Liposomit ravintolisien imeytymisen maksimoinnissa

Tämä kattava katsaus kurkistaa syvälle liposomien käyttöön ravintolisäteollisuudessa ja keskittyy niiden poikkeukselliseen rooliin tärkeiden ravintoaineiden toimittamisessa elimistön soluihin. Artikkelissa käydään läpi, miten liposomeista on tullut kulmakiviteknologia, joka merkittävästi vahvistaa monien ravintolisien imeytymistä ja biologista hyötyosuutta. Toimimalla suojaavina kantajina liposomit varmistavat, että ravintoaineet suojataan ankarilta maha-suolikanavan olosuhteilta, jolloin ne säilyttävät rakenteellisen eheytensä ja toiminnallisen tehonsa, kunnes ne saavuttavat kohdekudoksensa elimistössä.

Liposomit ovat pieniä, pallomaisista ja erittäin kehittyneitä vesikkeleitä, jotka sisältävät yhden tai useamman samankeskisen lipidikaksoiskerroksen. Ne ovat tärkeitä ravinteiden ohjaamisessa tehokkaasti tiettyihin soluihin tai kudoksiin, missä niitä eniten tarvitaan. Tämä kohdennettu lähestymistapa ei ainoastaan maksimoi ravintolisien terapeuttista tehoa, vaan myös minimoi mahdollisten sivuvaikutusten riskiä, koska se vähentää suurten annosten tarvetta ja samalla saavuttaa optimaaliset fysiologiset hyödyt.(1)

Kuva: Liposomaalinen rakenne.

Liposomien historia

Brittiläinen hematologi Alec Bangham löysi liposomit ensimmäisen kerran vuonna 1961. Liposomit tunnetaan biologisesta yhteensopivuudestaan ja kyvystään kapseloida sekä vettä että rasvaa puoleensä vetäviä (hydro- ja lipofiilisiä) aineita, helpottavat ravinteiden tehokasta toimittamista ja minimoivat toksisuuteen liittyvät riskit.(2)

Liposomien kehitystä on jalostettu merkittävästi 1970-luvulta lähtien. Liposomien varhaiset versiot sekä muunnelmat, kuten misellit ja nanoemulsiot, olivat perusta kehittyneiden kuljetusjärjestelmien (engl. delivery systems) luomisessa, erityisesti synteettisten pinta-aktiivisten aineiden ja korkean leikkausvoiman käsittelytekniikoiden myötä. Nämä innovaatiot pienensivät hiukkaskokoa, mikä paransi tuloksena olevien tuotteiden vakautta, säilyvyyttä ja selkeyttä.(3)

Liposomaalisen rakenteen ymmärtäminen

Liposomit muodostuvat amfifiilisistä fosfolipideistä. Veteen dispergoituessaan nämä fosfolipidit kokoontuvat itse kaksoiskerroksiksi luoden hydrofobisen sisäpuolen ja hydrofiilisen ulkopinnan. Tämän monipuolisen rakenteen ansiosta liposomit voivat kapseloida tehokkaasti monenlaisia ravintoaineita.(4)

Vesipitoisessa ympäristössä fosfolipidit muodostavat spontaanisti kaksoiskerroksia, joiden hydrofiiliset "päät" ovat veteen päin ja hydrofobiset "hännät" on suunnattu poispäin. Kaksoiskerrokset sulkeutuvat sitten vesikkeleiksi, jotka kapseloivat vesiliuoksen sisään.(5)

Liposomien hyödyllisiä ominaisuuksia ovat seuraavat:(6)

1. Ravinteiden kuljetuksen tehostaminen: Liposomit ovat tärkeitä ravinteiden toimittamisessa suojamekanisminsa, lisääntyneen biologisen hyötyosuutensa ja potentiaalisesti kohdennetun toimituksen ansiosta.
2. Suojaava rooli: Liposomien lipidikaksoiskerros suojaa kapseloituja ravintoaineita ulkoisilta tekijöiltä sekä suojaa herkkiä yhdisteitä hajoamiselta ruoansulatuskanavassa ja lisää niiden pysyvyyttä.
3. Biologisen hyötyosuuden lisääminen: Helpottamalla kapseloitujen yhdisteiden imeytymistä elimistöön liposomit parantavat ravintoaineiden hyötyosuutta varmistaen, että suurempi osa aktiivisista ainesosista pääsee systeemiseen verenkiertoon.
4. Kohdennettu toimitus: Pintamuokkauksilla liposomeja voidaan muokata kohdistamaan tiettyihin soluihin tai kudoksiin, mikä varmistaa, että kapseloidut ravintoaineet toimitetaan elimistössä haluttuun paikkaan.

Liposomien etuja ravintolisissä ovat esimerkiksi seuraavat:(7-9)

1. Tehostettu imeytyminen: Liposomaalisilla lisäravinteilla on erinomainen imeytymisnopeus verrattuna perinteisiin lisäravinteisiin, mikä maksimoi kapseloitujen ravintoaineiden tehokkuuden.
2. Annostelutehokkuus: Lisääntyneen biologisen hyötyosuuden ansiosta tarvitaan pienempiä annoksia liposomaalisia lisäravinteita saavuttaakseen samat tai jopa parannetut terapeuttiset vaikutukset.
3. Pidentynyt stabiilisuus: Liposomit pidentävät lisäravinteiden säilyvyyttä tarjoamalla vakaan ympäristön kapseloiduille ravintoaineille sekä suojaamalla niitä hapettumiselta ja hajoamiselta.
4. Kapseloinnin monipuolisuus: Liposomit voivat kapseloida erilaisia ravintoaineita vitamiineista ja kivennäisaineista antioksidantteihin ja yrttiuutteisiin, mikä tekee niistä erittäin monipuolisia.
5. Vitamiinin annostelu: Liposomit ovat erityisen hyödyllisiä vitamiinien toimittamisessa, mikä parantaa sekä vesiliukoisten että rasvaliukoisten vitamiinien imeytymistä.
6. Antioksidanttisuoja ja kuljetus: Herkät antioksidantit hajoavat usein ruoansulatuksen aikana – liposomit suojaavat näitä molekyylejä varmistaen että ne pitävät kohdesolut ehjinä.
7. Yrtti- ja kasviuutteiden kuljetus: Monilla yrtti- ja kasviuutteilla on alhainen hyötyosuus, kun niitä käytetään perinteisissä muodoissa. Liposomaalinen kapselointi parantaa merkittävästi näiden hyödyllisten yhdisteiden imeytymistä.

Yhden pienen (n=24) valmistetutkimuksen perusteella, liposomaalisen C-vitamiinin havaittiin olevan 6.6x biosaatavammassa muodossa kuin tavallisen C-vitamiinin 7 päivän annostelun aikana.(10) 

Taulukko: Liposomaalisen C-vitamiinin oraalinen biosaatavuus.

Vuonna 2021 julkaistussa tutkimuksessa arvioitiin liposomaalisen C-vitamiinin ja ei-liposomaalisen C-vitamiinin oraalista biologista hyötyosuutta terveillä, aikuisilla ihmisillä paasto-olosuhteissa. Kyseessä oli avoin, satunnaistettu, kerta-annoksinen, kahden hoidon ja kahden jakson kaksijaksoinen sekä kaksisuuntainen crossover-tutkimus (suomeksi = metodologisesti hyvin laadukas tutkimus).(11)

Kliinisten tutkimusten tulokset näyttivät, että liposomaalinen C-vitamiini oraalisesti annosteltuna oli 1,77 kertaa parempi biologisesti kuin ei-liposomaalinen C-vitamiini. Liposomaalisella C-vitamiinilla oli korkeammat Cmax-, AUC0–t- ja AUC0-∞-arvot suhteessa ei-liposomaaliseen C-vitamiiniin liposomaalisen kapseloinnin takia. Haittavaikutuksia ei raportoitu.

Tutkimuksesta voidaan päätellä, että liposomiin kapseloidulla askorbiinihapolla (C-vitamiini) on hyvin organisoitu morfologinen kuvio, tasainen hiukkaskoko ja se on menetelmänä erittäin tehokas, mikä johtaa parantuneeseen biologiseen hyötyosuuteen.

Liposomaalisen menetelmän mahdolliset haitat:

1. Korkeat nykyiset kustannukset
2. Huonon valmistuksen mahdollisuus (esim. suuri partikkelikoko, huonot ainesosat).
3. Epävakauden mahdollisuus
4. Lisääntynyt solunsisäinen annostelu

Johtopäätös

Liposomaalisen teknologian käyttö ravintolisäteollisuudessa merkitsee merkittävää askelta eteenpäin ravinteiden toimittamisen ja kuljetuksen tehostamisessa. Ainutlaatuisen rakenteensa ja ominaisuuksiensa ansiosta liposomit tarjoavat suojaa, lisäävät biologista hyötyosuutta ja takaavat kapseloitujen ravintoaineiden tarkan toimituksen. Jatkuvan tutkimuksen ja kehityksen myötä liposomien käyttö ravintolisissä tulee laajenemaan, mikä lupaa tehokkaampia ja innovatiivisempia terveyttä edistäviä tuotteita kuluttajille.

Tieteelliset lähdeviitteet:

1. Keller, B. C. (2001). Liposomes in nutrition. Trends in food science & technology, 12(1), 25-31.
2. Shade, C. W. (2016). Liposomes as advanced delivery systems for nutraceuticals. Integrative Medicine: A Clinician's Journal, 15(1), 33–36.
3. Koynova, R., & Tenchov, B. (2015). Recent progress in liposome production, relevance to drug delivery and nanomedicine. Recent patents on nanotechnology, 9(2), 86-93.
4. Paternostre, M., Ollivon, M., & Bolard, J. (1996). Liposomes: preparation and membrane protein reconstitution. In Manual on membrane lipids (pp. 202-247). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg.
5. Rudolph, A. S., Ratna, B. R., & Kahn, B. (1991). Self-assembling phospholipid filaments. Nature, 352(6330), 52-55.
6. Shade, C. W. (2016). Liposomes as advanced delivery systems for nutraceuticals. Integrative Medicine: A Clinician's Journal, 15(1), 33–36.
7. Keller, B. C. (2001). Liposomes in nutrition. Trends in food science & technology, 12(1), 25-31.
8. Jahadi, M., Keighobadi, K., Azimzadeh, B., Keivani, H., & Khosravi-Darani, K. (2021). Liposomes as herbal compound carriers: An updated review. Current Nutrition & Food Science, 17(8), 790-797.
9. Subramani, T., & Ganapathyswamy, H. (2020). An overview of liposomal nano-encapsulation techniques and its applications in food and nutraceutical. Journal of food science and technology, 57(10), 3545-3555.
10. Bioavailability study of liposomal vitamin C CureSupport. Study No: CT-0007-17.
11. Gopi, S., & Balakrishnan, P. (2021). Evaluation and clinical comparison studies on liposomal and non-liposomal ascorbic acid (vitamin C) and their enhanced bioavailability. Journal of liposome research, 31(4), 356-364.