Der Abbau von Kohlenhydraten im menschlichen oder tierischen Körper setzt das Vorhandensein von a-Glucosidasen, insbesondere von Saccharasen und Maltasen, voraus. Inhibitoren dieser beiden Enzyme erweisen sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn ein Anstieg des Blutzuckerspiegels nach den Mahlzeiten verhindert werden soll. Aus der EP 0 560 284 A1 sind a-Glucosidase-Inhibitoren bekannt, die ohne schädliche Auswirkungen auf den Körper des Pa- tienten sind und zudem von diesem nur in geringem Ausmaß aufgenommen werden. Aus dieser Druckschrift ist die Verwendung verschiedener Pentosen und Hexo- sen wie L-Arabinose, L-Fucose, L-Xylose, D-Ribose etc. bekannt, um die a-Glucosidase-Aktivität in ei- nem Maltase und Saccharase enthaltenden Homogenat zu inhibieren. Die EP 0 560 284 A1 erwähnt auch, daß L-Xylulose keine, beziehungsweise nur sehr ge- ringe, inhibierende Wirkung auf das eingesetzte Maltase und Saccharase enthaltende Homogenat hat.

Arznei-oder Lebensmittelzusammensetzungen, die L- Xylulose enthalten, sind ebensowenig beschrieben wie therapeutische Anwendungen dieser Verbindung.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem liegt darin, eine einen Inhibi- tor für die Enzym-Aktivität von Saccharase und Mal- tase enthaltende Arzneimittel-und Lebensmittelzu- sammensetzung bereitzustellen, wobei der Inhibitor eine besonders starke inhibierende Wirkung auf jede einzelne der beiden genannten Enzym-Aktivitäten bei gleichzeitiger guter Körperverträglichkeit auf- weist.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem wird durch die Bereitstellung einer Arzneimittel-und Lebensmittelzusammensetzung gelöst, die L-Xylulose sowie gegebenenfalls einen pharmazeutisch verträglichen Träger enthält. Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende techni- sche Problem wird inbesondere dadurch gelöst, daß die Verwendung von L-Xylulose zur Inhibierung von Maltasen und/oder Saccharasen bereitgestellt wird.

Überraschenderweise konnte nämlich gezeigt werden, daß L-Xylulose eine besonders starke inhibierende Wirkung auf die Maltase-und/oder die Saccharaseak- tivität, insbesondere aus Schweinedünndarm-Mukosa, ausübt. Dies ist insbesondere deshalb überraschend, als im Stand der Technik bekannt war, daß die L- Xylulose keine inhibierende Wirkung auf ein Maltase und Saccharase enthaltendes Homogenat aus dem Dünn- darm von Kaninchen ausübt. Der Stand der Technik führte daher von einer therapeutischen Anwendung der L-Xylulose weg. Es konnte nun gezeigt werden, daß, wenn die L-Xylulose zur Inhibierung der iso- lierten Enzymkomplexe Glucoamylase/Maltase und/oder Saccharase/Isomaltase anstelle eines die verschie- densten aus der Homogenat-Herstellung herrührenden Kontaminationen enthaltenden Homogenats mit Saccha- rase-und Maltaseaktivität eingesetzt wird, ein be- sonders starker inhibierender Effekt auf die iso- lierten Enzyme auftritt. Der erfindungsgemäß fest- gestellte inhibierende Effekt übertrifft bei weitem die inhibierende Wirkung anderer, als a-Glucosidasen-Inhibitoren bekannter Pentosen und Hexosen. Diese Erkenntnis führt die L-Xylulose da- her einer prophylaktischen oder therapeutischen Verwendung in den Arznei-oder Lebensmittelzusam- mensetzungen zu.

Die Erfindung betrifft demgemäß auch ein Verfahren zur Inhibierung von Maltase-und Saccharaseaktivi- täten, wobei eine wässrige, die Glucoamyla- se/Maltase und/oder Saccharase/Isomaltase enthal- tende Lösung mit L-Xylulose versetzt und eine wirk- same Inhibierung der Saccharase-und/oder Maltase- Aktivität erreicht wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Arzneimittelzusam- mensetzung, enthaltend als aktiven Bestandteil L-Xylulose und einen pharmazeutisch verträglichen Träger oder Zusatzstoffe zur Verringerung eines er- höhten Zuckerspiegels im Blut des tierischen oder menschlichen Körpers. Die erfindungsgemäße Arznei- mittelzusammensetzung kann sowohl prophylaktisch als auch therapeutisch eingesetzt werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Lebensmittelzusam- mensetzung bzw. sogenanntes"functional food", ent- haltend L-Xylulose, die bzw. das beispielsweise zur Vorbeugung oder begleitenden Behandlung von erhöh- tem Blutzuckerspiegel eingesetzt werden kann. Wie erwähnt, weist die L-Xylulose den Vorteil auf, daß sie natürlicherweise vorkommt, keine Toxizität auf- weist, kaum vom Körper aufgenommen wird und gleich- zeitig eine stark inhibierende Wirkung auf die Sac- charase-und Maltase-Aktivität ausübt. Die erfin- dungsgemäße Zusammensetzung eignet sich daher sehr gut zur Vorbeugung oder Behandlung von Hyperglykä- mien. Insbesondere eignet sich L-Xylulose zur Her- stellung eines Arznei-oder Lebensmittels zur Vor- beugung oder Behandlung von Hyperglykämien.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von L- Xylulose zur Herstellung der vorgenannten Zusammen- setzungen.

Pharmazeutisch verträgliche in Verbindung mit L-Xy- lulose einsetzbare Träger oder Zusatzstoffe sind zum Beispiel Bindemittel, Konservierungsmittel, Stabilisatoren, Trenn-und Gleitmittel, Süßstoffe, Farb-und Aromastoffe oder ähnliches.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können als Tabletten, Pulver, Pillen, Komprimate oder Lösungen vorliegen und beispielsweise oral oder intraperito- neal verabreicht werden. Die Dosierung beträgt vor- zugsweise 0, 5 bis 100 g/Tag.

In erfindungsgemäßen Lebensmittelzusammensetzungen ist vorgesehen, wenigstens 2 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 50 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht im Le- bensmittel enthaltender Kohlenhydrate) an L-Xylu- lose einzusetzen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert.

Beispiel : Bestimmung der Enzym-Aktivitäten von Saccharase, Maltase und Isomaltase in den Enzymkomplexen Sac- charase/Isomaltase (SI) und Glucoamylase/Maltase (GM) A) Die Saccharase-Aktivität wurde mit drei ver- schiedenen Substraten, nämlich Saccharose, Maltose (Monohydrat, enthält 0, 5 Gew.-% Glucose) und Iso- maltose untersucht.

Die Maltase-Aktivität wurde mit dem Substrat Malto- se (Monohydrat, enthält 0, 5 Gew.-% Glucose) unter- sucht.

Die Isomaltaseaktivität wurde mit dem Substrat Iso- maltose untersucht. L-Xylulose (95 Gew.-%, gelber Sirup) wurde von der Firma Aldrich bezogen. Als Vergleichsinhibitoren wurden L-Arabinose (99 Gew.-%), D-und L-Ribose (98 Gew.-%), D-und L-Lyxose (99 Gew.-%), L-Ribu- lose-Hydrat (95 Gew.-%) und D-Ribulose-Hydrat (95 Gew.-%, gelber Sirup) von der Firma Aldrich so- wie D-Arabinose, D-und L-Xylose sowie D-Xylulose von der Firma Sigma eingesetzt.

Triethanolamin-Hydrochlorid (TRA), Adenosin-5'-tri- phosphat (ATP), Nicotinamid-adenindinukleotid (NAD), Hexokinase (HK) und Glucose-6-phosphat- Dehydrogenase (G6PDH) wurden von der Firma Boehrin- ger/Mannheim sowie Magnesiumchlorid-Hexahydrat von der Firma Merck bezogen.

Die Saccharase/Isomaltase (SI) und die Glucoamyla- se/Maltase (GM) wurden mittels Papainabdauung aus Schweinedünndarm-Mukosa isoliert und durch Ammoni- umsulfatfällung angereichert. Die Auftrennung der Enzyme in isolierte Saccharase/Isomaltase (SI) und Glucoamylase/Maltase (GM) erfolgte über einen Io- nenaustauscher (DEAE-Cellulose), sowie eine sich anschließende Feinauftrennung mittels Gelfiltration auf einer Superdex 200-Säule der Firma Pharmacia.

B) In den im folgenden beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der Enzym-Aktivität der Maltase/Iso- maltase und Saccharaseaktivitäten unter dem Einfluß der verschiedenen untersuchten potentiellen Inhibi- toren wurde als Meßgröße die freigesetzte Glucose bestimmt. Dies geschieht im enzymatisch-optischen Test mit Hexokinase (HK) und Glucose-6-phosphat- Dehydrogenase (G6PDH) als gekoppeltem Nachweissy- stem (Beutler, H.-O. ; in : Methods of Enzymatic Ana- lysis ; Bergmeyer, H. U. ; Bergmeyer, J. ; Graßl, M.

(Herausgeber) ; 3. Ausgabe ; Vol. VI, 2-10). Die Mes- sung erfolgte bei einer Temperatur von 37°C und ei- nem pH-Wert von 7, 0.

Die folgende Tabelle verdeutlicht die Zusammenset- zung der für die einzelnen Untersuchungen notwendi- gen Ansätze. Bei einzelnen Untersuchungen wurde der mL-Ansatz verwendet, der jedoch in einigen Fällen (siehe Tabelle 3) auf einen Mikroansatz reduziert wurde. mL-Ansatz Konzentration Mikroansatz (Halbmikroküvet-im Ansatz (Mikroküvetten, ten, Schicht-Schichtdicke dicke 1 cm)) 1 cm) 0, 620 mL abhängig von 0, 210 mL Substrat-Lösung E/S-Kombina-Substrat-Lösung tion (s. Abs. C) 0, 100 mL TRA Inhibitorkon-0, 035 mL TRA (100 mM, pH 7, 0) zentrationen (100 mM, pH 7, 0) bzw. Inhibitor-s. Tabelle 3 bzw. Inhibitor- Lösung Lösung 0, 250 mL Mix 4, 05 mmol/L 0, 075 mL Mix (aus ATP 16, 2 mM, 1, 10 mmol/L (aus ATP 18, 9 mM, NAD 4, 4 mM und, 10, 00 mmol/L NAD 5, 1 mM und MgCl2 40mM) MgCl2 46, 7 mM) (15 Min. Inkuba- (15 Min. Inkuba- tion bei 37°C) tion bei 37°C) 0, 010 mL HK/G6PDH 5, 0 U/mL 0, 010 mL HK/G6PDH (HK 500 U/mL, 0, 7 U/mL (HK 175 U/mL, G6PDH 70 U/mL) G6PDH 24, 5 U/mL) (5 Min. Inkuba- (5 Min. Inkuba- tion bei 37°C) tion bei 37°C) 0, 020 mL Enzym 0, 1 U/mL 0, 020 mL Enzym (5 u/mL Maltase-Maltase- (1, 75 U/mL Mal- Aktivität) Aktivität tase-Aktivität) 1, 000 mu0, 350 350 Tabelle 1 : Zusammensetzung der einzelnen Ansätze C) Bevor die Inhibitor-Aktivitäten bestimmt wurden, wurde für jede Enzym-Substrat-Kombination eine Grundkinetik erstellt, bei der sowohl die Michae- lis-Menten-Konstante (KM [mmol/L]) als auch die ma- ximale Umsatzgeschwindigkeit (Vmax [U/mL]) bestimmt wurden. Für die Enzym/Substrat-Kombination Saccha- rase/Saccharose wurde eine Substrat-Konzentration von 1, 24 bis 124 mmol/L, für die Enzym/Substrat- Kombination Saccharase/Maltose wurde eine Substrat- Konzentration von 0, 62 bis 24, 8 mmol/L, für die En- zym/Substrat-Kombination Saccharase/Isomaltose wur- de eine Substrat-Konzentration 3, 6 bis 57, 6 mmol/L und für die Enzym/Substrat-Kombination Maltase/Mal- tose wurde eine Substrat-Konzentration von 0, 31 bis 12, 4 mmol/L im Ansatz verwendet.

Enzym/Substrat-KM [mmol/L] Vmax [U/mL] Kombination SI/Saccharose 60, 5 ( 9 %) 8, 0 ( 7%) SI/Maltose : 10, 3 ( 10 %) 5, 8 ( 10 %) SI/Isomaltose : 79, 6 ( 11 %) 3, 0 ( 3 %) GM/Maltose : 4, 4 ( 18 %) 5, 1 ( 8 %) Tabelle 2 KM-und Vmax-Werte der Saccharase/Isomaltase (SI) mit den Substraten Saccharose, Maltose und Isomal- tose und der Glucoamylase/Maltase (GM) mit dem Substrat Maltose (angegeben werden die Mittelwerte aus allen durchgeführten Grundkinetiken, der Vmax- Wert bezieht sich auf eine Enzym-Aktivität von 0, 1 U/mL Maltase-Aktivität im Ansatz).

D) Für jede Enzym/Substrat-Kombination wurden an- schließend Inhibitorkinetiken mit L-Xylulose und den genannten Pentosen und Pentulosen als Ver- gleichssubstanzen durchgeführt. Dazu wurde den In- kubationsansätzen der Grundkinetiken eine bestimm- te, für jede Inhibitorkinetik jeweils konstante In- hibitorkonzentration hinzugefügt. Die eingesetzten Inhibitorkonzentrationen sind der Tabelle 3 zu ent- nehmen. Ihre Höhe richtet sich nach der Stärke der resultierenden Hemmungen, auf die vorhergehende Te- ste hinwiesen. Für jede Enzym/Substrat-Kombination wurden drei bis vier Kinetiken mit verschiedenen Inhibitorkonzentrationen erstellt. Die Inhibitor- konstanten Ki und Kii wurden aus den Sekundärplots der Lineweaver Burk-Darstellungen bestimmt. Inhibi-einge-Enzym/Art der Hem-Ki Kii tor setzte Substrat-mung [mmol/L] [mmol/L] Inhibitor-Kombination Konzen- tration [mmol/L] L-Xylu-0/1/2/4 SI/Saccha-nicht-kompe-23, 1 12, 8 lose rose titiv 0/2/4/6 SI/Maltose nicht-kompe-27, 1 4, 7 titiv 0/3/6/9 SI/Isomal-kompetitiv 40, 2----- tose** 0/2/4/6 GM/Maltose nicht-kompe-9, 2 20, 7 titiv D-Ara-0/25/50/SI/Saccha-nicht-kompe-145, 2 132, 2 binose 75/100 rose titiv 0/45/60/SI/Maltose kompetitiv 183, 1----- 75 0/30/60/SI/Isomal-kompetitiv 272, 8----- 90 tose** 0/50/60/GM/Maltose kompetitiv 179, 5----- 70 L-Ara-0/5/20/30 SI/Saccha-nicht-kompe-133, 4 4, 6 binose rose titiv 0/3/5/9/15 SI/Maltose nicht-kompe-99, 5 11, 9 titiv 0/10/20/30 SI/Isomal-kompetitiv 230----- tose** 0/10/30/50 GM/Maltose keine Hemmung---------- D-Xy-0/2, 5/5/10 SI/Saccha-nicht-kompe-16, 1 2, 4 lose rose titiv 0/2, 5/5/10 SI/Maltose nicht-kompe-36, 7 7, 1 titiv 0/10/20/40 SI/Isomal-kompetitiv 86, 4----- tose** 0/10/20/30 GM/Maltose nicht-kompe-76, 7 50, 7 titiv L-Xy-0/5/10/20 SI/Saccha-nicht-kompe-61 66, 5 lose rose titiv 0/20/40/60 SI/Maltose nicht-kompe-156, 4 77, 6 titiv 0/20/40/60 SI/Isomal-unkompetitiv-----101 tose** 0/30/50/70 GM/Maltose kompetitiv 201, 4----- D-0/2, 5/5/10 SI/Saccha-nicht-kompe-73, 1 11, 8 Ribose rose titiv 0/5/10/15 SI/Maltose nicht-kompe-213, 6 51, 5 titiv 0/5/10/20 SI/Isomal-kompetitiv 53, 4----- tose** 0/10/20/40 GM/Maltose nicht-kompe-451 702, 5 titiv L-0/10/20/40 SI/Saccha-nicht-kompe-157, 6 90 Ribose rose titiv 0/10/20/40 SI/Maltose kompetitiv 154, 7----- 0/20/40/60 SI/Isomal-kompetitiv 392, 5----- tose** 0/20/40/60 GM/Maltose kompetitiv 393, 6----- D-0/5/10/20 SI/Saccha-nicht-kompe-68, 5 28, 5 Lyxose rose titiv 0/15/25/35 SI/Maltose nicht-kompe-189, 4 59, 8 titiv 0/20/40/60 SI/Isomal-kompetitiv 280, 7----- tose** 0/20/40/60 GM/Maltose kompetitiv 284, 5----- L-0/30/60/90 SI/Saccha-nicht-kompe-508, 6 627, 5 Lyxose rose titiv 0/30/60/90 SI/Maltose keine Hemmung---------- 0/30/60/90 SI/Isomal-kompetitiv 876, 9----- tose** 0/30/60/90 GM/Maltose keine Hemmung---------- D-Xylu-0/10/20/30 SI/Saccha-nicht-kompe-88, 0 41, 7 lose rose titiv 0/5/10/20 SI/Maltose unkompetitiv-----47, 5 0/20/40/60 SI/Isomal-kompetitiv 104, 7----- tose** 0/5/10/20 GM/Maltose keine Hemmung---------- D-Ri-0/6/9/12 SI/Saccha-nicht-kompe-200, 5 17, 2 bulose rose titiv 0/2, 5/6/9/ SI/Maltose nicht-kompe-75, 9 28, 5 12 titiv 0/12/18/24 SI/Isomal-kompetitiv 129, 4----- tose** 0/3/6/7, 5/ GM/Maltose unkompetitiv-----9, 0 9 L-Ri-0/5/10/20 SI/Saccha-nicht-kompe-154, 3 42, 6 bulose rose titiv 0/20/30/40 SI/Maltose nicht-kompe-223, 7 98, 6 titiv 0/30/60/90 SI/Isomal-kompetitiv 993, 5----- tose** 0/20/40/60 GM/Maltose kompetitiv 252, 5----- Tabelle 3 Übersicht über die durchgeführten Inhibierungskine- tiken und die sich ergebenden Hemmtypen und Inhi- bierungskonstanten (für die gekennzeichneten En- zym/Substrat/Inhibitor-Kombinationen ** erfolgten die Einzelmessungen im Mikroansatz) E) Die folgende Tabelle 4 stellt eine Übersicht über die Hemmstärken dar, mit denen die L-Xylulose und die als Vergleichssubstanzen untersuchten Pen- tosen und Pentulosen auf die untersuchten En- zym/Substrat-Kombinationen einwirken. SI GM SI/Saccharose SI/Maltose SI/Isomaltose GM/Maltose (nicht-kom- (überwiegend (kompetitiv) petitiv) nicht- Inhi-kompet.) bitor Ki/KM Kii $Ki/KM Kii Ki/KM Kii Ki/Km Kii [mmol/L] [mmol/L] [mmol/L] [mmol/L] L-Xy-0, 4 12, 8 2, 6 4, 7 0, 5----2, 1 20, 7 lulose D-Xy-0, 3 2, 4 3, 6 7, 1 1, 1----17, 4 50, 7 lose L-Xy-1, 0 66, 5 15, 2 77, 6----47, 5 45, 8--- lose (unkomp.) D-Ri-1, 2 11, 8 20, 7 51, 1 0, 7----102, 5 703 bose L-Ri-2, 6 90 15, 0----4, 9 ---- 89,5 -- bose (komp.) (komp.) D-Ly-1, 1 28, 5 18, 4 59, 8 3, 5----64, 8 xose (komp.) L-Ly-8, 4 627, 5 keine Hem-11, 0 ---- keine Hem- xose mung mung D-Ara-2, 4 132, 2 17, 8----3, 4----40, 9--- binose (komp.) (komp.) L-Ara-2, 2 4, 6 9, 7 11, 9 2, 9 ---- keine Hem- binose mung D-Xy-1, 5 41, 7 ---- 47, 5 1, 3 ---- keine Hem- lulose (unkomp.) mung D-Fe- 3,3 17,2 7,4 28,5 1,6 ---- ---- 9 bulose (unkomp.) L-Ri-2, 6 42, 6 21, 7 98, 6 12, 5----57, 4---- bulose (komp.) Tabelle 4 Die Stärke einer Enzym-Inhibierung läßt sich aus den Inhibierungskonstanten Ki und Kii ablesen. Der Ki/KM-Wert läßt Aussagen darüber zu, in welchem Ver- hältnis die Affinität zwischen Enzym und Inhibitor zu der Affinität des Enzyms zum natürlichen Substrat steht.

Sehr starke Inhibitoren weisen ein Verhältnis Ki/KM < 1, starke Inhibitoren ein Verhältnis Ki/KM zwi- schen 1 und 2, mittelstarke Inhibitoren ein Ver- hältnis Ki/KM < 5, schwache Inhibitoren ein Verhält- nis Ki/KM zwischen 5 und 10 und sehr schwache Inhi- bitoren ein Verhältnis Ki/KM > 10 auf. Ein Verhält- nis Ki/Km < 1 bedeutet also, daß die Affinität des Inhibitors zum Enzym größer ist als zum entspre- chenden Substrat. Ein Verhältnis Ki/KM zwischen 1 und 2 bedeutet, daß die Affinität des Inhibitors zum Enzym halb so groß bis vergleichbar wie zum Substrat ist.

Aus der Tabelle 4 ist zu entnehmen, daß die Malta- se-und die Saccharaseaktivität am stärksten durch L-Xylulose inhibiert wird. Für die Sacchara- se/Saccharose-und die Saccharase/Isomaltulose- Kombination ist der Ki/KM-Wert deutlich < 1, das heißt, das Enzym besitzt zum Inhibitor eine deut- lich größere Affinität als zum Substrat. Für die Saccharase/Maltose-Kombination ist der Ki/KM-Wert < 5 und deutet auf eine mittelstarke Inhibierung hin, die dennoch erheblich stärker ist als die der Vergleichssubstanzen. Für die Maltase/Maltose-Kombination ist die L-Xy- lulose der einzige wirksame Inhibitor.

Die Untersuchungen zeigen deutlich, daß die L-Xy- lulose ein sehr wirksamer Inhibitor der Saccharase- und Maltaseaktivität ist.