저널에 게재된 리뷰 기사 항산화제 커큐민의 생체 이용률과 생체 활성을 향상시키기 위한 나노 입자 기반 전략에 대한 자세한 개요를 제공합니다.

학업 : 질병 예방 및 치료를 위한 커큐민의 생체 이용률 및 생체 활성 향상. 심상 크레딧: Microgen/Shutterstock

배경

강황의 주요 생리 활성 화합물인 커큐민은 다음에서 발견되는 폴리페놀입니다. 강황 longa 뿌리. 이 화합물은 항암, 항산화, 항염증, 항비만, 항당뇨병, 항균, 상처 치유 및 지질 저하 특성을 포함한 다양한 건강상의 이점을 가지고 있습니다.

커큐민은 인간 장기에서 생체 이용률이 낮으며 장 흡수 후 여러 생리 활성 대사 산물로 빠르게 전환됩니다. 말린 강황가루로 만든 강황 longa 뿌리에는 약 2~5%의 커큐민이 함유되어 있습니다.

식이 공급원을 통해 섭취되는 커큐민은 장내 미생물군에 영향을 미치기에 충분합니다. 그러나 빠른 신진대사로 인해 순환계 내 온전한 커큐민의 농도는 매우 낮아집니다(마이크로몰 미만 농도). 체외에서 배양된 세포를 이용한 연구.   

커큐민 나노 전달 시스템의 예.

커큐민 생체 이용률을 높이는 전략

식이성 커큐민은 장 상피를 통해 비효율적으로 흡수되며 빠른 신진대사와 전신 제거를 겪습니다. pH가 중성인 수용액에서는 커큐민의 에놀 상태가 형성되어 커큐민의 안정성이 감소합니다.

특정 세포, 조직 및 소기관뿐만 아니라 순환계의 커큐민 농도를 증가시키기 위해 여러 나노제형이 개발되었습니다. 이러한 나노제형은 커큐민 용해도를 높이고, 위장 흡수 중 안정성을 개선하고, 흡수 경로를 변경하고, 보조제를 사용하여 해독 효소를 억제하도록 설계되었습니다.

최신 세대의 커큐민 나노제제는 혈장 내 자유 커큐민 생체 이용률을 100배 이상 증가시키고 흡수, 세포 흡수, 혈액뇌장벽을 통한 투과성 및 조직 분포를 향상시킬 수 있습니다.

커큐민 생체 이용률을 향상시키는 요인에는 나노입자의 구성, 크기 및 투여 경로가 포함됩니다. 더 작은 크기의 나노입자를 함유한 커큐민 제제는 경구 투여 시 생체 이용률을 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다. 대조적으로, 더 큰 크기의 나노입자는 정맥 내로 투여될 때 생체 이용률을 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다.

커큐민 나노 제제는 악성 세포와 정상 세포의 노화를 유도하여 심혈관 대사 질환, 신경 퇴행성 질환, 간, 폐 및 위장 질환을 포함한 다양한 암 유형과 노화 관련 질환을 효과적으로 치료할 수 있습니다.

작용 방식과 관련하여 기존 증거에 따르면 커큐민은 항산화 및 항염증 화합물로 작용하여 활성 산소종(ROS)의 생성을 감소시키고 염증 경로와 관련된 세포 신호 및 유전자 발현을 조절합니다. 이러한 활동은 세포 거대분자(단백질, DNA 및 지질)의 항상성을 유지하기 위해 시너지 효과를 발휘합니다.

이러한 활동은 고분자 커큐민-바이오페린-PLGA와 같은 나노입자 기반 제제에 커큐민을 통합함으로써 증가될 수 있습니다. 커큐민이 시스-트랜스 커큐민으로 이성질화되면 아데노신 수용체에 결합하는 능력이 증가하는 것으로 알려져 있습니다. 시스-트랜스 커큐민을 나노제형에 포함시키는 것은 치료 효과를 증가시키는 귀중한 전략으로 간주됩니다. 효능 염증성 질환에 대하여.        

안전성 프로필과 관련하여 최근 임상 시험에서는 커큐민 나노제제의 대부분이 내약성이 좋고 인간에게 사용하기에 안전한 것으로 나타났습니다.

항균 활동

커큐민은 그람 양성균과 그람 음성균 모두에 대해 항균 효과를 발휘하는 것으로 알려져 있으며, 이 활동은 피부 감염에 대한 국소 적용과 구강 및 장 적용에 유익합니다. 또한 커큐민은 식품의 박테리아 성장을 억제하여 간접적으로 감염을 예방할 수 있습니다. 

커큐민의 항균 활성은 이를 나노제형에 통합함으로써 향상될 수 있습니다. 항생제, 꿀 또는 기타 폴리페놀과 같은 다른 화합물과 함께 커큐민을 투여하면 항균 및 생물막 억제 활성도 증가할 수 있습니다.

위장관에서 커큐민 나노제제의 효과  

미셀, 리포솜, 엑소솜, 인지질 복합체, 나노에멀젼, 나노구조 지질 담체 및 생체고분자 나노입자와 같은 여러 나노기술 기반 시스템이 경구용 커큐민 생체 이용률을 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다.

'Theracurmin'이라고 불리는 나노입자 커큐민은 장내 미생물군을 조절하여 생쥐의 대장염을 억제하는 것으로 밝혀졌습니다. 나노버블 커큐민 추출물을 사용하여 장내 미생물총 구성의 개선도 달성되었습니다. 나노 구조의 지질 운반체가 탑재된 커큐민은 동물의 결장 염증을 감소시키는 것으로 밝혀졌습니다.

리포솜에 커큐민을 첨가하면 위장 흡수를 개선하여 항암 활성을 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다. 더욱이, 피페린 및 살살레이트와 같은 다른 생리활성 화합물과 함께 커큐민을 투여하면 커큐민의 생체 이용률과 생체 활성이 증가하는 것으로 밝혀졌습니다.

간 및 지방 조직에서 커큐민 나노제제의 효과  

피페린 및 케르세틴과 같은 보조제를 함유한 커큐민 나노제제는 생체 이용률과 생체 활성을 크게 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다. 미셀, 리포솜, 중합체, 금속 및 고체 지질 나노입자와 같은 다양한 나노기술 기반 전달 시스템이 커큐민 생체 이용률을 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다.

커큐민의 항염증, 항산화 및 항섬유화 특성은 간 질환에 대한 잠재적인 치료 화합물을 만듭니다. 간 질환에서 커큐민 나노제제는 커큐민 용해도, 생체 이용률 및 막 투과성을 증가시키고 약동학, 약력학 및 생체 분포를 개선하여 치료 효능을 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다.   

커큐민 나노제제가 심혈관계에 미치는 영향   

근세포 특이적 호밍 펩타이드에 결합된 카르복시메틸 키토산 나노입자에 캡슐화된 커큐민은 커큐민의 심장 생체 이용률을 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다. 또한 이 제제는 비대 표지 유전자와 세포사멸 매개체의 발현을 감소시켜 심장 기능을 향상시키는 것으로 밝혀졌습니다.

히알루론산 기반 나노캡슐, PLGA 또는 나노에멀젼 시스템에 캡슐화된 나노입자와 같은 여러 커큐민 나노제제는 커큐민의 수용성을 증가시키고 결과적으로 동물의 고혈압을 예방하는 것으로 밝혀졌습니다. 나노커큐민 폴리머 기반 나노입자와 커큐민 및 니신 기반 폴리락트산 나노입자를 사용하여 유사한 심장 보호 효과가 관찰되었습니다. 이러한 제제는 심근 손상을 예방하고 심장 근육 기능을 향상시키는 것으로 밝혀졌습니다.

커큐민 나노제형이 뇌에 미치는 영향   

갈락토만난과 복합된 커큐민은 인간과 동물 모두에서 더 나은 혈액 뇌 장벽 투과성과 신경 염증, 불안, 피로 및 기억 상실을 예방하는 데 더 높은 효능을 갖는 것으로 밝혀졌습니다.

커큐민이 함유된 리포솜은 알츠하이머병의 동물 및 세포 모델에서 항아밀로이드 생성 및 항염증 효과를 발휘하는 것으로 밝혀졌습니다. 알츠하이머병에 대한 커큐민의 예방 활동은 알츠하이머병의 주요 특징인 아밀로이드 베타 생성 및 타우 응집을 감소시키는 능력과 관련이 있습니다.   

그러나 경증에서 중등도의 알츠하이머병 환자를 대상으로 한 임상 시험에서는 질병의 바이오마커를 줄이고 인지 기능을 향상시키는 데 있어 커큐민의 유익한 효과를 발견할 수 없었습니다.

반면, 치매가 아닌 성인을 대상으로 한 최근 임상 시험에서는 경구 커큐민 치료가 기억력을 향상시키고 편도체와 시상하부의 아밀로이드 및 타우 축적을 감소시킬 수 있음을 보여주었습니다.   

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• 출처: https://www.news-medical.net/news/20240317/Nanoparticles-turbocharge-turmerics-curcumin-for-enhanced-health-benefits.aspx