的改善百分比(图C)的图示。
图8(FIG.8)是显示镁对于大鼠的短期识别记忆的恢复性效应的实验数据的图示。图的上部分是实验方法的图示。
图9(FIG.9)是显示给予镁的大鼠识别记忆减退的时间延长的实验数据的图示。图的上部分是实验方法的图示。
图10(FIG.10)是年轻和年老大鼠的升高的T-迷宫任务的结果的图示。显示的数据表明镁改善了年老大鼠的工作和短期空间记忆。图的上部分是实验方法的图示。
图11(FIG.11)是接受镁混合物和5％的乳糖的大鼠的短期记忆增强的实验结果的图示。
图12(FIG.12)是对年轻和年老大鼠进行的水迷宫测试的实验结果的图示。显示的数据表明苏糖酸镁的补充导致年轻和年老大鼠的学习和长期记忆都得到增强。
图13(FIG.13)是对年轻和年老大鼠进行的记忆测试的结果的图示。数据表明镁补充增强两个群体的记忆。
图14(FIG.14)是对年老大鼠进行的模式完成测试(patterncompletion tests)的实验结果的图示。数据表明苏糖酸镁对于记忆过程的效应。图的上部分是实验方法的图示。
图15(FIG.15)是苏糖酸镁在阿尔茨海默氏病(AD)小鼠模型中对于记忆过程的效应的图示。数据表明当给予AD小鼠苏糖酸镁时，在6个月和13个月时，学习(图A和C)和记忆(图B和D)都得到改善。
图16(FIG.16)是苏糖酸镁治疗与用于治疗AD的药物爱忆欣(aricept)或美金刚胺(memantine)相比学习(图A)和记忆(图B)的比较结果的图示。
图17(FIG.17)是男性和女性的镁血清浓度水平的图示。
图18(FIG.18)是18-35岁的女性的镁血清浓度水平的图示。
图19(FIG.19)是镁摄入量与短期记忆效应的相关性的图示。
图20(FIG.20)是镁的血浆浓度与短期记忆效应的相关性的图示。
图21(FIG.21)是镁摄入量与患有或未患AD的小鼠在7个月和15个月时的提高的运动性(motility)之间的相关性的图示。
图22(FIG.22)是镁的抗抑郁效应的图示。
图23(FIG.23)是镁对于果蝇(Drosophila)寿命的效应的图示。
图24(FIG.24)是果蝇的寿命提高与镁摄入量之间的相关性的图示。
图25(FIG.25)是不同的含镁组合物的生物利用度的图示。
图26(FIG.26)是大脑中的镁浓度与镁摄入量(图A)之间的相关性及大脑中的镁浓度与短期记忆效应(图B)的相关性的图示。
图27(FIG.27)是相比于牛奶中的葡萄糖酸镁，大脑吸收苏糖酸镁的效率的图示(图A)。也显示使用苏糖酸镁(图B)和葡萄糖酸镁+牛奶(图C)进行记忆测试的结果的比较。
图28(FIG.28)是根据禁食条件下的基础镁浓度确定有效的镁给药方案的方法的图示。图A表明血液和尿液镁浓度之间的关系，图B表明细胞外的区室中和尿液中的镁浓度用于确定合适的给药的用途。
图29(FIG.29)显示苏糖酸镁处理对AD小鼠的突触丧失的保护作用。图A表明AD小鼠海马齿状回中的较低的突触计数。图B表明在同样的区域中的较高的突触密度。图C表明在AD小鼠、经MgT治疗的AD小鼠和野生型小鼠中的突触密度的定量比较。
发明详述 尽管本文已显示和描述了本发明的优选的实施方式，但对于本领域的技术人员是显而易见的是这样的实施方式只是以举例方式提供。在不背离本发明的情况下，本领域的技术人员容易想到许多变化、改变和替换。应该理解在实施本发明时，可以采用本文所述的实施方式的各种替代实施方式。下面的权利要求用于限定本发明的范围，且这些权利要求之内的方法和结构及其等效形式也覆盖在本发明的范围内。
可以理解除非另外暗示或明示地理解或指明，在本文中以单数形式出现的单词包括其复数对应形式，且在本文中以复数形式出现的单词包括其单数对应形式。此外，可以理解除非另外暗示或明示地理解或指明，对于本文所描述的任何给定成分，可以单独地或任意彼此结合地使用对于该成分列出的任何可能的候选成分或替代成分。此外，可以理解除非另外暗示或明示地理解或指明，这样的候选成分或替代成分的任何列表只是说明性的，而非限制性的。更进一步，可以理解除非另外暗示或明示地理解或指明，无论是否用“包含性”词语或类似的表达，本文提出的任何数字或数值或量是近似的，任何数值范围包括限定范围的最小数值和最大数值。一般来说，除非另外暗示或明示地理解或指明，涉及数字或数值或量的术语“近似”或“大约”或符号“～”包括落入该数字或数值或量的±5％的范围的数值。再进一步，可以理解为方便起见采用的任何标题是非限制性的。此外，可以理解除非另外暗示或明示地理解或指明，任何许可的、开放的或末端开放的语言分别包含任何从相对许可的到限制性的语言、较少开放的到封闭式的语言或较少末端开放的到末端封闭的语言。仅仅通过举例的方式，单词“包含”可以包含“包含”-、“基本上由...组成”-和/或“由...组成”-型的语言。
本文所述的镁-反离子组合物、试剂盒和/或方法可能用于本文所述的目的，例如保持、增强和/或改善受试者的健康、营养和/或其它状况，和/或认知、学习和/或记忆功能，例如，如镁缺乏、轻度认知功能损害(MCI)、阿尔茨海默氏病(AD)、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、ALS、帕金森氏病、糖尿病、偏头痛、焦虑、情绪不良和高血压，以上只是举例。本文提供了各个不同方面、特征、实施方式和实施例的说明。
人类群体内的体内镁水平因人而异，近似按照高斯曲线(Gausiancurve)分布。例如，在一项9506名白人男性和女性的调查中，血清镁水平在大约0.75mM-大约0.95mM之间分布，大多数受试者的血清镁水平接近分布的中间值。男性和女性的分布如图17所示(摘自Kao等人，Arch.Intern.Med.1592151-9(1999)；图18)。也有在年轻和健康女性中的血清镁水平的分布的报道，并显示出类似的分布模式，如图18所示(摘自Cole和Quamme，J.Amer.Soc.Nephrol.111937-47(2000))。但是，其它研究表明，AD患者的血液(血清或血浆)镁水平比健康对照组低大约20％。参见，例如，Lemke，Biol.Psychiatry.37341-3(1995)；Cilliler等人Gerontology.53419-22(2007)。
许多方法已被用于评估人类的体内镁水平。这些方法在使用的样品类型和分析技术方面彼此不同。虽然一些研究使用红血细胞或组织样品，但血清和血浆是两种最常用的样品类型。所使用的镁检测技术包括基于吸光度的染料技术、原子吸收技术、离子选择性电极技术和NMR技术。前两种技术测量总的镁浓度(包括离子化的游离Mg2+和与样品中的蛋白质和其它分子结合的Mg2+)；而后两种技术只测量离子化的镁。
上述各种方法的主要问题是缺乏标准化的测试，包括进行测试的标准化条件。对从所述各种方法获得的实验值之间的相关性的理解还存在不足。为此，报道的健康受试者或患者的血镁(血清或血浆)的水平范围在不同的研究、不同的实验室之间变化较大。例如，Cilliler等人报道诊断为轻度和中度的AD患者、诊断为严重的AD患者和非AD的对照受试者的平均血清镁水平分别为0.92mM(2.197mg/dl)、0.88mM(2.11mg/dl)和1.05mM(2.51mg/dl)。虽然AD患者及其健康对照受试者之间的血液镁水平的趋势与先前的发现一致，但这些作者测定的血清镁水平的绝对值明显高于其他人的报告。例如，Cilliler等人报道的0.92和0.88mM的血清镁浓度甚至高于图17和图18所示的健康人的血清镁浓度的平均值。在另一项Garba等人的研究中，20个18-40岁的健康受试者的平均血清镁水平仅为0.27mM(640μg/dl)。
进一步导致混乱的因素是缺乏关于采样时机的准则。在一些研究中，受试者在采集血样之前禁食整夜，而在一些其它研究中，没有明确地遵循这一采样方案。一部分的混乱可能与以下事实相关血液镁测试的大部分临床准则不要求对于该测试进行任何准备(例如，禁食)(参见例如，http://health.nytimes.com/health/guides/test/serum-magnesium-test/overview.html；http://www.med.umich.edu/1libr/aha/aha_smagnesi_crs.htm；和http://www.privatemdlabs.com/lp/magnesium_info.php)。因此，非标准化的采样程序可能是造成文献中报道的人血镁水平有很大差别的主要的影响因素。本发明的一方面提供了使镁生理浓度的测定标准化的方法。本发明的另一方面利用这种测定以提供镁补充的指导原则，从而增强镁的有益的效应。
在一种实施方式中，本发明提供了实现预期的生理效应的生理有效的镁浓度范围。在某些实施方式中，这些浓度是“高端(high end)”浓度。这样的“高端”浓度包括大约0.60mM、0.65mM、0.70mM、0.75mM、0.80mM、0.85mM、0.95mM、1.0mM、1.05mM、1.10mM、1.15mM至1.2mM或甚至更高的血清镁浓度，大约0.70mM、0.75mM、0.80mM、0.85mM、0.95mM、1.0mM至1.05mM或甚至更高的血浆镁浓度，和/或大约0.50mM、0.55mM、0.60mM、0.65mM至大约0.70mM的血液的离子化镁浓度。在某些其它的实施方式中，相比于向受试者施用所述含镁化合物前的镁的初始水平，所述含镁化合物有效提高镁生理浓度至少大约10％、11％、12％、13％、14％、15％、20％、25％或甚至更高。如果需要，为得到本文所述的镁补充效应的适合的浓度可以是报道的中值的大约0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6倍。如果需要，在禁食条件下测量选定的镁生理浓度，例如，没有进食至少大约8小时、10小时、12小时、15小时、24小时或甚至更长。
此外，可以通过泵或任何其它合适的注射设备将镁化合物递送到受试者的大脑。这样的设备是本领域已知的，且可以直接向大脑递送或经脊髓间接向大脑递送化合物。以前已描述了使用这样的设备的施用，例如，经髓周(perispinal)施用依那西普(etanercept)。参见，Tobinick和Gross J.Neuroinflammation 52。本实例仅是出于说明的目的而给出，并非限制本发明。向大脑递送的镁的量可以使得CSF中的镁浓度([Mg]CSF)提高至少7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％或更多。如果需要，[Mg]CSF可以提高至大约0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.95、1.0、1.05、1.10、1.15、1.20、1.25、1.30、1.35、1.40、1.45或1.5mM。优选地，脑脊液浓度([Mg]CSF)提高至少10％、11％、12％、13％、14％、15％、20％、25％或更多。如果需要，[Mg]CSF可以提高到大约1.2mM。泵或注射设备可以是本领域中已知的任何用于向大脑递送治疗剂的设备。
由于其在许多生理功能中的作用，镁是人体必需的矿物质。然而，人们普遍认为，工业化世界中至少一半的人没有从其饮食中获得足够的镁。几种疾病，如糖尿病和阿尔茨海默氏病，与镁缺乏有关。因此，需要补充镁。镁的推荐的日摄食量(RDA)是成人400毫克。假设人们从饮食获得所需量40-50％的镁，推荐的镁补充量一般是成年人大约200-250毫克/天。有许多镁化合物已用作镁补充剂。例如，这些化合物包括氧化镁、柠檬酸镁、硫酸镁、氯化镁、葡萄糖酸镁、乳酸镁、吡酮酸镁(magnesium pidolate)和二甘氨酸镁。至少出于营养的目的，大多数商品镁补充剂的推荐的量大致相同(即，大约250毫克镁/天)，而不管镁化合物的生物利用度和个体的肾保留吸收的镁的量的功能。一些镁补充剂供应商还对于其产品再推荐更高的每日镁摄入量，而没有考虑个人的肾保留镁的功能。类似于镁缺乏，体内过量的镁(高镁血症)也可能导致健康问题，如神经肌肉抑制、低血压、心律失常(cardiacarrythmias)和呼吸麻痹。因此，个体的血镁水平保持在正常范围内是重要的。本文所公开的是一种控制镁水平到正常范围的特定区域的新方法。在本发明的某些方面，该方法也提供特别的健康利益，如提高的记忆能力、延长的寿命、减少的抑郁和减少的神经失调症状、包括AD。
除了营养用途，镁补充剂已用来治疗2型糖尿病。在一项研究中，糖尿病患者使用氧化镁以每日将近1克的镁进行治疗1个月(de LordesLima等人，Diabetes Care.21682-6(1998))。治疗提高患者血清镁水平大约10％，但在代谢控制方面只得到小的改善。在另一项研究中，用720毫克/天的镁治疗糖尿病患者3个月。同样地，患者的血镁水平平均提高了大约10％(Eibl等人，Diabetes Care.212031-2(1995))。然而，通过其HbA1c水平进行评估，患者的代谢控制并没有改善。
已报道镁离子一般用于治疗痴呆(例如，美国专利4,985,256)。Landfield和Morgan证明，用含有2％氧化镁的食物饲养年轻(9个月大)和年老(25个月大)的大鼠8天显示出一些认知功能改善的迹象(Landfield和Morgan，Brain Research，322167-171(1984))。然而，认知功能的增强是短暂的，并且以动物的腹泻和体重减轻为代价。事实上，副作用是如此严重，使得研究人员不得不通过用高镁饮食饲养动物4天，接着是2天正常饮食，然后再恢复到高镁饮食再4天而采用交替饲养方案。
镁化合物也可以用来影响骨骼密度。包括但不限于骨质疏松症的骨密度疾病可以通过补充本发明的镁化合物来治疗。可以对受试者进行治疗以减轻低骨密度的效应，或作为骨密度损失的预防。可以通过本领域已知的任何方法测量骨密度，包括但不限于，双能X线吸收法(DEXA)、超声波、定量计算断层照相法、单能吸收法、磁共振成像、测量掌骨宽度和手X射线分析法。
如上所述，本文所描述的镁-反离子组合物和/或方法可用于各种目的，例如，维持、增强和/或改善受试者的健康、营养和/或另一种状况，和/或认知、学习和/或记忆功能。受试者的这类病症的例子包括镁缺乏、轻度认知功能损害、阿尔茨海默氏病、亨廷顿氏病、孤独症、精神分裂症、作为疾病或医疗治疗(HIV疾病、癌症、化疗)的次生效应的认知能力下降、抑郁、痴呆、注意力缺陷多动障碍、ALS、帕金森氏病、糖尿病、心血管疾病(如高血压)、青光眼、偏头痛、焦虑、情绪不良和高血压，以上只是举例。镁补充也可以用于维持、增强和/或改进可能导致体内镁损失的病症，包括但不仅限于酗酒、厌食、贪食(bulemia)、代谢综合症及营养不良。例如，任何这样的病症可以被视为或定义为生理、精神、心理或医学病症或障碍。一般来说、术语“受试者”可以指任何动物。这样的动物的例子包括但不限于，冷血动物、温血动物、哺乳动物、家养动物、灵长类动物、人类及出于实验、诊断、营养和/或治疗目的施用组合物的个人或患者。受试者或患者可能是具有正常的、良好的或极好的健康、情绪、认知和/或营养状况的受试者或患者，或具有受损的(compromised)健康、情绪、认知和/或营养状况的受试者或患者，包括异常、差、损伤的、不健康的、受损的、患病的和/或营养不足的状态。受试者可以是任何年龄，包括高龄。
通常，术语“认知”可能指获得、组织、理解、处理和/或使用信息或知识的过程。一般来说，增强认知功能是指增强这样的过程的任何方面，例如，如学习、心理操作的表现、信息和/或思想的存储、检索和/或使用、记忆和/或防止受试者的认知状态衰退。各种标准化的测验可以用来评估认知、认知功能和/或认知状态，且可以用于确认可能有助于、受益于和/或需要认知功能的维持和/或增强的受试者，和/或用于监测受试者的治疗效果。适当的测验的例子包括简易精神状态检查(Mini-Mental Status Exam)(Folstein，1975)、PROSPER神经心理测验组的部分(Houx，2002)和/或类似的测验。家族病史、年龄和/或其它因素也可以用于确认可能有助于、受益于和/或需要认知、认知功能和/或认知状态的维持和/或增强的受试者。
通常，涉及向受试者身体施用两种或多种施用项目如成分、试剂、物质、材料、组合物和/或类似物质的术语“共施用”是指使用一个或多个剂量和一个或多个时间间隔进行施用，以使得所述施用项目以最小(deminimus)量在一定的时间间隔内一起存在于受试者身体或受试者身体的作用部位内。例如，时间间隔可以是任何合适的时间间隔，如适当的分钟、小时、天或周的时间间隔。例如，施用项目可以一起施用，如作为单一组合物的部分，或另外施用。施用项目可以基本上同时施用(例如，相互之间间隔小于或等于大约5分钟、大约3分钟或大约1分钟)，或在彼此之间间隔的短时间之内(例如，彼此之间间隔小于或等于大约1小时、30分钟或10分钟，或超过大约5分钟至最多大约1小时)。如此施用的施用项目可以认为是在基本上相同的时间施用。本领域的技术人员能够确定向受试者身体施用所述施用项目的适当剂量和时间间隔，使得施用项目以大于最低水平的水平存在于受试者体内和/或以有效浓度存在于受试者体内。当施用项目向受试者身体同时施用时，任何这样的施用项目可以低于在单独施用时可能所用的有效量的有效量。本文进一步描述的术语“有效量”，包括这种较低的有效量和通常的有效量，而且事实上是任何有效地引起特定状态、效应和/或响应的量。因此，任何这种同时施用项目的剂量可以低于在单独施用时可能使用的剂量。任何这样的施用项目的一种或多种的效应可能是叠加的或协同的。任何这样的施用项目可以施用多于一次。
一般地，关于活性剂的术语“有效量”是指活性剂足以引起特定的生物状态、效应和/或响应的量。例如，在这种方式中有效的特定试剂的绝对量会随各种因素变化，如所需的生物端点、试剂本身、受试者或其目标部分和/或类似因素。可以以单一剂量或多个剂量施用活性剂的有效量。由活性剂的有效量产生的生物状态、效应和/或响应的例子包括例如，维持和/或改进受试者与认知功能相关的任务表现，维持和/或改进受试者在测量与认知功能相关的某些指标的测验中的表现，维持和/或改进(例如，减缓)认知功能衰退速度，等等。本文可以将成分描述为具有至少有效量或至少与特定的目标或目的相关的有效的量，如本文所描述的任何目标或目的。
通常，与本文所述的镁-反离子化合物结合使用的术语“元素镁”可以指作为游离离子的镁和与一种或多种反离子结合的镁的总量。一般来说，这一术语不是用来指镁-反离子化合物之外的可能是镁-反离子组合物(例如，药物组合物、饮食补充剂组合物、具有镁-反离子化合物的食料补充剂)的成分的试剂有关的镁。少量的镁可以天然存在于这样的试剂中，或以其它方式与这样的试剂有关。例如，果汁提取物或调味剂可以包含一定量的来自天然存在于制备果汁的水果中的镁。一般来说，与镁-反离子化合物结合使用的术语“元素镁”不包括这类与试剂有关的镁。
本文所用的术语“含镁的成分”(MCC)和“镁-反离子化合物”是可以互换使用的，且它们可以用于本文所述的目的，例如，如维持、增强和/或改善受试者的健康、营养和/或另一种状况，如镁缺乏、糖尿病、情绪不良、注意力缺陷多动障碍、ALS、帕金森氏病、焦虑、抑郁和/或偏头痛；和/或例如，认知、学习和/或记忆功能，如MCI和/或AD。
这样的组合物，例如，适于向受试者施用的组合物，可以包含至少一种含镁的成分(MCC)。MCC可以是任何合适的含镁的成分，如可适当地生物利用的含镁的成分。MCC可以是任何合适的生物学上可接受的含镁的成分。例如，MCC可以是任何合适的有机酸镁盐，如无毒的C2-C12羧酸的镁盐，或无毒的C2-C12磺酸的镁盐。仅举例来说，MCC可以是氨基酸的镁盐、醋酸镁、抗坏血酸镁、柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、乳酸镁、苹果酸镁、吡咯烷酮羧酸镁(吡酮酸镁)、牛磺酸镁和/或苏糖酸镁。例如，该至少一种MCC可以以有效维持、增强和/或治疗受试者的健康、营养和/或另一种状况，和/或认知、学习和/或记忆功能的量存在，如本文所述的任何状况或功能。
在一种实施方式中，本发明的组合物可以包含至少一种镁-反离子化合物。在其它的实施方式中，本发明包括包含2、3、4、5或更多种镁-反离子化合物的组合物。在其它的实施方式中，反离子是有机的(例如，苏糖酸)。在更另外的实施方式中，镁-反离子化合物具有与葡糖酸镁/乳酸镁等不同的溶解度范围的溶解度。在更另外的实施方式中，镁-反离子化合物中镁的重量百分比是6％或更高。在其它的实施方式中，镁-反离子化合物中镁的重量百分比是4％、5％、6％、7％、8％或更高。在某些实施方式中，有机反离子具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多的碳原子。在其它的实施方式中，本发明的镁-反离子化合物基本上不具有泻下效应。
在一种实施方式中，所述含镁组合物的特征在于(a)其中所含的镁有至少8％的重量百分比；(b)反离子包含至少两个羟基；(c)组合物具有至少20mg/mL的溶解度；和(d)当溶于水时，组合物具有大约6-8.5的pH值。具有这些特征的含镁组合物的例子是包含苏糖酸镁的含镁组合物。
镁-反离子化合物可以是任何可适当地生物利用的合成物。镁-反离子化合物可以是任何合适的生物学上可接受的镁-反离子化合物。例如，该至少一种镁-反离子化合物可以以至少有效维持、增强和/或治疗受试者的健康、营养和/或另一种状况，和/或认知、学习和/或记忆功能的量存在，如本文所述的任何状况或功能。
镁-反离子组合物也可能包含镁-反离子对的组合。进一步如本文所述，适于向受试者施用的镁-反离子组合物也可以包含用于提高与镁-反离子化合物相关的镁的生物利用度的试剂，或者其组合。可能会影响生物利用度的物质的例子包括那些影响镁和/或反离子的吸收、排泄、分泌、保留和其它生理相关的参数的物质。例如，镁-反离子组合物可以包含可降低镁的肾脏排泄的维生素D3(Ritchie等人，Am.J.Physiol.Renal Physiol.，280868-78(2001)；Montgomery等人，J.Anim.Sci.，822742(2004))、和/或已证明促进血镁进入组织的维生素E(Barbagallo等人，Hypertension，341002-6(1999)；Paolisso等人，Clin.Endocrinol.Metab.，85109-15(2000))。本领域的技术人员可以认识到这两种维生素只是作为本发明预期的物质的例子来提供，而这样的物质不仅限于这两种维生素。
可以以任何适当的方式或使用任何合适的标准来评估或测量镁-反离子化合物的生物利用度。一般来说，可以根据镁的吸收率和/或镁的负载能力评价镁-反离子化合物的生物利用度。镁的吸收率是指受试者的镁摄入量中由受试者的身体吸收的部分。在某些情况中，镁的吸收率单独不足以评估镁-反离子化合物的生物利用度。例如，对于给定的镁-反离子化合物，只有当镁-反离子组合物以相对低剂量施用时，镁的吸收率才可能保持相对恒定。
此外，例如，对于给定的镁-反离子化合物的给定的摄入量，在特定的时间段(如24小时的一段时间)内，受试者的身体可以从镁-反离子组合物吸收的镁的量可能存在上限。在这种情况中，随着镁-反离子组合物的剂量提高到一定程度，与镁-反离子组合物相关的镁的吸收率可能会下降，可能是显著的下降。因此，对于给定的镁-反离子组合物，当以相对低的剂量施用镁-反离子组合物时，镁的吸收率可能是合适的，但以相对高的剂量施用时，镁的吸收率可能降低、不太适合和/或不适合。
刚才所述种类的上限可称为镁负载能力，其可以用来评价镁-反离子化合物的生物利用度。以相对高的剂量向受试者施用与相对低的镁负载能力相关的镁-反离子化合物的情况与以相对低的剂量施用的另一种情况相比，在所述情况中镁的吸收率可能与另一种情况中的镁的吸收率相比较差。因此，对于与相对低的镁负载能力相关的镁-反离子化合物，简单的剂量增加对于有效的镁摄入、供应和/或补充可能是不够的或无效的。
可适当地生物利用的镁-反离子化合物可能与合适的或良好的镁的吸收率和/或合适的或良好的镁负载能力有关。为了以合适的速度向受试者提供镁，可以向受试者以相对高的剂量提供具有适当生物利用度的镁-反离子化合物。在某些实施方式中，为了向受试者相对较快地递送镁，可以向受试者口服施用在水溶液或溶剂中具有相对高的浓度的镁-反离子化合物。例如，镁的快速递送在某些情况中可能是重要的，比如在治疗患有严重的镁缺乏和/或利于这种方式治疗的另一种状况的受试者时。在这种情况和/或其它情况中，口服施用可能比静脉注射相对更方便。
基于多种因素中的任何一种，可以被受试者吸收的镁的量或受试者的镁的吸收率在不同的受试者之间可能会不同。这样的因素的例子包括代谢率、肾功能、整体健康和/或涉及受试者的其它因素，及镁-反离子化合物本身(如反离子)的性质或状态，任何增强剂，其施用载体或方法，和/或涉及镁-反离子化合物和/或向受试者的施用的其它因素。
确定用于向受试者施用的镁-反离子化合物的适当剂量时可以考虑多种因素中的任何一种，如刚才提到的那些因素，例如，任何潜在的或实际的副作用和/或镁-反离子组合物的施用目的，如营养或预防的目的、认知维持或提高的目的、疾病或病理状态的治疗目的和/或可以向受试者施用镁-反离子组合物的其它目的。确定适当的剂量可以考虑这些因素中的任何一项、任何其它合适的因素、任何副作用、动物研究模型、人类研究模型、临床研究模型、药物研究模型以及它们之间的任何平衡。
本发明包括向受试者施用镁-反离子化合物的剂量可以是大约1.5mg/kg体重/天-大约18mg/kg体重/天。例如，本发明包括向受试者施用镁-反离子化合物的剂量可以是用于营养和/或预防目的的与至少一种镁-反离子化合物相关的大约1.5mg/kg体重/天-大约9mg/kg体重/天的元素镁；可以是用于认知维持或提高目的的与至少一种反离子相关的大约6mg/kg体重/天-大约18mg/kg体重/天的元素镁；且可以是用于疾病或病理状态的治疗目的的与至少一种反离子相关的大约9mg/kg体重/天-大约18mg/kg体重/天的元素镁，例如，如镁缺乏、MCI、AD、注意力缺陷多动障碍、ALS、帕金森氏病、糖尿病、偏头痛、抑郁、焦虑症、情绪障碍的治疗和/或高血压的治疗。例如，这样的量可能适合人类受试者。
如上所述，可以根据任何合适的因素，如涉及受试者(例如人类受试者)的临床试验结果确定、修改和/或优化这种剂量。在某些实施方式中，例如，可以基于对合适的动物模型的合适剂量的确定，基于实验研究或试验和例如，这种合适的动物剂量向合适的人类剂量的转换，基于合适的转换系数，例如任何合适的确定的转换系数，确定、修改和/或优化合适的剂量。进一步举例，本发明包括例如，可根据涉及人类受试者的临床试验进一步确定、修改和/或优化任何这种适当的人类剂量。
如上所述，适于向受试者施用的镁-反离子组合物也可以包含至少一种用于增强与组合物的反离子或组合物的一种以上的反离子相关的镁的生物利用度的试剂(“增强剂”)。增强剂可以是任何合适的试剂，如生物学上可接受的试剂。仅仅是举例来说，与至少一种反离子相关的元素镁的量和至少一种增强剂的量的质量比可以是从大约1比大约5(～1∶～5)到大约1比大约3000(～1∶～3000)；或从大约1比大约10(～1∶～10)到大约1比大约1000(～1∶～1000)；或从大约1比大约200(～1∶～200)到大约1比大约3000(～1∶～3000)。在本文中，这样的质量比是指单一镁-反离子化合物(如果在组合物中只存在一种镁-反离子化合物)或多种镁-反离子化合物(如果在组合物中存在多种多种镁-反离子化合物)的总质量与单一的增强剂(如果在组合物中只存在一种增强剂)或多种增强剂的总质量(如果在组合物中存在多种增强剂)的比。
仅仅举例来说，适于向受试者施用的含镁组合物可以包含至少一种MCC和至少一种足以提高与该至少一种MCC相关的元素镁的生物利用度的非酸化乳成分。例如，非酸化的哺乳动物的乳汁的除了水之外的一种或几种成分，如其乳糖、脂肪酸或乳脂和/或其另一种有机成分，可以增强与一种或多种MCC相关的镁的生物利用度。这种成分或这些成分的哺乳动物奶源可以具有其初始的乳脂量的乳汁，如天然存在的乳脂量，例如，或具有少于初始量的乳脂量的乳汁，如操作或人工减少乳脂的量。因此，例如，诸如脂肪酸成分的成分可以具有更多或更少的脂肪和/或具有更大或更小的链长。这种成分或这些成分的哺乳动物奶源可以是非酸化的，因为酸化，如与发酵有关的酸化，例如，可能改变一种或多种成分，使得镁的生物利用度不能通过组合物中存在的一种或多种所述成分提高或不能充分提高。仅仅举例来说，尽管乳糖可能是合适的增强剂，但乳酸(乳糖酸化的产物)可能不是。仅仅举例来说，合适的非酸化的哺乳动物奶源可能具有大约5.7-大约7.2的pH。
仅仅举例来说，适于向受试者施用的含镁组合物可以包含至少一种MCC和乳糖，其中后者可以作为增强剂发挥作用。在这种情况中，与至少一种MCC相关的元素镁的量和乳糖的量的质量比可以是从大约1比大约10(～1∶～10)到大约1比大约1000(～1∶～1000)。此外，仅仅举例来说，适于向受试者施用的含镁组合物可以包含至少一种MCC和非酸化乳的完全有机成分(不包括水)，其中后者可能包含一种或多种增强剂。在这种情况中，与至少一种MCC相关的元素镁和增强剂的质量比可以是从大约1比大约200(～1∶～200)到大约1比大约3000(～1∶～3000)。
如上所述，例如，适于向受试者施用的含镁组合物可以包含至少一种MCC，如葡萄糖酸镁、乳酸镁和/或柠檬酸镁。葡萄糖酸镁、乳酸镁、柠檬酸镁各自可以商购得到且相对适口。例如，可容忍的或相对适口的MCC或包含MCC的组合物可用于食物、饮料和/或可能与受试者(如人类受试者)的饮食有关的另一种类型的可食用载体中。因此，例如，受试者可以通过包含至少一种这样的含镁可食用载体的饮食，而不是通过相对非饮食的方式(如至少一种含镁的丸剂、胶囊和/或片剂)提供和/或补充正常的镁摄入。自然地，受试者可以采用一种或多种镁摄入、提供和/或补充的方式。
也如上述，适于向受试者施用的含镁组合物可以包括一种以上MCC或多种MCC的组合。仅仅举例来说，这样的含镁组合物可以包含至少两种MCC，如本文所述的任何MCC中的至少两种MCC。此外，仅仅举例来说，含镁组合物可以包含例如选自葡萄糖酸镁、乳酸镁、柠檬酸镁和苹果酸镁中的至少两种MCC，或例如选自葡萄糖酸镁、乳酸镁和柠檬酸镁中的至少两种MCC，例如，葡萄糖酸镁、乳酸镁和柠檬酸镁的所有三种。更进一步，仅仅举例来说，例如含镁组合物可以包含大约5-大约50％的量的乳酸镁，例如大约25％；例如大约5-大约50％的量的柠檬酸镁，例如大约25％；和/或例如大约10-大约70％的量的葡萄糖酸镁，例如大约50％，其中，所有的百分比是相对于任何存在的这三种MCC的总重量的重量百分比。例如，任何这样的组合物也可能包含任何合适的增强剂，如本文所述的任何一种增强剂。
乳酸镁与大约12重量％的相对良好的镁含量相关。柠檬酸镁与大约18.46重量％的相对良好的镁含量相关。虽然葡萄糖酸镁与大约5.86重量％的相对较低的镁含量和相对较低的适口性(特别是在高浓度时)相关，但它也与比镁乳酸或柠檬酸镁相对更好的在水中或水介质中的溶解度相关。如上所述，含镁组合物可以包含选自葡萄糖酸镁、乳酸镁和柠檬酸镁中的至少两种MCC，例如所有这三种MCC。
相对于包含单一的镁-反离子化合物的镁-反离子组合物，包含一种以上镁-反离子化合物的镁-反离子组合物可能是合适的、有益的或理想的。在任何特征或因素的数量方面，如镁含量、溶解度、适口性、镁生物利用度、生物学可接受性等等，多种镁-反离子化合物的组合可能是合适的、有益的或理想的。在适口性方面，多种镁-反离子化合的组合可能是合适的、有益的或理想的。在维持和/或提高一种镁-反离子化合物或几种镁-反离子化合物的一种或多种属性方面，多种镁-反离子化合物的组合可能是合适的、有益的或理想的。
仅仅举例来说，在溶解度方面，一种或多种镁-反离子化合物在水中可能有至少大约20mM、如至少大约50mM或至少大约80mM的溶解度。在镁含量方面，一种或多种镁-反离子化合物可能具有至少大约8重量％的镁含量。在生物利用度方面，一种或多种镁-反离子化合物可能与至少相当于氯化镁相关生物利用度的生物利用度相关，如果不是大于的话。
包含至少一种MCC和增强剂的含镁组合物可以与适当的镁生物利用度相关。这样的组合物可能与适当的镁的吸收率相关。举例来说，当分别用包含在不同的介质(即，脱脂牛奶、包含5重量％的乳糖的水、由奶粉和水制备的乳、乳脂和水及水的对照介质)中的12mM浓度的葡萄糖酸镁的不同的组合物饲养大鼠时，4种组合物中的每一种在镁的吸收率方面都优于对照组合物。此外，如图2的图示和实施例3所述，在镁的吸收率提高的百分比方面，包含对照介质之外的介质的各种组合物都优于包含对照介质(水)的组合物。进一步举例说，如图3的图示和实施例4所述，当用包含葡萄糖酸镁、乳酸镁和柠檬酸镁的组合和脱脂牛奶的组合物饲养大鼠时，组合物与合适的镁吸收率相关，其高于与包含葡萄糖酸镁、乳酸镁和柠檬酸镁的相同组合但以水取代脱脂牛奶的对照组合物相关的镁吸收率。进一步举例说，如图4的图示和实施例5所述，当用包含各种相对低的镁剂量的葡萄糖镁和脱脂牛奶或含5重量％的乳糖的水的组合物饲养大鼠时，组合物与适当的镁的吸收率相关。
例如，包含至少一种反离子和增强剂的镁-反离子组合物可能与合适的镁负载能力(如相对高的负载能力)相关。例如，在整个相对较宽的剂量范围内，这样的组合物可能与相对高的镁吸收率相关。当以相对高的剂量向受试者施用这样的组合物时，受试者能够吸收合适量的镁，如营养、治疗和/或预防量的镁，或能够在相对短的时期做到如此。相比之下，当以相对高的剂量向受试者施用与低镁负载能力相关的组合物时，受试者可能无法吸收合适量的镁，如营养、治疗和/或预防量的镁，或可能无法在相对短的时期做到如此。也就是说，在后一种情况中，简单地向受试者施用大剂量的与低镁负载能力相关的组合物对于特定目的可能不足以或不能有效地达到特定目的。如图4的图示和实施例5所述，举例来说，当用包含相对低的镁剂量和相对高的镁剂量的葡萄糖镁及脱脂牛奶或包含5重量％的乳糖的水的组合物饲养大鼠时，较低剂量的组合物与适当的镁的吸收率相关，且较高剂量的组合物与适当的镁的吸收率相关，其适当地接近与较低剂量的组合物相关的镁的吸收率。因而这些包含葡萄糖酸镁的组合物与适当的镁负载能力相关。因此，当以高剂量施用时，包含葡萄糖酸镁和牛奶、乳糖或另一种增强剂的组合物可能适合于快速和/或有效的镁摄入、供应和/或补充。相比之下，如图4的图示和实施例5所述，当用包含相对低的镁剂量和相对高的镁剂量的氯化镁和水的组合物饲养大鼠时，较低剂量的组合物与合适的但较低的镁的吸收率相关，而较高剂量的组合物与较不令人满意的镁的吸收率相关。因此，虽然氯化镁以前与非常好的生物利用度相关，但该生物利用度的水平可能与相对低的剂量相关，而不是与相对高的剂量相关。因此当以高剂量施用时，包含氯化镁和水的组合物对于快速和/或有效的镁摄入、供应和/或补充可能较不令人满意或合适，且也许是不适合的。
适于向受试者施用的镁-反离子的化合物可以包括苏糖酸镁，其中如下面提供的结构式所示，各个镁阳离子与两个苏糖酸阴离子结合。

这样的组合物可能是预防和/或治疗上合适的或有益的。苏糖酸是维生素C或抗坏血酸的天然代谢产物，其在动物中可能是非毒性的(Thomas等人，Food Chem.17，79-83(1985))和具有生物学上的益处，如促进动物的维生素C的摄入(Verlangieri等人，Life Sci.48，2275-2281(1991))。
苏糖酸镁可能与涉及受试者的合适的镁的生物利用度有关。因此，适于向受试者施用的镁-反离子组合物可以包含苏糖酸镁和任选的增强剂。举例来说，如图5的图示和实施例6所述，当用包含苏糖酸镁和水的相对稀释的组合物以相对低的镁剂量饲养大鼠时，组合物与合适的镁的吸收率相关。如图5的图示和实施例6所述，该组合物的镁的吸收率类似于与相对低的镁剂量的包含氯化镁和水的类似测试组合物相关的镁的吸收率。如图5的图示和实施例6所述，当以较高的剂量用包含苏糖酸镁和水的组合物饲养大鼠时，组合物仍然与适当的吸收率相关。如图5的图示和实施例6所述，该组合物的镁的吸收率明显高于与较高的剂量的包含氯化镁和水的类似测试组合物相关的镁的吸收率。因此，包含苏糖酸镁的组合物可能与合适的镁的负载能力相关，且对于快速和/或有效的镁摄入、供应和/或补充可能是合适的。
苏糖酸镁可能比其它一些镁-反离子化合物(如各种无机镁化合物和各种镁螯合物)更适合或值得向受试者口服施用。例如，高剂量时，各种无机镁化合物(如氯化镁和硫酸镁)的口服施用可能造成或导致腹泻、泻下效应和/或类似效应。鉴于硫酸镁对于消化系统的泻下效应，为了完全避开消化系统，硫酸镁可为了非泻下的目的而静脉注射施用。此外，各种镁螯合物(如二甘氨酸镁)的口服施用可能由于碱度和/或适口性问题而变得复杂。镁螯合物可以包含与一个氨基酸分子或两个氨基酸分子结合的镁离子，且可能与相对高的生物利用度有关。当溶于水时，镁螯合物可能是10或以上的pH值的高碱性的。镁螯合物可能与类似腐败的鱼的气味或口味相关，也许反映出与稳定结合的镁相反，其胺基团相对自由。鉴于可能与镁螯合物有关的碱度、感觉和/或适口性问题，这样的化合物可能不是最适合通过可食用的载体或口服施用实现镁摄入、供应和/或补充。
苏糖酸镁不存在可能与各种无机镁化合物和各种镁螯合物相关的挑战。如图5和实施例6所述，包含苏糖酸镁的组合物表明具有比包含氯化镁的组合物更合适的镁的负载能力。简单地说，以平均为40mg/kg体重/天的镁剂量，用具有48mM的苏糖酸镁浓度的苏糖酸镁溶液饲养10只成年雄性大鼠超过3个月的时间，它们没有表现出腹泻的迹象。更进一步，如图6的图示和实施例7所述，当大鼠接受包含水中的苏糖酸镁的镁-反离子组合物的饮食时，其血清镁浓度大于与那些接受包含其它两种镁-反离子中的任一种的饮食或包含去离子水的饮食的大鼠的血清镁浓度。例如，足以产生相对高的血中镁浓度的镁-反离子化合物(如苏糖酸镁)可以用于多种应用中的任何一种，如治疗应用。
苏糖酸镁可以适于相对快的镁摄入、供应和/或补充，因为它对于多种应用中的任何一种是合适或有益的，如营养或预防性应用、救助(arid)/或治疗应用。苏糖酸镁对于镁摄入、供应和/或补充应用可能是合适或有益的载体，如可通过饮食载体或可食用的载体(例如镁强化食品和/或镁强化饮料)完成的任何应用。
适于向受试者施用的镁-反离子化合物可用于在营养应用和/或治疗应用。营养应用可能是指适于避开和/或预防与镁缺乏和/或接受镁治疗相关的病理状况和/或疾病(如AD、MCI和/或糖尿病)的应用。营养应用可能是指适于维持和/或增强生理功能(如处于认为正常的状态下的生理功能)的应用。例如，健康人的认知功能(如学习或记忆功能)的水平可以通过施用合适的镁-反离子组合物得到维持和/或增强。治疗应用包括但不限于治疗与镁缺乏和/或接受镁治疗相关的病理状况和/或疾病(如AD、MCI、ALS、帕金森氏病、糖尿病和/或高血压)。
镁-反离子化合物(如苏糖酸镁)和/或包含一种或多种镁-反离子化合物的组合物可能足以至少维持和/或增强认知功能。在这样的组合物中，与至少一种镁-反离子化合物相关的镁的量或镁的有效量可能对于本文所述的任何合适的功能是足够的。例如，液体形式(例如，水溶液)中与这样的组合物的至少一种反离子相关的元素镁的浓度可以是例如，大约5mg/L-大约12g/L，如大约50mg/L-大约12g/L。
镁-反离子化合物(如苏糖酸镁)和/或包含一种或多种反离子的组合物可能足以治疗MCI、AD和/或任何其它合适的疾病或病症。在这样的组合物中，与至少一种镁-反离子化合物相关的镁的量或镁的有效量可能对于本文所述的任何合适的功能是足够的。例如，液体形式(例如，水溶液)中与这样的组合物的至少一种反离子相关的元素镁的浓度可以是例如，大约5mg/L-大约12g/L，如大约50mg/L-大约12g/L。
例如，患有AD的受试者可能在有或无帮助的情况下在执行任务，例如说、理解、写、读、梳理、喝水或吃饭的方面有困难。以前，AD被认为是不治之症，通常随着时间的推移变得恶化。已用于治疗AD的各种药物用来减缓其发展。这些药物中的一些具有各种副作用，其中一些可能是明显或严重的。患有MCI的受试者可能会发生影响日常生活的健忘。以前，没有特别针对MCI的治疗，MCI有可能发展成AD。考虑到相关的副作用，用于治疗AD的各种药物可能不适合治疗较轻的疾病MCI。例如，镁-反离子化合物(如苏糖酸镁)和/或包含一种或多种镁-反离子化合物的组合物可能足以用于本文所述的任何合适的目的，如治疗AD和/或MCI和/或改善与其有关的症状，同时不引起明显的不希望的副作用。
在某些实施方式中，可以以任何适当的方式施用本发明的镁-反离子化合物，以处理认知功能，无论是营养性或预防性或治疗性的。如图7的图示和实施例8所述，相对于以正常饮食饲养的患有AD的小鼠，用镁强化饮食饲养超过一个月的患有AD的小鼠显示具有改善的短期空间记忆和学习能力。
可以以任何适当的方式向受试者(不论是否患有认知能力的下降、缺乏和/或损伤)施用本文所述的镁-反离子化合物，以处理认知功能，无论是在营养或预防或治疗方面。例如，可以向相对年轻和/或健康的受试者施用这样的化合物。可以向受试者施用本文所述的镁-反离子化合物以实现其目的，如在相对短的时间内以任何适当的方式处理认知功能。如图8的图示和实施例9所述，长时间用镁强化饮食饲养的年轻大鼠(没有任何一只与认知功能下降和/或损伤相关)显示在空间工作记忆和学习能力的提高方面随着时间的推移具有明显改善。与此相反，用正常饮食长时间饲养的这样的大鼠通常没有显示随着时间的的改进。此外，显示明显改善的大鼠在不到两周的时间显示出这种改善。
本发明预期可以向人类受试者施用本文所述的镁-反离子化合物，以达到合适和有益的效应，如营养、预防和/或治疗效应，例如，因为镁-反离子化合物可以用于以例如任何适当的方式处理认知功能。在某些实施方式中，可以向对易感或患有MCI和/或AD的人类受试者施用本发明的镁-反离子化合物，以达到合适和有益的效应。在其它的实施方式中，出于各种有用的目的，如维持、增强和/或改善认知功能、学习、记忆、情绪、焦虑、抑郁、偏头痛、和/或其它状况，可以向人类受试者施用镁-反离子化合物或含有这样的化合物的组合物。由于镁-反离子组合物包含内源性的矿物质(镁)和可能的其它天然成分，如本文所述的增强剂，例如，在大多数实施方式中，本发明的镁-反离子化合物的施用在相对长的时期内可能是安全的。在更其它的实施方式中，这种的镁-反离子化合物或组合物的施用在长的时期内进行。例如，可以向受试者施用本发明的化合物和/或组合物几周、几个月、几年和/或终身。这样的长期施用可用于预防或治疗如MCI的病症，或可以用于预防病症的发展(例如，防止如MCI的病症发展为如AD的另一种病症)。这些例子不是限制性的例子，因为本发明的镁-反离子化合物的长期施用可用于本文所述和本领域的技术人员公认的多种目的。
本文所述的镁-反离子组合物可以包含一种或多种其它合适的成分，例如，与MCI、AD、糖尿病、ADHD、ALS、帕金森氏病、ALS和/或高血压的治疗相关的适当的药物组合物或药物。镁、特别是本发明的镁-反离子化合物的形式(如苏糖酸镁)的镁可有效治疗高血压。患有MCI、AD和/或糖尿病的受试者可能患有镁缺乏，其可以由用于治疗该病患的药物组合物或药物来处理。本发明设想本文中所述的镁-反离子组合物中的镁和这样的药物组合物或药物可以以适当的方式(如生物学有益的和/或治疗有效的方式)协同作用。与AD的治疗相关的药物组合物或药物的非限制性例子包括乙酰胆碱酯酶抑制剂(例如，多奈哌齐、艾斯能(rivastagmine)或加兰他敏)和NMDA通道阻滞剂，如美金刚胺。本领域的技术人员可以认识到给出这些药品仅仅是举例，而不是限定可结合本发明的镁-反离子化合物使用的药品的范围。
可以任何适当的方式施用适于向受试者施用的镁-反离子化合物。这样的施用可以是口服和/或任何其它合适的施用方式，如经皮、肌肉内、阴道、直肠、皮下。镁-反离子组合物的成分，如至少一种镁-反离子化合物和至少一种提高镁的生物利用度的试剂，可以同时施用于受试者，例如以本文和/或美国专利申请公开US 2006/0089335 A1中所描述的任何同时施用的方式。
可以以任何合适的形式提供适于向受试者施用的镁-反离子化合物，例如，如液体形式、凝胶形式、半液体(例如，含有一些固体的液体，如粘性液体)形式、半固体(含有一些液体的固体)形式和/或固体形式。仅仅举例来说，可以采用片剂形式、胶囊形式、食品形式、可咀嚼的形式、非咀嚼的形式、缓释或持续释放的形式、非缓释或非持续释放的形式和/或类似的形式。逐渐释放的片剂是本领域已知的。美国专利3,456,049阐述了这样的片剂的例子。这样的组合物可以包含额外的一种或多种试剂，无论是活性的还是惰性的。仅仅举例来说，这样的试剂的例子包括任何适当的形式的甜味剂、调味剂、着色剂、填充剂、粘合剂、润滑剂、赋形剂、防腐剂、加工剂(manufacturing agent)和/或类似试剂。缓释或持续释放的形式可以在一段时间内延迟组合物和/或其一种或多种成分的崩解和/或吸收，例如，一段相对长的时间。例如，食物形式可以采取条状食品、谷物产品、面包房产品、乳制品等等的形式。仅仅举例来说，面包房产品的形式可以采取面包型产品的形式，如面包圈或面包本身，例如，油炸圈饼、松饼等等。可以以与镁-反离子组合物中的另一种成分的形式不同的形式提供镁-反离子的组合物的成分。例如，可以以与液体形式的增强剂(如液体饮食物质)一起服用的固体形式(如固体食品或谷物)提供至少一种镁-反离子化合物。多种形式的镁-反离子组合物的这样的施用可以同时(例如，与苏糖酸镁强化乳一起摄取苏糖酸镁片剂)或在不同的时间发生。
在某些实施方式中，丸剂、片剂、胶囊剂或类似装置的形式的镁-反离子组合物可以包含大约30mg-大约200mg的元素镁。在其它的实施方式中，镁-反离子组合物可以包含大约50mg-大约100mg的与至少一种镁-反离子化合物相关的元素镁。在更其它的实施方式中，成份的食品或类似的成份饮食的形式的镁-反离子组合物可以包含大约20mg-大约1g或甚至1.5g的元素镁。在更其它的实施方式中，成份食品或类似的成份饮食形式的镁-反离子组合物可以包含大约50mg-大约800mg的元素镁。
可以以液体形式提供适于向受试者施用的镁-反离子组合物，如一种适于口服施用、肠胃外施用和/或其它合适的路径的液体形式。这样的组合物可以包含任何合适的另外的一种或多种试剂，无论是活性的还是惰性的。这样的试剂的例子包括任何合适形式的水、甜味剂、调味剂、着色剂、结构改进剂(texturing agent)、稳定剂、防腐剂、加工剂和/或类似试剂。可以避免可能会负面影响镁的生物利用度的成分，如磷酸盐或多磷酸盐。液体形式的镁-反离子组合物可以包含大约5mg/L-大约12g/L的、例如大约50mg/L-大约12g/L的与组合物的镁-反离子相关的元素镁。大约50mg/L-大约3g/L、例如大约100mg/L-1.5g/L的与镁-反离子的相关的元素镁的量可能适于预防应用和/或营养应用。大约300mg/L-大约12g/L、例如大约500mg/L-大约3.5g/L的与镁-反离子的相关的元素镁的量可能适于治疗应用。
可以以任何适当的方式使用液体形式的镁-反离子组合物。在某些实施方式中，镁-反离子组合物可作为饮料使用，如基于牛奶的饮料、运动饮料、果汁饮料、酒精饮料等等。在其它的实施方式中，液体形式的镁-反离子组合物包含多种镁-反离子化合物。在这样的实施方式中，各种镁-反离子化合物的重量百分比可能会相对于其它化合物发生变化。在更其它的实施方式中，液体形式的镁-反离子组合物可以采取镁强化的产品的形式，包含水、苏糖酸镁和任选的至少一种足以赋予该产品合适的性质的试剂。在更另一种实施方式中，可以从干燥混合物(如干的饮料混合物或镁强化的含奶的粉末)配制成液体形式的镁-反离子组合物。干燥混合物在运输、存储和/或保质期的方面可能是合适的。可以以任何适当的方式从干燥的混合物配制成所述组合物，如通过添加适当的液体(例如，水、牛奶、果汁、酒精等)。
如下提供了涉及镁-反离子化合物和镁-反离子组合物及其制备、测试和/或用途的例子。
作为饮食补充剂的用途 本发明的一种实施方式是镁饮食补充剂。在某些实施方式中，镁补充包含一种或多种本发明的镁-反离子化合物，且可以任选地包含公认对于食品添加剂的使用安全的其它成分，包括但不仅限于防腐剂(例如，丁基化羟基甲苯、丁基化羟基茴香醚)、食品级乳化剂(例如，卵磷脂、丙二醇酯)和药学上可接受的载体和赋形剂(例如，粘合剂、填充剂、润滑剂、溶解助剂)。
在一种实施方式中，本发明的镁-反离子的补充组合物通过按照所需的相对量组合本发明的苏糖酸镁或其它镁化合物以及任何任选成分来制备，并根据已知方法混合该成分以产生基本上均匀的混合物。
在另一种实施方式中，镁-反离子组合物也可能包含其它营养活性物质，包括但不限于含钙的物质如碳酸钙、甾醇酯(stannol ester)、羟基柠檬酸、维生素、矿物质、草药、香料及其混合物。作为附加成分可用的维生素的例子包括但不限于维生素A(视黄醇)、维生素D(胆钙化醇)、维生素E族(α-生育酚和其它生育酚)、维生素K族(叶绿醌和甲基萘醌类)、硫胺素(维生素B1)、核黄素(维生素B2)、烟酸、维生素B6族、叶酸、维生素B12(钴胺素)、生物素、维生素C(抗坏血酸)及其混合物。存在于最终产品中的一种或多种维生素的量取决于特定的维生素。作为附加成分可用的矿物质的例子包括但不仅限于钙、镁、磷、铁、锌、碘、硒、钾、铜、锰、钼及其混合物。如同维生素的情况，存在在最终产品中的一种或多种矿物质的量取决于特定的矿物质。本领域的技术人员清楚只是通过举例方式提供以上附加的营养性(neutriceutical)成分的列表，而不是为了限制。
苏糖酸镁是镁-反离子组合物的高生物利用的形式。然而，可以以多种方式使这种苏糖酸镁到达体内。在某些实施方式中，受试者咽食苏糖酸镁。在其它的实施方式中，镁可以与导致镁-反离子组合物在体内的重构的其它补充剂一起服用。不希望受限于理论，苏糖酸可以发挥促进细胞摄取任何形式的镁的功能，也可以提高向大脑和中枢神经系统的递送。因此，在某些实施方式中，可以给予不与苏糖酸盐络合的镁，且向同一受试者提供苏糖酸以增强吸收。例如，可以基本上同时服用葡萄糖酸镁和苏糖酸钾，以产生苏糖酸镁在体内的重构，和/或增强镁的摄取和/或镁向大脑的递送。在另一个例子中，某些反离子可能是其它物质的代谢产物。例如，维生素C在人体内代谢为苏糖酸离子；因此，咽食可以由身体摄取的形式的镁和维生素C可能导致苏糖酸镁在体内的重构。在人体内代谢为苏糖酸盐的物质的另一个例子是是抗坏血酸。因此，在本发明的某些实施方式中，可以向受试者提供抗坏血酸镁，且这种物质在体内代谢为镁和苏糖酸。本领域的技术人员可以认识到这些例子仅以示例说明方式提供，镁化合物和第二化合物的其它组合可能产生镁-反离子组合物在体内的重构。
在更另外的一种实施方式中，本发明的饮食补充剂或食物组合物配制成具有用于食用的适当的和需要的味道、质地和粘度。任何合适的食物载体可用于本发明的食品组合物中。本发明的食物载体包括实际上任何食品。这样的食物载体的例子包括但不仅限于条状食品(燕麦条、蛋白质条、糖果条等)、谷类产品(燕麦片、早餐谷类、燕麦等)、面包店产品(面包、油炸圈饼、饼干、百吉饼、糕点、蛋糕等)、饮料(基于牛奶的饮料、运动饮料、果汁、酒精饮料、瓶装水)、面食、谷类(大米、玉米、燕麦、黑麦、小麦、面粉等)、蛋制品、零食(糖果、薯片、口香糖、巧克力等)、肉类、水果和蔬菜。
在一种实施方式中，如果在一种或多种所述镁-反离子化合物中存在不良味道，本文采用的食物载体可掩盖这种不良味道(例如、苦味)。如果需要，本文中的食物组合物显示比镁-反离子化合物更理想的质地和香味。
例如，根据本发明可以使用液体形式的食物载体以获得饮料形式的本发明的食物组合物，如经过补充的果汁、咖啡、茶等。在其它的实施方式中，根据本发明可以使用固体食物载体以获得食物替代品形式的本发明的食物组合物，如经过补充的快餐产品、面食、面包等。在更另外的实施方式中，根据本发明可以使用半固体食物载体以获得口香糖、咀嚼糖果或点心等的形式的本发明的食物组合物。
在另一种实施方式中，可以以任何口服剂型施用本发明的补充剂组合物，包括液体剂型(例如，悬浮液或膏剂)和口服固体剂型(例如，片剂或松散的粉末)。本文中所使用的术语“片剂”一般指片剂、囊片(caplet)、胶囊(包括软胶胶囊)和锭剂。
片剂可以通过本领域已知的方法制备，并可以进一步包含本领域已知的适当的粘合剂、润滑剂、稀释剂、崩解剂、着色剂、调味剂、流动诱导剂(flow-inducing agent)、熔化剂。口服固体剂型可以任选地具有薄膜包衣以保护镁-反离子补充组合物的成分免于潮湿、氧气和光线中的一种或多种的影响，或掩盖任何不良味道或外观。合适的包衣物质包括，例如，纤维素、羟丙基甲基纤维素。如果需要，片剂可以制成持续释放形式。制备持续释放片剂的方法是本领域已知的，例如，参见US2006051416和US20070065512，本文引入这两者作为参考。
在更其它的实施方式中，将本发明的镁-反离子化合物添加到食料中。这样的食料可能具有天然的高或低含量的镁。高镁的食料的例子包括但不限于软饮料(例如，可乐、佳得乐(gaterade)、咖啡)、牛奶、麦麸片、燕麦片、小麦片、全麦面包、水果和/或蔬菜汁及土豆。其它食料是显而易见的，且已经描述了多个例子。参见，例如，美国专利6,790,462、6,261,589及美国专利申请10/725,609和11/602,126。
作为药物的用途 本发明的一种实施方式是药物组合物，通常向需要治疗水平的镁的个体施用。各种递送系统是已知的，且可用于施用本发明的镁组合物，例如，包封在脂质体、微粒、微胶囊等中。递送方法包括但不限于动脉内、肌肉内、静脉内、鼻内和口服路径。在一种具体的实施方式中，向需要治疗的区域局部施用本发明的药物组合物可能是理想的；例如，这可以通过，但不限于以下的方式实现经皮贴剂、手术过程中局部灌注、注射、利用导管(带或不带附加泵)或在镁溶液中沐浴。在某些实施方式中，向受试者的神经系统、优选中枢神经系统递送这些试剂。
在某些实施方式中，可以在整个疗程中连续或间歇地以一个剂量实现镁-反离子组合物的施用。确定最有效的施用手段和剂量的方法是本领域的技术人员公知的，并随用于治疗的组合物、治疗的目的、待治疗的目标细胞或组织和待治疗的受试者而有所不同。可以按照由治疗的医生选择的剂量水平和模式进行单次或多次给药。
对于口服施用，本发明的组合物可以任选地通过混合含镁组合物和本领域已知的生理学或药学上可接受的载体制备。这样的口服剂型可以配制为片剂、丸剂、糖锭剂、胶囊剂、乳剂、亲脂和亲水性悬浮剂、液体、凝胶剂、糖浆剂、膏剂、悬浮液等，以由待治疗的个人或患者口服咽食。
在一种实施方式中，胶囊中包含含镁组合物。适于口服施用的胶囊包括凝胶制成的压接式(push-fit)胶囊以及凝胶和增塑剂(如甘油和山梨醇)制成的软密封胶囊。压接胶囊可以包含与填料如乳糖、粘合剂如淀粉、和/或润滑剂如滑石粉或硬脂酸镁及任选的稳定剂混合的活性成分。任选地，可以通过以下步骤获得本发明的用于口服的组合物将含镁组合物与固体赋形剂混合，任选地碾磨产生的混合物，如果需要的话，在加入适量的助剂之后加工颗粒混合物，以获得片剂或锭剂芯。合适的赋形剂尤其为填料如糖，包括乳糖、蔗糖、甘露醇或山梨醇；纤维素制剂，例如，玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、凝胶、黄蓍胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和/或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。如果需要，可以加入崩解剂，如交联聚乙烯吡咯烷酮、琼脂或海藻酸或其盐如海藻酸钠。糖锭剂芯具有合适的包衣。为此，可以使用浓的糖溶液，其可以任选地包含阿拉伯胶、滑石、聚乙烯吡咯烷酮、卡波姆凝胶(carbopol gel)、聚乙二醇和/或二氧化钛、紫胶漆溶液(lacquer solutions)以及合适的有机溶剂或溶剂混合物。可以向片剂或糖锭剂包衣中添加染料或色素以用于识别或表征活性化合物的剂量的不同组合。对于口腔施用，本发明的组合物可采取以传统的方式制成的片剂或锭剂的形式。对于吸入施用，可以以来自具有适当的推进剂，例如，二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷、二氧化碳或其它合适的气体，的加压包装或喷雾器或来自无推进剂的干粉吸入器的气雾剂喷雾的形式递送本发明的组合物。在加压气溶胶的情况下，可以通过提供递送计量的量的阀确定剂量单位。例如，用于吸入器或吹入器的明胶的胶囊和药筒(cartridges)可以制成为包含化合物和合适的粉末基质(如乳糖或淀粉)的粉末混合物。
根据普遍接受的用于药物制剂的制备的过程进行本发明的药物组合物的制备。参见，例如，Remington′s Pharmaceutical Sciences第18版(1990)，E.W.Martin编著，Mack Publishing Co.，PA。根据预期的用途和施用方式，可能需要在药物组合物制备中进一步处理镁-反离子化合物。适当的处理可以包括与合适的非毒性和非干扰的成分混合、灭菌、分成剂量单位和封装在递送设备中。
可以提供固体、半固体或液体形式的用于口腔、鼻内或局部施用的药物组合物，包括片剂、胶囊、粉末、液体和悬浮液。可以提供作为液体溶液或悬浮液、作为乳液或作为适合于在注射前溶解或悬浮于液体中的固体形式的用于注射的组合物。对于经呼吸道的施用，优选的组合物是提供固体、粉末或与合适的雾化设备一起使用时提供气溶胶的组合物。
例如，可以通过将本文具体说明的多肽溶解或分散于液体赋形剂(例如水、盐水、葡萄糖水溶液、甘油或乙醇)来制备药学上可接受的液体组合物。该组合物也可以包含其它医用试剂、药用试剂、佐剂、载体和辅助物质，如润湿剂或乳化剂和pH值缓冲剂。
在某些实施方式中，通过用本发明的镁组合物补充个体的饮食来提供镁补充，以实现最佳的体内的镁状态。如本文所述，体内的镁存在理想的范围，低于或高于该范围都会出现有害的效应。例如，如果体内镁过低，那么可能会导致认知功能受影响；但是、饮食的镁过高可能会导致腹泻。在提供的实施例中，更充分地详述说明了确定最佳镁剂量的公式计算的方法。在某些实施方式中，使用下文的实施例所述的公式(和其它这样的方法)将使得受试者维持允许尽可能高的生理浓度而不发生有害的效应的给药方案。可以以各种方式定义和/或确定所需的体内的镁状态，包括但不限于血镁浓度、CSF镁浓度、组织镁浓度、细胞内镁浓度和红细胞镁浓度。所需的体内镁状态可能适用于一般健康以及本文所述的特定的治疗应用(例如，轻度认知功能损害、AD、抑郁、骨质疏松症、糖尿病等)。可以理解对于不同病症的治疗，最佳的体内镁状态可能有所不同，以达到预期的效果。例如，仅仅通过举例，对于治疗认知功能损害，为个体提供提高10％的体内镁浓度的镁剂量可能是必需的，但对于治疗糖尿病和/或心血管功能，提供提高15％的体内镁浓度的剂量可能是必需的。换言之，可以利用本文所述的组合物用于本文所述的方法以实现治疗有效的体内镁浓度。
可以以缓释或持续释放的形式制备药物组合物，由此在延长期内提供相对一致的活性化合物水平。在某些实施方式中，通过使用控释剂型，镁-反离子组合物和/或其它治疗剂可以联合或单独施用。可以本发明的范围内的控释剂量指多种延迟释放剂型的任一种。在Heaton等人的美国专利申请公开US2005/0129762 A1和Edgren等人的美国专利申请公开2007/0128279 A1中描述了延迟释放剂型，该文献由本文引入作为参考。定时释放剂型(Time-release formulations)是本领域已知的，并在Sawada等人的美国专利申请公开2006/0292221 A1中进行了描述，本文引入该文献作为参考。出于本发明的目的，以下术语可以被认为是基本上等同于控释连续释放、控制释放、延迟释放、储库(depot)、逐渐释放、长期释放、程序释放、延长释放、比例释放、拖延释放、储存库(repository)、延迟、缓释、间隔释放、持续释放、时间涂层(timecoat)、定时释放、延迟作用、延时作用、分层时间的作用、长效作用、延长作用、重复作用、减缓作用、持续作用、持续作用的药物和延时的释放。这些术语的进一步讨论可查阅Lesczek Krowczynski，Extended-Release Dosage Forms，1987(CRC Press，Inc.)。各种控释技术涵盖了非常广泛的药物剂型。控释技术包括但不限于物理系统和化学系统。
用作赋形剂 本发明的赋形剂包含苏糖酸镁，具有或没有增强剂(augmentingagent)。所述的镁-反离子化合物，例如苏糖酸镁可以作为药学上可接受的赋形剂发挥作用。实际上，压缩纯的苏糖酸镁产生了保持其形状、抗潮湿、并有可接受的保质期的片剂， 在本发明的某些实施方式中，苏糖酸镁可不需赋形剂压制成丸剂形式中。在其它的实施方式中，苏糖酸镁可结合药学上可接受的润滑剂，如硬脂酸镁。在更其它的实施方式中，苏糖酸镁可结合影响认知功能和/或一般健康的其它成分(如维生素D和E)。在更其它的实施方式中，丸剂、片剂、糖锭剂、锭剂或其它可接受的药物形式可以含有苏糖酸镁作为赋形剂，并与另一种选择的试剂结合，包括但不限于用于治疗AD的药物(例如，胆碱酯酶抑制剂-爱忆欣、艾斯能、Razadine；谷氨酸调节剂-美金刚胺)。本领域的技术人员可以认识到当苏糖酸镁作为赋形剂使用时，许多其它药品、营养物质、补充剂和其它成分可以添加到本文所述的剂型中。
对于制药工业的许多产品来说优选直接压片生产。这是涉及较少的设备、操作时间和成本的简单的工艺。微晶纤维素是一个用于直接压片工艺的赋形剂的例子。由于其塑性形变和有限的弹性恢复，微晶纤维素自然地具有高的成型性。微晶纤维素通常提供良好的药物分散，甚至与一些药物和特定级别的微晶纤维素有序地混合时也是如此。但是，对于大多数级别的微晶纤维素来说，该材料的流动性能相对较差。随着制剂出现料斗移动到从压片机上的压模，会出现间歇性的和非均匀的流动。这种非均匀流动会导致成品片剂中药物含量的变化。
在某些实施方式中，利用湿式制粒法。相比直接压片法，湿式制粒法的普及基于至少三个潜在的优势。首先，为了改善某些疏水性药物或成分的润湿、崩解和溶解特性，湿法制粒可为待压实的材料提供更好的亲水特性。第二，使用制粒步骤以在混合过程中将药物和赋形剂成分锁定在一起，可以提高含量均匀性和抗药物离析性。最后，可以在压缩之前优化该成分粉末的测微特性，这往往通过加入聚合的粘合剂获得帮助。通常认为由湿法造粒产生的这一最后性质会产生明显更可压实的产品、因而产生更强度更高、更坚实的片剂。
本发明部分涉及苏糖酸镁作为药学上可接受的赋形剂的新用途。
根据干燥的量和类型、湿滤饼形式的苏糖酸镁的浓度和存在的任何赋活剂，可压缩的微粒具有不同的粒度、密度、pH、含水量等。本领域的技术人员会理解苏糖酸镁可结合其它赋形剂使用，包括但不限于乳糖、微晶纤维素、二氧化硅、二氧化钛、硬脂酸、淀粉(玉米)、淀粉乙醇酸(clycolate)钠、聚维酮(povidone)、预胶质化淀粉、交联羧甲基纤维素(croscarmellose)、乙基纤维素、磷酸钙(二碱的)、滑石粉、蔗糖、硬脂酸钙、羟丙基甲基纤维素和虫胶(和糖衣(glaze))。
可以获得改进的崩解结果的治疗活性剂的例子包括布洛芬、双氢氯噻嗪(aldoril)和吉非贝齐(gemfebrozil)，它们剂量比较高(大于200毫克/剂)且是水不溶性的；维拉帕米、氨苯蝶啶(maxzide)、双氯芬酸和美托洛尔(metrolol)，它们是中等剂量的药物(25-200毫克/剂)且是水溶性的；马普替林(maproltiline)，它是中等剂量(25-200毫克/剂)和水不溶性的；三唑仑和米诺地尔，它们是比较低的剂量(小于25毫克/剂)和水溶性的。这些例子仅供讨论目的，旨在表明本发明对于广泛的各种药物的适用性范围。它不是用于以任何方式限制本发明的范围。
在本发明中作为压缩性增强剂使用的表面活性剂一般包括所有药学上可接受的表面活性剂。合适的药学上接受的阴离子表面活性剂包括，例如，那些包含羧酸、磺酸和硫酸根离子的阴离子表面活性剂。那些含有羧酸离子的阴离子表面活性剂有时称为皂剂，且一般通过天然脂肪酸甘油酯在碱性溶液中的皂化来制备。最常见的与这些表面活性剂相关的阳离子是钠、钾、铵和三乙醇胺。脂肪酸的链长度范围是12-18。虽然许多烷基硫酸酯可作为表面活性剂，但一种特别优选的表面活性剂是月桂基硫酸钠，其具有大约40的HLB值。
在制药领域中，月桂基硫酸钠以占制剂重量最高大约0.1％的量用作乳化剂。月桂基硫酸钠是一种水溶性盐，作为白色或乳白色粉末、晶体或薄片产生，并用作润湿剂和洗涤剂。虽然也称为十二烷基硫酸钠，月桂基硫酸钠实际上是主要由月桂基硫酸钠组成的多种烷基硫酸钠的混合物。月桂基硫酸钠又被称为硫酸单十二烷基酯钠盐。此外，可容易从如Sigma或Aldrich的商业来源获得固体和溶液形式的月桂基硫酸钠。月桂基硫酸钠的溶解度是大约每10毫升水1gm。主要由月桂酸组成的椰子油脂肪酸经催化氢化以形成相应的醇。然后用硫酸(硫酸盐)对醇进行酯化，且产生的酸式硫酸烷基酯(alkyl bisulfates)(烷基硫酸)的混合物在受控的pH条件下通过与碱反应转化成钠盐。
替代的阴离子表面活性剂包括多库酯(docusate)盐，如其钠盐。其它合适的阴离子表面活性剂包括但不限于烷基羧酸酯、酰基乳酸酯、烷基醚羧酸酯、N-酰基肌氨酸酯(sarcosinates)、多价烷基碳酸酯、N-酰基谷氨酸酯、脂肪酸、多肽缩合物和硫酸酯。
在本发明的其它方面，两性的(amphoteric)(两性分子的(amphipathic)/两亲的(amphiphilic))表面活性剂、非离子表面活性剂和/或阳离子表面活性剂包括在本发明的共处理组合物(coprocessedcompositions)中。合适的药学上可接受的非离子表面活性剂，例如，聚氧乙烯化合物、卵磷脂、乙氧基化醇、乙氧基化酯、乙氧基化酰胺、聚氧丙烯(polyoxypropylene)化合物、丙氧基化醇、乙氧基化/丙氧基化嵌段聚合物、丙氧基化酯、链烷醇酰胺(alkanolamides)、氧化胺、多元醇的脂肪酸酯、乙二醇酯、二甘醇酯、丙二醇酯、甘油酯、聚甘油脂肪酸酯、SPAN′s(例如，山梨聚糖酯)、TWEEN′s(即，蔗糖酯)、葡萄糖(右旋糖)酯和二甲基硅油(simethicone)。
其它合适的药学上可接受的表面活性剂包括阿拉伯树胶(acacia)、苯扎氯铵(benzalkonium chloride)、胆固醇、乳化蜡、甘油单硬脂酸酯、羊毛脂醇、卵磷脂、泊洛沙姆、聚氧乙烯和蓖麻油衍生物。本领域的技术人员可以更进一步理解本发明所用的表面活性剂的名称和/或制备方法不是产品的实用性的决定因素。
高极性分子也可作为压缩性增强剂使用。这样的高极性分子包括某些染料，特别是那些能够结合到纤维素表面，随后由于分子的疏水部分(例如，疏水尾)的存在而产生相对疏水的环境的染料，所述分子的疏水部分“远离”纤维素表面并阻碍亲水性的表面-表面纤维相互作用(如氢键)。优选地，所述染料是药学上可接受包含在固体剂型中的染料。
合适的染料的例子包括刚果红(化学名称3，3′-[[1，1′-联苯基]-4，4′-二基双-(偶氮)]双[4-氨基-1-萘磺酸]二钠盐；FD&C Red No.40(也称为″诱惑红(Allura Red)″)(化学名称6-羟基-5[(2-甲基-4-磺苯基)偶氮]-2-萘磺酸二钠盐)、FD&C Yellow No.5(通用名酒石黄)(化学名称5-氧代-1-(对-磺苯基)-4-[(对-磺苯基)偶氮]-2-吡唑啉-3-羧酸三钠盐)、FD&C Yellow No.6(通用名日落黄FCF)(化学名称1-对-磺苯基偶氮-2-萘酚-6-磺酸二钠盐)、丽春红4R(化学名称2-羟基-1-(4-磺酸基(sulfonato)-1-萘基偶氮)萘-6，8-二磺酸三钠)、Brown HT(化学名称4，4′-(2，4-二羟基-5-羟甲基-3，3-亚苯基双偶氮)双(萘-1-磺酸)二钠)、亮黑BN(化学名称4-乙酰氨基-5-羟基-6-[7-磺酸基-4-(4-磺酸基苯基偶氮基)-1-萘偶氮基]萘-1，7-二磺酸四钠)、二蓝光酸性红(Carmoisine)(化学名称4-羟基-3-(4-磺酸基-1-萘偶氮)萘-1-磺酸二钠)、苋菜红(Amaranth)(化学名称2-羟基-1-(4-磺酸基-1-萘偶氮)萘-3，6-二磺酸三钠)及其混合物。
可作为压缩性增强剂使用的其它高极性分子包括任选的额外活性物质本身。例如，本领域的技术人员公知的，某些类别的药物(如抗精神病药物(anti-pyschotic))具有高极性性质，且可作为本发明的压缩性增强剂使用。
所选表面活性剂的可用的浓度范围部分地不仅取决于它的分子量，而且取决于它的发泡程度，特别是存在于将喷雾干燥以形成所需微粒的搅拌浆体中时。因此，在其中月桂基硫酸钠之外的表面活性剂与苏糖酸镁共处理的本发明方面中，可以理解表面活性剂以提高苏糖酸镁的可压缩性，但不具有实质抑制喷雾干燥的发泡程度的量存在。
在利用喷雾干燥工艺的实施方式中，苏糖酸镁和可压缩性增强剂(例如，表面活性剂或二氧化硅)的水性分散体与足够体积的热空气一起导致液滴的蒸发和干燥。高度分散的浆液是可泵送的，且能够被雾化。它被喷射到温暖的过滤空气流中，所述温暖的过滤空气流提供蒸发用的热量，并将干燥的产物输送到收集装置。然后空气与除去的水分一起排出。由此产生的喷雾干燥的粉末微粒形状上是大致球状的，且可能大小相对均匀，从而具有良好的流动性。该共处理的微粒不必然是均匀的或均质的。也可以使用其它干燥技术，如快速干燥、环干燥、微米干燥、托盘干燥、真空干燥、射频干燥和可能的微波干燥。
可选择地，全部或部分赋形剂可以与活性成分一起经受湿法制粒。代表性的湿法制粒包括将新的赋形剂颗粒加载到合适的制粒机(如可从Baker-Perkins获得的制粒机)中，将微粒与活性成分一起制粒，优选使用水性制粒液体。在某些实施方式中，将新赋形剂总量的一部分与活性成分湿法制粒，随后向造粒中加入新的赋形剂的另外部分。在更其它的实施方式中，添加到赋形剂/活性成分造粒中的新的赋形剂的另外部分可以用本领域的技术人员通常使用的其它赋形剂取代，当然这取决于特定剂型的需要。
在本发明的其它实施方式中，向苏糖酸镁和/或压缩性增强剂中加入另外的材料。这样的另外的材料包括二氧化硅、非硅金属氧化物、淀粉、淀粉衍生物、表面活性剂、聚环氧烷(polyalkylene oxide)、纤维素醚甲(cellulose A ethers)、纤维素酯类及其混合物等等。可包含在水性浆体中(和因此在产生的成块的微晶纤维素赋形剂中)的特定的另外的材料是氧化铝、硬脂酸、高岭土、聚二甲基硅氧烷、硅胶、二氧化钛、硅藻土、玉米淀粉、高直链玉米淀粉、高支链玉米淀粉、淀粉乙醇酸钠、羟基化淀粉、改性马铃薯淀粉及其混合物等。可以以对于本领域的技术人员来说显而易见的需要量包含这些添加剂。
在制备最终产品前，除了一种或多种活性成分外，可以向新的赋形剂中加入另外的药学上可接受的赋形剂(在药品的情况中)或本领域的技术人员已知的其它添加剂(对于非药物的应用)。例如，如果需要的话，任何普遍接受的可溶性的或不溶性的惰性药用填充(稀释)材料可以包含在最终产品(例如，固体制剂)中。这样的惰性药用填充剂可以包含单糖、二糖、多元醇、无机磷酸盐、硫酸盐或碳酸盐和/或其混合物。合适的惰性药用填料的例子包括蔗糖、右旋糖、乳糖、木糖醇、果糖、山梨醇、磷酸钙、硫酸钙、碳酸钙、微晶纤维素及其混合物等。
在加入药物的时候或在压缩成固体剂型之前的任何情况下，可以任选添加有效量的任何普遍接受的药用润滑剂(包括钙或镁皂)到新的赋形剂中。润滑剂可以包含，例如，占固体剂型重量大约0.5-3％之间的任何量的硬脂酸镁。在包含表面活性剂作为压缩性增强剂的部分或全部的实施方式中，添加另外的润滑剂可能不是必需的。
然后足够产生均一批次的片剂的量的完全混合物可以例如在大约1500-10,000磅/平方英寸的对于传统生产规模的压片机正常的压力下，在该机器中进行压片。混合物不应该压缩在暴露于胃液后存在水化方面的困难的程度。
圆的片剂的平均片大小优选是大约50mg-500mg；胶囊形片剂的平均片大小是大约200mg-2000mg。然而，根据本发明制备的其它剂型可以是用于其它用途或位置，例如，如牙周袋、手术伤口、阴道、直肠的其它体腔的其它体腔，的适当形状。本发明设想对于某些用途，例如抗酸片、阴道片和可能的植入物，该片剂会较大。
可以连同本文所述的新的赋形剂一起掺入本发明的固体剂型中的活性剂包括全身活性的治疗剂、局部活性的治疗剂、消毒剂、化学浸渍剂、清洗剂、除臭剂、芳香剂、染料、动物驱避剂(animal repellents)、驱虫剂、施肥剂(fertilizing agent)、杀虫剂、除草剂、杀真菌剂和植物生长刺激剂等。
许多的治疗活性剂可以结合用于本发明。可以用于本发明的组合物中的治疗活性剂(例如药剂)包括水溶性和水不溶性的药物。这样的治疗活性剂的例子包括抗组胺药(例如，茶苯海明(dimenhydrinate)、苯海拉明、氯苯那敏(chlorpheniramine)和右氯苯那敏马来酸盐)、镇痛剂(例如，阿司匹林、可待因、吗啡、双氢吗啡(dihydromorphone)、羟可酮等)、非甾体抗炎药(例如，萘普生(naproxyn)、双氯芬酸、消炎痛、布洛芬、舒林酸)、止吐药(例如甲氧氯普胺(metoclopramide))、抗癫痫药(例如，苯妥英、甲丙氨酯(meprobamate)和硝西泮)、血管扩张剂(例如，硝苯地平、罂粟碱、地尔硫卓和尼卡地平(nicardirine))、抗咳嗽药和祛痰药(例如，磷酸可待因)、抗哮喘药(例如，茶碱)、抗酸剂、抗痉挛药(例如，阿托品、东莨菪碱)、抗糖尿病药物(例如，胰岛素)、利尿剂(例如，利尿酸、苄氟噻嗪)、抗低血压药(例如，心得安、可乐定)、抗高血压药(例如，可乐定、甲基多巴)、支气管扩张药(例如，沙丁胺醇(albuterol))、类固醇(例如，氢化可的松、去炎松、强的松)、抗生素(例如，四环素)、抗痔药、催眠药、精神药物、止泻药、粘液溶解药(mucolytics)、镇静剂、减充血剂、软泻药、维生素、兴奋剂(包括如苯丙醇胺的抑制食欲药)。该列表并不是排他性的。
可以结合本文所述新的赋形剂使用许多局部活性剂，且局部活性剂包括水溶性和水不溶性的药物。虽然在某些情况中，活性剂通过经周围黏膜吸收进入血液而可能具有全身活性，但是可以包含在本发明的控释制剂中的局部活性剂预期在所使用的环境(例如口腔)中发挥其效应。
局部活性剂包括抗真菌药(例如，两性霉素B、克霉唑、制霉菌素、酮康唑、咪康唑(miconazol)等)、抗生素(青霉素类、头孢菌素类、红霉素、四环素、氨基糖苷类等)、抗病毒药(例如，阿昔洛韦、碘苷等)、呼吸清新剂(breath fresheners)(例如叶绿素)、镇咳剂(例如盐酸美沙芬)、抗龋化合物(例如，金属氟化物、单氟磷酸钠、氟化亚锡、氟化胺)、镇痛剂(例如，水杨酸甲酯、水杨酸等)、局部麻醉剂(例如苯佐卡因)、口腔杀菌剂(例如，洗必泰及其盐、己基间苯二酚、地喹氯铵(dequalinium chloride)、氯化十六烷基吡啶)、抗炎药(例如，地塞米松、倍他米松、强的松、强的松龙、曲安西龙(triamcinolone)、氢化可的松等)、激素药(雌三醇)、抗蚀斑药(antiplaque)(例如，洗必泰及其盐、奥替尼啶和百里酚、薄荷脑、水杨酸甲酯(methysalicylate)、桉树脑(eucalyptol)的混合物)、酸度还原剂(例如，缓冲剂，如磷酸一氢钾、碳酸钙、碳酸氢钠、氢氧化钠和氢氧化钾等)和牙齿脱敏剂(例如硝酸钾)。该列表并不意味着是排他性的。本发明的固体制剂也可能包含其它局部活性剂，如香料和甜味剂。一般来说，可以使用Chemicals Used in Food Processing，pub 1274 bythe National Academy of Sciences，第63-258页所述的任何调味剂或食品添加剂。一般来说，最终产品可以包含大约0.1重量％-大约5重量％的香料。
本发明的片剂也可能包含有效量的着色剂(例如，二氧化钛，F.D.&C.和D.&C.染料；参见Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology，Vol.5，第857-884页，本文引入作为参考)、稳定剂、粘合剂、气味控制剂和防腐剂。
可选择地，可以在不压缩的其它应用中使用该新的赋形剂。例如，造粒可以与活性成分混合，然后将混合物填入胶囊中。造粒可以进一步模制成通常的片剂相关形状之外的形状。例如，造粒连同活性成分一起可以模制为“适配”于使用环境的特定区域(例如植入物)。本领域的技术人员可以设想到所有这样的用途，且这些用途被视为包含在所附的权利要求书的范围之内。
在本发明的进一步的实施方式中，使用一种以上的压缩性增强剂。因此，例如，使用两种或多种压缩性增强剂，其提供通过不同机制发挥的效应。
实施例 实施例1苏糖酸镁的制备 根据Wei等人，J.Org.Chem.50，3462-3467(1985)所述的程序，首先由264g(1.5摩尔)的维生素C、300g(3摩尔)碳酸钙和600mL的30体积％的H2O2制备苏糖酸钙。在～90℃下，将制备的苏糖酸钙再溶解于～3L的水中。产生的溶液冷却至～50℃，然后倒入装有～3L清洁的Amberlite IR-120强酸性树脂的3英寸直径的柱中，同时该柱用水连续洗脱。收集具有低于大约4.5的pH值的包含苏糖酸的部分。合并苏糖酸部分(～7至～8L)，并在～50至～60℃搅拌。以小量向苏糖酸添加Mg(OH)2粉末，直到pH值达到7。过滤产生的溶液，并在～50℃通过旋转蒸发浓缩到～700至～800mL的最终体积。冷却该浓缩溶液至室温，过滤以除去任何痕量的不溶性物质，然后转移到5L的三颈圆底烧瓶中并机械搅拌。向产生的溶液添加大约4L的甲醇以沉淀出白色固体产物苏糖酸镁。通过减压过滤收集固体，然后在50℃、高真空干燥2天以产生194g的苏糖酸镁白色固体。元素分析表明，该物质每摩尔苏糖酸镁包含1摩尔水。
实施例2口味比较 在双盲试验中，对9男7女、年龄在20-22岁的16个志愿者中的每个人给予1玻璃杯包含含有50重量％的葡萄糖酸镁、25重量％的乳酸镁和25重量％的柠檬酸镁的混合物的脱脂牛奶的组合物(组合物1)，其具有50mM总浓度的与混合物相关的元素镁；和1玻璃杯包含脱脂牛奶和葡萄糖酸镁的组合物(组合物2)，其具有50mM总浓度的与葡萄糖酸镁相关的元素镁。每个志愿者都被要求品尝两种组合物并说明他或她对于某一种或另一种的偏爱或两种都不喜欢。如图1所示，大多数受试者(87.5％)偏爱组合物1，少数的受试者(12.5％)偏爱组合物2。
实施例3镁吸收率的增强 将50只3个月大、雄性Sprague Dawley(SD)大鼠分为每组10只的5组。具有该鼠龄和更老的大鼠被认为是成年。将每只大鼠安置于装备有尿和粪便收集孔的单独的代谢笼中。保持所有的大鼠在具有每天从下午08:00到上午08:00的黑暗周期的温度控制的房间(22℃-25℃)中。从第1天直到第3天，每天喂养每只大鼠15g不含镁的食物和去离子水。从第4天直到第10天，按照各大鼠在5个组(组1-4和对照组)中的哪一组，每天喂养各大鼠15g不含镁的食物和在不同的介质中含有12mM的葡萄糖酸镁的5种不同组合物(组合物1-4和对照组合物)中的一种。对于组合物1和组1，介质是脱脂牛奶；对于组合物2和组2，介质是通过用水稀释奶粉由奶粉制备的牛奶，以获得类似于脱脂牛奶的组合物；对于组合物3和组3，介质是水中的1％奶油；对于组合物4和组4，介质是包含5重量％的乳糖的水；对于对照组合物和对照组，介质是水。日消耗的葡萄糖酸镁溶液的平均体积是大约35mL，相当于大约10mg/天/大鼠的与镁-反离子化合物(在这里是葡萄糖酸镁)相关的元素镁的剂量(“元素镁剂量”)。从第11天直到第12天，每天喂养每只大鼠15g不含镁的食物和去离子水。
从第4天直到第10天，每天收集各只大鼠的尿液。然后将从各只大鼠收集的尿液集中起来，记录从各只大鼠集中的尿液的总体积。使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)分析来自各只大鼠的大约500毫升集中尿液的镁含量。从第5天直到第11天，每天收集各只大鼠的粪便。将从各只大鼠收集的粪便集中起来，对集中的粪便称重，并使其均质化。使用ICP-AES分析来自各只大鼠的0.5g集中粪便的镁含量。
使用公式计算每只大鼠的镁的吸收率。所用的公式为Y＝AX-B，其中X是镁的日平均总摄入量，Y是镁的日平均净吸收量，通过X减去日平均从粪便排泄的镁的量来计算，B是当镁摄入量是零时日平均从粪便排出的镁的量，而斜率A代表镁的吸收率。绘制除去最佳点和最差点的与10只大鼠的各组中的每只大鼠相关的数据点(X、Y)。然后使用线性回归获得与组1-4中各个组相关、因而与组合物1-4中的各种相关的A值(镁吸收率)。也使用线性回归获得与对照组相关、因而与对照组合物相关的A值(镁吸收率)，其重新标记为A0。
根据组合物1-4的镁的吸收率，使用公式分别计算组合物1-4中的各种相对于对照组合物的镁吸收率的增加百分率。使用的公式是[(A-A0)/A0]×100％。如图2所示，与组合物1-4中的各种相对的镁吸收率相对于对照组合物的镁吸收率都有增加。
实施例4镁吸收率的提高 将50重量％的葡萄糖酸镁、25重量％的乳酸镁和25重量％的柠檬酸镁的混合物溶于水，以提供具有50mM总浓度的与混合物相关的元素镁的对照组合物(称为对照组合物)。将50重量％的葡萄糖酸镁、25重量％的乳酸镁和25重量％的柠檬酸镁的混合物溶于脱脂牛奶以提供具有50mM总浓度的与混合物相关的元素镁的组合物(组合物1)。以实施例3所述的方式确定对于各种组合物的大鼠镁吸收率。图3图示描述了与每种组合物相关的镁的吸收率。如图所示，与组合物1相关的镁的吸收率大于与对照组合物相关的镁的吸收率。
实施例5不同剂量时镁吸收率的比较 如以实施例3所述的方式所确定的，对于基于特定的镁-反离子化合物和特定的介质的3种不同的组合物进行大鼠的镁吸收率的比较。组合物1基于氯化镁和水；组合物2基于葡萄糖酸镁和脱脂牛奶；组合物3基于葡萄糖酸镁和包含5重量％的乳糖的水。组合物1、2和3中的每一种组合物以两种不同的元素镁浓度制备，其中一种提供与镁-反离子化合物相关的元素镁的12mM的总浓度，其相当于10mg/天/大鼠的镁元素总摄入量或剂量；另一种提供与镁-反离子化合物相关的元素镁的36mM的总浓度，其相当于30mg/天/大鼠的镁元素总摄入量或剂量。以实施例3所述的方式，确定对于处于每种浓度水平的每种组合物的大鼠的镁吸收率。图4图示地描述了与每种浓度水平的每种组合物相关的镁吸收率。如图所示，与组合物2和3中的每一种相关的镁吸收率高于与组合物1相关的镁吸收率。
实施例6不同剂量时镁的吸收率的比较 如以实施例3所述的方式所确定的，对于基于特定的镁-反离子组合物和特定的介质的2种不同的组合物进行大鼠的镁吸收率的比较。组合物1基于氯化镁和水，组合物2基于苏糖酸镁和水。组合物1和2中的每一种以两种不同的元素镁浓度制备，一种提供与镁-反离子化合物相关的元素镁的12mM的总浓度，其相当于10mg/天/大鼠的镁元素总摄入量或剂量；另一种提供与镁-反离子化合物相关的元素镁的36mM的总浓度，其相当于30mg/天/大鼠的镁元素总摄入量或剂量。以实施例3所述的方式，确定对于处于每种浓度水平的每种组合物的大鼠的镁吸收率。图5图示地描述了与每种浓度水平的每种组合物的相关的镁吸收率。如图所示，在各个摄入水平，与组合物2相关的镁的吸收率都高于与组合物1相关的镁的吸收率；在较高的摄入水平时，这样的情况更明显。
实施例7血镁浓度的测量 将12只3个月大、雄性Sprague Dawley(SD)大鼠分为每组3只的4组。将每只大鼠安置于单独的代谢笼中，并将各代谢笼保持在具有每天从下午08:00到上午08:00的黑暗周期的温度控制的房间(22℃-25℃)内。根据各大鼠在4个组中的哪一组，每天喂养各只大鼠15g正常固体食物和不同的流体，进行3天。组合物1，氯化镁溶于水的流体，用于组1；组合物2，苏糖酸镁溶于水的流体，用于组2；组合物3，50重量％的葡萄糖酸镁、25重量％的乳酸镁和25重量％的柠檬酸镁的混合物在脱脂牛奶中的流体，用于组3；和对照组合物，去离子水，用于对照组。除了用于对照组之外和各种流体具有35mM的与所述镁-反离子化合物(用于组1的氯化镁，或用于组2的苏糖酸镁，或用于组3的镁-反离子化合物的混合物)相关的元素镁。如上所述喂养3天后，从每只大鼠的眼球后静脉取大约200μL的血液。使每个血液样品在室温下凝固过夜，然后离心以分离血清和凝血因子，接着使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析镁浓度。图6分别显示与组合物1-3和对照组合物中的每一种相关的平均血清镁浓度。如图所示，与组合物2相关的血清镁浓度高于与组合物1、组合物3和对照组合物相关的血清镁浓度。
实施例8学习记忆能力的测量 对发生遗传改变以显示阿尔茨海默氏病(AD)症状的10只小鼠的组喂以含镁饮食(正常的固体食物与苏糖酸镁和水的溶液的饮食)30天。溶液中的苏糖酸镁的浓度使得溶液的正常消耗量相当于大约3mg/天/小鼠的与苏糖酸镁相关的元素镁的总摄入量。对发生遗传改变以显示阿尔茨海默氏病(AD)症状的10只小鼠的另一组(对照组)喂养对照饮食(正常的固体食物和水)30天。
在如上所述喂养的30天的最后一天，根据如目前所描述的改良的Morris水迷宫试验(Morris等人，Nature 297，681-683(1982))训练并测试每组小鼠。使用的水池是具有30厘米的水高度和水温度保持在～22℃的圆形金属罐(150厘米直径，50厘米深)水池。将水池放置于适度光照的区域，且环绕黑色的帘子。丙烯酸平台(直径为15厘米)放置于水池的一个象限的中间的水面下2厘米，与水池的中央和边缘等距。将提示(cue)放于水池外面以使得迷宫中的小鼠可以看到，从而允许小鼠使用它作为空间定位的标志。在整个测试阶段保持提示不变。
在训练和测试期的第一天，池水是透明的，从而平台可见。训练每只小鼠游向平台，并站在平台上以免沉没于水池中。每只小鼠经受测验，接着是1小时的间隔，接着再一次测验，如此总共5次测验。在各次测验中，在从三个可能的起始位置中随机选择的起始或释放位置用手将受试小鼠放于水池中。小鼠需要找到平台以免沉没于水池中。如果小鼠找到平台，允许它在回到笼子前停留30秒。对于每次测验，记录小鼠找到平台花费的时间，称为“逃避潜伏期”。
在训练和测试期的第二天，向池水中加入少量牛奶，使得水池是不透明的，且平台不再可见。每只小鼠经受测验，接着是1小时的间隔，接着再一次测验，如此总共5次测验。每次测验如训练和测试期的第一天所述。再一次，放于水池中的每只受试小鼠需要找到平台以免沉没于水池。记录小鼠找到平台需要的时间或逃避潜伏期，并作为小鼠的短期空间记忆和学习能力的量度。较短的逃避潜伏期与较好的学习和记忆能力相关。如果小鼠在90秒内无法找到平台，它被引导到平台上并置于其上30秒，此时测验结束并给予该小鼠的该次测验90秒的最大逃避潜伏期评分。
如训练和测试期的第二天所述的方式，两组小鼠再经受更多天的训练和测试。对于训练和测试期第2-6天的每一天计算每组小鼠5次测验的平均逃避潜伏期。图7B显示针对训练和测试期间相关的天数绘制的这些平均逃避潜伏期结果的图形表示。如图所示，随着训练和测试的天数增加，每组小鼠的平均逃避潜伏期减少。如图所示，在训练和测试期的第三天和之后的各天，镁强化饮食组的小鼠表现优于对照组小鼠。
实施例9短期空间记忆能力改善的测量 将20只2个月大、雄性Sprague Dawley(SD)大鼠饲养在具有每天从下午08:00到上午08:00的黑暗周期的温度控制的房间(22℃-25℃)中。按照受限制的饲养时间表每天喂养每只大鼠正常的固体食物和饮用水，以保持自由饲养重量的85％。根据一种涉及位于光线充足的实验室的地板上方一米的迷宫的T字迷宫试验版本(Dudchenko，Behav.Neurosci.115，850-860(2001))测试每只大鼠，含有作为测试期间对于大鼠的地标的各种显著的远端迷宫外线索。在训练和试验期开始前7天以上的时间内，处理每只大鼠并使其习惯于迷宫和Kellogg′s Froot Loop谷物(Kellogg′s Froot Loop cereal)。
在8天的训练和试验期，按照受限制的饲养时间表每天喂养每只大鼠正常的固体食物和饮用水，以保持自由饲养重量的85％。每只小鼠经受一次测验，接着是10分钟的间隔，接着再一次测验，如此总共一天6次测验。在每次测验中，每只大鼠在迷宫中穿过示例行程(samplerun)，接着是15秒的间隔，接着在迷宫进行选择行程。在示例行程中，根据伪随机序列(具有相等数量的左转和右转，且在同一方向不具有超过两次的连续转弯)，受试大鼠由于障碍的存在被迫向左边或右边。作为奖励，在行程末端的食物孔中可以获得Froot Loop谷物，而不管是否利用障碍取得的方向。在选择行程中，除去在前面的示例行程中出现的障碍，并允许大鼠选择向左或向右。作为奖励，只有当大鼠通过选择与在前面的示例行程中采取的方向相反的方向而作出“正确选择”时，在行程末端的食物孔中可以获得Froot Loop谷物。在8天的训练和试验期之后，每只大鼠达到渐近的选择准确性水平或每批测验次数中正确的选择次数达到大约90％，表明对于任务获得与工作记忆的相等的能力。
一旦如上文所述经过训练和测试，将大鼠分为每组10只的2组。一组(对照组)喂以对照饮食，与训练和试验期相同的日常饮食，其包括按照受限制的饲养时间表的正常的固体食物和饮用水，以保持自由饲养重量的85％。另一组按照受限制的饲养时间表喂以镁饮食，除了以苏糖酸镁的水溶液(55mM)取代饮用水之外同样的饮食，以保持自由饲养重量的85％。平均而言，后一组的每只大鼠每天饮大约30mL的溶液，这相当于大约40mg/天/小鼠或大约133mg/千克体重/天的与苏糖酸镁相关的元素镁的总摄入量。
在两组大鼠饲养的第1天(指定为第0天)，如刚才所述，每只大鼠经历一次测验的初步测试，接着是10分钟的间隔，接着另一次测验，如此1天总共4次测验。在每次测验中，每只大鼠在上述的T字迷宫中经历示例行程，接着是15秒的间隔，接着在迷宫经历选择行程。在这次初步测试中，确定每只大鼠的选择准确性水平或作出的正确的选择的次数c0相对于测试中的测验次数n0的比例。在两组大鼠饲养的第5天，根据刚才所述的饲养方案，每只大鼠接受与初步测试所述的另一次测试，以确认大鼠还记得如何完成测验。在接下来的一天第6天(指定为第6天)以及根据同样的饲养方案饲养的此后的每个第6天，每只大鼠每天经历如上所述的4次测验，只是使用5分钟的间隔代替15秒的间隔。在这样的测试的每一天(第i天)，确定每只大鼠的选择的准确性水平或相对于测试中的测验数目ni的正确选择ci的比例。另外，根据如下提出的公式，相对于初步测试确定的选择的准确性水平确定每只大鼠的准确性水平增加的百分比。
选择的准确性水平增加的百分比被认为是大鼠的短期工作记忆和学习能力提高的量度。
对于对照组大鼠和另一组的大鼠计算与初步测试之后的各测试日相关的结果的平均改进百分比。图7A显示含镁饮食或对照饮食中这些平均值相对于天数的图形表示。如图所示，在测试的第一周，与对照组大鼠相关的平均值和与其它组相关的平均值之间没有显著差异(p值＞0.05)。此后，尽管在与对照组大鼠相关的平均值中没有很大变化，但如由与含镁饮食大鼠的第12天直到第24天相关的平均值所示，与后一组大鼠相关的平均值有显著增加，第24天显示73％的差异(p值＜0.05)。
实施例10镁补充对于识别记忆的效应 在本实施例中，测试了镁补充对于识别记忆的效应。在这些实验中使用3组大鼠1)年轻大鼠(3个月大)；年老大鼠(12-14个月大)和3)镁治疗的年老大鼠(12-14个月大，从8个月起饮食补充以6mg/kg的氯化镁)。在行为实验的开始时使用未进行实验的雌性Sprague-Dawley年轻(2个月大)、年老(12-14月大)和年老(22-24月大)大鼠(Charles River)。它们每两只圈养在能够持续接触食物和水、具有上午8:00光照开始的12:12光照-黑暗周期的笼子中。通过用二甲苯胺蓝的比色法(xylidyl blue)(Thomas，1998)(Anilytics Incorporated，MD)测定对照大鼠和镁治疗大鼠的CSF的Mg2+水平。所有涉及动物的实验经Massachusetts Institute of Technology’s和Tsinghua UniversityCommittees on Animal Care的批准。
在训练中使用物体单接触的物体识别试验测试3组大鼠的识别记忆。任务是根据啮齿动物探究新物体的自然趋势并测试动物区分新的物体和熟悉的物体的记忆能力。这种记忆类型显示与年龄相关的下降，且与突触可塑性下降相关。
简单地说，在2周的时间内，大鼠首先单独习惯于人员，然后习惯于开放场地。然后使得大鼠探究置于场地中的固定位置的两个相同的物体，直到它们积累了30秒的总的检查时间(其中，这定义为主动探究，用鼻子和/或前爪嗅或接触物体)或最多20分钟的时间。大鼠回到场地进行保留测试，并允许其探索另外30秒。保留间隔为10分钟和24小时。在试验之间，用20％的乙醇溶液彻底清洗物体，以确保没有嗅觉线索。随机确定对于给定试验的特定物体，但每个物体只用于每只大鼠的一次试验。熟悉物体的记忆与增加的新物体的探究相关，且探究指数(正确的百分比)计算为新的物体检查时间/30。
如图8所示，相比年轻大鼠和补充镁的年老大鼠，年老的大鼠在10分钟的保留间隔时表现出较低的新物体探究偏好。这表明，年老大鼠相比于年轻大鼠具有学习/记忆损害。这些结果也表明，镁治疗的年老大鼠具有与年轻大鼠相同程度的新物体探究偏好(P＜0.0001)。
24小时后，所有组失去其辨别新物体和熟悉物体的能力。在训练阶段(5分钟)，两组年老大鼠对于两个物体显示相似的总探究时间(P＞0.4)。这表明在探究时间上的差别无法解释镁治疗和未治疗的年老大鼠之间的差异。
实施例11液体和食料镁补充对于记忆巩固的效应 在本实施例中，研究镁补充对于记忆巩固的效应。本发明者在开始保留测试之前，使用10分钟间隔的两个训练阶段(图9)。基本上如同实施例10一样进行训练、大鼠选择和镁补充。间隔训练后，所有3组大鼠(年轻的、年老的和镁补充的年老的)在10分钟保留间隔时显示对新物体的类似的偏好，这表明年老大鼠仍然能够执行具有多个训练测验的任务。然而，在24小时保留间隔时，未治疗的年老大鼠没有显示对新物体的偏好(P＜0.005)，而镁治疗的年老大鼠保留高水平的偏好。这些结果表明镁治疗在预防年老大鼠的年龄相关的识别记忆下降方面的有效性。
也使用乳糖补充的镁确定接受镁补充大鼠的短期记忆的增强。对于这些实验，将上述的镁混合物(葡萄糖酸镁、乳酸镁和柠檬酸镁)和5％的乳糖添加到待测试的大鼠的饮用水(40mg镁/天)中。治疗一周后，基本上如实施例10所述，采用新物体识别测试确定短期记忆。该实验具有类似牛奶中的镁补充的结果，因而确定乳糖是牛奶中的吸收增强因子。结果如图11所示。这些结果表明接受镁补充的大鼠花更多的时间检查新的物体，这表明短期记忆的改善。
在类似的实验中，大鼠喂以苏糖酸镁补充的巧克力。允许这些大鼠无限制地获得其正常饮食。除了在短暂的测试期外，可在任何时候获得水。这些大鼠在实验开始时大约6个月大。45mg的小球分配器(ENV-203)放置于各食物槽后面。大鼠能够接触镁组合物补充的巧克力球，使得在大鼠食用时，巧克力球提供每天20-40mg的元素镁。
实施例12镁补充对于空间工作记忆的效应 使用3组动物(年轻的、年老的和镁补充的年老的大鼠)。动物和饮食如实施例10所述。使用T字迷宫不匹配空间任务(non-matching-to-place task)评估空间工作记忆。简言之，按照受限制的饲养时间表以其85％的自由饲养重量饲养大鼠。首先以升高的T字迷宫评估空间工作记忆。迷宫位于含有各种显著的远端迷宫外提示的光线充足的实验室的地板以上一米。处理大鼠10天使其习惯于迷宫，并在测试之前处理大鼠数天使其习惯于Froot

谷物。每次试验由示例行程和选择行程组成，在训练和模式完成任务的过程中具有15秒的延迟间隔。在示例行程中，根据伪随机序列(每个期间具有相等数量的左转和右转，及在同一方向的连续转向不超过两次)，由于障碍的存在大鼠被迫向左或向右。在臂末端的食品孔中可以获得谷物奖励。然后除去障碍，允许大鼠自由选择任何一个臂。对选择以前未去过的臂的动物给予奖励。大鼠以10分钟的测验间间隔进行一次测验。各个日测验期(session)由6个测验组成。
大鼠以奖励强迫选择交替的任务连续测试10天。在各个日测验期记录正确选择(交替)的比例。在本发明者的实验中，动物很可能使用空间策略，因为当迷宫旋转180度时，动物去向通过非自我中心的而不是以自我中心的信息预测的臂(数据未显示)。相比于年轻的大鼠，年老的大鼠在不匹配空间任务中显示受损的学习(图10，左图，15秒延迟)。镁治疗的年老大鼠在第一次测验表现得明显更好(p＜0.05)。8天训练后，所有三组达到～94％的渐近的选择准确性水平，这表明相等的任务获取的能力。然后，通过示例测验和选择测验之间的逐步增加的延迟测试空间工作记忆(图10，右图)。在经过不同的延迟的年轻和年老大鼠之间没有明显的差异(p＞0.05)，而镁治疗在2-5分钟的延迟时显著提高年老大鼠的表现(p＜0.05)。因此，虽然由T-迷宫评估的空间工作记忆没有随老化而下降，但镁治疗的年老大鼠已增强了空间工作和短期记忆。
实施例13苏糖酸镁对年老大鼠的学习和记忆的效应 为测试苏糖酸镁的摄入是否导致工作记忆改善，检查了具有严重的记忆缺乏的年老(22-24个月大)大鼠的学习和记忆。24只年老大鼠训练10天以进行升高的T字迷宫测验(在前面的实施例描述过)。通过具有逐渐增加的延迟的示例则验和选择测验之间的选择准确度评价它们的工作记忆。为了确保镁治疗开始前对照组和镁治疗组之间具有类似的平均工作记忆，在训练结束时将动物随机分为两组。然后，对镁治疗组大鼠的引用水补充苏糖酸镁(100mg/kg/日)。每6天评估镁治疗对于大鼠工作记忆的效应(图7C)。
对照组的选择准确性在重复采样过程中持续下降。然而，开始苏糖酸镁治疗12天之后，与较长的延迟有关的镁治疗组的选择准确性开始增加，并在第24天达到最大值(P＜0.05，N＝12)。这些数据表明，苏糖酸镁提高工作记忆。
为确定镁治疗是否引发记忆衰退的逆转或一般的记忆增强，本发明者测试了镁治疗对于年轻大鼠(2个月大)的效力。使用与用于年老大鼠类似的实验程序，数据表明相比于具有稳定表现的未治疗的大鼠对照组，苏糖酸镁大大提高了年轻的大鼠在5分钟延迟时间点的工作记忆(图7C)。因此，提高镁的摄取普遍增强年轻和年老大鼠的工作记忆。
将20只2个月大、雄性Sprague Dawley(SD)大鼠在具有每天从下午08:00到上午08:00的黑暗周期的温度控制的房间(22℃-25℃)中饲养。按照受限制的饲养时间表每天喂养每只大鼠正常的固体食物和饮用水的日常饮食，以保持自由饲养重量的85％。根据一种涉及位于光线充足的实验室的地板以上一米的迷宫的T字迷宫试验(Dudchenko，Behav.Neurosci.115，850-860(2001))测试每只大鼠，，实验室含有作为测试期间大鼠的地标发挥作用的各种显著的远端迷宫外提示。在训练和试验期开始前7天以上的时间内，处理每只大鼠并使其习惯于迷宫和Kellogg′s Froot Loop谷物。
在8天的训练和试验期中，按照受限制的饲养时间表每天喂养每只大鼠正常的固体食物和饮用水的日常饮食，以保持自由饲喂重量的85％。每只小鼠经受一次测验，接着是10分钟的间隔，接着再一次测验，如此总共一天6次测验。在每次测验中，每只大鼠在迷宫中经历示例行程，接着是15秒的间隔，接着在迷宫经历选择行程。在示例行程中，根据伪随机序列(具有相等数量的左转和右转，及在同一方向的连续转向不超过两次)，受试大鼠由于障碍的存在被迫向左边或右边。作为奖励，不管利用障碍采取的方向，在行程末端的食物孔中可以获得FrootLoop谷物。在选择行程中，除去在前面的示例行程中存在的障碍，且允许大鼠选择到向左或向右。作为奖励，只有当大鼠已通过选择与在前面的示例行程中采取的方向相反的方向而作出“正确选择”，在行程末端的食物孔中才可以获得Froot Loop谷物。在8天的训练和试验期之后，每只大鼠达到渐近的选择准确性水平或达到相对于试验次数的大约90％的正确选择次数，表明对于任务获得与工作记忆的相等的能力。
一旦如上文所述进行训练和测试，将大鼠分为每组10只的2组。一组(对照组)喂以对照饮食，与训练和试验期相同的日常饮食，其包括按照受限制的饲养时间表的正常的固体食物和饮用水以保持自由饲养的重量的85％。另一组喂以镁饮食，除了以苏糖酸镁的水溶液(55mM)取代饮用水之外同样的日常饮食，按照受限制的饲养时间表以保持自由饲养的重量的85％。平均而言，后一组的每只大鼠每天饮大约30mL的溶液，这相当于大约40mg/天/小鼠或大约133mg/千克体重/天的与苏糖酸镁相关的元素镁的总摄入量。
在如刚才所述分两组饲养的第1天(指定为第0天)，每只大鼠经历一次测验的初步测试，接着是10分钟的间隔，接着另一次测验，如此1天总共4次测验。在每次测验中，每只大鼠在上述的T字迷宫中经历示例行程，接着是5分钟的间隔，接着在迷宫中经历选择行程。在根据刚才所述的饲养方案分两组饲养的第5天，每只大鼠接受如初步测试所述的另一次测试，以确认大鼠还记得如何完成测验。在接下来的一天第6天(指定为第6天)以及根据同样的饲养方案饲养的此后每个第6天，每只大鼠如上所述每天经历4次测验。在这样的测试的各天(第i天)，确定每只大鼠的选择准确性水平或相对于测试中的测验数作出正确选择的比例。
对于对照组大鼠和镁治疗组的大鼠，计算与初步测试之后的各测试日的选择准确度的平均百分比。图7A显示相对于天数的这两组之间关于含镁饮食或对照饮食的差别。如图所示，开始于含镁饮食的大致第12天直到第24天，与含镁饮食组的大鼠相关的平均值具有明显增加，第24天显示25％的增加(p值＜0.05)。类似的现象出现于镁治疗的年老的动物(17月大)(图7C)。
实施例14苏糖酸镁对工作记忆的效应 已证实镁治疗提高工作记忆，使用Morris水迷宫进行进一步的试验以确定苏糖酸镁是否导致年轻和年老大鼠的长期记忆改善。对于这些实验，在镁治疗组对饮用水补充苏糖酸镁(100mg/kg/天)。简单地说，在T字迷宫工作记忆测试中观察到显著性差异之后，Morris水迷宫任务用来研究空间学习和记忆，且该方法基本如前所述，具有小的改动。水池是直径150厘米、50厘米深圆形金属罐、填充有30厘米高的水。水温保持在～22℃。丙烯酸平台(直径为15厘米)放于水池中，上表面在水面下2厘米，使得水池中的大鼠不能目视定位它。设置水池在适度照明的，用黑色窗帘制成的圆形围栏中，其中有几个的迷宫外的具有不同的形状(sharp)和颜色的提示(2个用于年轻大鼠，4个用于年老大鼠)。这些都是从水池内可见的，且可以被大鼠用于空间定位。在整个测试期间这些提示保持不变。
年轻大鼠1天以1小时的测验间隔的经历8次测验训练。对于年老大鼠，训练阶段分为2天，5次测验在第1天，及3次测验在第2天，测验间隔也是1小时。用手将每只大鼠放于水中，使得它在3个起始位置中的一个面向池壁。随机选择这些位置的顺序。设置平台位于水池的一个象限的中间，与水池的中央和边缘等距。如果大鼠发现平台，允许它停留30秒，然后回到笼子。如果大鼠在90秒内无法找到平台，它被引导到平台并置于其上30秒，测验结束并给予该次测验90秒的最大逃避潜伏期评分。在每次测验中，使用视频系统Ethovision(Nadolus)记录对于隐藏的平台的目标潜伏期。
在训练阶段的最后测验之后1小时(第一空间觅向能力测试(probetrial))和24小时(第二空间觅向能力测试)进行空间觅向能力测试(也是记忆保持测验)。在空间觅向能力测试中，除去平台，将每只大鼠放于水池中30秒。使用相同的视频系统测量在目标象限(在训练期间中平台定位其中的象限)中花费的总时间以及游泳速度。
完成空间觅向能力测试后，大鼠接受部分提示测试来评价它们在不完整信息的基础上重新恢复记忆的能力。第一大鼠接受其中平台放回到训练阶段的同样的位置的再训练。在大鼠记起平台的位置后，调整提示以使得只有一个提示保留在实验系统中，并记录在这种环境中大鼠的逃避潜伏期。然后，进行全提示试验，并记录逃避潜伏期。
对于这些实验，大鼠和饮食基本上与实施例13所述的一样。在训练期间，在年轻组和年老组中对照大鼠和苏糖酸镁治疗的大鼠的表现都逐步得到改善(图12)。然而，镁治疗的大鼠学习速度快于对照大鼠(ANOVA检验，年轻的F(7，215)＝17.07，p＜0.001，n＝15；年老的F(7，215)＝17.11，p＜0.001，n＝15)。
在训练结束后1小时进行的空间觅向能力测试中(当移除平台并允许大鼠寻找60秒时)，所有4组大鼠(年轻的、镁治疗的年轻的、年老的、镁治疗的年老的)显示对于训练象限的偏好(年轻的，图13，左图，p＜0.001；年老的，图13，右图，p＜0.001)，这表明年轻和年老的组能够同样地记住平台的位置。
为测试大鼠的长期空间记忆，在训练后延迟空间觅向能力测试24小时。年轻和年老组中的对照大鼠失去了其对于训练象限的偏好(p＞0.25)，而镁治疗的年轻的(图13，左图)和年老的(图13，右图)大鼠保留其象限偏好(年轻大鼠p＜0.001；年老大鼠p＜0.01)。从游泳速度和对于可视平台的逃避潜伏期来判断，视觉和运动功能在两组大鼠中同样有效(年轻大鼠p＝0.83；年老大鼠p＝0.84)。因此，这些结果表明苏糖酸镁显著增强年轻和年老大鼠的海马依赖性学习和记忆。
在衰老过程中显示严重下降的生物记忆系统的另一种关键功能是模式完成(pattern completion)-在不完整信息的基础上重新恢复记忆的能力。本发明者研究了在水迷宫测试过程中空间记忆回忆对于远端提示完整性的依赖。对经历水迷宫训练期的年老大鼠进行模式完成实验(图14)。在水迷宫中，镁治疗的年老大鼠在部分提示条件下比对照年老大鼠表现更好(图14)。在水迷宫中，镁治疗的大鼠在全提示条件下和部分提示条件下具有类似的逃避潜伏期(P＝0.75)，而对照年老大鼠的逃避潜伏期在部分提示条件下显著增加(图14，p＜0.05)。这些结果表明，苏糖酸镁治疗对于改善年老大鼠记忆恢复是有效的。
实施例15苏糖酸镁对于小鼠阿尔茨海默氏病(AD)模型中的效应 在本实施例中，分析苏糖酸镁对于AD的治疗潜力。对于这些实验，这里利用[插入小鼠品系参数-包括对照、6月/13个月，]。对AD小鼠给予3mg/天的苏糖酸镁(MgT)形式的元素镁。对于这些实验，使用Morris水迷宫试验对大鼠进行测试，基本上如前面的实施例所述。结果如图15所示。
在训练期间，在年轻小鼠中，对照、AD和苏糖酸镁治疗的AD小鼠的表现逐步改善(图15，图A)。但是，用MgT治疗年轻AD小鼠表现出与对照小鼠类似的学习进展。在训练期间，年老的AD小鼠显示没有改善，但是，对照和MgT治疗的AD小鼠在训练期间确实显示出改善(图15，图C)。这表明，在年轻和年老的小鼠中，MgT学习过程中有效对抗AD的效应。
年轻的对照小鼠、年轻的MgT治疗的AD小鼠和年老的MgT治疗的AD小鼠显示对于训练象限的偏好(图15，图B和D)。这些结果显示出一些情况。首先，结果表明年轻和年老组能够同样地记忆平台的位置。第二，结果表明MgT治疗能够对抗AD对于长期空间记忆的效应。
实施例16苏糖酸镁与抗AD药物的比较 已证明MgT治疗对抗AD效应的有效性，因而进行了与其它抗AD药物的比较。在本实施例中，苏糖酸镁治疗AD的效力与其它抗AD药物的效力进行比较。对于这些实验，小鼠(13个月的鼠龄)和苏糖酸镁的补充基本上如实施例14所述。分别向小鼠施用名为安忆欣和美金刚胺的两种已知的抗AD药物。对于这些实验，使用Morris水迷宫试验测试小鼠的学习和记忆的效应，基本上如前面的实施例所述。结果如图16所示。
最初，在接受任何试验化合物的治疗的WT小鼠和AD小鼠之间很少有差异。然而，用MgT和美金刚胺治疗的AD小鼠显示类似的效果，两者对于减轻AD对学习能力的效应都比安忆欣更好(图16，图A和B)。
实施例17年老大鼠中短期记忆与镁的摄入量的相关性 在本实施例中，在年老大鼠(12-14个月大)中测试镁补充对于识别记忆的效应。在行为实验开始时使用未进行过实验的雄性Sprague-Dawley大鼠(Charles River)。它们每两只圈养在能够持续接触食物和水、具有上午8:00光照开始的12:12光照-黑暗周期的笼子中。通过在其饮用水中加入来自食物和镁补充剂(苏糖酸镁)的总镁确定总的镁摄入量/鼠。
使用在训练中单接触物体的物体识别测试测试大鼠的识别记忆。任务是基于啮齿动物探究新物体的自然倾向并测试动物区分新的物体和熟悉的物体的记忆能力。这种记忆类型显示与年龄相关的下降，且与突触可塑性下降相关。
简单地说，在2周的期间内，大鼠首先单独地习惯于人员，然后习惯于开放场地。然后允许大鼠探究置于场地的固定位置的两个相同的物体，直到他们积累了30秒的总检查时间(其中，这定义为主动探究，用鼻子和/或前爪嗅或接触物体)或最多20分钟的时间。大鼠回到场地进行保留测试，并使其探究另外30秒的时间。对于短期记忆测试，保留间隔为10分钟。在试验之间，用20％的乙醇溶液彻底清洗物体，以确保没有嗅觉线索。随机确定对于给定测验的特定物体，但每个物体只用于每只大鼠的一次测验。熟悉的物体的记忆与增加的新物体探究相关。
如图19所示，相比于对照组中的大鼠(通过空白的正方形表示；n＝10)，用镁化合物治疗的动物(通过填充的正方形表示；n＝9)表现出较高的对新物体的探究偏好，这表明其短期记忆的改善。更重要的是，改善程度与它们的镁补充摄入量强烈相关(p＜0.01)。该实验清楚地表明，具有较高的镁总摄入的动物具有较好的短期记忆。
实施例18AD小鼠中短期记忆与血浆镁浓度之间的相关性 在本实施例中，确定AD小鼠中短期记忆与血浆镁浓度的相关性。新物体识别试验用于评估接受镁治疗的AD小鼠的短期记忆。实验过程类似于实施例16所述，除了在每个测试中使用4个物体(3个老的和1个新的)。AD小鼠的新物体探究偏好与其血浆镁值线性相关(n＝11，p＜0.05)。结果如图20所示。
实施例16和17的意义在于，我们第一次确定认知功能改善与镁摄入线性相关，镁摄入又与血镁水平线性相关。这些结果是出乎意外的，但同样对于以下预期是合理的只有当镁摄入或血镁水平达到一定的阈值水平时，认知功能才会改善。此外，没有这些发现，本领域的技术人员不会知道，动物的认知功能可以改善到什么程度。本发明者的数据表明，只要摄入不会导致腹泻且血镁水平不超过正常血镁的分布范围的上限(即，诱导高镁血症效应)，镁摄入应在高至实际水平。因此，本发明者在这里提供对于任何合适的镁化合物确定最佳剂量范围和方案的基础，其在给定的动物物种中保持血镁浓度在正常血镁分布范围的高端。
实施例19剂量依赖方式的AD小鼠的身体运动的之间的相关性 在本实施例中，本发明者证明剂量依赖方式的AD小鼠的身体运动之间的相关性。在水迷宫试验(类似于上文的实施例8所述的测试)过程中，用摄像机监视小鼠的运动。从离线分析计算每只小鼠的游泳速度。结果如图21所示。从这些结果可以看出，7个月治疗(图21，左图)和15个月治疗(图21，右图)AD小鼠的镁治疗导致在水迷宫测试中的运动性大大增加。
实施例20接受镁补充的AD小鼠的学习和记忆功能的持续改善 在本实施例中，测试镁补充维持AD小鼠的学习和记忆功能的改善的能力。对经受遗传改变以显示阿尔茨海默氏病(AD)的症状的10只小鼠的组喂以含镁饮食(正常的固体食物与苏糖酸镁和水的溶液的饮食)。溶液中的苏糖酸镁的浓度使得溶液的正常消费量相当于大约3mg/天/小鼠的与苏糖酸镁相关的元素镁的总摄入量。对经受遗传改变以显示AD症状的10只小鼠的另一组(对照组)喂以对照饮食(非固体食物和水的饮食)。
按照所述饮食喂养60日的最后一天，如现在所述，根据改良的Morris水迷宫试验(Morris等人，Nature 297，681-683(1982))训练并测试每组小鼠。使用的水池是圆形金属罐(150厘米直径和50厘米深)中的具有30厘米水高度的水池和水温保持在～22℃。水池放置于适度光照的区域，且环绕黑色的帘子。丙烯酸平台(直径为15厘米)放于水池的一个象限的中间的水面下2厘米，与水池的中央和边缘等距。将提示放于水池外面，使得迷宫中的小鼠可以看到，允许小鼠使用它作为空间定位的地标。在整个测试阶段保持提示不变。
在训练和测试期的第一天，池水是透明的，使得平台可见。训练每只小鼠向平台游泳，并站在平台上以免沉没于水池。每只小鼠经受测验，接着是1小时的间隔，接着再一次测验，如此进行5次测验。在每次测验中，在从三个可能的起始位置随机选择的起始或释放位置用手将受试小鼠放于水池中。小鼠需要找到平台以免沉没于水池。如果小鼠找到平台，允许其在回到笼子前停留30秒。对于每次试验，记录称为“逃避潜伏期”的小鼠找到平台的时间。在训练和测试期的第二天，向池水中加入少量牛奶，使得水池不透明，且平台不再可见。每只小鼠经受测验，接着是1小时的间隔，接着再一次测验，如此进行5次测验。每次测验如训练和测试期的第一天所述。再一次，放于水池中的每只受试小鼠需要找到平台以免沉没于水池。记录小鼠找到平台需要的时间量或逃避潜伏期，并作为小鼠的短期空间记忆和学习能力的量度。较小的逃避潜伏期与较好的学习和记忆能力相关。如果小鼠在90秒内无法找到平台，它被引导到平台并置于其上30秒，于是试验结束，并给予小鼠该次测验90秒的最大的逃避潜伏期评分。
如对于训练和测试期的第二天所述的方式，两组小鼠再经受更多天数的训练和测试。对于每组小鼠的第2-6天中各天的训练和测试期计算与5次测验相关的平均逃避潜伏期。图15(图A和C)显示针对训练和测试期间的相关天数绘制的这些平均逃避潜伏期结果的图形表示。如图所示，随着训练和测试的天数增加，每组小鼠的平均逃避潜伏期减少。如图所示，在训练和测试期的第三天和之后的各天，镁强化饮食组的小鼠表现优于对照组小鼠。
为了检查镁化合物治疗的长期效应，镁治疗的AD小鼠连续接受镁饮食。在饮食开始10个月后，使用水迷宫测试评估3种小鼠的学习能力。AD小鼠完全不能找到隐藏的平台，而野生型小鼠和接受镁治疗的AD小鼠仍然可以迅速找到隐藏的平台的位置(数据未显示)。这些结果表明镁治疗在长期治疗后仍然是有效的。
最后，即使在镁治疗(经上文所述的饮食)15个月后，AD小鼠的短期记忆(使用如上所述的新物体识别测试测量)仍然与野生型对照小鼠一样良好，而没有镁治疗的AD小鼠具有非常差的短期记忆(数据未显示)。
实施例21镁补充对于抑郁的改善效应 在本实施例中，强迫游泳试验(FST)用来评估镁化合物的抗抑郁的效应。FST是最广泛使用的用于临床前(preclinically)评估抗抑郁活性的工具。测试遵循Porsolt等人，Nature，266730-2(1977)所述的方法，具有小的修改以增加其灵敏度(Cryan等人，Trends Pharmacol.Sci.，23238-45(2002))。将动物单独放入包含40厘米的22℃的水的玻璃圆筒(50厘米高、20厘米直径)。15分钟后，将它们转移到30℃的干燥环境30分钟(预试验阶段)。24小时后这些动物回到圆筒中5分钟(测试阶段)，用摄像机记录该阶段。每只大鼠用新鲜水，且清洗圆筒。在上午10点和下午3点之间进行实验。不了解动物接受的治疗和测量的不动时间的实验者进行录像带的观察。当漂浮和只做必要的运动以保持鼻孔高于水面时，大鼠被认为不动。此外，试验阶段的动物行为分为5秒时间间隔的游泳、攀登和不动，如所述(Cryan等人，2002)分析数据。
在长期苏糖酸镁的消费之后，与对照组相比，用苏糖酸镁治疗的动物的不动明显减少。有趣的是，苏糖酸镁治疗的动物的不动时间与苏糖酸镁摄入量显著相关(图22)。这些结果表明，类似于对于认知功能的效应，镁也具有剂量依赖的方式的抗抑郁作用。结果表明用于增强认知功能的镁化合物的最佳剂量范围和方案同样适用于作为抗抑郁剂的镁的利用。
实施例22接受苏糖酸镁的果蝇寿命的增加 为了检查镁对于动物寿命的效应，果蝇的两个标准的实验室纯系品种(2U和Canton S(CS)野生型果蝇)喂以苏糖酸镁(MgT)。在维持于25℃和65％湿度的、具有12小时光照/12小时黑暗周期的玻璃瓶或小瓶中饲养果蝇。2U品系饲养在冷泉港标准实验室果蝇培养基(ColdSpring Harbor’s standard laboratory fly medium)中。在标准实验室果蝇培养基的标准密度培养中饲养CS品系。通过向剧烈搅拌的70℃下正常熔化的培养基加入MgT制备镁补充培养基。用于2U品系的食物中的MgT的最终浓度分别是80、160、240和400ug/g，而用于CS品系的食物中的化合物的最终浓度分别是100、200、300和500ug/g。最初在包含4mL的食物培养基的30毫升大小的透明塑料瓶中饲养果蝇。将在羽化日新生的果蝇转移到包含不同浓度的MgT的培养基中交配2天。在此之后，将雄性和雌性果蝇在光CO2麻醉下转移到小瓶中(20/小瓶)。每次处理大约200只果蝇。每2天将果蝇转移到包含新鲜培养基的小瓶中，并每天记录死亡。对来自多个试验数据进行存活率相对于时间(图23)或寿命变化的百分率相对于食物中增加的镁量的倍数(图24)的绘图。
结果表明，镁补充的益处不仅限于认知功能——它提高了动物的整体健康。它也表明，存在最佳的镁的剂量范围。过高的剂量或体内镁水平可能会削弱益处甚至造成伤害。因此，该数据也为建立产生健康益处的最佳补充范围提供进一步支持。
实施例23测量血浆、血清或尿液镁浓度 在本实施例中，本发明者开发了一种确定镁的生理浓度的新方法。上文讨论的数据表明，相对高的体内镁水平对于最大的健康益处是重要的，但过高的镁水平可能是有害的。因此，需要个体摄采取合适的镁补充，以使得实现所需要的体内镁水平。要做到这一点，需要满足两个条件。第一是评估体内镁水平的可靠方法。第二是有效和可控的镁补充技术。在这里，本发明者披露了源自本发明者收集的数据的方法，其提供了允许本发明者实现两个条件的信息。
本发明者发现，饭后血镁水平(如[Mg]血浆)迅速上升，达到峰值，然后回落到基线水平。基线水平血镁浓度(“基础[Mg]”)表明体内的镁状态。位于或接近峰值的镁浓度随摄入的食物的数量和种类变化很大。因此，如果饭后测量血镁水平，该值可能过高且本质上是变化的。测量血镁状态的大部分临床指导方针认为在取血前没有必要禁食。这至少可以部分地解释报告的健康和不健康的受试者血镁浓度正常范围的巨大差距。
本发明者的发现的意义有两个方面。首先，禁食12小时后测量的基础血镁浓度更反映真正的体内镁状态。其次，应该优选在两餐之间进行镁补充，最优选睡觉前进行。补充剂优选是液体形式，或更优选是缓释固体形式。根本原因在于，当血液中镁的浓度达到峰值时，大部分镁经肾脏从尿液排泄。因此，优选错开用餐时间和补充时间，以便实现更持久的血镁浓度，从而有更长时间使血镁分布到组织。甚至更优选睡觉时进行镁补充。
可以以多种方法中的一种或几种方法的组合评估体内的镁状态。其它体内的镁状态的指标和检测方法包括以下1)红细胞中的细胞内离子化镁；2)骨镁含量；3)脑脊液中的镁浓度；4)舌下镁测量(例如，′Exatest′的用途是，例如，在心脏手术过程中使用的测试以确定细胞的镁水平。)；5)细胞内的游离镁；和6)核磁共振(NMR)谱。参见，Buchli和Duc，Magn.Reson.Med.3247-52(1994)。
对于本实施例，钙镁试剂(Calmagite)，一种镁离子螯合染料，用于测量碱性溶液(pH＞11)中的[Mg]血浆和[Mg]尿液(例如，参见Khayam-Bashi等人，Clin.Chem.23289-91(1977)；Abernethy和Fowler，Clin.Chem.28520-22(1982)；及Liedtke和Kroon，Clin.Chem.301801-4(1984))。一旦结合Mg2+，蓝色染料钙镁试剂形成具有～520nm处的最大吸收的粉红色的钙镁试剂-Mg2+复合物。根据朗伯-比尔定律(Lambert-Beer’s law)，0～2.5mM之间的Mg2+浓度与520nm的吸光度值线性相关。因此，可从520nm处的吸光度和标准曲线获得样品中的[Mg2+]。
对于整个本研究中的所有[Mg2+]测量，根据以上引用的参考文献制备包含的EGTA、氯化锶和AMP的钙镁试剂工作溶液。加入EGTA、氯化锶和AMP的目的是消除钙和铁的干扰。首先通过使用一系列具有已知浓度的MgSO4或MgCl2溶液(标准溶液)产生标准曲线。向石英小杯(cuvvete)中的2mL的染料工作溶液中加入小体积(50uL)的标准溶液。短暂的温孵后，使用Beckman Uv/Vis 530分光光度计测量溶液在520nm处的吸光度以给出A1。随后，向上述溶液加入5uL的150mMEDTA溶液，接着温孵1分钟以破坏镁-钙镁试剂复合物。温孵该溶液直到在520nm处的吸光度变得稳定。这种稳定的吸光度值A2是背景吸光度。通过绘制(A1-A2)相对于[Mg2+]标准的曲线产生标准曲线。按照用于产生标准曲线的同样程序测量血浆或尿液样品，除了在必要时稀释尿液样品到低于2.5mM。然后从(A1-A2)值和标准曲线获得样品的镁浓度。在3个健康的男性志愿者中，比较3种镁组合物(二甘氨酸镁、葡萄糖酸镁和牛奶中的葡萄糖酸镁(0.8mg/mL))的生物利用度。镁补充开始之前，收集志愿者的尿液样品2天。然后，要求志愿者以每次200mg镁的量每天2次服用3种镁组合物中的任一种2天，在此期间，收集尿液样品。使用上面所述的染料色方法分析所有尿液样品的镁含量。累积的尿镁排泄量用来根据报告的程序(Drenick，E.J.，等人，J Clin EndocrinolMetab，1969.29(10)第1341-8页；Lim & Jacob，Metabolism，1972.21(11)第1045-51页)，使用以下公式确定每种镁组合物的生物利用度(镁的吸收率)
其中，kx是镁的吸收率；Mgu2是具有镁补充的2天的尿镁量；Mgu1是没有镁补充的2天的尿镁量；和剂量是每天的镁摄入量。
在几个人类受试者中利用这种方法确定各种镁化合物的生物利用度的比较。本发明者收集了葡萄糖酸镁+牛奶、二甘氨酸镁和葡萄糖酸镁的数据。结果如图25所示。为了进行比较，其他人确定的其它镁化合物的生物利用度也在图25中显示。参见，Muhlbauer等人，Eur.J.Clin.Pharmacol.，40437-8(1991)；也参见Bohmer，等人，Magnes.Trace Elem.9272-8(1990)。这项研究表明，与不同反离子配对的镁之间的生物利用度有差异，而且，对于一些反离子，使用牛奶递送镁提高了生物利用度。
实施例24测量血浆、血清或尿液的镁浓度 如上所述，分别5个月大时对6只AD小鼠的2组喂以镁饮食(试验组)和正常饮食(对照组)。然后在21个月大时，使用如上所述的新物体识别测试评估两组动物的认知功能。测试后，用10％的水合氯醛(4ul/克)麻醉动物，然后经心脏(transcardially)灌注冰冷的PBS(pH7.4，不含氯化钙和氯化镁)和4％的多聚甲醛。接下来，立即除去每只动物的全脑，并在室温下在4℃后固定(postfixed)在4％多聚甲醛中2小时。在干净的盘盖中将脑干部分从全脑切除，然后放于15毫升大小的管中以测量组织的重量。向含有组织的各个管中加入8毫升浓硝酸。然后将管放于样品消化微波炉中，使用根据表1的编程三阶段消化程序消化样品。
表1.微波消化步骤 将消化后形成的透明溶液冷却到室温，然后每个转移到具有纳米纯化(NanoPure)水的单独的烧杯中。通过170℃的蒸发除去烧杯中的硝酸。然后在容量瓶中将每个烧杯中的残留物再稀释至25毫升。通过感应耦合等离子体光发射光谱(CP-OES)(IRIS，Intrepid II XSP，Thermo Electron，USA)确定溶液的镁含量。从每种溶液中镁的总量和组织样品的重量获得脑干的镁浓度。
绘制脑镁浓度与每日镁摄入量之间或认知功能水平和脑镁浓度之间的相关性，且如图26所示。图A表明与脑中的镁浓度(毫克镁/克组织)和每日镁摄入量(毫克镁/克体重)的相关性。图B表明短期记忆(如通过新物体识别测试所评估的)和脑中的镁含量的相关性。从这些结果可以看出，本发明者发现AD小鼠的镁摄入量与脑镁量线性相关，而脑镁量又与认知功能水平线性相关。该数据强烈地表明，大脑镁水平的评估和认知功能改善之间的因果关系。
实施例25测量血浆、血清或尿液的镁浓度 另一种限定镁组合物的生物利用度的方法是组合物向组织递送镁的能力。在许多方法中，这是判断镁组合物的生物利用度的最终标准。仅向血流递送镁不能保证镁将进入正确的组织，因为新吸收的镁可能简单地从尿中排出。正如在前面的实施例中所示，对于改善的认知功能，重要的是镁递送到大脑。
如图27A所示，苏糖酸镁比在牛奶中的葡萄糖酸镁更好地将镁靶向于大脑。这是一个惊人的发现，因为其它的研究表明在牛奶中的葡萄糖酸镁具有比苏糖酸镁更高的进入血液的生物利用度(数据未显示)。动物行为数据也支持在向大脑递送镁方面苏糖酸镁优于在牛奶中的葡萄糖酸镁。图27B表明，以指定的量接受水中的苏糖酸镁补充剂的大鼠(如前所述)在新物体识别测试(如前所述)中显示显著改善的短期记忆。图27C表明，接受溶于牛奶中的葡萄糖酸镁的大鼠在新物体识别测试中没有显示出短期记忆功能的任何改善。
这些数据表明，通过给定的镁化合物提高脑镁水平的效力是提高动物的记忆功能所需要的。此外，这些数据表明，苏糖酸反离子可促进组织、尤其是脑组织对镁的吸收。因此，除了使用苏糖酸镁补充镁外，镁-反离子组合物的区别利用可能产生多种用于增加靶组织的镁吸收的其它可能的方法。例如，非镁苏糖酸可以用于与任何其它合适的镁化合物结合用于提高化合物的生物利用度。非镁苏糖酸化合物的例子包括但不限于苏糖酸钠、苏糖酸钾、苏糖酸、苏糖酸钙。或者，可以以相同的方式使用苏糖酸前体化合物。这样的苏糖酸前体化合物的例子包括但不限于抗坏血酸和苏糖酸酯。抗坏血酸在人体内代谢以形成苏糖酸，而苏糖酸酯如苏糖酸乙酯可以在体内水解以形成苏糖酸。当苏糖酸或苏糖酸前体化合物用于提高另一种镁化合物的生物利用度时，这两种化合物可以物理结合或不物理结合。当分开摄入时，它们可以同时或在不同时间摄入。
实施例26禁食条件下测量镁浓度以确定补充水平 本实施例提供了所开发的本发明的一种方法，以提高细胞外的区室中的Mg2+的浓度[Mg]o至预定的目标水平。[Mg]o的这种变化实现了各种生理功能的改善。
不同于钠或钙，似乎没有用于调节血清镁的主要的激素自我平衡机制。正常范围是胃肠道和肾脏的吸收和排泄过程的平衡的结果。为此，本发明者分析了镁在多室模型中的进和出的流量。下面给出对于多室模型的描述 Mgf是每天通过食物吸收的镁的量，[Mg]o是细胞外区室中的Mg2+浓度，[Mg]i是细胞内区室中的Mg2+浓度，Mgu是镁每天从肾脏的排泄量，Mgs是镁每天通过汗水的损失量，且k+i和k-i是控制[Mg]o和[Mg]i之间的交换的镁的速率常数。在均衡条件下，从[Mg]o到[Mg]i的净流量(全部由一天的总量代表)是零，即流入和流出完全平衡 接下来，本发明者描述了决定增加[Mg]o1至较高的值[Mg]o2的情况。为了达到这一目标，需要在平衡中精确地服用充分吸收的补充Mgsu以弥补额外的损失 其中，Mgu([Mg]o2)是在已添加镁补充并已达到新的平衡后的尿液中的镁。如果重排公式，则得到 和这导致 为计算实现[Mg]o2的需要的Mgsu，需要确定[Mg]o和Mgu之间的关系。[Mg]o和Mgu之间的关系 在肾脏中，血液中的镁通过肾小球过滤，并在管状细胞中再吸收。过滤的镁的量是肾小球滤过率(GFR)、[Mg]o和Mg的分子量(Mgmw)的乘积(GFR·[Mg]o·Mgmw).。过滤的镁在肾小管中再吸收。当[Mg]o低于某一点时，肾脏能够保留全部滤过的Mg，且Mgu接近于零。在这一点时，尿液镁排泄似乎与[Mg]o线性相关。为了量化这一过程，本发明者在3个人类志愿者中研究了[Mg]o和Mgu之间的关系。在禁食过程中，白天每4小时采集血液和尿液镁样品。在图28A中绘制其关系。明显地，尿液镁和[Mg]o之间的关系是线性的。
从这一数据，可以得出预测在相关的0.7-0.85mM的日生理范围，即没有广泛禁食的情况下获得的范围，内的[Mg]o和Mgu之间的一般关系的经验公式。本发明者定义处于尿液损失到达零的这一点时的[Mg]o为[Mg]基础。然后，镁经肾脏的排泄可能认为与[Mg]o-[Mg]基础成比例。因此，对于给定的GFR和一定的时间段(T(小时))，得到
其中，ke是比例常数，其生理地定义处于给定的[Mg]o时，镁经肾脏的损失率。适于等式4的数据似乎足以预测[Mg]o和[Mg]u之间的关系(图28A)。
结合等式3和4，可以通过以下等式预测为达到较高的[Mg]o需要的作为补充剂的净镁量 对于具有生物利用度kx的镁化合物X，个体需要摄入的镁的量是 MgX＝Mgsu/kx。
应用上述等式到使用者遵循的程序，以确定初始的镁状态、为实现需要的结果的正确补充量的选择和反馈环 1)确定体内的镁状态在上午9:00早餐前和禁食12小时后使用[Mg]血浆。
2)确定目标[Mg]血浆。
3)使用以下程序计算ke和[Mg]基础 a.第一天上午9:00早餐前测量[Mg]血浆，并收集上午8:30到上午10:30的Mgu。
b.下午3:00测量[Mg]血浆，并收集下午2:30到下午4:30的Mgu(午餐后2-4小时，在预期的峰值[Mg]血浆和Mgu)。
c.第二天在下午12:00摄入溶于200ml牛奶的300mg葡萄酸镁和正常食物。下午3:00测量[Mg]血浆，并收集下午2:30到下午4:30的Mgu。
d.从血液和尿液样品，可以确定每对血液和尿液样品的平均化GFR。
e.绘制收集的数据，并将它们与线性方程拟合
f.最终，[Mg]基础＝-b/(Mgmw·ke) (6) g.参见图28B 4)最佳剂量 利用上述程序确定的参数，可以用以下等式计算合适的剂量。
表2显示利用本方法对于3个人类受试者的预测。
5)最有效的加载方法睡前服用镁化合物的持续释放形式(12小时之内)。
6)检验程序 a.以前的研究表明在镁摄入发生变化后需要6-18天建立平衡。本发明者推荐在开始每日镁补充1个月后检验体内镁状态，假定镁状态已大致达到新的平衡。使用步骤3a列出的同样的程序采集[Mg]血浆和尿液镁，在测试前一天不服用镁补充剂。如果剂量是合适的，[Mg]血浆接近于(由于方法来自下面，为精确值的+/-10％，或者更准确地+5％至-15％)需要的水平，且Mgu接近于
b.如果[Mg]血浆和Mgu偏离目标值，误差最可能是由于kx的不精确的估计。由于镁化合物的食物利用度(kx)在群体中可能不是恒定的，可以使用这些数据以计算将镁化合物加载到细胞内区室中的效力(k’x)。
当确定了k’x时，等式7可以用来再计算剂量和检查1个月后的[Mg]血浆和Mgu。可以重复这一过程直至[Mg]血浆达到需要的值。
c.优选一年二次地重复步骤6b。
实施例27在AD小鼠中镁治疗对于突触保护的效应 在本实施例中，本发明者检查了苏糖酸镁治疗对于保护AD小鼠的突触免受损失的能力。处死与用于实施例14的记忆测试同组的动物。然后固定动物的大脑用于电镜分析以计算单位面积的突触数(突触密度)。对样品染色以显示突触(图29A和B，由箭头表示突触)。
图29A显示AD小鼠的海马齿状回中较低的突触计数。图29B显示用苏糖酸镁补充的饮食治疗的AD小鼠的同样区域中较高的突触密度。图29C显示AD小鼠、接受苏糖酸镁治疗的AD小鼠和野生型小鼠中的突触密度的定量比较的结果。AD小鼠中的突触密度明显低于野生型小鼠或进行MgT治疗的AD小鼠的突触密度(p＜0.001)。然而，接受苏糖酸镁治疗的AD小鼠中的突触密度更接近野生型小鼠。这些结果表明镁治疗对于AD以展中的突触损失具有保护效应。
例如，本发明描述了用于向受试者施用的组合物，如向受试者口服施用的组合物。这样的组合可以包含至少一种镁-反离子化合物。例如，本文所述的镁-反离子组合物可以用于本文所述的多种应用和目的中的任一种，例如维持、增强和/或改善受试者的健康、营养和/或另一种状况，和/或认知、学习和/或记忆功能。本文所述的镁-反离子组合物可以用于向表现以下障碍的受试者施用仅仅举例来说，镁缺乏、轻度认知功能损害、阿尔茨海默氏病、注意力缺陷多动障碍、ALS、帕金森氏病、糖尿病、偏头痛、焦虑障碍、情绪失调和/或高血压。
试剂盒可以包括本文所述的任何镁-反离子组合物的至少一种成分或本文所述的任何镁-反离子组合物。试剂盒可以进一步包括用于向受试者施用至少一种这样的成分或这样的组合物的载体，仅仅举例来说，如用于液体成分或组合物的饮用容器，或用于任何成分或组合物的保持容器，和用于将来自保持容器同样成分或组合物移动到受试者的嘴中的载体，如碗和匙子，仅举例来说。
可以以本文所述的任何方法，将向受试者提供镁补充的方法用于受试者。这样的方法可以包括向受试者施用，如向受试者口服施用至少一种镁-反离子化合物。这样的方法可以包括向受试者提供任何合适的量、浓度或剂量的与至少一种镁-反离子化合物相关的元素镁。
本文所述的组合物和/或方法可以用于本文所述的目的，例如维持、增强和/或改善受试者的健康、营养和/或另一种状况，和/或认知、学习和/或记忆功能，例如，如镁缺乏、轻度认知功能损害、阿尔茨海默氏病、注意力缺陷多动障碍、ALS、帕金森氏病、糖尿病、偏头痛、焦虑、情绪不良和高血压，以上只是举例。本文所述的组合物和/或方法可以用于向表现以下障碍的受试者施用仅仅举例来说，镁缺乏、轻度认知功能损害、阿尔茨海默氏病、注意力缺陷多动障碍、ALS、帕金森氏病、糖尿病、偏头痛、焦虑障碍、情绪失调和/或高血压。
可能应用于本发明的各种修改、处理以及许多结构是显而易见的。尽管可以理解的是任何特定的认识、信念、理论、基本假设和/或工作或预测的例子不是限制性的，但是各个方面、特征或实施方式和实施例是结合认识、信仰、理论、基本假设和/或工作或预测的例子进行解释或描述的。虽然本文已结合各种实施方式和具体的实施例描述了各方面和特征，但是可以理解，这些实施方式和具体的实施例对于所附的权利要求或其它可能与本申请相关的权利要求的完全范围来说不是限制性的。
本文给出上面阐述的实施例，以向本领域的技术人员提供关于如何制造并使用本文公开的方法和系统的各种实施方式的完整的公开和描述，而且不意图限制发明者认为属于其发明的范围。对于本领域的技术人员明显的上述实施本发明的方式的修改包括在下面的权利要求的范围之内。说明书中提到的所有专利和公开表明本发明所属的本领域的技术人员的技能水平。本公开中引用的所有的参考文献通过参考引入，如同各个参考文献单独地通过参考完整引入。
本文已描述了本发明的许多实施方式。不过，可以理解可以在不背离本发明的精神和范围的情况下作出各种改动。因此，其它的实施方式属于下面权利要求的范围。
权利要求
1.向受试者口服施用的组合物，包含
至少一种含镁的成分(MCC)，其选自氨基酸的镁盐、醋酸镁、抗坏血酸镁、柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、乳酸镁、苹果酸镁、吡咯烷酮羧酸镁、牛磺酸镁和苏糖酸镁；和
至少一种非酸化乳成分，其足以提高与MCC相关的元素镁的生物利用度；
其中，与该至少一种MCC相关的元素镁的量和所述非酸化乳成分的量的质量比是从大约1比大约5至大约1比大约3000。
2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种MCC包含选自柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、乳酸镁和苹果酸镁的至少两种MCC。
3.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种MCC包含大约5％-大约50％的柠檬酸镁、大约10％-大约70％的葡萄糖酸镁和大约5％-大约50％的乳酸镁，其中各百分比是相对于柠檬酸镁、乳酸镁和葡萄糖酸镁的总重量的重量百分比。
4.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种MCC包含苏糖酸镁。
5.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种非酸化乳成分包含乳脂。
6.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种非酸化乳成分包含乳糖。
7.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种非酸化乳成分具有大约5.7-大约7.2的pH。
8.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种MCC以至少有效维持认知功能的量存在。
9.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种MCC以至少有效增强认知功能的量存在。
10.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种MCC以至少有效治疗阿尔茨海默氏病的量存在。
11.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物是选自液体、凝胶、半液体、半固体和固体的至少一种形式。
12.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物是液体形式。
13.如权利要求12所述的组合物，其中，与至少一种MCC相关的元素镁的浓度是大约5mg/L-大约12g/L。
14.如权利要求1所述的组合物，所述组合物足以提供与至少一种MCC相关的大约1.5mg/kg体重/天-大约18mg/kg体重/天的元素镁。
15.一种包含苏糖酸镁的口服剂型，其中，所述口服剂型包含300mg-1.5g的元素镁。
16.如权利要求15所述的口服剂型，其是片剂。
17.如权利要求15所述的口服剂型，其是胶囊。
18.如权利要求15所述的口服剂型，其是液体。
19.如权利要求15所述的口服剂型，包含封装入胶囊中的许多微球。
20.含镁组合物，其特征在于
(a)其中所包含的镁具有至少大约8％的重量百分比；
(b)反离子包含至少2个羟基；
(c)组合物具有至少20mg/mL的溶解度；和
(d)当溶于水时，组合物显示与大约6-8.5的pH值。
21.口服剂型，包含药物活性剂和赋形剂，其中，所述赋形剂是苏糖酸镁。
22.用于向受试者口服施用的组合物，包含有效维持和/或增强认知功能的量的苏糖酸镁。
23.如权利要求22所述的组合物，其中，苏糖酸镁以至少有效治疗阿尔茨海默氏病的量存在。
24.如权利要求22所述的组合物，进一步包含至少一种非酸化乳成分，其足以提高与苏糖酸镁相关的元素镁的生物利用度。
25.如权利要求24所述的组合物，其中，所述至少一种非酸化乳成分包含乳脂。
26.如权利要求24所述的组合物，其中，所述至少一种非酸化乳成分包含乳糖。
27.如权利要求22所述的组合物，其中，所述组合物是选自液体、凝胶、半液体、半固体和固体的至少一种形式。
28.如权利要求22所述的组合物，其中，所述组合物是液体形式。
29.如权利要求22所述的组合物，其中，所述苏糖酸镁中的元素镁的浓度是大约5mg/L-大约12g/L。
30.如权利要求22所述的组合物，所述组合物足以提供大约1.5mg/kg体重/天-大约18mg/kg体重/天的元素镁。
31.向受试者提供镁补充的方法，包括向受试者口服施用权利要求1所述的组合物。
1. 包含食物载体和含镁化合物的食物组合物，其中，所述含镁化合物特征在于
a.其中所含的碳具有反离子的至少大约8％的重量百分比；
b.反离子包含至少2个羟基；
c.组合物具有至少大约20mg/mL的溶解度；和
d.当溶于水时，组合物显示大约6-8.5的pH值。
2. 如权利要求1所述的食物组合物，其中，所述含镁化合物包含苏糖酸镁。
3. 如权利要求1所述的食物组合物，其包装为饮料。
4. 如权利要求1所述的食物组合物，其包装为固体食物。
5. 如权利要求1所述的食物组合物，其包装为半固体食物。
6. 如权利要求1所述的食物组合物，其包装为选自快餐产品、谷物产品、面包房产品和乳制品的食品。
7. 如权利要求1所述的食物组合物，其是牛奶。
8. 如权利要求1所述的食物组合物，其是软饮料。
9. 食物组合物，包含
a.用于在需要的受试者中调节认知功能或神经障碍的有效量的镁或其盐；和
b.食物载体。
10. 如权利要求9所述的食物组合物，其中，所述镁或其盐包含苏糖酸镁。
11. 如权利要求9所述的食物组合物，其包装为饮料。
12. 如权利要求9所述的食物组合物，其包装为固体食物。
13. 如权利要求9所述的食物组合物，其包装为半固体食物。
14. 如权利要求9所述的食物组合物，其包装为选自快餐产品、谷物产品、面包房产品和乳制品的食品。
15. 如权利要求9所述的食物组合物，其中，所述镁或其盐以有效增强短期记忆或长期记忆的量存在。
16. 如权利要求9所述的食物组合物，其中，所述镁或其盐以有效改善痴呆的量存在。
17. 如权利要求9所述的食物组合物，其中，所述镁或其盐以有效改善抑郁的量存在。
18. 食物补充剂，包含苏糖酸镁。
19. 制备如权利要求18所述的食物补充剂的方法，包括将苏糖酸镁与食品添加剂混合。
20. 如权利要求19所述的方法，其中，所述食品添加剂选自甜味剂、调味剂、着色剂、填充剂、粘合剂、润滑剂和防腐剂。
1. 增强认知功能的方法，包括向受试者施用有效达到大约0.75mM或以上的镁生理浓度的量的含镁化合物，其中，所述镁浓度在禁食条件下测量。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述镁浓度在禁食至少大约12小时后测量。
3. 如权利要求1所述的方法，其中，所述生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述生理浓度是脑脊液浓度。
5. 如权利要求1所述的方法，其中，所述含镁化合物是镁-反离子化合物。
6. 如权利要求5所述的方法，其中，所述反离子是有机反离子。
7. 如权利要求6所述的方法，其中，所述有机反离子是苏糖酸。
8. 如权利要求1所述的方法，其中，所述含镁化合物是补充镁的食料。
9. 如权利要求1所述的方法，其中，所述认知功能是短期记忆或长期记忆。
10. 如权利要求1所述的方法，其中，所述浓度保持大于1个月的时间。
11. 保持认知功能的方法，包括向受试者施用与所述施用前的镁的初始水平相比，有效提高镁的生理浓度至少大约10％的量的含镁化合物。
12. 如权利要求11所述的方法，其中，所述提高在禁食条件下测量。
13. 如权利要求11所述的方法，其中，所述生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。
14. 如权利要求11所述的方法，其中，所述含镁化合物是镁-反离子化合物。
15. 如权利要求11所述的方法，其中，所述反离子是有机反离子。
16. 如权利要求15所述的方法，其中，所述有机反离子是苏糖酸。
17. 如权利要求15所述的方法，其中，所述含镁化合物是补充镁的食料。
18. 如权利要求11所述的方法，其中，所述浓度保持大于4个月的时间。
19. 如权利要求11所述的方法，进一步包括在禁食条件下确定所述受试者的起始生理镁浓度的步骤。
20. 维持和/或增强认知功能的方法，包括向受试者施用与所述施用前的苏糖酸的初始水平相比，有效提高苏糖酸的生理浓度至少大约10％的量的金属-有机反离子络合物。
21. 如权利要求20所述的方法，其中，所述金属-有机反离子络合物包含苏糖酸作为反离子。
22. 认知功能障碍的治疗或预防性治疗的方法，包括向需要治疗或预防性治疗认知功能障碍受试者施用含镁组合物，以产生维持在0.75mM或以上至少大约15天的镁生理浓度水平。
23. 如权利要求22所述的方法，其中，所述镁维持在0.75mM或以上的水平至少大约1个月。
24. 如权利要求22所述的方法，其中，所述镁维持在0.75mM或以上的水平至少大约4个月。
25. 如权利要求22所述的方法，其中，所述镁浓度是在禁食至少大约8小时后测量的镁血浆浓度。
26. 如权利要求1所述的方法，其中，所述受试者是成年人。
27. 如权利要求1所述的方法，其中，所述受试者是患有或诊断患有痴呆的患者。
28. 如权利要求1所述的方法，其中，所述受试者是患有或诊断患有阿尔茨海默氏病的患者。
1. 改善神经障碍的效应的方法，包括向受试者施用与所述施用前的镁的初始水平相比，有效提高镁的生理浓度至少大约10％的量的含镁化合物。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述提高在禁食条件下测量。
3. 如权利要求2所述的方法，其中，所述镁浓度在禁食至少大约12小时后测量。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述神经障碍是痴呆。
5. 如权利要求1所述的方法，其中，所述神经障碍是阿尔茨海默氏病。
6. 如权利要求1所述的方法，其中，所述神经障碍是抑郁。
7. 如权利要求1所述的方法，其中，所述生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。
8. 如权利要求1所述的方法，其中，所述含镁化合物是镁-反离子化合物。
9. 如权利要求8所述的方法，其中，所述反离子是有机反离子。
10. 如权利要求9所述的方法，其中，所述有机反离子是苏糖酸。
11. 如权利要求1所述的方法，其中，所述含镁化合物是补充镁的食料。
12. 如权利要求1所述的方法，其中，所述浓度保持大于4个月的时间。
13. 如权利要求1所述的方法，进一步包括在禁食条件下确定所述受试者的起始生理镁浓度的步骤。
14. 神经障碍的治疗或预防性治疗的方法，包括
i.向需要治疗或预防性治疗所述神经障碍的受试者施用含镁组合物，以产生0.75mM或以上的镁生理浓度的持续水平至少大约15天。
15. 如权利要求14所述的方法，其中，所述镁组合物产生0.75mM或以上的镁生理浓度的持续水平至少大约1个月。
16. 如权利要求14所述的方法，其中，所述镁组合物产生0.75mM或以上的镁生理浓度的持续水平至少大约4个月。
17. 如权利要求14所述的方法，其中，所述神经障碍是痴呆。
18. 如权利要求14所述的方法，其中，所述神经障碍是抑郁。
19. 神经障碍的治疗或预防性治疗的方法，包括向受试者施用与所述施用前的苏糖酸的初始水平相比，有效提高苏糖酸的生理浓度至少大约10％的量的金属-有机反离子络合物。
20. 如权利要求19所述的方法，其中，所述金属-有机反离子络合物包含苏糖酸作为反离子。
1. 改善代谢障碍的效应的方法，包括向受试者施用与所述施用前的镁的初始水平相比，有效提高镁的生理浓度至少大约10％的量的含镁化合物。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述镁浓度在禁食至少大约12小时后测量。
3. 如权利要求1所述的方法，其中，所述生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述含镁化合物是镁-反离子化合物。
5. 如权利要求4所述的方法，其中，所述反离子是有机反离子。
6. 如权利要求5所述的方法，其中，所述有机反离子是苏糖酸。
7. 如权利要求1所述的方法，其中，所述含镁化合物是补充镁的食料。
8. 如权利要求1所述的方法，其中，所述代谢障碍是糖尿病。
9. 如权利要求1所述的方法，其中，所述浓度保持大于1个月的时间。
10. 代谢障碍的治疗或预防性治疗的方法，包括向需要治疗或预防性治疗代谢障碍的受试者施用含镁组合物，以产生维持在0.75mM或以上的水平至少大约15天的镁生理浓度水平。
11. 如权利要求10所述的方法，其中，所述镁维持在0.75mM或以上的水平至少大约1个月。
12. 如权利要求10所述的方法，其中，所述镁维持在0.75mM或以上的水平至少大约4个月。
13. 如权利要求10所述的方法，其中，所述镁浓度是禁食至少大约8小时后测量的镁血浆浓度。
14. 如权利要求10所述的方法，其中，所述受试者是成年人。
15. 代谢障碍的治疗或预防性治疗的方法，包括向受试者施用与所述施用前的苏糖酸的初始水平相比，有效提高苏糖酸的生理浓度至少大约10％的量的金属-有机反离子络合物。
16. 如权利要求15所述的方法，其中，所述金属-有机反离子络合物包含苏糖酸作为反离子。
17. 如权利要求15所述的方法，其中，所述金属-有机反离子络合物是苏糖酸镁。
18. 如权利要求15所述的方法，其中，所述金属-有机反离子络合物经口施用。
19. 如权利要求15所述的方法，其中，所述金属-有机反离子络合物作为食物补充剂提供。
1. 延长受试者的寿命的方法，包括向所述受试者施用有效达到大约0.75mM或以上的镁生理浓度的量的含镁化合物，从而延长所述受试者的寿命，其中所述浓度在禁食条件下测量。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述镁浓度在禁食至少大约12小时后测量。
3. 如权利要求1所述的方法，其中，所述生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述含镁化合物是镁-反离子化合物。
5. 如权利要求4所述的方法，其中，所述反离子是有机反离子。
6. 如权利要求5所述的方法，其中，所述有机反离子是苏糖酸。
7. 如权利要求1所述的方法，其中，所述含镁化合物是补充镁的食料。
8. 如权利要求1所述的方法，其中，所述浓度保持大于1个月的时间。
9. 延长受试者的寿命的方法，包括向受试者施用与所述施用前的镁的初始水平相比，有效提高镁的生理浓度至少大约10％的量的含镁化合物。
10. 如权利要求9所述的方法，其中，所述提高在禁食条件下测量。
11. 如权利要求9所述的方法，其中，所述生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。
12. 如权利要求11所述的方法，其中，所述含镁化合物是镁-反离子化合物。
13. 如权利要求12所述的方法，其中，所述反离子是有机反离子。
14. 如权利要求13所述的方法，其中，所述有机反离子是苏糖酸。
15. 如权利要求14所述的方法，其中，所述含镁化合物是补充镁的食料。
16. 如权利要求9所述的方法，其中，所述浓度保持大于4个月的时间。
17. 如权利要求9所述的方法，进一步包括在禁食条件下确定所述受试者的起始生理镁浓度的步骤。
18. 延长受试者的寿命的方法，包括向受试者施用与所述施用前的苏糖酸的初始水平相比，有效提高苏糖酸的生理浓度至少大约10％的量的金属-有机反离子络合物。
19. 如权利要求18所述的方法，其中，所述金属-有机反离子络合物包含苏糖酸作为反离子。
20. 确定产生生理效应的镁的有效量的方法，包括以下步骤
a.从待测试的受试者获得样品，其中，所述样品在禁食条件下采集；
b.从所述样品确定镁的生理浓度；和
c.向所述受试者提供有效实现大约0.75mM或以上的镁生理浓度的含镁化合物给药方案。
21. 如权利要求20所述的方法，其中，所述镁浓度在禁食至少大约12小时后测量。
22. 如权利要求20所述的方法，其中，所述生理浓度是血清浓度、血浆浓度或脑脊液浓度。
23. 如权利要求20所述的方法，其中，所述含镁化合物是镁-反离子化合物。
24. 如权利要求20所述的方法，其中，所述反离子是有机反离子。
25. 如权利要求24所述的方法，其中，所述有机反离子是苏糖酸。
26. 如权利要求20所述的方法，其中，所述含镁化合物是补充镁的食料。
27. 如权利要求20所述的方法，进一步包括在所述受试者已开始所述给药方案后确定镁生理浓度的步骤。
28. 确定产生生理效应的镁的有效量的方法，包括以下步骤
d.从待测试的受试者获得样品，其中，所述样品在禁食条件下采集；
e.从所述样品确定镁的生理浓度；和
f.向所述受试者提供与禁食条件下测量的镁的初始水平相比，有效实现镁的生理浓度提高至少大约10％的含镁化合物的给药方案。
1. 确定在受试者产生生理效应所需要的含镁成分的量的方法，包括以下步骤
g.从受试者获得生物流体样品；和
h.根据以下公式计算向所述受试者供应的镁的量
其中，Mgx是向所述受试者供应的镁的有效量；
其中，[Mg]01是细胞外区室的镁的初始浓度；
其中，Kx是所述含镁成分的生物利用度；
其中，GFR是肾小球滤过率；
ke是在肾脏中滤过的镁的排泄率；
T是以小时计的时间；
Mgmw是元素镁的分子量；且
其中，[Mg]02是在向所述受试者补充确定量的含镁成分后需要达到的预期的镁浓度。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述血液样品中的镁浓度在禁食条件下测量。
3. 如权利要求2所述的方法，其中，所述镁浓度在禁食至少大约12小时后测量。
4. 如权利要求2所述的方法，其中，所述生物流体选自血液、血清和血浆。
5. 如权利要求1所述的方法，其中，相比于禁食条件下测量的镁的初始水平，所供应的镁的量有效实现至少大约5％的镁生理浓度的提高。
全文摘要
本发明提供了用于向受试者施用的组合物，如向受试者口服施用的组合物。这样的组合物可以包含至少一种镁-反离子化合物。本文所述的镁-反离子组合物可以用于本文提供的多种应用中的任一种，例如维持、增强和/或改善受试者的健康、营养和/或另一种状况，和/或认知、学习和/或记忆功能。本文提供的镁-反离子组合物可以用于向表现出镁缺乏、轻度认知功能损害、阿尔茨海默氏病、注意力缺陷多动障碍、ALS、帕金森氏病、糖尿病、偏头痛、焦虑性障碍、情绪失调和/或高血压的受试者施用。本发明也提供了试剂盒、方法和其它相关技术。
文档编号A61K31/225GK101742998SQ200880017187
公开日2010年6月16日 申请日期2008年3月24日 优先权日2007年3月22日
发明者刘国松, 伯恩哈德·K·迈斯特, 周行, 毛飞 申请人:刘国松, 伯恩哈德·K·迈斯特, 周行