综述:纳米技术在代谢性疾病调控中的应用

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Coordination Chemistry Reviews 20.3

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  本文聚焦纳米技术在代谢性疾病(如糖尿病、心血管疾病等)调控中的应用。阐述纳米材料独特优势,能解决传统疗法弊端,像提升药物递送效果、调节代谢通路。还介绍多种纳米颗粒类型,展现纳米技术在该领域的巨大潜力,为治疗代谢性疾病带来新方向。

  

引言


代谢性疾病是一类因机体处理营养物质和产生能量的能力出现异常的疾病,涵盖糖尿病(DM)、心血管疾病(CVDs)、肥胖症、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、痛风、甲状腺疾病以及肿瘤代谢等。其中,肿瘤是否应归为代谢性疾病尚存争议。有人认为肿瘤是由关键基因的突变和表观遗传变化驱动的遗传疾病,但考虑到肿瘤中代谢状态的改变,也有观点主张其为代谢性疾病。

糖尿病在全球影响着大量人群,2021 年,全球 20 - 79 岁成年人中约 10.5%(53700 万人)患有糖尿病,近一半患者未察觉自身患病。糖尿病分为 1 型糖尿病(T1DM)和 2 型糖尿病(T2DM),前者是自身免疫性疾病导致胰岛素缺乏,后者以胰岛素抵抗(IR)和胰岛素分泌进行性下降为特征。肥胖与胰岛素抵抗、心血管疾病和非酒精性脂肪性肝病的风险增加密切相关,此外,高脂血症、代谢综合征、痛风和甲状腺疾病等也加重了这类疾病的复杂性和负担。

传统的代谢性疾病治疗主要侧重于症状控制,难以针对潜在的病理生理学机制。例如,糖尿病治疗中广泛使用的胰岛素疗法和口服降糖药,需要患者终身坚持使用,且会引发低血糖、胃肠道问题等副作用。心血管疾病的常规治疗,如他汀类药物和双联抗血小板疗法,同样存在不良反应、患者依从性差和对部分患者疗效有限的问题。肥胖管理在患者坚持生活方式改变、药物治疗以及减重手术风险等方面也面临挑战。因此,亟需新的治疗方法来克服这些难题。

纳米技术为解决这些问题带来了希望。纳米材料具有独特的性质,可用于增强药物递送、提高生物利用度和实现靶向调控,克服传统疗法的局限。例如,基于活性氧(ROS)的纳米疗法能改善胰岛素抵抗和管理糖尿病,纳米技术还推动了口服胰岛素制剂的研发,提高了胰岛素的吸收效率。此外,纳米材料的控释功能可实现持续治疗效果并减少副作用,可生物降解的纳米颗粒(NPs)具有生物相容性,能降低长期毒性,提高患者安全性。

纳米颗粒在代谢性疾病中的分类


用于代谢性疾病管理的纳米颗粒可依据其组成进行大致分类。不同类型的纳米颗粒各具独特特性,适用于靶向药物递送、诊断和再生医学等多种治疗应用。了解这些纳米颗粒的关键性质、合成方法和表征技术,有助于更好地将其应用于代谢性疾病的治疗。

纳米材料用于注射胰岛素递送和胰岛细胞疗法


胰岛素由胰腺 β 细胞分泌,是唯一能降低血糖的激素。1 型糖尿病患者依赖胰岛素治疗,2 型糖尿病患者在其他治疗无效时也可能需要胰岛素。然而,口服胰岛素生物利用度极低,皮下注射的胰岛素经外周循环而非门静脉循环递送,影响了其疗效。纳米材料在改善胰岛素递送方面展现出潜力,有望解决这些问题,为糖尿病治疗带来新的突破。

纳米技术在痛风和甲状腺疾病中的应用


痛风是一种由单钠尿酸盐(MSU)晶体在关节及其周围沉积引发的炎症性关节病,会导致促炎细胞因子释放。高尿酸血症常因嘌呤摄入过多和尿酸排泄不畅引起,可发展为痛风。痛风常与糖尿病、高血压并发,造成关节和肾脏损伤。传统治疗主要使用秋水仙碱和非甾体抗炎药(NSAIDs)等抗炎药物缓解疼痛,但无法从根本上解决问题。纳米技术的应用为痛风和甲状腺疾病的治疗提供了新的思路和方法,可能改善治疗效果。

结论与展望


纳米技术在糖尿病、心血管疾病、肥胖症、非酒精性脂肪性肝病和痛风等多种代谢性疾病的治疗中处于革命性前沿。其能够设计出针对特定组织的精密纳米载体,实现药物的持续释放并减少脱靶效应,彰显了药物递送系统(DDS)的重大进展。此外,纳米材料的固有特性在代谢性疾病治疗中发挥着重要作用,为未来更有效、更安全的治疗方案提供了广阔的发展前景。

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