Ученые создали ситему «упаковки» биологически активных веществ для приема внутрь

Российские исследователи создали водорастворимые биополимерные наносистемы для контролируемой пероральной доставки биологически активных веществ без потерь их биологической активности и в адекватном для их оздоровительного эффекта количестве. Эти биополимерные наносистемы могут быть использованы как физиологически функциональные ингредиенты профилактических продуктов питания и напитков (обогащённых, функциональных, специализированных). Исследование опубликовано в журнале Food & Function.

«В настоящее время общепризнано, что дефицит ряда биологически активных веществ, так называемых нутрицевтиков, в организме человека может приводить к развитию различных хронических неинфекционных заболеваний (сахарный диабет 2 типа, сердечно-сосудистые заболевания, онкология и нейродегенеративные заболевания). Обогащение пищевых продуктов низкомолекулярными нутрицевтиками является эффективной стратегией в противодействии дефициту питательных веществ. На сегодняшний день одной из основных инициатив в пищевой промышленности является обогащение продуктов питания и напитков комбинациями нутрицевтиков из-за их потенциально аддитивного или даже синергетического воздействия на здоровье человека. В последнее время появились убедительные данные доказательной медицины, свидетельствующие о том, что комбинация нутрицевтиков работает лучше, чем каждый из них по отдельности», – говорит автор работы, заведующая лабораторией функциональных свойств биополимеров ИБХФ РАН Мария Семёнова.

Однако здесь есть важная проблема: большинство нутрицевтиков являются нестабильными соединениями, легко подвергающимися окислению и деградации в процессах пищевых производств и при хранении под воздействием повышенной температуры, кислорода воздуха и света. Кроме того, большинство нутрицевтиков имеют гидрофобную природу и не растворяются в водной среде, а значит и в биологических жидкостях пищеварительного тракта, что препятствует их биоусвоению. Для защиты нутрицевтиков от неблагоприятного воздействия окружающей среды, а также для обеспечения их высокого уровня биоусвоения в организме человека исследователи лаборатории функциональных свойств биополимеров ИБХФ РАН задались целью создать систему доставки, включающей двойное инкапсулирование различных по природе нутрицевтиков сначала в липосомы фосфатидилхолина, а затем - инкапсулирование липосом, загруженных нутрицевтиками, пищевыми биополимерами.

В новой статье авторы представили результаты, посвященные установлению основных структурных характеристик и межмолекулярных взаимодействий, лежащих в основе формирования, функциональных свойств и поведения в желудочно-кишечном тракте in vitro липосомальной формы нутрицевтиков, инкапсулированных изолятом сывороточных белков молока и хитозаном.

Липосомы из фосфатидилхолина использовали для инкапсуляции комбинации гидрофобных нутрицевтиков (ω-3 длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты из рыбьего жира, витамин D3, эфирное масло гвоздики), а также гидрофильного компонента – γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) – основного ингибирующего нейромедиатора центральной нервной системы. Эффективность инкапсуляции нутрицевтиков в липосомы составила 100 % для триглицеридов рыбьего жира и эфирного масла гвоздики, около 82 % для витамина D3 и 50 % для ГАМК. Дальнейшее последовательное покрытие сформированных липосом противоположно заряженными биополимерами (сначала изолятом сывороточных белков - ИСБ, затем хитозаном) позволило сформировать тройные комплексы (ИСБ-липосомы-хитозан), которые демонстрировали коллоидную стабильность в водной среде благодаря достаточно высоким абсолютным значениям их так называемого ζ-потенциала (важный показатель для коллоидных частиц) и субмикронным размерам. Кроме того, высокая плотность комплексов препятствовала диффузии кислорода к находящимя внутри липосом нутрицевтикам во время хранения (до 22 дней на свету при 200С), что мешало окислению и деградации биологически активных веществ.