Ноотропици и паметне формулације лекова са ултразвуком
Паметни лекови и ноотропни суплементи се конзумирају као „појачивачи когнитивних способности“ да би се повећале когнитивне функције, капацитет мозга, концентрација, памћење и креативност, да би се повећала мотивација и ментална енергија, као и да би се подржало здравље мозга. Да би се промовисао транспорт биоактивних једињења као што су ноотропици, паметни лекови и супстанце које дају енергију кроз крвно-мождану баријеру (БББ), молекули би требало да буду у нано-појачаном облику. Познато је да ултразвучно припремљени нано-липозоми, мицеле, чврсте липидне наночестице, наноструктурирани нано носачи и нано-емулзије повећавају биодоступност биоактивних молекула, витамина и фитокемикалија.
Ноотропици или паметни лекови су молекули који стимулишу мозак и тело – такозвани когнитивни појачивачи – , који се могу издвојити у следеће категорије: рацетами, стимуланси, адаптогени, холинергици, серотонергици, допаминергици, паметни лекови за метаболичку функцију и више категорија.
Заинтересовани сте за те различите категорије ноотропа? Кликните овде да прочитате више о ноотропима и њиховој категоризацији!
Шта су липозоми и наноносиоци на бази липида?
Липозоми и нано носачи засновани на липидима као што су нано-емулзије, нано суспензије, чврсте липидне наночестице (СЛН) и наноструктурирани носачи липида (НЛЦ) познати су као моћни системи носача лекова, који испоручују биоактивне молекуле и хранљиве материје до циљане ћелије и на тај начин резултира супериорном биодоступношћу и стопом апсорпције.
липозоми
Липозоми се могу категорисати као специфичан облик наноструктурираних липидних наноносаца. Липозоми су сферичне везикуле са воденим језгром које је затворено једним или више липидних двослојева. Пошто липозоми нуде могућност инкапсулације липофилних и хидрофилних молекула, они су стекли дубоко прихватање као веома моћан систем за испоруку лекова. У својој само-састављеној, самозатвореној структури, липозом може инкапсулирати више биоактивних једињења (тј. хранљивих материја или терапеутских молекула) одједном. Његов фосфолипидни двослој штити заробљене биоактивне молекуле од хидролизе и оксидативне деградације. Пошто структура љуске липосома показује значајну сличност са ћелијом сисара, липозоми су способни да пренесу биоактивна једињења у ћелије и субцелуларна места. Познате предности липозомалних система за испоруку укључују њихову заштиту од ензимске деградације, њихову ниску токсичност, високу биокомпатибилност, биоразградивост и неимуногеност.
УП400Ст, снажан ултразвучни хомогенизатор од 400 вати, за производњу нано-липозома.
Структурни састав липосома, ниозома, наноемулзија, чврстих липидних наночестица, наноструктурираних липидних носача
слика: Поониа ет ал. 2016
Други липидни нано-носачи
Липидни нано-носачи или нано-носачи засновани на липидима су дефинисани као системи за испоруку лека/молекула нано величине, који користе липидне структуре да инкапсулирају биоактивне молекуле како би се постигла побољшана биодоступност, веће стопе апсорпције, побољшана дугорочна стабилност и заштита од спољни фактори деградације (нпр. оксидација, хидролиза). Наноструктурирани липидни носачи укључују чврсте липидне наночестице (СЛН), наноструктуриране липидне носаче (НЛЦ), нанолипозоме, мицеле, наноемулзије, наносуспензије и липидне наноцеви. Специфичан хемијски састав и његове одговарајуће физичко-хемијске карактеристике дају сваком облику нано-носача јединствене предности, које га чине погодним за специфичне облике примене (нпр. орално, интравенозно, интраназално, трансдермално итд.), комбинације молекула, капацитет пуњења или формулације са временским отпуштањем.
Чврсте липидне наночестице (СЛН) и наноструктурирани липидни носачи (НЛЦ) се дефинишу као чврсте честице које се састоје од липидног матрикса у воденој фази стабилизованој сурфактантима.
Липозомални и други нано-капсулирани (нпр. СЛН, НЛЦ) суплементи нуде супериорну биорасположивост, што значи да се веома висок проценат биоактивне супстанце (нпр. витамин, антиоксиданс, флавоноид итд.) апсорбује и метаболише у ћелијама тела. Само мали део се губи јер се тело не апсорбује, већ га излучује. Ово чини нано-липозомалне формулације веома моћним, ефикасним и поузданим пошто се скоро сви биоактивни молекули испоручују до одредишних ћелија.
Ултразвучна формулација стимулативних молекула са највећом биодоступношћу
Ултразвучна нано-емулзификација и нано-капсулација чине ноотропне и психоактивне молекуле растворљивим у води и на тај начин веома апсорбујућим и биодоступним. Већа стопа апсорпције, као и повећана биодоступност и биокомпатибилност чине биоактивну супстанцу снажнијом и могу јој омогућити да пређе крвно-мождану баријеру.
Ултразвучна припрема чврстих липидних наночестица
(Кумар ет ал. 2019)
Ултразвучна формулација ноотропа
- липозоми
- нано-емулзије
- мицеле
- Чврсте липидне наночестице (СЛН)
- Наноструктурирани носачи липида (НЛЦ)
- Инклузиони комплекс (нпр. циклодекстрин)
- ниозоми
Ултразвучни хомогенизатор УИП2000хдТ (2кВ) са шаржним реактором који се непрекидно меша
Најпознатији ноотропи су супстанце из класе рацетама, као што су пирацетам, анирацетам, оксирацетам, прамирацетам и фенилпирацетам. Многи Рацетами су липофилни (=растворљиви у мастима). Коришћењем ултразвучног третмана, рацетам растворљив у мастима је инкапсулиран у нано-појачаном облику као што су нано-емулзије, липозоми, чврсте липидне наночестице (СЛН) и наноструктурирани липидни носачи (НЛЦ). Ове нано побољшане формулације претварају водоодбојни рацетам растворљив у мастима у производ растворљив у води. Пошто је крвоток у људском телу базиран на води, нано-побољшане формулације растворљиве у води нуде знатно већу биорасположивост.
Ултразвучно нано-побољшани паметни лекови
Ултразвучна инкапсулација и технологија нано-формулације омогућавају припрему високо биорасположивих суплемената и терапеутика. Биоактивни молекули који имају користи од ултразвучне формулације у липозомални или други нано-структурирани систем носача липида укључују витамине, антиоксиданте, флавоноиде, ботаничке екстракте, минерале, аминокиселине и пептиде.
- Витамини и антиоксиданси, који се могу екстраховати из природног извора или синтетисати, укључују витамин Ц, витамине Б, глутатион, ресвератрол, ЦоК10 (убихинон) итд.
- Биљни и ботанички молекули као што су ЦБД, ТХЦ, ЦБГ (канабис), катехини зеленог чаја (нпр. ЕГЦГ), никотин, кофеин, ашваганда, берберин, кратом итд.
- Екстракти гљива / печурака као што су астрагалус, лавља грива, ћурећи реп, чага, псилоцибин (магичне печурке) итд.
- Аминокиселине као што су креатин, глицин, 5-ХТП (5-хидрокситриптофан), фенилаланин, Л-теанин (аналог амино киселине који се налази у чају), ГАБА (гама-аминобутерна киселина), таурин, Н-ацетилцистеин (НАЦ), Л -тирозин итд.
- Минерали као што су магнезијум хелати (нпр. магнезијум треонат, магнезијум оротат) могу се ултразвучно инкапсулирати као нано-честице у липозоме.
- Нутријенти, пептиди и други молекули као што су алфа-ГПЦ, мелатонин, холин (холин битартрат, холин хлорид), (рацемски) кетамин, омега-3 масне киселине (ЕПА, ДХА), α-липоична киселина (АЛА), селегилин ( Л-депренил), центрофеноксин, окситоцин, метилен плаво, итд.
Нано-појачана липозомална формулација биоактивних молекула и хранљивих материја нуди супериорну биодоступност и може омогућити циљаним супстанцама да пређу крвно-мождану баријеру. Инкапсулација спречава биоактивне молекуле против хидролизе изазване киселином у желуцу и ензимске деградације у целом гастроинтестиналном тракту, тако да се висок проценат хранљивих материја неоштећен транспортује до циљаног места ћелија.
Екскурс: Ултразвучна екстракција фитохемикалија
Соникација је супериорна технологија за ослобађање биоактивних молекула из биљака, гљивица и бактерија. Ултразвучна екстракција је нетермална метода, чији је принцип рада заснован на акустичној кавитацији. Акустична/ултразвучна кавитација ствара механичко смицање и турбуленције, које перфорирају и ометају ћелијске зидове и мембране и промовишу пренос масе. На тај начин, соникација ослобађа биоактивне супстанце из унутрашњости ћелије и преноси их у растварач (нпр. воду, етанол, глицерин, биљно уље итд.).
Сазнајте више о ултразвучној екстракцији биоактивних молекула из биљака!
Ултрасоникатори високих перформанси за ноотропне формулације
Хиелсцхер Ултрасоницс системи су поуздане машине које се користе у фармацеутској производњи и производњи додатака за формулисање висококвалитетних ноотропика и паметних лекова, који се крећу од нано-емулзија до липозома, наноструктурираних носача липида, чврстих липидних наночестица и комплекса инклузија који су пуни витаминима. , антиоксиданси, флавоноиди, пептиди, полифеноли и друга биоактивна једињења и обезбеђују највећу биодоступност, велику стабилност и функционалност. Да би испунио захтеве својих купаца, Хиелсцхер испоручује ултрасоникаторе од компактног ручног лабораторијског хомогенизатора и стоних ултразвучних апарата до потпуно индустријских ултразвучних система за производњу великих количина ноотропа и паметних формулација лекова. Ултразвучни процеси формулисања могу се изводити као серија или као континуирани инлине процес користећи ултразвучни проточни реактор. Доступан је широк спектар ултразвучних сонотрода (сонди) и реакторских судова како би се осигурало оптимално подешавање за вашу производњу липосома. Робусност Хиелсцхерове ултразвучне опреме омогућава 24/7 рад у тешким условима у захтевним окружењима и обезбеђује дуг животни циклус ултрасоникатора.
Прецизна контрола свих важних параметара процеса као што су амплитуда, притисак, температура и време соникације чине ултразвучни процес поузданим и поновљивим. Хиелсцхер Ултрасоницс зна о важности стално високог квалитета производа и подржава произвођаче додатака и терапеутика да имплементирају стандардизацију процеса и ГМП (Добре производне праксе) интелигентним софтвером и аутоматским снимањем података. Наши дигитални ултразвучни хомогенизатори аутоматски снимају све ултразвучне параметре процеса на уграђену СД картицу. Дигитални екрани на додир и даљинско управљање претраживачем омогућавају континуирано праћење процеса и омогућавају прецизно подешавање параметара процеса кад год је то потребно. Ово значајно олакшава праћење процеса и контролу квалитета.
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:
| Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | УП100Х |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
| 10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000хдТ |
| на | 10 до 100 л/мин | УИП16000 |
| на | већи | кластер оф УИП16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Ултразвучни хомогенизатори велике снаге из лаб до пилот и индустријским Скала.
Литература / Референце
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Neelam Poonia; Rajeev Kharb; Viney Lather; Deepti Pandita (2016): Nanostructured lipid carriers – versatile oral delivery vehicle. Future Sci. OA (2016) 2(3), FSO135.
- Weiwei Gao, Che-Ming J. Hu, Ronnie H. Fang, Liangfang Zhang (2013): Liposome-like Nanostructures for Drug Delivery. J Mater Chem B Mater Biol Med. 2013 Dec 28; 1(48).
- Liangfang Zhang; Steve Granick (2006): How to Stabilize Phospholipid Liposomes (Using Nanoparticles). Nano Letters. 2006 April, 6(4):694-8.
- Vassiliki Exarchou; Nikolaos Nenadis; Maria Tsimidou; Dimitrios Boskou (2002): Antioxidant Activities and Phenolic Composition of Extracts from Greek Oregano, Greek Sage, and Summer Savory. Journal of Agricultural and Food Chemistry 50(19). Oct. 2002. 5294-9.
- Joanna Kopecka, Giuseppina Salzano, PharmDa, Ivana Campia, Sara Lusa, Dario Ghigo, Giuseppe De Rosa, Chiara Riganti (2013): Insights in the chemical components of liposomes responsible for P-glycoprotein inhibition. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2013.
- Khushwinder Kaur, Shivani Uppal, Ravneet Kaur, Jyoti Agarwal and Surinder Kumar Mehta (2015): Energy efficient, facile and cost effective methodology for formation of an inclusion complex of resveratrol with hp-β-CD. New J. Chem., 2015, 39, 8855.
Чињенице које вреди знати
ноотропици и паметне дроге
Термин “ноотропна” потиче од старогрчких речи νοος (ноос), што значи “уму” и τροπη (тропе), што има значење “окретање”. Ноотропици, такође познати као паметни лекови, су супстанце које „окрећу ум“, односно биоактивне супстанце које утичу на мозак повећавајући когнитивне функције, посебно интелигенцију, извршне функције, памћење, креативност, будност и мотивацију. Користе се као когнитивни појачивачи или као допинг за мозак. Популарни ноотропи укључују рацетаме. Први синтетизовани облик рацетама је изведен из ГАБА и познат је као пирацетам, који се сматра нетоксичним и дуготрајно истражен. Анирацетам, оксирацетам, прамирацетам и фенилпирацетам су структурно слични пирацетаму, али показују већу стимулативну моћ. Новији облици рацетама као што су колорацетам, фасорацетам, нефирацетам или ноопепт немају структурне сличности са пирацетамом.
Неки ноотропици такође могу имати психоделичне или психоактивне/психотропне ефекте и утицати на менталне процесе, нпр. перцепцију, свест, когницију, реаговање, расположење и емоције.
Рацетамс
Рацетами су познати као оригинални тип паметног лека са пирацетамом као првим синтетизованим рацетамом, познатим као први ноотроп икада. Пирацетам је молекул из групе рацетама са хемијским именом 2-оксо-1-пиролидин ацетамид. То је дериват неуротрансмитера ГАБА (гама-аминобутерна киселина). Пирацетам је молекул лека са пиролидонским језгром, који се обично прописује пацијентима са симптомима Алцхајмерове болести или преддеменције. Међутим, пирацетам и друге рацетаме користе и здраве одрасле особе како би интензивирали хемијски синаптички пренос између можданих ћелија. Рацетами на тај начин могу повећати општи ИК, функције памћења и учења, менталну јасноћу и мотивацију. Други молекули у класи рацетама су нпр. прамирацетам, оксирацетам и анирацетам.
Пошто рацетами спадају у категорију неконтролисаних супстанци у САД или многим другим земљама у свету, рацетами се могу купити као ОТЦ (без рецепта) суплементи без рецепта. Рацетами се сматрају нетоксичним, а општи нежељени ефекти укључују главобоље, који су резултат исцрпљивања холина у мозгу. Због тога, корисници често комбинују своју дозу рацетама са додатком холина (нпр. холин битартрат. Предозирање рацетама има углавном само слабе нуспојаве, које су сличне конзумацији прекомерног кофеина.
Стимуланси
Стимулативне супстанце као што су кофеин и никотин су паметни лекови широко распрострањени у светској популацији. Кофеин и никотин су легални психостимуланси, док је употреба амфетамина подкласе стимуланса незаконита. Класа стимуланса укључује скоро сваки молекул који подстиче општу будност и будност, смањује осећај умора и поспаности и истовремено повећава функцију мозга и квоцијент интелигенције (ИК). Лек против нарколепсије Модафинил је један од најистакнутијих медицинских лекова, који користе здрави појединци као „офф-лабел когнитивни појачивач“ за јачање когнитивних функција. Још један лек који се користи ван етикете је метилфенидат, лек који се примењује за лечење поремећаја хиперактивности са дефицитом пажње (АДХД) и који здрави појединци користе као когнитивни појачивач.
Кликните овде да сазнате више о ултразвучној екстракцији кофеин и никотин!
Адаптогени
Адаптогене супстанце су фитохемијска једињења, односно молекули биљног порекла, који се примењују у циљу јачања одговора организма и имуног система на стресне ситуације. Адаптогени се могу описати као једињења која изазивају стрес, која провоцирају тело да се прилагоди одржавању или враћању хомеостазе (равнотежа између метаболичких процеса у телу). Главни пут адаптогеног деловања утиче на хипоталамус–хипофиза–надбубрежне жлезде (ХПА оса) као одговор на стимулацију спољашњим стресом. Скоро сви адаптогени спадају у класу неконтролисаних лекова, који се могу купити као суплементи без рецепта (ОТЦ). Најпопуларнији и широко конзумирани адаптогени су нпр. гинсенг, гингерол (ђумбир), асхвагандха, елеутхероцоццус сентицосус (сибирски гинсенг), рходиола росеа (арктички корен), шисандра цхиненсис, кава кава, пасијон, кантарион св. лобања).
Да ли је канабис адаптоген? Канабис је добио велику пажњу током последњих година, углавном због својих антиинфламаторних и опуштајућих једињења канабидиола (ЦБД) и канабигерола (ЦБГ). Чак и канабиноиди су нетоксична једињења биљног порекла и имају доказано дејство на смањење стреса на тело, канабис и канабиноиди нису званично класификовани као адаптогене супстанце. Али пошто ЦБД, ЦБГ и прави адаптогеници показују сличности у својој функцији и ефектима, често се користе у комбинацији како би се појачала ефикасност канабиноида као и адаптогена.
Иако адаптогени имају ефекте који унапређују здравље и смањују стрес, они показују само мале ефекте као когнитивни појачивачи, „пер се“. Когнитивно побољшање од адаптогена се углавном постиже балансирањем реакције тела на стрес, отпорности и општег здравља, уместо директног покретања раста нових можданих ћелија или неуронских веза.
Кликните овде да сазнате више о ултразвучној екстракцији адаптогена из биљака!
Холинергици
Холинергичне супстанце су хемијска једињења која опонашају дејство ацетилхолина и/или бутирилхолина. Паметни лекови засновани на холину се конзумирају због њихових ефеката на памћење, пажњу и регулацију расположења. Ацетилхолин је један од главних неуротрансмитера у мозгу. Такође је неопходна компонента за правилно функционисање периферног нервног система. Холин се може узимати као додатак, али је такође присутан у храни, нпр. жуманца и соја су посебно богати холином.
Сулбутиамин (који је комерцијално доступан као ОТЦ (без слободног рецепта) лек под брендом Арцалион) је синтетички дериват тиамина (витамина Б1), који прелази крвно-мождану баријеру и може повећати нивое тиамина у мозгу. Познато да побољшава памћење и да савладава слабост и умор уз истовремено смањење психо-бихејвиоралне инхибиције, сулбутиамин такође користе спортисти. Сулбутиамин је класификован као холинергички паметни лек јер ова супстанца делује као холинергички регулатор у хипокампусу. Када се користи у терапијским дозама, нису примећени озбиљни нежељени ефекти.
Серотонергици
Серотонин, или 5-хидрокситриптамин (5-ХТ), је моноамински неуротрансмитер који доприноси и контролише расположење (благостање, срећа) и модулира сан, апетит, спознају, учење, памћење, систем награђивања и бројне физиолошке процесе као што су нпр. повраћање и вазоконстрикција. Серотонин се производи у телу излагањем сунчевој светлости. Природна серотонергична једињења (која подстичу или ослобађају серотонин), као што је Л-триптофан, такође су присутна у изворима хране.
Допаминергици
Допаминергици су паметне супстанце које утичу на нивое допамина у мозгу. Допамин је хормон и неуротрансмитер који игра неколико важних улога у мозгу и телу. На пример, допамински пут је одговоран за добра осећања и биохемијско сигнализирање позитивних повратних информација у вези са пријатним искуствима као што су укусна храна, секс, позитиван друштвени ангажман итд.
Допамин је доступан као лек под брендовима Интропин, Допастат и Ревимине, између осталих, који се углавном користе као стимулативни лек у лечењу тешког ниског крвног притиска, спорог откуцаја срца и застоја срца.
Допаминергички паметни лекови су појачивачи допамина који се користе за превазилажење ниских нивоа допамина, који су генерално повезани са ниским нивоом енергије, недостатком мотивације, анхедонијом (немогућношћу да се осећа задовољство), апатијом, депресијом, зависним понашањем, лошим памћењем и смањеним перформансама учења. Уобичајени допаминергички паметни лекови су Л-тирозин, јохимбин и селегилин (МАО инхибитор). Појачивачи допамина подстичу пажњу и будност било повећањем ефикасности допамина у мозгу, или инхибирањем ензима који разграђују допамин.
Друге категорије паметних лекова, когнитивних појачивача и ноотропика укључују глицинергике, аденозинергике, адренергике, канабиноидергике, ГАБАергике, хистаминергике, мелатонергике, моноаминергике и опиоидергике.
Група "-ергичних" ноотропика су супстанце које модулирају одређени систем у телу и мозгу. Специфични систем је интегрисан у првом делу термина. На пример, глицинергици директно модулирају систем глицина у телу и мозгу, аденозинергици директно модулирају аденозински систем у телу и мозгу, допаминергици делују на допамински систем и тако даље.
Инцлусион Цомплекес
Инклузионо једињење је комплекс у коме је једна хемијска супстанца – такозвани “домаћин” – има шупљину у коју се налази други молекул – такозвани “гост” – је укључен.
Циклодекстрини су најчешће коришћена једињења домаћина, пошто могу да формирају инклузиони комплекс са широким спектром чврстих, течних и гасовитих једињења. Једињења гостију се крећу од поларних реагенаса као што су киселине, амини, мали јони (нпр. ЦлО4-, СЦН-, халогени ањони) до високо аполарних алифатичних и ароматичних угљоводоника и ретких гасова. Инклузиони комплекси се могу синтетизовати или у раствору или у кристалном стању. Ултразвучно комплексирање инклузијских комплекса на бази циклодекстрина је веома поуздан и ефикасан метод за производњу напуњених инклузијских комплекса, који нуде високу стабилност и повећану биодоступност. Вода се обично користи као растварач, иако су диметил сулфоксид и диметил формамид алтернативни растварачи који се користе.
Поред укључивања фармацеутских/нутрацеутских једињења, циклодекстрин се такође користи као једињења домаћина за молекуле мириса да би се постигла већа стабилност и деловање спорог ослобађања.
Прочитајте више о ултразвучно произведеним инклузивним комплексима!