מחקר חדש מ-ETH ציריך מגלה כי ננו-חלקיקי ברזל זעירים הקשורים לננו-סיבי חלבון שיבולת שועל כמעט מכפילים את שיעורי הספיגה בנשים, ומציעים פתרון נקי וצמחי לאחד החסרים התזונתיים הנפוצים בעולם.
מחקר: הכלאיים של חלבון שיבולת שועל של ננו-פיבריל-ברזל כפלטפורמת אספקת ברזל יציבה עם ספיגה גבוהה לתזונה אנושית. קרדיט תמונה: BooDogz/Shutterstock.com
*הודעה חשובה: medRxiv מפרסם דוחות מדעיים ראשוניים שאינם נבדקים על ידי עמיתים, ולכן אין לראות בהם מכריעים, מנחים פרקטיקה קלינית/התנהגות הקשורה לבריאות, או להתייחס אליהם כאל מידע מבוסס.
אנמיה מחוסר ברזל (IDA) היא דאגה עולמית לבריאות הציבור. בעוד שהעשרת ברזל ותוספי מזון נמצאים בשימוש נרחב כדי להגביר את צריכת הברזל, לעתים קרובות הם סובלים מספיגה לקויה ושינויים לא רצויים בטעם, בריח או במראה של מזונות. מחקר שפורסם לאחרונה ככתבה מוקדמת על medRxiv server דן בסינתזה ובביצועים של צורה היברידית חדשה של ברזל שיכולה לשנות את תחום ביצור הברזל ולמתן את הבעיה העולמית של IDA.
השפעה גלובלית של מחסור בברזל
IDA משפיע על חלק גדול מכמעט שני מיליארד אנשים ברחבי העולם החיים עם אנמיה, כולל 30% מהנשים בעולם. זה מהווה 422 שנות חיים עם מוגבלות לכל 1,00,000 תושבים, מה שמחזק את הדרישה להעשרת ברזל במזונות.
לנשים צעירות מומלץ ליטול 18 מ"ג ברזל מדי יום באמצעות תוספת או העשרת ברזל, מכיוון שלא סביר שיסופק דרך התזונה הרגילה. ברזל סולפט הוא תקן הזהב לשימוש זה, בהיותו זמין ביולוגי גבוה וזול.
עם זאת, זה משפיע לרעה על הריח, הטעם והמראה של רוב המזונות המועשרים. במזונות צמחיים רבים, תרכובות כמו פוליפנולים וחומצה פיטית מעכבות את יכולת הגוף לספוג ברזל, אם כי השפעה זו מופחתת עם חלופות כמו ברזל נתרן EDTA. עודף ברזל לא נספג במעי יכול גם להוביל לדלקת ולשבש את איזון המיקרוביום של המעי.
האתגר בניסוח תוספי ברזל הוא להשיג תרכובות ברזל ברזל בעל זמינות ביולוגית גבוהה תוך שמירה על המראה, הטעם והריח של המזון שהם כלולים בו. הניסוי הנוכחי ביקש להתגבר על המחסומים הללו באמצעות ננו-סיבי חלבון שיבולת שועל (OatNF) עמוסים בננו-חלקיקי ברזל קטנים במיוחד.
ההיברידיות שהתקבלו נבדקו בקבוצה קטנה של נשים תאילנדיות חסרות ברזל כדי להעריך את הזמינות הביולוגית והספיגה שלהן, הן בנוכחות מים והן בהקשר של מזונות עשירים בפוליפנולים.
כיצד OatNF קושר ברזל
ה-OatNF קשר, הפחית וייצב ברזל חזק. OatNF קושר ביעילות חלקיקי ברזל בגודל ננו בצורות ברזל וברזל, ככל הנראה באמצעות אינטראקציות על-מולקולריות. הוא מציע גם השפעות נוגדות חמצון חזקות ומייצבות, הודות לשפע של חומצות אמינו מפחיתות ותרכובות אחרות, המסייעות לשמור על ברזל קולואידי במצב יציב.
תהליך הסינתזה הותאם לקבלת צורת הברזל או הברזל, לפי הצורך. לדוגמה, הפחתת עם נתרן אסקורבט מייצבת ברזל בצורת ברזל בקנה מידה תת-ננודי על פני השטח של OatNF. כאשר מסונתז עם נתרן הידרוקסיד כחומר המפחית, ברזל ברזל היה הצורה העיקרית שהופקדה.
כ-46% מברזל ברזל נספגו בנשים חסרות ברזל ממולקולה היברידית זו כאשר היא ניתנת עם מים. גם בצריכה עם מזונות עשירים בפוליפנולים, נספגו כ-13%. זה מייצג עלייה של 76% ו-66% בספיגה בהשוואה לסולפט ברזל, בהתאמה.
ספיגת הברזל המוגברת בשימוש ב-sodium ascorbate נובעת כנראה מהפחתה יעילה ויציבה של ברזל לצורת ברזל יציבה על פני מולקולה היברידית זו, יחד עם העשרה יחסית של גלוטמין.
השימוש בנתרן הידרוקסיד הביא לתכולת ברזל ברזל גבוהה, אך זמינות ביולוגית גבוהה באופן מפתיע. זה הסתכם ב-80% ו-75% מהזמינות הביולוגית של ברזל סולפט בנוכחות מים ומזון עשיר בפוליפנולים, בהתאמה.
בשני המקרים, השימוש בהכלאיים של ננו-חלקיקי ברזל OatNF יצר שינוי מינימלי בחוויה החושית של המזונות בהשוואה לתכשירים קונבנציונליים של סולפט ברזל, מה שסיפק את הריח והטעם הנעים של שיבולת שועל. אלה גם מסיסים מאוד במים. המחקר אישר עוד, באמצעות הדמיה מתקדמת וניתוחים ספקטרוסקופיים (cryo-TEM ו-XPS), שהכלאיים של OatNF הכילו חלקיקי ברזל תת-ננומטריים, כאשר עד 90% מהברזל במצב ברזל, תורמים לזמינות הביולוגית והיציבות יוצאת הדופן שלהם.
פריצת דרך בזמינות הברזל
המחקר הנוכחי מתבסס על מחקר קודם של אותם מחברים, שהדגים את הספיגה הגבוהה והזמינות הביולוגית של ננו-חלקיקי פוספט ברזל והציגו ננו-חלקיקי ברזל כמתאימים לחיזוק ברזל. עם זאת, הזמינות הביולוגית עדיין ירדה מתחת לזו של סולפט ברזל, שלא כמו במקרה הנוכחי, שבו להכלאיים הייתה זמינות ביולוגית גבוהה במיוחד בהשוואה לסולפט ברזל.
המדענים הרחיבו את עבודתם הפרה-קלינית על ננו-חלקיקי חלבון ננו-פיבריל-ברזל שמקורו בחלב בחולדות למחקר אנושי זה. הם מצאו שהכלאיים OatNF-ברזל השיגו 176% מהזמינות הביולוגית של ברזל סולפט, מה שמעיד על שיפור משמעותי בספיגת הברזל.
אנו מאמינים כי ההיברידיות OatNF-SA-Fe הצמחיות שהוצגו בעבודה זו עשויות להציע אסטרטגיה פורצת דרך לאספקה יעילה של ברזל נספג גבוה במזונות ומשקאות מועשרים ועשויות לתרום להפחתת מחסור בברזל ואנמיה בקנה מידה עולמי.
האופי הצמחי של תכשיר זה הופך אותו למושך לכל קבוצות התזונה, כולל טבעונים וצמחונים, תוך שמירה על זמינות ביולוגית גבוהה. יתר על כן, הוא יציב מדף, וייצורו זול ופשוט.
השלבים הבאים לחיזוק מזון
עבודה חלוצית זו מדגימה את הביצועים הגבוהים במיוחד של ננו-חלקיקי ננו-ברזל שיבולת שועל, מה שהופך אותם לפתרון פוטנציאלי אידיאלי להעשרת ברזל של מזון ומשקאות.
ההיברידיות OatNF-SA-Fe הראו זמינות ביולוגית יחסית של 176% ו-166% בהשוואה לסולפט ברזל כאשר ניתנו עם מים ומזון עשיר בפוליפנולים, בהתאמה.
תוצאות מבטיחות אלו מציגות את ההיברידיות של OatNF כפתרון אפשרי חסכוני, מבוסס צמחי וידידותי אורגנולפטי לאתגר העולמי של אנמיה מחוסר ברזל.t
הורד את עותק ה-PDF שלך עכשיו!
*הודעה חשובה: medRxiv מפרסם דוחות מדעיים ראשוניים שאינם נבדקים על ידי עמיתים, ולכן אין לראות בהם מכריעים, מנחים פרקטיקה קלינית/התנהגות הקשורה לבריאות, או להתייחס אליהם כאל מידע מבוסס.
