טכנולוגיה ליפוזומלית בתוספי תזונה

הטכנולוגיה הליפוזומלית עושה שימוש בליפוזומים - מבנים כדוריים מיקרוסקופיים שנוצרים בתוך נוזל, המורכבים ממעטפת דו-שכבתית שומנית, שעשויה מפוספוליפידים (פוספוליפידים מהווים מרכיב עיקרי בקרומי התאים בכל עולם החי). הליפוזומים התגלו על ידי ההמטולוג הבריטי אלק באנגהאם (Alec Bangham) בשנת 1961 וגילויים פורסם בשנת 1964 . הליפוזומים יוצרו לראשונה עבור תעשיית התרופות והיוו למעשה את תחילתה של רפואת הננו, וגם כיום משמשים הליפוזומים כמערכות הובלה מיקרוסקופיות עבור מגוון רחב של תרופות, לרבות כימותרפיות, תרופות אנטי-פטרייתיות, אנטי-דלקתיות, אנטיביוטיקה, חיסונים ועוד וכן נעשה בהם שימוש בתעשיית המזון ותוספי התזונה. בשנים האחרונות נעשה שימוש נרחב בטכנולוגיה הליפוזומלית בתעשיית תוספי התזונה, כמערכת הובלה מיקרוסקופית וכאמצעי להגנה ולשיפור הספיגה במערכת העיכול של נוטריינטים, פיטוכימיקלים, נוגדי חמצון ועוד (כגון ויטמינים, מינרלים, חומצות שומן, גלותתיון CoQ10, כורכומין, רסברטרול, סילימרין וכיוצא בזה). בתנאי מעבדה, הודגמה עלייה של עד פי 100 בספיגה התוך-תאית של רכיבים פעילים שונים כשהם עטופים בליפוזומים, בהשוואה לספיגתם ללא ליפוזומים. השימוש בטכנולוגיה הליפוזומלית מבוסס על התכונות הפיזיקליות הייחודיות של הפוספוליפידים המרכיבים את הליפוזומים: היותם מולקולות אמפיפיליות בעלות ראש הידרופילי (מסיס במים) וזנב הידרופובי ("דוחה מים"). משום כך, כשפוספוליפידים נמצאים בסביבה מימית, הם מתארגנים לכדי צורה כדורית חלולה במרכזה (ראה איור), בעלת מעטפת חיצונית הידרופילית המותאמת היטב למעבר בסביבה המימית של מערכת העיכול. המבנה הכדורי החלול שיוצרים הליפוזומים, מאפשר להכיל בתוכו חומרים פעילים מסיסי מים ומסיסי שמן כאחד, ותוך כך לשפר את המסיסות והניידות של חומרים קשיי תמס בסביבה המימית של מערכת העיכול . בכך יוצרים הליפוזומים מערכת הובלה מיקרוסקופית, שיתרונה העיקרי הוא שיפור הספיגה והזמינות הביולוגית של תוספי תזונה בהשוואה לתוספים מסוגים אחרים. יתרונות נוספים של הטכנולוגיה הליפוזומלית כוללים אינקפסולציה מיקרונית אשר מגינה על הרכיבים העדינים שבתוך הליפוזום מפני התנאים העוינים במערכת העיכול, תאימות-ביולוגית לקרומי התאים האנושיים, התכלות ביולוגית טבעית, בטיחות גבוהה/היעדר רעילות והיכולת לאצור בתוכם תרכובות ביוכימיות מגוונות בעת ובעונה אחת. פוספוליפידים המופקים מלציטין סויה, שמן חמניות ושמן קנולה הם הנפוצים בשימוש בתעשיית תוספי התזונה. מנגנון הספיגה המדויק של הליפוזומים במערכת העיכול עדיין לא הוברר במלואו, אך קיימות שלוש השערות נפוצות: 1. ספיגה בתהליך של אנדוציטוזה - כשליפוזום פוגש בתא של מערכת העיכול, המעטפת הפוספוליפידית שלו מתמזגת עם המעטפת הפוספוליפידית של התא (לאור התאימות המבנית),  והליפוזום פורק את הרכיב אותו הוא מכיל (למשל ויטמין או מינרל) ישירות אל תוך התא. 2. ספיגת הליפוזום באמצעות תאי M  - ספיגת הליפוזומים בתאי מערכת העיכול בשלמותם, יחד עם הרכיב שהם מכילים, באמצעות תאים ייחודיים הנקראים תאי M הנמצאים על גבי 'לוחיות פייר' ( Peyer patches) . 3. ספיגת הליפוזום דרך בלוטות הלימפה שבמעי – במנגנון ספיגה הזהה לזה של שומנים מהמזון, המערב מעבר של הליפוזומים דרך תאי המעי, חבירתם אל חלקיקים ליפו-פרוטאינים תוך יצירת כילומיקרונים – מבנים שומניים מיקרוסקופיים  שחודרים אל מערכת הלימפה, ומשם עוברים למחזור הדם. על הליפוזום באתר InfoMed ליפוזום כננו-מערכת לנשיאת תרופות באתר מכון דוידסון סקירה מקיפה עם סימוכין ממאמרים מדעיים בנושא ליפוזומים בשירות תעשיית תוספי התזונה באתר חברת אקוסאפ A. D. Bangham, R. W. Horne, NEGATIVE STAINING OF PHOSPHOLIPIDS AND THEIR STRUCTURAL MODIFICATION BY SURFACE-ACTIVE AGENTS AS OBSERVED IN THE ELECTRON MICROSCOPE, Journal of Molecular Biology 8, 1964-05, עמ' 660–668 doi: 10.1016/s0022-2836(64)80115-7 Theresa M. Allen, Pieter R. Cullis, Liposomal drug delivery systems: from concept to clinical applications, Advanced Drug Delivery Reviews 65, 2013-01, עמ' 36–48 doi: 10.1016/j.addr.2012.09.037 Marina Marsanasco, Nadia Silvia Chiaramoni, Silvia del Valle Alonso, Liposomes as Matrices to Hold Bioactive Compounds for Drinkable Foods: Their Ability to Improve Health and Future Prospects, Functional Food - Improve Health through Adequate Food, 2017-08-02 doi: 10.5772/intechopen.69117 Shruti Shukla, Yuvaraj Haldorai, Seung Kyu Hwang, Vivek K. Bajpai, Current Demands for Food-Approved Liposome Nanoparticles in Food and Safety Sector, Frontiers in Microbiology 8, 2017-12-05 doi: 10.3389/fmicb.2017.02398 Elham Assadpour, Seid Mahdi Jafari, A systematic review on nanoencapsulation of food bioactive ingredients and nutraceuticals by various nanocarriers, Critical Reviews in Food Science and Nutrition 59, 2019-10-28, עמ' 3129–3151 doi: 10.1080/10408398.2018.1484687 Zacharias E. Suntres, Liposomal Antioxidants for Protection against Oxidant-Induced Damage, Journal of Toxicology, ‏2011 (באנגלית) Judy Ly, Minette Lagman, Tommy Saing, Manpreet Kaur Singh, Liposomal Glutathione Supplementation Restores TH1 Cytokine Response to Mycobacterium tuberculosis Infection in HIV-Infected Individuals, Journal of Interferon & Cytokine Research: The Official Journal of the International Society for Interferon and Cytokine Research 35, 2015-11, עמ' 875–887 doi: 10.1089/jir.2014.0210 Yating Shao, Liang Yang, Hyo-Kyung Han, TPGS-chitosome as an effective oral delivery system for improving the bioavailability of Coenzyme Q10, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics: Official Journal of Arbeitsgemeinschaft Fur Pharmazeutische Verfahrenstechnik e.V 89, 2015-01, עמ' 339–346 doi: 10.1016/j.ejpb.2014.12.026 Purusotam Basnet, Haider Hussain, Ingunn Tho, Natasa Skalko‐Basnet, Liposomal delivery system enhances anti-inflammatory properties of curcumin, Journal of Pharmaceutical Sciences 101, 2012, עמ' 598–609 doi: 10.1002/jps.22785 N. Barzaghi, F. Crema, G. Gatti, G. Pifferi, Pharmacokinetic studies on IdB 1016, a silybin- phosphatidylcholine complex, in healthy human subjects, European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics 15, 1990-10, עמ' 333–338 doi: 10.1007/BF03190223 Christopher W. Shade, Liposomes as Advanced Delivery Systems for Nutraceuticals, Integrative Medicine: A Clinician's Journal 15, 2016-3, עמ' 33–36 David Julian McClements, Eric Andrew Decker, Yeonhwa Park, Jochen Weiss, Structural design principles for delivery of bioactive components in nutraceuticals and functional foods, Critical Reviews in Food Science and Nutrition 49, 2009-06, עמ' 577–606 doi: 10.1080/10408390902841529 B.C Keller, Liposomes in Nutrition, Trends in Food Science & Technology 12, 2001-01-31, עמ' 25–31 doi: 10.1016/S0924-2244(01)00044-9 Shengfeng Peng, Liqiang Zou, Weilin Liu, Ziling Li, Hybrid liposomes composed of amphiphilic chitosan and phospholipid: Preparation, stability and bioavailability as a carrier for curcumin, Carbohydrate Polymers 156, 2017-01-20, עמ' 322–332 doi: 10.1016/j.carbpol.2016.09.060 Ajay Semalty, Mona Semalty, Mohan Singh Maniyari Rawat, Federico Franceschi, Supramolecular phospholipids-polyphenolics interactions: the PHYTOSOME strategy to improve the bioavailability of phytochemicals, Fitoterapia 81, 2010-07, עמ' 306–314 doi: 10.1016/j.fitote.2009.11.001 Hyeji Ahn, Ji-Ho Park, Liposomal delivery systems for intestinal lymphatic drug transport, Biomaterials Research 20, 2016-11-23 doi: 10.1186/s40824-016-0083-1 N. K. Childers, F. R. Denys, N. F. McGee, S. M. Michalek, Ultrastructural study of liposome uptake by M cells of rat Peyer's patch: an oral vaccine system for delivery of purified antigen, Regional Immunology 3, 1990-01, עמ' 8–16