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维生素B12与运动员的红细胞:一项新研究揭示了两者之间的关系

2025-05-27 11:14

   维生素B12在人体中的两种生物活性形式与红细胞的形成有关,这对运动员的表现至关重要。尽管维生素B12在运动领域中受到广泛关注,但关于其与运动表现之间的确切关系的研究仍然有限。日前,波兰的科研人员在Nutrients杂志发表了新研究案例,表明建议运动员应保持维生素B12浓度在400-700 pg/mL范围内以优化红细胞参数,且浓度低于400 pg/mL的运动员可能需要补充维生素B12[1]。



1.维生素B12:不仅仅是一个维生素


   维生素B12,是一种水溶性维生素,对于人体的健康和功能至关重要。在生物化学层面,它作为某些关键酶的辅酶,参与了多种生物化学反应,包括DNA合成、脂肪和氨基酸的代谢以及神经鞘脂的生产。特别是在红细胞的生成中,维生素B12起到了不可或缺的作用。红细胞负责将氧气从肺部输送到身体的各个部位,这对于所有人,尤其是运动员来说,都是至关重要的。一个健康的红细胞计数可以确保身体组织得到充足的氧气,从而维持其功能并支持身体的活动。

2.运动员为何关心维生素B12


   对于运动员来说,维生素B12的重要性更是不言而喻。首先,它对于能量代谢至关重要。运动员需要大量的能量来支持他们的训练和比赛,而维生素B12在帮助身体从食物中提取能量的过程中起到了关键作用。此外,维生素B12对于神经系统的健康也非常重要。一个健康的神经系统可以确保神经信号的快速和准确传输,这对于运动员的反应速度和协调性至关重要。最后,维生素B12还与免疫系统的健康有关。高强度的训练和比赛可能会对免疫系统造成压力,而适量的维生素B12摄入可以帮助运动员维持免疫系统的健康,从而减少因疾病导致的训练和比赛中断。

3.最新研究数据


   近日,Nutrients杂志上发表了一篇由波兰波兹南大学医学科学学院的研究团队撰写的文章,深入探讨了维生素B12与运动员红细胞之间的关系。在这项研究中,对243名田径运动员的血液样本进行了分析,以探讨维生素B12浓度与运动表现之间的关系。

   所有受试者的平均维生素B12浓度为739 ± 13 pg/mL。力量型运动员的浓度为703 ± 15 pg/mL,而耐力型运动员的浓度为881 ± 32 pg/mL,显示耐力型运动员的维生素B12浓度显著高于力量型运动员。此外,力量运动员的维生素B12浓度低于300, 350和400 pg/mL的样本数量明显多于耐力运动员,而超过700 pg/mL的浓度在耐力运动员中更为常见。


图1:力量型和耐力型运动员中,维生素B12浓度低于300、350和400 pg/mL以及高于700 pg/mL的样本数量和百分比。


   更为重要的是,研究还发现了血红蛋白浓度与维生素B12浓度之间的关系。血红蛋白是红细胞中的一个关键蛋白质,负责携带氧气。研究显示,维生素B12浓度较高的运动员,其血红蛋白浓度也相应较高,这意味着他们的氧气输送能力可能更强。

   关于红细胞参数,研究发现维生素B12与血红蛋白浓度、血细胞比容、平均细胞体积(MCV)和平均细胞血红蛋白(MCH)之间存在弱但统计学上显著的正相关关系。这意味着维生素B12浓度的增加可能与这些红细胞参数的改善有关,从而可能影响运动员的运动表现。


图2:总血清维生素B12浓度与血液学指标之间的相关性:血红蛋白浓度、血细胞比容、平均细胞体积(MCV)和平均细胞血红蛋白(MCH)。

   这些数据揭示了维生素B12浓度与运动员的运动类型之间的关系,以及维生素B12浓度对运动表现的潜在增益效果。尤其是在耐力运动中,较高的维生素B12浓度可能与更好的运动表现有关。

4.结论


   该研究探讨了运动员体内维生素B12浓度与红细胞参数之间的关系。结果显示,维生素B12浓度与血红蛋白浓度之间存在正相关,且当维生素B12浓度为488 pg/mL时,可以达到血红蛋白的饱和水平的99%。此外,维生素B12注射可以显著提高血红蛋白浓度。因此,建议运动员维持400-700 pg/mL的维生素B12浓度,以优化红细胞参数。未来的研究应进一步探索维生素B12与其他生理指标之间的关系,以更全面地了解其在运动表现中的作用。

参考文献:

[1] J. Krzywański et al., “Vitamin B12 status and optimal range for hemoglobin formation in elite athletes,” Nutrients, vol. 12, no. 4, 2020, doi: 10.3390/nu12041038.

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维生素B12与运动员的红细胞:一项新研究揭示了两者之间的关系

2025-05-27 11:14

   辅酶Q10吸收率较低的主要原因之一是其脂溶性特性与消化道环境的不匹配。脂溶性分子在水性的胃肠道中难以溶解,从而限制了其有效吸收。此外,胃酸和胰液的存在可能会导致辅酶Q10的降解,影响其生物活性和吸收效果。同时,辅酶Q10可能与其他脂溶性物质竞争吸附在肠壁上,从而限制了其进一步的吸收。此外,肠黏膜的屏障功能也可能影响辅酶Q10的穿透。

   为了克服这些限制因素,东南大学研究人员在《BioMed research international》发文《Novel Lipid-Free Nanoformulation for Improving Oral Bioavailability of Coenzyme Q10》对提高辅酶Q10的生物利用度和吸收效率有了更多直观的了解[1]。

1.辅酶Q10

   辅酶Q10(CoQ10)是线粒体呼吸链的重要组成部分,存在于所有活细胞的线粒体内膜中。它是有效的抗氧化剂,可以对抗自由基和脂质过氧化。许多研究报告显示,在心血管疾病、神经退行性疾病、糖尿病、他汀类药物相关肌肉疼痛和癌症患者中存在辅酶Q10缺乏。补充辅酶Q10已被证明对治疗这些疾病有益,并且许多临床试验正在调查其作为药物或膳食补充剂的应用。

   有学者在Self-emulsifying drug delivery systems (SEDDS) of coenzyme Q10: formulation development and bioavailability assessment研究中证明,辅酶Q10水溶性极差、低生物利用度和传递性[2]。因此,针对辅酶Q10的口服治疗方案是基于其本身的脂溶性,推荐与富含脂质的食物同时服用。

2.提高辅酶Q10的生物利用度

   普通辅酶Q10的生物利用度相对较低,即使在配合富含脂质的食物同时服用,其吸收率也只有约3%[3]。这是因为辅酶Q10是脂溶性的,并且在体内的吸收和利用受到多种因素的影响,包括其本身的化学性质、胃肠道的生理环境、饮食因素等。目前,朝着开发一种含有表面活性剂的高吸收辅酶Q10纳米制剂的方向迈进已成为未来的发展趋势。

   东南大学的研究团队在BioMed Research International杂志上发表的论文Novel Lipid-Free Nanoformulation for Improving Oral Bioavailability of Coenzyme Q10中揭示,通过稳定表面活性剂的无脂质纳米CoQ10体系,可能成为提高口服CoQ10生物利用度的有效载体。


   研究采用高能方法和高压均质机制备了纳米CoQ10制剂。每种纳米CoQ10制剂都经过表面活性剂稳定,这些表面活性剂具有不同的亲水基团,因此导致了不同的平均颗粒大小,具体数据详见下方列表格。这些相对较小的平均颗粒大小在提升生物利用度方面具有吸引力,因为平均颗粒大小是影响纳米制剂生物利用度的主要因素之一。在胶体递送系统中,当颗粒尺寸缩小至纳米尺寸范围时,封装的亲脂化合物的口服生物利用度也会增加。

不同表面活性剂修饰的纳米CoQ10的物理化学性质以及纳米CoQ10在密封棕色瓶中储存180天期间在25条件下的稳定性。


      纳米CoQ10的物理状态研究揭示了其与普通CoQ10的差异,后者在加热时会呈现特征性的吸热峰,而纳米CoQ10则没有这种表现。其超冷态的存在可能是纳米尺寸效应所致,这一状态在物理化学上具有稳定性的优势,可避免结晶,提供较长时间的保持稳定性。然而,超冷态的不稳定性也需要进一步研究以更全面地了解其在药物产品中的适用性和稳定性。


辅酶Q10、表面活性剂和纳米辅酶Q10的DSC(差示扫描量热法)曲线


   脂溶性辅料在共同口服的脂溶性药物吸收方面具有显著影响。表面活性剂可以改变细胞膜完整性和紧密连接,同时抑制P-糖蛋白等外排转运体。这些表面活性剂有望减轻口服药物生物利用度的限制,尤其是通过抑制P-糖蛋白的作用。在口服后,使用表面活性剂进行修饰可提高辅酶Q10的AUC(药物曲线下的面积),其效果排序为:

   PHCO≈PSAE > SP ≈ TPGS > SL。

纳米辅酶Q10和表面活性剂、辅酶Q10的血药浓度对比


   研究中将辅酶Q10制备为无脂质纳米辅酶Q10体系,以提高其溶解度和口服生物利用度。采用不同表面活性剂对纳米辅酶Q10进行修饰,结果显示无脂质纳米辅酶Q10在口服后显著提高了辅酶Q10的生物利用度。


   研究表明,表面活性剂在改善辅酶Q10生物利用度方面发挥了重要作用,修饰后的无脂质纳米辅酶Q10的生物利用度甚至超过了基于脂质的纳米乳液。因此,无脂质纳米辅酶Q10制剂在提高辅酶Q10口服生物利用度方面具有潜在应用价值,表面活性剂在其中扮演关键角色。


Reference:

[1] H. Zhou et al., “Novel Lipid-Free Nanoformulation for Improving Oral Bioavailability of Coenzyme Q10,” Biomed Res. Int., vol. 2014, 2014.

[2] Tr. Kommuru, B. Gurley, M. A. Khan, and I. K. Reddy, “Self-emulsifying drug delivery systems (SEDDS) of coenzyme Q10: formulation development and bioavailability assessment,” Int. J. Pharm., vol. 212, no. 2, pp. 233–246, 2001.

[3] K. Nukui, T. Yamagishi, H. Miyawaki, A. Kettawan, T. Okamoto, and K. Sato, “Comparison of uptake between PureSorb-QTM 40 and regular hydrophobic coenzyme Q10 in rats and humans after single oral intake,” J. Nutr. Sci. Vitaminol. (Tokyo)., vol. 53, no. 2, pp. 187–190, 2007, doi: 10.3177/jnsv.53.187.

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维生素B12与运动员的红细胞:一项新研究揭示了两者之间的关系

2025-05-27 11:14

   营养素递送通道是指将营养素(如维生素、矿物质、蛋白质等)从外界吸收并运送到细胞内,以满足身体的营养需求。营养素递送通道可以分为口服、口腔粘膜、注射等,每种方式都有其特定的优势和适用场景。


   在口服方式中,营养素可以通过胃肠道被吸收,然后进入血液循环,被运送到身体各个部位。而口腔黏膜吸收通道是一种通过口腔黏膜迅速吸收营养素的方式,避免了胃酸等因素的影响,从而实现更快的效果。


   注射是另一种营养素递送通道,通过将营养素直接注入体内,可以绕过胃肠道的吸收过程,直接进入血液循环,具有更高的生物利用率。这种方式常用于需要迅速补充大量营养素的情况。


   总之,营养素递送通道是将营养物质从外界传递到体内细胞的途径,不同的通道方式适用于不同的情况和需求。


何为口腔粘膜递送通道


   口腔黏膜递送通道是一种创新的方法,用于将营养素和其他生物活性物质传递到人体内,通过口腔黏膜的吸收来实现快速而有效的吸收和传递。这一传递途径主要分为两种方式:舌下递送和颊膜递送。


   舌下递送是将营养素或生物活性物质直接放置在舌下黏膜下,使其通过黏膜进入血液循环。舌下黏膜丰富的血管网络和毛细血管可以促进物质的快速吸收,绕过胃肠道的消化和代谢,从而实现更高的生物利用率和更快的效果。


   颊膜递送是将物质放置在颊部内侧黏膜上,通过颊黏膜的吸收进入循环系统。这种方式也能够避免物质在胃肠道中的降解和代谢,提高其生物利用率。


   这些口腔黏膜递送通道在营养补充和保健方面具有潜在应用。通过这些途径,人们可以更有效地获取所需的营养素和生物活性成分,从而实现更好的健康和生活质量。然而,选择合适的递送方式需要考虑物质的特性、目标效果和个体差异。随着研究的不断深入,口腔黏膜递送通道有望在营养补充领域发挥越来越重要的作用。


舌下黏膜和颊黏膜之间的渗透差异


   舌下黏膜和颊膜之间的解剖和渗透性差异需要不同的递送通道设计。由于舌下黏膜具有高渗透性和丰富的血液供应,因此它能够快速吸收,迅速产生作用,并具有较高的生物利用率。舌下黏膜最适合使用小颗粒的递送通道,在短时间内以高浓度提供化合物。纳米级(介于20到200亿分之一米之间)的固体脂质和液滴脂质纳米球具有理想的组成和分子结构,适用于舌下递送通道。


   颊膜的渗透性明显低于舌下区域,不具备舌下递送的快速吸收和优越生物利用率。在多项比较研究中,舌下递送效果比颊膜递送更为有效。



何为纳米球


   通过口腔黏膜递送营养补充剂和保健品的解决方案在于将生物化合物封装到高渗透性的脂质纳米球中。这些纳米球可以通过滴管轻松地投放到口腔的舌下黏膜,以便快速被吸收进入循环系统。


1.纳米球的基础:纳米球是由安全的磷脂、脂肪酸和表面活性剂构成的,具有高渗透性和保护性。其核心组成物质磷脂酰胆碱分数纯度超过60%,可动态地保护所封装的生物活性物质。这些纳米球与生物膜和脂蛋白的主要成分相同,对细胞膜高度渗透,能够有效地封装各种生物活性物质,实现快速的口腔黏膜传递。


2.亚微米隐形球体:纳米球的尺寸对其效果至关重要,直径在20纳米到200纳米之间的纳米球循环时间较长。更小的纳米球具有隐身特性,可以避免免疫系统检测并提供隐蔽载体。它们的纳米尺寸使其能够穿越细胞和膜屏障,甚至穿越血脑屏障进入神经系统区域。纳米球传递系统具有快速吸收、提高生物利用度、快速发挥作用、维持高血浆水平以及改善生物效应等优点。



   纳米球已被证明具有以下优势:

1.通过经黏膜吸收递送来增加生物利用度

2.更持久的血液水平,更高的生物效应和持续时间更长的益处

3.更高效的反应,允许减少用量和使用频率

4.将被阻隔的化合物运输穿过血脑屏障并进入脑结构

5.改善用户便利性(减少使用频率和更容易遵从)

6.延长的循环半衰期(与药物递送负荷的研究已经证明可增加100倍,从而显著提高效力-最高可达500倍)


Reference:

1.Shojaei, A. H., Chang, R. K., Guo, X., Burnside, B. A., & Couch, R. A. (2001). Systemic drug delivery via the buccal mucosal route. Pharmaceutical technology25(6), 70-81.

2.Harris, D., & Robinson, J. R. (1992). Drug delivery via the mucous membranes of the oral cavity. Journal of pharmaceutical sciences81(1), 1-10.

3.Washington, N., Washington, C., & Wilson, C. (2000). Physiological pharmaceutics: barriers to drug absorption. CRC Press.

4.Patel VF, Liu F, Brown MB. Advances in oral transmucosal drug delivery. J Control Release 2011 Jul 30;153(2):106-16.

5.Shojaei, A. H. (1998). Buccal mucosa as a route for systemic drug delivery: a review. J Pharm Pharm Sci, 1(1), 15-30.

6.Hua, S. (2019). Advances in nanoparticulate drug delivery approaches for sublingual and buccal administration. Frontiers in pharmacology10, 1328.

7.Reza Mozafari, M., Johnson, C., Hatziantoniou, S., & Demetzos, C. (2008). Nanoliposomes and their applications in food nanotechnology. Journal of liposome research, 18(4), 309-327.

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维生素B12与运动员的红细胞:一项新研究揭示了两者之间的关系

2025-05-27 11:14
   在运动科学领域,探寻提升运动员表现的有效方法始终是热门研究方向。近期一项针对精英赛艇运动员的研究聚焦于短期限(1周)口服联合补充3.5克甜菜根提取物(含500毫克硝酸盐)与6克瓜氨酸所产生的效果。该研究将其与安慰剂和单独的甜菜根补充剂对比,深入探究对精英男性赛艇运动员有氧能力、最大力量以及高强度功率和峰值划桨等方面的影响。研究结果显示,这种联合补充在一定程度上改善了Wingate测试后的乳酸清除率和性能测试中的峰值功率,不过在其他如最大摄氧量(VO₂peak)和最大心率等相关生理参数上,并未呈现出明显差异1


1.硝酸盐和瓜氨酸的介绍
 
 1.1 硝酸盐

   硝酸盐是一氧化氮(NO)的重要前体物质。在人体生理过程中,NO 具有极为关键的作用,它与运动表现的多个方面紧密相连,例如对最大摄氧量(VO₂max)、运动经济性以及 VO₂max 的分数利用率等指标有着重要影响。许多研究围绕硝酸盐补充剂展开,像常见的富含硝酸盐的甜菜根(BR)提取物,其补充后能够提升循环硝酸盐(NO₃⁻)水平,进而促进 NO 的生成。NO 的产生有助于血管舒张,增加血液流向肌肉组织,从而改善氧气供应,为运动中的肌肉提供更充足的能量支持,在运动过程中发挥着重要的生理调节功能。

 1.2 瓜氨酸

   瓜氨酸(CIT)作为一种氨基酸,具有潜在的增强运动能力的特性。它在人体代谢中参与重要的生理过程,特别是在运动过程中,被认为可以减少高强度运动期间血液乳酸的积累和酸中毒的发生。当血液中乳酸积累减少时,能够减轻肌肉疲劳,使肌肉在运动中保持更好的工作状态,进而可能提高有氧能力和肌肉力量的产生。此外,CIT还具有刺激肌肉蛋白质合成的作用,这对于维持和增强肌肉质量、提升肌肉力量具有重要意义,在运动营养领域受到了广泛关注。


2.硝酸盐和瓜氨酸对运动员的影响
 
 2.1单独补充的效果

   以往的研究表明,单独补充BR对运动员的运动表现有一定的积极影响。例如,在一些耐力项目中,运动员在运动前摄入BR,能够缩短完成特定距离的时间,如在自行车项目中减少完成4km计时赛的总时间,在赛艇项目中也有类似的提升运动表现的情况。这主要归因于BR对血管功能的改善,增加了血液供应和组织氧合,使得肌肉在运动过程中能够获得更充足的氧气和营养物质,从而提高运动效率。
   CIT单独补充时,在一些研究中也显示出对运动表现的促进作用。在特定的运动测试中,如在训练有素的男性中,运动前1小时摄入CIT可减少完成4km所需的时间;在健康男性和女性中,运动前3小时摄入CIT能够延长运动至力竭的时间。这表明CIT在提高有氧能力和耐力方面具有一定的潜力,其机制可能与减少乳酸积累、改善能量代谢以及刺激肌肉蛋白质合成等因素有关。


 2.2联合补充的潜在优势

   随着研究的深入,硝酸盐和瓜氨酸联合补充的效果逐渐受到关注。从理论上讲,两者都能促进NO的产生,可能存在协同作用。在一些研究中已经发现了这种联合补充的积极效果。例如,在经过训练的铁人三项运动员中,进行9周的联合补充后,有氧能力和最大及耐力力量都有所提高,同时在生化参数方面也显示出更好的恢复状态。这说明联合补充可能通过多种生理途径共同作用,对运动员的运动表现和身体恢复产生更显著的影响,为运动员的训练和比赛提供更有力的支持。


3.展望

   虽然本次研究在短期限联合补充方面取得了一定的成果,但仍存在一些局限性。例如,研究中未设置仅补充CIT的对照组,这使得难以直接比较CIT单独作用与联合补充的效果差异。此外,研究仅通过血液指标和运动表现测试进行评估,缺乏对肌肉组织的直接分析,如肌肉活检等,这限制了对其作用机制的深入了解。同时,未考虑个体肠道微生物群对硝酸盐和瓜氨酸代谢的影响,而这可能在补充剂的效果中起到重要作用。

   未来的研究可以针对这些不足展开。首先,应设计更全面的实验方案,包括不同剂量、不同补充时间以及不同运动项目的研究,以确定最佳的补充策略。其次,深入探究联合补充的作用机制,通过对肌肉代谢、神经肌肉功能以及心血管系统的综合研究,全面了解其对运动表现的影响。此外,还应关注不同性别、年龄和训练水平的运动员对联合补充的反应差异,为个性化的营养补充提供科学依据。总之,硝酸盐和瓜氨酸联合补充在运动员运动表现提升方面具有广阔的研究前景,未来的研究有望为运动员的训练和营养支持提供更精准、有效的指导。

参考文献:

1.Viribay A, Alcantara JMA, López I, Mielgo-Ayuso J, Castañeda-Babarro A. Impact of a short-term nitrate and citrulline co-supplementation on sport performance in elite rowers: a randomized, double-blind, placebo-controlled crossover trial. Eur J Appl Physiol. 2024;124(6):1911-1923. doi:10.1007/s00421-024-05415-4

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维生素B12与运动员的红细胞:一项新研究揭示了两者之间的关系

2025-05-27 11:14

   脂质氧化是富含脂质食品(如油水乳液)的主要降解途径之一,影响其感官品质、营养价值和保质期。过去二十年的研究揭示了脂质氧化的复杂机制,包括经典的起始、传播和终止阶段,以及油水界面在其中的关键作用。乳液的结构特性,如油滴大小、界面组成和乳化剂类型,显著影响脂质氧化的过程。此外,乳化剂本身的氧化敏感性也对乳液的稳定性产生影响。为了应对消费者对更天然、可持续食品的需求,研究者开发了多种新型抗氧化策略,包括天然抗氧化剂的应用、基于植物的乳化剂开发以及Pickering乳液的利用。尽管已有大量研究,但在实际食品系统中脂质氧化的复杂性仍需进一步探索,以确保食品的质量和稳定性。



1. 脂质氧化背景知识


   脂质氧化是食品中常见的降解过程,尤其在富含不饱和脂肪酸的食品中更为显著。这一过程涉及自由基链反应,导致食品的感官品质下降、营养价值降低,并可能产生有害的氧化产物。在油水乳液等多相食品系统中,脂质氧化的复杂性进一步增加,因为油水界面的存在使得脂质、氧气和氧化促进剂更容易接触,从而加速氧化反应。此外,乳液的稳定性受到多种因素的影响,如油滴大小、界面组成和乳化剂类型等,这些因素都会对脂质氧化的速率和路径产生重要影响。随着消费者对更天然、可持续食品的需求不断增加,传统的抗氧化剂(如合成抗氧化剂)逐渐受到质疑,促使研究者开发新的抗氧化策略,以满足市场需求并提高食品的氧化稳定性。



2. 脂质氧化机制


   脂质氧化是一个复杂的自由基链反应过程,通常分为起始、传播和终止三个阶段。在起始阶段,不饱和脂肪酸的氢原子被催化剂(如热、光或过渡金属离子)抽象,形成脂基自由基。传播阶段是氧化反应的核心,脂基自由基与氧气反应生成过氧自由基,过氧自由基进一步攻击邻近的不饱和脂肪酸,产生新的脂基自由基和脂质过氧化物。这一过程不断循环,导致氧化反应的扩散。在终止阶段,自由基之间相互作用形成非自由基产物,如二聚体和聚合体,从而终止氧化链反应。过渡金属离子(如铁和铜)在脂质氧化中起着关键作用,它们可以通过氧化还原循环催化过氧化物的分解,生成更多的自由基,从而加速氧化反应。此外,脂质氧化的产物包括初级产物如过氧化物,以及次级产物如醛、酮和醇等挥发性化合物,这些化合物是导致食品变质的主要原因。


3. 乳液结构的影响


   乳液结构对脂质氧化的影响主要体现在油滴大小和乳化剂特性上。油滴大小影响油水界面的面积,较小的油滴会增加界面面积,使脂质更容易接触到氧化剂,从而加速氧化过程。乳化剂的种类和用量则决定了乳液的稳定性以及界面的性质,进而影响脂质的氧化稳定性。例如,某些乳化剂可能具有抗氧化作用,能够抑制氧化反应;而其他乳化剂可能会促进氧化。此外,乳液中其他成分如蛋白质和多酚等也会影响脂质的氧化行为,它们可能通过与脂质或氧化剂的相互作用,改变乳液的整体氧化稳定性。因此,在乳液产品的设计中,需要综合考虑这些因素,以提高产品的抗氧化性能和延长保质期。


4. 结论


   尽管过去的二十年中对脂质氧化机制的研究取得了显著进展,但在复杂的食品乳液系统中,脂质氧化的复杂性仍然需要进一步的研究。乳液的油滴大小、乳化剂的类型和用量、以及乳液中其他成分的存在,都会对脂质氧化产生显著影响。较小的油滴会增加油水界面的面积,从而加速脂质与氧化剂的接触和反应,而乳化剂不仅能够稳定乳液结构,还可能通过与脂质、金属离子等相互作用,改变氧化反应的路径和速率。


   界面在脂质氧化中的核心作用被强调。油水界面是脂质、氧气和促氧化剂相互接触的关键区域,因此,界面的组成和结构对脂质氧化具有决定性的影响。界面活性物质如蛋白质和磷脂等,可以通过与金属离子的螯合作用或与脂质的协同作用,影响脂质的氧化稳定性。此外,界面的异质性也可能导致脂质氧化的不均匀性,从而影响乳液的整体氧化稳定性。


   新型抗氧化策略的重要性被提出。随着消费者对天然、健康和可持续食品的需求不断增加,传统的合成抗氧化剂逐渐受到限制,而天然来源的抗氧化剂因其安全性和消费者接受度而受到关注。通过生物信息学和蛋白质组学方法筛选和设计的抗氧化肽,以及利用天然植物提取物或食品副产品中的抗氧化成分,都显示出在乳液系统中抑制脂质氧化的潜力。


   建立标准化的分析方法和模型对于理解脂质氧化的重要性被强调。通过先进的分析技术,如质谱、核磁共振和色谱等,可以更准确地检测和定量乳液中的脂质氧化产物,从而为研究脂质氧化机制提供可靠的数据支持。同时,通过建立数学模型,可以更好地预测和模拟脂质氧化的行为,为食品乳液的配方设计和工艺优化提供理论指导。这些结论为未来在食品乳液中控制和减缓脂质氧化提供了重要的研究方向和策略。


5. 展望 


   未来的研究将继续深化对油水乳液中脂质氧化的理解,以满足消费者对健康、天然和可持续食品的需求。乳液结构的优化将是一个重要方向,通过精确控制油滴大小、界面特性和乳化剂的种类与用量,可以提高乳液的抗氧化稳定性。同时,新型天然抗氧化剂的开发和应用将受到关注,利用生物信息学、蛋白质组学等技术筛选和设计高效的抗氧化肽,以及从天然植物和食品副产品中提取具有抗氧化活性的成分,将为食品工业提供新的解决方案。随着分析技术的不断进步,研究人员将能够更深入地了解脂质氧化的动态过程和分子机制,为开发更有效的抗氧化策略提供理论支持。此外,数学模型和计算机模拟技术的发展将有助于更准确地预测脂质氧化的行为,为食品乳液的配方设计和工艺优化提供强有力的工具。这些研究将共同推动食品乳液产品的质量提升和创新,为消费者带来更健康、更美味的食品选择。


Hennebelle, M., Villeneuve, P., Durand, E., Lecomte, J., Van Duynhoven, J., Meynier, A., ... & Berton-Carabin, C. (2024). Lipid oxidation in emulsions: New insights from the past two decades. Progress in Lipid Research, 101275.

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维生素B12与运动员的红细胞:一项新研究揭示了两者之间的关系

2025-05-27 11:14


   透明质酸(HA)是一种多功能生物聚合物,以其独特的物理化学特性在医疗和美容领域内扮演着重要角色。它在组织工程、药物递送和伤口愈合等多个领域展现出广泛的应用潜力。HA的分子生物学和生物化学特性使其在眼科、牙科和抗癌治疗中尤为重要,展现了其在未来生物医学应用中的广阔前景1


  • 透明质酸钠介绍


   透明质酸钠是一种天然存在于人体中的多糖类物质,尤其在结缔组织、上皮组织和神经组织中含量丰富。它由葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺组成,以其独特的分子结构和理化性质,在医疗和美容领域中发挥着重要作用。透明质酸钠具有极高的保湿能力,能够吸附并锁住大量水分,形成润滑和滋养的凝胶,为皮肤提供弹性和饱满度。在医药领域,它被广泛应用于治疗骨关节炎、眼科手术、皮肤伤口愈合等。在美容领域,透明质酸钠作为一种受欢迎的护肤成分,被用于各种保湿产品和微整形填充剂中,以减少皱纹、提升肌肤紧致度和增加皮肤光泽。因其出色的生物相容性和生物可降解性,透明质酸钠被认为是一种安全有效的治疗和美容选择。


  • 生理功能与分子生物学


   透明质酸钠(Hyaluronic Acid, HA)在人体内发挥着重要的生理功能,其作为一种高分子量的糖胺聚糖,在调节组织水合作用和水分运输中扮演着关键角色。HA在体内以钠透明质酸的形式存在,并在多种软结缔组织中发现,包括皮肤、肺、肾、脑和肌肉等。它在维持组织弹性、润滑关节和调节细胞外基质(ECM)方面具有重要作用。



   在分子生物学和生物化学层面,HA是由大约10,000个二糖单元组成的线性糖胺聚糖,这些二糖单元由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-D-葡萄糖胺通过糖苷键连接。HA的合成由透明质酸合酶(hyaluronan synthases, HAS)进行,这些是膜结合酶,形成具有六个跨膜区段的功能性二聚体。在合成过程中,聚合物链通过质膜被推出,从而在细胞外形成HA分子。


          HA的生物学效应与其分子大小密切相关,不同的分子大小的HA具有不同的生物学活性。人体内大约含有15HA,其中约30%HA通过两种不同的机制进行降解:一种是通过透明质酸酶介导的特异性酶促降解;另一种是非特异性的,由活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)引起的氧化损伤。ROS包括过氧化氢、过亚硝酸、一氧化氮、超氧化物和次卤酸等,它们在炎症反应中产生,并能降解HA


   人体内共有六个与透明质酸酶相关的基因序列:HYAL-1HYAL-2HYAL-3HYAL-4以及PH20/SPAM1基因和HYAL-P1假基因。这些基因与透明质酸酶酶的产生相关,而透明质酸酶参与HA的降解过程。HA的降解部分在组织内进行,但大部分发生在局部淋巴结和肝脏内皮细胞中。剩余的70%HA通过系统性分解代谢,主要由HA运输,主要通过淋巴系统被运送到淋巴结。在淋巴结内,HA被内皮细胞内化和分解。此外,一小部分HA进入血液,由肝脏内皮细胞进行降解。


          HA的快速周转率在哺乳动物体内分子中是最快的之一。据估计,成人体内约15HA中约有三分之一每天被更新。这种高周转率要求HA的合成和降解速率同样高,以维持体内HA水平的平衡。HA的这些特性使其在生物医学研究和临床应用中具有重要价值,特别是在组织工程、药物递送和伤口愈合等领域。



图示, 示意图

描述已自动生成


  • 透明质酸钠的纳米纤维和纳米胶束

   透明质酸钠的纳米纤维和纳米胶束是纳米科技在生物材料领域的重要成果,它们凭借独特的物理化学特性,在药物递送系统和化妆品科学中展现出广泛的应用前景。


   透明质酸钠纳米纤维,以其出色的生物相容性和生物可降解性,通过电纺技术制备而成。这些纳米纤维具有极高的比表面积和多孔结构,为药物负载和控释提供了优异的平台。在乳液中,HA纳米纤维能够显著增强产品的保湿性能,同时,由于其高孔隙率,它们能够促进皮肤对活性成分的吸收,提高治疗效果。此外,HA纳米纤维的高表面积为活性成分提供了更多的接触点,从而增强了乳液中药物的负载能力和稳定性。这些特性使得HA纳米纤维在治疗皮肤损伤、促进伤口愈合以及作为抗衰老成分的载体方面具有巨大潜力。


        HA纳米胶束则通过透明质酸钠的自组装形成,具有亲水外壳和疏水核心的双层结构。这种结构使得纳米胶束能够包裹疏水性药物,如抗癌药物、维生素和抗氧化剂,提高其在水中的溶解性和生物利用度。在乳液中,HA纳米胶束能够保护这些敏感成分免受外界环境如光照和氧化的破坏,同时促进其穿透皮肤屏障,增强其疗效。HA纳米胶束的这种靶向和控释能力,使其在治疗皮肤疾病和美容护理中尤为重要。

这两种基于HA的纳米结构的应用不仅提高了乳液产品的功能性,还增强了产品的稳定性和安全性。随着纳米技术的发展,HA纳米纤维和纳米胶束在乳液中的应用将进一步拓展,为开发具有特定治疗和美容效果的乳液产品提供了新的思路。例如,HA纳米胶束可以设计成响应性系统,对pH变化或温度变化敏感,以实现更精确的药物递送。HA纳米纤维则可以进一步功能化,通过表面修饰或掺杂生物活性分子,以增强其促进细胞生长和组织再生的能力。


  • 展望


   透明质酸钠(HA)的纳米纤维和纳米胶束在乳液领域的应用将继续拓展。随着纳米技术的进步,这些纳米结构将被设计成更智能、更精准的药物递送系统,能够响应特定的生理信号,实现靶向治疗。HA纳米纤维和纳米胶束的多功能化将使其在促进伤口愈合、皮肤再生以及抗衰老治疗中发挥更大作用。此外,通过优化这些纳米结构的生物降解性,可以减少长期积累的潜在风险,提高治疗的安全性。在化妆品领域,HA基纳米结构的应用将推动个性化护肤解决方案的发展,满足消费者对高效、安全美容产品的需求。总体而言,HA纳米技术的发展将为乳液产品带来革命性的变化,为医疗健康和美容护理领域提供更多创新解决方案。


参考文献

1.        Salih ARC, Farooqi HMU, Amin H, Karn PR, Meghani N, Nagendran S. Hyaluronic acid: comprehensive review of a multifunctional biopolymer. Futur J Pharm Sci. 2024;10(1). doi:10.1186/s43094-024-00636-y

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维生素B12与运动员的红细胞:一项新研究揭示了两者之间的关系

2025-05-27 11:14

      无载体纳米药物凭借其高达100%的药物载药量和无需惰性载体的特点,正成为疾病治疗领域的一颗新星。这种创新药物递送系统通过药物分子间的非共价相互作用,如疏水相互作用、ππ堆叠等,实现自组装,形成稳定的纳米结构。在治疗癌症、炎症、缺血性中风等多种疾病中展现出巨大潜力。在2024年,《生物化学与生物物理进展》(Progress in Biochemistry and Biophysics)杂志发表了关于无载体纳米药物的深入研究,全面探讨了这一领域的最新进展1

 

—— 无载体纳米药物介绍 ——


      无载体纳米药物是一种创新的药物递送系统,它们通过药物分子间的非共价相互作用,如疏水相互作用、ππ堆叠、氢键、静电力和配位相互作用,实现自组装形成稳定的纳米结构2。这种设计具有高载药量(可达100%),避免了传统载体可能引起的毒性问题,同时简化了合成过程2


      无载体纳米药物在提高药物的水分散性、生物稳定性,延长血液循环时间,并减少非靶向毒性方面具有显著优势2。此外,无载体纳米药物在抗肿瘤、抗菌、抗炎和抗氧化等生物医学领域展现出广泛的应用潜力3。然而,无载体纳米药物在临床应用中仍面临组装过程不可预测、递送效率不足等挑战3


      未来的研究将聚焦于优化设计、提升递送效率,并确保药物的安全性和有效性3。例如,通过引入聚合物(如PEG、壳聚糖、PDAPVA等)、小分子以及红细胞膜等策略,可以提高无载体纳米药物的稳定性和血液循环时间2。同时,通过引入活性靶向分子,如透明质酸、叶酸等,可以提高其在肿瘤部位的积聚和细胞内化效率2


      此外,无载体纳米药物的自组装技术包括“自下而上”和“自上而下”的方法,其中“自下而上”的方法如纳米沉淀、模板辅助再沉淀、薄膜水化、配位驱动的自组装和超临界流体技术,而“自上而下”的方法如媒体研磨和高压均质化。这些技术的发展为实现精确药物递送和提高治疗效果提供了新的可能性3


—— 无载体纳米药物制作工艺 ——


      无载体纳米药物的制备通常涉及高压均质技术,这是一种物理方法,通过施加高压力使药物颗粒在通过狭窄通道时受到剪切力、冲击力和空化效应,从而达到减小粒径和增大比表面积的目的4。以阿霉素为例,其无载体纳米药物的制备过程涉及将阿霉素溶解在柠檬酸钠溶液中,并通过超声辅助混合均匀。随后,混合溶液在室温下避光反应一段时间,以促进药物分子间的自组装。反应完成后,通过高速离心和洗涤步骤来分离和纯化形成的纳米药物,最后通过冷冻干燥得到最终产品。


      在高压均质的具体操作中,虽然具体的参数如压力、均质次数和流体温度等未在搜索结果中明确给出,但这些参数的选择对纳米药物的最终质量和性能至关重要。通常,均质压力可能在几百到几千巴之间,均质次数可能需要多次以达到所需的粒径分布,而流体温度则需要控制在一定范围内以避免药物分解4。这些参数需要根据药物的物理化学性质和所需的最终粒径大小进行优化,以实现最佳的制备效果。


—— 无载体纳米药物临床应用 ——


      在临床应用方面,无载体纳米药物展现出了显著的优势。不仅提高了药物的水溶性和生物稳定性,延长了血液循环时间,还减少了非靶向毒性。此外,无载体纳米药物在癌症、炎症、缺血性中风、动脉粥样硬化、脂肪肝和骨质疏松症等多种疾病的治疗中显示出潜力。例如,通过自组装形成的纳米药物可以用于荧光成像、磁共振成像(MRI)、化疗、光动力疗法(PDT)、光热疗法(PTT)、放射疗法、免疫疗法、基因疗法和组合疗法等。


用于疾病治疗的基于不同原料药的无载体纳米药物


      然而,无载体纳米药物的临床转化仍面临挑战,包括不可预测的组装过程、递送效率不足和体内命运不明确等问题。为了克服这些挑战,未来的研究需要聚焦于阐明组装机制、优化药物筛选和可扩展的制备过程,以及明确药物动力学特征和协同治疗机制。此外,还需要提高药物在生理条件下的稳定性,防止不希望的药物泄漏,增强靶向和有效递送到疾病病变部位的能力,最小化不良反应,并排除不可预测的免疫原性。


      无载体纳米药物的制备方法包括“自下而上”的方法(如纳米沉淀、模板辅助再沉淀、薄膜水化、配位驱动的自组装和超临界流体技术)和“自上而下”的方法(如媒体研磨和高压均质化)。这些方法为无载体纳米药物的制备提供了多样化的选择,并为未来的药物递送系统开发提供了新的思路。


—— 展望 ——


      无载体纳米药物的未来发展充满希望,它们在提高治疗效果和减少副作用方面展现出巨大潜力。随着制备技术的不断优化和临床试验的深入,这些纳米药物有望在多种疾病治疗中发挥关键作用。未来的研究将集中在提高药物的稳定性和靶向性,以及开发更安全、更有效的递送系统。此外,通过跨学科合作,无载体纳米药物的设计和应用将更加精准,为患者带来更多的治疗选择。随着技术的进步和成本的降低,无载体纳米药物有望成为临床上的常规治疗手段,为全球健康事业做出重要贡献。



参考文献

1.        Fang F, Chen X. Carrier-Free Nanodrugs: From Bench to Bedside. ACS Nano. 2024;18(35):23827-23841. doi:10.1021/acsnano.4c09027

2.        An J, Zhang Z, Zhang J, Zhang L, Liang G. Research progress in tumor therapy of carrier-free nanodrug. Biomed Pharmacother. 2024;178:117258.

3.        陈婷婷程浩艳李震, et al. 自组装无载体纳米药物的研究进展生物化学与生物物理进展. 2022;49(12):2278-2291. http://pibbcn/article/abstract/20220227

4.        刘磊双嘧达莫纳米混悬剂的制备与药物溶出研究西北药学杂志. Published online 2021.

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维生素B12与运动员的红细胞:一项新研究揭示了两者之间的关系

2025-05-27 11:14


      维生素D,这种至关重要的微量营养素,对我们的骨骼健康和多种生理过程起着决定性作用。在体内,维生素D转化为25(OH)D1,25(OH)2D,与甲状旁腺激素协同工作,以精确调控血钙水平。最新的研究不断揭示维生素D在预防心血管疾病、自身免疫疾病、感染以及某些类型癌症方面的关键作用。2024年,美国心脏代谢和内分泌研究所的最新研究强调,为了实现疾病预防的最佳效果,建议将25(OH)D水平维持在4080 ng/mL的范围内1


【维生素D缺乏的定义】

      维生素D不足:血清25(OH)D浓度低于40 ng/mL,无法满足其生理和生物功能的需求。

      严重维生素D缺乏:血清25(OH)D浓度低于12 ng/mL,此时个体可能会出现与维生素D缺乏相关的症状。

      维生素D充足:血清25(OH)D浓度高于50 ng/mL,这是维持整体健康和强健生理功能所必需的。



  1. 维生素D的重要性及全球缺乏现状


      维生素D是维持人体健康的必需微量营养素,对骨骼健康尤其重要。它在体内转化为25(OH)D1,25(OH)2D,与甲状旁腺激素共同调节血钙水平,影响神经肌肉功能。维生素D还对预防多种疾病有积极作用,包括心血管病、代谢疾病、自身免疫疾病、感染和某些癌症。维生素D不足会加剧炎症和代谢紊乱,增加感染风险。因此,维持血清25(OH)D水平在40 ng/mL以上对健康至关重要。


      全球超过半数的人因缺乏日晒而维生素D不足,尤其在远离赤道的地区。为改善这一状况,需要提高公众对安全日晒、饮食来源和补充维生素D的认识。当前的维生素D摄入建议通常未能满足人体需求,因为它们没有考虑到维生素D在疾病预防方面的作用。全球范围内,由于日晒不足和避免阳光的行为,维生素D缺乏普遍存在,导致超过半数的人口血清25(OH)D水平低于40 ng/mL。这种缺乏状态可能会加剧多种疾病,增加其他疾病的易感性。


      为了改善这一状况,需要提高公众对维生素D重要性的认识,鼓励安全的日晒习惯,增加饮食中维生素D的摄入,并在必要时补充。尽管有证据表明,维持25(OH)D浓度在4080 ng/mL范围内对健康和疾病预防最为理想,但许多政府和健康机构的推荐量仍然偏低,未能充分利用维生素D在促进健康方面的潜力。因此,重新评估和更新维生素D的推荐摄入量对于改善全球人口的健康状况至关重要。通过提高血清25(OH)D水平,不仅可以增强骨骼健康,还可以降低多种慢性疾病和急性感染的风险,从而提高生活质量并减少医疗保健成本。


2. 维生素D的合成


      维生素D的合成是维持人体健康的关键过程。尽管可以通过食物和补充剂摄取维生素D,但大部分维生素D的来源是通过皮肤暴露于阳光中的紫外线BUVB)来合成的。皮肤中的7-脱氢胆固醇(7-DHC)在UVB照射下转化为前维生素D3,进而通过热异构化形成维生素D3。这个过程的效率受到多种因素的影响,包括皮肤色素含量、UVB的强度和持续时间、一天中的时间、季节、使用的防晒产品或衣物以及皮肤状况等。


      维生素D3在体内经过一系列代谢过程,最终转化为其活性形式——钙化三醇(1,25(OH)2D)。首先,维生素D3在肝脏中经过25-羟化酶的作用转化为25-羟基维生素D25(OH)D),这是维生素D状态的最佳生物标志物。随后,25(OH)D在肾脏中的1α-羟化酶作用下进一步转化为1,25(OH)2D,也称为钙化三醇。此外,某些外周细胞,如免疫细胞,也能通过细胞内的1α-羟化酶将25(OH)D转化为1,25(OH)2D,这对于它们的保护性生理作用至关重要。


      值得注意的是,皮肤合成维生素D的能力具有内在的反馈机制,可以防止因过度日晒而导致血液中维生素D过量,从而避免维生素D中毒或高钙血症。然而,这种合成过程在早晨和傍晚、冬季、通过双层玻璃窗的室内日晒,或当皮肤被衣物或防晒霜覆盖时几乎不会发生。因此,生活在高纬度地区或因文化习惯避免日晒的人们往往面临维生素D缺乏的风险,这就需要通过饮食、补充剂或安全的日光浴来确保足够的维生素D水平。


3. 维生素D的生理作用与健康重要性


      维生素D的生理学是一门研究维生素D在人体中作用的科学。这种重要的营养素在体内扮演着多种角色,其生理功能不仅限于支持骨骼健康,还扩展到调节免疫系统、影响细胞生长和分化,以及维持整体健康。


      钙化三醇,是通过一系列代谢步骤在体内生成的。这个过程开始于皮肤暴露于紫外线BUVB)下,将7-脱氢胆固醇(7-DHC)转化为维生素D3。随后,维生素D3在肝脏中被转化为25-羟基维生素D25(OH)D),并在肾脏中进一步转化为1,25(OH)2D。值得注意的是,1,25(OH)2D不仅在肾脏中产生,某些外周细胞,如免疫细胞和上皮细胞,也能根据局部需要合成这种激素。


7-脱氢胆固醇(7-DHC)在暴露于UVB射线后生成维生素D3的途径


      维生素D在调节钙和磷代谢中起着至关重要的作用。它通过促进肠道对钙和磷的吸收、调节肾脏对这些矿物质的重吸收,以及维持骨骼矿化,来保持血液中钙和磷的浓度稳定。此外,维生素D还参与调节甲状旁腺激素(PTH)的分泌,这是一种调节血钙水平的关键激素。


      除了这些经典功能外,维生素D还具有广泛的非骨骼效应。例如,它通过与维生素D受体(VDR)结合,影响基因表达,从而调节免疫细胞的功能。这种调节作用有助于预防某些自身免疫疾病和某些类型的癌症。此外,维生素D还参与调节细胞增殖、分化和凋亡,影响肌肉功能,甚至影响心理健康,包括情绪和认知功能。


      维生素D的生理作用强调了维持适当血清25(OH)D水平的重要性。研究表明,低于40 ng/mL的水平与多种健康问题相关,而将25(OH)D浓度维持在4080 ng/mL范围内可能有助于预防多种慢性疾病。因此,确保足够的维生素D摄入对于维护整体健康至关重要。  


      然而,由于地理位置、季节、皮肤色素、防晒行为等因素,许多人可能无法通过日晒获得足够的维生素D。因此,饮食和补充剂成为重要的维生素D来源。食物来源包括油性鱼类、强化食品和某些蘑菇,但这些来源可能无法提供足够的维生素D,特别是对于有特定需求的人群,如老年人、孕妇和地理位置远离赤道的人群。


维生素 D1,25(OH) 2 D)的更广泛功能:该图说明了影响身体各种细胞和组织的内分泌和非内分泌功能


4. 维持生理血清 25(OH)D 浓度的成本


      维生素D的健康经济学强调了维持适当血清25(OH)D浓度的成本效益。维生素D作为一种广泛可用的微量营养素,其补充成本相对较低,尤其与治疗维生素D缺乏相关疾病(如心血管疾病、自身免疫疾病、某些癌症)的高昂医疗费用相比。例如,维生素D3补充剂在西方市场上的年供应成本通常不到8美元,而针对维生素D缺乏症的治疗和相关并发症的处理费用可能每年高达数千至数万美元。


      通过口服维生素D补充剂或通过安全的日晒来维持血清25(OH)D水平在4080 ng/mL的范围内,可以显著降低某些慢性疾病的发病率和死亡率,从而减少长期医疗费用。此外,通过预防疾病,维生素D补充还可能提高个体的生活质量和工作生产力。


      公共卫生策略,如鼓励阳光照射、食品强化和维生素D补充指导,可以作为成本效益高的手段来提高人群的维生素D水平。这些策略的实施成本远低于治疗维生素D缺乏引起的健康问题的花费。因此,投资于预防措施不仅有助于提高公共健康水平,还可能在经济上带来节省。


总结与展望


      维生素D作为关键的微量营养素,对维护骨骼健康、免疫系统调节以及预防多种慢性疾病至关重要。当前全球普遍存在维生素D缺乏问题,尤其是在高纬度地区和避免日晒的人群中。维持25(OH)D水平在4080 ng/mL范围内,不仅能够增强骨骼健康,还能降低慢性疾病风险,提高生活质量。未来,通过提高公众对维生素D重要性的认识,鼓励安全日晒、增加饮食摄入和适当补充,有望改善全球人口的维生素D状况,减少相关疾病的医疗负担,实现更广泛的健康和经济效益。


参考文献

1.        Wimalawansa SJ. Physiology of Vitamin D-Focusing on Disease Prevention. Nutrients. 2024;16(11). doi:10.3390/nu16111666

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维生素B12与运动员的红细胞:一项新研究揭示了两者之间的关系

2025-05-27 11:14


        B族维生素对于维护人体健康至关重要,它们参与了包括能量代谢和免疫调节在内的多种生理活动。2024年在《Cell Host & Microbe》杂志发表的研究深入揭示了B族维生素的多面性,包括它们在不同饮食中的丰富度以及肠道微生物在合成这些关键营养素中的作用。该研究从生态和进化的角度审视了B族维生素在塑造人类与微生物共生关系中的核心地位,并提出了创新的基于微生物群的疗法,旨在提升B族维生素的生物利用度,进而促进人类健康1


【B族维生素在人类健康和疾病中的作用】


        B族维生素是一组水溶性维生素,对人类健康至关重要。它们在身体的许多关键生理过程中发挥着不可或缺的作用,包括支持能量的产生、神经系统的正常运作、红细胞的生成以及心脏健康。硫胺素有助于心脏和肌肉的功能,而核黄素对细胞能量的产生至关重要。烟酸对DNA修复和消化系统健康非常重要。泛酸是合成和代谢脂肪、荷尔蒙和血红蛋白所必需的。吡哆醇有助于大脑功能和免疫功能,而生物素对健康的皮肤、头发和指甲至关重要。叶酸和钴胺素对维持神经系统健康和生产红细胞至关重要。


      缺乏任何一种B族维生素都可能导致健康问题。例如,硫胺素缺乏可能导致脚气病,而叶酸和钴胺素的缺乏可能导致贫血。此外,B族维生素的不足还与心脏病、认知功能下降和某些类型的癌症有关。因此,确保足够的B族维生素摄入对于预防这些健康问题至关重要。饮食来源包括全谷物、肉类、鱼类、蛋类、乳制品和某些蔬菜。由于B族维生素是水溶性的,它们不会在体内储存,因此每天都需要通过饮食来补充。


B族维生素对健康和疾病的重要性


【影响B族维生素状态的因素】


      影响B族维生素状态的因素众多,其中包括饮食习惯、生活方式、遗传因素以及肠道微生物群的组成和功能。饮食习惯是影响B族维生素摄入和状态的首要因素,因为不同食物的B族维生素含量各异。例如,富含钴胺素的食物主要是动物性食品,如肉类和奶制品,而植物性食品通常不含钴胺素。此外,长期饮酒、年龄增长导致的胃酸分泌减少以及某些药物的使用,如长期应用某些抗癫痫药物,都可能干扰B族维生素的吸收和代谢。


      肠道微生物群也扮演着重要角色,它们能够合成某些B族维生素,如硫胺素、核黄素、烟酸、泛酸、生物素、叶酸和钴胺素,对维持宿主的B族维生素水平具有积极作用。然而,肠道微生物群的多样性和功能可能因个体差异、饮食习惯、抗生素使用等因素而异,进而影响B族维生素的合成和可用性。此外,生理状态,如怀孕和哺乳期间对B族维生素需求增加,也会影响个体的B族维生素状态。


【饮食和肠道微生物群的相互作用】


      饮食和肠道微生物群之间的相互作用对人体健康至关重要,尤其是在B族维生素的合成和吸收方面。我们所摄取的食物不仅为我们自己提供营养,也滋养了肠道中的微生物。这些微生物通过发酵过程,能够合成某些B族维生素,进而影响我们的维生素状态。


      肠道微生物群的多样性和组成直接影响它们合成B族维生素的能力。例如,某些肠道细菌能有效合成硫胺素、核黄素、烟酸、泛酸、生物素、叶酸和钴胺素等维生素。然而,这些微生物的合成活动受到我们饮食成分的影响。富含纤维的食物可以增加肠道中有益微生物的数量,从而可能提高B族维生素的合成。相反,高脂肪、低纤维的饮食可能会减少这些有益细菌,影响B族维生素的产生。


      此外,饮食中的维生素含量也会影响肠道微生物的组成。例如,某些维生素能够促进特定益生菌的生长,而这些益生菌又能进一步增强维生素的合成。这种相互依赖的关系突显了饮食对维持肠道微生物平衡和促进健康的重要性。


透过饮食和胃肠道群平衡B族维生素


【结论与展望】


        B族维生素是维持人体多项生理功能和健康的关键因素。研究显示,饮食和肠道微生物群的相互作用对B族维生素的状态有着显著影响。良好的饮食习惯和肠道微生物群的平衡对于确保足够的B族维生素合成和吸收至关重要。


      未来的研究应进一步探索饮食、肠道微生物群和B族维生素之间的复杂关系,并开发个性化的营养策略来优化B族维生素的合成和吸收。同时,需要提高公众对B族维生素重要性的认识,以促进健康生活方式,减少相关疾病的发生。随着科技进步,基于微生物群的疗法有望成为改善B族维生素状态和增强公众健康的新途径。


参考文献

1.        Yang Y, Ke Y, Liu X, et al. Navigating the B vitamins: Dietary diversity, microbial synthesis, and human health. Cell Host Microbe. 2024;32(1):12-18. doi:10.1016/j.chom.2023.12.004

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维生素B12与运动员的红细胞:一项新研究揭示了两者之间的关系

2025-05-27 11:14


      纳米乳液技术,作为食品科学领域的一项突破性进展,正在逐步改变我们对食品成分的理解和应用。本文深入探讨了纳米乳液的生产方法、功能特性、在食品领域的多样化应用,以及其安全性和毒理学效应1

纳米乳液技术概述


      纳米乳液是一种由纳米级油滴在连续相中分散形成的胶体系统。这些油滴的尺寸通常在20200纳米之间,赋予了纳米乳液独特的物理和化学特性,使其在食品工业中具有广泛的应用潜力。


生产方法


      纳米乳液的生产涉及多种方法,包括:

  • 低能方法:利用系统内部的物理性质,通过调整温度和组成来实现油滴的自发形成。
  • 高能方法:使用高压均质化、超声分散或微流化技术,通过机械力产生细小油滴。


图示

描述已自动生成

透过低能量方法形成纳米乳


  

透过高能量方法形成纳米乳


功能特性


      纳米乳液的功能特性包括:

  • 稳定性:纳米乳液具有出色的物理稳定性,能够抵抗聚集和沉降,延长食品的保质期。
  • 溶解度:能够显著提高脂溶性物质在水中的溶解度,从而增加其生物利用度。
  • 靶向传递:通过纳米封装技术,实现对食品中活性成分的控制释放和靶向传递。


食品领域的应用


      纳米乳液技术在食品工业中的应用包括:

  • 活性成分的封装:保护易受环境影响的维生素、抗氧化剂等生物活性成分。
  • 食品包装:开发新型包装材料,通过纳米乳液技术延长食品的保质期和提高食品安全性。
  • 新产品开发:创造具有增强营养价值和改善感官特性的创新食品。


安全性和毒理学效应


      纳米乳液的安全性和毒理学效应是研究的重点:

  • 体外和体内测试:通过模拟消化系统的条件,评估纳米乳液在消化过程中的行为及其对健康的影响。
  • 监管和公众认知:遵循国际监管指南和公众对食品安全的期望,确保纳米乳液技术的应用既安全又透明。


结论和未来方向


      纳米乳液技术在食品工业中的应用前景广阔,但仍需进一步研究以解决配方设计、原料选择、与食品成分的兼容性以及安全性问题。未来的研究将集中在规模化生产和商业化应用上,以实现纳米乳液技术的全面潜力。


参考文献

1.        Cardil A, Monedero S, Schag G, Tapia M. Jo u rn a ro of. J Alloys Compd. Published online 2021:165187. doi:10.1016/j.foodp.2024.100024

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