植物生物では、ルテインは光システムの必須成分として、とりわけ集光と光防護の機能を果たします。 光合成反応中心は、アンテナ複合体または集光複合体（集光トラップ）と反応中心で構成され、 タンパク質 と顔料 –クロロフィルと カロテノイド。 それは、光合成の部位である葉緑体の内膜（チラコイド膜）に局在しています。 各フォトシステムの集光複合体は、約250または300のタンパク質で構成されています クロロフィルおよびカロテノイド色素に関連しています。 入射光は、アンテナ複合体を高エネルギーの励起状態に上げます。 ルテインおよびその他 カロテノイド ここでは、光量子を吸収し、そのエネルギーをある分子から光合成反応中心の隣の分子に渡すというタスクがあります。 反応中心に到達すると、エネルギーはクロロフィルによって吸収されます-a 。 これらはエネルギーを使用して、同等の化学エネルギーを生成します。 光システムの反応中心は、最終的に光量子の不可逆的なトラップを提供します。 さらに、ルテインには 酸化防止剤 効果があり、したがって植物および動物細胞の重要な保護機能を獲得します。 細胞を破壊する一重項を傍受することができます 酸素。 一重項 酸素 と反応できるフリーラジカルに属します 脂質、特に多価不飽和 脂肪酸 & コレステロール, タンパク質, 核酸, 炭水化物 DNAと同様に、それらを変更または破壊します–酸化的 ストレス。 中 解毒 一重項の 酸素、ルテインはエネルギーの中間担体として機能します-それは熱の形でその環境と相互作用してエネルギーを放出します-「急冷」のプロセス。 このようにして、反応性一重項酸素は無害になります。 変異生物に関する研究 カロテノイド、主にルテインは完全に存在せず、細胞が酸素の存在下で破壊されたことを示した。 セルコンポーネント– 脂質, タンパク質 & 核酸 –活性酸素化合物に対して無防備でした。 その結果、細胞死が起こりました。
ルテインと病気
ルテインと眼病 ルテインとゼアキサンチン の予防に重要な役割を果たします 白内障 （白内障）と 加齢性黄斑変性症 （AMD）。 両方の眼疾患はのXNUMXつの主要な原因です 視力障害 & 失明、 の前に 糖尿病性網膜症 –の病気 目の網膜 のせいで 糖尿病 真性。 加齢黄斑変性症 （AMD）黄斑（黄色い斑点）は、光受容細胞、桿体細胞、錐体細胞で構成される薄くて透明な感光性神経組織である網膜の中心近くにあります。 ザ・ 黄色い斑点 直径約5ミリメートルで最大 密度 ロッドとコーンの。 黄斑の外側（周囲）から内側（傍中心窩）にかけて、桿体の割合が減少するため、中心窩では錐体（色覚の原因となる視覚細胞）のみが予想されます。 中心窩 黄色い斑点 は最も鮮明な視界の領域であり、最高の空間分解能に特化しています。 したがって、中心窩に向かっての内容は明らかです ルテインとゼアキサンチン 敏感な円錐に十分な保護を提供するために強く増加します。 に加えて ルテインとゼアキサンチン、メソゼアキサンチンも網膜にかなりの量で発見されました。 おそらく、メソゼアキサンチンはルテインの変換生成物を表しています。 中心窩では、ルテインが化学反応を起こしているように見えます。 反応性化合物によって、それは酸化してオキソルテインになり、還元の結果としてゼアキサンチンおよびメソゼアキサンチンに変換される可能性があります。 ザ・ 酵素 このプロセスに必要なものはまだ特定されていません。 子供の網膜には、大人に比べてルテインが多く、メソゼアキサンチンが少ないため、このメカニズムはまだ子供の生体内でそれほど強く発達していないようです。 網膜の桿体と錐体は不飽和の含有量が高い 脂肪酸 したがって、脂質過酸化に非常に敏感です。 また、高レベルの光放射にさらされており、光酸化による損傷のリスクが高くなっています。 ルテインは、一方では光フィルターとして、他方では網膜で光フィルターとして機能します。 酸化防止剤キサントフィルには、通常のスペクトル範囲の光から短波の青色光線をフィルターで除去する機能があります。 特に、高エネルギーの青色光は、内因性および外因性の光増感剤を励起状態に変換することにより、一重項酸素および他の活性酸素化合物の形成に関与していると考えられています。 したがって、ルテインはラジカル攻撃と光酸化損傷から目を保護します。 さらに、ルテインは活性酸素種を不活性化し、消光し、フリーラジカルの連鎖反応を妨害し、脂質の過酸化を減らすことができます。 これにより、光反応性物質などのリポフスチンの形成が防止されます。 リポフスチンは、化学的に明確に定義されていないさまざまな複雑な凝集構造のグループに属しています。 脂質 とタンパク質。 酸化促進物質はリスクを高めます 加齢性黄斑変性症。 黄色のスポットの中心窩にあるキサントフィル色素は優先的に配向しているため、特定の方向にのみ偏光を吸収できます。 ルテインは、特定の角度からの偏光を優先的に吸収することにより、光沢とまぶしさの影響を減らすことができます。 さらに、ルテインは色収差（光学レンズの収差）の影響を軽減し、特に短波長範囲で視力を改善すると考えられています。 先天性網膜変性症の患者では、たとえば、ほうれん草やケールの摂取量を増やすことでルテインの摂取量を増やすと、コントラストの鋭敏さが増し、まぶしさが減り、色覚が改善されます。 死亡したAMD患者の研究では、網膜のルテインとゼアキサンチンのレベルが大幅に低下していることがわかりました。 最後に、網膜における高濃度のルテインとゼアキサンチンは、AMDのリスクを最大82％低下させます。 したがって、ルテインとゼアキサンチンが豊富な食品の適切な摂取が重要な役割を果たします。 ルテインとゼアキサンチンの摂取量が増えると、網膜の黄斑の濃度が大幅に上昇する可能性があります。 網膜のキサントフィルのレベルはそれらの血清レベルと相関しています。 蓄積プロセスには最大数ヶ月かかるため、ルテインとゼアキサンチンの摂取量の増加は長期的でなければなりません。 対応する研究では、両方のキサントフィルの濃度は、わずかXNUMXか月後に有意に増加しませんでした。 ルテインの摂取量の増加は、高カロテン血症、柑皮症、血液学的または生化学的プロセスの変化などの副作用とは関連していません。 白内障 （白内障）AMDと同様に、科学的研究により、白内障におけるルテインの予防効果が確認されています。 の面では 酸化防止剤 ルテインは、目のさまざまな組織での活性酸素種（ROS）の光化学的生成を防ぎます。これは、病気の引き金となる可能性があります。 酸素ラジカル つながる とりわけ、水晶体タンパク質の修飾、糖タンパク質の蓄積、アミノ酸の酸化生成物 トリプトファン、および外因性および内因性のソースからの多数の蛍光分子。 これらの増感剤は、最終的にレンズの混濁に責任があります。 ルテインが豊富な食品を長期間、定期的に、大量に摂取することで、光と酸素の有害な影響を大幅に減らすことにより、 白内障 最大50％削減されます。 ルテインは、他の抗酸化物質と相乗的に作用します。 酵素 スーパーオキシドジスムターゼ、カタラーゼおよびグルテートペルオキシダーゼ。 網膜中の高濃度のルテインとゼアキサンチンは、透明レンズと相関しています。 さらなる疫学研究では、ルテインとゼアキサンチンの摂取量が増加しているが、他のカロテノイドや ビタミンA、のリスクが大幅に減少しました 白内障手術。 Olmedilla et al 2001は、ルテインが白内障患者の視力の改善、グレア感度の低下、視力の増加につながることを示しました。
食品の機能
ルテインは食品加工中の貯蔵において比較的安定しているため、わずかな損失しか発生しません。ルテインは単一の物質または植物の成分です。 抜粋 食品着色料としての用途があります。ルテインは黄橙色を提供し、たとえば、スープ、ソース、フレーバー飲料、デザート、スパイス、菓子、焼き菓子に含まれています。 ルテインは、動物飼料による間接着色にも使用されます。 特に鶏の餌に加え、卵黄の特徴的な黄色を強調します。 さらに、ルテインは香料物質の重要な前駆体です。 キサントフィルは、リポキシゲナーゼの助けを借りた共酸化、活性酸素化合物との反応、および熱下で分解されます。 ストレス。 ルテインから臭気閾値の低いカルボニル化合物が生成されます。
