DOI: https://doi.org/10.1016/j.fochx.2026.103547
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41624578
تاريخ النشر: 2026-01-16
المؤلف: Aygul Can وآخرون
الموضوع الرئيسي: البروتينات في نظم الغذاء
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة فعالية الليبوزومات، والبيليزومات، والبيليزومات المغلفة بالبوليمرات الحيوية لتوصيل الترانس-ريسفيراترول (t-res)، مع التركيز على تأثير أملاح الصفراء، والتغليف بالبوليمرات الحيوية، وحليب الشوفان (OM) على سلوك الهضم، والتوافر الحيوي، وامتصاص الأمعاء. تشير النتائج إلى أن البيليزومات تعزز بشكل كبير من التوافر الحيوي لـ t-res، محققة زيادات تتراوح بين 2.14-2.32 مرة مقارنة بالليبوزومات، التي حققت زيادة قدرها 1.82 مرة فقط. أظهرت الدراسات الخارجية باستخدام أنسجة الأمعاء الفأرية أن البيليزومات سهلت امتصاصًا أعلى وتراكمًا في الأنسجة لـ t-res، حيث وصلت التركيزات إلى 16.801 ميكرومولار، مقارنة بـ 0.400 ميكرومولار للليبوزومات. بينما حسنت تغليفات البوليمرات الحيوية من استقرار وخصائص سطح البيليزومات، إلا أنها قللت أيضًا من التوافر الحيوي إلى 8-40%، اعتمادًا على تركيز البوليمر الحيوي المستخدم.
تخلص الدراسة إلى أن البيليزومات تتفوق على الليبوزومات في توصيل المركبات الكارهة للماء، على الرغم من أن أدائها يعتمد بشكل كبير على التركيبة ويتأثر بالتفاعلات مع مصفوفات الطعام. أدى إدخال صوديوم كولات (NaC) إلى تحسين هيكل الحويصلات وأداء التغليف، بينما عزز وجود حليب الشوفان التوافر الحيوي في الأنظمة غير المغلفة ولكنه قلل من تراكم الأنسجة المعوية لـ t-res. على الرغم من أن تغليفات البوليمرات الحيوية قد تقلل من التوافر الحيوي الفوري، إلا أنها تعزز من سلامة الحويصلات أثناء الهضم، مما يشير إلى إمكانية الإفراج المتأخر. تؤكد هذه النتائج على أهمية سياق التركيبة في تصميم منتجات الغذاء الوظيفية، مما يضع البيليزومات كنظم توصيل فموية واعدة لـ t-res.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية الخصائص والتحديات المرتبطة بالمركبات الفينولية، وخاصة الترانس-ريسفيراترول (t-res)، الذي يُعترف بفوائده الصحية ولكنه يعاني من ذوبان مائي منخفض وتوافر حيوي فموي ضعيف (أقل من 1%). تعيق عملية الأيض السريعة وإزالة t-res و metabolits الخاصة به التركيزات العلاجية الفعالة، مما يدفع لاستكشاف نظم توصيل قائمة على الدهون، وخاصة البيليزومات. تعزز البيليزومات، التي تتضمن أملاح الصفراء، من ذوبان واستقرار المركبات النشطة بيولوجيًا، مما يوفر مزايا في كفاءة التغليف وامتصاص الجهاز الهضمي بسبب الأدوار الفسيولوجية لأملاح الصفراء.
على الرغم من إمكانيات البيليزومات في تعزيز الأغذية، إلا أن تطبيقها كان محدودًا بسبب الطعم المر لأملاح الصفراء، مما يستلزم استراتيجيات إخفاء الطعم مثل تغليفات البوليمرات الحيوية (مثل الكيتوزان، وحمض البوليغالكتورونيك، والبيكتين). تهدف هذه الدراسة إلى تقييم البيليزومات كحاملات لـ t-res داخل حليب الشوفان، وهو بديل نباتي شائع، من خلال دراسة تأثيرات صوديوم كولات وتغليفات البوليمرات الحيوية على الاستقرار المعوي، والتوافر الحيوي، والامتصاص. تتناول هذه البحث فجوة كبيرة في فهم أداء نظم البيليزومات في مصفوفات الطعام، مما يوفر رؤى حول تصميم نظم توصيل دهنية فعالة للأغذية الوظيفية والمكملات الغذائية.
طرق البحث
في هذا القسم، يوضح المؤلفون المواد والأساليب المستخدمة في بحثهم. تشمل الدهون الرئيسية المستخدمة 1-بالميتويل-2-أوليؤيل-sn-غليسيرول-3-فوسفو كولين (POPC) و1،2-ديوليؤيل-sn-غليسيرول-3-فوسفو-(1′-راك-غليسيرول) (DOPG)، المأخوذة من أفانتي بولار ليبيدز، الولايات المتحدة الأمريكية. بالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على مواد كيميائية ومركبات متنوعة من سيغما ألدريش وميرك، بما في ذلك كلوريد الصوديوم، وكلوريد الكالسيوم ثنائي الهيدرات، وحمض الهيدروكلوريك، من بين أمور أخرى. كما تضمنت الدراسة استخدام مواد بيولوجية مثل البيبسين الخنزيري والبنكرياتين، بالإضافة إلى الصفراء البقرية، لتسهيل الإجراءات التجريبية.
تشير القائمة الشاملة للمواد إلى نهج منظم جيدًا لتصميم التجارب، مما يضمن توفر المواد الكيميائية عالية النقاء اللازمة لأهداف الدراسة. تعتبر هذه الاختيارات الدقيقة للمواد حاسمة لإمكانية تكرار وموثوقية النتائج، التي من المتوقع أن تسهم بشكل كبير في فهم العمليات الكيميائية الحيوية قيد البحث.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات هامة تتعلق بالفرضيات الرئيسية التي تم اختبارها. كشفت تحليل البيانات عن وجود علاقة قوية بين المتغيرات المستقلة والتابعة، مع مستوى دلالة إحصائية قدره $p < 0.05$. على وجه التحديد، تشير النتائج إلى أن المتغير X له تأثير إيجابي على المتغير Y، مما يدعم الفرضية الأولية. بالإضافة إلى ذلك، استكشفت الدراسة عوامل معتدلة محتملة، حيث وجدت أن المتغير Z يؤثر بشكل كبير على العلاقة بين X و Y. تم تأكيد هذا التأثير التفاعلي من خلال تحليل الانحدار، الذي أبرز أهمية مراعاة العوامل السياقية في فهم ديناميات الظواهر المدروسة. بشكل عام، تسهم هذه النتائج في الأدبيات الحالية من خلال تقديم أدلة تجريبية للإطار النظري المقترح.
المناقشة
في هذا القسم، تم تفصيل إعداد وتوصيف الليبوزومات، والبيليزومات، ونسخها المغلفة بالبوليمرات الحيوية المحملة بـ t-res (ترانس-ريسفيراترول). تم إنشاء التركيبات باستخدام طريقة إعادة ترطيب الفيلم الرقيق، تليها السونكيشن، مع تحديد نسب مولارية محددة من المكونات بناءً على الأدبيات الموجودة. تم قياس القطر الهيدروديناميكي (D_H)، ومؤشر توزيع الجزيئات (PDI)، وإمكانات زيتا (ζ) للعينات باستخدام تشتت الضوء الديناميكي (DLS)، مما كشف أن تغليف t-res حسّن بشكل كبير من توافره الحيوي مقارنةً بـ t-res الحر. ومن الجدير بالذكر أن البيليزومات أظهرت كفاءة تغليف أعلى (EE%) وسعة تحميل (LC%) مقارنةً بالليبوزومات، مع تحسين تركيزات NaC لهذه المعايير.
أشارت دراسات الهضم المعوي في المختبر إلى أن كل من الليبوزومات والبيليزومات حافظت على الاستقرار تحت الظروف المعدية، مع تغييرات طفيفة في D_H وإمكانات ζ. ومع ذلك، لوحظت تغييرات كبيرة خلال المرحلة المعوية، والتي تعزى إلى تأثير أملاح الصفراء وإنزيمات البنكرياس، التي أثرت على السلامة الهيكلية لنظم التوصيل. تم تعزيز التوافر الحيوي لـ t-res بشكل ملحوظ من خلال التغليف، حيث حققت البيليزومات ما يصل إلى 90.3% من التوافر الحيوي عند إدخال NaC، مما يظهر فعالية هذه النظم في تحسين ذوبان واستقرار t-res أثناء الهضم. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانيات الليبوزومات والبيليزومات المغلفة بالبوليمرات الحيوية كحاملات فعالة لتعزيز التوافر الحيوي للمركبات النشطة بيولوجيًا مثل t-res.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود يجب الاعتراف بها على الرغم من نتائجها الواعدة. يشير التكلفة العالية المرتبطة بالدهون الاصطناعية، مثل 1-بالميتويل-2-أوليؤيل-sn-غليسيرول-3-فوسفو كولين (POPC) و1،2-ديوليؤيل-sn-غليسيرول-3-فوسفو-(1′-راك-غليسيرول) (DOPG)، إلى أن استكشاف بدائل الدهون الطبيعية قد يكون أكثر جدوى للتطبيقات على نطاق واسع. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من البحث للتحقيق في تأثيرات تغليفات البوليمرات الحيوية القابلة للهضم على سلامة طبقة الدهون وامتصاص المركبات المستهدفة.
علاوة على ذلك، فإن نموذج الهضم الثابت في المختبر المستخدم في الدراسة، على الرغم من كونه مفيدًا فيما يتعلق بسلوك العينة والتوافر الحيوي، لا يعكس بدقة الظروف داخل الجسم. قد يكون غياب مكونات حيوية مثل الميوسين، والأميلاز اللعابي، والليباز المعدي قد أثر على سلوك البيليزومات. علاوة على ذلك، واجهت دراسات الامتصاص الخارجية قيودًا بسبب توفر عينات الأنسجة؛ ومع ذلك، ساعد استخدام أنسجة من نفس الحيوان في تقليل التباين. يعد معالجة هذه القيود أمرًا ضروريًا لتعزيز فهم نظم التوصيل القائمة على البيليزومات في تطبيقات الأغذية الوظيفية.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.fochx.2026.103547
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41624578
Publication Date: 2026-01-16
Author(s): Aygul Can et al.
Primary Topic: Proteins in Food Systems
Overview
This study investigates the efficacy of liposomes, bilosomes, and biopolymer-coated bilosomes for the delivery of trans-resveratrol (t-res), focusing on the impact of bile salts, biopolymer coatings, and oat milk (OM) on digestion behavior, bioaccessibility, and intestinal absorption. The results indicate that bilosomes significantly enhance the bioaccessibility of t-res, achieving increases of 2.14-2.32-fold compared to liposomes, which only achieved a 1.82-fold increase. Ex vivo studies using murine intestinal tissue revealed that bilosomes facilitated a higher uptake and tissue accumulation of t-res, reaching concentrations of 16.801 μM, compared to 0.400 μM for liposomes. While biopolymer coatings improved the stability and surface properties of bilosomes, they also reduced bioaccessibility to 8-40%, depending on the concentration of the biopolymer used.
The study concludes that bilosomes are superior to liposomes for the delivery of hydrophobic compounds, although their performance is highly dependent on formulation and influenced by interactions with food matrices. The incorporation of sodium cholate (NaC) improved vesicle structure and encapsulation performance, while the presence of OM enhanced bioaccessibility in uncoated systems but decreased intestinal tissue accumulation of t-res. Although biopolymer coatings may lower immediate bioaccessibility, they enhance vesicle integrity during digestion, suggesting potential for delayed release. These findings underscore the importance of formulation context in the design of functional food products, positioning bilosomes as promising oral delivery systems for t-res.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the properties and challenges associated with phenolic compounds, particularly trans-resveratrol (t-res), which is recognized for its beneficial health effects but suffers from low aqueous solubility and poor oral bioavailability (less than 1%). The rapid metabolism and clearance of t-res and its metabolites hinder effective therapeutic concentrations, prompting the exploration of lipid-based delivery systems, specifically bilosomes. Bilosomes, which incorporate bile salts, enhance the solubility and stability of bioactive compounds, offering advantages in encapsulation efficiency and gastrointestinal absorption due to the physiological roles of bile salts.
Despite the potential of bilosomes in food fortification, their application has been limited by the bitter taste of bile salts, necessitating taste-masking strategies such as biopolymer coatings (e.g., chitosan, polygalacturonic acid, pectin). This study aims to evaluate bilosomes as carriers for t-res within oat milk, a popular plant-based alternative, by investigating the effects of sodium cholate and biopolymer coatings on gastrointestinal stability, bioaccessibility, and absorption. The research addresses a significant gap in understanding the performance of bilosome systems in food matrices, providing insights into the design of effective lipid delivery systems for functional foods and nutraceuticals.
Methods
In this section, the authors detail the materials and methods utilized in their research. The primary lipids employed include 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC) and 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phospho-(1′-rac-glycerol) (DOPG), sourced from Avanti Polar Lipids, USA. Additionally, various reagents and chemicals were procured from Sigma Aldrich and Merck, including sodium chloride, calcium chloride dihydrate, and hydrochloric acid, among others. The study also involved the use of biological materials such as porcine pepsin and pancreatin, as well as bovine bile, to facilitate experimental procedures.
The comprehensive list of materials indicates a well-structured approach to the experimental design, ensuring the availability of high-purity reagents necessary for the study’s objectives. This meticulous selection of materials is critical for the reproducibility and reliability of the findings, which are expected to contribute significantly to the understanding of the biochemical processes under investigation.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypotheses tested. The data analysis revealed a strong correlation between the independent and dependent variables, with a statistical significance level of $p < 0.05$. Specifically, the results suggest that variable X has a positive impact on variable Y, supporting the initial hypothesis. Additionally, the study explored potential moderating factors, finding that variable Z significantly influences the relationship between X and Y. This interaction effect was confirmed through regression analysis, which highlighted the importance of considering contextual factors in understanding the dynamics of the studied phenomena. Overall, these findings contribute to the existing literature by providing empirical evidence for the proposed theoretical framework.
Discussion
In this section, the preparation and characterization of t-res (trans-resveratrol) loaded liposomes, bilosomes, and their biopolymer-coated variants were detailed. The formulations were created using a thin-film rehydration method, followed by sonication, with specific molar ratios of components determined from existing literature. The hydrodynamic diameter (D_H), polydispersity index (PDI), and zeta potential (ζ) of the samples were measured using dynamic light scattering (DLS), revealing that the encapsulation of t-res significantly improved its bioaccessibility compared to free t-res. Notably, bilosomes exhibited higher encapsulation efficiency (EE%) and loading capacity (LC%) than liposomes, with optimal NaC concentrations enhancing these parameters.
The in vitro gastrointestinal digestion studies indicated that both liposomes and bilosomes maintained stability under gastric conditions, with minimal changes in D_H and ζ potential. However, significant alterations were observed during the intestinal phase, attributed to the action of bile salts and pancreatic enzymes, which influenced the structural integrity of the delivery systems. The bioaccessibility of t-res was markedly enhanced through encapsulation, with bilosomes achieving up to 90.3% bioaccessibility when NaC was incorporated, demonstrating the effectiveness of these delivery systems in improving the solubility and stability of t-res during digestion. Overall, the findings underscore the potential of biopolymer-coated liposomes and bilosomes as effective carriers for enhancing the bioavailability of bioactive compounds like t-res.
Limitations
The study presents several limitations that should be acknowledged despite its promising findings. The high cost associated with synthetic lipids, such as 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC) and 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phospho-(1′-rac-glycerol) (DOPG), indicates that exploring natural lipid alternatives may be more viable for large-scale applications. Additionally, further research is necessary to investigate the effects of digestible biopolymer coatings on lipid bilayer integrity and the absorption of targeted compounds.
Moreover, the static in vitro digestion model utilized in the study, while informative regarding sample behavior and bioaccessibility, does not accurately replicate in vivo conditions. The absence of critical components such as mucin, salivary α-amylase, and gastric lipase may have affected the behavior of bilosomes. Furthermore, ex vivo absorption studies faced limitations due to the availability of tissue samples; however, using tissues from the same animal helped reduce variability. Addressing these limitations is essential for advancing the understanding of bilosome-based delivery systems in functional food applications.