甲萘醌-7在制备改善运动能力的产品中的应用及改善运动能力的产品

摘要

本发明涉及甲萘醌‑7在制备改善运动能力的产品中的应用及改善运动能力的产品，属于医药技术领域。为解决现有技术仍缺乏对甲萘醌‑7更多生物效应的探索的问题，本发明提供了甲萘醌‑7在制备改善运动能力的产品中的应用及改善运动能力的产品。本发明通过实验证实，甲萘醌‑7能够通过减轻肌肉炎症反应，缓解乳酸堆积，改善线粒体损伤并强化线粒体能量利用来增强肌肉力量以及肌肉质量，从而改善糖尿病患者、运动人群和肌肉衰减人群的运动能力。本发明提供了多种甲萘醌‑7补充形式，丰富了应用场景及添加策略，降低了改善运动能力的产品的干预频率，能够提高补充者的依从性，更好地发挥甲萘醌的生物学效应。

说明书

技术领域

本发明属于医药技术领域，尤其涉及甲萘醌-7在制备改善运动能力的产品中的应用及改善运动能力的产品。

背景技术

运动能力是指通过消耗能量来完成一系列复杂肢体动作的能力，通过肌肉组织利用能量来实现。肌肉细胞中有丰富的线粒体和糖原含量，可以高效地利用以及储存能量。肌肉作为能量代谢旺盛的组织，是糖脂代谢的重要器官。

糖尿病患者，尤其是2型糖尿病患者因体内广泛存在着胰岛素抵抗，导致各组织器官吸收及利用葡萄糖的能力下降，常常存在肌肉组织利用糖脂的能力降低的问题，导致糖尿病患者中普遍存在着肌力下降甚至萎缩的现象，影响了患者的运动能力。而帮助支持肌肉合成的支链氨基酸会进一步促进胰岛素的抵抗作用并降低肌肉线粒体的氧化能力，因此糖尿病患者亟需能够辅助其恢复肌肉力量，同时又不会影响血糖控制的更加安全有效的途径。

同时，对于普通人群的力量运动，尤其是高强度的力量锻炼，对于肌肉纤维破坏并刺激重新生长的作用是非常显著的。虽然破坏肌肉纤维并刺激肌肉纤维生长是提升肌肉质量和肌肉力量的有效途径，但在肌肉纤维破坏的过程中，比如在无氧运动中产生的乳酸，以及修复受损肌纤维都可以引发炎症反应。这是机体存在的自我修复过程，但这个过程需要一定时间才能缓解，期间会伴有一定程度的疼痛等反应，同样会影响运动能力。目前市场上的运动补剂多为运动饮料和蛋白质类产品，旨在补充人体所需的电解质或促进肌肉合成，作用多聚焦于维持体液平衡和加速肌肉生长，在肌肉恢复方面仍缺乏有效成分来加速缓解炎症反应的过程。

维生素K2又称为甲萘醌，是一种脂溶性维生素，既往研究表明维生素K2的多种亚型，主要为甲萘醌-4(MK-4)、甲萘醌-7(MK-7)有利于骨骼和心血管健康。但不同亚型的维生素K2在体内的吸收和运转不同，生物利用度和有效使用量级别也不同，因此用途也不同。现有产品中甲萘醌-7用于骨质疏松症、改善动脉钙化、治疗帕金森等，而甲萘醌-4只能用于骨质疏松症。

市场上现有的甲萘醌-7产品和针对甲萘醌-7的科学研究仅局限在骨骼、心血管和凝血功能领域，并未充分考虑甲萘醌-7的结构特点，也缺乏对其生物效应在更多相关组织器官上的充分探索。

发明内容

为解决现有技术仍缺乏对甲萘醌-7更多生物效应的探索的问题，本发明提供了甲萘醌-7在制备改善运动能力的产品中的应用及改善运动能力的产品。

本发明的技术方案：

甲萘醌-7在制备改善运动能力的产品中的应用。

进一步的，所述产品通过甲萘醌-7增强肌肉力量及肌肉质量实现运动能力的改善。

进一步的，所述增强肌肉力量及肌肉质量通过甲萘醌-7减轻肌肉炎症反应、缓解乳酸堆积、改善线粒体损伤并强化线粒体能量利用实现。

进一步的，所述应用针对糖尿病患者、运动人员和肌肉衰减人群。

改善运动能力的产品，含有有效量的甲萘醌-7。

进一步的，所述甲萘醌-7的有效量为50ug/kg体重～2mg/kg体重。

进一步的，所述产品为药品、食品或保健品。

进一步的，所述药品中还包括药学上可接受的载体或辅料。

进一步的，所述食品为乳制品、食用油、豆制品、肉制品或蛋制品。

进一步的，所述保健品为运动补剂、运动饮料或抗疲劳功能饮料。

本发明的有益效果：

本发明通过实验证实，甲萘醌-7能够通过减轻肌肉炎症反应，缓解乳酸堆积，改善线粒体损伤并强化线粒体能量利用来增强肌肉力量以及肌肉质量，从而改善糖尿病患者、运动人群和肌肉衰减人群的运动能力，为肌肉、线粒体、炎症、能量利用以及糖尿病的改善提供一种有效的营养素选择。本发明提供了多种甲萘醌-7补充形式，如能够带来良好吸收效果的奶制品、食用油和方便服用的运动饮料等，极大丰富了甲萘醌-7的应用场景及添加策略，为广泛应用甲萘醌-7提供了更多有利证据。本发明将甲萘醌-7应用于改善运动能力的产品的制备，充分利用甲萘醌-7半衰期长、体内分布范围广的特点，不仅降低了改善运动能力的产品的干预频率，也能提高补充者的依从性，更好地发挥甲萘醌的生物学效应。

附图说明

图1为实施例2检测得到的血清中ALT含量的对比图；

图2为实施例2检测得到的血清中AST含量的对比图；

图3为实施例2检测得到的血清中Cr含量的对比图；

图4为实施例2检测得到的血清中CK含量的对比图；

图5为实施例2检测得到的血清中LDH含量的对比图；

图6为实施例2检测得到的血清中IL-6含量的对比图；

图7为实施例2检测得到的血清中TNF含量的对比图；

图8为实施例3不同剂量组小鼠的体重变化对比图；

图9为实施例3不同剂量组小鼠的摄食量变化对比图；

图10为实施例3不同剂量组小鼠的灌胃量变化对比图；

图11为实施例3不同剂量组小鼠骨骼肌样本的tSNE图；

图12为实施例3低剂量补充组与对照组比较的高级火山图；

图13为实施例3高剂量补充组与对照组比较的高级火山图；

图14为实施例3高剂量补充组与低剂量补充组比较的高级火山图；

图15为实施例3低剂量补充组与对照组比较差异基因的GO富集分析条形图；

图16为实施例3高剂量补充组与对照组比较差异基因的GO富集分析条形图；

图17为实施例3高剂量补充组与低剂量补充组比较差异基因的GO富集分析条形图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置，若未特别指明，本发明实施例中所用的原料等均可市售获得；若未具体指明，本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

本实施例提供了一种将甲萘醌-7添加到酸奶中的改善运动能力的产品，并通过肌肉力量及肌肉质量的变化考察了长期补充该产品对2型糖尿病患者运动能力的改善情况。

改善运动能力的产品配方：酸奶100g/杯，其中添加了90ug甲萘醌-7。

人群分组：受试人共102人，均为经医院诊断确诊为2型糖尿病患者，年龄在50～80周岁，其中男性受试者55人，女性受试者47人，所有受试者随机分成2组，其中补充组56人，对照组46人。各组受试者在年龄、病情、病程等方面经统计学处理差异无显著性意义，具有可比性。

补充组：酸奶100g/杯·天，其中添加了90ug甲萘醌-7；

对照组：酸奶100g/杯·天。

干预时长：6个月

指标检测：肌肉力量、肌肉质量、身体活动能力。在测量过程中受试者均着单薄且不影响测量结果的衣物，脱掉鞋袜，摘去所有可能影响结果的配饰。

检测方法：

肌肉力量：通常用手部握力表示，由受过培训的工作人员采用校准的握力器测量，所有受试者保持坐姿，双脚自然地放在地面上，膝盖弯曲，臀部弯曲90度，肩内收不动位，肘关节屈曲90°，前臂中立位，腕关节屈曲0°～30°，采用惯用手并保持0°～15°偏差，测功器手柄的大小是根据受试者在握紧手柄时的舒适度来设定的，每个参与者都经历了三次试验，试验的平均值用于分析。

肌肉质量：使用生物电阻抗分析仪快速测量出人体肌肉质量，通常使用ASMI(肌肉质量/身高

身体活动能力：通常用6米的步态速度来评估，采用专业计时器进行计时，受试者需要走两次6米，取其两次测试时间的平均值。

实验结果：

干预之前，补充组和对照组的肌肉力量、肌肉质量、6米步速、ASMI均没有差异，各项指标的基线检测结果如表1所示。甲萘醌-7干预6个月后，补充组和对照组的肌肉力量、肌肉质量、6米步速、ASMI的各项指标相比干预前的变化量如表2所示。

表1

表2

表2数据显示，补充组肌肉力量上升更加显著，并且两组间具有统计学意义(P＝0.035)。肌肉质量虽然不具有统计学差异，但可以看出补充组的肌肉质量要高于对照组。同样，校正了身高的ASMI指标在两组间具有统计学意义(P＝0.039)。

可以看到，通过甲萘醌-7强化酸奶的长期补充，2型糖尿病患者的肌肉力量及肌肉质量得到了适度但明显的提升，这对2型糖尿病患者运动能力的下降提供了一个合适的保护方式。

实施例2

本实施例提供了一种将甲萘醌-7添加到运动补剂中的改善运动能力的产品，并通过高强度运动造成的机体高炎症水平的变化考察了该产品对机体恢复效率间接提升运动能力的改善情况。

改善运动能力的产品配方见表3。

表3

人群分组：90名健康志愿者，年龄在20～40周岁，其中男性受试者45人，女性受试者45人，所有受试者随机平均分成3组，摄入葡萄糖组、摄入无甲萘醌-7补充剂组和摄入添加甲萘醌-7补充剂组，每组30人。

干预时长：志愿者空腹过夜，次日晨空腹到达指定地点，按分组摄入饮品500mL后进行三公里跑步测试，运动前、运动后0小时、运动24小时后采血，检测生化指标。

指标检测：血清生化数据

实验结果：

图1-图7依次为实施例2检测得到的血清中ALT、AST、Cr、CK、LDH、IL-6和TNF的含量对比图；由AST、ALT含量对比可以看出，是否添加甲萘醌-7对运动后肝功能的改善作用不显著；但由Cr含量对比可以看出，添加甲萘醌-7可以显著降低运动后血清肌酐的堆积。CK为反映运动后肌肉损伤的指标，添加甲萘醌-7有降低运动后CK的趋势；由LDH含量对比可以看出，添加甲萘醌-7可以显著降低运动后血清乳酸脱氢酶的堆积，提示甲萘醌-7可以缓解运动带来的乳酸堆积。由白介素6IL-6和肿瘤坏死因子TNF含量对比可以看出，添加甲萘醌-7可以显著降低运动后血清炎症因子水平。

可以看到，通过甲萘醌-7强化的运动补剂，中高强度运动者体内的乳酸堆积程度以及炎症水平得到了适度但明显的缓解，这对运动人员运动能力恢复提供了一个合适的保护方式。

实施例3

本实施例通过不同剂量的甲萘醌-7强化的调和油补充均可显著改变小鼠骨骼肌组织的基因表达情况，通过改善乳酸堆积，线粒体能量利用以及减轻炎症反应考察甲萘醌-7对于运动能力的改善情况。

实验分组：按照随机分组原则将15只无菌C57BL/6N正常小鼠平均分为对照组，低剂量甲萘醌-7油剂补充组和高剂量甲萘醌7油剂补充组。

干预时长：每隔一天进行一次灌胃操作，三组灌胃体积相同，其中对照组NC为空白油剂，低剂量组LOW：甲萘醌-7灌胃量为50ug/kg体重，高剂量组HIGH：甲萘醌-7灌胃量为2mg/kg体重，实验持续五周，于五周结束后处死无菌小鼠。

指标检测：骨骼肌组织的转录组测序。

实验结果：

图8-图10为本实施例不同剂量组小鼠的体重变化、摄食量变化和灌胃量变化的对比图；可以看出实验干预过程中，小鼠体重、摄食量以及灌胃量均未显示出显著差异。

图11为本实施例不同剂量组小鼠骨骼肌样本的tSNE图；图片显示，对于转录组数据，低剂量补充组个体与对照组个体区分明显，高剂量补充组个体均匀的分布在低剂量补充组与对照组，区分度不明显。

图12为本实施例低剂量补充组与对照组比较的高级火山图；蓝色为表达量较对照组降低的基因，红色为表达量较对照组上升的基因。图13为本实施例高剂量补充组与对照组比较的高级火山图；蓝色为表达量较对照组降低的基因，红色为表达量较对照组上升的基因。图14为本实施例高剂量补充组与低剂量补充组比较的高级火山图；蓝色为表达量较对照组降低的基因，红色为表达量较对照组上升的基因。

综上差异基因的情况显示，高低剂量的甲萘醌-7强化的调和油剂的补充均可以为骨骼肌带来显著的基因水平的变化。另外，不同剂量带来的基因水平的变化也具有显著的差距。

图15为本实施例低剂量补充组与对照组比较差异基因的GO富集分析条形图；图片显示，低剂量补充组与对照组相比较与骨骼肌部位的乳酸氧化、糖酵解过程以及免疫反应过程有关。

图16为本实施例高剂量补充组与对照组比较差异基因的GO富集分析条形图；图片显示，高剂量补充组与对照组相比较与骨骼肌部位的氧气运输、炎症反应、以及免疫反应增强有关。

图17为本实施例高剂量补充组与低剂量补充组比较差异基因的GO富集分析条形图，图片显示，高剂量补充组与低剂量补充组相比较与骨骼肌部位的血液循环、能量代谢、骨骼肌结构以及免疫反应改善有关。

综合以上基因功能富集分析的结果可以看出甲萘醌-7对于骨骼肌组织的作用广泛，包括线粒体能量利用(能量代谢相关功能、氧气运输)、免疫反应(炎症氧化应激现象)和乳酸代谢相关功能。可以看出甲萘醌-7对于骨骼肌组织潜在的功效以及可能存在的剂量反应关系。

本发明通过三部分实验阐明了甲萘醌-7以三种形式补充(酸奶、运动饮料、调和油)应用于多层次人群(糖尿病患者、运动人员、肌肉衰减人群)或者动物带来的改善运动能力的潜在效应，包括缓解肌肉的炎症损伤、改善肌肉的乳酸堆积、增强肌肉力量与质量的直观能力以及潜在的线粒体修复，能量利用的能力。