Zeaxanthin

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Zeaxanthin

Tên danh pháp theo IUPAC

(1 R )-4-[(1 E,3 E,5 E,7 E, 9 E,11 E,13 E,15 E,17 E )-18-[(4 R )-4-hydroxy-2,6,6-trimetylxyclohexen-1-yl]-3,7,12,16-tetrametyloctadeca-1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonaenyl]-3,5,5-trimetylcyclohex -3-en-1-ol

Nhóm thuốc

Zeaxanthin là gì?

Mã UNII

CV0IB81ORO

Mã CAS

144-68-3

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

C40H56O2

Phân tử lượng

568,9 g/mol

Cấu trúc phân tử

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 2

Số liên kết hydro nhận: 2

Số liên kết có thể xoay: 10

Diện tích bề mặt cực tôpô: 40,5

Số lượng nguyên tử nặng: 42

Số lượng nguyên tử trung tâm xác định được: 9

Liên kết cộng hóa trị: 1

Tính chất

Chất rắn. Điểm nóng chảy 215,5°C,

Dạng bào chế

Viên nang: Thuốc bổ mắt lutein & Zeaxanthin

Viên nén bao phim

Siro uống

Thuốc nhỏ mắt

Nguồn gốc

Zeaxanthin được tổng hợp trong thực vật và một số vi sinh vật. Tên (phát âm là zee-uh-zan’-thin ) có nguồn gốc từ Zea mays (ngô ngô màu vàng phổ biến, trong đó zeaxanthin cung cấp sắc tố màu vàng chính), cộng với xanthos, từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “màu vàng” (xem xanthophyll ).

Xanthophylls như zeaxanthin được tìm thấy với số lượng cao nhất trong lá của hầu hết các loại cây xanh, nơi chúng hoạt động để điều chỉnh năng lượng ánh sáng và có thể đóng vai trò là chất dập tắt không quang hóa để xử lý chất diệp lục bộ ba (một dạng chất diệp lục bị kích thích) được sản xuất quá mức tại mức độ ánh sáng cao trong quá trình quang hợp. Zeaxanthin trong các tế bào bảo vệ hoạt động như một cơ quan cảm nhận ánh sáng xanh làm trung gian cho việc mở khí khổng

Động vật lấy được zeaxanthin từ chế độ ăn thực vật. Zeaxanthin là một trong hai carotenoit xanthophyll chính có trong võng mạc của mắt . Các chất bổ sung Zeaxanthin thường được dùng với giả định hỗ trợ sức khỏe của mắt. Mặc dù không có báo cáo nào về tác dụng phụ khi dùng chất bổ sung zeaxanthin, nhưng tác dụng thực sự của zeaxanthin và lutein đối với sức khỏe vẫn chưa được chứng minh và kể từ năm 2018, không có sự chấp thuận theo quy định nào ở Liên minh Châu Âu hoặc Liên minh châu Âu . Hoa Kỳ về tuyên bố sức khỏe về các sản phẩm có chứa zeaxanthin.

Zeaxanthin có nhiều ở đâu? Zeaxanthin là sắc tố mang lại cho ớt cựa gà, ngô, nghệ tây, quả kỷ tử (kỷ tử) và nhiều loại thực vật khác có màu đặc trưng là đỏ, cam hoặc vàng. Tảo xoắn cũng là một nguồn phong phú và có thể dùng như thực phẩm bổ sung trong chế độ ăn uống. Zeaxanthin bị phân hủy để tạo thành picrocrocin và safranal, tạo nên hương vị và mùi thơm của nghệ tây. Thực phẩm chứa lượng zeaxanthin cao nhất là các loại rau có lá màu xanh đậm, chẳng hạn như cải xoăn, rau bina, rau củ cải, rau cải xanh, rau diếp romaine, cải xoong, củ cải Thụy Sĩ và cải bẹ xanh; trong cây xanh, zeaxanthin có thể vẫn còn, nhưng là thứ yếu so với màu xanh lục nổi bật của chất diệp lục

Đồng phân và sự hấp thu

Lutein và zeaxanthin là đồng phân, có công thức hóa học giống hệt nhau nhưng chúng không phải là đồng phân lập thể. Sự khác biệt duy nhất giữa chúng là ở vị trí của liên kết đôi ở một trong các vòng kết thúc. Sự khác biệt này mang lại cho lutein ba trung tâm trị liệu trong khi zeaxanthin có hai. Do tính đối xứng, các đồng phân lập thể (3R,3′S) và (3S,3′R) của zeaxanthin giống hệt nhau. Do đó, zeaxanthin chỉ có ba dạng đồng phân lập thể. Đồng phân lập thể (3R,3′S) được gọi là meso-zeaxanthin .

Dạng tự nhiên chính của zeaxanthin là (3R,3′R)-zeaxanthin. Điểm vàng chủ yếu chứa các dạng (3R,3′R)- và meso-zeaxanthin, nhưng nó cũng chứa một lượng nhỏ hơn nhiều dạng thứ ba (3S,3′S). Có bằng chứng cho thấy một loại protein liên kết với zeaxanthin cụ thể tuyển dụng zeaxanthin và lutein lưu hành để hấp thu trong điểm vàng.

Do giá trị thương mại của carotenoids, quá trình sinh tổng hợp của chúng đã được nghiên cứu rộng rãi trong cả các sản phẩm tự nhiên và các hệ thống không tự nhiên (dị loại) như vi khuẩn Escherichia coli và nấm men Saccharomyces cerevisiae. Quá trình sinh tổng hợp Zeaxanthin bắt nguồn từ beta-carotene thông qua hoạt động của một loại protein duy nhất, được gọi là beta-carotene hydroxylase, có khả năng thêm một nhóm hydroxyl (-OH) vào carbon 3 và 3′ của phân tử beta-carotene. Do đó, quá trình sinh tổng hợp zeaxanthin diễn ra từ beta-carotene thành zeaxanthin (một sản phẩm di-hydroxyl hóa) thông qua beta-cryptoxanthin (chất trung gian mono hydroxyl hóa). Mặc dù chức năng giống hệt nhau, một số protein beta-caroten hydroxylase riêng biệt đã được biết đến.

Do bản chất của zeaxanthin, các protein beta-carotene hydroxylase liên quan đến astaxanthin (một loại caroten có giá trị thương mại quan trọng) đã được nghiên cứu rộng rãi.

Mối quan hệ với các bệnh về mắt

Một số nghiên cứu quan sát đã cung cấp bằng chứng sơ bộ về việc ăn nhiều thực phẩm bao gồm zeaxanthin với tỷ lệ thoái hóa điểm vàng do tuổi tác (AMD) thấp hơn, đáng chú ý nhất là Nghiên cứu về bệnh mắt liên quan đến tuổi tác (AREDS2). Do thực phẩm chứa nhiều loại caroten này có xu hướng chứa nhiều loại khác nên nghiên cứu không tách biệt tác dụng của loại này với loại kia.

Ba phân tích tổng hợp sau đó về lutein và zeaxanthin trong chế độ ăn uống đã kết luận rằng các caroten này làm giảm nguy cơ tiến triển từ AMD giai đoạn đầu sang AMD giai đoạn cuối.

Tuy nhiên, một đánh giá của Cochrane năm 2017 về 19 nghiên cứu từ một số quốc gia đã kết luận rằng các chất bổ sung chế độ ăn uống có chứa zeaxanthin và lutein có ít hoặc không ảnh hưởng đến sự tiến triển của AMD. Nhìn chung, vẫn chưa đủ bằng chứng để đánh giá hiệu quả của zeaxanthin hoặc lutein bổ sung trong chế độ ăn uống hoặc bổ sung trong điều trị hoặc phòng ngừa AMD giai đoạn đầu.

Đối với đục thủy tinh thể, hai phân tích tổng hợp xác nhận mối tương quan giữa nồng độ lutein và zeaxanthin trong huyết thanh cao và giảm nguy cơ đục thủy tinh thể nhân, nhưng không phải đục thủy tinh thể vỏ não hoặc dưới bao. Các báo cáo không tách hiệu ứng zeaxanthin khỏi hiệu ứng lutein. Thử nghiệm AREDS2 thu nhận các đối tượng có nguy cơ tiến triển thành thoái hóa điểm vàng do tuổi tác. Nhìn chung, nhóm dùng lutein (10 mg) và zeaxanthin (2 mg) không làm giảm nhu cầu phẫu thuật đục thủy tinh thể. Bất kỳ lợi ích nào cũng có nhiều khả năng được thể hiện rõ ràng hơn ở những nhóm dân cư có cá nhân tiếp xúc với tình trạng căng thẳng oxy hóa cao, chẳng hạn như những người nghiện thuốc lá nặng, nghiện rượu hoặc những người có chế độ ăn ít thực phẩm giàu carotene.

Năm 2005, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ đã từ chối đơn Yêu cầu Sức khỏe Đủ điều kiện của Xangold, với lý do không đủ bằng chứng ủng hộ việc sử dụng chất bổ sung có chứa lutein và zeaxanthin để ngăn ngừa AMD. Các công ty thực phẩm bổ sung ở Hoa Kỳ được phép bán các sản phẩm lutein và lutein cộng với zeaxanthin sử dụng thực phẩm bổ sung, chẳng hạn như “Giúp duy trì sức khỏe của mắt”, miễn là tuyên bố từ chối trách nhiệm của FDA có trên nhãn. Ở Châu Âu, gần đây nhất là vào năm 2014, Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu đã xem xét và bác bỏ tuyên bố rằng lutein hoặc lutein cộng với zeaxanthin giúp cải thiện thị lực

Ứng dụng trong y học

Zeaxanthin có tác dụng gì?

Có đủ bằng chứng chứng minh tầm quan trọng của zeaxanthin như một chất chống oxy hóa, đặc biệt là ở mắt. Ngoài ra còn có dữ liệu chứng minh rằng lượng zeaxanthin từ các nguồn bổ sung hoặc chế độ ăn uống có thể bảo vệ chống lại sự phát triển của thoái hóa điểm vàng do tuổi tác thông qua các đặc tính chống oxy hóa. Zeaxanthin cũng đã được tìm thấy trong các cơ quan khác ngoài mắt, chẳng hạn như da và não, nhờ đó việc bổ sung zeaxanthin có thể bảo vệ da khỏi tác hại của tia UV.

Sự hấp thụ và chuyển hóa của Zeaxanthin

Thuốc Zeaxanthin là một hợp chất lipophilic và do đó không hòa tan trong môi trường nước. Tuy nhiên, zeaxanthin sở hữu hai nhóm hydroxyl có độ phân cực cao hơn so với các caroten khác, zeaxanthin có thể được hấp thụ và vận chuyển khác nhau. Điều quan trọng là phải hiểu sự giải phóng, hấp thụ, vận chuyển và phân phối zeaxanthin vào các mô để hiểu rõ hơn về các chức năng sinh học của nó.

Zeaxanthin trước tiên cần được giải phóng khỏi thức ăn, một quá trình bắt đầu trong dạ dày do tác động của axit và enzym tiêu hóa. Các caroten khác đã được chứng minh là được giải phóng một phần từ ma trận thức ăn trong dạ dày. Tương tự, zeaxanthin sẽ hòa tan thành các giọt lipid chuyển thành các hạt nhũ tương lipid có kích thước nhỏ hơn. Sự phân bố của carotenoid trong các hạt nhũ tương dựa trên tính phân cực của chúng, do đó, những chất có độ phân cực thấp hơn sẽ di chuyển đến lõi lipid, trong khi những chất có độ phân cực cao hơn sẽ nằm trên bề mặt nơi tìm thấy protein và phospholipid

Tiêu hóa trong lòng ruột

Các hạt nhũ tương lipid có chứa zeaxanthin và các carotenoid khác di chuyển từ dạ dày đến tá tràng. Chất béo trong chế độ ăn uống có trong nhũ tương kích thích túi mật tiết ra axit mật và kích hoạt giải phóng lipase từ tuyến tụy. Tất cả các enzyme do tuyến tụy sản xuất đều thủy phân chất nền thức ăn và thúc đẩy giải phóng zeaxanthin. Lipase tuyến tụy cũng giúp chuyển zeaxanthin từ các hạt nhũ tương sang pha lipid của mixen.

Zeaxanthin hiện diện trong thực vật ở dạng ester hóa, zeaxanthin ester hóa cần được thủy phân trước khi nó được vận chuyển vào bạch huyết hoặc máu. Carboxyl ester lipase, một trong những lipase tuyến tụy tạo ra chất béo trong chế độ ăn uống, đã được tìm thấy để thủy phân các carotenoit ester hóa. Một nghiên cứu được tiến hành trong ống nghiệm trong đó các mixen hỗn hợp có chứa zeaxanthin được ủ với carboxyl ester lipase đã báo cáo rằng sau khi ủ, lượng zeaxanthin được este hóa giảm 84%, với tỷ lệ tăng ở dạng tự do. Những kết quả này cho thấy rằng carboxyl ester lipase cũng có thể chịu trách nhiệm cho quá trình khử este của zeaxanthin trong ruột.

Hấp thu bởi tế bào ruột

Chênh lệch nồng độ của zeaxanthin giữa tế bào ruột và màng tế bào sẽ kiểm soát tốc độ khuếch tán thụ động, đây là phương pháp được chấp nhận nhiều nhất để các carotenoid được hấp thụ vào ruột non. Các mixen hỗn hợp tiếp xúc và khuếch tán trực tiếp vào màng tế bào ruột, giải phóng các carotenoit bao gồm zeaxanthin vào tế bào chất của tế bào ruột Tuy nhiên, có nhiều bằng chứng gần đây cho thấy xanthophyll cũng có thể được vận chuyển vào tế bào ruột bởi các thụ thể bao gồm thụ thể xác thối loại B loại 1 (SR-BI) và Niemann-Pick C1-Like 1 (NPC1L1).

Vận chuyển trong máu

Sau dòng chảy ra ngoài, chylomicron di chuyển qua hệ thống bạch huyết và đến vòng tuần hoàn hệ thống tại ống lồng ngực, nơi chúng vận chuyển zeaxanthin cùng với các caroten khác và chất béo trong chế độ ăn uống đến các mô ngoài gan. Chylomicron trong tuần hoàn bị thủy phân nhanh chóng bởi lipoprotein lipase liên kết với nội mô mao mạch, biến chúng thành tàn dư chylomicron mà sau đó được gan loại bỏ. Bởi vì carotenoit đi theo con đường tương tự như lipid, nên có thể một phần zeaxanthin được hấp thụ bởi các mô ngoài gan. Sau khi được gan hấp thu, zeaxanthin có thể được lưu trữ, loại bỏ trong mật hoặc phân phối lại cho các mô ngoài gan thông qua bài tiết VLDL. Zeaxanthin và các carotenoit khác trong VLDL được phân phối thành lipoprotein tỷ trọng trung bình (IDL) và LDL sau chuỗi phân hủy lipid. Zeaxanthin trong LDL được hấp thụ bởi thụ thể LDL hoặc protein liên quan đến thụ thể LDL (LRP).

Phân phối mô

Các vị trí lưu trữ Zeaxanthin chính là gan và mô mỡ, nhưng chúng cũng có thể được tìm thấy ở thận, tuyến thượng thận và tinh hoàn. Một số nghiên cứu, nếu có, đã xem xét cụ thể sự phân bố của zeaxanthin giữa các mô khác nhau. Vì lutein và zeaxanthin được hấp thụ và vận chuyển tương tự nhau, nên sự tích tụ lutein và zeaxanthin trong các mô khác nhau có thể theo một mô hình tương tự. Gần đây, sự phân bố của lutein trong các mô đã được nghiên cứu . Sự tích lũy cao nhất được quan sát thấy ở mắt, tiếp theo là tuyến thượng thận và gan. Trong mô mỡ, nồng độ lutein được tìm thấy thấp hơn so với huyết tương. Cuối cùng, lutein cũng được tìm thấy trong thận, tim và não

Hấp thu Zeaxanthin theo đường nhỏ mắt

Ở phần ngoại vi của võng mạc, có tỷ lệ 2:1 lutein:zeaxanthin, trong khi zeaxanthin trở thành sắc tố chiếm ưu thế trong vùng điểm vàng. Hơn nữa, tại trung tâm của điểm vàng, tổng zeaxanthin bao gồm (3R,3′R)-zeaxanthin, dạng chính của zeaxanthin trong tự nhiên và meso-zeaxanthin với tỷ lệ 1:1. Sự thay đổi này trong các caroten chiếm ưu thế ở điểm vàng có thể được giải thích bằng sự chuyển đổi meso-zeaxanthin từ lutein, như sau đó đã được chứng minh bằng một thí nghiệm sử dụng mô hình tế bào.

Bằng chứng cho thấy lutein và zeaxanthin được ưu tiên hấp thụ bởi các tế bào biểu mô sắc tố võng mạc (RPE) của con người thông qua cơ chế phụ thuộc vào SR-BI. Ngoài ra, khi các tế bào ARPE-2, một dòng tế bào RPE của con người, được xử lý bằng lutein, zeaxanthin hoặc β-carotene, lượng lutein và zeaxanthin được các tế bào hấp thụ cao gấp hai lần so với lượng β-carotene. Việc loại bỏ SR-BI thông qua RNA can thiệp nhỏ (siRNA) hoặc ngăn chặn bởi một kháng thể làm giảm đáng kể sự hấp thu tế bào của xanthophyll, đặc biệt là zeaxanthin

Quá trình tiêu hóa, hấp thụ, vận chuyển, hấp thu và phân phối mô của zeaxanthin được mô tả trong Hình 1.

Tính an toàn

Mức tiêu thụ hàng ngày chấp nhận được đối với zeaxanthin được đề xuất là 0,75 mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày, hoặc 53 mg/ngày đối với người lớn 70 kg. Ở người, uống 20 mg/ngày trong tối đa sáu tháng không có tác dụng phụ. Kể từ năm 2016, cả Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ cũng như Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu đều không đặt ra Mức hấp thụ trên có thể chấp nhận được (UL) cho lutein hoặc zeaxanthin.

Một vài nghiên cứu của Zeaxanthin trong Y học

Kết quả lâu dài của việc bổ sung axit béo Lutein/Zeaxanthin và ω-3 vào các chất bổ sung AREDS đối với tiến trình thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi tác: Báo cáo AREDS2 28

Thiết kế, bối cảnh và người tham gia: Đây là nghiên cứu theo dõi dịch tễ học đa trung tâm về thử nghiệm lâm sàng AREDS2, được thực hiện từ ngày 1 tháng 12 năm 2012 đến ngày 31 tháng 12 năm 2018. Bao gồm trong phân tích là những người tham gia bị AMD trung gian hai bên hoặc một bên để bổ sung 5 năm sau khi thử nghiệm lâm sàng. Mắt/người tham gia đã được kiểm duyệt tại thời điểm AMD phát triển muộn, tử vong hoặc mất khả năng theo dõi. Dữ liệu được phân tích từ tháng 11 năm 2019 đến tháng 3 năm 2022.

Can thiệp: Trong quá trình thử nghiệm lâm sàng, những người tham gia được chỉ định ngẫu nhiên chủ yếu dùng lutein/zeaxanthin và/hoặc axit béo ω-3 hoặc giả dược và sau đó là không dùng beta carotene so với beta carotene và kẽm liều thấp so với liều cao. Trong nghiên cứu theo dõi dịch tễ học, tất cả những người tham gia đều được bổ sung AREDS2 với lutein/zeaxanthin, vitamin C và E, và kẽm cộng với đồng. Kết quả được đánh giá qua các cuộc gọi điện thoại trong 6 tháng. Các phân tích về sự tiến triển của AMD và sự phát triển ung thư phổi được tiến hành bằng cách sử dụng hồi quy mối nguy theo tỷ lệ và hồi quy logistic tương ứng.

Các kết quả và biện pháp chính: Ung thư phổi tự báo cáo và AMD giai đoạn cuối được xác nhận bằng hồ sơ bệnh án.

Kết quả: Nghiên cứu này bao gồm 3882 người tham gia và 6351 mắt. Sau 10 năm, tỷ suất chênh (OR) của ung thư phổi là 1,82đối với những người được chỉ định ngẫu nhiên dùng beta carotene và 1,15 đối với lutein/zeaxanthin. Tỷ lệ nguy cơ (HR) đối với sự tiến triển thành AMD muộn khi so sánh lutein/zeaxanthin với không có lutein/zeaxanthin là 0,91 (KTC 95%, 0,84-0,99; P = 0,02) và so sánh axit béo ω-3 với không có axit béo ω-3 là 1,01 (KTC 95%, 0,93-1,09; P = 0,91). Khi phân tích tác dụng chính của lutein/zeaxanthin được giới hạn ở những tác dụng được chỉ định ngẫu nhiên cho beta carotene, HR là 0,80 (KTC 95%, 0,68-0,92; P = 0,002).

Kết luận : Kết quả của nghiên cứu theo dõi dịch tễ học dài hạn này về đoàn hệ AREDS2 cho thấy rằng lutein/zeaxanthin là một chất thay thế thích hợp cho beta carotene trong chất bổ sung AREDS2. Sử dụng beta carotene tăng gần gấp đôi nguy cơ ung thư phổi, trong khi không có nguy cơ gia tăng đáng kể về mặt thống kê với lutein/zeaxanthin. Khi so sánh với beta carotene, lutein/zeaxanthin có mối liên hệ có lợi tiềm tàng với sự tiến triển của AMD giai đoạn cuối.

Tài liệu tham khảo

1. Thư viện y học quốc gia, Zeaxanthin, pubchem. Truy cập ngày 09/08/2023.
2. Emily Y Chew, Traci E Clemons, Elvira Agrón (2022) Long-term Outcomes of Adding Lutein/Zeaxanthin and ω-3 Fatty Acids to the AREDS Supplements on Age-Related Macular Degeneration Progression: AREDS2 Report 28,pubmed.com. Truy cập ngày 09/08/2023.