Liposomen: snel en efficiënt transportsysteem voor nutriënten

Sinds de eerste beschrijving van liposomen in de jaren zestig van de vorige eeuw staan deze ‘vetblaasjes met inhoud’ volop in de belangstelling van de farmaceutische en cosmetica-industrie. De laatste jaren wint deze vorm van inkapselen ook bij voedingssupplementen aan populariteit als innovatief transportsysteem om nutriënten snel en ongeschonden naar de lichaamscellen te vervoeren.

Liposomen zijn bolvormige holtes, omgeven door een of meerdere membranen van dubbele lagen fosfolipiden. De grootte kan variëren van enkele tot tientallen micrometers. Een fosfolipide bestaat uit een hydrofiele (waterminnende) kop en een hydrofobe (waterafstotende) staart. Aangezien de holte van een liposoom een waterige oplossing bevat, ligt de binnenste laag fosfolipiden met de kop gericht naar de holte en de staart naar buiten en de buitenste laag fosfolipiden met de kop naar buiten gericht (zie figuur 1). Op die manier wordt de waterige oplossing omgeven door een hydrofobe membraan. Hydrofiele stoffen opgelost in de vloeistof in de holte kunnen de dubbellaags membraan niet gemakkelijk passeren. Hydrofobe stoffen hechten zich aan de binnenkant van de membraan. Zodoende kan een liposoom hydrofiele en/of hydrofobe moleculen bevatten.
Celmembranen zijn net als de membranen van liposomen opgebouwd uit een dubbele laag fosfolipiden. Als liposomen in contact komen met een celmembraan smelt de liposoommembraan samen met de celmembraan en komt de inhoud van de holte vrij in de cel (zie figuur 2).

Liposomale inkapseling wordt al vele jaren succesvol toegepast in de farmaceutische en cosmetica-industrie. Met name voor (kanker)medicijnen biedt liposomale toediening grote voordelen: verminderde toxiciteit (de fosfolipide membraan is slechts zwak immunogeen) en de mogelijkheid om medicatie rechtstreeks bij specifieke cellen of weefsels af te leveren. Daarnaast kunnen liposomen redelijk gemakkelijk de bloed-hersenbarrière passeren, waardoor deze toedieningsvorm ook sterk in de belangstelling staat bij het onderzoek naar de behandeling van neurologische aandoeningen, zoals de ziekte van Alzheimer.

Aangezien de opneembaarheid van nutriënten lang niet altijd optimaal is, wordt de liposomale techniek inmiddels ook succesvol toegepast bij voedingssupplementen. Het inkapselen van lipofiele (vetminnende) en hydrofiele nutriënten in liposomen blijkt een bijzonder effectieve methode om bepaalde nadelige invloeden van het spijsverteringskanaal te omzeilen. De fosfolipide membraan is bestand tegen spijsverteringsenzymen in de mond en maag, spijsverteringssappen, basische oplossingen, galzouten, darmflora en vrije radicalen. De nutriënten worden dus beschermd tegen afbraak en oxidatie en de fosfolipide membraan houdt stand totdat de nutriënten in de cellen en weefsels worden afgegeven.
In meerdere onderzoeken, onder andere met vitamine C, vitamine B₁₂ en co-enzym Q10, is gebleken dat toediening van nutriënten in liposomen resulteert in hogere bloedspiegels van deze nutriënten dan toediening van nutriënten zonder een fosfolipide membraan.

In een onderzoek met ratten is gekeken naar de effectiviteit van liposomale vitamine C en E als antioxidanten bij doorbloedingsstoornissen in de hersenen. Bij zgn. cerebrale ischemie/reperfusie neemt de oxidatieve stress in het hersenweefsel sterk toe en uit eerder onderzoek is gebleken dat vrije antioxidanten nauwelijks bescherming bieden tegen oxidatieve schade. In het onderzoek werd de mate van oxidatieve stress bepaald aan de hand van de productie van diënen (afbraakproducten die ontstaan bij lipide peroxidatie) in de hersenen. In het door ischemie en kortstondige reperfusie aangetaste hersenweefsel was de productie van diënen bijna tweemaal zo groot als in normaal hersenweefsel. Toediening van liposomaal verpakte vitamine C of vitamine E aan ratten, twee uur voor de ischemie, voorkwam een toename in de productie van diënen. Hetzelfde resultaat werd bereikt met het drie uur voor de ischemie toedienen van een combinatie van liposomale vitamine C en E.
Uit in-vitro onderzoek komt verder naar voren dat vitamine C-liposomen, anders dan regulier ascorbinezuur, in staat zijn om potentieel pathogene Staphylococcus simulans bacteriën in hun groei te remmen en te doden.

In een kleinschalig onderzoek kregen 12 proefpersonen een maand lang dagelijks 500 mg of 1.000 mg liposomale glutathion. Al na een week waren de bloedwaarden glutathion verhoogd, met maximale stijgingen van 40% in bloed, 25% in erytrocyten, 28% in plasma en 100% in perifere mononucleaire bloedcellen na twee weken. Deze stijgingen gingen gepaard met een daling van biomarkers van oxidatieve stress en een verbetering van biomarkers van de immuunfunctie. Na twee weken was de cytotoxiciteit van NK-cellen 400% en de lymfocytenproliferatie 60% hoger.

IJzertekort is een veelvoorkomende deficiëntie, met name bij vrouwen, kinderen in de groei en vegetariërs/veganisten. In een Indiase review is gekeken naar het effect van een speciale vorm van liposomale ijzer, gemicroniseerd ijzer pyrofosfaat, bij vrouwen met een ijzerdeficiëntie, al dan niet met ijzergebreksanemie, en bij zwangere vrouwen. Suppletie met liposomale ijzer resulteerde in een significante toename van ferritinewaarden en hemoglobine. Bovendien hadden de baby’s van de zwangere vrouwen die liposomale ijzer kregen een hoger geboortegewicht.
Liposomale ijzer werd beter opgenomen en had een groter effect dan conventioneel gesuppleerde ijzersulfaat. Bovendien was bij liposomale ijzer, anders dan conventionele ijzer, geen sprake van een effect op de zuurgraad van de maag, oxidatie van ijzer, oxidatieve schade aan het darmepitheel, metaalsmaak, chelatie met andere metalen en nauwelijks gastro-intestinale bijwerkingen.

Van het curcuma-bestanddeel curcumine is bekend dat het therapeutische effecten heeft bij diverse vormen van kanker, waaronder prostaat-, long-, baarmoederhals-, borst-, lever- en botkanker. Curcumine lost echter slecht op en wordt maar zeer beperkt opgenomen in het lichaam, waardoor toepassing in de praktijk vaak tegenvalt. In een literatuurstudie is het effect van liposomale toediening van curcumine bestudeerd. De onderzoekers constateren dat liposomen de antitumor- en farmacologische activiteit van curcumine kunnen vergroten. Liposomale curcumine ontplooit krachtigere groeiremmende en pro-apoptotische effecten op kankercellen, waardoor zou kunnen worden volstaan met een lagere dosering.
Liposomale voedingssupplementen zijn primair bedoeld om een betere opname en hogere bloedspiegels te realiseren van nutriënten waarvan bekend is dat de opname bij conventionele toedieningsvormen te wensen overlaat. Daarnaast zijn deze producten bij uitstek geschikt voor mensen die moeite hebben met het slikken van tabletten en capsules.

Liposomale voedingssupplementen kunnen een betere opname en hogere bloedspiegels realiseren van nutriënten waarvan bekend is dat de opname bij conventionele toedieningsvormen te wensen overlaat. Daarnaast zijn dergelijke producten bij uitstek geschikt voor mensen die moeite hebben met het slikken van tabletten en capsules.

(WD)

Bronnen

• Hemanthkumar M, Spandana V: Liposomal encapsulation technology a novel drug delivery designed for ayurvedic drug preparation; International Research Journal of Pharmacy 2(10):4-6, 2011.
• Wikipedia (en): Liposome. Geraadpleegd 10-2016.
• Akbarzadeh A et al.: Liposome: classification, preparation, and applications; Nanoscale Research Letters 8(1):102, 2013.
• Agrawal M et al.: Recent advancements in liposomes targeting strategies to cross blood-brain barrier (BBB) for the treatment of Alzheimer’s disease; Journal of Controlled Release 260:61-77, 2017.
• Ross C et al.: Liposome delivery systems for the treatment of Alzheimer’s disease; International Journal of Nanomedicine 13:8507-8522, 2018.
• Amselem S et al.: Enhanced oral bioavailability of Coenzyme Q10 (Ubiquinone) formulated in UltrasomeTM drug delivery system; Scientific report Herbamed, 2012.
• Hadavi D, Poot AA: Biomaterials for the Treatment of Alzheimer’s Disease; Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 4:49, 2016.
• Documentatie CureSupport, 2016.
• Sinha J, Das N, Basu MK: Liposomal antioxidants in combating ischemia-reperfusion injury in rat brain; Biomedicine and Pharmacotherapy 55(5):264-271, 2001.
• Davis JL et al.: Liposomal-encapsulated Ascorbic Acid: Influence on Vitamin C Bioavailability and Capacity to Protect Against Ischemia-Reperfusion Injury; Nutrition and Metabolic Insights 9:25-30, 2016.
• Sinha R et al.: Oral supplementation with liposomal glutathione elevates body stores of glutathione and markers of immune function; European Journal of Clinical Nutrition 72(1):105-111, 2018.
• Biniwale P et al.: Liposomal iron for iron deficiency anemia in women of reproductive age: review of current evidence; Open Journal of Obstetrics and Gynecology 8:993-1005, 2018.
• Feng T et al.: Liposomal curcumin and its application in cancer; International Journal of Nanomedicine 12:6027-6044, 2017.

< Terug