专利名称：D－丝氨酸作为制备预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤的药物或食品饮料的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及D-丝氨酸及其聚合物、环化合物或其它衍生物的用途，进一步是指其在制备预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤的药物或食品饮料的应用。
背景技术：
因急性或慢性脑缺血缺氧所引起的脑损伤严重危害人体健康，而目前防止和治疗药物甚少；寻求能用于预防和治疗因急慢性脑缺血缺氧所引起的脑损伤的化学物质，很有必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出D-丝氨酸作为制备预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤的药物或食品饮料的应用，利用本发明证实的D-丝氨酸能抑制大脑中谷氨酸(Glutamic acid)的释放、减低因谷氨酸和NMDA受体所致的对大脑细胞的毒性之特性，用其所制成的药物或食品、饮料能有效保护处于缺血缺氧状态的大脑免受损伤。
本发明的技术方案是，建立D-丝氨酸作为制备预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤的药物或食品饮料的应用，即用D-丝氨酸做为治疗药品、饮料或食品中的添加成分，由此使所制得的药物或食品、饮料可用于预防和治疗因急慢性脑缺血缺氧所引起的脑损伤。
以下对本发明做出进一步说明。
本发明所述D-丝氨酸包括D-丝氨酸及其聚合物、环化合物或其它衍生物，而所述D-丝氨酸聚合物、环化合物或其它衍生物包括低分子量的聚D-丝氨酸、环D-丝氨酸及其它D-丝氨酸的衍生物，且所述衍生物包括D-丝氨酸的盐类和其它在溶液状态以D-丝氨酸为有效成分的衍生物。
D-丝氨酸是一种内源性脑信息协传物质，它的分子式为C3H7NO3，分子量为105.09，化学文摘登记号为312-84-5。其化学结构式为 D-丝氨酸和D-环丝氨酸(D-cycloserine)被建议用于治疗精神分裂症等脑疾病。药用级D-丝氨酸可有多种途径获得。
本发明通过大量实验证明它可用于预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤。
一、D-丝氨酸能抑制大脑中谷氨酸(GLU)的释放。
大脑中谷氨酸(Glu)的过量释放会造成大脑过度兴奋，毒害脑细胞而致脑损伤。本本发明的实验结果证实由腹腔注射D-丝氨酸能抑制大脑中谷氨酸的释放，实验采用微透析法取雄性大白鼠(Sprague-Dawley，250-300g)用苯巴比妥麻醉(45-50mg/kg体重，腹腔注射)。将鼠头固定在定位仪上。在距Bregma后9.8mm左偏1.1mm处，钻一洞透过头盖骨，将微透析探针导管(microdialysis guide cannula)插入，进深6.8mm到达locus ceruleus。将导管固定在头盖骨上。手术后，给鼠皮下注射150000单位青霉素G，并让其恢复一周。微透析样品用CMA/12探针取得，取样间隔10min，流速1微升/分钟。样品中的谷氨酸浓度用高效液相色谱/荧光检测法测定。D-丝氨酸(1.0毫克/100克体重)溶于0.9％生理盐水由腹腔给入。等体积的生理盐水作对照试验。
结果观察6只接受多次腹腔注射的大白鼠(D-丝氨酸注射)长达2月，未见有何异常现象。
图1显示大白鼠脑中细胞外浓度受D-丝氨酸影响，腹腔注射D-丝氨酸后半小时内，谷氨酸释放便受到抑制，其在脑中细胞外浓度显著降低，并趋向达到一稳定值(“0”曲线)。从用0.9％生理盐水所做的对照结果可知(“△”曲线)，谷氨酸水平的降低完全是由于腹腔注射的D-丝氨酸所致，此实验在6只大白鼠重复多次，均得到类似实验结果。
二、D-丝氨酸能对脑细胞产生保护。
过量的谷氨酸和NMDA都会引起脑细胞中毒而损伤或死亡。本发明的实验结果表明，D-丝氨酸对这种原因所致的脑细胞损伤有显著的减轻作用。
实验方法取14天大的老鼠胚胎的cerebral cortex，用0.025％trypsin处理后，将分离的脑细胞置于盛有DMEM(含2mM glutamine和10％fetal calfserum)培养基的涂有poly-L-Lysine的培养皿中，两天后，换成无血清而含10um cytosine arabinoside的培养基，将谷氨酸(100uM)或NMDA(200uM)加入细胞培养皿中，同时加0.9％生理盐水或D-丝氨酸(1uM或100uM)，以试验D-丝氨酸对脑细胞的保护作用。脑细胞的损伤程度由测定细胞释放的LDH(Lactate dehydrogenase，乳酸脱氢酶)量对LDH总量的％来评价(释放的LDH％浓度高表明细胞损伤程度大)。
结果由图2和图3可看出，无论对谷氨酸或是在NMDA受体所引起的细胞损伤，D-丝氨酸均有显著的预防作用。当D-丝氨酸的浓度达100uM时，脑细胞的损伤基本上是零。从样本控制组的结果看，D-丝氨酸对细胞无任何毒性。
三D-丝氨酸对大脑在脑缺血缺氧状态下有保护作用。
脑缺血缺氧可造成对大脑的严重损伤，目前防止和治疗药物甚少。损益的机制包括谷氨酸受体的刺激致使tetrodotoxin-sensitive钠离子通道被活化，结果进一步促使谷氨酸的释放和其受体的刺激而形成的一个恶性循环。本实验结果表明，腹腔注射D-丝氨酸能防止大脑在缺血缺氧的状态下受到损害，对大脑的保护作用十分明显。
实验方法取七天大的Spvague-Dawley幼鼠(12-17克)，用isoflurane(4％)麻醉，将右颈动脉血管剥离后结扎，经2-3小时的手术后恢复，腹腔注射D-丝氨酸(5毫克/公升体重，用0.9％生理盐水作载体)或0.9％生理盐水作对照.5分钟内，将幼鼠放置于8％氧/92％氮气氛中(33℃)2.5小时造成缺氧状态。此后将幼鼠放回正常生活环境。术后22天，麻醉后将鼠脑取出，剥去小脑和脑颈之后，将大脑分成左右两半，并称重。大脑的损伤程度用右半脑相对于左半脑的失重百分率，即[(左脑重-右脑重)/左脑重]*100来评价，失重百分率高表示脑子的损伤大。
结果由图4可看出，样本控制组即注射0.9％生理盐水的幼鼠组(29只动物)在本实验条件下，右脑失重率在55％左右，表明缺血缺氧造成了相当严重的脑损伤；而注射了D-丝氨酸的幼鼠组(25只动物)大脑的损伤程度显著减轻，表明D-丝氨酸对大脑在缺血缺氧状况下的大脑确有显著的保护作用。
由以上可知，本发明为D-丝氨酸D-丝氨酸作为制备预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤的药物或食品饮料的应用，用D-丝氨酸及其聚合物、环化合物或其它衍生物可抑制大脑中谷氨酸(Glutamic acid)的释放、减低因谷氨酸和NMDA受体所致的对大脑细胞的毒性，有效保护处于缺血缺氧状态的大脑免受损伤；可将其做为治疗药品、饮料或食品中的添加成分，所制得的药品、饮料或食品可有效用于预防和治疗因急慢性脑缺血缺氧所引起的脑损伤。
图1是显示大白鼠脑中细胞外浓度受D-丝氨酸影响的图示；图2和图3分别是显示D-丝氨酸对谷氨酸或是NMDA所引起的细胞损伤均有显著的预防作用的图示；图4是显示D-丝氨酸对大脑在缺血缺氧状况下的大脑确有显著保护作用的图示。
具体实施例方式
实施例1将D-丝氨酸做为治疗药品，用于预防和治疗因急慢性脑缺血缺氧所引起的脑损伤。
降低脑中谷氨酸的含量D-丝氨酸溶于生理盐水中，以每100克体重1毫克的量由腹腔注入，谷氨酸含量有变化，情况见图1。
实施例2将D-丝氨酸做为饮料或食品中的添加成分，用于预防和治疗因急慢性脑缺血缺氧所引起的脑损伤。
保护细胞D-丝氨酸按一定浓度加入细胞培养液中，加入的浓度见图2和图3，加入D-丝氨酸后可显著降低乳酸脱酶释放百分率。
小白鼠试验D-丝氨酸溶于生理盐水中，以每1000克体重5毫克的量由腹腔注入，可明显降低大脑损伤率。
权利要求
1.D-丝氨酸作为制备预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤的药物或食品饮料的应用，其特征是，将D-丝氨酸做为治疗或预防因急慢性脑缺血缺氧所引起的脑损伤的药品、饮料或食品中的添加成分。
2.根据权利要1所述的D-丝氨酸作为制备预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤的药物或食品饮料的应用，其特征是，所述D-丝氨酸包括D-丝氨酸及其聚合物、环化合物或其它衍生物。
3.根据权利要2所述的D-丝氨酸作为制备预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤的药物或食品饮料的应用，其特征是，所述D-丝氨酸聚合物、环化合物或其它衍生物包括低分子量的聚D-丝氨酸、环D-丝氨酸及其它D-丝氨酸的衍生物。
4.根据权利要3所述的D-丝氨酸作为制备预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤的药物或食品饮料的应用，其特征是，所述衍生物包括D-丝氨酸的盐类和其它在溶液状态以D-丝氨酸为有效成分的衍生物。
全文摘要
本发明公开了D－丝氨酸作为制备预防或治疗脑缺血缺氧所致脑损伤的药物或食品饮料的应用，即D－丝氨酸做为治疗药品、饮料或食品中的添加成分，所得药品、饮料或食品可预防和治疗因急慢性脑缺血缺氧所引起的脑损伤。所述D－丝氨酸包括D－丝氨酸及其聚合物、环化合物或其它衍生物，如低分子量的聚D－丝氨酸、环D－丝氨酸及其它D－丝氨酸的衍生物，所述衍生物包括D－丝氨酸的盐类和其它在溶液状态以D－丝氨酸为有效成分的衍生物。使用本发明物质可抑制大脑中谷氨酸的释放、减低因谷氨酸和NMDA受体所致的对大脑细胞的毒性，有效保护处于缺血缺氧状态的大脑免受损伤；可用于预防和治疗因急慢性脑缺血缺氧所引起的脑损伤。
文档编号A61K31/74GK1736373SQ200410046669
公开日2006年2月22日 申请日期2004年8月19日 优先权日2004年8月19日
发明者缪建荣, 刘一鸣, 刘雁鸣 申请人:缪建荣