Ievads

Taurīns ir ar barības vielām bagāta aminosulfonskābe, kas lielā koncentrācijā atrodama tīklenē un citos nervu audos. Faktiski taurīna līmenis tīklenē ir augstāks nekā jebkurā citā ķermeņa audā, un tā samazināšanās izraisa tīklenes šūnu bojājumus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ir zināms, ka pietiekams taurīna daudzums ir būtisks tīklenes neironiem, īpaši fotoreceptoriem un tīklenes gangliju šūnām (TGŠ). TGŠ deģenerācija ir pamatā redzes zudumam glaukomas un citu redzes nerva neiropātiju gadījumā. Preklīniskie pētījumi tagad liecina, ka taurīns var palīdzēt uzturēt TGŠ veselību. Šajā rakstā tiek apskatīts, kā taurīns regulē šūnu tilpumu un kalciju, lai aizsargātu TGŠ, laboratorijas modeļu pierādījumi, ka taurīns veicina TGŠ izdzīvošanu, un ierobežotie klīniskie dati, kas liecina par redzes ieguvumiem. Mēs arī apspriežam, kā uzturs un novecošanās ietekmē taurīna līmeni, saistītos veselības rezultātus un to, kas ir zināms par drošu taurīna lietošanu un nākotnes pētījumu prioritātēm.

Taurīns tīklenē: Osmoregulācija un kalcija homeostāze

Taurīnam ir galvenā šūnu loma, kas pārsniedz tikai barības vielu funkciju. Tīklenē tas darbojas kā organiskais osmolīts, palīdzot šūnām pielāgoties to tilpumam stresa apstākļos. Tīklenes šūnas (ieskaitot RPE, TGŠ un Mīlera glijas šūnas) ekspresē taurīna transportētāju (TauT), lai importētu taurīnu. Hiperosmotiskā stresa (piemēram, augsta sāls vai cukura līmeņa apstākļos) TauT ekspresija un aktivitāte palielinās, izraisot šūnu lielāku taurīna un ūdens uzņemšanu. Tas aizsargā tīklenes šūnas no saraušanās vai pietūkuma (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Citos audos (piemēram, smadzeņu astrocītos) taurīns izplūst hipotoniskos apstākļos, ļaujot šūnām uzturēt osmotisko līdzsvaru. Tādējādi taurīns ir būtisks osmoregulācijai tīklenē, pasargājot TGŠ no šķidruma stresa, kas var rasties diabēta vai infarkta gadījumā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Taurīns arī palīdz regulēt intracelulāro kalciju (Ca²⁺), kas ir kritisks faktors neironu izdzīvošanā. Pārmērīgs citozoliskais Ca²⁺ var izraisīt mitohondriju bojājumus un šūnu nāvi. Taurīns ietekmē kalciju ar vairākiem mehānismiem. Ir pierādīts, ka TGŠ un citos neironos taurīns palielina mitohondriju spēju sekvestrēt Ca²⁺, tādējādi samazinot kaitīgo brīvo citozolisko Ca²⁺ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tas arī modulē kalcija ieplūdi caur sprieguma atkarīgiem Ca²⁺ un nātrija kanāliem, darbojoties nedaudz kā dabīgs kalcija kanālu regulators (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Samazinot intracelulārā kalcija pīķus, taurīns novērš mitohondriju caurlaidības poru atvēršanos un apoptozes kaskādes, ko tie var izraisīt (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Īsumā, taurīns palīdz uzturēt TGŠ kalcija homeostāzi, kas savukārt aizsargā mitohondrijus un novērš kalcija izraisītus bojājumus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Oksidatīvais stress un neiroprotekcija

Papildus osmoregulācijai un kalcijam taurīns ir spēcīgs antioksidants un neiroprotektors. Tas var tieši neitralizēt reaktīvās molekulas, piemēram, hipohlorīskā skābi, un palīdz saglabāt galveno antioksidantu enzīmu aktivitāti. Tīklenes modeļos taurīna papildināšana palielina glutationa līmeni un tādu enzīmu kā superoksīda dismutāze un katalāze aktivitāti (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Samazinot oksidatīvo stresu, taurīns palīdz novērst oksidatīvos bojājumus, kas ir galvenais tīklenes deģenerācijas cēlonis. Taurīns ir saistīts arī ar anti-apoptozes ceļiem: tas mēdz samazināt nāvi veicinošu olbaltumvielu regulāciju un palielināt izdzīvošanu veicinošu olbaltumvielu regulāciju neironos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Piemēram, CNS šūnās taurīns inhibē kaspāzes un kalpīnus (enzīmus, kas iesaistīti apoptozē) un uztur veselīgu Bcl-2 ģimenes olbaltumvielu līdzsvaru (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Rezumējot, taurīna neiroprotektīvās darbības ietver antioksidantu aizsardzību, šūnu stresa samazināšanu un šūnu nāves signālu nomākšanu, kas viss var palīdzēt tīklenes neironiem pretoties bojājumiem.

Preklīniskie pierādījumi TGŠ aizsardzībai

Neskaitāmi laboratorijas pētījumi apstiprina taurīna spēju aizsargāt TGŠ no deģenerācijas. Šūnu kultūrā attīrītas pieaugušo žurku TGŠ izdzīvo daudz labāk, ja ir klātesošs taurīns. Piemēram, Froger et al. atklāja, ka 1 mM taurīna pievienošana TGŠ kultūrām, kurām trūka seruma, palielināja TGŠ izdzīvošanu par aptuveni 68%, salīdzinot ar kontrolgrupām (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šis efekts bija atkarīgs no taurīna uzņemšanas šūnās. Līdzīgi tika pierādīts, ka taurīns būtiski novērš NMDA izraisītu eksitotoksicitāti tīklenes eksplantes, saglabājot vairāk TGŠ, saskaroties ar glutamāta agonistiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Dzīvnieku glaukomas un tīklenes bojājumu modeļi vēl vairāk apstiprina taurīna ieguvumus. DBA/2J pelēm (ģenētiskais glaukomas modelis) vai žurkām ar inducētu tīklenes vēnu oklūziju taurīns, kas tika dots dzeramajā ūdenī, izraisīja augstāku TGŠ blīvumu nekā neārstētiem dzīvniekiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Žurku pigmentozā retīta modelī (P23H), kas izraisa sekundāru TGŠ zudumu, taurīna papildināšana saglabāja TGŠ slāņus, kā arī fotoreceptoru struktūru (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Diabētiskās retinopātijas modeļos taurīns aizsargāja gan fotoreceptorus, gan gangliju šūnas, samazināja tīklenes gliozi un uzlaboja ERG reakcijas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Katrā gadījumā dzīvnieki, kas saņēma papildu taurīnu, uzrādīja mazāku neironu nāvi un labāku tīklenes funkciju nekā kontrolgrupas.

Mehāniskie pētījumi atbilst šiem novērojumiem. TGŠ kultūrās un eksplantes taurīns novērsa glutamāta eksitotoksicitāti, ierobežojot pārmērīgu kalcija ieplūdi, ko izraisīja NMDA receptoru aktivizācija (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Taurīns arī samazināja oksidatīvā stresa un apoptozes marķierus šajos modeļos. Piemēram, žurku acīs, kas tika pakļautas NMDA vai endotelīnam-1 (lai imitētu bojājumus), taurīna iepriekšēja apstrāde izraisīja mazāk TUNEL-pozitīvu (apoptotisku) šūnu un zemāku kaspāzes-3 aktivāciju iekšējā tīklenē (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tika atklāts, ka taurīns vājina apoptozes ceļus (piemēram, Bax/Bcl-2 nelīdzsvarotību), ko izraisa bojājumi (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Vienā pētījumā taurīns pilnībā novērsa NMDA izraisītu gangliju šūnu slāņa retināšanu un redzes nerva bojājumus grauzējiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Kopumā dzīvnieku un šūnu pētījumi sniedz spēcīgus mehāniskus pierādījumus, ka taurīna osmotiskās, anti-Ca, antioksidantu un anti-apoptotiskās darbības darbojas kopā, lai uzturētu TGŠ dzīvotspēju stresa apstākļos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Klīniskie norādījumi glaukomas un tīklenes slimību gadījumā

Neskatoties uz pārliecinošiem laboratorijas datiem, cilvēku pierādījumi par taurīna ieguvumiem redzei joprojām parādās. Lieli kontrolēti pētījumi vēl nav pārbaudījuši taurīnu glaukomas vai tīklenes slimību ārstēšanai. Tomēr daži klīniskie novērojumi sniedz pavedienus. Glaukomu pacientu acs priekšējās kameras šķidruma metabolomiskā analīze atklāja zemāku taurīna līmeni, salīdzinot ar kontrolgrupām (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Tas liecina, ka glaukomas skartās acis var būt ar taurīna deficītu, norādot uz iespējamu lomu slimības attīstībā.

Citu acu slimību gadījumā ir parādījušies nelieli pierādījumi. Nekontrolētā pētījumā ar pigmentozo retīta pacientiem tika atklāts, ka taurīna, kalcija kanālu blokatora (diltiazēma) un E vitamīna kombinācija izraisīja nelielu redzes uzlabošanos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Lai gan efekts tika attiecināts uz labāku fotoreceptoru veselību, tas rada ideju, ka taurīnu saturoši uztura bagātinātāji var palīdzēt saglabāt redzi. Vēl iespaidīgāk, nesenā gadījumu sērijā tika ziņots, ka bērniem ar retu ģenētisku defektu taurīna transportētāja gēnā (SLC6A6) bija progresējoša tīklenes deģenerācija; pēc divu gadu ilgas liela taurīna devas lietošanas viņu tīklenes struktūra stabilizējās un redze pat uzlabojās (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šis spēcīgais anekdotiskais rezultāts — būtībā iedzimta taurīna deficīta ārstēšana — liecina, ka taurīna līmeņa uzturēšana var būt kritiska cilvēka tīklenes veselībai.

Ārpus acs populācijas pētījumi līdz šim ir bijuši vīlušies attiecībā uz tādiem rezultātiem kā kognitīvo funkciju pasliktināšanās. Lielā Zviedrijas kohortā, kas tika novērota 25 gadus, vidējā vecuma uztura taurīna uzņemšana vai taurīna koncentrācija asinīs neprognozēja Alcheimera slimības vai demences risku (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Līdzīgi, viens nesens ziņojums neatklāja skaidru saistību starp taurīnu asinīs un novecošanās marķieriem vai fizisko funkciju pieaugušajiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie atklājumi liecina, ka tādām sarežģītām slimībām kā insults vai Alcheimera slimība taurīnam, iespējams, nav spēcīgas aizsargājošas iedarbības — vai arī tipiskās uztura svārstības ir pārāk mazas, lai tām būtu nozīme. Tomēr trūkst specifisku pētījumu ar glaukomas vai makulas deģenerācijas pacientiem. Rezumējot, cilvēku dati līdz šim ir galvenokārt negatīvi vai anekdotiski, uzsverot nepieciešamību pēc īpašiem klīniskiem pētījumiem par redzes rezultātiem.

Uztura uzņemšana un ar vecumu saistītās izmaiņas

Uztura avoti taurīnam galvenokārt ir dzīvnieku izcelsmes produkti. Gaļa, zivis, vēžveidīgie un piena produkti satur ievērojamu daudzumu taurīna, savukārt augu izcelsmes pārtika satur ļoti maz. Līdzsvarots uzturs, kas ietver gaļu un zivis, parasti nodrošina pietiekamu taurīna daudzumu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Piemēram, vēžveidīgie, piemēram, austeres un mīdijas, satur simtiem miligramu uz 100 g, savukārt sarkanā gaļa satur desmitiem miligramu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Vidēji pieaugušais, kas lieto jauktu Rietumu diētu, dienā uzņem aptuveni 40–400 mg taurīna (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Veģetāriešiem un īpaši vegāniem ir daudz zemāka uzņemšana, lai gan izteikts deficīts tikai no uztura ir reti sastopams cilvēkiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). (Interesanti, ka populāri izturības sporta uztura bagātinātāji, piemēram, beta-alanīns, konkurē ar taurīna uzņemšanu un var samazināt taurīna līmeni, ja tos lieto lielās devās (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).)

Taurīna līmenis mainās arī līdz ar vecumu. Dzīvnieku pētījumi liecina, ka taurīna daudzums audos samazinās visa mūža garumā. Piemēram, veciem žurkām ir zemāks tīklenes taurīna līmenis, kas korelē ar ERG stienīšu/konusu reakciju samazināšanos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Monumentāls nesen veikts pētījums ziņoja, ka taurīna līmenis asinīs samazinās arī ar vecumu dažādām sugām, ieskaitot cilvēkus: gados vecākiem cilvēkiem plazmas taurīna līmenis bija par ~80% zemāks nekā jauniešiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tārpiem un pelēm taurīna līmeņa atjaunošana līdz jaunības līmenim pagarināja dzīves ilgumu un samazināja molekulāros novecošanās marķierus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Teorētiski novecojošās acis var līdzīgi ciest no taurīna zuduma, vājinot to aizsardzību pret oksidatīvo stresu un veicinot bieži sastopamo tīklenes slimību attīstību. Faktiski vienā pārskatā tika atzīmēts, ka samazināts tīklenes taurīna līmenis vecākiem grauzējiem bija saistīts ar sliktāku oksidatīvo kontroli, un tika ieteikts, ka papildināšana varētu palīdzēt ar vecumu saistītām redzes izmaiņām (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Tomēr cilvēku pierādījumi par taurīnu un veselīgu novecošanos ir pretrunīgi. Iepriekš minētie nesenie kohortu pētījumi neatklāja nekādu korelāciju starp cirkulējošo taurīnu un vecumu vai funkcionālo veselību pieaugušajiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tāpat arī prospektīva uztura analīze neatklāja saistību starp taurīnu vidējā vecumā un vēlāku demenci (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šīs neatbilstības var atspoguļot sugu atšķirības vai cilvēku uztura un ģenētikas sarežģītību. Neskatoties uz to, taurīna samazināšanās ar vecumu daudzos dzīvniekos, kā arī tā plašās fizioloģiskās lomas padara to par kandidātu turpmākiem pētījumiem novecojošās redzes un vispārējās veselības jomā.

Sistēmiskā ietekme uz veselību ārpus acs

Lai gan šis raksts galvenokārt pievēršas TGŠ, ir vērts atzīmēt taurīna plašākas saistības ar veselību. Eksperimentālos modeļos taurīna papildināšana pazemina asinsspiedienu, uzlabo sirds funkciju un samazina metabolisko stresu, visticamāk, pateicoties tā antioksidantu un pretiekaisuma darbībai (nutritionj.biomedcentral.com) (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Dažas meta-analīzes liecina, ka taurīns var nelielā mērā samazināt pulsu un asinsspiedienu cilvēkiem, taču cilvēku pētījumi ir mazi un pretrunīgi (nutritionj.biomedcentral.com). No otras puses, liela taurīna uzņemšana nav skaidri parādījusi slimību profilaksi populācijas pētījumos. Piemēram, lieli uztura apsekojumi Āzijā liecina, ka reģionos ar lielāku jūras velšu (un tādējādi taurīna) patēriņu ir mazāks insultu skaits, taču trūkst galīgu pierādījumu (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Muskuļu veselībā taurīns ir būtisks attīstībai un fiziskajai veiktspējai dzīvniekiem, taču cilvēku pētījumos par taurīna ietekmi uz spēku vai vielmaiņu ir iegūti pretrunīgi rezultāti.

Kopumā ilgtermiņa sistēmiskie rezultāti cilvēkiem vēl nav skaidri saistīti ar normālu uztura taurīna līmeni. Atšķirībā no rūpīgi kontrolētiem dzīvnieku eksperimentiem, vidējais cilvēku uzturs, iespējams, nesatur pietiekami lielas taurīna atšķirības, lai parādītu spēcīgus efektus. Tomēr jebkurš hronisks deficīts (piemēram, transportētāja gēnu defekti) var izraisīt daudzsistēmu problēmas.

Drošība un pētījumu prioritātes

Taurīns parasti tiek uzskatīts par drošu tipiskā uztura līmenī. Lielākā daļa cilvēku, kas lieto jauktu uzturu, uzņem krietni mazāk par 1 gramu dienā, un tam nav zināmas toksicitātes (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Uztura bagātinātāji parasti tiek pārdoti devās no 500 līdz 2000 mg. Blakusparādības ir reti sastopamas, ja taurīns tiek lietots mēreni. Ļoti liela uzņemšana (virs 3 gramiem dienā) galvenokārt ir izraisījusi vieglas problēmas, piemēram, caureju vai nelabumu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Riska pārskats secināja, ka 3 g/dienā var uzskatīt par augšējo robežu, ar kuņģa-zarnu trakta traucējumiem kā galveno devu ierobežojošo nelabvēlīgo blakusparādību (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ir nepieciešama zināma piesardzība: taurīns var pastiprināt asinsspiediena vai kalcija kanālu zāļu iedarbību, tāpēc pacientiem, kas lieto šādus medikamentus vai ar noteiktiem stāvokļiem (piemēram, bipolāriem traucējumiem, epilepsiju, nieru slimībām), pirms papildināšanas jākonsultējas ar ārstu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kopumā tomēr mērena taurīna papildināšana (1–3 g/dienā) tiek uzskatīta par drošu veseliem pieaugušajiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Ņemot vērā taurīna daudzsološo bioloģiju, galvenais trūkums ir klīniskie pierādījumi. Steidzami nepieciešami kontrolēti pētījumi ar glaukomas vai citu tīklenes deģenerāciju pacientiem. Turpmākie pētījumi varētu pārbaudīt, vai ikdienas taurīna piedevas (piemēram, 1–3 g/dienā), pievienotas standarta terapijai, var palēnināt redzes lauka zudumu vai saglabāt tīklenes nervu šķiedru slāņa biezumu. Pētījumos jāiekļauj attiecīgie rezultāti, piemēram, perimetrija, OCT attēlveidošana, elektroretinogrāfija vai pat tīklenes metabolītu līmenis. Līdzīgi pētījumi varētu tikt izstrādāti pigmentozam retītam vai diabētiskai retinopātijai, lai noskaidrotu, vai taurīns palīdz uzturēt redzi. Ir jāpēta arī optimālā taurīna deva, laiks un sastāvs: vai šķidruma uzņemšana, uztura sastāvs vai ģenētika ietekmē nepieciešamo taurīna daudzumu? Eksperti ir skaidri aicinājuši veikt cilvēku pētījumus, lai izpētītu taurīna potenciālu kā neiroprotektīvu līdzekli (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Rezumējot, lai gan laboratorijas un dzīvnieku pētījumi spēcīgi atbalsta taurīna lomu TGŠ izdzīvošanā, pierādījumi pacientiem joprojām ir tikai sākumstadijā. Labi izstrādāti klīniskie pētījumi būs būtiski, lai noteiktu, vai taurīna papildināšana patiešām var saglabāt redzi glaukomas vai tīklenes slimību gadījumā.

Secinājums

Taurīns ir daudzpusīga uzturviela acī, kas palīdz tīklenes šūnām uzturēt tilpumu, kontrolēt kalciju un pretoties oksidatīviem bojājumiem. Preklīniskie pētījumi skaidri parāda, ka taurīns atbalsta tīklenes gangliju šūnu izdzīvošanu stresa apstākļos, savukārt taurīna deficīts ir saistīts ar TGŠ zudumu. Lai gan cilvēku dati ir ierobežoti, ir intriģējoši pavedieni — no metabolomikas līdz retiem ģenētiskiem gadījumiem — ka taurīns var ietekmēt redzes veselību. Uztura taurīns galvenokārt nāk no jūras veltēm un gaļas, un tā uzņemšana vai līmenis asinīs var samazināties ar vecumu, potenciāli ietekmējot gados vecāku cilvēku tīklenes veselību. Pagaidām taurīna piedevas līdz aptuveni 3 gramiem dienā šķiet drošas lielākajai daļai pieaugušo, taču ir nepieciešami kontrolēti klīniskie pētījumi, lai pārbaudītu, vai šī vienkāršā uztura intervence patiešām var palēnināt redzes zudumu glaukomas vai citu tīklenes slimību gadījumā.