叶黄素类化合物对动脉粥样硬化的影响综述
叶黄素类化合物对动脉粥样硬化的影响综述
动脉粥样硬化是心血管疾病的主要表现形式，可导致心肌梗死、中风和心力衰竭等严重后果。近年来，越来越多的研究表明，叶黄素类化合物具有干预动脉粥样硬化斑块发展的潜力。本文综述了叶黄素类化合物对动脉粥样硬化发病机制的干预及作用机制，包括抗氧化作用、抗炎作用、调节脂质代谢以及调节内皮细胞和平滑肌细胞功能。
图1 动脉粥样硬化的发病机制以及叶黄素对动脉粥样硬化发展的潜在调节机制
动脉粥样硬化是一种长期积累的慢性疾病，主要表现为促动脉粥样硬化脂蛋白（例如氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）在血管壁中积累、大动脉持续炎症、血管内壁的内皮细胞（ECs）和血管平滑肌细胞（VSMC）发生功能障碍，最终导致血管斑块的形成。一方面，不断生长的斑块会增加动脉的厚度和硬度，从而减少管腔内的血流量，并影响重要器官和组织的氧气输送。另一方面，不稳定斑块的突然破裂可导致心肌梗死（MI）、中风和心力衰竭。
目前，动脉粥样硬化临床最常见的预防方法是改变生活方式和药物治疗。在现有的治疗方法中，最广泛使用和有效的药物是他汀类药物（HMG-CoA还原酶抑制剂），主要通过降脂和抗炎，以及调节ECs凋亡的作用机制。然而，长期使用他汀类药物会产生严重的副作用，如胃肠道刺激、肝损伤和肌肉毒性，促使人们寻找预防和治疗动脉粥样硬化的替代策略。越来越多的研究指出，功能性食品、膳食补充剂和生物活性化合物（如多酚、类胡萝卜素、omega-3 脂肪酸、植物甾醇等）具有干预动脉粥样硬化斑块发展的潜力。
叶黄素类（xanthophylls）是一类广泛存在于自然界中类胡萝卜素的一个主要类别。研究表明叶黄素具有抗氧化和抗炎特性，以及改善脂质代谢和内皮细胞功能的潜力，可作为一种辅助疗法预防和减缓动脉粥样硬化。
叶黄素类是指由具有共轭双键的烃组成的类胡萝卜素的氧化衍生物，其含氧基团包括羟基、甲氧基、羰基或环氧基团。这些官能团可影响其在消化过程中的吸收、代谢、分布和摄取。叶黄素类主要包括叶黄素（lutein）和玉米黄素（zeaxanthin）、β-隐黄素（β-cryptoxanthin）、虾青素（astaxanthin）和藻褐素（fucoxanthin）。正常饮食时，人体循环系统中可检测到叶黄素、玉米黄素和β-隐黄素。绿叶蔬菜和玉米是叶黄素和玉米黄素的良好来源，而β-隐黄素主要存在于辣椒、南瓜和木瓜中。作为结构异构体，叶黄素（（3R,3'R,6'R）-β,e-胡萝卜素-3-3'-二醇）和玉米黄素（（3R,3'R）-β,β-胡萝卜素的混合物）-3,3'二醇和（3R,3'S-内消旋）-β,β-胡萝卜素-3,3'-二醇）在其共轭链的每一端含有40个碳原子和两个羟基。与叶黄素相比，β-隐黄素（C40H56O）在其β-环上有一个源自β-胡萝卜素的单羟基。因此，β-隐黄素往往表现出比β-胡萝卜素更高的生物利用度，是VA的优质来源。鲑鱼、贝壳、微藻和某些蘑菇中富含虾青素。其天然来源通常含有3,3′-二羟基-β,β-胡萝卜素-4,4′-二酮，分子式为C40H52O4，存在（3-R,3′-S）异构体。与其他类胡萝卜素（例如β-胡萝卜素）相比，虾青素中与多烯主链结合的两个末端羰基可以增强其抗氧化性能。藻褐素（C42H58O6）是一种海洋来源叶黄素，可在褐海藻等大型藻类中大量积累。其结构相对更复杂，具有独特的烯丙基键、5,6-单环氧基团和多个含氧官能团。
图2 造成动脉粥样硬化的危险因素以及叶黄素类干预动脉粥样硬化发展的潜在作用靶点
流行病学研究表明，高膳食摄入叶黄素与降低动脉粥样硬化风险之间可能存在联系。据报道，叶黄素的饮食摄入量与亚临床动脉粥样硬化指标颈动脉内膜中层厚度（IMT）呈负相关，同时还与调控脂质代谢相关。此外，在具有动脉粥样硬化风险的人群和动脉粥样硬化患者中，血清/血浆中叶黄素水平与IMT之间也表现出负相关关系。然而，对于叶黄素对动脉粥样硬化影响的干预研究的直接证据仍较缺乏，在文献中仅有一项随机对照试验调查了叶黄素补充剂对早期动脉粥样硬化患者的影响。介入研究的间接证据也仅限于虾青素和叶黄素，主要集中在虾青素相关研究。据报道，服用虾青素可以改善代谢紊乱患者的血脂状况，而血脂代谢紊乱是动脉粥样硬化的重要危险因素。此外，补充虾青素或叶黄素可减少健康受试者、超重受试者和吸烟者的氧化应激和脂质过氧化，以及调节健康受试者的炎症并增强免疫反应，从而降低动脉粥样硬化病变的风险。
参考文献
SU Y T, CHEN F, CHEN J H, et al. An overview of potential cardioprotective benefits of xanthophylls in atherosclerosis: an evidence-based review[J]. Food Science and Human Wellness, 2024, 13(4): 1739-1755. DOI:10.26599/FSHW.2022.9250147.
本文原文来自《食品科学与人类福祉》期刊