综述:新兴抗肥胖纳米营养剂

【字体: 时间:2025年08月04日 来源:Small Science 8.3

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  这篇综述系统阐述了纳米技术在抗肥胖营养剂(nutraceuticals)领域的突破性应用,聚焦六类营养素(碳水化合物、脂质、蛋白质、维生素、矿物质和植物化学物质)的纳米改性策略,通过增强生物利用度(bioavailability)和靶向递送,为解决传统口服制剂的溶解度低、化学不稳定等瓶颈提供了创新方案。文章详述了纳米纤维素(CNC)、纳米脂质体(NL)、纳米乳(nanoemulsion)等载体的特性及其通过调控AMPK、UCP-1等通路实现的减重机制,为临床转化提供了重要参考。

  

摘要

肥胖作为全球公共卫生危机,其根源常源于膳食失衡。传统抗肥胖营养剂虽兼具营养与药理价值,却因溶解度低、易降解等缺陷导致口服生物利用度受限。纳米技术的兴起为这一困境带来转机——通过将营养剂转化为1-100 nm的聚合物纳米粒(NP)、纳米晶、胶束等形式,显著提升其稳定性、溶解性和靶向性。

1 引言

全球肥胖人口已突破10亿,预计2050年将达19.5亿。现有疗法如生活方式干预和手术存在副作用大、依从性差等问题。纳米化营养剂凭借小尺寸效应和表面修饰技术,可精准递送至肠道特定部位,同时规避消化酶降解,为肥胖防控开辟新路径。

2 碳水化合物

2.1 纤维素

  • CNC:酸水解法制备的纤维素纳米晶(宽度4-7 nm,长度37-45 nm)能结合胆汁盐,抑制脂肪水解酶活性,使高脂饮食(HFD)大鼠体重增长(BWG)降低25.7 g。
  • NFC:纳米纤化纤维素通过物理屏障减少脂滴与脂肪酶接触,0.2%添加量即可抑制小鼠脂肪堆积。
  • BC:细菌纤维素与可溶性膳食纤维协同,通过短链脂肪酸调节肠道菌群,降低肝脏TNF-α水平。

2.2 甲壳素
表面脱乙酰甲壳素纳米纤维(SDACNF)直径10-30 nm,通过吸附胆固醇和甘油三酯(TG),使小鼠脂肪组织重量(ATW)与体重比显著下降,并改善肝脏脂肪变性。

2.3 壳聚糖
水溶性壳聚糖纳米粒(500-800 nm)通过离子凝胶法制备,可降低HFD大鼠血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)23%,同时提升超氧化物歧化酶活性。

3 脂质

3.1 中链脂肪酸(MCFA)
纳米脂质体包裹的MCFA克服了胃肠刺激缺陷,6周干预使小鼠体脂减少15%,血清总胆固醇(TC)下降18%。

3.2 共轭亚油酸(CLA)
纳米乳化CLA(粒径220.8 nm)通过激活PPAR-γ通路,促进3T3-L1脂肪细胞凋亡,效果优于游离CLA。

3.3 多烯磷脂酰胆碱(PPC)
纳米级PPC复合物NWL-10(<40 nm)选择性溶解脂肪细胞,对血管平滑肌细胞毒性降低90%。

4 蛋白质

4.1 灵芝蛋白
纳米脂质体包裹的灵芝蛋白酶解物(粒径149.8 nm)通过下调脂肪酸合成酶(FASN)表达,使3T3-L1细胞脂解效率提升1.6倍。

4.2 细胞色素c(Cyt c)
靶向纳米粒(PTNP,120.1 nm)携带Cyt c特异性诱导脂肪内皮细胞凋亡,HFD小鼠皮下脂肪减少35%。

5 维生素

5.1 维生素A
扇贝磷脂包裹的岩藻黄质(粒径121 nm)通过上调白色脂肪中UCP-1表达,促进脂肪褐变。

5.2 维生素D
纳米乳化的维生素D3可提升肠道吸收率3倍,临床试验显示其使肥胖受试者腰臀比(WHR)降低8.5%。

6 矿物质

6.1 锌
氧化锌纳米粒(38.5 nm)通过激活肝脏SIRT1-AMPK通路,改善HFD小鼠胰岛素抵抗,肝脂沉积减少40%。

6.2 铬
纳米吡啶甲酸铬(nCrPic,49.7 nm)上调猪脂肪组织ADIPOQ基因表达,皮下脂肪厚度降低12%。

7 植物化学物质

7.1 白藜芦醇
PLGA纳米粒(176.1 nm)包封率97.25%,在pH 1.2环境下稳定释放,使HepG2细胞脂滴积聚减少62%。

7.2 表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)
壳聚糖-聚天冬氨酸纳米粒(100.6 nm)靶向动脉粥样斑块,兔模型血清LDL-C水平下降65%。

7.3 辣椒素
自组装纳米乳(20-50 nm)通过激活β3-AR通路促进产热,HFD大鼠血浆TG降低31%。

8 挑战与展望

当前纳米营养剂面临临床转化两大瓶颈:一是交联剂可能引发肝毒性,需开发更安全的材料如植物源性载体;二是人体疗效证据不足,未来需探索多营养素协同递送系统。六类纳米载体中,聚合物纳米粒(NP)因适配性广、安全性高,成为最具潜力发展方向。

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