Лютеин и зеаксантин – новые перспективы для сохранения здоровья глаз

Garther D.C.

Lutein and zeaxanthin – new perspectives

for preservation of eye health.

Dr. Christine Garther

Author considers connection between retinal carotinoids– lutein and zeaxanthin and eye «health». This connection is not only of great interest, but also has big practical meaninig for health preservation in older age. Data from various scientific studies is given. In these studies the role of lutein and zeaxanthin in prophilaxis and treatment of age–related macular degeneration was considered according to criteria of conclusive medicine. Drugs data, including lutein and zeaxanthin, is presented at the end of the article. Article is of interest for practical ophthalmologists.

В последнее время широко обсуждается роль питания в офтальмологии, особенно в связи с двумя дистрофическими заболеваниями глаз – возрастной дегенерацией макулы (ВДМ) и катарактой (Moeller, 2000), которые значительно ухудшают здоровье как отдельно взятого человека, так и всего общества в целом.

В связи с этим особое внимание уделяется каротиноидам лютеину и зеаксантину, которые потенциально могут быть полезны для сохранения здоровья глаз. Лучше всего в настоящее время изучена связь лютеина и зеаксантина с возрастной дегенерацией сетчатки. Лютеин и зеаксантин входят в состав обычно употребляемых продуктов питания, хотя зеаксантин не так широко распространен, как лютеин. Хорошим источником обоих каротиноидов являются желтые, красные, зеленые овощи и фрукты, а также яичный желток. Суточная потребность в каротиноидах в странах Западной Европы составляет 1–2 мг. Лютеин или эфир лютеина для коммерческого использования, например, в пищевых добавках или в качестве пищевого красителя получают обычно из цветков бархатцев (Tagetes erecta).

Возрастная макулярная дегенерация (ВМД)

В странах Западной Европы ВМД является основной причиной ухудшения зрения. Согласно последним данным, возрастной дегенерации макулы подвержено около 20% людей старше 65 лет. Как правило, она служит основной причиной необратимой слепоты у пожилых людей. Эффективного лечения в настоящее время, к сожалению, не существует, поэтому главная роль отводится профилактике заболевания (Snodderly, 1995; Landrum, 2001).

ВМД характеризуется необратимой прогрессирующей дегенерацией желтого пятна, ответственного за остроту зрения в сетчатке. Патогенез заболевания все еще до конца не выяснен. На основании результатов исследования «UK MRC диагностика и лечение у пожилых людей» («UK MRC Trial of Assessment and Management of Older People») главным фактором риска развития заболевания является возраст. Были выявлены также и другие важные причины развития заболевания, такие как катаракта и глаукома. Результаты показали, что почти у 50% участников исследования в возрасте 75–79 лет и у 90% в возрасте старше 90 лет ВМД была основной причиной слепоты (Evans, 2004).

Желтые каротиноиды

В 1945 г. доктор Wald впервые сформулировал теорию о том, что цвет желтого пятна сетчатки глаза является следствием ксантофилии. Позже, в 1985 г., исследователь Bone с соавторами смогли показать, что речь идет о «желтых» каротиноидах – лютеине и зеаксантине. Они называются «макулярными пигментами» и должны поступать из продуктов питания, так как человеческий организм не способен самостоятельно синтезировать каротиноиды или превращать другие каротиноиды, например a– и b–каротин, в лютеин и зеаксантин. В сетчатке и макуле содержатся исключительно лютеин и зеаксантин, в них нет других каротиноидов, таких как бета–каротин или ликоптин, которые в норме встречаются в крови и других тканях организма (Bernstein, 2001). Механизм, который лежит в основе такого высокоселективного накопления, в настоящее время еще не изучен.

Функция каротиноидов в сетчатке

Оба каротиноида, лютеин и зеаксантин, отвечают за две функции: фильтрация синей части спектра света и антиоксидантное действие. Фоторецепторы очень чувствительны к богатой энергией синей части видимого спектра («риск синего света», Ham, 1989). Химические свойства лютеина и зеаксантина позволяют каротиноидам абсорбировать синий свет. Они находятся в сетчатке между падающим светом и фоторецепторами, так что их можно назвать «внутренними солнечными очками». Кроме того, обращенная к свету мембрана фоторецептора содержит большое количество ненасыщенных жирных кислот и поэтому подвержена оксидативному стрессу с образованием высокоактивных форм кислорода («свободных радикалов»). Учитывая хорошее кровоснабжение (как следствие, хорошее снабжение кислородом) и сильное освещение, сетчатка представляет собой идеальную среду для образования высокоактивных форм кислорода (Landrum, 2001). В связи с этим особое значение приобретают антиоксидантные защитные механизмы. Оба механизма – защита сетчатки от синей части спектра и свободных радикалов – могут ослаблять повреждающее воздействие на сетчатку в течение жизни и таким образом уменьшать риск развития дегенеративных заболеваний (например, ВМД).

В соответствии с этим предполагается, что каротиноиды сетчатки лютеин и зеаксантин играют важную роль в предотвращении возрастных дегенеративных заболеваний глаз. В настоящее время эта теория подтверждена результатами исследований на животных (Malinow, 1980; Neuringer, 2001; Thomson, 2002).

Исследования с участием людей

и плотность пигмента сетчатки

В исследованиях с участием людей оценивались прежде всего такие параметры, как:

– плотность макулярного пигмента (МП);

– изменение плотности МП в зависимости от питания;

– риск развития ВМД в зависимости от количества поступивших с пищей лютеина/зеаксантина и их концентрацией в крови человека.

С помощью современных неинвазивных диагностических методик установлено, что плотность МП меньше у женщин, у людей со светлыми глазами, у курящих, при ожирении, и у людей, страдающих ВМД (Hammond, 1996; Hammond, 2002; Bone, 2001). Эти факторы расцениваются, как факторы риска ВМД. Результаты исследований, оценивающих уровень плотности МП в зависимости от возраста пациента, достаточно противоречивы (Hammond, 2002; Bone, 2001) Однако есть данные, свидетельствующие о том, что генетические факторы не являются ключевыми в генезе данного заболевания, а факторы питания, напротив, играют особенно важную роль. Считается, что имеет значение не только фактическое поступление лютеина и зеаксантина с пищей, но и другие факторы, которые могут влиять на усвоение каротиноидов из продуктов питания (Hammond, 1995).

Связь между поступлением лютеина и зеаксантина и плотностью МП изучалась во многих исследованиях, и в настоящее время эти исследования продолжаются (Landrum, 1997; Hammond, 1997; Berendschot, 2000; Johnson, 2000; Landrum, 2000; Koh, 2004). В качестве источника лютеина и зеаксантина используются либо лютеин– и зеаксантин–содержащие продукты питания, либо биологически активные добавки. Как правило, исследователи отмечают, что повышенное потребление лютеина в течение 1–2 недель приводит к повышению его концентрации в сыворотке, так что в зависимости от дозы через 2–4 недели достигается плато концентрации каротиноидов. Плотность МП реагирует медленнее, чем концентрация каротиноидов в сыворотке крови. Увеличение потребления лютеина начинает действовать только примерно через 4 недели. Однако плотность МП остается повышенной после уменьшения потребления лютеина и зеаксатина до уровня начала исследования (Landrum, 1997; Hammond, 1997).

Эпидемиология

Эпидемиологические данные о взаимосвязи уровня потребления лютеина/зеаксантина с риском ВМД представлены преимущественно в двух североамериканских исследованиях: «Beaver Dam Eye Study» и «Eye Disease Case Control Study». Помимо этого, в настоящее время проводится эпидемиологическое исследование «Eureye» в Европе (Fletcher, 2000).

Данные «Eye Disease Case Control Study» показали, что потребление лютеина и зексантина с пищей в высоких дозах и, соответственно, повышенная их концентрация в сыворотке крови коррелировали с меньшим риском развития неоваскулярной ВМД (Seddon, 1994, EDCC Study Group, 1993). Напротив, результаты «Beaver Dam Eye Study» эту взаимосвязь не обнаружили (Mares–Perlman, 1995, 1996). Данный факт объясняется недостаточной дозой потребляемых каротиноидов и их более низкой концентрацией в сыворотке крови, что, видимо, было недостаточно для уменьшения риска ВМД (Mares–Perlman, 1999). Детально разъяснение этого вопроса представлено в результатах других исследований, где использовались различные дозы лютеина и зеаксантина.

Результаты других исследований

В настоящее время большинство исследователей полагают, что однозначно доказать эффективность лютеина и зеаксантина в предотвращении ВМД возможно только после получения дополнительных данных с использованием различных диагностических методик. Но проведение такого идеального клинического исследования по этой проблеме практически невыполнимо. Плацебо–контролируемое двойное слепое исследование первичной профилактики ВМД может потребовать периода наблюдения более 20 лет, а также большого числа испытуемых, и поэтому представляет собой исключительно трудную задачу.

Такой попыткой было открытое исследование, проведенное доктором Bone с сотрудниками в 2001 г., в котором изучалось, является ли сниженная плотность МП у пациентов с ВМД причиной или следствием заболевания. Для этого измеряли концентрацию каротиноидов в сетчатке доноров (56 пациентов с ВМД и 56 пациентов группы контроля). Сравнение между двумя группами показало, что испытуемые с более высокой концентрацией лютеина и зеаксантина в сетчатке имели на 82 % меньший риск ВМД, чем испытуемые с более низкой концентрацией. Анализ данных с помощью статистического моделирования показал достоверность предположения, что низкая концентрация лютеина и зеаксантина в сетчатке является фактором риска и, таким образом, причиной ВМД. Противоположное предположение, что разрушение лютеина и зеаксантина является следствием заболевания, статистически не подтверждается (Bone, 2001). Помимо аспектов профилактики ВМД, в новых пилотных исследованиях изучается влияние лютеина и зеаксантина на такие характеристики, как острота зрения, темновая адаптация и контрастная чувствительность. Считается, что физико–химические свойства этих каротиноидов позволяют им оказывать такое действие. По этому вопросу уже имеются некоторые данные (обзор Hammond, 2001). Результаты этих небольших пилотных исследований, проведенных на пациентах с дегенеративными заболеваниями глаз, свидетельствуют о том, что зрительные функции улучшаются при повышенном поступлении лютеина с питанием или с пищевыми добавками (Richer, 1999; Dagnelie, 2000; Olmedilla, 2001). Недавно получено подтверждение в одном рандомизированном плацебо–контролируемом двойном слепом исследовании. В этом исследовании 90 пациентов с ВМД в течение 12 месяцев получали либо 10 мг лютеина или комбинацию лютеина с другими микроэлементами, либо плацебо. По сравнению с группой плацебо в группе лютеина статистически значимо повышалась плотность МП, острота зрения, контрастная чувствительность и темновая адаптация (Richer, 2004). Разумеется, для окончательного вывода необходимо получить данные других контролируемых клинических испытаний.

Лютеин и зеаксантин –

«условно–жизненноважные» питательные вещества?

На основании приведенных выше данных можно поставить вопрос: могут ли лютеин и зеаксантин быть приравнены к жизненноважным питательным веществам, к которым относятся, например, витамины. Чтобы называться жизненноважным, вещество должно соответствовать определенным критериям:

– вещество необходимо для роста, здоровья и долголетия;

– оно не может синтезироваться в организме и поэтому должно поступать с продуктами питания;

– при недостатке этих веществ в организме происходят серьезные нарушения обмена, в тяжелых случаях приводящие к смерти.

Жизненноважные питательные вещества – это витамины, различные микроэлементы, вода, а также незаменимые жирные кислоты и аминокислоты.

Наряду с жизненноважными питательными веществами существует понятие «условно–жизненноважных» питательных веществ. Это вещества, которые при определенных условиях синтезируются организмом в недостаточном количестве, поэтому необходимо их поступление извне. Чтобы называться «условно–жизненноважным», вещество должно соответствовать следующим критериям:

– при снижении концентрации вещества в крови возникают химические, структурные и функциональные отклонения от нормы;

– концентрацию вещества в крови и эти отклонения можно корригировать с помощью поступления вещества с пищей.

Профессора Semba и Dagnelie из университета Джона Хопкинса (Балтимор, США) задались вопросом: в какой степени лютеин и зексантин можно отнести к «условно–жизненноважным» веществам? Они изучают функциональную роль лютеина и зеаксантина, а также селективное накопление этих каротиноидов в макуле и связь между их количеством и риском возникновения ВМД (низкое содержание лютеина и зеаксантина в пище, низкая их концентрация в крови и сетчатке). В связи с этим существует важное наблюдение на обезьянах: если они получают корм, не содержащий лютеин и зеаксантин, то лютеин и зеаксантин не откладываются в сетчатке и происходят изменения, типичные для ранних стадий ВМД. С другой стороны, повышенное потребление лютеина и зеаксантина с пищей или пищевыми добавками приводит к повышению концентрации этих каротиноидов в крови и в сетчатке. Если будущие исследования подтвердят, что лютеин и зеаксантин предотвращают возникновение дегенеративных заболеваний глаз или замедляют прогрессирование этих заболеваний, то, по мнению Semba и Dagnelie, их можно будет отнести к «условно–жизненноважным» веществам. В этом случае лютеину и зексантину, несомненно, будет придаваться большее значение (Semba, 2003).

Биодоступность

Содержащиеся в пище вещества должны всасываться в кишечнике, и только тогда они проявляют свое биологическое действие (т.е. вещества должны быть биодоступны). В исследованиях лютеина, плотности МП и ВМД используются две формы лютеина: свободный неэстерифицированный лютеин, который встречается в зеленых овощах, и эфир лютеина, т.е. форма лютеина в виде эфира жирной кислоты, который встречается в желтых и оранжевых фруктах. Эфир лютеина должен разрушаться в кишечнике, т.е. гидролизироваться до свободного лютеина, который затем всасывается. Гидролиз – это обычный процесс при всасывании жиров.

К настоящему времени проведено четыре исследования, в которых непосредственно сравнивалась биодоступность свободного лютеина и эфира лютеина. В исследовании, проведенном Phyllis Bowen и сотрудниками Университета Иллинойса (Чикаго, США), подтверждены более ранние результаты, что эфир лютеина для человека обладает высокой биодоступностью. Кроме того, результаты этого исследования показывают, что гидролиз эфира лютеина не влияет на его биодоступность, которая, как оказалось, на 61,6 % лучше, чем у свободного лютеина. По мнению авторов, на биодоступность оказывают влияние другие факторы, например, форма препарата (Bowen, 2002). Рабочая группа Dr. Elisabeth J. Johnson, Университет Тафтс (Бостон, США) сравнивали биодоступность лютеина из яичного желтка, вареного шпината, желатиновых капсул, содержащих свободный лютеин, и желатиновых капсул, содержащих эфир лютеина. Биодоступность лютеина из яичного желтка была наилучшей, биодоступность лютеина из других источников была одинаковой (Chung, 2004). В двух исследованиях на базах университетов Штутгарта–Гогенхайма и Ганновера (Германия) с использованием каротиноидов, химическая структура которых очень похожа на лютеин, показано, что биодоступность каротиноидов в форме эфиров, по меньшей мере, такая же, как из свободной формы (Breithaupt, 2003) или даже лучше (Breithaupt, 2004).

AREDS (Исследование возрастных заболеваний глаз)

В Национальном глазном институте США в начале 90–х годов проведено исследование оксидативного повреждения сетчатки и его роли в возникновении возрастной дегенерации макулы. Исследование было частью AREDS. Изучалось действие высоких доз антиоксидантов на прогрессирование ВМД у пожилых людей. Результаты оценивали у 3640 пациентов, у которых в начале исследования были диагностированы изменения в сетчатке от небольших (множественные мелкие или единичные друзы среднего размера, степень 2) вплоть до прогрессирующей ВМД (географическая атрофия или неоваскуляризация, степень 4). Возраст пациентов в начале исследования составил 55–80 лет. В течение 6 лет они получали:

1 группа – антиоксиданты (600 мг витамина С, 400 МЕ витамина Е и 15 мг бета–каротина);

2 группа – цинк (80 мг плюс 2 мг меди);

3 группа – комбинацию антиоксидантов и цинка;

4 группа – плацебо.

Лютеин и зеаксантин в то время еще не были доступны.

У испытуемых каждый год проводилась оценка уровня антиоксидантов в крови для проверки эффективности терапии.

Результаты исследования: у пациентов с ВМД со степенью 3–4 риск прогрессирования заболевания уменьшался на 30% в группе цинка и на 34% в группе комбинации цинка и антиоксидантов по сравнению с плацебо. В группе с ВМД со 2 степенью состояние глаз ухудшилось лишь у немногих пациентов, что не позволило оценить эффективность терапии на этой стадии заболевания. Для пациентов с прогрессирующей ВМД, соответствующей степени 3 и 4 AREDS, в качестве терапии рекомендована «AREDS–комбинация». Однако надо иметь в виду, что большие дозы бета–каротина, 15 мг в день, должны с осторожностью применяться у курящих (Albanes, 1996; Omenn, 1996). Нужно принимать во внимание, что в исследовании AREDS дозировка цинка была очень высокой – 80 мг в день. Для сравнения: дневная норма потребления цинка составляет 7–10 мг. Для предотвращения недостаточности меди в AREDS дополнительно к терапии цинком давалась медь в дозе 2 мг, так что наблюдалось лишь небольшое количество побочных эффектов. Вместе с тем на основании результатов этого большого исследования можно однозначно утверждать, что высокие дозы антиоксидантов у пациентов с легкой степенью ВМД могут замедлить прогрессирование заболевания.

Заключение

В целом взаимосвязь между каротиноидами сетчатки лютеином и зеаксантином и «здоровьем глаз» не только чрезвычайно интересна, но и имеет большое практическое значение в вопросах охраны здоровья в пожилом возрасте. В настоящее время во многих научных проектах изучается вопрос о роли приема лютеина и зеаксантина в профилактике и лечении ВМД в соответствии с критериями доказательной медицины.

(Перевод на русский язык предоставлен компанией «Бауш энд Ломб»)