Makula karotenoidid (luteiin, zeaksantiin, meso-zeaksantiin) makulast kaugemale

Sissejuhatus: Luteiin, zeaksantiin ja meso-zeaksantiin on kollased karotenoidpigmented, mis kontsentreeruvad silma makulas. Lisaks sinise valguse filtreerimisele võrkkestas võivad need makula karotenoidid laiemalt mõjutada nägemis- ja neuraalfunktsiooni – potentsiaalse tähtsusega glaukoomi ja vananemise puhul. Glaukoomi korral kahjustab võrkkesta ganglionirakkude ja nende kiudude varajane kahjustus nägemisülesandeid, nagu madala kontrastsusega ja pimestamisnägemine. Seetõttu on hiljutised uuringud uurinud, kas makulapigmendi suurendamine (dieedi või toidulisandite kaudu) võib parandada kontrasti tundlikkust, kiirendada pimestamisest taastumist (fotostress) ja isegi neuraalprotsesside efektiivsust. Samal ajal võivad luteiini/zeaksantiini antioksüdantsed ja põletikuvastased toimed kaitsta võrkkesta neuroneid ja nägemisnärvi kude. Me vaatleme tõendeid, mis seostavad neid karotenoide glaukoomiga seotud nägemismõõdikutega, võrkkesta/närvi rakulise stressiga ja laiemate eelistega vananemisel – sealhulgas tunnetus- ja kardiovaskulaarse tervisega. Lõpetuseks käsitleme nende imendumist (bioloogilist kättesaadavust), toiduallikaid vs toidulisandeid ja ohutusprofiili.

Karotenoidid ja nägemisfunktsioon

Makula karotenoidid toimivad silmas optiliste filtritena ja antioksüdantidena. Lühilainepikkusega valguse absorbeerimise ja reaktiivsete hapnikuühendite (ROS) eemaldamisega saavad nad parandada nägemisfunktsiooni. Näiteks on teada, et suurem makulapigment parandab kontrasti tundlikkust ja vähendab pimestamist tervetes silmades (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). See juhtub seetõttu, et tihe pigment filtreerib eksitavat sinist valgust, vähendades intraokulaarset hajumist ja suurendades piltide kontrasti võrkkestal. Ühes hiljutises uuringus parandas suurem makulapigmendi tihedus oluliselt kontrasti teravust ja lühendas taastumist pärast eredat sähvatust (fotostress) (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Üheaastases tervete täiskasvanute uuringus suurendas igapäevane luteiini (10 mg) pluss zeaksantiini (2 mg) tarbimine makulapigmenti ja kiirendas pimestamisest taastumist: katsealused kohanesid ereda valgusega kiiremini ja näitasid paremat värvikontrasti võrreldes platseebogrupiga (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). (Selles uuringus jälgis teatatud pimestamisest tingitud puue samuti pigmendi tihedust, kuigi toidulisandite manustamine ei põhjustanud pimestamislävel statistiliselt olulist muutust (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov).)

Eriti glaukoomi puhul on patsientidel sageli vähenenud kontrasti tundlikkus juba enne, kui nägemisvälja kadu on ilmne. Glaukoomi korral kipuvad makula kahjustused alguses tsentraalset nägemist säästma, kuid üldine nägemiskvaliteet kannatab. On tõenäoline, et makulapigmendi suurendamine võiks aidata neil patsientidel pimestamist paremini taluda või kontrasti paremini märgata. Tõepoolest, makulapigmendi sinise valguse filtreerimine kipub parandama kontrasti ja vähendama pimestamise efekte (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ühes glaukoomiuuringus märgiti, et makulapigment parandas tervetel isikutel „kontrasti tundlikkust ja pimestamisest tingitud puuet“, kuigi selle kasu glaukoomi korral (”pimestamisest tingitud puue glaukoomi puhul”) võib varieeruda sõltuvalt valgustingimustest (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Üldiselt viitavad andmed, et luteiini+zeaksantiini suurendamine toob sageli kaasa tagasihoidliku paranemise tegeliku elu nägemisülesannetes. Näiteks suures uuringus said terved isikud pärast üheaastast L/Z toidulisandite tarbimist märkimisväärse eelise värvikontrasti ülesannetes (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Need nägemise paranemised toetavad ideed, et paranenud pimestamisest taastumine ja kontrast on saavutatavad igas nägemissüsteemis, sealhulgas glaukoomipatsientidel.

Lisaks põhilistele nägemismõõdikutele on veel üks asjakohane näitaja neuraalprotsesside efektiivsus. Visuaalne teave peab kiiresti silmast ajju edastama ja see protsess võib vanuse või haigusega aeglustuda. Toidulisandite uuringud näitavad, et luteiin ja zeaksantiin võivad kiirendada teatud neuraalseid reaktsioone. Juhuslikustatud uuringus näitasid luteiini+zeaksantiini tarbinud noored täiskasvanud kiiremat visuaalset töötlemist: nende kriitilised virvenduse sulandumisläved paranesid, reaktsiooniajad olid lühemad ja kiireid ajastusülesandeid sooritati täpsemini (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Need leiud viitavad paranenenud neuraalefektiivsusele visuaal-motoorsetes vastustes kõrgema karotenoiditasemega. Kontrollrühmal (vabandust sõnamängu pärast) need nõudlikud ajastusmeetmed ei paranenud. Arvatakse, et luteiin/zeaksantiin võivad optimeerida sünaptilist ühenduvust või müeliniseerumist nägemisteedes, kuigi täpseid mehhanisme uuritakse veel (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Kokkuvõttes, kuigi glaukoomipatsientidel on otsesed uuringud piiratud, on laiemad tõendid selged: kõrgem makulapigment kipub parandama kontrasti tundlikkust ja pimestamisest taastumist, ning toidulisandid võivad suurendada fotostressist taastumist ja visuaalset töötlemiskiirust (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Need paranemised väljenduvad paremas “reaalse elu” nägemises, mis on julgustav nii vananevate silmade kui ka haigusseisundite puhul.

Võrkkest ja nägemisnärv: oksüdatiivne stress ja vaskulaarne tugi

Glaukoomikahjustus hõlmab võrkkesta ganglionirakkude (RGC-de) ja nägemisnärvikiudude stressi, mis on osaliselt põhjustatud oksüdatiivsest stressist ja verevoolu puudujääkidest. Luteiini ja zeaksantiini antioksüdantsed toimed võivad seega kaitsta võrkkesta neuroneid. Laboriuuringutes kaitseb luteiin RGC-sid otseselt kahjustuste eest: näiteks hüpoksilise (vähese hapnikuga) või vesinikperoksiidi stressiga kokku puutunud kultiveeritud RGC-5 rakud päästeti luteiinraviga (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Selles uuringus vähendas luteiin kahjulike H₂O₂ ja superoksiidradikaalide intratsellulaarset akumuleerumist, takistades rakkude surma (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Teised karotenoidid (nagu zeaksantiin ja astaksantiin) on näidanud sarnaseid RGC-d kaitsvaid toimeid. Laiemalt, võrkkesta isheemia/reperfusioonikahjustuse uuringud teatavad, et luteiin piirab neuronite kadu ROS-i kustutamise ja põletiku summutamisega (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Võrkkesta isheemia loommudelites on luteiiniga töödeldud silmadel väiksemad degeneratsioonitsoonid ja kõrgem glutatiooni (võtmeantioksüdant) tase kui kontrollrühmadel, mis viitab võrkkesta neuronite säilimisele.

Need leiud viitavad, et luteiin/zeaksantiin võivad tugevdada sisemist võrkkesta ja nägemisnärvi oksüdatiivsete kahjustuste vastu – samade kahjustuste vastu, mis on seotud glaukoomiga. Praktikas võiks see tähendada RGC-de kao aeglasemat progresseerumist või paremat funktsionaalset vastupanuvõimet, kuigi otsesed kliinilised tõendid on veel alles ilmnemas. Oluline on, et luteiin ja seotud karotenoidid läbivad vere-võrkkesta barjääri ja jõuavad isegi ajju (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), seega nende kaitsev toime ei piirdu ainult makulaga.

Vaskulaarne tugi on veel üks mehhanism. Terve verevool on oluline nägemisnärvi hapnikuga varustamiseks ja toitainetega. Luteiin on silmamudelites aidanud kaasa veresoonte paranemisele: hapnikust põhjustatud retinopaatia mudelis kiirendas luteiin võrkkesta veresoonte normaalset taaskasvamist ja vähendas kahjustatud veresoontest lekkimist (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kuigi see mudel käsitleb arenevaid võrkkesta veresooni, demonstreerib see luteiini võimet soodustada füsioloogilist revaskularisatsiooni. Inimeste puhul viitavad epidemioloogilised andmed ka vaskulaarsetele seostele: üks uuring leidis, et soovitud võrkkesta veresoonte omadused (nagu laiemad arterioolid ja väiksem väänamine) olid seotud kõrgema seerumi luteiini ja zeaksantiini tasemega (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kuna võrkkesta veresoonte geomeetria peegeldab sageli süsteemset vaskulaarset tervist, viitab see, et luteiini tarbimine võib aidata säilitada tervislikumat mikrotsirkulatsiooni. Autorid märgivad, et kitsamad või väänamamad võrkkesta veresooned — halva mikrovaskulaarse tervise markerid — olid korrelatsioonis madalamate karotenoidide tasemega (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Seega näib kõrge luteiini/zeaksantiini tase olevat seotud soodsama võrkkesta vaskulaarse profiiliga.

Kokkuvõttes näitavad tõendid, et makula karotenoidid aitavad võrkkesta ja nägemisnärvi tervist, neutraliseerides oksüdatiivset stressi ja toetades vaskulaarset terviklikkust. Glaukoomi puhul, kus oksüdatiivsed kahjustused ja vähenenud perfusioon aitavad kaasa ganglionirakkude surmale, on need toimed potentsiaalselt kasulikud. Seega võiks luteiini/zeaksantiini suurendamine pakkuda neuroprotektsiooni glaukoomiga seotud kudedele.

Süsteemne vananemine: tunnetus ja kardiometaboolne tervis

Lisaks silmale uuritakse luteiini ja selle kaaslasi ksantofülle nende laiaulatusliku tervisemõju tõttu vananemisel. Üks suure huvi valdkond on kognitiivne funktsioon. Luteiin ja zeaksantiin akumuleeruvad nii ajus kui ka võrkkestas, ja vaatlusuuringud on seostanud kõrgema ajukarotenoidide taseme parema kognitiivse sooritusega. Juhuslikustatud uuringud viitavad nüüd, et toidulisandite manustamine võib anda reaalseid eeliseid. Ühes topeltpimedas uuringus näitasid kogukonnas elavad vanemad täiskasvanud, kes võtsid igapäevaselt luteiini+zeaksantiini, ühe aasta möödudes paranenenud tunnetusfunktsiooni. Nad ületasid oluliselt platseebot kompleksse tähelepanu ja kognitiivse paindlikkuse (täitevfunktsioon) testides (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Samuti täheldati suundumust parema mälu poole. Soolise spetsiifilisusega analüüsis parandasid toidulisandeid tarbinud mehed kombineeritud mälu skoore. Autorid järeldasid, et L/Z toidulisandid parandasid kognitiivset sooritust tervetel vanematel täiskasvanutel (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Eraldi uuringus inimestel, kes ise teatasid mäluprobleemidest, leiti, et L/Z suurendas episoodilist (verbaalset) mälu võrreldes platseeboga kuue kuu jooksul (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Oluline on, et need neuraalsed paranemised peegeldasid seerumi karotenoidide ja makulapigmendi tõusu, viidates L/Z süsteemsele suurenemisele närvikudedes. Kokkuvõttes: luteiini/zeaksantiini rikastatud dieedid või toidulisandid on korduvalt näidanud positiivset mõju aju vananemisele – parandades eakate tähelepanu, töötlemiskiirust ja mälu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Kardiometaboolne tervis on veel üks kriitiline vananemise aspekt, kus antioksüdandid nagu luteiin võivad aidata. Oksüdatiivne stress ja põletik on ateroskleroosi, metaboolse sündroomi ja insuliiniresistentsuse aluseks. Süstemaatilised toitumisuuringute ülevaated on leidnud, et kõrgem luteiini tarbimine või veretasemed korreleeruvad vähenenud kardiovaskulaarse riskiga. Näiteks kümnete uuringute metaanalüüs teatas, et inimestel, kellel oli kõrgeim luteiini tase, oli umbes 10–20% väiksem koronaarhaiguse ja insuldi risk kui neil, kellel oli madalaim luteiini tase (www.sciencedirect.com). See kasu tuleneb tõenäoliselt osaliselt luteiini võimest põletikku vähendada. Sama analüüs märkis, et luteiin oli seotud madalamate C-reaktiivse valgu (CRP) tasemetega, mis on süsteemse põletiku võtmemarker (www.sciencedirect.com).

Isegi metaboolsete haiguste puhul tundub luteiin kaitsvat. Suures uuringus ameeriklaste seas, kellel oli metaboolne sündroom, seostati kõrgemaid seerumi karotenoidide tasemeid madalama üldsuremusega (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tegelikult osutusid luteiin/zeaksantiin üheks tugevaimaks elulemuse ennustajaks. Uuring viitab, et nendes karotenoidides rikkad dieedid (näiteks rohelised köögiviljad ja munad) võiksid vähendada suremuse riski riskirühma kuuluvatel täiskasvanutel (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). See täiendab varasemaid leide, et kõrged karotenoidide tasemed on seotud madalama rasvumisega seotud seisundite esinemissagedusega ja parema insuliinitundlikkusega.

Lühidalt, makula karotenoidid ei ole ainult silmapigmendid; need on süsteemsed antioksüdandid. Vabade radikaalide kustutamise ja põletiku summutamisega näivad nad toetavat tervet vananemist nii aju- kui ka veresoonte süsteemides. On mõistlik arvata, et need luteiini/zeaksantiini laiaulatuslikud eelised – paranenud tunnetus ja paremad kardiometaboolsed markerid – tulenevad samadest molekulaarsetest toimetest, mis kaitsevad võrkkesta neuroneid.

Bioloogiline kättesaadavus, toiduallikad ja toidulisandid

Luteiin ja zeaksantiin on rasvlahustuvad karotenoidid, seega nende imendumine sõltub toidurasvast ja valmistusviisist. Toiduainetes leidub neid pigmente lipiidirohketes maatriksites (nt munakollases või taimede bilipidkihtmembrakites). Sellisena parandab nende tarbimine koos väikese koguse rasvaga (õli või munakollane) oluliselt imendumist. Vastupidi, luteiini tableti võtmine tühja kõhuga viib halvemale imendumisele. Uuringud on neid efekte kvantifitseerinud: näiteks üks uuring võrdles kahte toidulisandi koostist ja leidis, et tärklisepõhine (õlimatriks) luteiini kapsel andis palju kõrgemaid veretasemeid kui alginaadipõhine kapsel (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). See näitab, et toidulisandi vorm mõjutab tugevasti bioloogilist kättesaadavust. Praktikas kapseldavad enamik kommertslikke silma toidulisandeid luteiini/zeaksantiini õlis või mitsellides, et maksimeerida imendumist.

Makula karotenoidide rikkad toidud on enamasti rohelised või kollased taimed (pluss muna). Silma paistavad tumedad lehtköögiviljad: lehtkapsas, spinat, brokkoli, herned ja salat kõik sisaldavad märkimisväärselt luteiini/zeaksantiini (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Mais, kõrvits ja munad panustavad samuti. Märkimisväärselt on munakollane eriti bioloogiliselt kättesaadav allikas, sest selle rasvasisaldus aitab luteiini lahustada (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tegelikult on kanamunasid nimetatud luteiini/zeaksantiini “paremateks allikateks” kui paljusid puu-/köögivilju tänu sellele rasvasisaldusele (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tüüpiline luteiinisisaldus: keedetud spinat või lehtkapsas võivad sisaldada ~11–18 mg 100 g kohta; munakollased sisaldavad mõned mg munakollase kohta sõltuvalt kana toidust. Tasakaalustatud toitumine tassi keedetud spinati või lehtkapsa ja munaga võib kergesti pakkuda mitu milligrammi päevas.

Toidulisandite manustamine võib pakkuda suuremaid annuseid kui ainult dieet. Näiteks AREDS2 (suur silmade tervise uuring) kasutas igapäevaselt 10 mg luteiini + 2 mg zeaksantiini. Kliinilistes uuringutes kasutatakse sageli sarnaseid annuseid (10–20 mg luteiini) hea tulemusega (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Päriselulised käitumisuuringud näitavad, et dieet võib makulapigmenti mõjutada kuude jooksul: üks aruanne leidis, et spinati/lehtkapsa lisamine dieeti nelja nädala jooksul suurendas makulapigmendi optilist tihedust umbes 4–5% võrra (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). See on mõõdetav kasu, kuid palju väiksem kui see, mida toidulisandid võivad saavutada. Seega suurendavad mõlemad lähenemised koe luteiini taset: täistoidupõhised sekkumised aeglaselt ja terviklikult, toidulisandid kiiresti ja ennustatavalt.

Ohutus ja talutavus

Luteiinil ja zeaksantiinil on suurepärased ohutusprofiilid. Need on looduslikud toidukomponendid (nt spinatis ja munades) ja reguleerijad on kehtestanud neile kõrged tarbimisläved. FDA tunnustab luteiini toiduainetes kasutamiseks üldiselt ohutuks (GRAS). (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) Tüüpilised dieedid lääneriikides annavad vaid umbes 1–2 mg päevas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), samas kui toidulisandid pakuvad sageli 10 mg või rohkem ilma probleemideta. Kliinilised uuringud kuni 20 mg päevas tarbimisel ei ole teatanud tõsistest kõrvaltoimetest, mis oleksid tingitud luteiinist/zeaksantiinist. Ülalmainitud kognitiivuuringutes ei olnud toidulisandite grupi kõrvaltoimed sagedasemad kui platseebogrupis (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). L/Z tarbimisel kuude jooksul ei täheldatud muutusi vererõhus ega kehakaalus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ainus vahel teatatud väike kõrvaltoime on kahjutu naha kollakas värvus (karotenoderma) väga suure tarbimise korral, kuid see on pöörduv ega ole mürgisuse märk. Kokkuvõttes peavad teadlased luteiini ja zeaksantiini äärmiselt hästi talutavateks (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Kokkuvõte

Kokkuvõttes on makula karotenoididel paljutõotavad rollid väljaspool ainult tsentraalset võrkkesta. Luteiini ja zeaksantiini tarbimise suurendamine – dieedi või sihipärase toidulisandite kaudu – võib parandada kontrasti tundlikkust, kiirendada pimestamisest taastumist ja teravdada visuaalset töötlemist, mis on olulised glaukoomipatsientide nägemisfunktsiooni jaoks (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Koetasandil kaitsevad need ksantofüllid võrkkesta neuroneid ja nägemisnärvikiude oksüdatiivse stressi eest ning toetavad veresoonte tervist (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Süsteemselt näivad nad soodustavat tervislikumat vananemist, parandades vanemaealiste kognitiivset sooritust ja korreleerudes vähenenud kardiovaskulaarse/metaboolse riskiga (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.sciencedirect.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Luteiin ja zeaksantiin esinevad looduslikult lehtköögiviljades, munades ja teistes toiduainetes ning on ohutud isegi toidulisandi annustes. Tekib pilt, et makula karotenoidid toimivad kaitsvate “neuropigmentidena” kogu närvi- ja veresoonte süsteemides, viitades nägemis- ja tervisekasule, mis ulatub kaugele makulast endast.