Научная статья на тему 'Макулярные каротиноиды. Могут ли они защитить нас от возрастной макулярной дегенерации?'

Макулярные каротиноиды. Могут ли они защитить нас от возрастной макулярной дегенерации? Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
597
99
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОЗРАСТНАЯ МАКУЛЯРНАЯ ДЕГЕНЕРАЦИЯ / МАКУЛЯРНЫЙ ПИГМЕНТ / КАРОТИНОИДЫ / ОКСИДАТИВНЫЙ (ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ) СТРЕСС / MACULAR PIGMENT / AGE-RELATED MACULAR DEGENERATION / CAROTENOIDS / FREE RADICALS / OXIDATIVE STRESS

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Даль Никита Юрьевич

В развитии возрастной макулярной дегенерации (ВМД) основное значение имеют окислительный стресс и повреждающее действие синего света. Три каротиноида, получаемые с пищей, лютеин, зеаксантин и мезозеаксантин накапливаются в макуле и образуют макулярный пигмент (МП). МП желтого цвета и поэтому абсорбирует синий свет, он также является мощным антиоксидантом, способным нейтрализовать свободные радикалы. Поскольку известно, что синий свет и свободные радикалы способствуют развитию ВМД, вполне очевидно, что этот пигмент может сыграть определенную роль в защите от этой патологии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Macular Carotenoids. Can They Protect us Against AMD?

Oxidative stress and cumulative blue light damage are of major importance in AMD development. Three dietary carotenoids lutein, zeaxanthin and mesozeaxanthin accumulate within the macula, and are collectively referred to as macular pigment (MP). MP is yellow in colour, and therefore absorbs blue light; it is also a powerful antioxidant, which neutralizes free radicals. Since blue light damage and free radicals are known to contribute to AMD, it is unsurprising that this pigment is believed to protect against this condition.

Текст научной работы на тему «Макулярные каротиноиды. Могут ли они защитить нас от возрастной макулярной дегенерации?»

О в помощь практическому врачу

макулярные каротииоиды. могут ли они защитить удк 617735

" ^ ГРНТИ 76.29.56

нас от возрастной макулярной дегенерации? ВАК 14.00.08

© Н. Ю. Даль

Кафедра офтальмологии с клиникой СПбГМУ им. академика И. П. Павлова, Санкт-Петербург

О В развитии возрастной макулярной дегенерации (ВМД) основное значение имеют окислительный стресс и повреждающее действие синего света. Три каротиноида, получаемые с пищей, — лю-теин, зеаксантин и мезозеаксантин — накапливаются в макуле и образуют макулярный пигмент (МП). МП желтого цвета и поэтому абсорбирует синий свет, он также является мощным антиоксидантом, способным нейтрализовать свободные радикалы. Поскольку известно, что синий свет и свободные радикалы способствуют развитию ВМД, вполне очевидно, что этот пигмент может сыграть определенную роль в защите от этой патологии.

О Ключевые слова: возрастная макулярная дегенерация; макулярный пигмент; каротиноиды; окси-дативный (окислительный) стресс.

Возрастная макулярная дегенерация (ВМД) — основная причина слепоты в развитых странах. Ожидается, что к 2020 году количество пациентов с ВМ Д удвоится. Это в первую очередь связано с увеличением продолжительности жизни и со «старением» населения, прежде всего в развитых странах. Несомненно, что в этих условиях профилактическое лечение имеет особое значение.

Патогенез ВМ Д остается слабо изученным, однако большинство исследователей согласно с тем, что основное значение имеют воспаление, окислительный стресс, повреждение тканей, вызванное синим светом, нарушение функций пигментного эпителия сетчатки, а также ухудшение хориоидального кровотока в зоне фовеолы. При этом наибольшее значение в развитии ВМД играет окислительный стресс и повреждающее действие синего света. Эти два фактора учитываются во всех теориях патогенеза ВМД.

Макула отвечает за остроту зрения и цветовое зрение. Три каротиноида, получаемые с пищей, — лютеин, зеаксантин и мезозеаксантин — накапливаются в макуле и вместе образуют макулярный пигмент (МП). МП желтого цвета и поэтому абсорбирует синий свет, он также является мощным антиоксидантом, способным нейтрализовать свободные радикалы. Поскольку известно, что синий свет и свободные радикалы способствуют развитию ВМД, вполне очевидно, что макулярный пигмент может сыграть определенную роль в защите от этой патологии. Многие проводимые в настоящее время исследования подтверждают этот факт, а заодно и то, что истощение макулярного пигмента приводит к увеличению риска развития ВМД.

Гипотеза о том, что кислород, необходимый для всех живых организмов, одновременно является токсичным веществом, в последнее время стала общепринятой. Оксидативный, или окислительный, стресс приводит к повреждению, вызываемому нестабильными и реактивными кислородными радикалами (РКР), что, в свою очередь, приводит к развитию ВМД.

РКР можно разделить в зависимости от их реактивности в отношении биологических целей, их места формирования, химической природы, а также наличия свободнорадикальных или нерадикальных подгрупп.

Свободные радикалы — это молекулы, содержащие один или более непарный электрон на внешней орбите. Для приобретения стабильности они «отбирают» электроны у других молекул (липидов, белков, ДНК), которые, в свою очередь, становятся нестабильными, и запускается каскад цитотокси-ческих реакций. Антиоксиданты — это молекулы, которые нейтрализуют РКР Таким образом, окси-дативное повреждение наступает тогда, когда количество свободных радикалов превышает возможности антиоксидантной защитной системы.

Сетчатка особенно чувствительна к повреждению, вызываемому РКР Есть несколько причин такой чувствительности: Во-первых, в сетчатке происходит огромное потребление кислорода. Во-вторых, фоторецепторы содержат большое количество полиненасыщенных жирных кислот (ПЖК). ПЖК очень чувствительны к свободнорадикальному повреждению, т.к. их конъюгированные двойные связи являются весьма пригодными источниками

О офтальмологические ведомости

Том I № 3 2008

ISSN 1998-7102

52

в ПОМОЩЬ ПРАКТИЧЕСКОМУ ВРАНУ

атомов водорода, которые содержат один электрон. Сетчатка также подвергается воздействию видимого света, что приводит к генерированию РКР путем реакции фотосенситизации. И, наконец, при фагоцитозе клетками пигментного эпителия образуется перекись водорода.

Накопление повреждающего действия синего (коротковолнового) света — еще один фактор, участвующий в развитии В МД. В течение жизни постоянное воздействие видимого света (в частности, коротковолнового синего спектра) приводит к фотоокислительному повреждению сетчатки, и это повреждение усиливается оксидативным стрессом. На самом деле, присутствие продуктов перикисного окисления липидов в результате облучения сетчатки создает уверенность в том, что накопление светового повреждения сетчатки обеспечивается РКР Понятно, что РКР, продуцируемые в результате облучения коротковолновым светом, и артериальный кислород приводят к денатурации ПЖК в фоторецепторах, что, в свою очередь, приводит к гибели клетки и ВМД.

Каротиноиды — это пигменты, содержащиеся в растениях. На сегодняшний день известно около 600 из них, в том числе известны 3 каротиноида, образующих желтый макулярный пигмент, — люте-ин, зеаксантин и мезозеаксантин. Последний из них обнаружен только в макуле, в то время как лютеин и зеаксантин присутстуют в продуктах питания, а также обнаружены в сыворотке крови и некоторых других тканях организма. Мезозеаксантин образуется в макуле путем биохимической трансформации из лютеина. В продуктах питания он встречается редко, на сегодняшний день он обнаружен в тканях некоторых моллюсков, крабов, рыб (лососевых пород) и черепах.

Способность макулярного пигмента задерживать синий свет и/или его антиоксидантная активность, предположительно, может предотвращать развитие ВМ,Д. Наибольшая способность к абсорбции у МП на уровне 460 нм (синий свет), и поэтому он работает как оптический фильтр. Было доказано, что МП снижает передачу синего света на пререцепторном уровне до 40 %.

Антиоксидантная способность МП связана со структурой каротиноидов, его образующих, которые не способны образовывать свободные радикалы. К^сЫеШ е! а1. был первым исследователем, высказавшим гипотезу, что макулярные каротинои-ды действуют как антиоксиданты. Строгие доказательства этого были получены №асЫк с коллегами, которые продемонстрировали присутствие продуктов прямого окисления макулярных каротиноидов в сетчатке человека.

Bone был первым, кто предположил, что мезозеаксантин образуется в результате метаболизма в сетчатке из лютеина (лютеин претерпевает изомеризацию одной из его двойных связей и окисляется до мезозеаксантина). Для доказательства этого предположения Nouringer провел исследование на обезьянах. В этом исследовании обезьяны в течение всей жизни не получали продуктов, содержащих каротиноиды. Как результат у них отсутствовал макулярный пигмент. Затем в диету вводили большие дозы лютеина у одной группы обезьян и большие дозы зеаксантина у другой группы на протяжении нескольких месяцев. У животных, получавших зеаксантин, в макуле обнаруживали только этот каро-тиноид, у тех же, кто получал лютеин, в макуле обнаруживали как лютеин, так и мезозеаксантин [2].

Исследование LUNA (LUtein Nutrition effects measured by Autofluorescence) проведенное на людях, показало, что пероральный прием препарата, содержащего лютеин и зеаксантин (в данном исследовании применялся препарат Окувайт) способствует статистически значимому увеличению оптической плотности макулярного пигмента.

Следует отметить, что важность макулярного пигмента объясняется его антиоксидантной активностью и способностью задерживать синий свет. Предполагалось, что в отношении этих функций наибольшая роль принадлежит не лютеину и зеаксантину, а мезозеаксантину. На самом деле, исследования показали, что мезозеаксантин приобретает более выраженные антиоксидантные свойства в сравнении с зеаксантином, когда он взаимодействует со своим связывающим белком, глютати-он^-трансферазой. Кроме этого, мезозеаксантин более эффективно задерживает синий свет благодаря своей ориентации в мембране ретинальных клеток. Важно также отметить, что мезозеаксан-тин на анатомическом уровне имеет более тесные взаимосвязи с фоторецепторами, чем лютеин и зеаксантин, а раз так, то именно на этом кароти-ноиде лежит основная ответственность за защиту фоторецепторов от повреждающего воздействия свободными радикалами.

Таким образом, исследователи получают все новые и новые доказательства того, что макулярный пигмент способен защитить от развития ВМД. Важно отметить, что эта защита основана на способности лютеина, зеаксантина и мезозеаксантина противостоять повреждающему действию света и кислорода.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Cruickshanks K. J. Sunlight and age-related macular degeneration /

Cruickshanks K. J., Klein R., Klein B. E. // The Beaver Dam Eye Study.

Arch Ophthalmol. — 1993. — Vol. 111, N 4. — P. 514-518.

G ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИЕ ВЕДОМОСТИ

Том I № З 2008

ISSN 1998-7102

в помощь практическому врачу

53

2. NeuringerM. Nutritional manipulation of primate retinas, I: effects of lutein or zeaxanthin supplements on serum and macular pigment in xanthophyll-free rhesus monkeys / Neuringer M., Sandstrom M. M., Johnson E. J., Snodderly D. M. // Invest Ophthalmol. Vis. Sci. — 2004. — Vol. 45, N 9. — P. 3234-3243.

3. Nolan J. M. Protecting against AMD / Nolan J. M. // Ophthalmol. Times. — 2008. — Vol. 4, N 6. — P. 28-31.

4. Owen C. G. How big is the burden of visual loss caused by age related macular degeneration in the United Kingdom? / Owen C. G., Fletcher A. E., Donoghue M., Rudnicka A. R. // Br. J. Ophthalmol. — 2003. — Vol. 87, N 3. — P. 312-317.

5. Prevalence of age-related macular degeneration in the United States / Friedman D. S., O'Colmain B. J., Munoz B. et al. // Arch. Ophthalmol. — 2004. — Vol. 122, N 4. — P. 564-572.

6. Risk factors for age-related maculopathy are associated with a relative lack of macular pigment / Nolan J. M., Stack J., O' Donovan O. et al. // Exp Eye Res. — 2007. — Vol. 84, N 1. — P. 61-74.

7. Snodderly D. M. Evidence for protection against age-related macular degeneration by carotenoids and antioxidant vitamins / Snodderly D. M. // Am. J. Clin. Nutr. — 1995. — Vol. 62, N 6 Suppl. — P. 1448-1461.

8. The role of oxidative stress in the pathogenesis of age-related macular degeneration / Beatty S., Koh H., Phil M. et al. // Surv Ophthalmol. — 2000. — Vol. 45, N 2. — P. 115-134.

9. Wiegand R. D. Evidence for rod outer segment lipid peroxidation following constant illumination of the rat retina / Wiegand R. D., Gi-usto N. M., Rapp L. M., Anderson R. E. // Invest Ophthalmol Vis Sci. —1983. — Vol. 24, N 10. — P. 1433-1435.

MACULAR CAROTENOIDS.

CAN THEY PROTECT US AGAINST AMD?

Dahl N. Yu.

G Summary. Oxidative stress and cumulative blue light damage are of major importance in AMD development. Three dietary carotenoids — lutein, zeaxanthin and meso-zeaxanthin — accumulate within the macula, and are collectively referred to as macular pigment (MP). MP is yellow in colour, and therefore absorbs blue light; it is also a powerful antioxidant, which neutralizes free radicals. Since blue light damage and free radicals are known to contribute to AMD, it is unsurprising that this pigment is believed to protect against this condition.

G Key words: macular pigment; age-related macular degeneration; carotenoids; free radicals; oxidative stress.

Сведения об авторах:__________________________________________________________________________

Даль Никита Юрьевич, к. м. н., доцент, кафедра офтальмологии СПбГМУ им. акд. И. П. Павлова, 197089, Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, д. 6. корпус 16, e-mail: jackdupre@rambler.ru

Bausch&Lomb Окувайт і

Клинические исследования доказывают различия!

Оценкавлиянря приема Окувайт'ЛяГгеина на утолщен^! пигментного слоя макулы с г омощью метода аутофлюо ресценции

1. AREDS = исследование по изучению возрастного заболевания глаз

Исследовательская группа по изучению возрастного заболевания глаз. Рандомизированно плацебо-контролируемое исследование по оценке эффективности приема высоких доз витаминов С и Е, бета-каротина и цинка при во расттной макулярной дегенерации и потере зрения: AREDS отчет № 8. Arch Ophtalmol. 2001.; 119:1417-1436.

2. ОПМП = Оптическая Плотность Макулярного Пигмента

Trieschman М. и соавт. Invest Ophtalmol Vis Sci. 2006;47: ARVO Тезис 2151, Макулярный пигме m результаты проспективного исследования приема нутрицевтиков.

Trieschman М. и соавт. Макулярный пигмент: изменения в результате приема нутрицевтмкої. 15-th SOE Congress/103rd DOG-congress; 2005.

Визит 1 Визит 2 Визит 3 Визит 4 Визит 5 Визит 6 Визит 7*

*АНУО 2006, #2151

*ОПМП 0.5 оптическая плотность макулярного пигмента в зоне 0.5 градуса от центра макулы

микронутриенты против 'возрастной макулярной дегенерации

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.