Dołącz do czytelników
Brak wyników

Fitoterapia

18 lutego 2021

NR 23 (Luty 2021)

Związki roślinne wspierające procesy widzenia Część I. Karotenoidy

248

Oko ludzkie służy do rejestracji bodźców świetlnych, które są w komórkach światłoczułych siatkówki transformowane w sygnał elektryczny. Ten ostatni jest drogą nerwową przesyłany do ośrodków percepcji wrażeń wzrokowych mieszczących się w korze mózgowej płata potylicznego mózgu. W procesach widzenia niezwykle istotną rolę odgrywają związki roślinne. Na szczególną uwagę zasługują karotenoidy, których pochodną jest witamina A, mająca podstawowe znaczenie w procesach widzenia. Retinal, czyli forma aldehydowa witaminy A, bezpośrednio uczestniczy w transformacji energii fotonów w energię elektryczną.

Impulsy nerwowe płynące z nerwów wzrokowych są następnie przetwarzane w korowych ośrodkach wzrokowych i ostatecznie rejestrowane jako obraz widziany przez człowieka. W procesach widzenia, obok witaminy A oraz jej roślinnych form prekursorowych, mają znaczenie także inne barwniki karotenoidowe. Należą do nich luteina oraz zeaksantyna, które w dużej koncentracji występują w plamce żółtej, gdzie chronią tkankę siatkówki przed fototoksycznym działaniem światła. 
Do związków roślinnych wspierających procesy widzenia należą także różnego rodzaju polifenole. W tym kontekście najbardziej znane są antocyjany, które w oftalmologii mają już długą tradycję stosowania. Inne polifenole roślinne również mogą wspierać procesy widzenia, z uwagi na działanie antyoksydacyjne oraz przeciwzapalne. Do substancji aktywnych pochodzenia roślinnego ważnych dla prawidłowej pracy oczu należą również długołańcuchowe kwasy tłuszczowe omega-3, szczególnie kwas dokozaheksaenowy, który występuje w niektórych algach morskich. Zwykle kojarzymy jego obecność z produktami odzwierzęcymi (ryby, owoce morza), ale pierwotnym jego źródłem są jednak organizmy zdolne do procesu fotosyntezy, takie jak cyjanobakterie lub wodorosty. Jeśli chodzi o inne kwasy tłuszczowe, na uwagę zasługuje także należący do rodziny omega-6 kwas γ-linolenowy (GLA). W pierwszej części artykułu zostaną omówione karotenoidy z uwagi na ich podstawowe znaczenie dla procesów widzenia oraz istotną rolę ochronną przed rozwojem chorób oczu. 

POLECAMY

R e k l a m a


Karotenoidy to rozpuszczalne w tłuszczach barwniki roślinne, które są obecne w warzywach oraz owocach, cechujące się szczególnymi właściwościami dla zdrowia oczu. Organizm człowieka nie ma zdolności do ich syntezy, dlatego związki te muszą być dostarczane wraz z dietą. Oko jest szczególnym miejscem kumulacji karotenoidów w organizmie człowieka. Prawie wszystkie jego struktury – z wyjątkiem ciała szklistego, rogówki oraz twardówki – kumulują istotne ich ilości. Siatkówka, soczewka oraz błona naczyniowa oka gromadzą duże ilości luteiny oraz zeaksantyny. W największej koncentracji barwniki te występują w plamce żółtej, gdzie dominuje luteina (36%), zeaksantyna (18%)1 oraz produkt jej lokalnej konwersji – mezozeaksantyna (18%). Karotenoidy obecne są także w takich strukturach oka, takich jak na przykład ciało rzęskowe, w którym odnotowano stosunkowo wysoką koncentrację luteiny oraz likopenu. W rogówce i twardówce wykazano obecność tylko śladowych ilości karotenoidów, nie stwierdzono ich natomiast w ciele szklistym2. Poza tkankami oka, miejscem występowania karotenoidów jest tkanka tłuszczowa, wątroba oraz nadnercza. Substancje te są obecne także w tkance mózgu. Badania wykazały ich szczególnie wysoką koncentrację w hipokampie, korze czołowej oraz potylicznej3. 
Karotenoidy dzielimy na karoteny oraz ksantofile – zarówno jedne, jak i drugie cechują się szerokim zakresem właściwości prozdrowotnych. Oba rodzaje związków mają także istotne znaczenie dla pracy oczu. Karoteny to związki zbudowane z atomów węgla oraz wodoru, są mało polarne oraz cechują się absorpcją światła o wyższej długości fali. Do tej klasy związków należy β-karoten, α-karoten czy likopen. Ksantofile z kolei to substancje zbudowane z węgla, wodoru oraz tlenu. Mają bardziej polarny charakter i absorbują promieniowanie o niższych długościach fali niż większość karotenoidów4. Jak wspomniano już wyżej, karotenoidy są prekursorami witaminy A, która jest niezbędna w procesie widzenia. Jest ona wytwarzana przede wszystkim z α-, β-, γ-karotenu, kryptoksantyny oraz innych związków mających w swojej strukturze rdzeń β-jononu. Witamina A występuje, co prawda, w produktach żywnościowych pochodzenia zwierzęcego, jednak aby mogła zostać ona zsyntetyzowana, potrzebne są barwniki karotenoidowe, spośród których najbardziej efektywnym jej prekursorem jest β-karoten. Witamina ta nie może być przez organizmy zwierząt syntetyzowana de novo, ponieważ karotenoidy to związki wytwarzane wyłącznie przez rośliny5. Z uwagi na to, że konwersja karotenoidów do witaminy A nie zawsze zachodzi w organizmie człowieka odpowiednio efektywnie, aby uniknąć jej niedoborów, należy brać pod uwagę w diecie także produkty zawierające ją w gotowej postaci, bez konieczności konwersji z formy prowitaminy6. Niedobór witaminy A prowadzi do zmian w błonie śluzowej oczu, upośledzenia działania gruczołów łzowych oraz suchości spojówek. Przedłużający się niedobór tej witaminy powoduje utratę przejrzystości gałki ocznej, z powstawaniem zgrubień o zabarwieniu białawym, kremowym, żółtym, pomarańczowym lub mlecznym, zwanych plamkami Bitota. Jednocześnie rozwija się niedowidzenie zmierzchowe, czyli tzw. kurza ślepota. Długotrwałe, głębokie niedobory witaminy A prowadzą do utraty wzroku7.
Do drugiej grupy należą barwniki ksantofilowe, takie jak luteina oraz zeaksantyna. Są one również bardzo wartościowe dla zdrowia oczu. Stosowanie diety bogatej w te substancje zapobiega powstaniu zaćmy i zwyrodnienia plamki żółtej8. Dominującym ksantofilem w ludzkiej diecie jest luteina, związek ten osiąga również największą koncentrację w plamce żółtej. Luteina oraz zeaksantyna chronią tkankę siatkówki przed fototoksycznym działaniem światła. Szczególne znaczenie w uszkodzeniach siatkówki ma światło niebieskie, czyli promieniowanie widzialne o długości fali 400–500 nm9. 
To właśnie ta część widma światła widzialnego jest absorbowana przez barwniki plamki żółtej, zatem ich obecność jest niezwykle ważna dla prawidłowej pracy oczu. Maksimum absorpcji luteiny określono przy długości fali odpowiednio: λ = 447,7 i 476,8 nm, natomiast zeaksantyny – λ = 456,2 i 482,9 nm. Karotenoidy występujące w plamce żółtej absorbują ok. 40% światła niebieskiego, zmniejszając ryzyko stresu oksydacyjnego w siatkówce oka10. Spośród wszystkich znanych karotenoidów, luteina wykazuje najsilniejsze właściwości absorbujące światło w tym zakresie widma11.

Światło niebieskie a uszkodzenia siatkówki

Światło niebieskie stanowi składową widma promieniowania słonecznego oraz widm wielu sztucznych źródeł. Oprócz generowania wrażeń wzrokowych, ma zdolność oddziaływania na organizm człowieka w wielu innych aspektach. Najlepiej rozpoznanym sposobem wpływu światła niebieskiego jest jednak jego zdolność do wywoływania uszkodzeń siatkówki oka. W środowisku życia człowieka stosuje się obecnie liczne źródła technologiczne czy oświetleniowe nowej generacji, które w swoim widmie zawierają światło niebieskie, dlatego można je uznać za powszechnie występujący czynnik mogący zagrażać zdrowiu człowieka12. Uważa się, że narażenie w ciągu całego życia na światło niebieskie przyspiesza objawy starzenia się siatkówki. Ponadto fale światła niebieskiego długości 450–480 nm wykazują maksimum skuteczności w hamowaniu produkcji melatoniny, hormonu odpowiedzialnego za regulację rytmu dobowego. Niedobór melatoniny na skutek wieczornej ekspozycji na niebieski zakres widma jest jednym z czynników etiologicznych bezsenności. Warto jednak nadmienić, że dzienna ekspozycja na światło niebieskie może dawać także korzystne efekty, ma ona przykładowo pozytywny wpływ na wykonywanie zadań wymagających koncentracji i sprawności umysłowej. Doniesienia naukowe stwierdzają możliwość korzystnego wpływu światła niebieskiego na samopoczucie osób starszych, a także na proces leczenia zmian skórnych. Problemem jest tutaj nadmiar tego typu promieniowania oraz nieodpowiednia pora ekspozycji. Do urządzeń, które zawierają w swoim widmie znaczną komponentę światła niebieskiego należą ekrany komputerów, smartfonów, tabletów czy telewizorów. Obecnie praca przy komputerze stała się bardzo ważnym elementem życia zawodowego znacznej części społeczeństwa, ma ona również duże znaczenie dla dzieci i młodzieży na różnych etapach edukacji. W związku z aktualną sytuacją epidemiologiczną liczba godzin spędzanych dziennie przed monitorami uległa istotnemu zwiększeniu, dlatego warto obecnie zwrócić szczególną uwagę na związki roślinne chroniące przed nadmiarem światła niebieskiego oraz wspierające procesy widzenia.  
Uważa się, że korzystne działanie barwników ksantofilowych w obrębie siatkówki oka opiera się na kilku mechanizmach. Stanowią filtr niebieskiego promieniowania, które jest odpowiedzialne za uszkodzenia fotoreceptorów i nabłonka barwnikowego siatkówki, mają także właściwości antyoksydacyjne oraz przeciwzapalne.
Stres oksydacyjny jest niezwykle istotnym problem w siatkówce oka, ponieważ zawiera ona bardzo duże ilości podatnego na zmiany oksydacyjne kwasu dokozaheksaenowego (DHA) z rodziny omega-3. Badania nad suplementacją luteiną i zeaksantyną wskazują na poprawę w ich obecności wydajności widzenia ludzkiego oka13. Spożycie luteiny w dawce 6–14 mg dziennie przyczynia się do zwiększenia jej koncentracji w siatkówce oraz pomaga o połowę zmniejszyć ryzyko wystąpienia zwyrodnienia plamki żółtej związanego z wiekiem (age related macular degeneration, AMD). Przeprowadzone badania epidemiologiczne wykazały, że spożywanie 6 mg luteiny na dzień powoduje spadek ryzyka AMD o 57%14. Również badania z ośrodków okulistycznych w Stanach Zjednoczonych wśród pacjentów dotkniętych tą chorobą pokazują, że spożywanie z dietą co najmniej 6 mg luteiny oraz zeaksantyny może przyczynić się do zmniejszenia o 43% ryzyka uszkodzenia plamki żółtej15. Luteina ma także istotne znaczenie w zaćmie. Jej obecność w pożywieniu może być czynnikiem chroniącym przed rozwojem tej choroby. W badaniach na 372 pacjentach w wieku 66–75 lat wykazano, że osoby z najwyższymi poziomami luteiny w surowicy krwi miały o 50% mniejsze ryzyko zachorowania na zaćmę w stosunku do pozostałych osób. Jednocześnie zaobserwowano tutaj, że wysokie stężenia witaminy C, E lub karotenoidów zeaksantyny i β-kryptoksantyny w osoczu krwi nie wiązały się ze zmniejszeniem ryzyka16. Badanie przeprowadzone w Hiszpanii na osobach chorych na kataraktę potwierdziły, że suplementacja luteiną w dawce 15 mg 3 razy w tygodniu przez 2 lata, powodowała poprawę ostrości widzenia u tych osób17.

Karotenoidy a zdolności kognitywne, sen, choroby nowotworowe

Spożywanie karotenoidów poza pozytywnym wpływem na procesy widzenia daje także wiele innych korzyści zdrowotnych. Wykazują one działanie ochronne przed rozwojem różnego typu chorób cywilizacyjnych, takich jak choroby układu krążenia czy cukrzyca. Badania przeprowadzone w ostatnich latach pokazują, że barwniki ksantofilowe mają pozytywne działanie także na procesy kognitywne. Wykazano to w kilku badaniach klinicznych. Przeprowadzono randomizowane, kontrolowane placebo badanie na grupie zdrowych studentów. Jako interwencję stosowano suplementację luteiną (10 mg) oraz zeaksantyną (2 mg) dziennie przez rok. Po 12 miesiącach odnotowano znacznie wyższą wydajność zadań związanych z pamięcią wzrokową w grupie osób przyjmujących kapsułki z ksantofilami18. Poprawę funkcji poznawczych zaobserwowano także w grupie osób starszych19. Przykładowo przeprowadzono podwójnie zaślepione, kontrolowane placebo badanie na 49 kobietach w wieku 60–80 lat. Stosowano tutaj suplementację luteiną w dawce 12 mg lub kwasem dokozaheksaenowym (DHA) w ilości 800 mg dziennie, a także połączenie luteiny z DHA oraz placebo przez 4 miesiące. Na skutek interwencji zaobserwowano poprawę płynności słownej w grupie z kwasem dokozaheksaenowym, podobnie w przypadku podawania samej luteiny oraz na skutek suplementacji obu tych składników jednocześnie. W tym ostatnim przypadku zauważono także poprawę pamięci oraz szybkości uczenia się, odnotowano tendencję w kierunku bardziej efektywnego przyswajania wiedzy. Nie zaobserwowano natomiast wpływu zażywania badanych składników aktywnych na szybkość przetwarzania informacji, dokładność tego procesu oraz nastrój20. 
Wykazano także pozytywny wpływ barwników ksantofilowych na jakość snu. W kontrolowanym placebo badaniu klinicznym wzięło udział 48 (36 + 13) zdrowych studentów (18–25 lat, BMI < 27) pracujących minimum 6 godzin dziennie z ekranem. Badani przyjmowali 24 mg dziennie barwników siatkówkowych (luteina, zeaksantyna, mezozeaksantyna; proporcje 83% : 10% : 7%) przez 6 miesięcy. Zaobserwowano istotną ogólną poprawę jakości snu oraz gęstości pigmentu w plamce żółtej. Ponadto zmniejszyła się częstotliwość bólów głowy oraz zmęczenie oczu. Jednocześnie poprawie uległy wszystkie parametry sprawności wzrokowej w porównaniu z placebo. Według autorów publikacji poprawa jakości snu może być spowodowana działaniem systemowym, zmniejszeniem stresu oksydacyjnego oraz stanu zapalnego w organizmie21. 
Bardzo interesujące są również właściwości przeciwnowotworowe karotenoidów. Badania epidemiologiczne wskazują na związek diety bogatej w te substancje ze zmniejszoną zapadalnością na różnego typu nowotwory. Stosowane są również interwencje u pacjentów onkologicznych polegające na suplementacji określonych składników, takich jak np. likopen, które pokazują korzystne efekty dla chorych w porównaniu z grupą placebo. Obiecującym związkiem przeciwnowotworowym jest także luteina. W badaniach z 2018 roku wykazano, że hamuje ona wzrost wszystkich typów komórek raka piersi, niezależnie od rodzaju receptora. Siła jej działania była porównywalna z taksanami: paklitakselem oraz docetakselem, co implikuje możliwość jej wykorzystania w przyszłości w leczeniu skojarzonym, bądź alternatywnym raka piersi22. 

Źródła w diecie oraz surowcach zielarskich

Zwiększone spożyc...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Naturoterapia w praktyce" w roku + wydania specjalne
  • Nielimitowany dostęp do całego archiwum czasopisma
  • Dodatkowe artykuły i filmy
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy