Curcuminni suvda qanday eruvchan qilish mumkin?

Tabiiy kurkuminzerdeçal ildizpoyalaridan olingan asosiy kurkuminoid birikma bo'lib, o'nlab yillar davomida ilmiy tadqiqotlar markazida bo'lib kelgan. U ozuqaviy qo'shimchalar, farmatsevtika va funktsional oziq-ovqatlar sohalarida keng qo'llash salohiyatiga ega. Biroq, chuqur va doimiy muammo uning amaliy qo'llanilishini keskin cheklaydi: suvda juda yomon eruvchanligi. Bu o'ziga xos hidrofobiklik uning g'ayritabiiy darajada past og'iz orqali biologik mavjudligining asosiy sababidir. Bu uning in vitroda ko'rsatilgan samaradorligi va inson klinik sinovlarida kuzatilgan ko'pincha umidsizlikka uchragan natijalar o'rtasida muhim to'siqni tashkil qiladi. Xo'sh, kurkuminli suvni qanday qilib-eruvchan qilish mumkin?

Nima uchun kurkumin suvda juda yomon eriydi?

Hidrofobik tabiat / Planar konjugatsiyalangan tuzilma

Molekulyar qalbida curcumin lipofil (yog '{0}}sevuvchi) va hidrofobik (suvdan qo'rquvchi) molekuladir. Uning tuzilishi diketon guruhlari -boʻlgan yettita uglerod bogʻlovchisi bilan bogʻlangan ikkita aromatik, fenolik halqadan iborat. Ushbu struktura katta, tekis va yuqori konjugatsiyalangan tizimni yaratadi. Suvli eritmalarda suv molekulalari vodorod aloqalarining dinamik tarmog'ini hosil qiladi. Curcumin kabi hidrofobik molekulani kiritish ushbu tarmoqni buzadi. Ushbu termodinamik jihatdan noqulay buzilishni minimallashtirish uchun suv molekulalari tabiiy kurkuminni chiqarib tashlashga moyil bo'lib, molekulalarni suvli erituvchi bilan emas, balki bir-biri bilan bog'lanishga majbur qiladi. Bu eritmadan yog'ingarchilikning asosiy harakatlantiruvchi kuchidir. Qutbsiz kurkumin molekulasini joylashtirish uchun suvning kuchli vodorod bogʻlarini buzish uchun zarur boʻlgan energiya juda yuqori boʻlib, oʻz-oʻzidan erishni amalga oshirib boʻlmaydigan jarayonga aylantiradi.

Tautomerizm va beqarorlik

Curcumin keto{0}}enol tautomerizmini namoyon qiladi. Organik erituvchilar va qattiq xolatlarda barqarorroq enol shakli ustunlik qiladi. Biroq, suvli muhitda muvozanat keto shakliga qarab siljishi mumkin. Keto shaklidagi -diketon qismi gidrolitik degradatsiyaga juda sezgir, ayniqsa neytral va asosiy pH darajasida. Bu beqarorlik shuni anglatadiki, agar oz miqdordagi tabiiy kurkumin bir zumda erigan bo'lsa ham, u tezda asosiy birikmaning to'liq biologik profiliga ega bo'lmagan feruloilmetan va ferul kislotasi kabi vaqtinchalik mahsulotlarga aylanadi. Bundan tashqari, curcumin yorug'lik ta'sirida fotodegradatsiyaga sezgir bo'lib, uni ishlatish va shakllantirishga yana bir murakkablik qatlami qo'shadi.

Agregatsiya / Klaster shakllanishi

Molekulyar dinamikani simulyatsiya qilish va spektroskopik tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, curcumin shunchaki suvda kristalli qattiq modda sifatida cho'kmaydi. Buning o'rniga u eruvchan agregatlar yoki klasterlarni hosil qiladi. Bir necha mikromolyargacha past konsentratsiyalarda kurkumin molekulalari o'zlarining aromatik halqalari va hidrofobik o'zaro ta'sirlari -p-p stacking orqali o'zaro bog'lanadi. Bu agregatlar dimer va trimerlardan tortib yirik nano{5}}agregatlarga qadar bo'lishi mumkin. Ushbu agregatsiya hodisasi individual curcumin monomerlarining aniq eruvchanligini yanada pasaytiradi va uning biologik faolligini potentsial ravishda o'zgartirishi mumkin. Agregatlangan shakl monomolekulyar shaklga nisbatan turli xil kimyoviy reaktivlik va hujayralarni qabul qilish mexanizmlariga ega bo'lishi mumkin, bu ko'pincha uning zarariga olib keladi.

Tez metabolizm / past bioavailability

Erimaslikning bevosita sababi bo'lmasa-da, curcuminning farmakokinetik taqdiri uning bevosita natijasidir. Og'iz orqali qabul qilingandan so'ng, tarqalgan curcuminning kichik qismi jigarda glyukuronidlanish va sulfatlanish orqali konjugatsiya orqali tez va keng metabolizmga duch keladi (II faza metabolizmi). Jigar metabolizmidan qochadigan har qanday kurkumin ichakning qisqarishiga va keyinchalik parchalanishiga tobe bo'ladi. Natija shundan iboratki, erkin, faol curcuminning faqat iz miqdori tizimli qon aylanishiga va maqsadli to'qimalarga etib boradi. Odamlarda o'tkazilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, hatto juda yuqori dozalarni (masalan, kuniga 8{9}}12 gramm) qabul qilgandan keyin ham plazma kontsentratsiyasi juda past. Ushbu zaif bioavailability tabiiy kurkuminning istiqbolli in vitro faoliyatini samarali shakllantirish strategiyalarisiz in vivo jonli ravishda ahamiyatsiz qiladi. Shuning uchun, muvaffaqiyatli "suvda eriydigan kurkumin" formulasi shunchaki tiniq sariq eritma hosil qilishdan iborat emas. U ko'p qirrali maqsadga erishishi kerak: (a) molekulyar agregatsiyani fizik yoki kimyoviy jihatdan oldini olish, (b) suvli muhitda gidrolitik va fotolitik degradatsiyaga qarshi barqarorligini oshirish, (c) farmatsevtik yoki ozuqaviy ahamiyatga ega bo'lgan kontsentratsiyalarda bir xil va barqaror dispersiyani ta'minlash va (d) pirovardida, uning bio-mavjudligini va samaradorligini oshirish orqali. muddatidan oldin metabolizm va uning so'rilishini osonlashtiradi.

Qanday qilib kurkuminni suvda eruvchan qilish mumkin?

Ilmiy va sanoat hamjamiyatlari tabiiy kurkuminning o'ziga xos cheklovlarini bartaraf etish uchun murakkab texnikalar arsenalini ishlab chiqdilar. Ushbu usullarni fizikaviy, kimyoviy va kolloid kapsülleme yondashuvlariga keng toifaga bo'lish mumkin.

Qattiq lipid nanopartikullari (SLNs) va nanostrukturali lipid tashuvchilari (NLCs)

Bu submikron kolloid tashuvchilar bo'lib, xona va tana haroratida qattiq lipid matritsasi nanoemulsiyalarning suyuq yog'ini almashtiradi.

• Mexanizm: Curcumin eritilgan lipidda eritiladi yoki tarqaladi. Keyin bu eritma issiq suvli sirt faol moddasi eritmasi bilan gomogenlashtiriladi va nanoemulsiya hosil bo'ladi, u sovutilganda qattiq zarrachalarga aylanadi. SLNlar mukammal kristalli lipiddan foydalanadilar, NLClar esa yuqori dori yukini sig'dira oladigan va chiqarib yuborilishining oldini oladigan yanada nomukammal kristall tuzilmani yaratish uchun qattiq va suyuq lipidlar aralashmasidan foydalanadi.

• Afzalliklar:

Liposomalar va nanoemulsiyalar bilan solishtirganda yuqori barqarorlikni taklif eting, nazorat ostida bo'shatishni ta'minlang va biologik mos keladi.

• Qiyinchiliklar:

Lipidlarning kristallanishi va nisbatan pastroq yuklash qobiliyati tufayli saqlash vaqtida preparatni chiqarib yuborish imkoniyati.

Komplekslanish va molekulyar inklyuziya

Bu yondashuv tabiiy kurkumin va gidrofob boʻshliq va gidrofil tashqi koʻrinishga ega boʻlgan boshqa molekula oʻrtasidagi bevosita molekulyar darajadagi oʻzaro taʼsirga asoslanadi.

Siklodekstrin kompleksi
Siklodekstrinlar (CD) - bu hidrofobik ichki bo'shliq va gidrofil tashqi yuzasiga ega bo'lgan kesilgan konusning tuzilishiga ega bo'lgan tsiklik oligosakkaridlar.

• Mexanizm:

Hidrofob kurkumin molekulasi siklodekstrinning (masalan, -siklodekstrin, HP{3}}siklodekstrin) hidrofobik bo'shlig'ida qisman yoki to'liq o'ralgan. Ushbu inklyuziya kompleksi hidrofobik o'zaro ta'sirlar bilan birlashtiriladi. Qo'shilgandan so'ng, kurkumin molekulasi suvli muhitdan "niqoblanadi" va kompleksning tashqi qismi suvda eriydi-.

• Afzalliklar:

Yaxshi{0}}oʻrnatilgan, xavfsiz va kengaytiriladigan texnologiya. U suvda tarqaladigan kurkumin-va barqarorlikni sezilarli darajada oshirishi mumkin.

• Qiyinchiliklar:

Yuklash qobiliyati odatda kuzatiladigan 1: 1 yoki 2: 1 (mezbon: mehmon) stokiometriyasi bilan cheklangan.

Fosfolipid kompleksi (Fitosomalar®)
Bu tabiiy kurkumin fosfolipidlar, birinchi navbatda fosfatidilxolin bilan murakkab bo'lgan o'ziga xos texnologiya.

• Mexanizm:

Dori to'plangan lipozomalardan farqli o'laroq, fitosomada tabiiy kurkumin molekulasi fosfolipidning qutb boshi bilan vodorod{0}}bog'langan kompleks hosil qiladi. Hosil boʻlgan kompleks lipidga{2}}mos keladi, lekin suvda disperslashganda, dispers boʻladigan mitsel-oʻxshash tuzilmalarni hosil qiladi.

• Afzalliklar:

So‘rilishni sezilarli darajada yaxshilashi ko‘rsatilgan, ehtimol bu o‘tkazuvchanlikning kuchayishi va limfa so‘rilishi uchun xilomikronlarga integratsiyalashuvi tufayli, birinchi{0}}metabolizmni ma’lum darajada chetlab o‘tadi.

• Qiyinchiliklar:

"Fitosoma" atamasi patentlangan texnologiya bo'lib, umumiy versiyalar to'g'ri kompleks hosil bo'lishini ta'minlashi kerak.

Kimyoviy modifikatsiya

Bu strategiya suvda eriydigan funktsional guruhlarni kiritish uchun kurkumin molekulasini bevosita oʻzgartirishni oʻz ichiga oladi.

Mexanizm:

Olimlar curcuminning turli analoglari va hosilalarini sintez qilishdi. Umumiy o'zgarishlarga quyidagilar kiradi:

• Ion hosilalari:

Ion guruhlarini biriktirish orqali tuzlar hosil qilish. Masalan, kurkumin aminokislotalar bilan konjugatsiyalanib, ester yoki amid bogʻlarini hosil qiladi, soʻngra ular suvda eruvchan tuzlarga (masalan, gidroxloridlarga)-aylanishi mumkin.

• Glikozillanish:

Hidrofillikni oshirish uchun shakar molekulalarini (masalan, glyukoza, galaktoza) curcuminning fenolik gidroksil guruhlariga biriktirish.

• PEGilatsiya:

Polietilen glikol (PEG) zanjirlarini curcuminga kovalent biriktirish.

Afzalliklari:

Potensial yuqori barqarorlikka ega tabiiy kurkuminning haqiqatan ham molekulyar erigan shakllarini yaratishi mumkin.

Qiyinchiliklar:

Bu tartibga solishga oid savollarni tug'diradigan murakkab sintetik jarayon. Yangi hosilaning biologik faolligi yaxshilab tekshirilishi kerak, chunki modifikatsiya kurkuminning tabiiy farmakologik faolligini o'zgartirishi yoki hatto bekor qilishi mumkin.

Zarrachalar hajmini kamaytirish

Bu kurkumin zarralarining sirt maydonini{0}}hajm nisbatiga-ko‘paytiradigan, shu bilan ularning erish kinetikasini va aniq eruvchanligini oshiradigan jismoniyroq yondashuv.

Nanosuspenziyalar
Nanosuspenziya - bu sirt faol moddalar tomonidan barqarorlashtirilgan sof dori zarralarining kolloid dispersiyasi.

• Mexanizm:

Tabiiy kurkumin nam frezalash yoki yuqori bosimli gomogenizatsiya kabi yuqoridan pastga-ulangan usullar yordamida nano{0}}oʻlchamdagi kristallarga (odatda 100-800 nm) qisqartiriladi. Qo'shilgan sirt faol moddalar (masalan, Poloxamer 188, Tween 80) sterik yoki elektrostatik stabilizatsiyani ta'minlash orqali nanozarrachalarning agregatsiyasini oldini oladi.

• Afzalliklar:

Yuqori dori yuklanishi (yadrodagi 100% sof dori), murakkab matritsali materiallardan foydalanishdan qochadi va ortib borayotgan sirt maydoni tezroq erish tezligiga olib keladi.

• Qiyinchiliklar:

Ostvaldning pishib etish potentsiali (kattaroq zarrachalar kichikroqlar hisobiga o'sadi) va agar to'g'ri barqarorlashtirilmasa, jismoniy beqarorlik.

Xulosa

Suvda eriydigan kurkumin- muhim mahsulotdir. Oddiy kimyoviy derivatizatsiyadan tortib murakkab nano{2}}kapsulyatsiya texnikasigacha, bugungi kunda mavjud strategiyalar arsenali ham xilma-xil va kuchli. Har bir usul-siklodekstrinlar bilan kompleks hosil qilish, lipozomalarda yoki PLGA nanozarrachalarida inkapsulyatsiya, qattiq dispersiyalar orqali dispersiyalash yoki SEDDSda emulsifikatsiya-ayiq funktsional ichimlikda, farmatsevtika yoki farmatsevtika qo‘shimchasida bo‘ladimi, o‘ziga xos afzalliklarni taqdim etadi. Har qanday ilg'or etkazib berish tizimining samaradorligi asosan boshlang'ich materialning sifati va mustahkamligiga bog'liq. Guanjie Biotech - bu ekotizimda hal qiluvchi rol o'ynaydigan ommaviy curcumin yetkazib beruvchi. Biz suvda eriydigan kurkumin{10}}beramiz. Biz bilan tabiiy kurkumin haqida ma'lumot olishga xush kelibsizinfo@gybiotech.com.

Adabiyotlar:

[1] Anand, P., Kunnumakkara, AB, Newman, RA, & Aggarwal, BB (2007). Curcuminning bioavailability: muammolar va va'dalar. Molekulyar farmatsevtika, *4*(6), 807–818.

[2] Begum, AN, Jons, MR, Lim, GP, Morihara, T., Kim, P., Heath, DD, Rok, CL, Pruitt, MA, Yang, F., Hudspeth, B., Xu, S., Faull, KF, Teter, B., Koul, GM, & Frautschy (Frautschy,). Neyroyallig'lanish va Altsgeymer kasalligi modellarida kurkuminning tuzilishi-funktsiyasi, biologik mavjudligi va samaradorligi. Farmakologiya va eksperimental terapevtika jurnali, *326*(1), 196–208.

[3] Kharat, M., Du, Z., Chjan, G., & McClements, DJ (2017). Curcuminning suvli eritmalar va emulsiyalardagi fizik va kimyoviy barqarorligi: pH, harorat va molekulyar muhitning ta'siri. Qishloq xo'jaligi va oziq-ovqat kimyosi jurnali, * 65 * (8), 1525-1532.

[4] Liu, W., Zhai, Y., Heng, X., Che, FY, Chen, W., Sun, D., & Zhai, G. (2016). Curcuminning og'zaki bioavailability: muammolar va yutuqlar. Giyohvand moddalarni maqsadli belgilash jurnali, *24*(8), 694–702.

[5] Maiti, K., Mukherji, K., Gantait, A., Saha, BP va Mukherji, PK (2007). Kurkumin{10}}fosfolipid kompleksi: kalamushlarda tayyorlash, terapevtik baholash va farmakokinetik o‘rganish. Xalqaro farmatsevtika jurnali, *330*(1-2), 155–163.

[6] McClements, DJ (2015). Oziq-ovqat mahsulotlarini qo'llash uchun nano-miqyosdagi ozuqa moddalarini etkazib berish tizimlari: biologik faol tarqalish, barqarorlik va bio-mavjudlikni yaxshilash. Oziq-ovqat fanlari jurnali, * 80 * (7), N1602-N1611.

[7] Mohanty, C., & Saoo, SK (2010). Suvli nanopartikulyar formula sifatida tayyorlangan curcuminning in vitro barqarorligi va in vivo farmakokinetikasi. Biomateriallar, *31*(25), 6597–6611.

[8] Pan, K., Zhong, Q. va Baek, SJ (2013). Kazein nanokapsulalarida inkapsulyatsiya orqali curcuminning dispersligi va biologik faolligini oshirish. Qishloq xo'jaligi va oziq-ovqat kimyosi jurnali, *61*(25), 6036–6043.

·