葉黃素體內代謝過程的研究進展

連婧閣，蘇伊丹，郭芳，張強，馬樂

西安交通大學醫學部，西安 710061

*論著——復合醫學基礎技術*

葉黃素體內代謝過程的研究進展

連婧閣，蘇伊丹，郭芳，張強，馬樂

西安交通大學醫學部，西安 710061

葉黃素（Lutein）是一種含氧的類胡蘿卜素，在深綠色葉菜中含量較高。多項研究顯示，葉黃素主要與脂類共同在胃腸道被人體吸收，隨乳糜微粒進入淋巴和血液，而后分布于人體各個組織器官中。進入機體的葉黃素以原型或代謝物的形式經膽汁分泌或經尿液及糞便排泄。本文通過查閱近10年的國內外文獻，從吸收、分布、代謝、排泄四方面對葉黃素的體內作用特點作一綜述，使人們對其有更深入的了解，以指導臨床及日常等各方面合理應用。

葉黃素；來源；吸收；分布；代謝

葉黃素（lutein）又名植物黃體素，是一種含氧的類胡蘿卜素，其系統命名為3，3-二羥基-ɑ-胡蘿卜素，化學式為C40H56O2，相對分子質量568.88（圖1）［1］。它有兩個紫羅蘭環及多個不飽和雙鍵，能溶于大多數有機溶劑。其化學性質不穩定，光、熱、金屬離子及各種化學試劑對其均有顯著的影響［2］。證明它是一種很強的抗氧化劑，可起到預防癌癥、心血管疾病等慢性疾病的作用；同時由于其具有濾過藍光的作用，可保護人體視覺功能，預防老年黃斑變性發生及延緩其發展。

圖1 3，3-二羥基-ɑ-胡蘿卜素

近十多年來，國內外對葉黃素在體內的代謝過程進行了比較深入的研究，特別是近幾年來藥物代謝動力學研究的發展，對葉黃素的吸收、分布、代謝、排泄等體內過程進行了定性或定量研究，為葉黃素功能研究提供理論和實踐依據 。目前已有許多有關葉黃素的體內代謝過程的研究報道。本文通過查閱近十年國內外文獻，從吸收、分布、代謝、排泄四方面對葉黃素的體內作用特點作一綜述。

1 葉黃素的來源

葉黃素不能在人類和其他高等動物體內合成，因此，主要來源于膳食攝取。葉黃素主要存在于植物性食物中，其中深綠色葉菜中葉黃素含量相對較高［3］。富含葉黃素的天然植物主要有：萬壽菊（68 mg/100 g）、羽衣甘藍（5120.0μg/100 g） 、歐芹（10820.0μg/100 g）、菠菜（9157.0μg/100 g）、南瓜（2400.0μg/100 g）、花椰菜（1510.6μg/100 g）、黃色玉米（198.9μg/100 g）等［4］。此外蛋類和奶類中也含有少量的葉黃素，而母乳則是嬰幼兒葉黃素的主要食物來源［5］。大量臨床檢測的結果顯示：人體每日的推薦攝入量為6 mg［6］。而研究表明大多數美國人從膳食中獲得的葉黃素和玉米黃素只占每日需求量的10%，說明人們通過食物獲取的葉黃素明顯不足，應通過補充劑和功能食品的方式增加葉黃素的攝入。

2 葉黃素的吸收

葉黃素在自然界中以游離非酯化和脂肪酸酯化的形式存在［7］。在椰菜、青豆、綠豌豆、甘藍、羽衣甘藍、菠菜、萵苣、等綠色蔬菜和水果中存在的葉黃素以游離非酯化形式存在并以原型經胃腸道被吸收。而在芒果、木瓜、桃子、李子、橡實形南瓜、筍瓜和橘子等黃色 /橙色水果、蔬菜中也存在大量葉黃素。但這些果蔬中葉黃素是以與肉豆蔻酸、月桂酸、棕櫚酸等脂肪酸酯化形式存在，稱為葉黃素脂肪酸酯（葉黃素酯）［8］。人類的腸道中存在高效的水解酯化物系統，葉黃素酯可以與脂肪一起被攝入，主要在胃內從食物中釋放，而后其微粒被油脂團包裹進入小腸。進入小腸后，油脂團被胰脂肪酶和異構酶分解，產生脂肪酸和甘油三酯，同時葉黃素酯被胰酶作用，水解為葉黃素。在膽汁乳化作用下葉黃素與脂肪酸、膽汁酸鹽等成分形成混合微膠粒，通過腸粘膜與腸腔之間的不流動水層被動擴散至腸上皮細胞（擴散速度由膠粒和吸收細胞間的濃度差決定），從而摻入由腸道上皮細胞合成的乳糜微粒中，隨乳糜微粒進入淋巴和血液［9］。現階段研究認為，葉黃素酯水解為葉黃素是一個自然的生理過程。

3 葉黃素在體內的分布

葉黃素被人體吸收入血后，廣泛存在于人體各個組織器官中，其中血清0.1-1.23umol/L；肝0.1-3.0umol/L；腎0.037-2.1umol/L；肺0.1-2.3umol/L［10］。血清中的葉黃素平均分布在LDL和HDL中，主要反映了人體近期的攝入量，而肝和脂肪則反應了人體長期的攝入量。其在眼睛中的分布最為突出和最具特征性。眼部所有組織中均含有一定量的葉黃素和玉米黃質（zeaxanthin），包括虹膜組織、晶狀體、視網膜、視神經和眼部脂肪，但以黃斑部濃度最高，達0.1-1mmol/L［11］。它們通過特定的葉黃素結合蛋白介導進入視網膜。兩種色素具有不同的分布規律，葉黃素的密度在視網膜的視桿細胞密集區比較高，所以其在視網膜黃斑周邊部較豐富，玉米黃質的密度則在視錐細胞密集區比較高，所以其基本集中于視網膜黃斑中心凹［12］。BONE等發現從黃斑中心到視網膜周邊部，葉黃素與玉米黃質的比值與視桿細胞和視錐細胞的數量比存在線性相關，同樣證明了葉黃素與玉米黃質在黃斑區的分布規律［13］。

4 葉黃素的代謝與排泄

蛋類和奶類中也含有少量的葉黃素，含量雖然不高，但是其存在于由膽固醇、甘油三酯和磷脂組成的脂質復合體中，這種結構使蛋類中葉黃素的生物利用率為等量蔬菜的3倍［14］。Bowen等發現葉黃素酯分解得到的葉黃素的生物利用率要高于游離態的葉黃素。葉黃素酯化物分解得到的葉黃素的生物利用率比未酯化的葉黃素高61.6%［15］。葉黃素酯是葉黃素的安全來源之一。

葉黃素在體內可分解形成多種具有生物學活性的分解片段，也被稱為代謝物。從分子斷裂的空間位置和產物來分類，葉黃素的分解途徑可以分成對稱分解和非對稱分解。葉黃素在β-胡蘿卜素15-15’氧合酶（βcarotene 15，15-oxygenase，BCO1）的作用下于分子的中心雙鍵上發生對稱分解。這是它們形成VA及其衍生物的主要代謝途徑。BCO1主要存在于人體肝、腎、腸、睪丸等組織器官中。而葉黃素在β-胡蘿卜素9-10氧合酶（β-carotene 9，10-oxygenase，BCO2）作用下于其分子的多烯烴鏈上某個雙鍵上發生不對稱分解，生成多樣性的產物［16］。

在小腸黏膜細胞內，一部分葉黃素轉化為維生素A，滿足機體的需要，剩下的部分隨乳糜微粒經門靜脈或經淋巴進入血液循環后進入肝臟，在肝臟內轉化為維生素A或被貯存，與低密度脂蛋白（LDL）一同釋放到血液循環，未被吸收的胡蘿卜素則從糞便中排出［17］。進入機體的葉黃素以原型或代謝物的形式經膽汁分泌或經尿液及糞便排泄。

5 結語

葉黃素在自然界分布廣泛，在食物中多存在于深綠色葉菜類，其中羽衣甘藍和菠菜中含量較高。葉黃素主要與脂類共同在胃腸道被人體吸收，隨乳糜微粒進入淋巴和血液，而后分布于人體各個組織器官中，其中視黃斑區含量最高。隨著人們對葉黃素研究的不斷深入，它具有的抗氧化、清除自由基、增強免疫功能等多種生物學功能不斷被發現，表明其對心血管疾病、癌癥、老年性黃斑變性等多種相關疾病有預防和改善作用。近年來有關類胡蘿卜素吸收、轉運及代謝機理方面的研究日益增多，也取得了明顯進展，但仍有不少問題，如類胡蘿卜素在動物體內的吸收及轉運途徑，代謝過程及代謝產物活性研究，有待于進一步實驗探討，以冀指導其日常與工業應用，發揮更大的生物學效應。

（References）

［1］ 曹廣美， 趙桂森， 賀艷麗. 葉黃素的視力保護作用及提取工藝［J］. 食品與藥品， 2012， 14（5）： 199-202.

［2］ 李大婧， 方桂珍， 劉春泉， 等. 葉黃素酯和葉黃素穩定性的研究［J］. 林產化學與工業， 2007， 27（1）： 112-116.

［3］ 王子昕， 林曉明.北京地區常見蔬菜中葉黃素、玉米黃素和β-胡蘿卜素的測定及其含量［J］. 營養學報， 2010 32（3）： 290-294.

［4］ Renzi LM， Hammond BR Jr， Dengler M， et al. The relation between serum lipids and lutein and zeaxanthin in the serum and retina： results from cross-sectional， case-control and case study designs ［J］. Lipids Health Dis， 2012， 11：33.

［5］ Xu XR， Zou ZY， Xiao X， et al. Effects of lutein supplement on serum inflammatory cytokines， ApoE and lipid profiles in early atherosclerosis population［J］. J Atheroscler Thromb 2013， 20（2）： 170-177.

［6］ 馬樂， 林曉明. 葉黃素的生物學作用與研究現狀［J］. 營養學報， 2008， 30（5）： 438-442.

［7］ Blesso CN， Andersen CJ， Bolling BW， et al. Egg intake improves carotenoid status by increasing plasma HDL cholesterol in adults with metabolic syndrome［J］. Food Funct， 2013， 4（2）： 213-221.

［8］ 宋幼良， 吳殿星， 錢國壬， 等. 葉黃素研究進展［J］.農業科技通訊， 2013： 138-140.

［9］ 張艷， 惠伯棣， 張凌霄. 葉黃素酯在體內消化吸收過程中水解的研究［J］. 食品科學， 2007， 28（8）： 461-464.

［10］ Olmedilla-Alonso B， Beltrán-de-Miguel B， Estévez-Santiago R， et al. Markers of lutein and zeaxanthin status in，， two age groups of men and women： dietary intake， serum concentrations， lipid profile and macular pigment optical density ［J］. Nutr J， 2014， 13： 52.

［11］ 張薇， 童念庭， 尹莉莉， 等. 葉黃素在眼科疾病中作用和機制的實驗性研究進展［J］. 上海交通大學學報（醫學版），2012， 32（2）： 231-234.

［12］ 李大婧， 龐慧麗， 劉春泉. 葉黃素和玉米黃質對眼睛的保護作用研究進展 ［J］. 江蘇農業科學， 2013， 41（9）： 1-4.

［13］ Connolly EE， Beatty S， Loughman J， et al. Supplementation with all three macular carotenoids： response， stability， and safety［J］. Invest Ophthalmol Vis Sci， 2011， 52（12）： 9207-9217.

［14］ Mellerio J， Ahmadi-lari S， Kuijk F V， et al. A portable instrument for measuring macular pigment with central fixation ［J］. Curr Eye Res， 2002， 25： 37-47.

［15］ Bone RA， Landrum JT， Cao Y， et al. Macular pigment response to a supplement containing meso-zeaxanthin， lutein and zeaxanthin［J］. Nutr Metab （Lond）， 2007， 11；4：12.

［16］ Wang Y， Chung SJ， McCullough ML， et al. Dietary carotenoids are associated with cardiovascular disease risk biomarkers mediated by serum carotenoid concentrations［J］. J Nutr， 2014，144（7）：1067-1074.

［17］ Karppi J， Laukkanen JA， Kurl S. Plasma lutein and zeaxanthin and the risk of age-related nuclear cataract among the elderly Finnish population ［J］. Br J Nutr，2012，108（1）：148-154.

Research and progress in metabolic of lutein in vivo

LIAN Jingge， SU Yidan， GUO Fang， ZHANG Qiang， MA Le
School of Public Health， Xi'an Jiaotong University College of Medicine， Xi'an， China 710061

Lutein belongs to the xanthophyll family of carotenoids， which are mainly synthesized from dark green leafy plants. There is evidence from several study showed that lutein is mainly absorbed in the gastrointestinal tract together with lipids， go into the lymphatic and blood with chylomicrons. Then they distribute in various tissues and organs. They are mainly excreted from the body through kidney and bile， more by their metabolites， few by original forms. In this paper， we summarized the sources， absorption，distribution and metabolism of lutein in the body by searching the literature in recent years.

lutein； sources； absorption； distribution； metabolism

R493

A

10.11966/j.issn.2095-994X.2015.01.03.13

2015-03-10；

2015-04-30

國家自然科學基金（81202198）；中央高?；究蒲袠I務費專項資金資助（xjj2012052）；西安交通大學“新教師科研支持計劃”

馬樂（ 通信作者），副教授，研究方向為營養與慢性病，電子信箱：male@mail.xjtu.edu.cn

引用格式：連婧閣，蘇伊丹，郭芳，等. 葉黃素體內代謝過程的研究進展 ［J］. 世界復合醫學， 2015，1（3）259—261