PHARMA NEWS - odborný časopis

Liposomy: Revoluce ve vstřebávání

RNDr. Martin Štula

 

Vypadá to, že liposomální technologie dramaticky mění vstřebatelnost klasických vitaminů (vitamin C, D), minerálů (železo, hořčík) a zejména bioaktivních látek jako je koenzym Q10 nebo rostlinné extrakty s obsahem flavonoidů. Využívá šikovně podobnosti liposomů s biologickými membránami buněk, což až několikanásobně zlepšuje biologickou dostupnost, a také využitelnost buňkami. Je dobré vědět, že pro různé typy těchto látek se dnes využívají různé pokročilé technologie jejich přípravy. Důvody, proč se bioaktivní látky „balí do liposomů“ mohou být různé. Pojďme se podívat na některé z nich.

Co jsou liposomy a „obrácené liposomy“?

Liposomy jsou kulovité nanočástice s fosfolipidovými membránami na povrchu, podobnými membránám buněk, díky čemuž dokáží snadno procházet právě biologickými bariérami. Hydrofilní účinné látky (např. vitamin C, který je rozpustný ve vodě) mohou být uzavřeny uvnitř fosfolipidové dvojvrstvy – membrány. Lipofilní látky - rozpustné v tucích (vitamin D, koenzym Q10) mohou být zabudovány do komplexů uvnitř lipofilních částí membrán, které jsou tvořené řetězci nenasycených či nasycených mastných kyselin. Těm se někdy říká „obrácené liposomy“.

Jaké jsou výhody liposomů?

1.         Vyšší biologická dostupnost – látky chráněné liposomy mají jasně definovanou homogenní velikost částic o okolo 300 nm. Díky fosfolipidové dvojvrstvě a této velikosti nanočástic  mohou lépe pronikat buněčnými membránami. Mohou tak obcházet klasické cesty střevo – vrátnicová žíla – játra, kde zpravidla dochází k jejich degradaci dříve, než se dostanou v dostatečném množství do krve a cílových tkání. Naopak využívají mízní systém, kterým se dostávají mnohem rychleji a ve výrazně vyšším procentu přímo do systému, a také přímo do buněk cílových tkání.

2.         Ochrana před žaludečními kyselinami a enzymy – některé látky jako vitamin C jsou nestabilní a v žaludku se rychle degradují. Liposomy je pak chrání a zvyšují jejich stabilitu.

3.         Snížení nežádoucích účinků – příkladem je obalení vitaminu C do liposomů. Tím se zároveň snižuje jeho dráždivost v porovnání s běžnou kyselinou askorbovou.

 

Jak liposom proniká do buněk?

Liposom pronikne dovnitř buňky, aniž by prošel membránou (tzv. endocytóza). Membrána buněk má podobnou strukturu jako liposom, a tak je buňkou absorbován pomocí váčku – tzv. endosomu, ze kterého se následně uvolní obsah až v cílové buňce.

 

Proč je jedno, jestli se liposomy užívají s jídlem nebo bez?

Obecně, všechny liposomy chrání bioaktivní látky po všech stránkách, zejména také před vlivem potravy. To je důvod, proč je jedno, jestli je užit s jídlem nebo nalačno. Obsah žaludku na to nemá vliv. Uvedu příklad.  Víme, že obyčejný vitamin C je potřeba užívat na lačno. Je to vysoce nestabilní látka, která je velmi citlivá na teplo, světlo, vodu, kyslík ve vzduchu, a také na vysoké (zásadité) pH. Je to kyselina, a proto je pro její stabilitu důležité nízké, tedy kyselé pH v žaludku. pH v žaludku je nižší (1-3) právě nalačno, zatímco po jídle se zvedá až na 5. Zároveň při užívání nalačno nemá vitamin C šanci interagovat s dalšími složkami potravy (železo, vápník a další), které by ovlivňovaly jeho stabilitu, a tím vstřebávání. Dalším důvodem je, že se jedná o ve vodě rozpustnou živinu. Vitamín C nepotřebuje ke správnému vstřebávání tuk, což znamená, že maximální vstřebatelnost nastává, když neexistuje žádná konkurence obsahu v žaludku. Všechny tyto komplikace odpadají při užití liposomální formy vitaminu C. S jídlem, na lačno? Je to prostě jedno.

 

Liposomální vitamin C: Až 2,5x vstřebatelnější

Je prokázáno, že vysoké dávky vitaminu C (500 – 1000 mg), zejména v kombinaci s flavonoidy (např. ze šípků) zvyšují imunitu při běžném nachlazení. Konkrétně pomáhají B-lymfocytům v rychlosti tvorby protilátek a urychlují proliferaci T-buněk (buněčná imunita).

Kyselina askorbová je však polární sloučenina, ve vodném prostředí GIT se vyskytuje ve formě askorbátových iontů, což jsou látky, které jen velmi těžko přecházejí pasívní difúzí přes biologické membrány. Protože je však vitamin C velmi důležitý pro organismus, existují v střevních buňkách aktivní přenašeče, které zajistí jeho vstřebávání. Při dávkách vyšších než 180-200 mg se však přenašeče vysytí a zbytek dávky se stolicí vyloučí.

Liposomální forma nejenže chrání nestabilní absorbát v žaludku, brání jeho dráždění, ale zároveň obchází omezenou kapacitu aktivních přenašečů. Dostává vyšší dávky 500 - 1000 mg vitaminu C

dostává přes mízní systém přímo do krve, a to až 2,5x rychleji, a to přímo do imunitních buněk, kde přetrvává až 24 hodin, jak bylo prokázáno klinickou studií provedenou v roce 2024. Konečně máme technologii, která dokáže dopravit vysoké dávky vitaminu C přímo k buňkám, které ho potřebují.

 

Liposomální koenzym Q10: Až 9x vstřebatelnější?

Celkem 3 důvody způsobují, proč má krystalický koenzym Q10 (ubichinon) velmi nízkou biologickou dostupnost:

1. CoQ10 má teplotu tání 10 °C nad teplotou lidského těla, což způsobuje, že je velmi těžké udržet krystaly v žaludku a tenkém střevě rozpuštěné na jednotlivé molekuly. Mají totiž tendenci se shlukovat.

2. Je to velmi lipofilní látka, zatímco prostředí tenkého střeva je vodnaté. Aby se molekuly CoQ10 dostaly přes tenké střevo do střevních buněk (enterocytů), potřebují pomoc žlučových kyselin a pankreatických sekretů, které molekuly CoQ10 sbalí do smíšených micel spolu s tukovými látkami z jídel. Micely posunují molekuly CoQ10 blízko ke klkům střevních absorpčních buněk; tam se micely rozpadají a uvolňují molekuly CoQ10 pro možnou absorpci.

3. Molekuly CoQ10 jsou ale tak velké, že se nemohou vstřebat z enterocytů v tenkém střevě přímo do krve. V enterocytech se absorbované molekuly CoQ10 zabudují do chylomikronů, aby přešly z enterocytů do lymfy. Nabalí se na malé množství apolipoproteinů, které chylomikron pomáhají ve vodním prostředí stabilizovat a které zabraňují tomu, aby se lepily na stěny lymfatických cév.

Koenzym Q10 to má složité, a proto je absorbováno jen 5 až 10 % koenzymu Q10. To ponechává přibližně 90-95 procent požitého běžného koenzymu Q10, které je odstraněno vylučováním ze střev.

Absorpce CoQ10 se zlepší, pokud se doplněk CoQ10 užije spolu s jídlem obsahujícím trochu tuku; arašídové máslo a jogurt. Až o 60 % se standardně zvýší vytvořením suspenze se sójovým olejem, který se vpraví do měkké želatinové kapsle – v tu chvíli se dostupnost zvýší na 8-16 %. To je ale stále zoufale málo.

Skutečným „game changerem“ je nová technologie „obrácených liposomů“, při které dojde k vytvoření komplexu mezi molekulami koenzymu Q10 a mastnými kyselinami v liposomové membráně nanočástic, čímž se odstraní všechny výše zmíněné nevýhody. Nejenže se zvýší oproti krystalickému koenzymu Q10 biologická dostupnost až 9x, současně se zvýší hladina koenzymu Q10 v krvi o 114 % po 14 dnech užívání a o 36 % se zvýší jeho hladina přímo ve svalech po 30 dnech užívání.

 

Liposomální vitamin D: Až 4,5x vstřebatelnější?

Vitamin D3 rozpuštěný v oleji byl po dlouhá léta považován za optimální formu. Ukázalo se však, že i tahle forma má pro vstřebávání celou řadu nedostatků. Po perorálním podání totiž vytvoří v žaludku nestabilní emulzi s velkým rozptylem velikosti částic velikosti submikronů až po stovky mikronů. Ovšem hlenem na sliznici tenkého střeva projdou jen částice menší než 300 nm, což značně omezuje vstřebávání vitaminu D z olejové kapsle.

A právě liposomy s vitaminem D tvoří nanočástice o přesně definované velikosti částic 300 nm, jejichž velikost je optimální pro okamžité vstřebávání do těla. Navíc jsou kapičky vitaminu D předem oddělené liposomální membránou, takže se v gastrointestinálním traktu neslévají k sobě a jejich velikost se nezvětší.

Ještě důležitější je, že působení žluči spíše zmenší jejich velikost, a tím dále urychlí jejich vstřebávání.

V důsledku toho jsou liposomy s vitaminem D3 bez prodlení po vstupu do střeva vstřebány.

 

Proč je obtížné zjistit biologickou dostupnost vitaminu D?

Farmakokinetická křivka ve vodě rozpustného vitaminu C může být odvozena z krátkodobé klinické studie. Vitamín D3 je jiný. Jednak pochází ze dvou zdrojů: kůže a z potravin, a jednak má dlouhý poločas rozpadu (asi 20 dní!) a jednak vstupuje do organismu ve formě provitaminu  - kalciferolu, ale v séru po průchodu játry se už vyskytuje ve formě aktivního meziproduktu - kalcidiolu. To činí stanovení jeho farmakokinetiky náročným.

V roce 2023 byla publikována studie in vivo (18 dobrovolníků), která navrhla nový způsob stanovení hladiny vitaminu D v krvi a zároveň srovnala hladinu vitaminu D po podání v liposomální a olejové formě. Zjednodušeně řečeno, bylo potřeba změřit a odečíst hladinu vitaminu D v bodě „0“ před podáním vitaminu D

v obou formách dvěma skupinám pacientů. Po jednorázovém podání obou forem (liposomální a olejové) ve stejné dávce 10 000 IU bylo potřeba sledovat hladinu vitaminu D po dobu 3 týdnů.

Farmakokinetická křivka kalcidiolu v séru dosahuje maxima

3 dny po podání vitaminu D3 (cholekalciferolu). Strmý vzestup koncentrace kalcidiolu u liposomální formy krátce po podání však prokázalo 5x rychlejší absorpci a enzymatickou transformaci cholekalciferolu na kalcidiol v játrech. Zároveň bylo dosaženo 5x vyšších maximálních koncentrací v séru a celková plocha pod křivkou byla za 21 dní 4,5x vyšší než u olejové formy. Extrapolací bylo odvozeno, že i jednorázová dávka 1000 IU liposomálního vitaminu D bude dosahovat stále 2,5 x vyšších hladin v séru než 2000 IU vitaminu D v olejové formě.

 

Zdroje u autora