Ксантофиллы - группа кислородосодержащих жирорастворимых желтых пигментов класса каротиноидов. В офтальмологии самыми известными являются лютеин и зеаксантин, в отличие от других каротиноидов, они не являются предшественниками витамина А, однако им свойственны окислительные функции, обеспечивающие антиоксидантные свойства. Они же содержатся в яичном желтке, окрашивая его в желтый цвет.
Лютеин - название латинского происхождения (luteus - желтый), тогда как название «зеаксантин» является производным греческого слова "Xanthos" (желтый). В конце 30-х годов 19-го столетия Берцелиус (Berzelius) назвал желтые пигменты, полученные из осенних листьев, ксантофиллами ( "xanthos" в переводе с греческого означает желтый, "phyll" листья) в качестве термина, созвучного хлорофиллу (греческое название зеленых листьев).
Ксантофиллы позднее были выявлены в водорослях, а лютеин обнаружен в желтке яйца. В 1938 г. Стрэйн
(Strain) использовал термин "ксантофиллы" для обозначения окисленных производных каротинов и создал терминологию, используемую для данных веществ и в настоящее время. Вследствие своей неспособности к трансформации в витамин А биологическая роль лютеина и зеаксантина и их потенциальное воздействие на здоровье человека после их идентификации были недооценена. Тем не менее, начиная с 1950 г., началось активное изучение свойств лютеина и зеаксантина.
В последние годы повышенный интерес прикован к биологическим свойствам лютеина и зеаксантина вследствие их избирательного накопления в сетчатке глаза человека и их офтальмопротекторных свойствах у словиях оксидативного стресса, который является причиной развития возрастной макулярной дегенерации и катаракты.
Лютеин и зеаксантин - растительные пигменты, которые при низких концентрациях имеют желтый цвет, при высоких - оранжево-красный. Они являются двумя основными пигментами из 600 известных встречающихся в природе каротиноидов, образующихся в растениях, водорослях и фотосинтезирующих бактериях. В отличие от других видов каротиноидов, таких как β-каротин, лютеин и зеаксантин не обладают активностью витамина А, поскольку не трансформируются в ретинол.
В организме человека лютеин и зеаксантин не синтезируются, таким образом их содержание в тканях
организма обеспечивается сугубо поступлением с пищей. С точки зрения химической структуры, лютеин и зеаксантин являются дигидроксилпроизводными α-каротина и β-каротина соответственно, с представленными двумя гидроксильными группами, которые носят название ксантофиллы. Лютеин по
структуре подобен зеаксантину, единственным различием является положение одной из углерод-углеодных двойных связей в одной из гидроксилированных циклических структур.
Будучи жирорастворимыми веществами, лютеин и зеаксантин встраиваются в липидные мицеллы для
дальнейшего всасывания энтероцитами в тонком кишечнике. После всасывания в кишечнике лютеин
и зеаксантин объединяются с другими жирорастворимыми компонентами в хиломикроны для дальнейшего поступления в печень. В кровяном русле их транспортировку обеспечивают липопротеины равным распределением между липопротеинами высокой плотности (ЛПВП) и липопротеинами низкой плотности (ЛПНП). Несмотря на то, что лютеин и зеаксантин преимущественно распределяются в жировой ткани, что в некоторой степени определяется плотностью ЛПНП-рецепторов, лютеин и зеаксантин избирательно накапливаются в различных участках глаза человека и в таком качестве называются макулярными пигментами.
К основным факторам, влияющим на биодоступность лютеина и зеаксантина, относят: характер
пищевого матрикса, количество и вид жиров в рационе питания, фосфолипиды, содержание клетчатки в продуктах, тип каротиноидов, а также условия их обработки.
Отмечено, что в условиях in vitro уровень поступления лютеина, зеаксантина и β-криптоксантина из фруктов составляет практически 100% (апельсины, киви, грейпфруты и сладкий картофель) в сравнении с показателями 19-38% для шпината и брокколи соответственно. Жиры, поступающие с продуктами питания, также важны для обеспечения всасывания лютеина и зеаксантина, поскольку показано, что недостаточное поступление жиров снижает уровень всасывания каротиноидов даже при насыщенном каротиноидами рационе питания.
Как определить содержание лютеина и зеаксантина в организме?
Содержание лютеина и зеаксантина в организме можно количественно установить путем определения концентрации данных веществ в сыворотке крови и путем неинвазивного определения в тканях. Концентрации лютеина и зеаксантина в сыворотке крови и сетчатке глаза отражают уровень потребления каротиноидов в последнее время, в то время как определение концентрации данных веществ в жировой ткани является лучшим индикатором потребления пигментов за долгосрочный период.
Лютеин и зеаксантин являются основными каротиноидами, представленными в структуре глаза, где, к тому же, для этих двух ксантофиллов был выявлен высокоспецифичный ксантофилл-связывающий белок (КСБ). КСБ акитвно учавствует в процессе захвата лютеина и зеаксантина сетчаткой глаза, а также вовлечены в процессы внутриклеточной стабилизации обоих пигментов, опосредуя процессы интерконверсии и повышая антиоксидантную активность лютеина и зеаксантина в самой клетчатке. Содержание лютеина и зеаксантина особенно высоко в центральной ямке макулы, в связи с чем их часто называют макулярными пигментами.
Результаты эпидемиологических исследований показали, что повышенное потребление лютеина и зеаксантина (свыше 10 мг лютеина и 2 мг зеаксантина в день) способствует улучшению работы органа
зрения, снижению чувствительности к солнечному свету, снижению риска развития возрастной макулярной дегенерации Проведен ряд клинических исследований, продемонстрировавших что, функция зрения у пациентов с ВМД улучшалась на фоне применения добавок, содержащих лютеин и зеаксантин.
Недавнее исследование AREDS (Age-Related Еуе Disease подтвердило значимость высоких доз лютеина и зеаксантина (в качестве компонентов препарата) в замедлении прогрессирования ВМД. В исследовании AREDS 2 исследовали эффекты лютеина и зеаксантина в отношении замедления прогрессирования выраженных форм ВМД путем добавления к оригинальной формуле препарата 10 мг лютеина и 2 мг зеаксантина. ), у участников исследования, которые принимали препарат, риск прогрессирования выраженной формы ВМД снизился на 18,0.
Пищевые источники:
Лютеин и зеаксантин содержатся в малых количетвах в целом ряде фруктов, однако наибольшее количество пигментов поступает в организм при употреблении в пищу овощей, в особенности с темно-зелеными листьями, таких как капуста и шпинат. Кукурузу, брокколи и зеленый горошек также считают очень хорошими источниками лютеина и зеаксантина, при этом яйца (желтки) содержат лишь достаточное количество лютеина и зеаксантина. Несмотря на меньшее содержание пигментов в яйцах в сравнении с другими продуктами питания, усвояемость макулярных пигментов при употреблении в пищу яиц очень высока вследствие содержания в них жиров.
Лютеин и зеаксантин подвержены повреждающему действию свободных радикалов, образующихся в результате воздействия света, высокой температуры и кислорода, Потери могут быть минимизированы при употреблении свежих продуктов или при их хранении в плотно закрытых контейнерах, вдали от воздействия солнечного света. Интересно отметить, что лютеин и зеаксантин с трудом усваиваются при
употреблении в пищу сырых овощей из-за плотной структуры клеточной стенки, однако кулинарная, в
том числе тепловая обработка способствуют ускорению высвобождения каротиноидов путем разрушения этой структуры. Вместе с тем, варка в кипящей воде таких значимых источников пигментов, как
капуста и шпинат, существенно снижает общее содержание в них лютеина и зеаксантина. Поскольку
лютеин и зеаксантин являются жирорастворимыми молекулами, их биодоступность существенно повышается под воздействием содержащихся в пище жиров. Добавление жиров к продуктам, богатым
лютеином и зеаксантином, и/или кулинарная обработка с использованием жиров рекомендованы для повышения их биодоступности.
