叶黄素对眼科疾病防治作用的研究进展

史国塞 量塑 ! 箜 鲞箜?塑 in —Pr—act th—al—mo! 9—,—No．? 叶黄素对眼科疾病防治作用的研究进展 刘娟 姜永华 【摘要】 叶黄素是一种含氧类胡萝 卜素，在自然界中广泛存在于蔬菜、花卉、水果、鸡蛋与某些藻类 生物中。研究表明，叶黄素可以预防治疗年龄相关性黄斑变性和老年性白内障等眼科疾病。此文对叶黄素 与眼科疾病的关系进行了综述。 【关键词】 叶黄素，眼科 叶黄素是一种含氧类胡萝 卜素，在自然界中广 泛存在于蔬菜、花卉、水果、鸡蛋与某些藻类生物中。 大量流行病学研究表明，叶黄素具有预防和治疗某 些眼科疾病的作用，尤其在预防老年黄斑变性和老 年性白内障方面的作用明显 1,2]。 叶黄素的来源与理化性质 1_叶黄素的来源：叶黄素是构成玉米、蔬菜、水 果、花卉等植物色素的主要组分。国外研究表明叶黄 素在甘蓝、羽衣甘蓝、菠菜等深绿色叶菜及金盏花 (亦称万寿菊)等花卉中含量最高，其在万寿菊花中 的含量高达 1．6％[ 。目前商品化的叶黄素主要来 自万寿菊。其次，南瓜、桃子、辣椒、芒果、柑橘中含有 丰富的“叶黄素酯”，即叶黄素前体。叶黄素在 1831 年 由 Heinrich从胡萝 卜根 中首次提取。随后 Borzdllus在 1837年从秋天黄叶中提取出叶黄素。此 后Shi等在绿藻、硅藻、门红藻、石花菜、人草等不同 种类的海藻中提取出了叶黄素。Bazylic等对 19种肯 尼亚苔藓植物的研究发现其中含有叶黄素、3一副叶 黄素。科学家们对多种类的鱼进行研究发现，在黄尾 鱼、金枪鱼、大麻哈鱼中含有叶黄素及其异构体。此 外在鸡蛋蛋黄中叶黄素含量虽然很少，但具有很高 的生物效应 _4]O 2．叶黄素的理化性质：叶黄素(英文习惯命名： Lutein)，系统命名：3，3’一二羟基 ～／3，a一胡萝 卜素， 是 O／一胡萝 卜素的衍生物。分子式：c 0H 0 ，分子 量：568．85 U。叶黄素为橙黄色粉末，浆状或深黄棕 色液体，有弱的干草气味，不溶于水，溶于丙酮、甲 DOI：10．3760／cma．j．issn．1006—4443．2011．07．005 作者单位：266500 山东，山东省青岛市黄岛区中医医院 通信作者：刘娟，Email：yonghua_0717@163．con ·专笔谈 · 醇、异丙醇、己烷、甲乙酮和二氯甲烷。它含有二个不 同的紫罗酮环：／3一和 8一紫罗酮环，在各紫罗酮环 的3个碳原子上存在一个功能性羟基。在 C一3、C一3’ 和C一6’处有三个不对称中心，因此理论上有 8种立 体异构体 l5]。果蔬和人体血清／血浆中的叶黄素主 要构型为3R，3 R，6 R，称叶黄素 A；人体血清／ 血浆中还有一种含量较低的构型异构体，为(3R，3 S，6 R)一叶黄素，称为3’一副叶黄素或叶黄素B。 其它叶黄素构型异构体只在海鱼肠道中存在。 叶黄素结构中有一条含4O个碳原子的长链，其 中含多个共轭双键，具有很强的还原性，即抗氧化活 性。在稳定性方面，由于叶黄素分子为高度不饱和结 构，因此对热和紫外线不稳定。而叶黄素游离羟基与 脂肪酸酯化后可提高对光稳定性，因此叶黄素产品 多为叶黄素酯型 【 。Subegio[ ]实验发现，叶黄素酯 分解得到的叶黄素的生物利用率要高于游离态叶黄 素。因此叶黄素酯被认为是叶黄素的安全来源之一。 叶黄素与眼科疾病的关系 1．叶黄素保护眼睛的作用：叶黄素是黄斑中 的主要类胡萝 卜素，是晶状体内的惟一的类胡萝 卜素 [8]。蓝色可见光的波长和紫外光接近，是能达到 视网膜的可见光中潜在危害性最大的一种光，一般认 为降低蓝光强度能有效减少视网膜的氧化压力 _9 1。叶 黄素可在人眼视网膜内部形成一种很有效的蓝光过 滤器 _1o]。在蓝光到达光感受器及视网膜色素上皮 细胞和下部的脉络膜血管层之前，光先经过叶黄素 的最高聚集区，此区的叶黄素可吸收大量蓝光，能将 这种蓝光造成的伤害减至最小。不像皮肤和其他组 织，视神经受伤害后是不能再生的，最容易受到氧化 伤害的是视网膜上多不饱和脂肪酸含量较高的杆、 中国实用眼科杂志2011年 7月第 29卷第 7期 Chin J Pract Ophthalmo，July 2011，Vol 29，No．7 锥状细胞。叶黄素作为抗氧化剂能猝灭活性的三重 态分子、单线态氧，消除脂质过氧化物或过氧阴离子 等活性氧，从而保护杆、锥状细胞 ]。引起视觉伤 害甚至失明的主要疾病为年龄相关视黄斑退化 (AMD)和老年白内障，这两种疾病都与眼睛内部光 氧化过程有关，叶黄素主要通过光保护作用和抗氧 化作用预防疾病，保护眼睛。 2．叶黄素与年龄相关性黄斑变性(AMD)：年龄 相关性黄斑变性亦称老年性黄斑变性，大多始发于 50岁上下，年龄越大发病率越高，双眼同时或先后 受害，因临床表现不同而分成萎缩性与渗出性两型， 萎缩性多见。早期伴或不伴视力下降，晚期视物模糊 或中心视力丧失，视物变形，AMD引起的视力减退 是无法挽回的，最终会导致失明 l】 。目前激光手 术、干细胞移植等治疗手段只能暂时延迟或减慢这 种伤害，但如何预防和减缓此过程尚待研究。据调查 ，AMD是美国和其他发达国家老年人失明和普 通人视力下降的主要原因美国40岁以上的9．2％的 人有AMD早期症状，0．4％的人有 AMD晚期症状， 每年导致约30 0000人完全失明，并对 13 000 000 人的视力造成影响。按照 1990～1991年的诊断， 估计在美国43～54岁的人中有2％～10％、75岁以上 的人中有 15％～30％的人患有 AMD l1 。 Richard等 对 56个患有 AMD的视 网膜捐 献者和 56个健康捐献者进行了，发现视网膜叶 黄素沉积较多者 AMD患病率远低于叶黄素沉积较 少者。Hannah等 l1 ]研究发现，每天摄取 6 mg叶黄 素对于视力正常的健康人视觉功能改善没有效果， 考虑可能叶黄素摄入量不足，推测至少 l0 mg才可 能有效。Stuart等 [ ]人将 90个 AMD病人分为三 组，第一实验组每天摄入 10 mg叶黄素，第二实验组 每天摄人 10 mg叶黄素和其它抗氧化剂组成的混合 剂，对照组给予安慰剂。进行了一年的观察，无人失 访，检测后发现第一实验组和第二实验组黄斑色素 密度均增加，而且第一实验组视力恢复程度高于第 二实验组，对照组视力持续恶化。Florida等 『 421例AMD疾病患者和615例无病群体进行的流行 病学调查发现，以膳食摄人的形式每13摄人2．4 mg 叶黄素 ，6个月之后血液的叶黄素含量增加了 130％，受试者眼中的黄斑密度也增加了14％；若将 每日摄人量增加到30 mg，5个月后受试者视网膜黄 斑处的叶黄素含量增加了20％一40％。而这种在视黄 斑处的叶黄素含量的增加导致了蓝色光对视网膜上 的光感受细胞的伤害降低了30％～40％。该研究表 明，提高血液中叶黄素的含量可显著降低 AMD的患 病危险。Khachik等 [1。 在受试者膳食中每13添加 1O mg叶黄素，结果显示 24周后血清叶黄素浓度增 加了近5倍，未发现毒副作用。Schalch等 [19 进行了 一 项 180天的膳食干预研究，每El给研究对象补充 l0～20 mg叶黄素，并采用闪烁光度法测定视网膜光 密度，结果发现视网膜黄斑色素浓度和血清叶黄素 浓度均明显增加，并减少进入光感受器、Brueh’S膜、 视网膜上皮和其他易受损组织的蓝光。赵瑶彦等【∞] 对老年性黄斑变性的患者42例进行病例对照研究， 行视力、眼前段，眼底照像的检查，同时询问吸烟史、 饮酒史及心血管病史，进行膳食调查，测定胆固醇含 量和叶黄素含量。结果发现AMD患者与无 AMD人 群的年龄、性别、饮酒史、吸烟史及血浆胆固醇含量， 两组间无统计学差异，而两组间血浆叶黄素浓度有 显著性差异，从而认为叶黄素作为一种黄斑色素，对 AMD有一定的预防作用。为了解叶黄素干预对长期 荧屏光暴露者视功能的影响，马乐等 采¨用随机 空白对照研究 ，将 37名 22～30岁长期荧屏光暴露 者随机分为低剂量组、高剂量组和安慰剂组，分别每 天给予 6 mg叶黄素、12 mg叶黄素及安慰剂，连续 干预 12周。在干预前及干预后 12 w时，测定血清叶 黄素浓度并检测视功能指标，结果叶黄素干预 对长期荧屏光暴露者视功能有明显改善作用。 3．叶黄素与老年性白内障：老年性白内障多见 于 40岁以上，是一种老化的现象，随着年龄的增加， 水晶体会慢慢发生硬化、混浊而造成视力障碍。早期 症状表现为雾视、色调改变、眼前黑点、晶体性近视、 复视等，到了晚期视力障碍13深，最后只能在眼前辨 别手动或仅剩下光觉视力。Olmedilla等 ]采用随 机对照双盲法对白内障患者进行试验，给予实验组 每天 15 mg叶黄素，进行了2年观察，发现实验组视 觉功能恢复远高于对照组。对 761 762名护士健康 调查的 1 2年预防性跟踪调查数据进行研究分析时发 现，随叶黄素、玉米黄质的摄入量增大，需进行白内障 摘除手术的几率显著降低。但只有当叶黄素摄人量为 达到对照的4倍时 (叶黄素对照摄人量为6．0 mg／a)， 才有显著效果 ]。Lyle[ 的5年长期跟踪试验也 发现，与叶黄素、玉米黄质摄人量最低的试验者相 比，摄人量最大的试验者白内障患病率明显较低。 Lisa等 ]对 36644名45～75岁的男性进行了8年 随访观察，发现进食富含叶黄素的前5％男性比最后 · 662· 中国实用眼科杂志2011年 7月第 29卷第 7期 Chin J Pract Ophthalmo，July 2011，Vol 29，No．7 5％的男性白内障发生率要低 19％。徐志蓉等 拍 ]观察叶黄素对体外培养的牛晶状体上皮细胞增殖 和移行的影响，证明叶黄素可能作为药物治疗后发 性白内障。 小 结 综上所述，补充叶黄素可提高视网膜黄斑色素 密度，防止视力退化和眼部生理结构及功能变异，对 预防AMD和白内障等年龄相关性眼病起重要作用。 因此，叶黄素可作为预防和治疗眼科疾病的辅助药 物应用于临床。由于叶黄素不能为人体自身合成，只 能从食物中摄取，因此注意经常补充叶黄素类食物， 对防治AMD和白内障等眼科疾病十分重要。 参考文献 1 Markus Dchtler Tobias，Glaser，et a．1 Combined HPLC —MSandH— PLV—NMR online coupling for the separation and determi-nation of lutein and zeaxanthin stereoisomer in spinach and in reti—na lJ J． AnalChem，2001，73：667—674： 2 Jacques PF，Chylack LT．Epidemiologie evidence of a role for the an— tioxidantvitamins and carotenoids in cataractprevention lJ__Am JClin Nutr，1991(53)：352—355． 3 于晓丽．叶黄素产品研究[J]．内蒙古石油化工，2005，5：2—3． 4 Chung H．Y，Rasmussen H．M，Johnson E．J．Lutein bioavailability is higher from Iutein—enriched eggs than from supplements and spinach in men．J．Nutr，2004，134：1887—1893． 5 AmanR，Biehl，J，Carle，R，eta1．Application of HPL Ccoupled with DAD，APcI-MS an d NMR to the an alysis of lutein and zeaxanthin stere — 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