Frontiere Nanodelivrarea antioxidanților naturali O perspectivă anti-îmbătrânire Bioinginerie și

Nanobiotecnologie

Acest articol face parte din subiectul de cercetare

Nanomedicină Antioxidantă Vizualizați toate cele 6 articole

Editat de
Chiara Martinelli

Center for Micro-BioRobotics, Institutul italian de tehnologie (IIT), Italia

Revizuite de
Jacqueline N. Zanoni

Universitatea de Stat din Maringá, Brazilia

Bruna Bellaver

Universitatea Federală din Rio Grande do Sul, Brazilia

Afilierile editorului și ale recenzenților sunt cele mai recente oferite în profilurile lor de cercetare Loop și este posibil să nu reflecte situația lor în momentul examinării.

frontiere

  • Descărcați articolul
    • Descărcați PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Suplimentar
      Material
  • Citarea exportului
    • Notă finală
    • Manager de referință
    • Fișier TEXT simplu
    • BibTex
DISTRIBUIE PE

Revizuieste articolul

  • 1 Laborator de epigenetică, D.F. Institutul de Gerontologie Chebotarev, NAMS, Kiev, Ucraina
  • 2 Departamentul de Biochimie și Biotehnologie, Universitatea Națională Precarpatică Vasyl Stefanyk, Ivano-Frankivsk, Ucraina

Introducere

Potențialul terapeutic al antioxidanților dietetici este, totuși, limitat în majoritatea cazurilor de biodisponibilitatea lor scăzută legată de solubilitatea și stabilitatea lor scăzută în fluidele gastro-intestinale. În prezent, apar aplicații inovatoare bazate pe nanotehnologie care vizează îmbunătățirea biodisponibilității orale și, în consecință, eficacitatea terapeutică a fitochimicalelor și a altor antioxidanți naturali. Scopul acestei revizuiri este de a oferi informații despre progresele recente în aplicarea sistemelor de nanodelivrare pe bază de fitoantioxidant pentru combaterea stresului oxidativ legat de îmbătrânire și a condițiilor patologice asociate.

Antioxidanți sintetici: beneficii și pericole pentru sănătate

figura 1. Rezumatul efectelor bifurcate care pot fi induse de ROS. Pe de o parte, ROS induce daune oxidative proteinelor, ADN-ului și lipidelor. Pe de altă parte, ele declanșează, de asemenea, răspunsurile adaptative ale organismului, inclusiv răspunsurile la șocuri antioxidante și la căldură, reacția de dezacilare a acizilor grași, reglarea ciclului celular, repararea ADN și apoptoza, răspunsurile proteice desfășurate și stimularea autofagiei. Figura și legenda ei sunt reproduse din articolul de acces liber de Mao și Franke (2013) distribuit în condițiile Licenței de atribuire Creative Commons cu permisiunea autorilor.

Antioxidanți naturali

Rezultatele dezamăgitoare ale studiilor clinice cu antioxidanți sintetici au dus la îndoieli cu privire la adecvarea utilizării lor pentru a combate ateroscleroza și alte boli degenerative mediate de ROS (Toledo-Ibelles și Mas-Oliva, 2018). Prin urmare, suplimentarea dietetică cu antioxidanți naturali derivați preponderent din surse vegetale, cum ar fi polifenoli și carotenoizi, a fost propusă ca o alternativă rezonabilă la aportul sintetic de antioxidanți (Xu și colab., 2017; Serino și Salazar, 2018; Forni și colab., 2019; Neha și colab., 2019). Fitochimicalele sunt metaboliți secundari produși de plante pentru a le proteja de stresul mediului, cum ar fi infecțiile microbiene, expunerile la poluanții din mediu, modificările de temperatură și seceta (Leonov și colab., 2015). Datorită acestor proprietăți, acestea sunt considerate a fi candidați promițători pentru dezvoltarea intervențiilor care promovează durata de viață a sănătății și durata de viață (Leonov și colab., 2015). Eficacitatea fitochimicalelor precum resveratrolul, curcumina, catechinele, genisteina și quercetina în contracararea diferitelor condiții patologice mediate de stresul oxidativ legat de îmbătrânire și inflamația cronică asociată a fost raportată în mod repetat (Corrêa și colab., 2018; Martel și colab., 2019 ). Structurile chimice ale celor mai frecvent utilizați compuși fitoterapeutici cu proprietăți antioxidante puternice sunt prezentate în Figura 2 de mai jos.

Figura 2. Structuri chimice ale celor mai frecvent folosiți fitoantioxidanți.

O problemă importantă este, totuși, că potențialul terapeutic al fitochimicalelor administrate oral este substanțial restricționat din cauza biodisponibilității lor scăzute decât este atribuită în primul rând solubilității lor slabe în apă și permeabilității intestinale (Aqil și colab., 2013; Khadka și colab., 2014) . În special, sa constatat că biodisponibilitatea orală este de aproximativ 1-2% pentru toate quercetina (Kawabata și colab., 2015; Li și colab., 2016), resveratrol (Walle, 2011) și curcumină (Asai și Miyazawa, 2000; Yang și colab., 2007), în timp ce pentru epigalocatechin-3-galat (EGCG) se estimează că este de aproximativ 0,1-0,3% numai (Pervin și colab., 2019). Prin urmare, noi abordări biotehnologice sunt dezvoltate în mod activ până acum pentru a spori biodisponibilitatea orală și bioactivitatea acestor substanțe. Recent, au fost dezvoltate aplicații nanotehnologice inovatoare pentru a depăși această problemă, îmbunătățind bioactivitatea fitochimicelor după administrarea orală.

Avantajele terapeutice ale sistemelor de nanodelivrare

Sisteme terapeutice de nanodelivrare

Nanoemulsii

Nanoemulsiile includ amestecuri de lichide nemiscibile, cum ar fi, de exemplu, apă și ulei (Jaiswal și colab., 2015). Astfel de nanosisteme sunt în general preparate fie prin metode chimice, fie prin metode mecanice. Metodele chimice duc la formarea spontană a picăturilor de emulsie datorită efectelor hidrofobe ale moleculelor lipofile care au loc în prezența emulgatorilor. Metodele mecanice includ procese cu energie ridicată prin care picăturile mari de emulsie pot fi descompuse în cele mai mici prin diferite operații mecanice. Diferența de bază între nanoemulsii și emulsii convenționale constă în formele și dimensiunile particulelor dispersate într-o suspensie. Mărimea picăturilor în nanoemulsii se încadrează în mod obișnuit în intervalul 20-200 nm.