Липозомни витамини: какво представляват и 10 ползи

Блог, Енергия, Здраве и имунитет, Онкологично заболяване

Според Световната здравна организация, повече от два милиарда души по света страдат от дефицит на витамини и минерали. В днешния забързан начин на живот е трудно да се надцени значението на балансираната диета. Съществува обаче един проблем: витаминните добавки се усвояват слабо. Има различни начини за подобряване на ефективността на витаминната терапия, а един обещаващ подход е технологията за доставяне чрез липозоми.

В тази статия ще обясним какво представляват липозомните витамини и липозомни хранителни добавки и ще разгледаме предимствата и недостатъците на доставянето чрез липозоми.

Липозомни витамини и хранителни добавки: какво представляват

През последните години на фармацевтичния пазар се появиха липозомни витамини. За да разберем какво представляват те, как действат и как се различават от традиционните форми, е важно да сме наясно с природата на липозомите.

Липозомата е микроскопично балонче, наносфера. Структурата ѝ наподобява сапунен мехур: има фосфолипидна обвивка, обграждаща водно ядро. Молекулите на обвивката са уникални: едната част е хидрофобна (отблъсква водата), а другата е хидрофилна (привлича вода).

Тази структура позволява разполагането както на водоразтворими, така и на мастноразтворими вещества. Водоразтворимите съединения са разположени вътре в липозома, близо до фосфолипидните глави, които реагират добре с водата.

Мастноразтворимите съединения, от друга страна, са разположени сред мастнокиселинните опашки на фосфолипидите, които са водонепоносими.

Липозомната опаковка предпазва съдържанието от суровата среда на стомаха и червата. Тя също така подобрява клетъчната абсорбция на вещества: липозомната мембрана взаимодейства с клетъчните мембрани, улеснявайки метаболизма.

Липозомите се образуват чрез смесване на фосфолипиди с вода

При определена температура и концентрация фосфолипидите започват да се самосглобяват, образувайки сферични структури. Чрез промяна на условията могат да се създадат различни видове:

Малките еднослойни везикули (MLV) са малки по размер и се състоят от един слой фосфолипиди. Те лесно проникват в клетките, но са нестабилни и бързо освобождават съдържанието си.
Големите еднослойни везикули (ULV) също имат един слой, но са по-големи по размер (100 до 500 nm). Те могат да съдържат повече активни съставки.
Многоламеларните везикули (MLV) имат няколко слоя, което ги прави по-сложни по структура и им позволява да улавят по-голям брой активни вещества.
Мултивезикуларните (MVL) капсули се състоят от множество малки везикули, затворени в една, по-голяма мембрана. Те осигуряват удължено освобождаване на активните съставки. Използват се за парентерално приложение (инжектиране).

За да се подобрят свойствата на липозомите, тяхната повърхност се модифицира. За да се предпази структурата от разпознаване от имунната система и да се увеличи времето ѝ на циркулация в кръвта, се създава пегилиран липозом. Това се постига чрез добавяне на хидрофилно полимерно покритие – полиетилен гликол (PEG).

За специфично насочване се прикрепват лигандни молекули – антитела, пептиди и въглехидрати. Това позволява лекарствата да се доставят директно до засегнатите клетки и тъкани с минимални странични ефекти.

Как се създават липозомните лекарства

Най-често срещаните методи за производство на липозоми включват:

Хидратация на тънък филм

Фосфолипидите се разтварят в органичен разтворител, за да образуват тънък филм. След това този разтвор се изпарява, оставяйки само филм от фосфолипиди на дъното на контейнера. След това се добавя вода. Водата „хидратира“ (т.е. запълва) филма, образувайки мехурчета, наречени липозоми.

Инжектиране на етанол

Първо, фосфолипидите се разтварят в етанол (алкохол). След това разтворът се добавя към воден разтвор на лекарството, което води до образуването на везикули. Етанолът улеснява образуването на липидни сфери и улеснява взаимодействието на фосфолипидите с водата. След това етанолът се изпарява, оставяйки след себе си липозоми, съдържащи заредените вещества.

Метод на двойна емулсия

Първо се създава емулсия чрез смесване на воден разтвор на лекарството с разтвор на фосфолипиди в масло. Тази първа емулсия се нарича емулсия „вода в масло“. След това към нея се добавя друг воден разтвор, създавайки втора емулсия, наречена емулсия „вода в масло във вода“. След това фосфолипидите се свиват, за да образуват липидни сфери около лекарството. Този метод позволява производството на липозоми с голям капацитет на зареждане.

Следователно, първата стъпка е изборът на фосфолипиди, които ще образуват липозомната обвивка. Едновременно с това се приготвят активните съставки – витамини или лекарства – които ще бъдат капсулирани.

След това следват следните етапи:

◉ Образуване на везикули, което включва:

• Разтварянето на липиди в органичен разтворител създава основата за образуването на липозоми.

• Отстраняване на разтворителя чрез изпаряване, дестилация за получаване на липиден слой.

• Хидратация: липидният слой се поставя във водна среда и се разбърква. Това води до образуването на везикули.

◉ Анализ и обработка.

• След образуването, везикулите се оценяват и след това, ако е необходимо, се намаляват по размер. Това е важно за добрата смилаемост.

◉ Приготвяне на лекарствения разтвор и въвеждането му в липозомите.

Тази стъпка понякога се комбинира със създаването на везикули, ако се използва пасивно зареждане. Активното вещество може да бъде доставено до липозомите и активно – зареждането с лекарство се случва след като се образуват празните сфери:

• Чрез концентрационен или pH градиент (базиран на трансмембранния градиент). Ако концентрацията на лекарството във външната среда е по-висока, отколкото вътре в липозома, активните съставки започват да мигрират навътре.

• Електропорация. Към липозомите се прилага електрическо поле, създавайки временни пори на повърхността на везикулите, позволявайки на лекарствата да преминават по-лесно. След като електрическото поле бъде премахнато, порите се затварят, задържайки лекарството вътре.

• Чрез химическо комбиниране на лекарството с липид, така че то да може по-добре да проникне в сферите.

• Използване на комбиниран метод – комбинация от пасивно и активно натоварване.

◉ Стерилизация и опаковане.

Стерилизацията и филтрирането се извършват за отстраняване на примеси. Ако е необходимо, лекарството се лиофилизира – изсушава се до прахообразно състояние за по-лесно съхранение и транспортиране.

Какви липозомни лекарства се предлагат днес?

Първата наночастица, одобрена от Американската агенция по храните и лекарствата (FDA) през 1995 г., е Doxil – противораковото лекарство доксорубицин, опаковано в липозоми.

Днес на пазара се предлагат повече от сто липозомни лекарства и обхватът им на приложение се разширява всяка година.

Повечето са предназначени за лечение на онкологични заболявания. Липозомните форми на противоракови лекарства осигуряват насочено действие върху раковите клетки и намаляват сериозните странични ефекти. Липидните сфери се използват също за доставяне на ваксини, аналгетици и противогъбични лекарства.

Предлагат се под формата на стерилна суспензия (течност) и лиофилизиран прах – сух прах, който може да се разтваря. Прилагат се интравенозно, интрамускулно, в цереброспиналната течност, в кожата или меките тъкани (локална инфилтрация) или чрез инхалация.

Използването на липозоми за транспортиране на други продукти започна съвсем наскоро, но този пазар се разшири през последните 10 години. Сред биоактивните вещества, които преминават към този метод на доставяне, витамините и минералите са сред най-търсените. Този подход има за цел да увеличи тяхната бионаличност, да предотврати преждевременното им разграждане и да елиминира нежеланите странични ефекти.

Липозомни витамини и хранителни добавки: механизъм на действие

След поглъщане, липозомните препарати достигат до стомаха. Фосфолипидната обвивка предпазва витамините от разрушаване. Те са стабилни и устойчиви на механично действие на храната и дори на ензимно смилане. Везикулите, съдържащи активното вещество, се разпределят равномерно в стомашното съдържимо и попадат в червата непроменени.

Там липидният слой се разгражда от жлъчните киселини. Витамините се освобождават и лесно се абсорбират без загуби поради оптималния си размер. След това стават достъпни за по-нататъшна употреба.

Специално подбраните размери на липозомите създават условия за тяхното абсорбиране от клетките чрез ендоцитоза. Веднъж попаднали вътре в клетъчната мембрана, те постепенно освобождават активната съставка, осигурявайки дълготраен ефект.

Проучванията потвърждават повишена бионаличност на капсулирания витамин C и липозомните форми на витамин D3 във високи дози в сравнение с неговите форми на маслена основа. Железните добавки, капсулирани в липидни сфери, също предлагат ясни предимства. Лечението с тези форми е по-безопасно и по-комфортно.

Липозомни витамини ползи

Един от основните недостатъци на традиционните витаминни добавки е ниската им бионаличност. Това е мярка за това колко ефективно активните компоненти се абсорбират от организма и стават достъпни за биохимични процеси.

При прием на конвенционални витамини, само част от тях достигат предназначението си. Те се губят поради разрушаване в стомашно-чревния тракт и ограничена чревна абсорбция. Липозомните технологии предлагат решение на този проблем.

Витамините са капсулирани, за да бъдат по-ефективни и стабилни, както и да маскират неприятните вкусове и миризми. Капсулирането ги предпазва от разрушаване и увеличава разтворимостта им, което улеснява усвояването.

Липозоми, съдържащи активни съставки, могат да бъдат насочени към специфични тъкани или клетки, като например мозъка, където конвенционалните вещества не могат да достигнат.

Липозомите имат редица предимства, които ги правят отличен вариант за доставяне на витамини:

Биосъвместимост

Фосфолипидите, използвани в производството, са подобни по състав на клетъчните мембрани, което ги прави по-малко склонни да причиняват нежелани реакции.

Универсалност

Този метод може да капсулира всички видове витамини – хидрофилни (водоразтворими), липофилни (мастноразтворими) и амфифилни (с двойна природа).

Целенасочена доставка

Липозомите могат да бъдат модифицирани с антитела и пептиди, за да насочват витамините към специфични тъкани или клетки.

Контролирано освобождаване

Липозомите могат да бъдат настроени да освобождават съдържанието си в определено време и на определено място. Както външни, така и вътрешни фактори, включително pH, светлина, електромагнитни полета и ензими, могат да активират или деактивират процеса на освобождаване.

Повишена бионаличност

Липозомната обвивка обгръща витамините, предпазвайки ги от разрушителното въздействие на стомашната киселина и ензимите. Тя помага за предотвратяване на окисляването и разграждането, запазвайки активността на витамините, докато достигнат червата.

Подобрена абсорбция и доставяне на такива форми са демонстрирани в множество клинични проучвания с фолиева киселина, витамин C, A, D, E, калций, желязо и други хранителни вещества.

Защита от разрушаване

Обикновените витамини често губят своята ефективност поради въздействието на стомашна киселина или ензими. Липозомите предлагат много по-добра защита срещу тези разрушителни фактори. Това важи особено за водоразтворимите витамини – витамин C и витамини от група B. Благодарение на липозомната технология, те остават стабилни и активни, докато не се абсорбират в кръвния поток.

Подобрено усвояване

Липозомната форма на витамините осигурява по-ефективното им доставяне до клетките. Фосфолипидите също се доставят заедно с активните съставки. Те подобряват състоянието на клетъчните мембрани, правейки ги по-стабилни и функционални. Фосфолипидите не само спомагат за подобряване на усвояването на основните лекарствени компоненти, но и улесняват усвояването на други полезни вещества от храната. [16]

Намалени странични ефекти

Традиционните витаминни форми могат да причинят стомашен дискомфорт, гадене или алергични реакции, когато се приемат във високи дози. Те могат да раздразнят лигавиците и да се натрупат прекомерно в органите. Липозомите намаляват тези рискове, като осигуряват по-бавно и по-контролирано освобождаване.

Проучванията потвърждават, че липозомните форми на витамини са много по-малко склонни да причинят нежелани реакции. Например, когато приемат желязо, капсулирано в липозоми, пациентите не изпитват гадене и запек, които съпътстват пероралното приложение на конвенционалните форми на лекарството. В същото време няма риск от увреждане на бъбреците, което е налице при интравенозно приложение.

Липозомни витамини: недостатъци и ограничения

Липозомните витамини обещават множество ползи, но редица предизвикателства забавят широкото им приемане. Първата пречка е високата производствена цена. Процесът на създаване на липозоми включва множество стъпки, всяка от които изисква специализирани условия и оборудване. Това води до значителни разходи и усложнява оценката на крайните продукти.

И това не са всички трудности:

Въпреки че са сходни по състав, липозомите все пак са чужди за организма. Когато се прилагат немодифицирани, те се разпознават като чужди частици, което предизвиква имунен отговор. Липозомите се задържат от ретикулоендотелната система. Черният дроб абсорбира най-голямо количество, което намалява тяхната бионаличност и ефективност.
Друг проблем е, че процесите на биотрансформация на тези лекарства в организма са недостатъчно проучени. Остават въпроси как точно липозомите освобождават своите компоненти и как да се открие това. Това усложнява изследванията и препоръките за употреба.
Незадоволително качество на продукта. Стандартизацията на производствените процеси е практически невъзможна, тъй като оборудването е персонализирано за специфичен липозомен продукт. По време на мащабирането често възникват проблеми като нееднородни размери на частиците и физикохимична нестабилност.
Проблеми със съхранението, дължащи се на физическа нестабилност във водна среда, ограничават срока на годност на такива лекарства. За да се справят с тези проблеми, производителите разработват твърди лекарствени форми, използващи методи на спрей и лиофилизация. Високата цена на лиофилизацията и нежеланите термични ефекти върху активните съставки по време на спрей сушенето обаче ограничават широкото използване на тези технологии.

Въпреки очевидните предимства на липозомните витамини, многобройни недостатъци и ограничения възпрепятстват развитието на тази технология. Необходими са допълнителни изследвания, за да се преодолеят тези пречки и да се направят подобни продукти по-достъпни и ефективни за потребителите.