葉黃素持續補充對機體葉黃素水平及抗氧化能力影響研究

馬婷婷，滕　倩，梁　惠，汪求真，張華琦，馬愛國

(青島大學醫學院醫學營養研究所，山東青島　266021)

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葉黃素持續補充對機體葉黃素水平及抗氧化能力影響研究

馬婷婷，滕倩，梁惠，汪求真，張華琦，馬愛國

(青島大學醫學院醫學營養研究所，山東青島266021)

目的：探討葉黃素持續補充對機體血漿葉黃素濃度、血漿氧化應激水平及氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)水平的影響。方法：20名健康青年志愿者，隨機分為2組，分別為葉黃素組和正常對照組，葉黃素組每天補充葉黃素20mg，連續補充20d，正常對照組未給予任何補充。試驗前及首次口服后的12、24、72、144、240、480、720h分別留取清晨空腹靜脈血5mL，分離血漿。HPLC檢測血漿葉黃素濃度，測定血漿總超氧化物歧化酶(T-SOD)及谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性、丙二醛(MDA)含量、Ox-LDL濃度。結果：葉黃素組血漿葉黃素濃度呈穩定上升趨勢，GSH-Px及T-SOD活性呈持續性上升趨勢，MDA含量呈持續性下降趨勢。葉黃素組血漿葉黃素濃度在口服72、144、240、480h后分別升高59%、115%、164%、214%(P均<0.05)，且女性血漿葉黃素濃度在口服240h后顯著高于男性(P<0.05)；血漿GSH-Px活性在補充20d后升高42%(P<0.05)，MDA含量下降23%(P<0.05)。結論：每天補充葉黃素20mg，持續補充20d能有效提高機體血漿葉黃素濃度及機體抗脂質過氧化能力。

葉黃素；血漿；抗氧化；氧化型低密度脂蛋白

葉黃素是一種含紫羅酮環的二羥基類胡蘿卜素，存在于深綠色葉類蔬菜及紅橙色水果中，具有猝滅單線態氧、捕獲活性氧自由基并阻止其對生物膜侵害的抗氧化功能。人體自身不能合成葉黃素，葉黃素需要經由膳食等攝入，研究發現，葉黃素每日平均攝入量為7.8～10.2mg[1，2]，但因為葉黃素極低的生物利用度以及多種影響葉黃素吸收的因素[3]，進入血液中的葉黃素含量極少，平均為0.37μmol/L[1]。在西方國家，葉黃素作為營養補充劑已在食品生產與加工中得到開發和應用。自由基可以由日常生活中的多種途徑產生，比如，人體正常新陳代謝、大量體育運動、吸煙、膳食脂肪、煙熏火烤肉、射線、農藥、塑料用品、油漆等[4]，過多的自由基對機體造成較大的損傷，引起脂質過氧化、衰老[5]等。脂質過氧化等氧化應激反應與多種慢性病的發病密切相關，如心血管疾病、癌癥等[6]。流行病學和營養學研究表明，食用富含葉黃素的食物可以降低慢性疾病的發病風險[7，8]，提示葉黃素在抗脂質過氧化等方面可能起到重要作用。本研究以健康成年人為研究對象，以較高劑量葉黃素補充劑進行干預，觀察并評價血漿葉黃素濃度及機體氧化應激水平的連續性變化趨勢，研究葉黃素在機體抗脂質過氧化方面的影響，為人群合理補充葉黃素提供科學依據。

1　材料與方法

1.1主要試劑與儀器

葉黃素膠囊(美國Vitacost公司)；葉黃素標準品(5mg，90%，購于美國ChromaDex 公司)；甲醇、乙腈(均HPLC級)及BHT(美國Sigma公司)；總超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)試劑盒(南京建成生物工程研究所)；氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)試劑盒(美國Cloud-Clone 公司)。

低溫離心機(美國Sigma公司，30-30K型)；I型快速混勻器(常州國華電氣有限公司)；Agilent 1200型高效液相色譜儀(美國Agilent公司)；722s分光光度計(上海精密科學儀器有限公司)；ELx808吸收光酶標儀(美國BioTek公司)。

1.2志愿者納入及分組

招募某高校青壯年志愿者20名，其中男性9名、女性11名，年齡20～30歲。排除標準：(1)消化系統疾病患者；(2)低血糖、甲狀腺功能亢進、糖尿病等慢性代謝性疾病患者；(3)近期服用過任何營養補充劑及藥物者；(4)超重者：體重指數BMI≥28；(5)孕婦及哺乳期婦女。20名志愿者男女分組后，按隨機數字表隨機分為對照組及葉黃素組，每組10人。

該試驗獲得青島市疾病預防控制中心醫學倫理專家委員會批準(ChiCTR-OO-14004816)，志愿者均于試驗前填寫知情同意書。試驗期間由專業人員定期定量發放葉黃素補充劑，每日電話提醒志愿者服用補充劑并填寫膳食記錄表，隨時記錄漏服情況及原因，指導受試者忌食葉黃素含量較高的食物，以避免造成干擾。

1.3試驗流程

葉黃素組每日口服葉黃素膠囊2粒(10mg/粒)，口服20d，停止口服后觀察10d；正常對照組不進行葉黃素的任何額外補充。2組于口服前以及首次口服后的12、24、72、144、240、480、720h抽取清晨空腹靜脈血5mL，肝素鈉抗凝，要求志愿者于每次取血前1d的21：00后禁食，不禁水。全血靜置30min后，3 500r/min離心10min分離血漿，EP管分裝，錫紙包裹，-80℃凍存，待檢測。取血、離心、分裝、凍存、檢測等過程全程避光。

1.4指標測定

血漿葉黃素濃度：(1)凍存的血漿樣品于4℃溶解，甲醇去蛋白法提取血漿中的葉黃素[9]，取上清液于裝有內襯管的棕色進樣瓶中待上機測定；(2)高效液相色譜法測定血漿葉黃素濃度：色譜柱C18(250mm×4.60mm×5μm)，流動相為甲醇：乙腈= 65∶35，流速0.8mL/min，檢測波長446nm，進樣量20μL，柱溫25℃[9]。血漿T-SOD活性、GSH-Px活性、MDA含量及Ox-LDL濃度：按各試劑盒說明書操作。

1.5統計學方法

所有數據均采用SPSS17.0統計軟件分析。2組不同時間點血漿葉黃素濃度采用多元方差分析，均數間兩兩比較采用LSD方法；2組干預前后MDA含量、T-SOD及GSH-Px 活性、Ox-LDL濃度的組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對t檢驗。結果以均數±標準差表示。P<0.05為差異有顯著性。

2　結果與分析

2.1志愿者基本情況

志愿者基本情況見表1，2組志愿者在性別、年齡、BMI等方面均無顯著性差異(P>0.05)。

2.2葉黃素補充后血漿葉黃素濃度的連續性變化

2組志愿者不同時間點血漿葉黃素濃度見表2。與正常對照組相比，口服144、240、480h后，血漿葉黃素濃度顯著升高(P均<0.01)，且不同時間點葉黃素組血漿葉黃素濃度升高百分率均顯著高于正常對照組(P均<0.05)；與補充前(0h)相比，葉黃素組血漿葉黃素濃度在口服膠囊72、144、240、480h后分別升高59%、115%、164%、214%(P均<0.05)。隨著服用天數的增加，葉黃素組血漿葉黃素濃度總體呈穩定上升趨勢，正常對照組基本無變化(附圖)。2組男女志愿者不同時間點血漿葉黃素濃度見表3。葉黃素組女性血漿葉黃素濃度在口服10d后顯著高于男性(P<0.05)。

表1　志愿者基本情況

表2　葉黃素補充后兩組不同時間點血漿葉黃素濃度

注：與同一時間點對照組相比，*P<0.05、**P<0.01、***P<0.001；與0h相比，aP<0.05、aaP<0.01、aaaP<0.001。

表3　2組男女不同時間點血漿葉黃素濃度

注：與葉黃素組男性相比，*P<0.05。

附圖　兩組不同時間點血漿葉黃素濃度變化趨勢

2.3補充葉黃素對人體氧化應激水平的影響

2組不同時間點氧化應激水平的變化見表4。隨著服用天數的增加，葉黃素組血漿GSH-Px活性及T-SOD活性均呈持續性上升趨勢，MDA含量呈持續性下降趨勢。與正常對照組相比，葉黃素組口服葉黃素20d后血漿GSH-Px活性顯著升高(P<0.05)，MDA含量顯著下降(P<0.05)；與補充前(0h)相比，葉黃素組血漿GSH-Px活性在補充10、20d后分別升高42.20%，42.34%(P<0.01)，MDA含量下降23%(P<0.05)，T-SOD活性無顯著性差異(P>0.05)。

表4　2組不同時間點氧化應激水平的變化

注：與同一時間點對照組相比，*P<0.05；與0h比較，aP<0.05、aaP<0.01。

2.4補充葉黃素對人體血漿氧化型低密度脂蛋白濃度的影響

葉黃素補充前后2組血漿氧化型低密度脂蛋白濃度見表5，與補充前相比，葉黃素組在補充葉黃素后血漿氧化型低密度脂蛋白濃度降低18%，但無統計學差異(P>0.05)。

表5　葉黃素補充前后2組血漿氧化型低密度脂蛋白濃度的變化

3　討論

人體自身無法合成葉黃素，必須通過膳食補充；但膳食葉黃素來源有限，隨著年齡的增加，葉黃素在人體組織及細胞內的水平可能逐漸減少。血漿葉黃素主要反應機體近期的葉黃素攝入情況[10]，研究發現，血漿葉黃素濃度隨一定口服劑量及口服時間的增加而升高[11-14]。本研究與上述研究結果相一致，志愿者每天補充葉黃素20mg，連續補充20d，血漿葉黃素濃度呈穩定上升趨勢，補充72、144、240、480h后分別升高59%、115%、164%、214%(P均<0.05)，停止葉黃素補充后持續觀察10d，血漿葉黃素濃度基本降至本底水平。LeMa等[12]研究發現，每天分別補充葉黃素6、12mg，持續補充18w，血漿濃度分別為補充前的1.8、2.3倍。不同研究之間血漿葉黃素濃度升高的倍數差異可能受劑量、補充劑純度、受試者葉黃素吸收代謝率、地區飲食差異等因素影響。同時，本研究發現，葉黃素組補充葉黃素240h后，女性血漿葉黃素濃度顯著高于男性(P<0.05)，這一結果與Broekmans等[11]研究發現的女性血清葉黃素濃度顯著高于男性相一致，這可能與一定水平的脂類促進葉黃素吸收有關[15]，而女性體內脂類平均水平高于男性。

在細胞和細胞膜中，葉黃素是脂類過氧化反應的斷鏈抗氧化劑，能與脂類結合而有效抑制脂質過氧化，抵御自由基在人體內造成細胞與器官衰老損傷。有研究[16]報道，隨著2型糖尿病患者血清葉黃素水平的增加，血清MDA含量降低，血清SOD與GSH-Px的活性提高。劉春泉等[17]研究發現，成人每天每kg體重補充葉黃素25mg，持續補充90d，GSH-Px活性升高11.3%。本研究發現，健康成年人持續補充葉黃素20d，血漿GSH-Px活性及T-SOD活性均呈持續性上升趨勢，MDA含量呈持續性下降趨勢；與補充前相比，葉黃素組血漿GSH-Px活性在補充20d后升高42.34%(P<0.01)，MDA含量降低23%(P<0.05)，T-SOD活性無統計學差異(P>0.05)。葉黃素具有較強的還原性和淬滅自由基的能力，葉黃素清除自由基的機制主要有3種：電子轉移、氫轉移和自由基加成反應，類胡蘿卜素能更有效地清除羥自由基，而超氧自由基清除能力與之相比較弱[18]。因此，本研究中T-SOD活力雖有上升，但并無統計學意義。

氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)是由低密度脂蛋白(LDL)經自由基等作用氧化修飾而來，近年來，大量研究認為，氧化型低密度脂蛋白與動脈粥樣硬化[19]、冠心病[20]、糖尿病腎病[21]等慢性疾病的發生和發展密切相關。本研究發現，口服葉黃素膠囊20d后，葉黃素組血漿氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)濃度下降18%，但無統計學差異(P>0.05)，與Carroll等[22]研究結果相一致，Linseisen等[23]也研究發現，單次口服抗氧化劑混合物(維生素E及類胡蘿卜素)有保護膽固醇不被氧化修飾的潛能。這一結果提示，葉黃素對于預防動脈粥樣硬化等疾病可能具有重要意義，目前關于正常人群中葉黃素與氧化型低密度脂蛋白關系的研究甚少，健康人群補充葉黃素對體內氧化型低密度脂蛋白的具體影響有待進一步研究。

綜上所述，每天補充葉黃素20mg，持續補充20d能有效提高機體血漿葉黃素濃度及機體抗脂質過氧化能力。◇

[1]張福東，朱怡萍，蔡美琴.上海某社區居民葉黃素膳食攝入量與血清含量的相關性分析[J].環境與職業醫學，2012，29(9)：563-565.

[2]王子昕，林曉明.北京社區居民夏秋季節膳食葉黃素、玉米黃素攝入量分析[J].中國食物與營養，2010，3：77-80.

[3]PatrickBorel，etal.Interindividualvariabilityofluteinbioavailabilityinhealthymen：characterization，geneticvariantsinvolved，andrelationwithfastingplasmaluteinconcentration[J].AmJClinNutr，2014，100：168-175.

[4]金曉紅.環境中的自由基與人體健康[J].化學世界，2002，43(5)：277-279.

[5]呂慧玲.自由基與人類衰老[J].科技資訊，2011，(8)：252-253.

[6]BenzieIF.Evolutionofantioxidantdefencemechanisms[J].Europeanjournalofnutrition，2000，39(2)：53-61.

[7]LiuS，LeeIM，AjaniU，etal.Intakeofvegetablesrichincarotenoidsandriskofcoronaryheartdiseaseinmen：ThePhysicians’HealthStudy[J].InternationalJournalofEpidemiology，2001，30(1)：130-135.

[8]TanakaT，ShnimizuM，MoriwakiH.Cancerchemopreventionbycarotenoids[J].Molecules(Basel，Switzerland)，2012，17(3)：3202-3242.

[9]趙彥會，等.血漿樣品中葉黃素的快速測定[J].衛生研究，2015，44(1)：124-126.

[10]馬愛國，鄭櫻.葉黃素[J].營養學報，2013，6：531-534.

[11]BroekmansWM，BerendachotTT，etal.Macularpigmentdensityinrelationtoserumandadiposetissueconcentrationsofluteinandserumconcentrationsofzeaxanthin[J].AmJClinNutr，2002，76：595-603.

[12]MaL，etal.SerumluteinanditsdynamicchangesduringsupplementationwithluteininChinesesubjects[J].AsiaPacJClinNutr，2009，18(3)：318-25.

[13]Yang-MuHuang，etal.EffectofSupplementalLuteinandZeaxanthinonSerum，MacularPigmentationandVisualPerformanceinPatientswithEarlyAge-RelatedMacularDegeneration[J].BioMedResearchInternational，2014.http：//dx.doi.org/10.1155/2015/564738.

[14]張福東，朱怡萍，蔡美琴.上海某社區居民葉黃素膳食攝入量與血清含量的相關性分析[J].環境與職業醫學，2012，29(9)：563-565.

[15]GleizeB，etal.EffectoftypeofTAGfattyacidsonluteinandzeaxanthinbioavailability[J].BritJNutr，2013，110(1)：1-10.doi：10.1017/S0007114512004813.

[16]章清，沈新南，李永烶，等.2型糖尿病患者血清葉黃素與體內氧化應激指標的關系[J].復旦學報(醫學版)，2010，37(3)：343-346.

[17]劉春泉，等.葉黃素軟膠囊抗氧化功能人體試食試驗研究[J].江蘇農業科學，2009，5：237-239.

[18]Trevithick-SuttonCC，FooteCS，CollinsM，etal.Theretinalcarotenoidszeaxanthinandluteinscavengesuperoxideandhydroxylradicals：achemiluminescenceandESRstudy[J].MolecularVision，2006，12：11-27.

[19]王建禮，等.氧化型低密度脂蛋白與動脈粥樣硬化研究進展[J].醫學綜述，2009，15(9)：1307-1310.

[20]李貴星，李萍.冠心病患者血清氧化型低密度脂蛋白及血液抗氧化狀態分析[J].四川大學學報(醫學版)，2004，35(5)：690-692.

[21]何穎，肖常青.氧化型低密度脂蛋白與糖尿病腎病關系的研究進展[J].醫學綜述，2010，16(4)：620-622.

[22]CarrollYL，CorridanBM&MorrisseyPA.Lipoproteincarotenoidprofilesandthesusceptibilityoflowdensitylipoproteintooxidativemodificationinhealthyelderlyvolunteers[J].Eur.J.Clin.Nutr，2000，54：500-507.

[23]LinseisenJ，etal.Effectofasingleoraldoseofantioxidantmixture(vitaminE，carotenoids)ontheformationofcholesteroloxidationproductsafterexvivoLDLoxidationinhumans[J].EuropeanJournalofMedicalResearch，1998，3(1-2)：5-12.

(責任編輯李婷婷)

Effect of Continuous Supplement of Lutein onLutein Level and Antioxidant Capacity of Body

MA Ting-ting，TENG Qian，LIANG Hui，WANG Qiu-zhen，ZHANG Hua-qi，MA Ai-guo

(Institute of Human Nutrition，Medical College of Qingdao University，Qingdao 266021，China)

lutein；plasma；antioxidant；oxidizedlowdensitylipoprotein(OLDL)

國家科技支撐項目(項目編號：2012BAD33B01-2)。

馬婷婷(1991—)，女，在讀碩士研究生，研究方向：營養與疾病。

馬愛國(1956—)，男，博士，教授，研究方向：營養與疾病。