ES2477877T5

ES2477877T5 - Uso de 25-hidroxi vitamina D3 para incrementar la masa muscular en mamíferos

Info

Publication number: ES2477877T5
Application number: ES08785441.0T
Authority: ES
Inventors: Thau Kiong Chung; Benito Averion Oliveros; Francisco Feranil Penalba
Original assignee: DSM IP Assets BV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2018-09-21
Anticipated expiration: 2028-08-07
Also published as: KR20100053549A; PL2173356T3; JP2010535727A; EP2173356B2; CN101778636A; ES2477877T3; US20110124608A1; EP2173356A1; CN101778636B; DK2173356T3; DK2173356T4; WO2009019027A1; EP2173356B1; PL2173356T5; KR101503948B1; JP5509502B2

Description

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DESCRIPCION

Uso de 25-hidroxi vitamina D3 para incrementar la masa muscular en mamiferos CAMPO DE LA INVENCION

Esta invencion se refiere a un metodo para incrementar la masa muscular en mamiferos mediante la administracion de 25-hidroxi vitamina D3.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Aunque se conocen los muchos beneficios de suplementar una dieta con vitamina D, especialmente con respecto a la salud osea, se sabe poco sobre la vitamina D y su efecto de los derivados sobre otros sistemas corporales.

En muchos mamiferos, la masa muscular es una caracteristica importante, tanto en terminos de salud general como de bienestar del animal, asi como por sus caracteristicas economicas y/o agricolas. De este modo, seria beneficioso proporcionar un mecanismo para incrementar no solo la fuerza osea, sino tambien la masa muscular.

DESCRIPCION DE ESTA INVENCION

Se ha encontrado, segun esta invencion, que la miogenesis se puede potenciar administrando prenatalmente a un mamifero una cantidad suficiente de 25-hidroxi vitamina D3.

Como se usa a lo largo de la memoria descriptiva y de las reivindicaciones, “25-OH D3” significa 25-hidroxi vitamina D3.

En mamiferos, el numero de fibras musculares esta determinado prenatalmente, y permanece constante a lo largo de la vida postnatal. Hay dos tipos de fibras musculares: las primarias y las secundarias. Durante la hiperplasia de las fibras musculares (un incremento en el numero de celulas o fibras), primero se desarrollan mioblastos primarios, despues los mioblastos primarios se fusionan para formar fibras primarias. A continuacion sigue un periodo mas largo de desarrollo de mioblastos secundarios (hiperplasia de fibras secundarias) sobre la superficie de estas fibras primarias. Como seria de esperar, mientras que todos los mamiferos siguen este plan general de desarrollo, cada especie tiene su propia linea de tiempo.

Por ejemplo, en cerdos, la hiperplasia de fibras primarias comienza a aproximadamente en el dia 35 de gestacion, y continua hasta el dia 60. La hiperplasia de fibras secundarias comienza a alrededor del dia 50 de gestacion, y dura hasta alrededor del dia 90. En esencia, la formacion de fibras del musculo esqueletico esta esencialmente terminada despues del dia 90 de gestacion. De forma similar, la fibra muscular primaria aparece en el dia 32 de gestacion en ovejas, en el dia 60 en bovidos, y en el dia 56 en seres humanos. La fibra muscular secundaria comienza a formarse en el dia 38, 90 y 90 de gestacion en ovejas, bovidos y seres humanos, respectivamente.

El crecimiento del musculo esqueletico postnatal en el cerdo se produce a traves de hipertrofia de las fibras musculares (un incremento en el tamano de la celula), y esta asociado con un incremento en el contenido de ADN. Las miofibras terminalmente diferenciadas son incapaces de la mitosis, y por lo tanto los mionucleos no retienen la capacidad para sintetizar ADN. Las celulas satelite, que son celulas precursoras miogenas presentes en las celulas del musculo esqueletico, son la fuente postnatal de ADN que contribuyen al crecimiento de las fibras musculares. La acumulacion aDn se produce a traves de la proliferacion de celulas satelite, seguido de la diferenciacion y fusion con fibras musculares existentes, dando como resultado un drastico incremento en el tamano de las celulas musculares y en el contenido nuclear.

El incremento en nucleos derivados de celulas satelite es proporcional a y es un requisito previo para la acumulacion de proteina muscular, es decir, del crecimiento muscular. Las celulas satelite se ven comprometidas a su programa de desarrollo particular durante el desarrollo embrionico tardio. Situadas debajo de la lamina basal, las celulas satelite son capaces de proliferar, de diferenciarse y de unir fibras existentes para fusionarse entre si para formar nuevas fibras. En el nacimiento, el musculo esqueletico esta constituido de alrededor de 10% de celulas satelite proliferantes; sin embargo, disminuyen rapidamente hacia el final del periodo de crecimiento.

El desarrollo de musculo esqueletico en mamiferos comienza durante etapas embrionicas tempranas, y continua durante sus vidas. La miogenesis esqueletica se inicia en el embrion como resultado de moleculas senalizadoras de tejidos circundantes que especifican el destino de las celulas miogenas. La familia genica del factor regulador muscular (MRF), incluyendo Myf5, MyoD, Miogenina y MRF4, que son expresados especificamente en celulas del musculo esqueletico, desempena papeles importantes a la hora de regular el desarrollo y crecimiento del musculo esqueletico. MyoD y Myf5 determinan a las celulas precursoras hacia destinos de celulas miogenas y la formacion de mioblastos durante la embriogenesis. Miogenina y MRF4, estan implicadas en la diferenciacion terminal de mioblastos en miotubos.

Las celulas satelites son manifiestas primeramente hacia el final de la embriogenesis, y sirven como una fuente principal para las celulas miogenas requeridas para el crecimiento muscular postnatal, reparacion y mantenimiento del musculo esqueletico. Normalmente son quiescentes, situadas entre el sarcolema y la membrana basal de fibras

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del musculo esqueletico maduras terminalmente diferenciadas. En respuesta a estimulos tales como crecimiento muscular postnatal (hipertrofia muscular) y miotrauma, las celulas satelite se activan, proliferan y se diferencian. Tanto los factores reguladores musculares como los factores de crecimiento (FGs) estan implicados en la activacion, proliferacion y diferenciacion de celulas satelite. Los factores de crecimiento incluyen el factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), factores de crecimiento semejantes a insulina, miembros de la superfamilia del factor de crecimiento transformante (TGF) (miostatina y TGF- 1) y factor de crecimiento de hepatocitos (HGF).

Aunque no se desea estar atados por la teoria, parece que la suplementacion dietetica de 25-hidroxi vitamina D3 comienza un “enriquecimiento de la cascada de vitamina D”, permitiendo que la vitamina D opere a traves de mecanismo genomico (via el receptor de vitamina D, un factor de transcripcion nuclear) y/o rutas de transduccion de senales no genomicas para regular directa e indirectamente la expresion genica de proteinas reguladoras miogenas (MRFs) y factores de crecimiento (GFs) a la hora de potenciar prenatalmente la hiperplasia muscular y postnatalmente la hipertrofia muscular. La 25-hidroxi vitamina D3, que actua a traves de MRFs y GFs, puede influir de forma prenatal en la etapa de determinacion para el compromiso de las celulas somaticas proliferantes a desarrollarse en estirpes miogenas especificas de celulas precursoras de mioblastos (mioblastos embrionicos, mioblastos fetales y, en particular, las celulas satelites) y convertirse en mioblastos de “memoria de vitamina D”. Los mioblastos de memoria de vitamina D son “encendidos” mediante 25-hidroxi vitamina D3 para amplificar su proliferacion, diferenciacion y fusion con fibras musculares existentes durante el crecimiento muscular postnatal.

De este modo, un aspecto de esta invencion es un metodo para promover la miogenesis en un mamifero, que comprende administrar de forma prenatal una cantidad suficiente de 25-hidroxi vitamina D3 al mamifero durante un periodo de hiperplasia de fibras musculares. En realizaciones preferidas de esta invencion, el metodo de administrar de forma prenatal la 25-OH D3 es mediante administracion oral a la madre gestante del mamifero, tal como incorporando 25-OH en la alimentacion de la madre. Se ha encontrado que este tipo de administracion puede afectar a la masa muscular en el mamifero embrionico. Otro aspecto de esta invencion es el uso de 25-OH D3 para incrementar la hiperplasia de fibras musculares en un mamifero embrionico.

El mamifero de esta invencion puede ser cualquier especie. Los mamiferos preferidos segun esta invencion son seres humanos, cerdos, bovidos, equinos, canidos, felinos, conejos, capridos (cabras) y ovidos. Preferiblemente, el mamifero es un cerdo.

Para cerdas prenadas, la dosis puede oscilar desde alrededor de 10 mg hasta alrededor de 100 mg por kg de dieta de pienso de cerdo, preferiblemente de alrededor de 50 a alrededor de 80 mg de 25-OH D3 por kg de dieta. Para otros mamiferos, las cantidades son similares, y se pueden basar en la cantidad de alimento dado por dia. Para resultados optimos, la suplementacion con 25-OH D3 deberia ser parte de una dieta que contenga un suministro adecuado de nutrientes, que generalmente se sabe que son beneficiosos para el organismo. Por ejemplo, en el cerdo, las vitaminas del grupo B son esenciales, y por lo tanto se suministran normalmente para asegurarse de que todos los otros nutrientes, como agua, hidratos de carbono, proteinas, grasas, otras vitaminas, y minerales, se utilizan de forma eficaz para funciones de produccion y mantenimiento.

El mamifero recibe preferiblemente una dosis prenatal de 25-hidroxi vitamina D3 durante el periodo de miogenesis. Tambien se ha encontrado, segun esta invencion, que si este animal que se ha expuesto prenatalmente a 25-OH D3 se alimenta entonces con una dieta que tambien contiene una suplementacion de 25-hidroxi vitamina D3, entonces su masa muscular aumenta con respecto a animales similares que fueron alimentados con una dieta de 25-OH D3, pero que no recibieron la dosificacion prenatal de 25-hidroxi vitamina D3. De este modo, en realizaciones particularmente preferidas de esta invencion, el mamifero, preferiblemente un cerdo, recibe tanto un suplemento prenatal de 25-OH D3 (al alimentar a la madre) como a su vez es alimentado continuamente durante su vida (tras el destete) con una dieta suplementada con 25-OH D3.

Los siguientes Ejemplos no limitantes se presentan para definir mejor la invencion.

EJEMPLOS EJEMPLO 1

Comportamiento del crecimiento del cerdo

Estudio A. En todos los estudios se usaron dos grupos de tratamiento. El grupo de control contenia cerdos de numeros de parto primero a quinto (cerdas y progenies) alimentados con raciones sin suplementacion de 25-OH D3. El grupo experimental estaba formado por cerdos de numeros de parto primero a quinto alimentados con raciones suplementadas con 50 mcg de 25-OH D3/kg de dieta), y cerdos amamantados a cerdas alimentados con raciones suplementadas con 25-OH D3 desde los 6 meses. El Estudio A solo cubrio la etapa de preiniciacion hasta el acabado (41-150 dias de vida) para los cerdos de los numeros de parto primero a tercero, mientras que cubrio la etapa de refuerzo hasta el acabado (7-150 dias de vida) para los cerdos de numeros de parto cuarto y quinto.

Estudio B. En este estudio tambien se usaron dos grupos de tratamiento. Los cerdos se seleccionaron al azar a partir de cerdas de numeros de parto mixtos alimentadas con raciones que no contienen 25-OH suplementario en la misma granja. El grupo de control se alimento con raciones sin 25-OH D3, mientras que al grupo experimental se le

administraron raciones suplementadas con 25-OH D3 (50 mcg de 25-OH D3/kg de dieta). El Estudio B cubrio la etapa de preiniciacion hasta el acabado (41 -150 dfas de vida).

Numero de cerdos y replicas: Hubo 8-11 replicas por tratamiento y 4 cerdos por replica.

Distribucion al azar y asignacion de los cerdos: Los cerdos se agruparon segun el tamano y sexo, y se distribuyeron 5 al azar en cada tratamiento. El numero de replicas masculinas para los dos tratamientos se igualo.

Raciones: Las raciones implicadas en todos los estudios fueron raciones de gestacion y de lactancia para las cerdas. A las progenies se les dieron raciones de refuerzo, de preiniciacion, de iniciacion, de crecimiento y de acabado. Alimentacion: Los cerdos experimentales fueron alimentados ad libitum con piensos secos. Los cerdos de refuerzo (lactantes) se alimentaron comenzando cuando tenfan 7 dfas de vida. Los piensos se colocaron en un 10 comedero lineal disenado para cerditos. Durante unos pocos dfas, solo se dio una pequena cantidad de pienso a los cerdos, pero cuando estuvieron comiendo, la cantidad requerida siempre estaba en el comedero. Las cantidades de los piensos se pesaron y registraron apropiadamente. Los cerdos de preiniciacion se alimentaron durante 30 dfas usando comederos lineales mientras estaban confinados en corrales de listones y elevados. Los cerdos de crecimiento-acabado se alimentaron usando comederos de hormigon durante 80 dfas mientras estaban confinados 15 en corrales con un suelo de cemento. Se alimentaron las siguientes raciones a los cerdos correspondientes a su edad.

Tipo de racion Edad (dfas)

Refuerzo: 7-40

Preiniciacion: 41-70

Iniciacion: 71-100

Crecimiento: 101-130

Acabado: 131-150

Otras practicas de manipulacion: Todos los animales experimentales se sometieron a un procedimiento de operacion estandar en la granja en la que se llevaron a cabo estos estudios. Recogida de datos: Se recogieron los siguientes 20 datos:

1. Peso de cerditos a los 7 dfas de vida

2. Peso de cerditos a los 28 dfas de vida

3. Peso de cerdos a los 41,70, 100, 130, y 150 dfas de vida

4. Consumo de pienso durante los siguientes perfodos:

25 a) perfodo de refuerzo (7-28 dfas de vida; 29-40 dfas de vida)

b) perfodo de preiniciacion (41-70 dfas de vida)

c) perfodo de iniciacion (71-100 dfas de vida)

d) perfodo de crecimiento (101 -130 dfas de vida)

e) perfodo de acabado (131 -150 dfas de vida)

30 RESULTADOS:

A lo largo de los numeros de partos, los cerdos destetados de cerdas alimentadas con 25-OH D3 se alimentaron con 50 mg de 25-OH D3/kg de dieta, y aquellos destetados de cerdas de control se alimentaron con la dieta de control (que no contiene 25-OH D3). Las Tablas 1-5 a continuacion muestran el comportamiento del crecimiento de los cerdos desde el preinicio hasta el acabado para los numeros de parto 1 a 5. Consistentemente a lo largo de los tres 35 numeros de parto, los cerdos alimentados con 25-OH D3 ganaron peso de forma mas rapida (un delta medio de 3,9 kg) y convirtieron pienso en ganancia (un delta medio de 7 puntos) de forma mas eficiente que aquellos alimentados con la dieta de control.

TABLA 1

Efectos de 25-OH D3 sobre el comportamiento del crecimiento de cerdos de numero de parto primero de 41 a 150 dias de vida (preinicio a acabado) amamantados a cerdas alimentadas con 25-OH D3.

Tratamiento: Replica Peso corporal inicial, kg. Peso corporal final, kg. Ganancia total de peso, kg Ganancia diaria de peso, kg Ingesta total de pienso, kg Pienso: Ganancia

Control: 11 7,60 82,06 74,47 0,68 183,74 2.47

25-OH D3: 11 8,24 87,78 79,55 0,72 184,60 2.32

25-OH D3 frente a control (3): 0,64 5,72 5,08 0,04 0,86 -0,15

Valor P: 0,17 0,05 0,07 0,07 0,89 0,02

TABLA 2

Efectos de 25-OH D3 sobre el comportamiento del crecimiento de cerdos de numero de parto segundo de 41 a 150 dias de vida (preinicio a acabado) amamantados a cerdas alimentadas con 25-OH D3.

Control: 8 8,81 88,44 79,63 0,72 184,49 2.32

25-OH D3: 10 10,56 95,78 85,22 0,78 193,74 2.28

25-OH D3 frente a control (3): 1,67 7,34 5,59 0,06 9,25 -0,04

Valor P: 0,02 0,01 0,03 0,02 0,07 0,62

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TABLA 3

Efectos de 25-OH sobre el comportamiento del crecimiento de cerdos de numero de parto tercero de 41 a 150 dias de vida (preinicio a acabado) amamantados a cerdas alimentadas con 25-OH D3

Control: 9 8,13 86,51 78,39 0,71 178,83 2,29

25-OH D3: 9 8,88 92,39 83,51 0,76 179,35 2,16

25-OH D3 frente a control (3): 0,75 5,88 5,12 0,05 0,52 -0,13

Valor P: 0,04 0,11 0,13 0,14 0,86 0,11

TABLA 4

Efectos de 25-OH sobre el comportamiento del crecimiento de cerdos de numero de parto cuarto de 41 a 150 dias de vida (preinicio a acabado) amamantados a cerdas alimentadas con 25-OH D3

Control: 10 8,28 88,36 80,09 0,73 168,79 2,12

25-OH D3: 10 8,43 89,57 81,15 0,74 166,93 2,07

25-OH D3 frente a control (3): 0,15 1,21 1,06 0,01 -1,86 -0,05

Valor P: 0,71 0,76 0,76 0,76 0,34 0,43

TABLA 5

Efectos de 25-OH sobre el comportamiento del crecimiento de cerdos de numero de parto quinto de 41 a 150 dias de vida (preinicio a acabado) amamantados a cerdas alimentadas con 25-OH D3

COMPORTAMIENTO DEL CRECIMIENTO

Control: 8 8,73 89,43 80,70 0,73 179,59 2,22

25-OH D3: 8 8,66 91,94 83,27 0,76 184,63 2,22

25-OH D3 frente a control (3): -0,07 2,51 2,57 0,03 5,04 0,00

Valor P: 0,85 0,24 0,19 0,17 0,24 0,38

5 EJEMPLO 2

En este estudio, los cerdos que se usaron se destetaron de cerdas que no se alimentaron con 25-OH D3. Estos cerdos se observaron para la ganancia de peso a una velocidad similar a aquellos alimentados sin 25-OH D3, pero los primeros convirtieron el pienso en ganancia de peso de una forma mas eficaz que estos ultimos, como se puede ver en la Tabla 6, mas abajo.

10 Tabla 6

Efecto de 25-OH D3 sobre el comportamiento del crecimiento de cerdos de numero de parto mixto de 41 a 150 dias de vida, de preinicio a acabado, amamantados a cerdas alimentadas con 25-OH D3

Control: 10 8,33 88,61 80,27 0,730 190,94 2,40

25-OH D3: 10 8,44 89,59 81,15 0,74 190,05 2,34

25-OH D3 frente a control (3): 0,11 0,98 0,88 0,01 -0,89 -0,06

Valor P: 0,84 0,67 0,69 0,69 0,67 0,52

Los cerdos destetados de cerdas alimentadas con 25-OH D3, pero a los que no se les alimento con 25-OH D3, se observaron en cuanto a la ganancia de peso de forma mas lenta que aquellos alimentados con 25-OH D3 (datos procedentes de registros de la granja, n = 23 cerdos; peso medio corporal = 80,90 kg); vease la Tabla 1. Tambien 5 ganaron peso a un peso similar a los cerdos del control (de Tabla 1) y aquellos destetados de cerdas no alimentadas con 25-OH D3 (Tabla 6).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Uso de 25-hidroxi vitamina D3 para promover de forma no terapeutica la miogenesis en un mamifero al administrar de forma prenatal una cantidad suficiente de 25-hidroxi vitamina D3 al mamifero durante el periodo de hiperplasia de fibras musculares.

5 2. Uso segun la reivindicacion 1, en el que la administracion prenatal comprende la administracion a la madre

gestante.
3. Uso segun la reivindicacion 2, en el que la administracion prenatal es oral.
4. Uso segun la reivindicacion 1, en el que la administracion prenatal se realiza incorporando 25-hidroxi vitamina D3 en el pienso de la madre.

10 5. Uso segun la reivindicacion 1, en el que el mamifero se selecciona del grupo que consiste en: seres humanos,

cerdos, bovidos, equidos, canidos, felidos, capridos, conejos, y ovidos.
6. Uso segun la reivindicacion 5, en el que el mamifero es un cerdo.
7. Uso segun la reivindicacion 5, en el que la cantidad de 25-hidroxi vitamina D3 administrada a la cerda prenada es de alrededor de 10 mg a alrededor de 100 mg por kg de pienso.

15 8. Uso segun la reivindicacion 7, en el que la cantidad es de alrededor de 50 mg a alrededor de 80 mg por kg de

pienso.
9. Uso segun la reivindicacion 7, en el que la cerda se alimenta con 25-hidroxi vitamina D3 comenzando a los 6 meses de vida.