研究进展 | 叶黄素对人类健康保护作用的探讨
研究进展 | 叶黄素对人类健康保护作用的探讨
叶黄素是一种天然植物色素，在预防肥胖相关疾病、改善视力、降低心血管疾病风险等方面具有重要作用。近年来，随着对其生物活性研究的深入，叶黄素在食品、医药等领域的应用日益广泛。本文综述了叶黄素在神经退行性疾病预防、食品强化、眼科疾病治疗等方面的研究进展，以期为功能性食品开发提供理论支撑。
叶黄素及其对神经退行性疾病的潜在神经保护作用
阿尔茨海默病（AD）和帕金森病（PD）是两种最常见的进行性神经退行性疾病，对其病因的了解有限，目前尚无治愈方法，症状存在多种治疗方法，但仅暂时针对症状，而不能阻止疾病的进展或预防疾病的发作。神经变性主要归因于衰老的自然过程以及大脑内氧化应激加剧的有害影响，无论是通过直接还是间接机制。
新的研究表明，某些营养方面在神经退行性疾病的预防和管理中发挥着至关重要的作用。叶黄素是一种膳食类胡萝卜素，十多年来对其抗氧化特性进行了研究，并在对抗衰老相关性黄斑变性方面有多种应用。它具有高抗氧化潜力，并且在大脑中选择性积累，使其成为对抗各种神经退行性疾病的多功能化合物。
研究表明，叶黄素在不同生理途径上具有积极作用，这些途径已知会导致神经退行性变。实验研究表明，它具有保护性，通过减轻氧化应激来帮助防止神经损伤，而不是修复或再生受损的神经元。它主要防止Nrf-2的表达受损，从而改善系统中的整体抗氧化状态。
尽管叶黄素在不同的体外和体内模型系统中显示出显著的神经保护特性，但其较差的口服生物利用度对其在人类疾病进展中的帮助构成了主要障碍。此外，不良饮食习惯等其他因素带来的复杂性可能会导致长期的缺乏症，这可能会导致危及生命的神经退行性疾病。早期治疗干预可以显著降低NDS的发生。由于叶黄素是唯一一种与人类AD和PD延迟进展显著相关的类胡萝卜素，因此有必要确定在疾病状态下给予叶黄素的药代动力学行为。这为开发含有叶黄素的口服给药系统奠定了基础，该系统可以确保在胃状态受损的情况下仍有足够的肠道吸收，从而成为可能减缓或推迟AD和PD发病的重大突破。
超越食用色素：叶黄素食品强化剂可增强健康
叶黄素是一种重要的类胡萝卜素，具有多种健康益处，包括改善视力和认知功能以及预防与年龄相关的疾病。叶黄素的主要膳食来源是绿叶蔬菜。然而，由于这些食物的摄入量普遍较低且微量营养素流失，一般人群的叶黄素摄入量仍然不足。
叶黄素补充剂提供了增加叶黄素摄入量的替代方案，但可能不适合某些人群，例如儿童和老年人。鉴于食物基质的多样性和适用性，叶黄素强化食品为提高所有年龄段的个人叶黄素摄入量提供了一种有前景的方法。然而，需要解决诸如提高叶黄素在食品基质中的稳定性、减轻其感官影响以及确定其生物利用度等挑战。
叶黄素对健康的益处已经有了广泛的文献记载，对这些有益作用的机制的了解还有待提高。然而，通过当代饮食和生活方式实践获得足够的叶黄素摄入量是一个显著的挑战。叶黄素补充剂是解决叶黄素摄入量不足的一个可行的解决方案，但它们的适用性可能仅限于特定的人口队列。允许将叶黄素作为一种天然着色剂加入到食品中，为强化提供了一条途径。认为用叶黄素强化食物是一种很有希望的战略，可以增加个人的叶黄素摄入量，从而促进整体健康改善，并减少慢性病的医疗支出。
特定的食物基质，如乳制品中发现的那些，尤其值得注意的是酸奶，因为它们消费广泛，与不同的颜色和味道特征兼容，并且易于吞咽，因此成为一种最佳载体。然而，叶黄素强化食品的发展遇到了挑战，需要进行全面的检查。需要进一步审查的关键领域包括叶黄素在食品加工和储存过程中的稳定性，以及它对食品感官属性的影响。由于黄橙的颜色，叶黄素强化的食品有可能提高公众对这种类胡萝卜素促进健康的认识。这有可能带来额外的好处，比如促进增加水果和蔬菜等天然富含叶黄素的食物的消费。重要的是，这些食物同时提供了一系列对人类健康至关重要的额外维生素和营养素。
超声辅助美拉德反应结合物制备叶黄素Pickering乳剂对干性老年性黄斑变性的保护作用
年龄相关性黄斑变性（AMD）是老年人视力丧失的主要原因，而干性黄斑变性（dAMD）的治疗选择非常有限。叶黄素对治疗dAMD有良好的作用。海藻油富含二十二碳六烯酸（DHA），被认为是治疗眼部疾病的有效方法。在本研究中，通过超声辅助美拉德反应制备酪蛋白-甘露糖缀合物以形成藻类水包油Pickering 乳液。
随着超声时间从0 min增加到25 min，液滴尺寸减小到（648.2±21.18）nm，这大大提高了Pickering乳液的稳定性。超声波处理20 min后的Pickering乳液中叶黄素的保留率在不同条件下均得到显著提高。模拟胃肠道消化表明，超声辅助Pickering乳液是提高叶黄素生物可及性的有效方法（19.76%～53.34%）。体内研究表明，叶黄素负载的Pickering乳液可以有效缓解dAMD小鼠由碘酸钠（NaIO3）引起的视网膜变薄。从机制上讲，负载叶黄素的Pickering乳剂通过降低MDA水平、增加SOD产量和减少视网膜ROS产量，显著减少氧化应激。
综上所述，研究表明，超声辅助美拉德反应结合稳定的叶黄素和藻油负载的Pickering乳剂对小鼠的dAMD具有良好的保护作用。随着超声时间的延长，Pickering乳液的液滴尺寸减小，超声处理20 min后，乳液液滴达到纳米级、均匀、致密的堆积状态。Pickering乳剂提高了包裹叶黄素的油滴的稳定性，并改善了叶黄素在体外消化过程中的生物可及性。此外，CM-20 min Lut Pickering乳剂在dAMD小鼠模型中表现出良好的生物相容性，保护了视网膜结构，并减少了视网膜ROS的产生。因此，超声辅助Pickering乳剂提供了一种安全的包裹疏水性营养物质的方法，并在dAMD的营养干预中具有重要的潜力。
叶黄素对手机屏幕光诱导的3D生物打印视网膜色素上皮单层损伤的保护作用
累积的光暴露，包括电子设备辐射，可能会诱发视网膜色素上皮（RPE）相关的视网膜疾病，叶黄素可能会减轻这种疾病。然而，用于研究植物化学物质对其活性和作用机制的影响的3D RPE单层模型有限。在这里，提出了一种在3D打印的聚己内酯支架上使用单层RPE组织模型的方法。
6 h的手机屏幕光会增加RPE细胞中的活性氧（ROS)，导致氧化应激、细胞毒性和新陈代谢受到抑制。用0.5 µmol/L叶黄素预处理RPE细胞（24 h）可降低ROS水平，并在相同的光照下保持活力。此外，叶黄素对关键的RPE功能（包括吞噬作用和视网膜血屏障）具有保护作用。这项研究强调了最佳叶黄素含量对于保护RPE免受手机屏幕光损伤的重要性，并且本模型有望评估抗氧化剂对抗光辐射的功效。
本实验研究表明，组织工程3D RPE单层模型可以模拟人类视网膜组织的反应，为研究食品来源的抗氧化剂对视网膜健康的影响提供了一种新的方法。通过叶黄素直接降低ROS和上调抗氧化系统的能力，RPE细胞对氧化损伤的细胞弹性可能会得到改善。