meso -Zeaxanthin
|
|
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
Föredraget IUPAC-namn
(1R ) -4 - {(1E , 3E , 5E ,7E , 9E , 11E , 13E , 15E , 17E ) -18-[(4S ) -4-hydroxi-2 ,6,6-trimetylcyklohex-l-en-1-yl]-3,7,12,16-tetrametyloktadeka-1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonaen-1-yl} -3,5,5-trimetylcyklohex-3-en-1-ol |
|
| Andra namn 3R,3'S zeaxantin
|
|
| Identifierare | |
|
3D-modell ( JSmol )
|
|
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
|
PubChem CID
|
|
| UNII | |
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| C40H56O2 _ _ _ _ _ | |
| Molar massa | 568,87144 g/mol |
| Utseende | orange röd |
| insol | |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
meso -Zeaxanthin ( 3R,3´S-Zeaxanthin ) är en xantofyllkarotenoid , eftersom den innehåller syre och kolväten, och är en av de tre stereoisomererna av zeaxantin . Av de tre stereoisomererna är meso -zeaxanthin den näst vanligaste i naturen efter 3R,3´R-zeaxanthin, som produceras av växter och alger. Hittills meso -zeaxantin identifierats i specifika vävnader hos marina organismer och i gula fläcken , även känd som den "gula fläcken", på den mänskliga näthinnan.
Förekomst i naturen och i kosttillskott
Karotenoider är viktiga för djurlivet, men djur kan inte producera dem. Djur får faktiskt karotenoider från kosten, där växtätare hämtar dem från växter eller alger, och köttätare i sin tur får dem från växtätare. Det råder dock en allmän konsensus om att meso -zeaxantin inte finns i växter, förutom för marina arter. Ursprungligen föreslogs att meso -zeaxanthin var icke-dietiskt ursprung och genererades vid gula fläcken (den centrala delen av näthinnan) från retinalt lutein (en annan xantofyllkarotenoid som finns i människans kost), men detta arbete (begränsat till djurstudier) ) har sedan dess motbevisats. Ja, och i överensstämmelse med arbetet av Maoka 1986, Nolan et al. har visat att meso -zeaxanthin finns i huden på öring, sardin och lax, och i köttet på öring. I en efterföljande publikation upptäckte och kvantifierade Nolans grupp de tre stereoisomererna av zeaxantin, inklusive meso -zeaxantin, i köttet av två olika öringarter. Detta är den första publikationen som rapporterar koncentrationerna av meso -zeaxanthin i ett vanligt konsumerat livsmedel. Med hjälp av data från denna publikation uppskattas det att när en medelstor öring (cirka 200 g) konsumeras, erhålls 0,2 mg naturligt meso -zeaxantin från denna källa. Dessutom kan konserverade sardiner också betraktas som en vanlig källa till meso -zeaxantin för människor, eftersom sardiner som presenteras kommersiellt på detta sätt innehåller en betydande mängd hud, som innehåller meso -zeaxantin. Koncentrationen av meso -zeaxanthin i sardinhud har dock inte fastställts ännu. Tidigare till denna forskning rapporterade en publikation från Khachick et al., (2002) att lever från japansk vaktel ( Coturnix japonica ) och grodplasma innehåller meso -zeaxantin. Observera att grodlår konsumeras vanemässigt i Frankrike, eftersom de anses vara en delikatess i det franska köket.
Det är också möjligt att meso -zeaxantin genereras från andra karotenoider som konsumeras i kosten, eftersom karotenoider är kända för att omvandlas till olika karotenoider av funktionella skäl. Till exempel har det föreslagits att meso -zeaxanthin från öringintegument härrör från astaxanthin och meso -zeaxanthin hos primater (macula lutea) härrör (åtminstone delvis) från lutein .
Specifika kommersiellt tillgängliga kosttillskott använder aktivt meso -zeaxanthin i sina kosttillskottsformuleringar, för att öka ögonkoncentrationerna av dessa näringsämnen och i ett försök att stödja makulär hälsa. Dessa tillskott innehåller 10 mg meso -zeaxanthin, tillsammans med 10 mg lutein och 2 mg zeaxanthin . En nyligen genomförd studie utförd för att testa överensstämmelsen mellan karotenoidkoncentrationer av kommersiellt tillgängliga kosttillskott och deras etikettpåstående fann att de uppmätta luteinkoncentrationerna (i alla testade kosttillskott) låg nära de deklarerade mängderna, men att de uppmätta zeaxantinkoncentrationerna varierade mycket. Dessutom, i några av de testade formuleringarna, fann man att meso -zeaxantin fanns i formuleringen, även om denna karotenoid inte deklarerades på tilläggsproduktetiketterna. Författarna drog slutsatsen att förekomsten av meso -zeaxantin i dessa formuleringar sannolikt berodde på den process som användes för att extrahera lutein från ringblommans kronblad.
I gula fläcken
Meso -zeaxantin, lutein och 3R,3´R-zeaxanthin är de huvudsakliga karotenoiderna i gula fläcken, som finns i förhållandet 1:1:1, och kallas gemensamt för makulärt pigment (MP). Meso -zeaxantin är koncentrerat i epicentrum av gula fläcken, där det står för cirka 50 % av MP på denna plats, med lutein som dominerar den perifera gula fläcken (se figur 2).
Som antioxidant och kortvågigt ljusfilter
Av de tre makulära karotenoiderna (lutein, zeaxanthin och meso -zeaxanthin) är meso -zeaxanthin den mest kraftfulla antioxidanten, men en kombination av de makulära karotenoiderna har visat sig uppvisa den största antioxidantpotentialen jämfört med de enskilda karotenoiderna vid samma totala koncentration. Detta kan förklara varför den mänskliga gula fläcken unikt innehåller dessa tre karotenoider från de cirka 700 karotenoider som finns i naturen. Det har också visats att kombinationen av karotenoiderna resulterar i optimal ljusfiltrering (dvs filtrering av kortvågigt [blått] ljus) vid gula fläcken. Detta är viktigt eftersom kortvågigt ljus som faller in på gula fläcken orsakar kromatisk aberration och ljusspridning, fenomen som negativt påverkar synfunktionen och resulterar i dålig kontrastkänslighet. Meso -zeaxanthin är på den idealiska platsen och har de idealiska antioxidant- och ljusfiltrerande egenskaperna för att skydda gula fläcken och förbättra visuell prestanda.
Används i kosttillskott som syftar till ögonhälsa
År 2013 rapporterade Age-Related Eye Disease Study 2 (AREDS2) en minskad risk för synförlust och en minskad risk för sjukdomsprogression hos patienter med icke-avancerad åldersrelaterad makuladegeneration (AMD, den främsta orsaken till blindhet i västvärlden) World; Taylor och Keeffe, 2001) som kompletterades med en formulering innehållande makulära karotenoider och ko-antioxidanter (The Age-Related Eye Disease Study 2 (AREDS2) Research Group, 2013, 2014). Tyvärr innehöll AREDS2-preparatet bara två av makulapigmentets tre karotenoider ( lutein och 3R,3´R- zeaxanthin ), och inkluderade inte meso -zeaxanthin, som är den dominerande karotenoiden i mitten av gula fläcken, och närvaron av vilket är nödvändigt för maximal kollektiv antioxidanteffekt.
Under senare år har dock studier visat att tillsatsen av meso -zeaxantin till formuleringar som används för att öka MP och förbättra synfunktionen i sjuka och icke-sjuka näthinnor har visat sig mycket effektivt. I själva verket har sex head-to-head-försök visat att en formulering som innehåller alla tre makulära karotenoider i ett meso -zeaxanthin: lutein : zeaxanthin (mg) på 10:10:2 är överlägsen alternativa formuleringar, när det gäller visuella förbättringar och i termer av observerade ökningar av MP (det exakta syftet med tillskott). För en detaljerad beskrivning se humansäkerhetsstudierna nedan.
Används inom fjäderfäindustrin
Broilerkycklingar är gula när de utfodras med karotenoidhaltigt foder, eftersom dessa karotenoider ackumuleras i huden och underhudsfettet på djuret. Karotenoidavlagring är också orsaken till den gula färgen på äggula. Av denna anledning tillsätter fjäderfäproducenter karotenoider (typiskt lutein, zeaxantin, kantaxantin och β-apo-8´-apokarotenal) till fodret för att öka slutproduktens attraktionskraft för konsumenten, men också för att stödja djurhälsan. Man tror att lutein och zeaxantin verkar synergistiskt för att öka den gula nyansen, medan zeaxantin är kraftfullare än lutein på grund av dess större kromofor. Därför använder ett antal företag ringblommaextrakt där en andel lutein har omvandlats till zeaxantin (mesoformen , meso -zeaxanthin) för att komplettera broilers och höns med båda karotenoiderna . Isomeren av zeaxantin som erhålls från lutein är meso -zeaxantin på grund av naturen hos den använda tekniken (se nedan). Faktum är att meso -zeaxanthin har identifierats i ägg från Mexiko och Kalifornien.
Produktion
Meso -zeaxanthin framställs på industriell nivå från lutein som erhålls från ringblommas kronblad. Processen involverar förtvålning vid hög temperatur och höga baskoncentrationer, och leder till isomerisering av 4´-5´dubbelbindningen till position 5´-6´. Detta omvandlar ɛ-ringen av lutein till en β-ring och omvandlar således lutein till meso -zeaxantin. Stereokemin för detta zeaxantin bestäms av positionen för hydroxylgruppen vid position 3', vilket resulterar i "S" i den slutliga zeaxantinmolekylen. Därför är stereoisomeren som produceras av denna process 3R,3´S-zeaxanthin (dvs meso -zeaxanthin). Betingelserna för denna förtvålning kan moduleras för att öka eller minska omvandlingshastigheten av lutein till meso -zeaxantin.
Säkerhet
När en molekyl används kommersiellt för mänsklig konsumtion måste dess säkerhet bevisas. För det första måste det visas att molekylen är ofarlig för djurhälsan, även när den konsumeras i doser högre än det vanliga dagliga intaget. Molekylen kan sedan användas i mänskliga studier.
Djurstudier
Meso -zeaxanthin har testats för toxicitet av flera olika forskarlag, med alla dessa studier som bekräftar säkerheten för denna förening. En sammanfattning av resultaten av dessa studier är följande:
- Chang et al visade att NOAEL ('No Observed-Adverse-Effect Level') var över 200 mg/kg/dag, mycket högre än doser som används i kosttillskott, som vanligtvis är <0,5 mg/kg/dag. Frånvaro av mutagenicitet bekräftades i samma studie med Ames-testet.
- Xu et al drog slutsatsen att meso -zeaxantin inte har någon akut toxicitet och ingen genotoxicitet och användningen av meso -zeaxanthin är säker vid en dos av 300 mg/kg kroppsvikt per dag på råttor från en 90 dagars matningsstudie. Författarna tillämpade sedan en 100-faldig säkerhetsfaktor och rapporterade ett ADI (acceptabelt dagligt intag) på 3 mg/kg kroppsvikt per dag för meso -zeaxanthin.
- Thurnham et al visade (i en råttmodell) att mängder meso -zeaxantin på 2, 20 och 200 mg/kg/dag under 13 veckor inte hade några negativa effekter på djurhälsan. Med andra ord är NOAEL >200 mg meso -zeaxanthin/kg kroppsvikt och detta är minst 1400 gånger högre än den typiska tilläggsdosen. Genotoxicitetstester visade att mängder meso -zeaxantin från 10 till 5000 µg/platta med eller utan mikrosomala enzymer inte ökade mutationshastigheten i fem bakteriella testerstammar.
Sammanfattningsvis är NOAEL-effekten av meso -zeaxanthin mycket större än doser som används i kosttillskott. 2011 erkändes GRAS-statusen ('Generally Regarded As Safe') för meso -zeaxanthin av FDA i ett svar på ett förslag från ett amerikanskt företag om statusen för meso -zeaxanthin (plus L och Z).
Människosäkerhetsstudier
Notera att meso -zeaxanthin är en vanlig kostkomponent i länder där det är ett viktigt pigment som används av fjäderfäindustrin, särskilt Mexiko, och inga negativa effekter har rapporterats. Dessutom har säkerheten för meso -zeaxanthin testats i kliniska prövningar på människor.
Den första studien för att utvärdera effekterna av ett kosttillskott som övervägande innehåller meso -zeaxanthin genomfördes i ett forskningslaboratorium i Miami Florida av professorerna Bone och Landrum. Denna forskning bekräftade att meso -zeaxanthin effektivt absorberades i serumet, och MP-densiteten ökade signifikant i tillskottsgruppen. Inga sådana ökningar observerades i placebogruppen.
I en annan studie gjord i Nordirland, konsumerade 19 försökspersoner ett tillskott som också består av alla tre makulära karotenoider, inklusive meso -zeaxanthin under en period av 22 dagar. Resultaten visade att meso -zeaxantin absorberades. Vid Institute of Vision Research, Waterford Institute of Technology, Meso -zeaxanthin Ocular Supplementation Trials (MOST) genomförts för att utvärdera säkerhet, MP-svar och serumkarotenoidrespons hos patienter med och utan AMD, efter konsumtion av ett tillskott som innehåller alla tre makulära karotenoider där meso -zeaxantin var dominerande. Dessa studier bekräftade säkerheten för mänsklig konsumtion av makulära karotenoider efter många biologiska tester för att bedöma njur- och leverfunktion, lipidprofil, hematologisk profil och markörer för inflammation.
De MEST prövningarna identifierade också statistiskt signifikanta ökningar i serumkoncentrationer av meso -zeaxantin och lutein från baslinjen. Signifikanta ökningar av centrala MP-nivåer observerades också efter bara två veckors tillskott. Dessutom, hos patienter som hade en atypisk MP-fördelning i ögat (dvs. de hade inte den höga koncentrationen av pigment i mitten av gula fläcken), när de kompletterades med ett meso-zeaxanthin dominant tillskott under 8 veckor, den mer normala pigmentprofilen återinsattes, medan detta inte var fallet när det kompletterades med en formulering som saknar meso -zeaxantin.
Huvudfynden från de MEST prövningarna på patienter med AMD publicerades 2013 och 2015. Serien av publikationer från dessa prövningar drog slutsatsen "Augmentation of the MP optical density across its spatial profile and enhancements in contrast sensitivity was best achieved after supplementation with a formulering som innehåller höga doser av meso -zeaxantin i kombination med lutein och zeaxanthin". Den slutliga publikationen från detta arbete, publicerad 2015, drog också slutsatsen att "Inkluderingen av meso -zeaxanthin i en tilläggsformulering verkar ge fördelar när det gäller MP-förstärkning och i termer av ökad kontrastkänslighet hos patienter med tidig AMD. En viktig och nya fynd vilar på observationen att ihållande tillskott med makulära karotenoider verkar nödvändigt för att maximalt öka MP och för att optimera kontrastkänsligheten under en 3-årsperiod hos patienter med tidig AMD".
Under 2016 och 2017 publicerades två stora kliniska prövningar i den internationella tidskriften, Investigative Ophthalmology & Visual Science (IOVS). Dessa studier finansierades av European Research Council (Ref: 281096). Den första studien, den normala studien CREST (Central Retinal Enrichment Supplementation Trials) involverade 105 frivilliga som genomgick en serie komplexa syntester och kompletterades under en 12-månadersperiod. Av de 105 försökspersonerna fick 53 dagliga aktiva kosttillskott innehållande meso -zeaxantin, lutein och zeaxantin, medan 52 försökspersoner fick placebo (kontrollgruppen). Resultatet visar otvetydigt att de som fick makulära karotenoider – lutein, zeaxantin och meso -zeaxanthin – åtnjöt betydelsefulla fördelar för sin visuella funktion. Den förbättring som registrerades var främst i människors kontrastkänslighet – hur mycket kontrast en person behöver för att se ett mål (dvs. hur svagt ett föremål kan du se). Det här arbetet visar viktiga konsekvenser för dem som förlitar sig på sin syn av professionella skäl, såsom hög -prestationsidrottare (mest uppenbart golfare, cricketspelare, tennis- och basebollspelare), bilister, lokförare, piloter och poliser.
Den andra studien, CREST AMD, var en stor tvåårig studie som involverade över 100 personer som diagnostiserades med de tidiga stadierna av AMD, och har visat en förbättring av synen hos dem som tar ett kosttillskott av karotenoider. De som lever med AMD skulle vanligtvis ha förväntats uppleva en fortsatt försämring av sin syn under de två åren av den kliniska prövningen. Istället visade de som fick karotenoider en signifikant förbättring över 24 av 32 syntester. 35 % av försöksdeltagarna hade vad som anses vara en kliniskt betydelsefull förbättring av sin syn efter 24 månader, men endast i det aktiva tillskottet som innehåller meso -zeaxantin. Förbättringar i synen var särskilt markant bland dem som fick alla tre karotenoiderna jämfört med de som bara fick zeaxantin och lutein. Forskningen utfördes av ett team från Nutrition Research Center Ireland (NRCI) vid Waterford Institute of Technology (WIT).