Липосомальные витамины: что это и в чем преимущества

По данным Всемирной организации здравоохранения, более двух миллиардов людей по всему миру страдают от недостатка витаминов и минералов. В условиях современного ритма жизни важность полноценного питания сложно переоценить. Однако есть проблема — витаминные добавки плохо усваиваются. Существуют разные способы повышения эффективности витаминотерапии, одно из перспективных направлений — технология доставки с помощью липосом. В статье расскажем, что такое липосомальные витамины, выясним плюсы и минусы липосомального транспорта.

• Что такое липосомальные витамины?
• Как создают липосомальные препараты
• Какие из липосомальных препаратов доступны сегодня
• Механизм действия липосомальных витаминов
• Преимущества липосомальных витаминов
• Недостатки и ограничения в применении липосомальных витаминов
• Главное о липосомальных витаминах

Что такое липосомальные витамины?

В последние годы на фармацевтическом рынке появились липосомальные витамины. Чтобы понять, что это такое, как они работают и чем отличаются от традиционных форм, нужно разобраться в природе липосом.

Липосома — это микроскопический пузырек, наносфера. Структура ее напоминает мыльный пузырь: она имеет оболочку из фосфолипидов, которая окружает водное ядро. Молекулы оболочки уникальны: одна их часть гидрофобная (отталкивает воду), а другая — гидрофильная (притягивает воду).

Такая структура позволяет помещать внутрь как водорастворимые, так и жирорастворимые вещества. Водорастворимые соединения располагают внутри липосомы, рядом с головками фосфолипидов, которые хорошо реагируют с водой. А жирорастворимые соединения помещают среди жирнокислотных хвостов фосфолипидов, которые воду не любят.

Липосомальная упаковка защищает содержимое от агрессивной среды в желудке и кишечнике. А еще она улучшает усвоение веществ клетками: липосомальная мембрана взаимодействует с мембранами клеток, что облегчает обмен. [1]

Липосомы формируются в процессе смешивания фосфолипидов с водой. При определенной температуре и концентрации фосфолипиды начинают самоорганизовываться — образуют сферические структуры. Меняя условия можно создать разные типы:

• Малые однослойные везикулы (MLV) — состоят из одного слоя фосфолипидов, имеют небольшой размер. Они легко проникают в клетку, однако нестабильны, быстро высвобождают содержимое.
• Большие однослойные везикулы (ULV) — также имеют один слой, но их размер больше (от 100 до 500 нм). Они могут содержать большее количество активных веществ.
• Многослойные везикулы (MLV) — имеют несколько слоев, что делает их более сложными по структуре, позволяет захватывать большее количество активных веществ.
• Мультивезикулярные (MVL) — состоят из множества маленьких везикул, которые заключены внутри одной большой оболочки. Они обеспечивают длительное высвобождение активных веществ. Используются для парентеральной доставки (инъекций).

Для улучшения свойств липосом их поверхность модифицируют. Чтобы защитить структуру от распознавания иммунной системой, увеличить время ее циркуляции в крови создают пэгилированную липосому. Для этого добавляют гидрофильное полимерное покрытие — полиэтиленгликоль (ПЭГ).

Для специфического нацеливания присоединяют лигандные молекулы — антитела, пептиды, углеводы. Это позволяет направлять лекарства непосредственно к пораженным клеткам, тканям с минимальными побочными эффектами. [2]

ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТА. В ПОДБОРКЕ СОДЕРЖАТСЯ БАДЫ. НЕ ЯВЛЯЮТСЯ ЛЕКАРСТВОМ.

Как создают липосомальные препараты

К самым распространенным способам производства липосом относят:

• Тонкопленочная гидратация: фосфолипиды растворяют в органическом растворителе, чтобы получить тонкую пленку. Затем этот раствор испаряют, оставляя только пленку фосфолипидов на дне емкости. После добавляют воду. Вода «гидратирует» (то есть наполняет) пленку, образуются пузырьки — липосомы.
• Инъекция этанола. Сначала фосфолипиды растворяют в этаноле (спирте). Затем раствор вливают в водный раствор лекарства, в результате образуются везикулы. Этанол помогает липидным сферам образоваться быстрее и упрощает взаимодействие фосфолипидов с водой. После этого этанол испаряется — остаются липосомы с загруженными веществами.
• Метод двойной эмульсии. Сначала создают первую эмульсию, смешивая водный раствор лекарства с раствором фосфолипидов в масле. Это первая эмульсия называется «водно-масляной». Затем добавляют к ней еще один водный раствор, создавая вторую эмульсию, которая называется «водно-масляно-водная». После этого фосфолипиды стягиваются так, что формируют липидные сферы вокруг лекарства. Этот метод позволяет получить липосомы с большими объемами загружаемых веществ. [3, 4]

Таким образом, первый шаг — это выбор фосфолипидов, которые образуют оболочку липосомы. Параллельно готовят активные вещества — витамины или лекарства, которые планируют инкапсулировать.

Затем следуют этапы:

• Создание везикул, которое включает:
  • Растворение липидов в органическом растворителе — создание базы для формирования липосом.
  •  Удаление растворителя путем выпаривания, дистилляции, чтобы получить липидный слой.
  •  Гидратация — липидный слой помещают в водную среду, перемешивают. В результате образуются везикулы.
• Анализ и обработка. После формирования везикулы оценивают, а затем при необходимости уменьшают их размер. Это важно для хорошей усвояемости.
• Приготовление раствора препарата, введение его в липосомы. Этот шаг иногда совмещают с созданием везикул, если используется пассивная загрузка. Действующее вещество может попадать в липосому и активным путем — загрузку лекарственного агента проводят после производства пустых сфер:
  • По градиенту концентрации или рН (на основе трансмембранного градиента). Если концентрация лекарства во внешней среде выше, чем внутри липосомы, активные вещества начинают перетекать внутрь.
  • Путем электропорации. К липосомам подключают электрическое поле — создаются временные поры на поверхности везикул, через которые лекарства легче проходят внутрь. После прекращения воздействия электрического поля поры закрываются, и препарат остается внутри.
  • Посредством химического соединение лекарства с липидом, чтобы оно лучше попадало внутрь сфер.
  • С помощью комбинированного метода — комбинации пассивной и активной загрузки. [5] 
• Стерилизация и упаковка. Проводят стерилизацию и фильтрацию для удаления примесей. Если требуется, препарат лиофилизируют — высушивают до состояния порошка для удобства хранения и транспортировки. [6] 

Какие из липосомальных препаратов доступны сегодня

Первой наночастицей, которую одобрило Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в 1995 году стал доксил — противораковое лекарство доксорубицин, упакованное в липосомы. Сегодня на рынке представлено более сотни липосомальных лекарственных препаратов, спектр их применения расширяется с каждым годом. [7]

Большинство предназначены для лечения онкологических заболеваний. Липосомальные формы противоопухолевых препаратов обеспечивают целенаправленное действие на раковые клетки, уменьшают серьезные побочные эффекты. А еще липидные сферы используют для доставки вакцин, анальгетиков, противогрибковых препаратов.

Их выпускают в виде стерильной суспензии (жидкости) и лиофилизированного порошка — сухого порошка, который можно растворить. Их вводят в вену, мышцу, в спинномозговую жидкость, в кожу или мягкие ткани (местная инфильтрация), ингалируют.

Применение липосом для транспорта других продуктов началось недавно, этот рынок расширился за последние 10 лет. Среди биоактивных веществ, которые пытаются перевести на такой вид доставки, самые востребованные — витамины и минералы. Таким образом хотят увеличить их биодоступность, предупредить преждевременное разрушение веществ, избавить от нежелательных побочных явлений.

ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТА. В ПОДБОРКЕ СОДЕРЖАТСЯ БАДЫ. НЕ ЯВЛЯЮТСЯ ЛЕКАРСТВОМ.

Механизм действия липосомальных витаминов

После приема липосомальные препараты попадают в желудок. Фосфолипидная оболочка защищает витамины от разрушения. Они стабильны, им не страшны механическое воздействие пищи и даже ферментативное переваривание. Везикулы с активным веществом равномерно распределяются среди содержимого желудка и в неизмененном виде поступают в кишечник.

Там липидный слой разрушается желчными кислотами. Витамин высвобождается и легко, без потерь, благодаря оптимальным размерам, всасывается. После этого они становятся доступными для дальнейшего использования.

Специально подобранные размеры липосом создают условия для их поглощения клетками путем эндоцитоза. Уже внутри клеточной мембраны они постепенно высвобождают активный ингредиент, действуют длительно. [8]

Исследования подтверждают повышенную биодоступность для инкапсулированного витамина С большой дозировки, для липосомальных форм витамина D3 по сравнению с его масляными формами. Очевидными преимуществами обладают и препараты железа, заключенные в липидные сферы. Лечение такими формами протекает безопаснее и комфортнее.

Преимущества липосомальных витаминов

Один из главных недостатков традиционных витаминных добавок — их низкая биодоступность. Это мера того, насколько эффективно активные компоненты усваиваются организмом и становятся доступными для биохимических процессов.

При приеме обычных витаминов, цели достигает лишь часть из них. Они теряются из-за разрушения в желудочно-кишечном тракте, ограниченного всасывания в кишечнике. Липосомальные технологии предлагают решение этой проблемы.

Витамины инкапсулируют, чтобы сделать их более эффективными, стабильными, замаскировать неприятный вкус, запах. Инкапсуляция защищает их от разрушения, повышает их растворимость, что способствует усвояемости. 

Липосомы с активными ингредиентами можно направить к определенным тканям или клеткам, например в головной мозг, куда обычные вещества не попадают. [9]

Липосомы имеют ряд преимуществ, которые делают их отличным вариантом для доставки витаминов:

• Биосовместимость. Фосфолипиды, которые используются для производства, аналогичны составу клеточных мембран, поэтому они с меньшей вероятностью вызывают побочные реакции.
• Универсальность. Таким способом можно инкапсулировать все типы витаминов — гидрофильные (водорастворимые), липофильные (жирорастворимые), амфифильные (двойственной природы).
• Целевая доставка. Липосомы можно модифицировать с помощью антител, пептидов, чтобы направлять витамины к определенным тканям или клеткам.
• Контролируемое высвобождение. Липосомы можно настроить так, чтобы они высвобождали содержимое в определенное время, в нужном месте. Включать или выключать процесс высвобождения способны как внешние, так и внутренние факторы: pH, свет, электромагнитные поля, ферменты.
• Повышенная биодоступность. Липосомальная оболочка обволакивает витамины, защищает их от разрушительного воздействия кислоты желудочного сока, ферментов. Она помогает предотвратить окисление и разложение, сохраняет активность витаминов до тех пор, пока они не достигнут кишечника.

Улучшение усвоения и доставки таких форм демонстрировались в многочисленных клинических исследованиях на примерах фолиевой кислоты, витамина C, A, D, E, кальция, железа и других питательных веществ. [10, 11, 12, 13, 14, 15]

• Защита от разрушения. Обычные витамины часто теряют свою эффективность из-за воздействия кислоты в желудке или ферментов. Липосомы гораздо лучше защищают от этих разрушительных факторов. Это особенно актуально для водорастворимых витаминов — витамина C, группы B. Благодаря липосомальной технологии, они остаются стабильными и активными до момента их всасывания в кровь.
• Улучшение усвоения в организме. Липосомальная форма витаминов обеспечивает их более эффективное поступление в клетки. А еще вместе с активными веществами поступают фосфолипиды. Они улучшают состояние клеточных мембран, делают их более устойчивыми, функциональными. Фосфолипиды помогают не только основным лекарственным компонентам лучше усваиваться, но и способствуют усвоению других полезных веществ, которые поступают с пищей. [16]
• Уменьшение побочных эффектов. Традиционные формы витаминов могут вызывать дискомфорт в желудке, тошноту или аллергические реакции при приеме в высоких дозах. Они могут раздражать слизистую оболочку, избыточно накапливаться в органах. Липосомы уменьшают эти риски, так как обеспечивают более медленное и контролируемое высвобождение.

Исследования подтверждают, что липосомальные формы витаминов гораздо реже приводят к нежелательным реакциям. Так, при приеме железа, заключенного в липосому, пациенты не страдают от тошноты, запоров, которые сопровождают пероральный прием обычных форм препарата. Одновременно нет рисков повреждения почек, который присутствует при внутривенном введении.

Недостатки и ограничения в применении липосомальных витаминов

Липосомальные витамины обещают множество преимуществ, однако есть ряд проблем, которые замедляют их повсеместное внедрение. Первым препятствием становится высокая стоимость производства. Процесс создания липосом включает множество этапов, каждый из которых требует специальных условий и оборудования. Это приводит к значительным затратам, затрудняет оценку конечных продуктов.

И это еще не все трудности:

• Липосомы хоть и близки по составу, но все же чужеродны для организма. При введении без модификации они распознаются как инородные частицы, что запускает иммунный ответ. Липосомы задерживаются ретикулоэндотелиальной системой. Наибольшее количество поглощает печень, что ведет к снижению их биодоступности и эффективности.
• Проблема и в том, что процессы биотрансформации этих препаратов в условиях организма недостаточно изучены. Остаются вопросы, как именно липосомы высвобождают свои компоненты, как это зафиксировать. Это затрудняет исследования и рекомендации по применению.
• Неудовлетворительное качество продукции. Стандартизация процессов производства практически невозможна, так как оборудование настраивается под конкретный липосомальный продукт. При масштабировании нередко возникают такие проблемы, как неоднородные размеры частиц, физико-химическая нестабильность.
• Проблемы хранения из-за физической нестабильности в водной среде ограничивают срок годности таких препаратов. Для решения этих вопросов производители разрабатывают твердые лекарственные формы с использованием методов распылительной и сублимационной сушки. Однако высокая стоимость сублимационной сушки и нежелательность термического воздействия на полезные вещества при распылительной ограничивают широкое применение этих технологий.

Так что несмотря на очевидные преимущества липосомальных витаминов, множество недостатков и ограничений сдерживают развитие этой технологии. Необходимы дополнительные исследования, чтобы преодолеть эти препятствия, сделать такие препараты более доступными и эффективными для потребителей. [17]

Главное о липосомальных витаминах

1. Липосомы — это крошечные пузырьки. Они состоят из фосфолипидов, которые образуют оболочку вокруг активных веществ.
2. Этот метод доставки предохраняет витамины от преждевременного разрушения и улучшает их усвоение клетками.
3. Липосомальные витаминные добавки отличаются более высокой биодоступностью по сравнению с традиционными формами, что увеличивает эффективность их действия.
4. Транспортировка питательных веществ через липосомы позволяет минимизировать побочные эффекты, связанные с высокими дозами.
5. Высокая стоимость производства липосомальных добавок ограничивает их доступность.
6. Исследования по эффективности инкапсулированных витаминов пока еще содержат достаточно противоречивую информацию. Большинство из методов нуждаются в доработке и более тщательном изучении.

Источники 

1. Shah S, Dhawan V, Holm R, Nagarsenker MS, Perrie Y. Liposomes: Advancements and innovation in the manufacturing process. Adv Drug Deliv Rev. 2020;154-155:102-122. doi: 10.1016/j.addr.2020.07.002. Epub 2020 Jul 8. PMID: 32650041.
2. Горбик В. С., Шпрах З. С., Козлова Ж. М., Салова В. Г. ЛИПОСОМЫ КАК СИСТЕМА ТАРГЕТНОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ (ОБЗОР) // Российский биотерапевтический журнал. 2021. №1. 
3. Татаринцева, А. Н. Методы производства липосомальных лекарственных форм, их достоинства и недостатки / А. Н. Татаринцева // Сандеровские чтения : сборник материалов конференции– Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет, 2024. – С. 170-173. – EDN HKNUMV.
4. Пышкина, А. И. Липосомы как система доставки действующего вещества / А. И. Пышкина // Молодая фармация – потенциал будущего : Сборник материалов XIV всероссийской научной конференции c международным участием Молодежного научного общества СПХФУ. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет, 2024. – С. 900-903. – EDN POIQMS.
5. (Liu P, Chen G, Zhang J. A Review of Liposomes as a Drug Delivery System: Current Status of Approved Products, Regulatory Environments, and Future Perspectives. Molecules. 2022 Feb 17;27(4):1372. doi: 10.3390/molecules27041372. PMID: 35209162; PMCID: PMC8879473.
6. Andra VVSNL, Pammi SVN, Bhatraju LVKP, Ruddaraju LK. A Comprehensive Review on Novel Liposomal Methodologies, Commercial Formulations, Clinical Trials and Patents. Bionanoscience. 2022;12(1):274-291. doi: 10.1007/s12668-022-00941-x. Epub 2022 Jan 26. PMID: 35096502; PMCID: PMC8790012.
7. Nina Filipczak, Jiayi Pan, Satya Siva Kishan Yalamarty, Vladimir P. Torchilin, Recent advancements in liposome technology, Advanced Drug Delivery Reviews, Volume 156, 2020, Pages 4-22, ISSN 0169-409X.
8. Chaves MA, Ferreira LS, Baldino L, Pinho SC, Reverchon E. Current Applications of Liposomes for the Delivery of Vitamins: A Systematic Review. Nanomaterials (Basel). 2023 May 5;13(9):1557. doi: 10.3390/nano13091557. PMID: 37177102; PMCID: PMC10180326.
9. Andrade S, Ramalho MJ, Loureiro JA, Pereira MC. Transferrin-functionalized liposomes loaded with vitamin VB12 for Alzheimer’s disease therapy. Int J Pharm. 2022 Oct 15;626:122167. doi: 10.1016/j.ijpharm.2022.122167. Epub 2022 Sep 6. PMID: 36075524.
10. Wen CJ, Chiang CF, Lee CS, Lin YH, Tsai JS. Double Nutri (Liposomal Encapsulation) Enhances Bioavailability of Vitamin C and Extends Its Half-Life in Plasma. J Biomed Nanotechnol. 2022 Mar 1;18(3):922-927. doi: 10.1166/jbn.2022.3274. PMID: 35715901.
11. Jalali-Jivan M, Rostamabadi H, Assadpour E, Tomas M, Capanoglu E, Alizadeh-Sani M, Kharazmi MS, Jafari SM. Recent progresses in the delivery of β-carotene: From nano/microencapsulation to bioaccessibility. Adv Colloid Interface Sci. 2022 Sep;307:102750. doi: 10.1016/j.cis.2022.102750. Epub 2022 Aug 12. PMID: 35987014. 
12. Tinsley GM, Harty PS, Stratton MT, Siedler MR, Rodriguez C. Liposomal Mineral Absorption: A Randomized Crossover Trial. Nutrients. 2022 Aug 13;14(16):3321. doi: 10.3390/nu14163321. PMID: 36014827; PMCID: PMC9414097.
13. Łukawski M, Dałek P, Borowik T, Foryś A, Langner M, Witkiewicz W, Przybyło M. New oral liposomal vitamin C formulation: properties and bioavailability. J Liposome Res. 2020 Sep;30(3):227-234. doi: 10.1080/08982104.2019.1630642. Epub 2019 Jul 2. PMID: 31264495. 
14. Davis JL, Paris HL, Beals JW, Binns SE, Giordano GR, Scalzo RL, Schweder MM, Blair E, Bell C. Liposomal-encapsulated Ascorbic Acid: Influence on Vitamin C Bioavailability and Capacity to Protect Against Ischemia-Reperfusion Injury. Nutr Metab Insights. 2016 Jun 20;9:25-30. doi: 10.4137/NMI.S39764. PMID: 27375360; PMCID: PMC4915787. 
15. Gopi S, Balakrishnan P. Evaluation and clinical comparison studies on liposomal and non-liposomal ascorbic acid (vitamin C) and their enhanced bioavailability. J Liposome Res. 2021 Dec;31(4):356-364. doi: 10.1080/08982104.2020.1820521. Epub 2020 Oct 6. PMID: 32901526.
16. van der Veen JN, Kennelly JP, Wan S, Vance JE, Vance DE, Jacobs RL. The critical role of phosphatidylcholine and phosphatidylethanolamine metabolism in health and disease. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2017 Sep;1859(9 Pt B):1558-1572. doi: 10.1016/j.bbamem.2017.04.006. Epub 2017 Apr 11. PMID: 28411170.
17. Sercombe L, Veerati T, Moheimani F, Wu SY, Sood AK, Hua S. Advances and Challenges of Liposome Assisted Drug Delivery. Front Pharmacol. 2015 Dec 1;6:286. doi: 10.3389/fphar.2015.00286. PMID: 26648870; PMCID: PMC4664963.

Информация представлена в ознакомительных целях и не является руководством к лечению. При появлении симптомов заболевания обязательно обратитесь к врачу. Самолечение может быть опасно.