Rola karotenoidów w zapobieganiu progresji retinopatii cukrzycowej

Karotenoidy - właściwości antyoksydacyjne i przeciwzapalne

Luteina, wraz z zeaksantyną i meso-zeaksantyną, to silny przeciwutleniacz, który neutralizuje reaktywne formy tlenu (ROS) powstające w wyniku przewlekłej hiperglikemii. W retinopatii cukrzycowej hiperglikemia prowadzi do zwiększonego stresu oksydacyjnego, który uszkadza komórki siatkówki, zwłaszcza te o wysokim zapotrzebowaniu metabolicznym, takie jak fotoreceptory i komórki śródbłonka naczyń krwionośnych. Luteina pomaga w regeneracji endogennych mechanizmów obronnych, takich jak glutation i dysmutaza ponadtlenkowa, co zmniejsza uszkodzenia oksydacyjne i zapobiega apoptozie komórek siatkówki.

Ochrona przed neurodegeneracją siatkówki

Badania na modelach zwierzęcych wykazały, że suplementacja luteiny i zeaksantyny znacząco poprawia przeżywalność komórek siatkówki, zwłaszcza komórek zwojowych i fotoreceptorów. Luteina chroni przed degeneracją naczyń włosowatych siatkówki, która jest charakterystyczna dla wczesnych stadiów retinopatii cukrzycowej. Poprawia również funkcję wewnętrznej siatkówki, co jest widoczne w poprawie odpowiedzi elektroretinograficznej (ERG), zwłaszcza fal oscylacyjnych i amplitud fal a i b.

Poprawa gęstości optycznej barwnika plamkowego (MPOD)

Luteina i zeaksantyna są głównymi składnikami barwnika plamkowego, który znajduje się w centralnej części siatkówki (plamce żółtej). Barwnik ten działa jako naturalny filtr światła niebieskiego, chroniąc siatkówkę przed fotooksydacyjnym uszkodzeniem. U pacjentów z cukrzycą, zwłaszcza typu 2, obserwuje się obniżoną gęstość optyczną barwnika plamkowego, co może zwiększać podatność na uszkodzenia siatkówki. Suplementacja luteiny i zeaksantyny zwiększa poziom gęstości optycznej barwnika plamkowego, co może poprawić widzenie i zmniejszyć ryzyko progresji retinopatii.

Mechanizmy metaboliczne

Luteina może również wpływać na poprawę homeostazy metabolicznej w siatkówce poprzez zmniejszenie stanu zapalnego i poprawę funkcji mitochondriów. Badania sugerują, że luteina hamuje aktywację czynnika transkrypcyjnego NF-kB oraz zmniejsza poziom prozapalnych cytokin, takich jak interleukina-1β, co może ograniczać postęp retinopatii cukrzycowej.

Występowanie i dostępność biologiczna

Tylko zeaksantyna i meso-zeaksantyna (metabolit luteiny powstający w plamce żółtej poprzez przemianę metaboliczną) występują w znaczących ilościach w plamce żółtej i osoczu ludzkim. Razem te dwa karotenoidy tworzą barwnik plamki żółtej, który jest niezbędnym składnikiem utrzymania optymalnego poziomu widzenia. Dieta i suplementy mogą wpływać na stężenie luteiny i zeaksantyny, a tym samym na ich potencjalne funkcje biologiczne. W 1997 roku badanie Hammona wykazało, że modyfikacja diety może zmieniać gęstość receptorów siatkówki: dodanie 60 mg szpinaku (10,8 mg luteiny, 0,3 mg zeaksantyny i 5 mg beta-karotenu) i/lub 150 g kukurydzy (0,4 mg luteiny i 0,3 mg zeaksantyny) do codziennej diety przez 15 tygodni wpłynęło na zwiększenie gęstości receptorów siatkówki (+19%) u 8 z 12 badanych osób¹. W 2007 roku Schalch podawał luteinę (10 mg), zeaksantynę (10 mg) lub kombinację obu (10+10 mg) 126 mężczyznom przez 1 rok, aby ocenić ich zdolność do wpływania na gęstość optyczną barwnika plamkowego (MPOD), mierząc miesięczne parametry siatkówki.

Stwierdzono, że podanie jednego z tych składników lub ich kombinacji może poprawić gęstość optyczną barwnika plamkowego nawet o 15% w stosunku do wartości początkowej. Ponadto wykazano, że luteina działa głównie na obszar dołka środkowego (fovea), podczas gdy zeaksantyna wpływa na całą powierzchnię siatkówki². Kolejną cechą luteiny jest to, że może być zatrzymywana w siatkówce człowieka przez długi czas. W badaniu przeprowadzonym przez Landruma, dwóch zdrowych ochotników suplementowano estrami luteiny odpowiadającymi 30 mg wolnej luteiny przez 140 dni. W okresie suplementacji zaobserwowano znaczący wzrost gęstości optycznej barwnika plamkowego (+20–40% w zależności od oka i badanego uczestnika), a parametr ten nadal rósł do 50 dni po zaprzestaniu suplementacji, po czym stopniowo się zmniejszał³. Produkty bogate w luteinę (luteina >900 mg/100 g) w kolejności malejącej to: gotowany szpinak, gotowany jarmuż, kolendra, surowy szpinak, pietruszka, zielone warzywa liściaste (sałata i sałata rzymska), pistacje, cukinia gotowana ze skórką, gotowane szparagi. Produkty bogate w zeaksantynę (zeaksantyna >500 mg/100 g) w kolejności malejącej to: gotowane w oleju cebulki, pomarańcze, surowe żółtko jaja i gotowane żółtko jaja.

Zbadano zachowanie karotenoidów podczas gotowania, ale głównie w przypadku luteiny, podczas gdy badania dotyczące zeaksantyny są nieliczne. W trakcie gotowania na parze luteina wykazuje tendencję do zwiększania zawartości, prawdopodobnie z powodu degradacji celulozy, co umożliwia większe jej uwolnienie, natomiast zmniejsza się podczas smażenia proporcjonalnie do temperatury i powierzchni wystawionej na działanie ciepła (krojenie na mniejsze kawałki zwiększa powierzchnię kontaktu z olejem, a tym samym utratę luteiny). Dane dotyczące gotowania w mikrofalówce są sprzeczne. Nową granicą w sektorze spożywczym jest wykorzystanie „mikroliści” lub młodych sadzonek (zbieranych 7–21 dni po wysiewie) różnych gatunków warzyw, roślin dzikich i ziół aromatycznych. Te produkty są bogatsze w witaminy, mikroelementy i związki przeciwutleniające niż dojrzałe warzywa i rośliny. Xiao przeanalizował zawartość luteiny, zeaksantyny, tokoferolu, beta-karotenu i wiolaksantyny w tych „młodych” warzywach⁴: mikroliście najbogatsze w beta-karoten (beta-karoten: >10 mg/100 g świeżej masy) to: kolendra, pieprzyca, czerwona kapusta i czerwony szczawik, natomiast mikroliście najbogatsze w luteinę/zeaksantynę (luteina/zeaksantyna >8 mg/100 g świeżej masy) to kolendra, amarantus i czerwona kapusta.

Biorąc pod uwagę te wysokie zawartości związków korzystnych dla zdrowia oczu, mikroliście mogą być doskonałym dodatkiem do diety mającej na celu zapobieganie chorobom oczu. Żółtko jaja jest najlepszym niewegetariańskim źródłem luteiny i zeaksantyny, ponieważ wysoka zawartość tłuszczu w jajach zwiększa absorpcję karotenoidów, chociaż ich poziom zależy głównie od diety kury, zawierającej luteinę i zeaksantynę w formie estrowej wraz ze śladowymi ilościami likopenu i beta-karotenu. Dogłębna wiedza na temat uwalniania do krążenia, a wcześniej absorpcji, transportu i akumulacji karotenoidów w oku jest niezbędna do oceny ich korzystnych właściwości. Karotenoidy są ogólnie lipofilowe, jednak luteina i zeaksantyna są bardziej polarne niż karotenoidy węglowodorowe, takie jak beta-karoten i likopen, ze względu na obecność grupy hydroksylowej. Absorpcja luteiny i zeaksantyny z posiłków determinuje ich dostępność biologiczną w tkance ocznej, a absorpcja jelitowa z kolei jest uzależniona od kilku czynników: rodzaju matrycy żywnościowej (naturalna żywność lub suplement), liczby i rodzaju spożywanych tłuszczów, które umożliwiają krążenie karotenoidów, obecności fosfolipidów oraz dostępności błonnika pokarmowego. Charakterystyka matryc żywnościowych ma znaczący wpływ na dostępność biologiczną karotenoidów. Stwierdzono, że luteina, zeaksantyna i beta-kryptoksantyna są prawie całkowicie uwalniane z owoców (pomarańcze, kiwi, grejpfruty i słodkie ziemniaki), ale tylko 19–38% z zielonych warzyw (szpinak i brokuły)⁵. Ludzkie tkanki nie zawierają takich samych ilości luteiny, przy czym największe stężenie występuje w plamce żółtej.

Efekty kliniczne

W badaniach klinicznych zaobserwowano, że suplementacja luteiny i zeaksantyny poprawia parametry wzrokowe, takie jak wrażliwość na kontrast, rozróżnianie kolorów i pole widzenia u pacjentów z cukrzycą. W jednym z badań (Diabetes Visual Function Supplement Study) suplementacja 4 mg luteiny i 8 mg zeaksantyny przez 6 miesięcy spowodowała średni wzrost gęstości optycznej barwnika plamkowego o 27% i znaczącą poprawę funkcji wzrokowych u pacjentów z łagodną do umiarkowanej nieproliferacyjną retinopatią cukrzycową⁶. Według Brazionisa, wieksze stężenie luteiny i zeaksantyny w osoczu wiązało się ze zmniejszonym ryzykiem retinopatii cukrzycowej (DR), podobnie jak w przypadku zwyrodnienia plamki związanego z wiekiem (AMD)⁷. W randomizowanym badaniu dotyczącym niektórych przeciwutleniaczy stwierdzono, że przyjmowanie suplementów luteiny w dawce 6 mg dziennie przez 20 dni w miesiącu (uznawane za „żywieniowe” spożycie, czyli typowo przyjmowane wraz ze zdrową i zróżnicowaną dietą) może zatrzymać postęp retinopatii cukrzycowej w ciągu 5 lat⁸. Pacjenci z nieproliferacyjną retinopatią cukrzycową (NPDR), którzy przyjmują 10 mg luteiny dziennie, zgłaszają poprawę wrażliwości na kontrast, zmniejszenie olśnienia oraz poprawę ostrości wzroku⁹. W 2-letnim badaniu osoby chore na cukrzycę bez retinopatii cukrzycowej, które otrzymywały 10 mg luteiny i 12 mg zeaksantyny dziennie, wykazały poprawę gęstości siatkówki w wieloogniskowej elektroretinografii oraz niewielki wzrost grubości dołka środkowego bez obrzęku¹⁰.

W kontekście prewencji, osoby, które mogą skorzystać najbardziej z zaleceń przedstawionych w piramidzie żywieniowej, to:

1. Osoby chore na cukrzycę i nadciśnienie tętnicze – są one bardziej narażone na retinopatię cukrzycową, ponieważ obie te choroby mają tendencję do uszkadzania siatkówki.
2. Osoby z nadciśnieniem tętniczym i palące papierosy – mają zwiększone ryzyko zwyrodnienia plamki związanego z wiekiem (AMD).
3. Osoby cierpiące na inne choroby oczu, takie jak jaskra czy zapalenie błony naczyniowej oka (uveitis), a także chorzy na cukrzycę, którzy przeszli długotrwałe terapie kortyzonem – są bardziej narażeni na retinopatię cukrzycową¹¹.

Piramida żywieniowa zaleca następujące dzienne spożycie¹¹

• 3 porcje produktów zbożowych o niskim indeksie glikemicznym (IG) – ze względu na dużą zawartość błonnika i cynku
• 5 porcji (około 200 g/dzień) owoców i warzyw, zwłaszcza szpinaku, brokułów, gotowanej cukinii, zielonych warzyw liściastych, pomarańczy, kiwi i grejpfrutów – ze względu na zawartość luteiny i zeaksantyny (co najmniej ≥942 µg/dzień)
• jogurt naturalny (125 ml) i mleko odtłuszczone (200 ml)
• oliwa z oliwek extra virgin (EVO) – około 20 mg/dzień, ze względu na wysoką zawartość witaminy E i polifenoli
• orzechy lub nasiona oleiste – 20–30 g/dzień, ze względu na zawartość cynku (co najmniej 15,8 mg/dzień).

Tygodniowe zalecenia obejmują¹¹

• ryby – 4 porcje, ze względu na zawartość kwasów omega-3 (EPA+DHA, co najmniej 0,35–1,4 g/dzień)
• białe mięso – 3 porcje, ze względu na zawartość witaminy B₁₂ i kwasu foliowego
• rośliny strączkowe – 2 porcje, jako źródło białka roślinnego
• jaja – 2 porcje, ze względu na zawartość luteiny i zeaksantyny
• świeże i niskotłuszczowe sery – ze względu na zawartość witamin z grupy B
• czerwone lub przetworzone mięso – raz w tygodniu
• mikroliście – co najmniej raz w tygodniu.

Bezpieczeństwo i zalecenia

Luteina jest uważana za bezpieczną do stosowania, a ryzyko działań niepożądanych suplementacji jest małe. Chociaż nie ma ustalonych zaleceń dotyczących dziennego spożycia luteiny i zeaksantyny, badania sugerują, że dawki powyżej 5 mg dziennie mogą być skuteczne w zwiększaniu gęstości optycznej barwnika plamkowego i poprawie funkcji wzrokowych¹².

Podsumowanie

Luteina odgrywa kluczową rolę w ochronie siatkówki przed uszkodzeniami związanymi z retinopatią cukrzycową poprzez swoje właściwości antyoksydacyjne, przeciwzapalne i neuroprotekcyjne. Suplementacja luteiny może być skuteczną strategią wspomagającą leczenie retinopatii cukrzycowej, zwłaszcza u pacjentów z obniżonym poziomem barwnika plamkowego.