ルテイン何のために良いですか?
ルテイン(lutein)は、2つの異なるヴィオロン環を持つ天然のキサントフィルである。野菜、果物、花などに広く含まれている非ビタミンa活性カロテノイドです。それは人間の目の黄斑領域の重要な色素である' s網膜[1]。ルテインはユニークなジヒドロキシ構造を持つ一重項酸素を消す強力な抗酸化剤として、またブルーライト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
天然のルテインは、主に2つの異なるヴィオローネ環から構成される18炭素原子共役二重結合を含む長い鎖でつながっている。3つのキラル中心と8つの立体異性体を持つ。金属光沢を持つ菱形の明るい黄色の結晶で、青や紫の光をよく吸収する。天然のルテインは主に全トランス型であるが、ヒト血清および血漿中のルテインは主に3 r, 3, r, 6, r型である。ルテインは、水やプロピレングリコールに不溶で、油やヘキサンにはわずかに溶け、アセトン、ジクロロメタン、エタノールに可溶で、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、クロロホルムなどに容易に溶解します[2]。溶媒中での安定性は無水エタノール>酢酸エチル>酸テトラヒドロフラン>トルエン。ルテインは不安定で、主に酸素、光、熱、金属イオン、phなどの影響を受けます。例えば、ルテインの異性化により、9-cisおよび13-cisルテインが生成します[3]。そのため、保存時には、ルテインの結晶やルテインを含む物質を気密容器や真空封止し、不活性ガスを充填して光から保護し、低温で保存する必要があります。
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より安定である遊離型よりも生体内での生物学的利用能が1.6倍高い[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。一部の血の中のルテイン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[11]はそれを示しているマイクロカプセルルテインコーティングラットのすべての腸管セグメントに吸収されたが、吸収率定数が異なっていた。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
b型スカベンジャー受容体が関与しています体内のルテインの輸送主にsr-biとcd36ですsr-biは高密度リポタンパク質(hdl)受容体であり、ルテインはsr-biを介して網膜色素上皮細胞に輸送される[14]。cd36は、マルチリガンド受容体として、ldl上の長鎖遊離脂肪酸などの特定の脂質分子の取り込みと修飾を促進する[15-16]。cd36はロドプシンやリン脂質とともに桿体光受容体の外側の部分に結合し、それによって光受容体の外側の部分の代謝を仲介する。cd36受容体はまた、ルテインを網膜細胞に輸送する光受容体間レチノイド結合タンパク質に結合することもできる[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。一つは分子中の二重結合の対称分解である酵素β-carotene-15,15, -オキシゲナーゼ(bcmo1),主な代謝物はビタミンaとその誘導体である。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。ルテインは生物学的効果を発揮する共役ポリエン鎖を持つカチオンラジカルを形成して電子を失い、それによって酸素フリーラジカルを減少させてrosの活性を阻害し、rosによる正常な細胞への損傷を防ぎます[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。ルテインはフリーラジカルを除去することができる特にヒドロキシルラジカルです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。のルテインの保護機構網膜では、rosの損傷を軽減し、青紫色の光をフィルターすることです[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機序に関する研究で、wang liyuanら[28]がそれを発見したルテインは酸化ストレスを緩和することができる糖尿病性網膜症によって引き起こされる、網膜血管内皮細胞を保護し、網膜の損傷を減少させる。
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。ルテインは酸化的修飾を阻害することもできる平滑筋細胞の増殖を防ぐことができます[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、この阻害効果を研究したリコピンとルテインラットの前立腺癌細胞で、結果は、リコピンとルテインの両方が悪性腫瘍細胞at3の成長を抑制することができることを示しました。
5ルテインの主要な投与形態に関する研究
時ルテイン粉臨床または食品用途に使用され、主に水溶性が低く、不安定で、生物学的利用能が低いなどの問題に直面しています。異性化と酸化反応は、ルテインの調製、貯蔵、処理の過程で必然的に起こる[35]。剤形は、その生物学的利用能を向上させるために、物理的なカプセル化や化学修飾(エステル化など)などの方法によって変更する必要がある。現在市販されている主な剤形は以下の通りです。
5.1石油中止
ルテインの結晶はミクロンレベルまで微細化されます植物油と抗酸化剤を加え、適度にかき混ぜて約20%のルテインを含む油濁液を作る。その重要なステップは、微小化中のルテインの熱分解を防ぐことである。ye wenkunら[36]は、乳化法を用いてルテイン油懸濁液を調製し、4%のレシチンとモノステアリングリセリドの混合物(質量比1:1)を乳化剤として使用し、乳化温度は65°cであることが最適であると判断した。酸化防止剤(ビタミンe)とカプリルカプリックトリグリセライドをよく混ぜ、定量的に撹拌したルテイン粉末の量ボタンが追加された。16,000 rpmで30分間乳化し、20%ルテインを含む黄色の粘性液体を得る。
5.2水分散性乾燥粉末
水分散性乾燥粉末は、ルテインを固体分散したものである冷水に分散させることができるマイクロ結晶、アモルファス形、コロイド分散または分子分散の形で適切なキャリア。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、それらが生物学的活性を維持し、放出を制御し、不安定性を向上させることですルテインの水溶性。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は、リポソームが最も強い能力を持っていますルテインジェイミー。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]卵黄レシチンとコレステロールを膜材料とする薄膜超音波法によりルテインリポソームを作製し、50°cで1.25%の薬剤負荷で回転させて蒸発させた後、氷浴中で2分間超音波処理した。得られたカプセル化率ルテインliposomes90%以上で、粒子サイズ分布は均一で、粒子サイズは約80 nmで、でvitroでの抗酸化特性は良好であった。その結果、リポソームは担体として、ルテインの不安定性を効果的に解決し、リポソームの凝集と融合とコア材料の漏れを効果的に抑制し、リポソームの二層の流動性を低下させ、リポソームの物理的安定性を向上させることができます。xia fら[45]超臨界流体分散法に基づいてルテインリポソーム前駆体を作製した。このプロセスは環境にやさしく、リポソーム前駆体の製造に産業的応用が期待されています。
6ルテインのアプリケーションの現状
ルテインは健康製品の主要な有効成分の一つです中国食品薬品監督管理局の承認を得た。ルテインエステルは、2008年の告示第12号で旧厚生省によって新しい資源食品として承認されました。2008年、華北薬業有限公司が製造したルテインエステル錠には、1錠当たり3.2 mgのルテインが含まれていた。2013年、上海ブドウ王企業有限公司は飲用100 ml当たり3.2 mgのルテインを含む視覚疲労軽減飲料を発売した。バイヘルスは、目の疲れを和らげるソフトカプセルを発売した。1カプセルに5 mgのルテインが入っている。
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
これを大きくまとめれば、ルテインは、優れたフリーラジカル掃討作用を持つ天然の抗酸化物質です光を遮る能力を持つ。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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