Departamentul de Științe Nutritive, Universitatea din Connecticut, SUA

viitoare

*Autorul corespunzator: Yangchao Luo, Departamentul de Științe Nutritive, Universitatea din Connecticut, 3624 Horsebarn Road Ext, Unit-4017, Storrs, CT 06269-4017, SUA

Primit: 16 noiembrie 2014; Admis: 17 noiembrie 2014; Publicat: 17 noiembrie 2014

Citare: Luo Y. Sisteme de livrare a nutrienților: viitoarea strategie pentru bolile cronice. Austin J Nutri Food Science. 2014; 2 (9): 1049. ISSN: 2381-8980.

Editorial

Bolile cronice, inclusiv bolile de inimă, cancerul, diabetul și bolile inflamatorii sunt principalele cauze de deces și invaliditate în întreaga lume. Progresul lent, dar efectele letale ale acestor boli cronice devin o provocare majoră pentru oamenii de știință și nutriționiștii farmaceutici de astăzi. Terapiile tradiționale au limitări în tratarea sau prevenirea bolilor cronice datorită complexității și naturii lor inveterate. De exemplu, sunt necesare doze multiple pentru boli cronice, cum ar fi cancerele, pentru a menține concentrația medicamentului în fereastra eficientă; sau poate fi necesară o doză mare pentru ca medicamentul să ajungă în locația vizată. Cu toate acestea, toxicitatea medicamentelor este o problemă majoră pentru tratamentul pe termen lung. În ultimii ani, a apărut o schimbare de paradigmă de la medicamente la substanțe nutritive pentru tratamentul bolilor cronice.

Nutrienții, diferiți de agenții farmaceutici, sunt compușii bioactivi derivați din alimente cu diverse activități biologice și cu efecte secundare mici. Spre deosebire de medicamentele special concepute sau sintetizate pentru eficacitate optimă în tratarea anumitor boli, substanțele nutritive au origini naturale și de obicei biodisponibilitate scăzută și stabilitate slabă. Prin urmare, substanțele nutritive sunt mai delicate și mai labile decât medicamentele. Din perspectiva nutriționiștilor, dezvoltarea strategiilor de utilizare a substanțelor nutritive ca agenți bioactivi pentru tratarea sau chiar prevenirea bolilor cronice este adesea la fel, dacă nu chiar mai provocatoare decât medicamentele.

Tehnologiile de administrare a medicamentelor au primit o mare atenție în ultimele decenii și joacă roluri esențiale în tratarea diferitelor boli. Inovațiile recente în tehnologiile de administrare a medicamentelor au permis oamenilor de știință să dezvolte noi purtători de medicamente pentru a livra anumite medicamente către anumite situri in vivo cu eficacitate maximă și efecte secundare minime. Între timp, oamenii de știință încep să profite în prezent de sistemele de administrare a medicamentelor în domeniul nutriției și al științei alimentelor. Fiind diferite de sistemele de administrare a medicamentelor, sistemele de administrare a nutrienților sunt fabricate în special pentru aplicații în alimente și, prin urmare, necesită adesea o îngrijire suplimentară. În primul rând, biomaterialele derivate din alimente sunt necesare în procesul de fabricare pentru a evita toxicitatea potențială. Biomaterialele dorite includ polizaharide naturale, proteine ​​și lipide din surse alimentare. În al doilea rând, procesul de fabricație ar trebui să fie simplu și „verde”, fără a fi nevoie de echipamente specializate sau de solvent organic pentru a evita contaminarea metalelor sau toxicitatea reziduală a solventului și pentru a asigura astfel siguranța produselor finale pentru consumul uman. În al treilea rând, procesul de producție ar trebui să fie ieftin și fezabil pentru comercializarea pe scară largă în industria alimentară.

Până în prezent, o varietate de sisteme de administrare au fost cercetate și evaluate cu succes pentru aplicațiile de livrare a nutrienților [1], inclusiv nanoparticule coloidale [2,3], nanoemulsii [4,5], nanofibre [6], hidrogeluri [7,8], nanoparticule lipidice solide [9] etc. Tipul sistemelor de livrare depinde în principal de nutrienții care trebuie încapsulați și de locul de livrare al acestuia în organism. Au fost studiați diferiți nutrienți în dezvoltarea sistemelor de livrare, inclusiv vitamine [10,11], polifenoli [12,13], uleiuri esențiale [4,14], indoli bioactivi [15] și peptide [16] etc. Diferite tehnologii, inclusiv uscarea prin pulverizare, electrospinning, electrospray, congelarea, emulsificarea, coacervarea, gelificarea ionică etc., au fost toate testate pentru fezabilitatea și aplicațiile lor în domeniul științei alimentare [17].

Este o călătorie lungă pentru a dezvolta strategii eficiente și sigure pentru prevenirea și tratamentul bolilor cronice. Sistemele de livrare a nutrienților fabricate din vehicule pe bază de biopolimeri naturali reprezintă o abordare nouă și promițătoare în viitor. Au fost necesare noi concepții structurale ale sistemelor de livrare a nutrienților pentru a aborda complexitatea bolilor cronice. Exemplele includ eliberarea specifică a colonului de antioxidanți pentru bolile inflamatorii intestinale și eliberarea oculară specifică de carotenoizi pentru sănătatea ochilor. Evaluările in vivo ale destinului biologic al sistemelor de livrare a nutrienților de calitate alimentară după consumul oral și eficacitatea acestora în modele adecvate de animale cu boli cronice ar trebui subliniate și vor fi una dintre direcțiile viitoare de cercetare.

Referințe

  1. Weiss J, Takhistov P, McClements DJ. Materiale funcționale în nanotehnologia alimentară. Journal of Food Science. 2006; 71: R107-R116.
  2. Luo Y, Wang Q. Microparticule și nano-particule bazate pe Zein pentru livrarea de medicamente și nutrienți: o revizuire. Journal of Applied Polymer Science. 2014; 131.
  3. Luo Y, Wang Q. Dezvoltarea recentă a complexelor de polielectroliti pe bază de chitosan cu polizaharide naturale pentru livrarea medicamentelor. Int J Biol Macromol. 2014; 64: 353-367.
  4. Luo Y, Zhang Y, Pan K, Critzer F, Davidson PM, Zhong Q. Autoemulsificare a uleiului de muguri de cuișoare dizolvat alcalin de proteine ​​din zer, gumă arabică, lecitină și combinațiile acestora. J Agric Food Chem. 2014; 62: 4417-4424.
  5. Li Y, Teng Z, Chen P, Song Y, Luo Y, Wang Q. Îmbunătățirea stabilității apoase a izotiocianatului de alil folosind nanoemulsii preparate printr-o metodă a punctului de inversiune a emulsiei. Journal of Colloid and Interface Science. 2015; 438: 130-137.
  6. Anu Bhushani J, Anandharamakrishnan C. Tehnici de electrospinning și electrospraying: aplicații potențiale pe bază de alimente. Tendințe în știința și tehnologia alimentelor. 2014; 38: 21-33.
  7. Luo Y, Teng Z, Wang X, Wang Q. Dezvoltarea mărgelelor de hidrogel carboximetil chitosan în solvent binar apos de alcool pentru aplicații de livrare a nutrienților. Hidrocoloizi alimentari. 2013; 31: 332-339.
  8. Zhang Z, Zhang R, Decker EA, McClements DJ. Dezvoltarea de hidrogeluri umplute de calitate alimentară pentru administrarea orală a ingredientelor active lipofile: eliberare declanșată de pH. Hidrocoloizi alimentari. 2015; 44: 345-352.
  9. Yao M, Xiao H, McClements DJ. Livrarea de bioactivi lipofili: asamblarea, demontarea și reasamblarea nanoparticulelor lipidice. Annu Rev Food Sci Technol. 2014; 5: 53-81.
  10. Luo Y, Zhang B, Whent M, Yu LL, Wang Q. Pregătirea și caracterizarea complexului zeină/chitosan pentru încapsularea alfa-tocoferolului și a studiului său de eliberare controlată in vitro. Coloizi și suprafețe. B, interfețe bio. 2011; 85: 145-152.
  11. Luo Y, Teng Z, Wang Q. Dezvoltarea nanoparticulelor de zeină acoperite cu carboximetil chitosan pentru încapsulare și eliberare controlată a vitaminei D3. J Agric Food Chem. 2012; 60: 836-843.
  12. Teng Z, Luo Y, Wang Q. Nanoparticule sintetizate din proteine ​​din soia: preparare, caracterizare și aplicare pentru încapsularea nutraceutică. J Agric Food Chem. 2012; 60: 2712-2720.
  13. Pan K, Luo Y, Gan Y, Baek SJ, Zhong Q. Încapsularea curcuminei bazată pe pH în nanoparticule de cazeină auto-asamblate pentru o mai bună dispersibilitate și bioactivitate. Materie moale. 2014; 10: 6820-6830.
  14. Dima C, Cotârlet M, Alexe P, Dima S. Microencapsulare de ulei esențial de pimento [Pimenta dioica (L) Merr.] Prin metoda de coacervare a complexului chitosan/k-caragenan. Știința alimentară inovatoare și tehnologiile emergente. 2014; 22: 203-211.
  15. Luo Y, Wang TTY, Teng Z, Chen P, Sun J, Wang Q. Incapsularea indol-3-carbinolului și 3,3'-diindolilmetanului în nanoparticule zeină/carboximetil chitosan cu proprietate de eliberare controlată și stabilitate îmbunătățită. Chimia alimentelor. 2013; 139: 224-230.
  16. Blanco-Pascual N, Koldeweij RBJ, Stevens RSA, Montero MP, Gómez-Guillén MC, Cate ATT. Microincapsulare peptidică prin tehnologia de tipărire Core-Shell pentru aplicarea filmului comestibil. Tehnologia bioprocesului alimentar. 2014; 7: 2472-2483.
  17. Garti N, DJ McClements. Tehnologii de încapsulare și sisteme de livrare pentru ingrediente alimentare și nutraceutice. Elsevier. 2012.
  18. Gao X, Wang B, Wei X, Men K, Zheng F, Zhou Y și colab. Efectul anticancer și mecanismul quercetinei încapsulate cu micelă polimerică asupra cancerului ovarian. Nanoscală. 2012; 4: 7021-7030.
  19. Nair HB, Sung B, Yadav VR, Kannappan R, Chaturvedi MM, Aggarwal BB. Furnizarea de nutraceutice antiinflamatoare prin nanoparticule pentru prevenirea și tratamentul cancerului. Biochem Pharmacol. 2010; 80: 1833-1843.

Austin Publishing Group este un editor emergent cu acces deschis specializat în știință, tehnologie și medicină, dedicat comunității biomedicale prin inițiativele sale. Austin Publishing Group este un editor academic cu peste 100 de jurnale cu acces deschis revizuite de colegi în diferite discipline, cum ar fi biomedicală, farmaceutică, științe ale vieții, mediu, inginerie și management. Austin Publishing Group publică cărți electronice cu acces deschis, oferind acces gratuit la o vastă literatură științifică.