Makulas karotinoīdi (Luteīns, Zeaksantīns, Mezo-zeaksantīns) ārpus makulas

Ievads: Luteīns, zeaksantīns un mezo-zeaksantīns ir dzeltenie karotinoīdu pigmenti, kas koncentrējas acs makulā. Papildus zilās gaismas filtrēšanai tīklenē, šie makulas karotinoīdi var plašāk ietekmēt redzes un neirālo funkciju – ar potenciālu nozīmi glaukomai un novecošanai. Glaukomā agrīni tīklenes ganglija šūnu un to šķiedru bojājumi pasliktina redzes uzdevumus, piemēram, zema kontrasta un atspīduma redzi. Tāpēc jaunākie pētījumi ir pētījuši, vai makulas pigmenta palielināšana (ar uzturu vai uztura bagātinātājiem) var uzlabot kontrasta jutību, paātrināt atjaunošanos pēc atspīduma (fotostresa) un pat neirālās apstrādes efektivitāti. Vienlaikus luteīna/zeaksantīna antioksidantu un pretiekaisuma darbība varētu aizsargāt tīklenes neironus un redzes nerva audus. Mēs aplūkojam pierādījumus, kas saista šos karotinoīdus ar glaukomai svarīgiem redzes rādītājiem, ar šūnu stresu tīklenē/nervā un ar plašākiem ieguvumiem novecošanā – tostarp kognitīvajām spējām un sirds un asinsvadu veselību. Visbeidzot, mēs aplūkojam to uzsūkšanos (biopieejamību), uztura avotus salīdzinājumā ar uztura bagātinātājiem un drošības profilu.

Karotinoīdi un redzes funkcija

Makulas karotinoīdi acī darbojas kā optiskie filtri un antioksidanti. Absorbējot īsviļņu gaismu un neitralizējot reaktīvās skābekļa sugas (ROS), tie var uzlabot redzes veiktspēju. Piemēram, ir zināms, ka augstāks makulas pigments uzlabo kontrasta jutību un samazina atspīdumu veselās acīs (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tas notiek, jo blīvais pigments filtrē lieko zilo gaismu, samazinot intraokulāro izkliedi un uzlabojot attēlu kontrastu tīklenē. Vienā nesenā pētījumā augstāks makulas pigmenta blīvums ievērojami uzlaboja kontrasta asumu un saīsināja atjaunošanās laiku pēc spilgtas gaismas zibšņa (fotostresa) (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Viena gada pētījumā ar veseliem pieaugušajiem, ikdienas luteīns (10 mg) plus zeaksantīns (2 mg) palielināja makulas pigmentu un paātrināja atjaunošanos pēc atspīduma: subjekti ātrāk atjaunojās pēc spilgtas gaismas iedarbības un uzrādīja labāku krāsu kontrastu, salīdzinot ar placebo (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). (Šajā pētījumā ziņotā atspīduma invaliditāte arī sekoja pigmenta blīvumam, lai gan papildināšana neradīja statistiski nozīmīgas izmaiņas atspīduma slieksnī (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov).)

Konkrēti glaukomā, pacientiem bieži ir samazināta kontrasta jutība pat pirms redzes lauka zudums kļūst acīmredzams. Glaukomas izraisīti makulas bojājumi sākumā parasti saudzē centrālo redzi, taču cieš vispārējā redzes kvalitāte. Iespējams, ka makulas pigmenta uzlabošana varētu palīdzēt šiem pacientiem labāk panest atspīdumu vai labāk noteikt kontrastu. Patiešām, makulas pigmenta zilās gaismas filtrēšana tendē uzlabot kontrastu un mazināt atspīduma efektus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Vienā glaukomas pētījumā tika atzīmēts, ka makulas pigments uzlaboja “kontrasta jutību un atspīduma invaliditāti” veseliem subjektiem, lai gan tā ieguvumi glaukomā (“atspīduma invaliditāte glaukomā”) var atšķirties atkarībā no apgaismojuma apstākļiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kopumā dati liecina, ka luteīna+zeaksantīna palielināšana bieži noved pie nelieliem ieguvumiem reālās pasaules redzes uzdevumos. Piemēram, lielā pētījumā veseliem subjektiem bija ievērojama priekšrocība krāsu kontrasta uzdevumos pēc viena gada L/Z papildināšanas (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Šie redzes uzlabojumi atbalsta ideju, ka uzlabotu atspīduma atjaunošanos un kontrastu var panākt jebkurā redzes sistēmā, tostarp glaukomas pacientiem.

Papildus pamata redzes rādītājiem, neirālās apstrādes efektivitāte ir vēl viens būtisks mērķis. Vizuālajai informācijai ātri jāpārsūta no acs uz smadzenēm, un šis process var palēnināties ar vecumu vai slimību. Papildināšanas pētījumi liecina, ka luteīns un zeaksantīns var paātrināt noteiktas neirālās atbildes reakcijas. Randomizētā pētījumā jauniešiem, kas lietoja luteīnu+zeaksantīnu, novēroja ātrāku vizuālo apstrādi: viņu kritiskie mirgošanas saplūšanas sliekšņi uzlabojās, reakcijas laiks bija īsāks, un ātrgaitas laika uzdevumi tika veikti precīzāk (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie atklājumi liecina par uzlabotu neirālo efektivitāti vizuāli-motoriskajās atbildēs ar augstāku karotinoīdu līmeni. Pretēji (bez vārdu spēles), kontroles grupas subjekti neuzlaboja šos prasīgos laika mērījumus. Tiek izvirzīta hipotēze, ka luteīns/zeaksantīns var optimizēt sinaptisko savienojamību vai mielinizāciju redzes ceļos, lai gan precīzi mehānismi vēl tiek pētīti (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Rezumējot, lai gan tiešie pētījumi ar glaukomas pacientiem ir ierobežoti, plašāki pierādījumi ir skaidri: augstāks makulas pigments uzlabo kontrasta jutību un atspīduma atjaunošanos, un papildināšana var uzlabot fotostresa atjaunošanos un vizuālās apstrādes ātrumu (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie uzlabojumi nozīmē labāku “reālās pasaules” redzi, kas ir iedrošinoši gan novecojošām acīm, gan slimību stāvokļiem.

Tīklene un redzes nervs: Oksidatīvais stress un asinsvadu atbalsts

Glaukomatozi bojājumi ietver stresu tīklenes ganglija šūnām (RGC) un redzes nerva šķiedrām, ko daļēji izraisa oksidatīvais stress un asinsplūsmas trūkums. Tāpēc luteīna un zeaksantīna antioksidantu darbība var aizsargāt tīklenes neironus. Laboratorijas pētījumos luteīns tieši pasargā RGC no bojājumiem: piemēram, kultivētas RGC-5 šūnas, kas pakļautas hipoksiskam (zema skābekļa) vai ūdeņraža peroksīda stresam, tika glābtas ar luteīna ārstēšanu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šajā pētījumā luteīns samazināja kaitīgā H₂O₂ un superoksīda radikāļu intracelulāro uzkrāšanos, novēršot šūnu nāvi (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Citi karotinoīdi (piemēram, zeaksantīns un astaksantīns) ir uzrādījuši līdzīgus RGC aizsargājošus efektus. Plašāk, tīklenes išēmijas/reperfūzijas bojājumu pētījumi ziņo, ka luteīns ierobežo neironu zudumu, neitralizējot ROS un samazinot iekaisumu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dzīvnieku tīklenes išēmijas modeļos ar luteīnu apstrādātām acīm ir mazākas deģenerācijas zonas un augstāks glutationa (galvenais antioksidants) līmenis nekā kontroles grupās, kas liecina par tīklenes neironu saglabāšanos.

Šie atklājumi liecina, ka luteīns/zeaksantīns var stiprināt iekšējo tīkleni un redzes nervu pret oksidatīviem bojājumiem – tiem pašiem bojājumiem, kas saistīti ar glaukomu. Praksē tas varētu nozīmēt lēnāku RGC zuduma progresēšanu vai labāku funkcionālo noturību, lai gan tieši klīniskie pierādījumi vēl tikai parādās. Svarīgi ir tas, ka luteīns un saistītie karotinoīdi spēj šķērsot asins-tīklenes barjeru un pat sasniegt smadzenes (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), tāpēc to aizsargājošā iedarbība neaprobežojas tikai ar pašu makulu.

Asinsvadu atbalsts ir cits mehānisms. Veselīga asins plūsma ir būtiska redzes nerva skābekļa un barības vielu piegādei. Ir konstatēts, ka luteīns palīdz asinsvadu atjaunošanā acu modeļos: skābekļa izraisītas retinopātijas modelī luteīns paātrināja normālu tīklenes asinsvadu atjaunošanos un samazināja noplūdi no bojātiem asinsvadiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Lai gan šis modelis attiecas uz tīklenes asinsvadu attīstību, tas parāda luteīna spēju veicināt fizioloģisko revaskularizāciju. Cilvēkiem epidemioloģiskie dati arī norāda uz asinsvadu saistībām: vienā pētījumā konstatēts, ka vēlami tīklenes asinsvadu parametri (piemēram, platākas arteriolas un mazāka līkumainība) bija saistīti ar augstākiem luteīna un zeaksantīna līmeņiem serumā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tā kā tīklenes asinsvadu ģeometrija bieži atspoguļo sistēmisko asinsvadu veselību, tas liecina, ka luteīna uzņemšana var palīdzēt uzturēt veselīgāku mikrocirkulāciju. Autori atzīmē, ka šaurāki vai līkumaināki tīklenes asinsvadi — slikta mikrovaskulārā veselības marķieri — bija korelēti ar zemākiem karotinoīdu līmeņiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tādējādi augsts luteīna/zeaksantīna statuss, šķiet, ir saistīts ar labvēlīgāku tīklenes asinsvadu profilu.

Kopumā pierādījumi liecina, ka makulas karotinoīdi palīdz tīklenes un redzes nerva veselībai, neitralizējot oksidatīvo stresu un var atbalstīt asinsvadu integritāti. Glaukomā, kur oksidatīvie bojājumi un samazināta perfūzija veicina ganglija šūnu nāvi, šie efekti ir potenciāli labvēlīgi. Attiecīgi, luteīna/zeaksantīna palielināšana varētu nodrošināt neiroprotekciju glaukomai nozīmīgiem audiem.

Sistēmiskā novecošana: kognitīvās spējas un kardiometaboliskā veselība

Papildus acij, luteīns un tam līdzīgie ksantofili tiek pētīti to plašo veselības ieguvumu dēļ novecošanas procesā. Viena no lielākajām interešu jomām ir kognitīvā funkcija. Luteīns un zeaksantīns uzkrājas gan smadzenēs, gan tīklenē, un novērojumu pētījumi ir saistījuši augstākus smadzeņu karotinoīdu līmeņus ar labāku kognitīvo veiktspēju. Randomizēti pētījumi tagad liecina, ka papildināšana var dot reālus ieguvumus. Vienā dubultaklajā pētījumā gados vecāki pieaugušie, kas ikdienā lietoja luteīnu+zeaksantīnu, pēc viena gada uzrādīja uzlabotas kognitīvās spējas. Viņi ievērojami pārspēja placebo grupā esošos sarežģītas uzmanības un kognitīvās elastības (izpildfunkcijas) testos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Bija arī tendence uz labāku atmiņu. Dzimumam specifiskā analīzē papildinātie vīrieši uzlaboja saliktos atmiņas rādītājus. Autori secināja, ka L/Z uztura bagātinātāji uzlaboja kognitīvo veiktspēju veseliem gados vecākiem pieaugušajiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Atsevišķā pētījumā ar cilvēkiem, kuri ziņoja par atmiņas sūdzībām, konstatēts, ka L/Z sešu mēnešu laikā uzlaboja epizodisku (verbālo) atmiņu salīdzinājumā ar placebo (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Svarīgi, ka šie neirālie ieguvumi atspoguļoja karotinoīdu līmeņa paaugstināšanos serumā un makulas pigmentā, kas liecina par sistēmisku L/Z palielināšanos neirālajos audos. Rezumējot: luteīna/zeaksantīna bagātināts uzturs vai uztura bagātinātāji atkārtoti ir uzrādījuši pozitīvu ietekmi uz smadzeņu novecošanu – uzlabojot uzmanību, apstrādes ātrumu un atmiņu vecāka gadagājuma cilvēkiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Kardiometaboliskā veselība ir vēl viens būtisks novecošanas aspekts, kurā antioksidanti, piemēram, luteīns, var palīdzēt. Oksidatīvais stress un iekaisums ir aterosklerozes, metaboliskā sindroma un insulīna rezistences pamatā. Sistemātiskās uztura pētījumu pārskatos ir konstatēts, ka augstāka luteīna uzņemšana vai tā līmenis asinīs korelē ar samazinātu kardiovaskulāro risku. Piemēram, desmitiem pētījumu metaanalīze ziņoja, ka cilvēkiem ar augstāko luteīna līmeni bija par aptuveni 10–20% mazāks koronārās sirds slimības un insulta risks nekā tiem, kam bija zemākais luteīna līmenis (www.sciencedirect.com). Šis labums, visticamāk, daļēji izriet no luteīna spējas mazināt iekaisumu. Tā pati analīze atzīmēja, ka luteīns bija saistīts ar zemāku C-reaktīvā proteīna (CRP) līmeni, kas ir galvenais sistēmiskā iekaisuma marķieris (www.sciencedirect.com).

Pat metaboliskās slimībās luteīns šķiet aizsargājošs. Lielā pētījumā ar amerikāņiem ar metabolisko sindromu, augstāki karotinoīdu līmeņi serumā bija saistīti ar zemāku mirstību no visiem cēloņiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Patiesībā luteīns/zeaksantīns izrādījās viens no spēcīgākajiem izdzīvošanas prognozētājiem. Pētījums liecina, ka diētas, kas bagātas ar šiem karotinoīdiem (piemēram, zaļie dārzeņi un olas), var samazināt mirstības risku riska grupās esošajām pieaugušo populācijām (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tas papildina agrākos atklājumus, ka augsts karotinoīdu līmenis ir saistīts ar zemāku ar aptaukošanos saistītu stāvokļu sastopamību un labāku insulīna jutību.

Īsumā, makulas karotinoīdi nav tikai acs pigmenti; tie ir sistēmiski antioksidanti. Neitralizējot brīvos radikāļus un mazinot iekaisumu, tie, šķiet, atbalsta veselīgu novecošanu gan smadzeņu, gan asinsvadu sistēmās. Ir pamatoti domāt, ka šie plašie luteīna/zeaksantīna ieguvumi – uzlabotas kognitīvās spējas un labāki kardiometaboliskie marķieri – izriet no tām pašām molekulārajām darbībām, kas aizsargā tīklenes neironus.

Biopieejamība, uztura avoti un uztura bagātinātāji

Luteīns un zeaksantīns ir taukos šķīstoši karotinoīdi, tāpēc to uzsūkšanās ir atkarīga no uztura taukiem un preparāta formas. Pārtikas produktos šie pigmenti atrodami ar lipīdiem bagātās matricās (piemēram, olu dzeltenumā vai augu divslāņu membrānās). Tādējādi, lietojot tos kopā ar nedaudz tauku (eļļu vai olu dzeltenumu), ievērojami uzlabojas uzņemšana. Turpretim, lietojot luteīna tableti tukšā dūšā, uzsūkšanās ir sliktāka. Pētījumi ir kvantificējuši šos efektus: piemēram, vienā pētījumā salīdzināja divus uztura bagātinātāju preparātus un konstatēja, ka uz cietes bāzes (eļļas matricas) luteīna kapsula nodrošināja ievērojami augstāku līmeni asinīs nekā uz algināta bāzes kapsula (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tas parāda, ka uztura bagātinātāja forma spēcīgi ietekmē biopieejamību. Praksē lielākā daļa komerciālo acu uztura bagātinātāju luteīnu/zeaksantīnu iekapsulē eļļā vai micellās, lai maksimāli palielinātu uzsūkšanos.

Pārtikas produkti, kas bagāti ar makulas karotinoīdiem, galvenokārt ir zaļie vai dzeltenie augi (plus olas). Izceļas tumši zaļie lapu dārzeņi: lapu kāposti, spināti, brokoļi, zirņi un salāti visi satur ievērojamu daudzumu luteīna/zeaksantīna (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kukurūza, ķirbis un olas arī veicina. Jāatzīmē, ka olu dzeltenums ir īpaši biopieejams avots, jo tā tauku saturs palīdz izšķīdināt luteīnu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Patiesībā vistas olas ir sauktas par “labākiem” luteīna/zeaksantīna avotiem nekā daudzi augļi/dārzeņi šī tauku satura dēļ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tipiskais luteīna saturs: vārīti spināti vai lapu kāposti var saturēt ~11–18 mg uz 100 g; olu dzeltenumos ir daži mg uz dzeltenumu atkarībā no vistas uztura. Līdzsvarots uzturs ar tasi vārītu spinātu vai lapu kāpostu un olu var viegli nodrošināt vairākus miligramus dienā.

Papildināšana var nodrošināt lielākas devas nekā tikai uzturs. Piemēram, AREDS2 (liels acu veselības pētījums) izmantoja 10 mg luteīna + 2 mg zeaksantīna dienā. Klīniskajos pētījumos bieži tiek izmantotas līdzīgas devas (10–20 mg luteīna) ar labu efektu (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Reālās pasaules uzvedības pētījumi liecina, ka uzturs var ietekmēt makulas pigmentu vairāku mēnešu laikā: vienā ziņojumā konstatēts, ka spinātu/lapu kāpostu pievienošana uzturam četras nedēļas palielināja makulas pigmenta optisko blīvumu par aptuveni 4–5% (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tas ir izmērāms ieguvums, bet daudz mazāks par to, ko var panākt ar uztura bagātinātājiem. Tādējādi abas pieejas paaugstina audu luteīna līmeni: pilnvērtīgas pārtikas intervences lēni un holistiski, uztura bagātinātāji ātri un paredzami.

Drošība un panesamība

Luteīnam un zeaksantīnam ir izcili drošības profili. Tie ir dabiski uztura komponenti (piemēram, spinātos un olās) un tiem ir noteiktas augstas patēriņa robežvērtības no regulatoru puses. FDA atzīst luteīnu par Vispārēji atzītu par drošu (GRAS) lietošanai pārtikas produktos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Rietumu valstu tipiskais uzturs nodrošina tikai aptuveni 1–2 mg dienā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), savukārt uztura bagātinātāji bieži nodrošina 10 mg vai vairāk bez problēmām. Klīniskajos pētījumos ar devām līdz 20 mg dienā nav ziņots par nopietnām blakusparādībām, kas būtu attiecināmas uz luteīnu/zeaksantīnu. Iepriekš minētajos kognitīvo spēju pētījumos blakusparādības uztura bagātinātāju grupā nebija biežākas nekā placebo grupā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Vairāku mēnešu L/Z uzņemšanas laikā netika novērotas izmaiņas asinsspiedienā vai ķermeņa svarā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Vienīgais reizēm ziņotais nelielais efekts ir nekaitīga ādas dzeltena krāsas maiņa (karotinodermija) ļoti augstas uzņemšanas gadījumā, taču tas ir atgriezenisks un nav toksicitātes pazīme. Kopumā pētnieki uzskata luteīnu un zeaksantīnu par ārkārtīgi labi panesamiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Secinājums

Rezumējot, makulas karotinoīdiem ir daudzsološas lomas ārpus tikai centrālās tīklenes. Luteīna un zeaksantīna uzņemšanas palielināšana – ar uzturu vai mērķtiecīgu papildināšanu – var uzlabot kontrasta jutību, paātrināt atspīduma atjaunošanos un saasināt vizuālo apstrādi, kas ir svarīgi glaukomas pacientu redzes funkcijai (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Audu līmenī šie ksantofili aizsargā tīklenes neironus un redzes nerva šķiedras pret oksidatīvo stresu un atbalsta asinsvadu veselību (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Sistēmiski tie, šķiet, veicina veselīgāku novecošanu, uzlabojot senioru kognitīvo veiktspēju un korelējot ar samazinātu kardiovaskulāro/metabolisko risku (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.sciencedirect.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Luteīns un zeaksantīns dabiski sastopami lapu zaļumos, olās un citos pārtikas produktos, un ir droši pat papilddevās. Jaunākā aina liecina, ka makulas karotinoīdi kalpo kā aizsargājoši "neiro-pigmenti" visā nervu un asinsvadu sistēmā, liecinot par redzes un veselības ieguvumiem, kas sniedzas tālu ārpus makulas.