Мезо -зеаксантин ( 3R,3′S-зеаксантин ) — ксантофилловый каротиноид и один из трех стереоизомеров зеаксантина. Мезо- форма является второй по распространенности в природе после 3R,3′R-зеаксантина, который вырабатывается растениями и водорослями. [1] Мезо - зеаксантин был обнаружен в определенных тканях морских организмов [2] и в желтом пятне , также известном как «желтое пятно» сетчатки человека. [3] [4]
Каротиноиды необходимы для здоровья и функционирования животных, но животные не могут их вырабатывать. [5] Животные получают каротиноиды из своего рациона, травоядные животные получают их из растений или водорослей, а плотоядные , в свою очередь, получают их от травоядных.
Мезо -зеаксантин не присутствует в растениях, за исключением морских видов. [2] Первоначально предполагалось, что мезо -зеаксантин, присутствующий в людях и других позвоночных, имеет непищевое происхождение, а биосинтезируется в макуле ( центральной части сетчатки) из ретинального лютеина (еще один ксантофилловый каротиноид, обнаруженный в рационе человека); [6] [7] эта работа с тех пор была опровергнута. [8]
В соответствии с работой Маоки и др. 1986 года, Нолан и др. показали, что мезо -зеаксантин присутствует в коже форели, сардины и лосося, а также в мясе форели. В последующей публикации группа Нолана обнаружила и количественно определила три стереоизомера зеаксантина, включая мезо -зеаксантин, в мясе двух разных видов форели, [9], что стало первым сообщением о концентрациях мезо -зеаксантина в обычно потребляемой пище. До этого исследования в публикации Хачика и др. (2002) [10] сообщалось, что печень японского перепела ( Coturnix japonica ) и плазма лягушки содержат мезо -зеаксантин.
Мезо -зеаксантин может быть получен из других каротиноидов, потребляемых животными, поскольку каротиноиды могут быть взаимопревращены по функциональным причинам. Например, было высказано предположение, что мезо -зеаксантин покровов форели происходит из астаксантина , [11] а мезо -зеаксантин у приматов происходит, по крайней мере, частично из лютеина . [6] [7]
Несколько коммерчески доступных пищевых добавок включают мезо -зеаксантин в свои формулы, предположительно для поддержки здоровья макулы. Исследование 2016 года, сравнивающее концентрации каротиноидов коммерчески доступных пищевых добавок на их этикетках, показало, что, хотя только две из них заявили о включении мезо -зеаксантина, он присутствовал и в нескольких других. Авторы пришли к выводу, что присутствие мезо -зеаксантина в других формулах, вероятно, было связано с тем, что он был дешевле зеаксантина, и его трудно отличить от одного от другого с помощью химического анализа. [12]
Мезо -зеаксантин, лютеин и 3R,3′R-зеаксантин являются основными каротиноидами в желтом пятне, они находятся в соотношении 1:1:1 и вместе называются макулярным пигментом (МП). [3] Мезо -зеаксантин концентрируется в эпицентре макулы, где на его долю приходится около 50% МП в этом месте, а лютеин доминирует в периферической макуле.
Из трех макулярных каротиноидов (лютеин, зеаксантин и мезо -зеаксантин) мезо -зеаксантин является самым мощным антиоксидантом , но было показано, что комбинация макулярных каротиноидов демонстрирует наибольший антиоксидантный потенциал по сравнению с отдельными каротиноидами при той же общей концентрации. [13] Это может объяснить, почему человеческая макула уникально содержит эти три каротиноида из примерно 700 каротиноидов, присутствующих в природе. Кроме того, было показано, что комбинация каротиноидов приводит к оптимальной фильтрации света (т. е. фильтрации коротковолнового синего света) в макуле. Это важно, поскольку коротковолновый свет, падающий на макулу, вызывает хроматическую аберрацию и рассеивание света, явления, которые отрицательно влияют на зрительную функцию и приводят к плохой контрастной чувствительности.
В 2013 году исследование возрастных заболеваний глаз 2 (AREDS2) сообщило о снижении риска потери зрения и снижении риска прогрессирования заболевания в течение 5 лет у 4200 участников с ранней или умеренной возрастной макулярной дегенерацией (AMD), которым была добавлена формула, содержащая макулярные каротиноиды и ко-антиоксиданты. [14] Препарат AREDS2 содержал только два из трех каротиноидов макулярного пигмента ( лютеин и 3R,3´R- зеаксантин ) и не включал мезо -зеаксантин, который является доминирующим каротиноидом в центре макулы, присутствие которого необходимо для максимального коллективного антиоксидантного эффекта. [13]
Исследования показали, что добавление мезо -зеаксантина к формулам, используемым для увеличения МП и улучшения зрительной функции в больных и здоровых сетчатках, оказалось эффективным. Испытания показали, что формула, содержащая все три макулярных каротиноида в соотношении мезо -зеаксантин: лютеин : зеаксантин (мг) 10:10:2, превосходит альтернативные формулы с точки зрения улучшения зрения и наблюдаемого увеличения МП. [15] [16] [17] [18] [19] [20]
Бройлерные цыплята становятся желтыми, когда их кормят кормом, содержащим каротиноиды , так как эти каротиноиды накапливаются в коже и подкожном жире животного. Отложение каротиноидов также является причиной желтого цвета яичного желтка. По этой причине производители птицы добавляют каротиноиды (обычно лютеин, зеаксантин, кантаксантин и β-апо-8´-апокаротеналь) в корм, чтобы повысить привлекательность конечного продукта для потребителя, а также поддержать здоровье животных. Считается, что лютеин и зеаксантин действуют синергетически, усиливая желтый оттенок, тогда как зеаксантин более мощный, чем лютеин, из-за его более крупного хромофора . [21] Поэтому несколько компаний используют экстракт бархатцев, в котором процент лютеина был преобразован в мезо - зеаксантин , чтобы дополнить бройлеров и кур обоими каротиноидами. Изомер зеаксантина, полученный из лютеина, представляет собой мезо -зеаксантин из-за характера используемой технологии (см. ниже). [7]
Мезо- зеаксантин производится на промышленном уровне из лютеина, полученного из лепестков бархатцев . Процесс включает омыление, которое проводится с использованием высокой температуры и высокой концентрации основания, приводит к изомеризации двойной связи 4′-5′ в положение 5′-6′. Это преобразует ɛ-кольцо лютеина в β-кольцо, таким образом превращая лютеин в мезо -зеаксантин. Стереохимия этого зеаксантина определяется положением гидроксильной группы в положении 3´, что приводит к обозначению «S» для конечной молекулы зеаксантина. [22] [23] Стереоизомер, полученный в этом процессе, представляет собой 3R,3′S-зеаксантин (т. е. мезо -зеаксантин). Условия омыления можно модулировать для увеличения или уменьшения скорости превращения лютеина в мезо -зеаксантин. [21]
Мезо -зеаксантин был протестирован на токсичность для животных несколькими исследовательскими группами, которые сообщили об отсутствии токсичности. NOAEL («уровень отсутствия наблюдаемых неблагоприятных эффектов») мезо -зеаксантина намного превышает дозы, используемые в пищевых добавках. [24] [25] [26] В 2016 году статус GRAS («в целом считается безопасным») мезо -зеаксантина был признан FDA.[1]
Мезо -зеаксантин является обычным диетическим компонентом в странах, где он является основным пигментом, используемым в птицеводческой промышленности, особенно в Мексике . Ни о каких побочных или положительных эффектах пока не сообщалось. [ когда? ] Кроме того, мезо -зеаксантин был протестирован на эффективность, хотя и не на безопасность, в небольших пилотных исследованиях на людях.
Первое исследование по оценке эффектов пищевой добавки, содержащей преимущественно мезо -зеаксантин, было проведено в 2007 году. [27] Это исследование подтвердило, что мезо -зеаксантин эффективно всасывался в сыворотку, а плотность MP значительно увеличивалась в группе, принимавшей добавку. В группе плацебо такого увеличения не наблюдалось.
В другом исследовании 19 субъектов принимали добавку, состоящую из всех трех макулярных каротиноидов, включая мезо -зеаксантин, в течение 22 дней. Результаты показали, что мезо -зеаксантин был усвоен. В Институте исследований зрения, Технологическом институте Уотерфорда были проведены испытания добавок для глаз с мезо -зеаксантином (MOST) для оценки безопасности, ответа MP и ответа сывороточных каротиноидов у субъектов с ВМД и без нее после приема добавки, содержащей все три макулярных каротиноида, в которых преобладал мезо -зеаксантин. Эти исследования подтвердили безопасность потребления человеком макулярных каротиноидов [28] [29] после множества биологических тестов для оценки функций почек и печени, липидного профиля, гематологического профиля и маркеров воспаления.
Кроме того, испытания MOST выявили статистически значимое увеличение сывороточных концентраций мезо -зеаксантина и лютеина по сравнению с исходным уровнем. Значительное увеличение центральных уровней МП также наблюдалось всего через две недели приема добавок. [30] Кроме того, у пациентов с нетипичным распределением МП в глазу (т. е. у них не было высокой концентрации пигмента в центре макулы), при приеме добавки с преобладанием мезо -зеаксантина в течение 8 недель нормальный пигментный профиль восстанавливался, тогда как этого не наблюдалось, когда пациентам добавляли формулу без мезо -зеаксантина. [18]
Основные результаты исследований MOST у пациентов с ВМД были опубликованы в 2013 и 2015 годах. В серии публикаций по результатам этих исследований был сделан вывод: «Увеличение оптической плотности MP по всему его пространственному профилю и улучшение контрастной чувствительности были наилучшим образом достигнуты после добавления формулы, содержащей высокие дозы мезо -зеаксантина в сочетании с лютеином и зеаксантином». [29] Кроме того, в последней публикации этой работы, опубликованной в 2015 году, был сделан вывод о том, что «Включение мезо -зеаксантина в формулу добавки, по-видимому, дает преимущества с точки зрения увеличения MP и с точки зрения повышения контрастной чувствительности у субъектов с ранней ВМД». [15]
В 2016 и 2017 годах были опубликованы результаты двух небольших клинических испытаний. В первом испытании, CREST (Central Retinal Enrichment Supplementation Trials), приняли участие 105 здоровых добровольцев, которые прошли ряд сложных тестов на зрение и принимали добавки в течение 12 месяцев. Из этих добровольцев 53 ежедневно принимали активные добавки, содержащие мезо -зеаксантин, лютеин и зеаксантин, а 52 субъекта принимали плацебо (контрольная группа). Результат показал, что у тех, кто принимал все три макулярных каротиноида, улучшилась контрастная чувствительность. [31]
Второе исследование, CREST AMD, было двухлетним исследованием с участием 96 субъектов с диагнозом ранней стадии AMD. Все субъекты получали рекомендованную AREDS2 формулу с добавлением мезо -зеаксантина или без него, и все показали значительное улучшение первичного показателя контрастной чувствительности при чтении офтальмологической таблицы. Не было никакой разницы между результатами субъектов, чьи добавки включали мезо -зеаксантин, и тех, кто его не принимал; таким образом, мезо -зеаксантин не улучшил здоровье глаз субъектов, которые его принимали. Не было никаких существенных различий в том, как прогрессировала AMD у субъектов, между группой мезо -зеаксантина и группой AREDS2. [32]