ルテイン何のために良いですか?

ルテイン is a natural xanthophyll containing two different violone rings. It is a non-vitamでA active carotenoid that is widely found でvegetables, fruits, flowers, etc. It is an important 色素での黄斑region of the human eye' s網膜[1]。ルテインには、ヴィオロン環を持つユニークなジヒドロキシ構造があり、一重項酸素を消す強力な抗酸化剤として、また青色光フィルターとして使用することができます。抗酸化、抗がん、網膜の保護、心血管疾患の予防などの生物学的効果があります。しかし、ルテインは不安定な物理化学的性質を有しており、調製過程における水溶性の低さ、不安定性、生物学的利用能の低さなどの問題があります。ルテインは脂質と結合することによってのみ体内に吸収され、この特性はその薬理作用の発揮を大きく制限する。

1. ルテインの物理的および化学的性質

自然ルテイン is mainly composed of two different violone rings linked によってa long chain containing an 18-carbon atom conjugated double bond. It has three chiral centers とeight stereoisomers. It has a rhombic bright yellow crystal とa metallic luster とcan absorb blue とpurple light well. Natural ルテインis mainly in the all-trans configuration, while in human serum とplasma lutein is mainly in the 3R, 3, R, 6, R configuration. Lutein is insoluble in water and propylene glycol, slightly soluble in oil and hexane, soluble in acetone, dichloromethane and ethanol, and easily soluble in ethyl acetate, tetrahydrofuran, chloroform, etc. [2]. Its stability in solvents is anhydrous ethanol > ethyl acetate > tetrahydrofuran > toluene. Lutein is unstable and is mainly affected によってfactors such as oxygen, light, heat, metal ions, and pH. For example, heat treatment can cause the isomerization of lutein to produce 9-cis and 13-cis lutein [3]. Therefore, when stored, lutein crystals or materials containing lutein should be sealed in airtight containers or vacuum-sealed and filled with inert gas, protected from light, and stored at low temperatures.

自然界では、ルテインは主に遊離ルテインおよびルテインエステルの形で存在します[4]。遊離ルテインの生物学的利用能は低く、わずか2 ~ 9.4%である[5]。ルテインの生物学的利用能は、ルテイン製品(オイルサスペンションまたはマイクロカプセル)に製造された後に効果的に改善される[6-8]。ルテインエステルは遊離型よりも安定であり、in vivoでは遊離型ルテインよりも1.6倍高い生物学的利用能を有する[9-10]。このため、ルテインは、調製時の水溶性、不安定性、生物学的利用能の低さなどの問題を抱えています。

ルテインの生体内でのプロセス

ルテインは脂質を含むミセルで摂取される。様々な酵素によって胃から放出され、腸細胞に吸収され、リンパ管または門脈を介してカイロミクロンとともに血液循環に運ばれ、肝臓に運ばれます。肝臓では、低密度リポタンパク質(ldl)と一緒に変換され、血液循環に放出されます。血液中のルテインの一部は、他のキャリアと結合し、網膜や他の組織に入ります。

2.1吸収と分布

ルテイン合成酵素は人体には存在しないため、ルテインは食事によってのみ得られる。食品中のルテインは脂質と結合して混合脂質ミセルを形成し、コレステロール輸送または受動拡散によって体内に吸収される。lu pingらは[11]、ラットのすべての腸セグメントでルテインマイクロカプセルが吸収されたが、その吸収率定数はileumとgtの順に異なっていたことを示した。空腸>十二指腸>大腸[11]。体内に入ったルテインは脂肪の中に貯蔵され、主に肝臓、血液、網膜に分布する。通常の食事条件の下では、ヒト血漿中のルテインの濃度,血清,肝臓,腎臓および肺は0である。14から0.61,010から1.23,010から3.00、0.037から2.10と0。10 ~ 2.30μmol / L,[12]。ルテインはすべての眼組織に存在し、網膜の黄斑周辺が最も濃度が高く、0.1 - 1 mmol/ lに達する[13]。

2.2輸送

The B-type scavenger receptors involved in the transport of lutein in the body はmainly SR-BI and CD36. SR-BI is a high-density lipoprotein (HDL) receptor, and lutein can be transported to retinalユニットpigment 上皮cells through the SR-BI mechanism [14]. CD36, as a multi-ligand receptor, promotes the uptake and modification of specific lipid molecules such as long-chain free fatty acids on LDL [15-16]. CD36 binds to the outer segment of rod photoreceptors in association with rhodopsin and phospholipids, thereによってmediating the metabolism of the outer segment of the photoreceptor; the CD36 receptor can also bind to the interphotoreceptor retinoid-binding protein, which transports lutein to retinal cells [17].

2.3代謝

bco1およびbco2は、網膜および網膜色素上皮細胞(rpe)を含む動物に見られるカロテノイド切断酵素である[18]。体内のルテインには2つの代謝経路がある。一つは分解対称になって二人な絆になると分子に酵素β-carotene-15、15 -oxygenase (BCMO1)などを主老廃物、ビタミンA、ビタミンその派生である。もう一つは非対称分解二重な絆にalkenylグループに対する酵素β-carotene-9、10トリーナ・マーカスは飲ん添加酵素飲ん(BCDO2)[19]。bcdo2は主に網膜上皮細胞の黄斑色素の産生を担っている。

3 Lutein' s抗酸化作用

活性酸素(ros)は、dna、タンパク質、脂質と反応し、その生理機能を低下させ、アテローム性動脈硬化症、がん、黄斑変性などの慢性疾患の発症につながります。ルテインは、共役ポリエン鎖が電子を失ったカチオンラジカルを形成することで、酸素フリーラジカルを減少させ、活性酸素を阻害することで、正常な細胞への損傷を防ぎ、生物学的効果を発揮します[20-21]。ルテインは天然の抗酸化物質として知られており、一重項酸素を消し、酸素ラジカルを捕捉し、フリーラジカルによる生体膜の損傷を防ぎます。

一重項酸素は励起rosの一種であり、しばしば連鎖酸化反応の誘導剤として作用する。ルテインは、物理的または化学的なクエンチングによって一重項酸素を不活性化し、それによって身体を害から保護し、免疫機能を高めることができる。ヒドロキシルラジカルは最も活性な活性酸素であり、不飽和脂肪酸の過酸化反応を引き起こし、脂質ラジカル、脂質酸素ラジカル、脂質ペルオキシルラジカル、脂質ペルオキシドなどの一連のフリーラジカルを生成する。ルテインは遊離基、特にヒドロキシルラジカルを除去することができる。ルテインは鎖を断ち切る抗酸化物質で、脂質に結合して脂質酸化を効果的に抑制し、体内のフリーラジカルによる損傷から細胞や臓器を保護します。

4ルテインの生物学的効果

4.1網膜に対する保護効果

網膜は血管が豊富で酸素濃度が高い。また、感光性化合物や酸化しやすい基板も含まれています。高エネルギー光条件下では、酸素フリーラジカルが生成しやすく、網膜細胞の脂質過酸化を引き起こし、細胞内タンパク質のエピトープを変性させ、dnaを損傷させ、最終的に網膜細胞のアポトーシスを引き起こす。網膜におけるルテインの保護機構は、rosの損傷を軽減し、青紫色の光を遮断することである[22]。加齢とともに、rpeは徐々にリポフシンを蓄積し[23-24]、リポフシンの光増感は、多くの活性酸素種を生成することができます。ルテインは、網膜光増感剤a2-peによって開始される酸化反応を効果的に防止し、rosレベルを低下させ酸化ストレスを抑制することによってrpeの光毒性を低減することができます[25]。ルテインはまた、網膜血管内皮細胞におけるミトコンドリアのスーパーオキシド産生を阻害し、内皮細胞のアポトーシスを防止し、毛細血管の変性変化を逆転させることによって、ミトコンドリアのアポトーシスの可能性を減少させる[26]。

黄斑顔料はhenle &の層に集中しています#39;sファイバー細胞は、多くの光受容神経軸索から構成されている[27]。光は、光受容体に到達するために、黄斑色素を通過しなければなりません。ルテインは網膜の内層にあるフィルターに似ており、光受容体、rpe、およびその下にある脈絡膜血管層に到達する前に青色光を吸収し、光エネルギーを減少させ、rpe内の感光性物質の光酸化を減少させる。糖尿病性網膜症に対するルテインの効果とメカニズムに関する研究で、wang liyuanら[28]は、ルテインが糖尿病性網膜症による酸化ストレスを緩和し、網膜血管内皮細胞を保護し、網膜損傷を軽減することを明らかにした。

4.2心血管疾患に対する予防効果

人体にコレステロールやldlが蓄積されると、動脈が閉じて厚くなり、血管の壁の弾力性が失われ、動脈硬化などの心血管疾患につながる。ルテインは、その抗酸化作用によってldlの脂質過酸化を抑制し、動脈プラークの形成を遅らせ、アテローム性動脈硬化症などの心血管疾患の発生を防ぐことができます。頸動脈主経路の内膜厚の変化は、血液中のルテイン含有量と関連している。特定の条件下で、特定の範囲内では、血管壁の厚さはルテイン含有量と負の相関があります。また、ルテインはldlの酸化的修飾を阻害し、平滑筋細胞の増殖を防ぐことができる[29]。

riccioni gら[30]は、ルテインの栄養補給は、内皮細胞の炎症反応および酸化ストレスを改善し、アテローム性動脈硬化症の形成を遅らせ、それによって冠動脈性心疾患のリスクを低下させることを明らかにした。

4.3抗がん効果

現時点では、ルティンのメカニズム&#抗がん効果は明らかではありませんが、主に以下の点があると考えられています。(1)ルテインは一重項酸素を消し、脂質過酸化を防ぎ、腫瘍の成長を抑制します。sun guoguiらは、正常な肝細胞と比較して、肝がん細胞のrosレベルが有意に高く、過剰なrosは核dnaの損傷、ミトコンドリアdnaの変異、およびタンパク質および脂質の過酸化を引き起こす可能性があることを発見した。

wang ruozhongらは、ヒト肝がん細胞hepg2に対するルテインの抑制効果とメカニズムに関する研究で、抗酸化作用を持つルテインが、hepg2細胞のrosレベルを効果的に低下させ、腫瘍形成と発生における重要な役割を阻害することを発見した[32]。このことが、ルテインがhepg2細胞の増殖を阻害できる理由の一つと考えられている。(2)ルテインは、体内の細胞の液性および細胞性免疫を高め、体内の癌細胞の成長を抑制する。ルテイン構造の末端に極性遺伝子が存在すると、抗原提示リンパ球の成長が促進され、細胞表面分子の機能発現に影響を与え[33]、それによって自己免疫が改善される可能性がある。(3)人体の他の器官との相乗効果によって間接的に免疫を調節し、がんを予防する可能性もある。gunasekera rsら[34]は、ラットの前立腺がん細胞に対するリコピンとルテインの抑制効果を研究し、その結果、リコピンとルテインの両方が悪性腫瘍細胞at3の増殖を抑制できることを示した。

5ルテインの主要な投与形態に関する研究

When lutein powder is used in clinical or food applications, it mainly faces problems such as poor water solubility, instability and low bioavailability. Isomerization and oxidation reactions inevitably occur during the preparation, storage and processing of lutein [35]. The dosage form needs to be changed by methods such as physical encapsulation and chemical modification (such as esterification) to improve its bioavailability. The main dosage forms currently on the market are described below.

5.1石油中止

Lutein crystals are micronized to the micron level, vegetable oil and antioxidants are added, and the mixture is stirred properly to prepare an oil suspension containing about 20% lutein. The key step is to prevent lutein from thermal degradation during micronization. Ye Wenkun et al. [36] used the emulsification method to prepare a lutein oil suspension, and determined that the optimal process was as follows: a mixture of 4% lecithin and mono-stearin glycerides (mass ratio 1:1) was used as an emulsifier, and the emulsification temperature was 65 °C. The antioxidant (vitamin E) and caprylic capric triglyceride were stirred well, and then a quantitative amount of lutein powder was added. emulsified at 16,000 rpm for 30 minutes to obtain a yellow, viscous liquid containing 20% lutein.

5.2水分散性乾燥粉末

水分散性乾燥粉末は、マイクロクリスタル、アモルファス、コロイド分散または分子分散の形で適切なキャリアにルテインの固体分散であり、冷水に分散することができます。li senら[37]は、ポリエチレングリコール6000とポロキサマ188を担体として、溶媒法によるルテイン固体分散液を調製した。その結果、ルテインはキャリア中に低溶融混合物の形で存在することが示された。水溶性キャリアを使用してルテイン固体分散液を調製すると、薬剤の溶解度と溶解率を向上させるだけでなく、薬剤の濡れ性を向上させ、薬剤の高度に分散した状態を維持できます。張天野ら。[38]少なからぬを準備ルテイン実線分散による位置ジェル状の冷たい溶制法でだけでなく問題を解決しルテインの貧しい溶解水の大幅に滞留時間も麻薬の結膜サクラメントでは持続的なリリースの効果を実现できます。

マイクロカプセル5.3コーティング

マイクロカプセルは、薬剤をカプセル化し、一定の条件下で放出する小さなカプセルです。典型的な粒子のサイズは0.7と5µm。従来のマイクロカプセル化剤の粒子サイズは大きすぎ、表面効果は低い。そのため、中国と外国の研究者は、ルテインをカプセル化するためのナノ粒子およびナノマイクロカプセル複合システムの使用を検討している[39-40]。ルテインマイクロカプセルの利点は、生物活性を保持し、放出を制御し、ルテインの不安定性と水溶性を改善することである。wangら[41]では、コハク酸変性デンプンおよびスクロースを壁材料として、トランスルテイン結晶をコア材料として、ルテインマイクロカプセルを乳化、均質化、スプレー乾燥させて調製した。これに基づいて、製品をより安定させるために凝縮スプレー乾燥を使用して二次埋め込みを行いました。このプロセスは工業生産に適している。

5.4 Liposome

リポソームは新しいタイプのマイクロカプセル剤形である。これらは、機能因子を伝達するナノキャリアとして使用されます。粒子サイズが小さく、表面積が大きい。非毒性、非免疫原性、生分解性である。彼らは、薬物の溶解を増加させ、人体への吸収を促進することができます[42-43]。リポソームにカプセル化された薬剤が点眼薬になると、角膜の透過性を高め、薬剤の放出を遅らせ、薬剤毒性を減らすことができる。カロテノイドの中で、リポソームは最もルテインを封入する能力を持っています。負荷容量が大きく、粒子径が小さく、分散性に優れたルテインリポソームの調製に使用できます。また、リポソームとルテインの間には相乗的な保護作用があり、リポソームの不安定性を効果的に抑制できます。注目すべきは、高濃度のカロテノイドがリポソームに充填されると凝集し、脂質膜の流動性および透過性を変化させ、酸化を促進する可能性があることです[44]。

Tan Chen [40] prepared ルテインliposomes by thin-film sonication method, using egg yolk lecithin and cholesterol as membrane materials, at 50 °C and with a drug loading of 1.25%, the mixture was rotated evaporated for 60 minutes, and then ultrasonicated in an ice bath for 2 minutes. The encapsulation rate of the obtained lutein liposomes was over 90%, the particle size distribution was uniform, the particle size was about 80 nm, and the in vitro antioxidant properties were good. The results show that liposomes, as a carrier, can effectively solve the instability of lutein, effectively inhibit the aggregation and fusion of liposomes and the leakage of core materials, reduce the fluidity of the bilayer of liposomes, and improve the physical stability of liposomes. Xia F et al. [45]prepared lutein liposome precursors based on the supercritical fluid dispersion method. This process is environmentally friendly and has great potential for industrial application in the preparation of liposome precursors.

6ルテインのアプリケーションの現状

Lutein is one of the main active ingredients in health products for “relieving visual fatigue” approved for marketing by the China 食品and Drug Administration. Lutein ester was approved as a new resource food by the former Ministry of Health in Announcement No. 12 of 2008. In 2008, Lutein Ester Tablets 生産by North China Pharmaceutical Co., Ltd. contained 3.2 mg of lutein per tablet. In 2013, Shanghai Grape King Enterprise Co., Ltd. launched a vision fatigue relief drink containing 3.2 mg of lutein per 100 mL of drink. The company By-Health Co., Ltd. has launched a soft capsule to relieve eye fatigue, each capsule containing 5 mg lutein.

ルテインは現在も医学として研究されており、国内外でルテイン処方薬の報告はありません。しかし、関連研究では、ルテインが眼科疾患に一定の効果があることが示されています。たとえば、hu bojieら[46]は、糖尿病性網膜に対するルテインおよびゼキサンチンの臨床応用を研究した。単純糖尿病性網膜症の患者の場合、視力と血清中のルテインおよびゼキサンチンの含有量との間には一定の範囲内で正の相関がある。xia liyingらは、加齢黄斑変性の治療のためにルテインに関する臨床研究を実施し、その結果、ルテインおよびゼキサンチンの血清濃度は、網膜の黄斑色素濃度と正の相関があることを示した。

7結論

要約すると、ルテインは、優れたフリーラジカル掃討能力と遮光能力を持つ天然の抗酸化物質です。抗腫瘍効果や免疫調節効果、心血管疾患に対する効果など、幅広い生物学的効果があります。また、眼の黄斑領域の疾患(白内障、加齢黄斑変性、糖尿病性網膜症など)を効果的に予防および治療することができ、眼の黄斑領域の疾患の治療薬の開発に大きな可能性を秘めています。しかし、ルテインの開発・利用には、従来の製剤の粒子サイズの大きさ、胃腸作用の影響、生物学的利用能の低さなど多くの課題があり、詳細な研究が必要です。細胞膜構造を模倣したナノ粒子調製およびナノリポソーム調製は、生物学的利用能を最大化し、薬剤の用量および毒性を低減し、消化酵素による破壊からルテインを保護するために、調製過程で考慮することができる。将来的には、リポソマルルテイン点眼薬の研究が行われる可能性があります。

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