חלקיקי ננו מטעינים את הכורכומין של הכורכום ליתרונות בריאותיים משופרים

מאמר סקירה שפורסם בכתב העת נוגדי חמצון מספק סקירה מפורטת של אסטרטגיות מבוססות ננו-חלקיקים לשיפור הזמינות הביולוגית והפעילות הביולוגית של כורכומין.

מחקר: שיפור הזמינות הביולוגית והפעילות הביולוגית של כורכומין למניעת מחלות וטיפול. קרדיט תמונה: מיקרוגן / Shutterstock

רקע כללי

כורכומין, התרכובת הביו-אקטיבית העיקרית של הכורכום, הוא פוליפנול שנמצא ב Curcuma longa שורשים. לתרכובת זו יתרונות בריאותיים רבים, לרבות תכונות אנטי סרטניות, נוגדות חמצון, אנטי דלקתיות, נוגדות השמנת יתר, אנטי סוכרת, אנטי מיקרוביאליות, ריפוי פצעים והורדת שומנים בדם.

לכורכומין זמינות ביולוגית נמוכה באיברים אנושיים והוא הופך במהירות למספר מטבוליטים ביו-אקטיביים לאחר ספיגת המעיים. אבקת כורכום מיובשת שהוכנה מ Curcuma longa שורשים מכילים כ-2-5% כורכומין.

כורכומין הנצרך דרך מקורות תזונתיים מספיק כדי להשפיע על המיקרוביוטה של ​​המעיים. עם זאת, עקב חילוף חומרים מהיר, ריכוז הכורכומין השלם במחזור הדם הופך נמוך מאוד (ריכוזים תת-מיקרומולריים), דבר שאינו מספיק להפעלת איתות תאי וביטוי גנים, כפי שנצפה ב בַּמַבחֵנָה מחקרים עם תאים מתורבתים.

דוגמאות למערכות ננו-מסירה של כורכומין.

אסטרטגיות להגברת הזמינות הביולוגית של כורכומין

כורכומין תזונתי נספג בצורה לא יעילה על פני אפיתל המעי ועובר חילוף חומרים מהיר וסילוק מערכתי. בתמיסה מימית בעלת pH ניטרלי, נוצר מצב האנול של הכורכומין המפחית את יציבות הכורכומין.

מספר ננופורמולציות פותחו להגברת ריכוז הכורכומין במחזור הדם כמו גם בתאים, רקמות ואברונים ספציפיים. ננופורמולציות אלו תוכננו להגביר את מסיסות הכורכומין, לשפר את היציבות במהלך ספיגה במערכת העיכול, לשנות נתיבי ספיגה ולעכב אנזימים לניקוי רעלים באמצעות אדג'ובנטים.

הדור האחרון של ננופורמולציות של כורכומין יכול להגביר את הזמינות הביולוגית של כורכומין חופשי בפלזמה ביותר מפי 100 ולשפר את הספיגה, הספיגה הסלולרית, החדירות דרך מחסום הדם-מוח והפצת רקמות.

גורמים המשפרים את הזמינות הביולוגית של כורכומין כוללים הרכב, גודל ותוואי מתן של ננו-חלקיקים. נמצא כי תכשירי כורכומין עם ננו-חלקיקים בגודל קטן יותר מגבירים את הזמינות הביולוגית במתן דרך הפה. לעומת זאת, נמצא כי ננו-חלקיקים בגודל גדול יותר מגבירים את הזמינות הביולוגית במתן תוך ורידי.

תכשירי ננו של כורכומין יכולים לגרום להזדקנות בתאים ממאירים ונורמליים, ובכך לטפל ביעילות בסוגי סרטן שונים ובמחלות הקשורות לגיל, לרבות מחלות קרדיומטבוליות, מחלות ניווניות עצביות ומחלות כבד, ריאות ודרכי העיכול.

לגבי אופן הפעולה, עדויות קיימות מצביעות על כך שכורכומין פועל כתרכובת נוגדת חמצון ואנטי דלקתית להפחתת ייצור מיני חמצן תגובתיים (ROS) ומווסת איתות תאי וביטוי גנים הקשורים למסלולים דלקתיים. פעילויות אלו פועלות באופן סינרגטי כדי לשמור על הומאוסטזיס של מקרומולקולות תאיות (חלבונים, DNA ושומנים).

ניתן להגביר את הפעילויות הללו על ידי שילוב כורכומין בניסוחים מבוססי ננו-חלקיקים, כגון כורכומין-ביופרין-PLGA פולימרי. ידוע שהאיזומריזציה של כורכומין לכורכומין ציס-טרנס מגבירה את יכולתו לקשור קולטנים לאדנוזין. שילוב של כורכומין ציס-טראנס בננופורמולציות נחשב לאסטרטגיה בעלת ערך להגברת היעילות הטיפולית שלה נגד מחלות דלקתיות.

לגבי פרופיל הבטיחות, ניסויים קליניים אחרונים מצביעים על כך שרוב הננופורמולציות של כורכומין נסבלות היטב ובטוחות לשימוש בבני אדם.

פעילות אנטי-מיקרוביאלית

ידוע כי הכורכומין מפעיל השפעה אנטי-מיקרוביאלית כנגד חיידקים גראם-חיוביים ו-גראם-שליליים כאחד, ופעילות זו מועילה למריחה מקומית כנגד זיהום עור ולשימוש בפה ובמעיים. יתר על כן, כורכומין יכול למנוע זיהום בעקיפין על ידי עיכוב צמיחת חיידקים במזונות.

ניתן לשפר את הפעילות האנטי-מיקרוביאלית של כורכומין על ידי שילובו בננופורמולציות. מתן כורכומין עם תרכובות אחרות, כגון אנטיביוטיקה, דבש או פוליפנולים אחרים, יכול גם להגביר את הפעילות האנטי-מיקרוביאלית והמעכבת ביופילם.

השפעות של ננופורמולציות של כורכומין במערכת העיכול

מספר מערכות המבוססות על ננוטכנולוגיה, כגון מיצלות, ליפוזומים, אקסוזומים, קומפלקסים של פוספוליפידים, ננו-אמולציות, נשאי שומנים במבנה ננו, וננו-חלקיקים ביו-פולימריים, נמצאו כמגבירים את הזמינות הביולוגית של הכורכומין דרך הפה.

נמצא כי כורכומין ננו-חלקיקי בשם 'תרקורמין' מדכא קוליטיס בעכברים על ידי וויסות מיקרוביוטה של ​​המעי. שיפור בהרכב המיקרוביוטה של ​​המעיים הושג גם באמצעות תמצית כורכומין ננו-בועות. כורכומין עמוס בנשאי שומנים בעלי ננו-מבנה נמצא כמפחית דלקת המעי הגס בבעלי חיים.

שילוב של כורכומין בליפוזומים נמצא כמגביר את פעילותו האנטי סרטנית על ידי שיפור הספיגה במערכת העיכול. יתרה מכך, מתן כורכומין עם תרכובות ביולוגיות אחרות, כמו פיפרין וסלסלאט, נמצא כמגביר את הזמינות הביולוגית והביואקטיביות של הכורכומין.

השפעות של ננופורמולציות של כורכומין בכבד וברקמת השומן

ננו-פורמולציות של כורכומין עם אדג'ובנטים, כמו פיפרין וקוורצטין, נמצאו כמגבירות את הזמינות הביולוגית והביואקטיביות שלו באופן משמעותי. מערכות אספקה ​​שונות המבוססות על ננו-טכנולוגיה, כגון מיצלות, ליפוזומים, ננו-חלקיקים פולימריים, מתכת, ושומנים מוצקים, נמצאו כמגבירות את הזמינות הביולוגית של הכורכומין.

התכונות האנטי-דלקתיות, נוגדות החמצון והאנטי-פיברוטיות של כורכומין הופכות אותו לתרכובת טיפולית פוטנציאלית למחלות כבד. במחלות כבד, נמצא כי תכשירי ננו של כורכומין מגבירים את יעילותו הטיפולית על ידי הגברת מסיסות הכורכומין, הזמינות הביולוגית וחדירות הממברנה ושיפור הפרמקוקינטיקה, הפרמקודינמיקה וההפצה הביולוגית שלו.

השפעות של ננופורמולציות של כורכומין על מערכת הלב וכלי הדם

נמצא כי כורכומין המוקף בננו-חלקיקי קרבוקסימתיל צ'יטוסן המצומדים לפפטיד ביות ספציפי למיוציטים מגביר את הזמינות הביולוגית הלבבית של כורכומין. התכשיר נמצא גם כמשפר את תפקוד הלב על ידי הפחתת הביטוי של גנים של סמן היפרטרופיה ומתווכים אפופטוטיים.

מספר ננופורמולציות של כורכומין, כגון ננוקפסולות על בסיס חומצה היאלורונית, ננו-חלקיקים מובלעים במערכות PLGA או ננו-אמולסיה, נמצאו כמגבירים את המסיסות המימית של הכורכומין ובעקבות כך מונעים יתר לחץ דם בבעלי חיים. השפעות הגנה על לב דומות נצפו באמצעות ננו-חלקיקים מבוססי פולימר ננו-כורכומין וננו-חלקיקים על בסיס חומצה פולילקטית על בסיס כורכומין וניסין. נמצא כי תכשירים אלו מונעים נזק לשריר הלב ומשפרים את תפקודי שרירי הלב.

השפעות של ננופורמולציות של כורכומין על המוח

נמצא כי כורכומין מורכב עם גלקטומנאנים בעל חדירות טובה יותר של מחסום דם-מוח ויעילות גבוהה יותר במניעת דלקת עצבית, חרדה, עייפות ואובדן זיכרון הן בבני אדם והן בבעלי חיים.

ליפוזומים עמוסי כורכומין נמצאו כבעלי השפעות אנטי-עמילואידוגניות ואנטי דלקתיות במודלים של מחלת אלצהיימר בבעלי חיים ובתאים. הפעילות המונעת של כורכומין נגד מחלת אלצהיימר קשורה ליכולתו להפחית את ייצור העמילואיד-בטא ואת צבירת הטאו, שהם סימני ההיכר העיקריים של מחלת האלצהיימר.

עם זאת, ניסויים קליניים שכללו חולים עם מחלת אלצהיימר קלה עד בינונית לא הצליחו למצוא שום השפעה מועילה של כורכומין בהפחתת סמנים ביולוגיים של מחלות ושיפור תפקודים קוגניטיביים.

ניסוי קליני שנערך לאחרונה בהשתתפות מבוגרים ללא דמנציה, לעומת זאת, הראה שטיפול בכורכומין דרך הפה יכול לשפר את הזיכרון ולהפחית הצטברות עמילואיד וטאו באמיגדלה ובהיפותלמוס.