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Vitalstoffe 1/2022

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Vitalstoffe ist die erste Zeitschrift in deutscher Sprache, die sich zum Ziel setzt, umfassend über die Roh- und Wirkstoffe in Nahrungsergänzungsmitteln sowie über deren Darreichungsformen zu berichten. Im Mittelpunkt stehen die Produktion und Mischung von Rohstoffen und deren Wirkung auf die menschliche Gesundheit. Wissenschaftlich fundierte Informationen und Studien bieten die Möglichkeit der Aufklärung, die durch die Health Claims Verordnung immer schwieriger geworden ist. Leser sind Anbieter von Nahrungsergänzungsmitteln, Vermarkter, Lohnhersteller und Rohstoffhersteller bis hin zum Point of Sales sowie Ärzte, Ernährungsspezialisten und Apotheker.

V italstoffe Michael

V italstoffe Michael Spörner Liposome – die Wirkstoff-Trojaner Phospholipide können sich unter bestimmten Bedingungen zu einer geschlossenen zweischichtigen, kugelförmigen Struktur zusammenlagern. Dabei bilden sie analog zu biologischen Membranen eine abgeschlossene, konisch angeordnete Lipid-Doppelmembran. Die Nahrungsergänzungsmittelindustrie hat die Liposome für sich entdeckt, dabei ist die Technologie dahinter schon über 25 Jahre alt – was sie aber nicht weniger spannend macht. Dank der liposomalen Absorptionstechnologie, die auf einem körpereigenen Prinzip basiert, können wir heute Mikronährstoffe wie Vitamin C und Eisen, aber auch Phytoextrakte wie Curcumin für die Therapie deutlich besser nutzbar machen. Die gezielte orale Verabreichung von Nahrungsergänzungsmitteln ist ein beliebter Weg in der therapeutischen und präventiven Praxis. Anders als bei der Infusionstherapie sind oral verabreichte Wirkstoffe jedoch der rauen Umgebung des Magen-Darm-Trakts ausgesetzt, was ihre Löslichkeit, Stabilität und Absorption verringern kann. Insbesondere der chemische und enzymatische Abbau durch die Magensäure und die weitere Spaltung im Dünndarm können die für die Absorption verfügbare Menge deutlich reduzieren. Substanzen mit geringer Wasserlöslichkeit lösen sich zudem nicht ohne weiteres im Magen-Darm-Trakt auf und die Darmschleimhaut verhindert häufig den Übertritt des Wirkstoffs in den Blutkreislauf. Alle diese Faktoren tragen dazu bei, dass die Bioverfügbarkeit deutlich sinkt. Doch dabei ist gerade die Bioverfügbarkeit einer der wichtigsten pharmakokinetischen Parameter, der das Ausmaß und die Geschwindigkeit definiert, mit der eine Substanz absorbiert wird und am Zielort – also der Zelle – verfügbar ist. Sie wird prozentual angegeben, wobei 100 Prozent bedeuten, dass der Wirkstoff bestmöglich aufgenommen wird. Grundsätzlich gilt: Die Bioverfügbarkeit ist umso besser, je leichter ein Wirkstoff löslich ist und je besser dieser von den Zellen des Absorptionsorts – insbesondere im Magen- Darm-Trakt – aufgenommen und in die Blutbahn überführt, also resorbiert wird. Geradezu ein Paradebeispiel für einen Stoff mit schlechter Bioverfügbarkeit ist Curcumin. Das Farbpigment aus der Kurkuma-Knolle ist schon lange in der ayurvedischen Medizin als Heilpflanze bekannt und auch anerkannt. Ihm werden viele gesundheitsfördernde Wirkungen nachgesagt, mit denen sich auch die Forschung bereits ausgiebig beschäftigt hat. Heute weiß man, dass Curcumin nur zu etwa 2 Prozent von unserem Darm aufgenommen wird. Dies liegt an der Fettlöslichkeit des Farbpigments. Bekanntermaßen sind Wasser und Fett von Natur aus nicht mischbar, wodurch das Curcumin in der wässrigen Umgebung des Darms weitgehend ungenutzt ausgeschieden wird. Um die Bioverfügbarkeit von Kurkuma zu erhöhen, wurde auf diesem Gebiet einige Forschungsarbeit geleistet. Eine Möglichkeit, die Aufnahme zu erhöhen, ist die Zugabe von Piperin, dem Hauptstoff im schwarzen Pfeffer. Allerdings 46

Liposome ist diese Lösung nicht ideal, da Piperin die Leber belastet, die Darmschleimhaut reizt und die Bioverfügbarkeit letztlich nicht in großem Maße erhöht. Wesentlich effizienter ist die liposomale oder mizellare Apsorptionstechnologie. Dabei werden die Wirkstoffe in eine wasserlösliche „Hülle“ verpackt und können so besser vom Körper aufgenommen werden. Auf diese Art umhüllt und geschützt kann das fettlösliche Curcumin 30- bis 40-mal besser von der Darmwand aufgenommen werden als Curcuminpulver. Altes neu entdeckt Die erstmalige Beobachtung der Liposome geht auf Alec Bangham und das Jahr 1965 zurück. Er stellte fest, dass sich Phospholipide, die Bausteine der Liposome, unter bestimmten Voraussetzungen zu einer geschlossenen und zweischichtigen kugelförmigen Struktur zusammenlagern können. Da die Liposome daraufhin im medizinischen Bereich besonderes Interesse in Bezug auf das Drug Targeting erfuhren, werden sie auch heute noch zur Klasse der lipidbasierten Trägersysteme gezählt. Liposome bestehen im Allgemeinen aus amphiphilen Lipidmolekülen, oftmals Phospholipide wie Phosphatidylcholin. Aufgrund ihrer dualen Polarität, die durch die polare Phosphat-Kopfgruppe und die unpolaren Fettsäurereste zustande kommt, bilden diese amphiphilen Moleküle in wässrigen Systemen spontan geordnete, supramolekulare Strukturen aus – darunter Mizellen, Doppelmembrane oder kolloidale Vesikel. Die liposomalen Vesikel bestehen aus einer oder mehreren abgeschlossenen und konisch angeordneten Lipid-Doppelmembran/en (Bilayer) und bilden ein analog zu biologischen Membranen aufgebautes System. Die Lipid-Doppelmembran umschließt dabei einen mit wässriger Lösung gefüllten Innenraum, der einen einfachen Einschluss von hydrophilen – wasserlöslichen – Wirkstoffen, wie z. B. Vitamin C, in das Liposom ermöglicht. Hydrophobe – fettlösliche – Substanzen wie Curcumin können wiederum sehr leicht in die Lipidmembran eingeschlossen werden. Ein Vorteil von Liposomen ist somit die Möglichkeit einer simultanen Beladung mit hydrophilen und hydrophoben Mikronährstoffe und Phytoextrakte wie z. B. Vitamin C oder Curcumin können während der Bildung der Liposome in deren Kern (wasserliebende Substanzen) oder Hülle (fettliebende Substanzen) eingeschlossen werden. Wirkstoffen. Im Gegensatz dazu ist bei mizellaren Formulierungen „nur“ eine Beladung mit fettlöslichen Wirkstoffen möglich. Doch Liposome dienen nicht nur als Wirkstoff-Taxi. Denn auch die „Verpackung“ selbst kann vom Körper verwertet werden. Tatsächlich stammen die meisten Fettsäuren, die für die Herstellung von Liposomen verwendet werden, von Nahrungslipiden, wie zum Beispiel Sonnenblumenöl. Dadurch kann nicht nur die orale Permeabilität und biologische Abbaubarkeit erleichtert werden, die Phospholipide fungieren zudem als Grundbaustein aller menschlichen Zellmembranen. Besonders Nerven, Augen, Nieren, Leber und das Gehirn benötigen viele dieser kleinen Bausteine und können, wie alle Gewebe und Organe, von Liposomen und ihren Phospholipiden zusätzlich zur eigentlichen Wirkstoffgabe profitieren. Die hohe Effizienz von Liposomen als Trägersystem war jedoch keineswegs von vornherein gegeben und die Formulierung wurde stets an die Eigenschaften und Anforderungen der oralen Verabreichung angepasst. Die herausfordernden Aufgaben entlang des Magen-Darm- Trakts, wie physikalisch-chemische Barrieren oder der enzymatische Abbau, waren dabei ausschlaggebend. Die Stellschrauben dieser Anpassung waren und sind die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Liposome selbst, wie Größe, Ladung, Permeabilität und Membranfluidität sowie die Struktur der Lipiddoppelschicht. Diese Eigenschaften beeinflussen nicht nur die Stabilität der Vesikel, sondern sind auch maßgeblich daran beteiligt, ob das Liposom durch die Zellen der Darmschleimhaut absorbiert werden kann. Insbesondere die Liposomengröße spielt hier eine wichtige Rolle. Im Bereich der Nahrungsergänzungsmittel sind liposomale Formulierungen mit einer Größe von 50 – 200 nm gut geeignet. Denn im Allgemeinen gilt: Je kleiner das Liposom, desto besser ist die Aufnahme. Liposomale Formulierungen eignen sich aufgrund ihrer Eigenschaften besonders April 2022 47

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