Lutein a zeaxantin

Někdy se jim přezdívá „oční vitaminy“, protože jsou známé především svou schopností chránit oční sítnici a další struktury očí. Možná ještě důležitější je ale schopnost luteinu a zeaxantinu podporovat mentální schopnosti a správný vývoj mozku, a dokonce mohou zpomalit stárnutí i průběh artrózy.

Popis

Lutein a zeaxantin jsou rostlinná barviva patřící mezi karotenoidy, konkrétně mezi skupinu karotenoidů jménem xantofyly. Lutein je v nízkých koncentracích žlutý, ve vyšších oranžovočervený, zeaxantin je žlutooranžový. Důvod, proč obě látky zmiňujeme společně, a nikoliv v samostatných článcích, je jednoduchý: mají totiž nejen velmi podobnou strukturu (jde o tzv. izomery), ale i funkce, a také se v mnoha svých zdrojích vyskytují společně. (1)

Výskyt

Lutein i zeaxantin jsou vytvářeny pouze rostlinami, živočichové je musejí přijímat potravou. Nejbohatším zdrojem je zelenina s tmavě zelenými listy. 100 g špenátu například obsahuje 12 mg luteinu, stejné množství kapusty dokonce 40 mg. Ve vaječném žloutku pak najdeme cca 140 µg luteinu. Dalšími zdroji obou látek je například kiwi, hroznové víno, kukuřice, cuketa a dýně, plody kustovnice, pomeranče či mango. (5-7)

Pro děti v kojeneckém věku je důležitým zdrojem luteinu a zeaxantinu mateřské mléko, jejich obsah zde ovšem hodně kolísá v závislosti na stravě matky a dalších faktorech. V rámci výzkumů byl nejvyšší obsah luteinu a zeaxantinu naměřen v mateřském mléce japonských žen, nejhůře v tomto směru dopadly ženy v USA. Výsledky některých studií navíc naznačují, že z umělého mléka se lutein a zeaxantin vstřebávají výrazně hůře než z mléka mateřského, což může být jedním z důvodů pozitivního vlivu kojení na intelekt dítěte. (11)

V živočišných tkáních se lutein a zeaxantin nejhojněji nacházejí v očích a mozku, dále pak v pokožce, vaječnících, prsní tkáni a děloze. V době těhotenství pak jde o nejvíce zastoupené karotenoidy v placentě a pupečníkové krvi. (28, 29)

Historie

V roce 1782 byl poprvé popsán tzv. makulární pigment, barvivo v oční sítnici, o němž již dnes víme, že je tvořeno směsí luteinu a zeaxantinu. K popisu jeho složení však vedla ještě velmi dlouhá cesta. Objev luteinu je připisován rakouskému chemikovi Adolfu Liebenovi (1836-1914), který studoval pigmenty nacházející se v tzv. žlutém tělísku (corpus luteum) ve vaječnících savců. Spolu s kolegou G. Piccolem pak ze žlutých tělísek krav izoloval červenou krystalickou látku, kterou ovšem právě kvůli červené barvě považoval za sloučeninu odvozenou od hemoglobinu. Lékař Johann Ludwig Wilhelm Thudichum ovšem krátce na to podrobil látku spektroskopické analýze a zjistil, že její spektrum je prakticky totožné se spektrem karotenu. Nazval ji lutein a objev publikoval v roce 1868. Až v roce 1985 pak bylo zjištěno, že makulární pigment obsahuje lutein a zeaxantin. (9, 28)

Účinky luteinu a zeaxantinu

Od jiných karotenoidů je odlišuje jedna důležitá vlastnost: zatímco třeba beta-karoten či lykopen mají tzv. nepolární molekuly (žádné části jejich molekul nemají kladný či záporný náboj), lutein a zeaxantin mají na svém nepolárním řetězci dvě polární skupiny. Díky tomu mohou tvořit velice funkční součást buněčných membrán, protože jsou v nich dobře rozpustné, a zároveň dokáží právě díky polárním skupinám vytvářet jakési jejich „přemostění“. Mohou tak pozitivně ovlivňovat funkci buněčných membrán, zlepšovat jejich stabilitu a účinně je chránit například před působením volných radikálů. Tyto mechanismy se uplatňují zejména v mozkové a oční tkáni. (1, 3, 4)

Stejně jako ostatní karotenoidy, i lutein a zeaxantin patří mezi velice silné antioxidanty, které chrání tělo před negativními účinky volných kyslíkových radikálů. Vykazují také silné protizánětlivé účinky, za které vděčí i svému epigenetickému působení – zvláště lutein dokáže například snižovat tvorbu zánětlivých cytokinů a proteinů. Epigenetické mechanismy se podílejí i na jeho schopnosti chránit oční sítnici, mozkovou tkáň a kloubní chrupavku a také na protinádorovém působení. (34-37)

Pro ochranu zraku i pokožky je také důležitá schopnost luteinu a zeaxantinu pohlcovat modré složky slunečního světla. Oba tyto karotenoidy navíc pomáhají chránit tělo před radiací a ionizujícím zářením. (34)

Mentální schopnosti a vývoj mozku

Lutein a zeaxantin hrají důležitou roli při vývoji mozku v období nitroděložního vývoje a raného dětství. Když byla například matkám v prvních dvou trimestrech těhotenství podávána kombinace luteinu a zeaxantinu nebo strava bohatá na tyto látky, byla u jejich dětí následně zaznamenána vyšší inteligence (zejména ve verbální oblasti) a také větší schopnost regulace chování a lepší sociálně-emoční vývoj. Zajímavé přitom je, že rozdíly v kognitivních schopnostech se u nich neprojevily v raném dětství, ale až zhruba v jeho polovině, tj. na začátku školní docházky. (9)

U kojenců bylo také zjištěno, že lutein je převládajícím karotenoidem v některých důležitých oblastech mozku, zejména v okcipitální kůře, sluchové kůře, hipokampu a čelním laloku, což jsou oblasti spojované nejen s kognitivními schopnostmi a pamětí, ale i viděním a sluchem. Ačkoliv u kojenců tvoří lutein jen 12 % z celkového příjmu karotenoidů, v mozku už tvoří 59 % karotenoidů, které jsou v této tkáni obsaženy, U dospělých je to přitom jen 34 %. To naznačuje, že právě lutein hraje velice důležitou roli ve vývoji mozku a nervového systému, a jeho dostatečný příjem je proto důležitý jak v těhotenství a při kojení, tak i v průběhu dětství. (10, 11)

U dětí byla důležitost luteinu prokázána i ve věku 7-13 let. Jeden z provedených výzkumů například zjistil, že děti, které měly v oblasti sítnice vyšší hladinu luteinu (což obvykle znamená i jeho vyšší hladinu v mozku), dosahovaly lepších výsledků v testech jazykových i matematických dovedností, stejně jako ve schopnosti porozumění a prostorové představivosti, a zároveň i v tzv. kognitivní efektivitě, pozornosti a rychlosti zpracování úkolů – děti s vyšší hladinou luteinu tak například k vyřešení stejného úkolu potřebovaly méně pozornosti. (11)

Příjem luteinu a zeaxantinu je však zásadně důležitý pro udržení optimálních mozkových funkcí i v dospělosti, a zvláště pak ve vyšším věku, kdy v oblasti mozku zpomaluje procesy související se stárnutím a zlepšuje schopnost nervových buněk vytvářet vzájemná propojení. U dospělých přitom byly v mozku nalezeny i vysoké koncentrace zeaxantinu (i když o něco nižší než v případě luteinu), podíl zeaxantinu v mozku dětí nebyl zatím podrobněji zkoumán. U dospělých osob se navíc ukazuje, že hladina obou látek souvisí s obecnou inteligencí, pamětí, schopností učení, jazykovými schopnostmi, soustředěním a rychlostí zpracování úkolů. (11, 40)

Pokud jde o mechanismy, kterými lutein a zeaxantin na mozek působí, velmi důležitá je především jeho schopnost chránit před oxidací omega-3 nenasycené mastné kyseliny. Ty jsou nedílnou součástí buněčných membrán a jejich vysoká koncentrace se nachází právě v membránách nervových buněk, zároveň jsou ale hodně náchylné k oxidaci volnými radikály. Obsah luteinu v mozku navíc úzce souvisí s hladinou několika neurotransmiterů, což jsou látky potřebné k přenosu nervových vzruchů, a také mozek chrání před tzv. mikrogliemi, což jsou specifické imunitní buňky, z nichž se uvolňují cytokiny zvyšující průběh zánětlivých procesů (12, 13, 14)

Alzheimerova choroba

Kombinace antioxidačního a protizánětlivého působení luteinu a zeaxantinu se také uplatňuje v prevenci a podpoře léčby Alzheimerovy choroby. Zvláště efektivně zde působí jejich kombinace s omega-3 nenasycenými mastnými kyselinami. (15, 16)

Oční onemocnění

Ještě větší koncentraci luteinu a zeaxantinu můžeme najít v očích – obou látek se zde vyskytuje až 3x více než v mozku, a to zejména v oční sítnici. A také zde mají výrazný ochranný efekt na její buňky: Zachycují a neutralizují škodlivé volné radikály, brání oxidaci lipidů v buněčných membránách, a dokonce dokáží částečně absorbovat modré světlo, které by ve větší míře mohlo na sítnici působit destruktivně. Kromě toho mají i příznivý vliv na funkci cév, které zásobují oční sítnici a cévnatku krví. Na ochraně sítnice se navíc podílejí i epigenetické mechanismy – lutein totiž brání aktivaci zánětlivého genu vyvolané kyselinou linolovou, a tím chrání buňky sítnice před poškozením. (19, 37)

Tyto mechanismy se velice efektivně uplatňují zejména v prevenci a léčbě věkem podmíněné makulární degenerace, což je degenerativní onemocnění sítnice, které v mnoha případech končí úplnou slepotou. Výzkumy například ukázaly, že dostatečná koncentrace luteinu a zeaxantinu v krevní plazmě snižuje riziko vzniku pokročilé formy makulární degenerace o 40 % a zpomaluje průběh již vzniklého onemocnění. Ochranný efekt se přitom uplatňuje při různých druzích makulární degenerace. (19, 20, 23)

Dostatečný příjem luteinu a zeaxantinu je důležitý také v prevenci šedého základu neboli katarakty. Při tomto onemocnění dochází k zakalení oční čočky, což způsobuje neostré vidění. Příčinou je zde především poškození čočky volnými radikály, protože s věkem v ní klesá koncentrace glutathionu, který má na starosti její antioxidační ochranu. Lutein a zeaxantin coby silné antioxidanty jsou proto vnímány jako alternativa ubývajícího glutathionu – lutein je ostatně přítomen i přímo v čočce. Výzkumy ukázaly, že osoby s vysokým příjmem obou látek mají o 50 % nižší riziko rozvoje šedého zákalu. Účinné jsou zejména při tzv. nukleární kataraktě, což je zákal vznikající v centrální zóně (jádře) čočky, účinnost při dalších formách, tj. při subkabsulární a kortikální kataraktě je výrazně nižší. V jednom z výzkumů se také ukázalo, že užívání obou látek snižuje riziko nutnosti operace šedého zákalu (21, 25, 40).

Dalším očním onemocněním, při němž lutein a zeaxantin snižují riziko vzniku a zpomalují průběh, je diabetická retinopatie neboli poškození oční sítnice vlivem vysoké hladiny cukru v krvi u diabetiků. (24)

Smíšené výsledky naopak byly zaznamenány u krátkozrakosti. Příznivý účinek užívání luteinu a zeaxantinu na zmírnění této oční choroby sice spolehlivě potvrzen nebyl, ukázalo se ale, že obě tyto látky podporují v očním sklivci tvorbu kyseliny hyaluronové, která je nezbytná pro optimální lom světla a může zpomalit další progres této choroby. Jedna ze studií navíc ukázala, že lutein a zeaxantin mohou zvýšit zrakovou ostrost a kontrastní citlivost. (25, 40)

Zatím jen dvě malé klinické studie zkoumaly využití luteinu při retinitis pigmentosa, což je dědičné onemocnění sítnice, které se projevuje šeroslepostí, zúžením zorného pole a zhoršováním zrakové ostrosti, a může dokonce vést až k oslepnutí. U osob s touto nemocí, které užívaly lutein po dobu 24 týdnů, přitom došlo například k rozšíření zorného pole (26)

Ochranná funkce luteinu se osvědčila i u předčasně narozených dětí, u nichž hrozí poškození oční sítnice (tzv. retinopatie). Tyto děti mají navíc hladinu luteinu v očích (ale i v mozku) nižší než děti donošené, proto je pro ně jeho suplementace velice užitečná. (17)

Ochrana pokožky

Lutein i zeaxantin dokáží efektivně chránit pokožku před vlivem UV záření, a to jak při vnitřním užití, tak při zevní aplikaci. Při podávání po expozici UV záření také jejich podání pomáhá zmírnit otok pokožky a zpomalit dělení buněk. Zlepšují také kvalitu pleti a zpomalují rychlost jejího stárnutí – když byl například lutein a zeaxantin podáván skupině žen, které si obě živiny navíc zároveň aplikovaly i přímo na pokožku, došlo v jejich kůži ke zvýšení obsahu tuků, zlepšení hydratace, a dokonce i elasticity pleti. (18, 33, 40)

Nádorová onemocnění

Lutein i zeaxantin vykazují i protinádorové působení. Důvodem je jednak jejich antioxidační potenciál a jednak jejich schopnost potlačovat angioneogenezi neboli tvorbu nových cév nutných pro zásobování rostoucího nádoru. (30)

Lutein navíc epigenetickou cestou zvyšuje aktivitu genů, které se podílejí na ochraně těla před nádorovým bujením, jako jsou například geny P53 nebo Bax. (37)

Nemoci srdce a cév

Pro xantofyly včetně luteinu a zeaxantinu byla prokázána i souvislost jejich konzumace s kardiovaskulárním zdravím. Jejich užívání vykázalo ochranný účinek na kardiovaskulární systém zejména při vysokém krevním tlaku a zvýšené hladině cholesterolu v krvi. (31, 32)

Artróza

V případě luteinu byl potvrzen i pozitivní vliv při artróze. Důvodem je nejen jeho antioxidační a protizánětlivé působení, ale i schopnost podporovat „životnost“ buněk chrupavky, čímž se zpomaluje proces její degradace. Pozitivně totiž působí na mitochondriální membránu buněk chrupavky, což snižuje míru jejich apoptózy neboli buněčné smrti. Právě mitochondrie jsou totiž pro funkci chrupavky (a vlastně i jakýchkoliv jiných tkání v těle) zcela zásadní – pokud nefungují správně, buňka nemá dostatek energie pro své fungování, což může vést až k jejímu zániku. Pro zpomalení postupu artrózy je ale důležité i zmiňované protizánětlivé působení – zánětlivé cytokiny totiž rovněž strukturu chrupavky poškozují. (37)

Zpomalení stárnutí

Lutein dokáže zvyšovat produkci SIRT-1, což je enzym z rodiny sirtuinů, který efektivně zpomaluje proces stárnutí. Tento efekt se uplatňuje při ochraně sítnice (například v prevenci makulární degenerace), ale funguje i napříč všemi tkáněmi těla. Lutein navíc potlačuje produkci enzymů kolagenázy a elastázy, které se podílejí na stárnutí pleti, ale i na degradaci kloubních struktur. (38, 39)

Užívání a kontraindikace

Lutein a zeaxantin jsou obecně považovány za bezpečné i v rámci dlouhodobého užívání. Z výzkumů vyplývá, že denní potřeba luteinu pro dospělého člověka činí 1,4-1,9 mg, v případě doplňků stravy je však obvykle využíváno dávkování vyšší, většinou 10-40 mg. Žádné významnější negativní vedlejší účinky přitom v rámci výzkumů nebyly zaznamenány při užívání 10 mg denně po dobu 5 let, 30 mg po dobu 120 dní a 40 mg po dobu 9 týdnů. Užívat jej mohou i těhotné ženy. (25)

Zeaxantin se obvykle užívá v dávkách od 2 mg/den, žádné vedlejší účinky však nebyly hlášeny ani v případě užívání 10 mg/den po dobu jednoho roku. Může ale snižovat hladinu cukru v krvi, užívání spolu s antidiabetiky je tedy vhodné konzultovat s ošetřujícím lékařem. (6)

Někdy rovněž bývá doporučováno užívání luteinu a zeaxantinu v poměru 10 : 2. (40)

Lutein a zeaxantin je vhodné užívat spolu s omega-3 nenasycenými mastnými kyselinami, přičemž nejdůležitější z nich je v tomto směru DHA kyselina. Tyto živiny jsou totiž na sobě při svém působení vzájemně závislé. Vhodné jsou ale i některé další kombinace, například s vitaminem E či astaxantinem. (40)

Vhodné kombinace

Oči: lutein + zeaxantin + omega-3 (22), lutein + zeaxantin + vitamin E + vitamin C + zinek (25), lutein + zeaxantin + astaxantin (40)

Alzheimerova choroba, kognitivní výkonnost: lutein + zeaxantin + omega-3 (15)

Srdce a cévy: lutein + zeaxantin + omega-3 (32)