J372 german EYE FS 03/2

Mai 2003
CAROTINOIDE UND IHRE BEDEUTUNG
FÜR DIE GESUNDHEIT DER AUGEN
Eine optimierte Ernährung kann helfen, die Augen und damit die Sehkraft gesund zu
erhalten. Ergebnisse aus vielen verschiedenen Studien deuten darauf hin, dass
Antioxidantien, insbesondere die Carotinoide Lutein und Zeaxanthin, ihren Teil zur
Vorbeugung degenerativer Augenerkrankungen, wie Grauem Star (Linsentrübung,
Katarakt) und altersabhängiger Makuladegeneration, beitragen können.
Die Rolle freier Radikale
Oxidativer Stress gilt als eine der Ursachen für den Alterungsprozess an sich sowie für degenerative Erkrankungen - einschließlich der altersabhängigen Augenerkrankungen. Es wird
vermutet, dass sowohl die Netzhaut (Retina) als auch die Linse durch freie Radikale, die z.B.
unter Sonneneinstrahlung entstehen, oxidativ geschädigt werden können. Wissenschaftliche
Studien weisen darauf hin, dass Antioxidantien wie die Vitamine E und C sowie die Carotinoide
helfen können, die schädlichen Effekte der freien Radikale zu bekämpfen.
Netzhaut
(Retina)
Linse
Gelber Fleck
(Macula Lutea)
mit Zentralgube
Hornhaut
Sehnerv
Iris
Aderhaut
Sehachse
Altersabhängige Makuladegeneration (AMD)
• AMD ist die wichtigste Ursache für ein irreversibles Nachlassen der Sehkraft bis zur
Erblindung im Alter. Charakteristisch ist der Verlust der zentralen Sehkraft.
• Die Fähigkeit zu lesen oder Gesichter zu erkennen verringert sich allmählich, die
Empfindlichkeit gegenüber grellem Licht verstärkt sich.
• Gegenwärtig ist keine effektive Behandlung möglich.
• Daher ist Vorsorge wichtig, da durch das Ansteigen der Lebenserwartung die Zahl der
AMD-Betroffenen mittelfristig ebenfalls ansteigen wird.
• Risikofaktoren sind neben exzessiver Sonneneinstrahlung fortgeschrittenes Alter,
Rauchen, eine entsprechende erbliche Veranlagung und helle Augen.
1
• Man geht davon aus, dass oxidative Schäden der Netzhaut an der Entstehung von AMD
beteiligt sind.
• AMD betrifft die Makula. Das ist die Stelle des schärfsten Sehens in der Netzhaut, da dort
die Dichte der Photorezeptoren (Sehzellen: Stäbchen und Zapfen) am höchsten ist.
• Photorezeptoren sind besonders empfindlich gegenüber Schäden durch blaues Licht
und durch freie Radikale.
Grauer Star (Katarakt, Linsentrübung)
•
•
•
•
Der Graue Star ist die Hauptursache für Sehbeeinträchtigungen bei älteren Menschen.
Charakteristisch sind Eintrübungen der Linse.
UV-Licht ist einer der Risikofaktoren für Grauen Star.
Durch UV-Licht wird die Entstehung freier Radikale induziert, die wiederum die
Linsenproteine oxidativ schädigen können. Dies kann zur Trübung der Linse führen.
Carotinoide
Carotinoide wurden, als das Leben auf der Erde entstand, von lichtempfindlichen Bakterien
entwickelt und sind damit die ältesten bekannten Substanzen zum Schutz vor Sonnenlicht.
In Pflanzen haben die Carotinoide zwei essentielle Funktionen. Erstens ermöglichen sie die
Photosynthese, indem sie den Pflanzen helfen, das Sonnenlicht optimal zu nutzen. Zweitens
schützen sie die Photosynthese-aktiven Pflanzen gegenüber Schäden durch zu starke
Lichteinstrahlung – solche Schäden werden durch freie Radikale vermittelt. Ohne diesen
Schutz würde die Pflanzenwelt sofort nach Sonnenaufgang verbrennen.
Heute kennt man die Carotinoide als wichtige Bestandteile der Ernährung. Es wird vermutet,
dass sie für das dem Sonnenlicht ausgesetzte Gewebe beim Menschen eine ähnlich
schützende Wirkung erfüllen wie bei Pflanzen. In Bezug auf die Augen stellen sich immer
mehr die gelben Carotinoide Lutein und Zeaxanthin als besonders wichtig heraus. Beide
können das für die Photorezeptoren schädliche blaue Licht absorbieren und als
Antioxidantien wirken.
Lutein und Zeaxanthin
• Lutein und Zeaxanthin und ihre Metabolite sind die einzigen Carotinoide, die in der Linse
und der Netzhaut gefunden wurden (siehe Schaubild unten).
• Sie kommen konzentriert im zentralen Bereich der Retina vor, der als Macula lutea (lat.
Gelber Fleck) bezeichnet wird. Die gelbe Farbe ist dem Vorhandensein dieser beiden
Carotinoide zuzuschreiben.
• Hier bilden sie das „makuläre Pigment". Diese Schutzschicht kann blaues Licht
absorbieren, für das die Photorezeptoren besonders empfindlich sind.
• Man geht davon aus, dass Menschen mit niedrigerer Dichte des makulären Pigments ein
höheres Risiko für AMD haben.
2
LUTEIN UND ZEAXANTHIN IN VERSCHIEDENEN GEWEBEN
Wissenschaftliche Ergebnisse zum Zusammenhang
zwischen Lutein und Zeaxanthin und dem Erhalt der
Sehkraft
Der endgültige wissenschaftliche Nachweis, dass eine hohe Dichte des makulären
Pigments vor AMD schützt, und dass eine Erhöhung seiner Dichte durch eine Steigerung
der Zufuhr von Lutein und Zeaxanthin tatsächlich das Risiko für das Auftreten der
Erkrankung senkt, steht noch aus. Es mehren sich aber die Hinweise für die schützende
Wirkung des durch Lutein und Zeaxanthin gebildeten makulären Pigments, die durch
dessen Fähigkeit zur Absorption von blauem Licht und durch die antioxidativen
Eigenschaften der beiden Carotinoide vermittelt wird:
• Untersuchungen haben gezeigt, dass Lutein und Zeaxanthin, zusammen mit anderen
Carotinoiden, in allen Bereichen des Auges vorkommen. In Linse und Netzhaut
kommen jedoch ausschließlich Lutein und Zeaxanthin sowie einige ihrer Derivate vor.
Das wird durch die kürzlich veröffentlichen Ergebnisse von Bernstein et al. (Studie 1)
bestätigt: Diese weisen erneut darauf hin, dass es einen Grund für die hochselektive
Anreicherung der beiden Carotinoide geben muss.
• In einer weiteren neuen Studie haben Laurence Rapp und Mitarbeiter erstmalig
nachweisen können, dass Lutein und Zeaxanthin tatsächlich in den Photorezeptoren
vorkommen, genauer in den Membranen der Außenglieder der Stäbchen, also genau
dort, wo der Sehprozess stattfindet (Studie 2). Da die Membranen der Außenglieder
der Stäbchen reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren sind und damit sehr anfällig
gegenüber Schäden durch freie Radikale, scheint es, dass die Carotinoide genau dort
akkumuliert werden, wo sie als Antioxidantien am meisten benötigt werden.
• Eine höhere Zufuhr von Lutein und Zeaxanthin (durch Lebensmittel wie z.B. Spinat)
korreliert mit einem verminderten Risiko für AMD und Grauen Star (Studien 3, 4 und 5).
• Höhere Lutein- und Zeaxanthinkonzentrationen im Blut korrelieren ebenfalls mit einem
verminderten Risiko für AMD und Grauem Star (Studien 6 und 7).
• Die bei AMD-Patienten beobachteten niedrigeren Konzentrationen von Lutein und
Zeaxanthin in Makula und Netzhaut scheinen eher eine Ursache für die Erkrankung zu
sein und nicht durch die Krankheit bedingt (Studie 8).
• Die Lutein- und Zeaxanthingehalte in der Macula lutea nehmen mit dem Alter ab.
Darüber hinaus können die bei AMD-Patienten beobachteten niedrigeren Gehalte
durch eine Erhöhung der Luteinzufuhr auf die bei gleichaltrigen gesunden Personen
bestimmten Werte ‚normalisiert’ werden (Studie 9).
3
• In kürzlich veröffentlichten Pilotstudien wurde untersucht, ob auch Personen, die
bereits an AMD oder Grauem Star erkrankt sind, noch von Luteinzulagen profitieren
können. Prof. Olmedilla von der Clinica Puerta de Hierro, Madrid, konnte zeigen, dass
sich bei Starpatienten unter Luteinsupplementierung die Sehschärfe verbessert und
die Blendempfindlichkeit abnimmt. Bei AMD-Patienten verbesserte sich die
Sehschärfe ebenfalls, und die Patienten berichteten über eine subjektiv verbesserte
allgemeine Sehfähigkeit (Studie 10). Prof. Falsini von der Katholischen Universität
Rom konnte nachweisen, dass sich die Funktionalität der Netzhaut unter
Luteinsupplementierung verbesserte, sowohl bei AMD-Patienten als auch im ganz
normalen Alterungsprozess (Studie 11). Diese Ergebnisse weisen auf das große
Potential der Carotinoide hin und sollten daher dringend in größeren, placebo-kontrollierten Studien bestätigt werden.
• Die Dichte des makulären Pigments steht in Zusammenhang mit der Zufuhr von Lutein
und Zeaxanthin über die Nahrung sowie den Konzentrationen der beiden Carotinoide
im Blut (Studie 12).
• Ein höherer Gehalt an Lutein und Zeaxanthin im Gelben Fleck – d.h. eine höhere
Dichte des makulären Pigments – kann durch eine Steigerung der Zufuhr von Lutein
und Zeaxanthin erreicht werden, entweder über entsprechende Lebensmittel oder
durch geeignete luteinhaltige Präparate (Studien 13, 14 und 15).
• Die Bioverfügbarkeit von Lutein aus Luteinestern oder (freiem) Lutein wird von vielen
verschiedenen
Faktoren
beeinflusst.
In
einem
direkten
Vergleich
mittels
Standardmethoden der Pharmakokinetik wurde allerdings eine signifikant höhere
Bioverfügbarkeit von Lutein aus einer Luteinester-Formulierung gemessen, im
Vergleich zu einer Formulierung, die freies Lutein enthielt (Studie 16).
• Die chemische Struktur von Lutein in den Luteinestern aus der Studentenblume (engl.
Marigold, lat. Tagetes erecta) ist identisch mit der Struktur von Lutein, wie es in Obst
und Gemüse sowie im menschlichen Blut vorkommt. Somit besteht für den
menschlichen Körper, sobald die Luteinester im Magen-Darm-Trakt gespalten und das
so erhaltene freie Lutein erst einmal resorbiert wurde, kein Unterschied zu dem Lutein
aus Obst und Gemüse (Studie 17).
Wissenschaftliche Ergebnisse zum Zusammenhang
zwischen der Supplementierung mit Antioxidantien und
dem Erhalt der Sehkraft
In den frühen 90er Jahren beschloss das National Eye Institute der USA, im Rahmen der
Age Related Eye Disease Study (AREDS) eine Interventionsstudie zur Wirkung
hochdosierter
Antioxidantien
auf
das
Fortschreiten
der
altersabhängigen
Makuladegeneration (AMD) durchzuführen (Studie 18). Im Vergleich zu Placebo
verlangsamten die Antioxidantien das Fortschreiten der Krankheit bei Patienten in
späteren Stadien der AMD. In einem Leitartikel zur Publikation der Studie schreibt Dr. Lee
Jampol, Abteilung für Ophthalmologie der Northwestern University Medical School,
Chicago, USA, dass diese Ergebnisse seiner Ansicht nach eine beeindruckende
Wirksamkeit (der Antioxidantien) belegen. Er würde daraus schließen, dass Patienten
jeder Altergruppe, bei denen mittlere oder große Drusen* festgestellt worden seien, bzw.
bei denen die AMD in einem Auge bereits weit fortgeschritten ist, ernsthaft überlegen
sollten, eine solche Kombination von Antioxidantien und Zink in den verwendeten
Dosierungen zu nehmen. Es sei außerdem wünschenswert, dass die Antioxidantien
langfristig, also zeitlich unbefristet genommen würden, auch wenn aus AREDS nicht auf
4
die ideale Behandlungszeit geschlossen werden könne.
*Drusen: für AMD charakteristische Ablagerungen unter der Netzhaut
(Lee M. Jampol: 'Antioxidants, Zinc, and Age-Related Macular Degeneration: Results and
Recommendations'. Arch Ophthalmol 119 (10) (2001),1533-1534)
Anmerkung: Die Carotinoide Lutein und Zeaxanthin waren im in AREDS verwendeten
Antioxidantiencocktail nicht enthalten, weil sie zu der Zeit, als die Studie geplant wurde, noch nicht
kommerziell verfügbar waren.
Nach den Ergebnissen verschiedener Untersuchungen war anzunehmen, dass
Antioxidantien auch das Risiko für Grauen Star (Katarakt) reduzieren können. Im kürzlich
veröffentlichten Roche European American Cataract Trial (REACT) wurde nun untersucht,
inwieweit die Gabe von Antioxidantien das Fortschreiten einer Alterskatarakt verzögern
kann (Studie 19). Gegenüber Placebo hatte die Eintrübung der Augenlinse nach drei
Jahren Supplementierung mit Antioxidantien signifikant weniger stark zugenommen.
Grauer Star ist eine langsam fortschreitende Krankheit, die dreijährige Studiendauer war
im Verhältnis dazu relativ kurz. Die Wissenschaftler haben daher den in der Studie
beobachteten Effekt unter konservativen Annahmen auf 21 Jahre hochgerechnet: Über
diesen Zeitraum wäre demnach das Fortschreiten um etwa zehn Prozent verlangsamt.
Demzufolge
könnten
auch
kleine
Unterschiede,
wie
sie
in
REACT
unter
Supplementierung mit Antioxidantien beobachtet wurden, langfristig große Wirkung
haben und dabei helfen, das Sehvermögen und damit die Lebensqualität der Betroffenen
lange zu erhalten.
Anmerkung 1: In AREDS wurde außer dem Einfluss der Antioxidantien auf das Fortschreiten einer
AMD auch die entsprechende Wirkung auf Grauen Star untersucht. Im Gegensatz zu REACT wurde
in AREDS jedoch keine Verzögerung des Krankheitsverlaufs beobachtet (AREDS report no. 9. Arch
Ophthalmol. 119(10) (2001) 1439-1452). Ein Vergleich der beiden Studien ist wegen methodischer
Unterschiede nicht direkt möglich. Daher haben zwei der Autoren von REACT, Dr. Schalch und Prof.
Chylack, die REACT-Daten so aufbereitet, dass sie mit den AREDS-Daten vergleichbarer wurden.
Basierend auf ihren Ergebnissen erklären Schalch und Chylack die in REACT beobachtete schützende
Wirkung der Antioxidantien damit, dass bei den Patienten in REACT früher im Krankheitsverlauf mit
der Supplementierung begonnen wurde, dass die Antioxidantien höher dosiert waren, und dass die in
REACT verwendete Methode zur Bestimmung der Linsentrübung empfindlicher war und daher auch
kleine Unterschiede im Fortschreiten der Alterskatarakt messbar waren (Schalch & Chylack.
Ophthalmologe 100(3)(2003)181-9 )
Anmerkung 2: Derzeit wird der Einfluss der Ernährung und anderer Faktoren auf das Risiko der
Entstehung von AMD in einer europaweiten Studie untersucht (Studie 20).
Zusammenfassung der Forschungsergebnisse
Die Rolle der Carotinoide Lutein und Zeaxanthin in Bezug auf die Erhaltung der Sehkraft
ist ein sehr faszinierendes Forschungsgebiet, das sich sehr schnell entwickelt hat. Das
wissenschaftliche Interesse am Beitrag der Carotinoide zur Augengesundheit ist niemals
größer gewesen. Stephen Beatty und seine Kollegen des Manchester Royal Eye Hospital
kommentieren in ihrer Studie über AMD und das makuläre Pigment:
„Die Hypothese, dass das makuläre Pigment das Risiko der Entstehung von AMD
reduziert, ist besonders verlockend, weil das makuläre Pigment ausschließlich aus
Substanzen besteht, die über die Nahrung zugeführt werden. Möglicherweise kann
daher durch einfache Veränderungen in der Ernährung (und die dadurch erhöhte
Zufuhr von Lutein und Zeaxanthin) ein Fortschreiten der altersbedingten
Makuladegeneration verzögert oder das Auftreten dieser häufigsten Ursache für
registrierte Erblindungen in der westlichen Welt sogar verhindert werden."
5
Im folgenden werden die wichtigsten in den letzten Jahren veröffentlichten Studien zum
Thema Carotinoide und Augengesundheit kurz vorgestellt. Dazu gehören auch fünf
Übersichtsartikel, die den derzeitigen Stand des Wissens exzellent zusammenfassen.
1. CAROTINOIDE:
VORKOMMEN IN VERSCHIEDENEN TEILEN DES AUGES
Studiendesign:
– Aus verschiedenen Teilen der Augen von Organspendern wurden
die Carotinoide extrahiert
– Analyse der Carotinoide durch HochleistungsFlüssigkeitschromatographie (HPLC)
Ergebnisse:
– Die verschiedenen Gewebe des Auges enthalten eine Vielzahl an
Carotinoiden
– Linse und Netzhaut enthalten ausschließlich Lutein, Zeaxanthin
und deren Derivate, was auf eine biologische Ursache für die
hochselektive Anreicherung der beiden Carotinoide hinweist
Bernstein PS et al., Exp Eye Res 72 (2001), 215-223
2. LUTEIN UND ZEAXANTHIN:
ANTIOXIDATIVE WIRKUNG IN DEN PHOTOREZEPTOREN
Studiendesign:
– Isolierung der Netzhaut aus Augen von Organspendern
– Aus der Netzhaut wurden die Stäbchen und daraus die
Außenglieder isoliert, d.h. die Membranen, in denen der
Sehprozess stattfindet. Diese wurden auf den Gehalt an Lutein und
Zeaxanthin analysiert
Ergebnisse:
– Lutein und Zeaxanthin konnten in den Außengliedern der Stäbchen
nachgewiesen werden und damit genau dort, wo sie am meisten
als Antioxidantien benötigt werden
– die Konzentrationen von Lutein und Zeaxanthin waren im Zentrum
der Netzhaut (der Makula) höher als in den peripheren Bereichen
Rapp LM et al., Invest Ophthalmol Vis Sci 41 (2000) ,1200-1209
3. RISIKO FÜR ALTERSABHÄNGIGE MAKULADEGENERATION
ZUSAMMENHANG MIT DER ZUFUHR VON
CAROTINOIDEN UND VITAMINEN ÜBER DIE ERNÄHRUNG
Multizentrische Fall-Kontrollstudie für Augenerkrankungen
Studiendesign:
– 356 Fälle/520 Kontrollen
– Verzehrshäufigkeitsfragebögen
Ergebnisse:
– 43 % geringeres Risiko im Quintil mit der höchsten
Carotinoidzufuhr
6
– 57 % geringeres Risiko im Quintil mit der höchsten Lutein- und
Zeaxanthinzufuhr
– 86 % geringeres Risiko im Quintil mit der höchsten Zufuhr an
luteinreichem Gemüse
Seddon J et al., J Am Med Assoc 272 (1994), 1413-1420
Anmerkung: In dieser Studie bedeutete eine „hohe" Luteinzufuhr fast 6 mg/Tag. Die mittlere
Luteinzufuhr in Europa liegt bei 0,5-4 mg/Tag
4. RISIKO FÜR GRAUEN STAR:
ZUSAMMENHANG MIT DER ZUFUHR VON
CAROTINOIDEN ÜBER DIE NAHRUNG
(a) Health Professionals Follow-up-Studie
Studiendesign:
– 36 644 männliche Ärzte, 45 und älter
– Beobachtung über 8 Jahre
– Verzehrshäufigkeitsfragebögen
Ergebnisse:
– 19 % geringeres Risiko für Grauen Star bei hoher Zufuhr von Lutein
und Zeaxanthin (6,9 mg/Tag) im Vergleich zu niedrigerer Zufuhr (1,3
mg/Tag)
– 30 bis 50 % geringeres Risiko für Grauen Star bei hoher Zufuhr von
Spinat (zwei oder mehrmals wöchentlich) im Vergleich zu
niedrigerer Zufuhr (weniger als einmal im Monat)
Brown L et al., Am J Clin Nutr 70 (1999), 517-524
(b) Nurses Health Study
Studiendesign:
– 77 466 Krankenschwestern, 45 und älter
– Beobachtung über 12 Jahre
– Verzehrshäufigkeitsfragebögen
Ergebnisse:
– 22 % geringeres Risiko für Grauen Star bei hoher Zufuhr von Lutein
und Zeaxanthin (11,7 mg/Tag) im Vergleich zu niedrigerer Zufuhr
(1,2 mg/Tag)
– Fast 30 % geringeres Risiko für Grauen Star bei hoher Spinatzufuhr
(zwei- oder mehrmals pro Woche) im Vergleich zu niedrigerer
Zufuhr (weniger als einmal im Monat)
Chasan-Taber BJ et al., Am J Clin Nutr 70 (1999), 509-516
7
5. RISIKO FÜR GRAUEN STAR:
ZUSAMMENHANG MIT DER ZUFUHR VON
ANTIOXIDANTIEN ÜBER DIE NAHRUNG
Beaver Dam Eye Study
Studiendesign:
– 1 354 Bewohner von Beaver Dam, Wisconsin, USA
– Augenuntersuchungen zu Studienbeginn und nach 5 Jahren
– Zufuhr von Antioxidantien über die Nahrung zu Studienbeginn und
10 Jahre davor („ferne Vergangenheit") durch
Verzehrshäufigkeitsfragebögen
Ergebnisse:
– Eine hohe Luteinzufuhr in der fernen Vergangenheit korrelierte mit
einem 50 % geringeren Risiko für Grauen Star
Lyle BJ et al., Am J Epidemiol 149 (1999), 801-809
6. RISIKO FÜR GRAUEN STAR:
ZUSAMMENHANG MIT DEN KONZENTRATIONEN VON
ANTIOXIDANTIEN IM BLUT
Beaver Dam Eye Study
Studiendesign:
– 325 Teilnehmer der Beaver Dam Eye Study
– Augenuntersuchung zu Studienbeginn und 5 Jahre danach
– Konzentrationen von Antioxidantien im Blut zu Studienbeginn
Ergebnisse:
– 70 % reduziertes Risiko für Grauen Star bei höheren
Luteinkonzentrationen im Blut in der Altergruppe von Personen von
65 Jahren und älter [die Risikoverminderung für das
Gesamtkollektiv über alle Altersstufen lag bei 30 %]
Lyle BJ et al., Am J Clin Nutr 69 (1999), 272-277
7. RISIKO FÜR ALTERSABHÄNGIGE MAKULADEGENERATION:
ZUSAMMENHANG MIT DEN CAROTINOIDKONZENTRATIONEN
IM BLUT
Multizentrische Fall-Kontrollstudie für Augenerkrankungen
Studiendesign:
– 391 Fälle/577 Kontrollen
– Plasmaspiegel, feuchte (neovaskuläre) Form der AMD
Ergebnisse:
– 70 % geringeres Risiko bei hohen Konzentrationen an
Gesamtcarotinoiden im Blut (mehr als 2,39 µmol/l) im Vergleich zu
niedrigen (weniger als 1,02 µmol/l)
– 70 % geringeres Risiko bei hohen Konzentrationen an
Lutein/Zeaxanthin im Blut (mehr als 0,67 µmol/l) im Vergleich zu
niedrigen (weniger als 0,25 µmol/l)
8
Sperduto RD et al., Arch Ophthalmol 111 (1993), 104-109
8. RISIKO FÜR ALTERSABHÄNGIGE MAKULADEGENERATION:
ZUSAMMENHANG MIT DEM GEHALT VON LUTEIN UND
ZEAXANTHIN IN DER NETZHAUT
Studiendesign:
– Netzhaut von Augen von 56 Organspendern mit AMD sowie von 56
Kontrollen
– Untersuchung von drei konzentrischen Bereichen der Netzhaut:
innerer Abschnitt (Makula) sowie des mittleren und äußeren Ringes
– Lutein und Zeaxanthin wurden extrahiert und mittels HochdruckFlüssigkeitschromatographie analysiert
Ergebnisse:
– Die Konzentration an Lutein und Zeaxanthin war in allen drei
Netzhautbereichen bei den Spendern mit AMD geringer als bei den
Kontrollen
– Statistische Analysen ergaben ein um 82 % geringeres Risiko für
AMD bei Personen, deren Netzhaut zu dem Quartil mit dem
höchsten Gehalt an Lutein und Zeaxanthin zählte, im Vergleich zu
dem Quartil mit dem niedrigsten Gehalt
– Die Ergebnisse stimmen mit einem Modell, nach dem ein geringer
Gehalt an Lutein und Zeaxanthin in der Netzhaut ein Risikofaktor
für AMD darstellt, eher überein als mit dem Modell, das davon
ausgeht, dass die Gehalte an Lutein und Zeaxanthin in der
Netzhaut durch den Krankheitsprozess abnehmen.
Bone RA et al., Invest Ophthalmol Vis Sci 42 (2001), 235-240
9. RISIKO FÜR ALTERSABHÄNGIGE MAKULADEGENERATION:
ZUSAMMENHANG MIT LUTEIN UND ZEAXANTHIN IN DER
NETZHAUT
Studiendesign:
– Lutein- und Zeaxanthingehalte der Makula in einem oder in beiden
Augen bei
– 138 Personen mit gesunden Augen (insgesamt 220 Augen),
im Alter von 21 bis 84 Jahren
– 63 Patienten mit AMD in verschiedenen Stadien (insgesamt 93
Augen), im Alter von 63 bis 91 Jahren
– Daten zur Verwendung von Luteinsupplementen (unter anderem)
Ergebnisse:
– Kontinuierliche Abnahme der Menge Lutein und Zeaxanthin in der
Makula mit zunehmendem Alter, aber ab einem Alter von etwa 60
Jahren nahezu konstant
– Etwa 30 % geringere Mengen Lutein und Zeaxanthin in der Makula
von AMD-Patienten als bei gesunden, gleichaltrigen Personen
– gleich hohe Mengen Lutein und Zeaxanthin in der Makula bei
gesunden Personen und bei gleichaltrigen AMD-Patienten, die
ihre Luteinzufuhr mit Supplementen erhöht hatten.
Bernstein PS et al., Ophthalmology 109 (2002), 1780-1787
9
10. PILOTSTUDIE:
LUTEIN BEI PATIENTEN MIT AMD UND GRAUEM STAR
Studiendesign:
– 5 Patienten mit Grauem Star, Supplementierung mit 3 Kapseln mit
Luteinestern pro Woche (gemäß HPLC-Analyse des verseiften
Extrakts lag der Gehalt bei 12 mg all-trans Lutein pro Kapsel) über
einen Zeitraum von 16 bis 36 Monaten
– 4 Patienten mit AMD wurden in gleicher Weise bis zu 20 Monate
supplementiert
– Luteinkonzentrationen im Blut alle 3 Monate
– Bestimmung der Sehfähigkeit über Sehschärfe und
Blendempfindlichkeit
Ergebnisse:
– Verdopplung der Luteinkonzentrationen im Blut unter
Supplementierung
– Signifikante Verbesserung der Sehschärfe bei Patienten mit Grauem
Star im ersten Jahr der Behandlung, die in der Folgezeit auf dem
höheren Niveau erhalten blieb. Die Blendempfindlichkeit ging
zurück
– Stabilisierung der Sehschärfe bzw. teilweise Verbesserung bei
AMD-Patienten. Subjektiv allgemein verbesserte Sehfähigkeit
Olmedilla B et al., J Sci Food Agric 81 (2001), 904-909
11. PILOTSTUDIE:
LUTEIN BEI AMD PATIENTEN: VERBESSERTE
FUNKTIONALITÄT DER NETZHAUT
Studiendesign:
– 30 Patienten im Alter von 54 bis 84 Jahren mit AMD im
Frühstadium sowie 8 gleichaltrige gesunde Personen
– täglich für 6 bzw. 12 Monate ein Supplement mit 15 mg Lutein (plus
20 mg Vitamin E und 18 mg Nicotinamid), oder kein solches
Supplement
– Bestimmung der Funktionalität der Netzhaut mit einer elektrophysiologischen Methode – einem fokalen Elektroretinogramm (FERG)
– zu Studienbeginn und nach 6 (bzw. zusätzlich nach 12) Monaten
Ergebnisse:
– Verbesserte Funktionalität der Netzhaut sowohl bei AMD-Patienten
als auch bei gesunden Personen nach 6 Monaten
Supplementierung. Sie blieb auf diesem Niveau bei den
Studienteilnehmern, die das Supplement für weitere 6 Monate
erhielten. Bei denen, die die Studie nach 6 Monaten beendeten,
gingen die Werte wieder auf die zu Studienbeginn gemessenen
zurück
– Keine Veränderungen bei den Studienteilnehmern, die kein
Supplement erhielten
Falsini B et al., Ophthalmology. 110 (2003), 51-60
10
12. RISIKO FÜR ALTERSABHÄNGIGE MAKULADEGENERATION:
ZUSAMMENHANG MIT LUTEIN UND ZEAXANTHIN IN AUGEN,
BLUT UND NAHRUNG
Studiendesign:
– 19 gesunde Personen
– Verzehrshäufigkeitsfragebögen, um die Zufuhr an Lutein und
Zeaxanthin über die Nahrung festzustellen
– Messung von Lutein und Zeaxanthin im Serum und in der Netzhaut
[optische Dichte des makulären Pigments (MPOD)]
– 23 Augenpaare von Organspendern sowie Blutproben derselben
Spender
– Messung von Lutein und Zeaxanthin in Blut und Netzhaut
Ergebnisse:
– Die Zufuhr von Lutein und Zeaxanthin über die Nahrung und die
Konzentrationen der beiden Carotinoide im Blut korrelieren mit der
MPOD, sowohl bei gesunden Personen als auch bei Organspendern
Bone RA et al., Exp Eye Res 71 (2000), 239-245
13. LUTEINKONZENTRATIONEN IM BLUT UND MAKULÄRE
PIGMENTDICHTE: EFFEKT EINER ERHÖHUNG DER
LUTEINZUFUHR DURCH SUPPLEMENTIERUNG
Studiendesign:
– 5 Personen
– 30 mg Lutein täglich (in Form von Luteinestern, Luteindosis
berechnet auf Basis chemischer Hydrolyse der Luteinester)
– 21 Wochen Supplementierung
Ergebnisse:
– 7-fache Erhöhung der Luteinkonzentrationen im Blut
– 20 bis 40 % Steigerung der makulären Pigmentdichte
Landrum J et al., FASEB J 11 (1997) 2588 Abstract
14. LUTEINKONZENTRATIONEN IM BLUT UND
MAKULÄRE PIGMENTDICHTE:
EFFEKT EINER ERHÖHUNG DER LUTEINZUFUHR DURCH
SPINAT, EINER GUTEN QUELLE FÜR LUTEIN
Studiendesign:
– 11 Personen
– Aufnahme von 11 mg Lutein/Tag (60 g Spinat und 150 g Mais)
– 15 Wochen
Ergebnisse:
– 35 % Erhöhung der Luteinkonzentrationen im Blut
– 20 % Steigerung der makulären Pigmentdichte
Hammond B et al., Invest Ophthalmol Vis Sci 38 (1997), 1795-1801
11
15. LUTEINKONZENTRATIONEN IM BLUT UND
MAKULÄRE PIGMENTDICHTE:
EFFEKT EINER ERHÖHUNG DER LUTEINZUFUHR DURCH
SUPPLEMENTIERUNG
Studiendesign:
– 8 Personen (männlich)
– 10 mg Lutein/Tag (in Form von Luteinestern, als Kapsel,
Luteindosis berechnet auf Basis chemischer Hydrolyse der
Luteinester)
– 12 Wochen
Ergebnisse:
– 5-fache Erhöhung der Luteinkonzentrationen im Blut
– linearer Anstieg der makulären Pigmentdichte um im Mittel 4,1 %
und 5,3 % pro vierwöchiger Studienperiode
– Gesamtanstieg der makulären Pigmentdichte um etwa 20 % über
die gesamte Studiendauer
Berendschot T et al., Invest Ophthalmol Vis Sci 41 (2000), 3322-3326
16. LUTEINQUELLEN:
EINFLUSS AUF DIE BIOVERFÜGBARKEIT?
Studiendesign:
– 18 Versuchspersonen (8 Frauen, 10 Männer)
– Formulierung mit freiem Lutein: kristallines Lutein suspendiert in
Distelöl; Luteinester-Formulierung: Luteinester in Pulverform
– Jede Versuchsperson erhielt nach dem Zufallsprinzip eine der
beiden Formulierungen an dem einem, und die andere
Formulierung an dem anderen Studientag als Einmaldosis; die
jeweilige Dosis war auf das Körpergewicht bezogen und so
berechnet, dass beide Formulierungen die gleiche Mengen alltrans Lutein lieferten
– Blutproben wurden vor der Testdosis sowie zu definierten
Zeitpunkten danach genommen
– Genaue Kontrolle der Ernährung je zwei Tage vor und nach der
Testdosis
Ergebnisse:
– Lutein war aus der Luteinester-Formulierung 61 % besser bioverfügbar (bestimmt über die Area under the Curve, AUC) als aus der
Formulierung, in der Lutein in freier Form vorlag (statistisch
signifikanter Unterschied)
– Schnellerer Anstieg der Luteinkonzentrationen im Blut nach Gabe
der Luteinester- Formulierung, und höhere Maximalkonzentrationen
Bowen PE et al., J Nutr 132 (2002), 3668-3673
12
17. LUTEINQUELLEN:
ANALYSE DER CHEMISCHEN STRUKTUR
Studiendesign:
– Lutein wurde aus dem Extrakt der Studentenblume (engl. Marigold,
lat. Tagetes erecta), aus frischem, rohen Grünkohl und aus
menschlichem Blutplasma isoliert und gereinigt. Die chemische
Struktur des Luteins aus den verschiedenen Quellen wurde jeweils
bis ins Detail analysiert.
Ergebnisse:
– Die chemische Struktur des Lutein aus den verschiedenen Quellen
ist identisch. Somit besteht für den menschlichen Körper, sobald
die Luteinester im Magen-Darm-Trakt gespalten und das so
erhaltene Lutein – oder das Lutein aus Obst und Gemüse - erst
einmal resorbiert wurde, kein Unterschied zwischen Lutein aus den
verschiedenen Quellen.
Khachik F et al., J Agric Food Chem 47 (1999), 455-461
18. GROßE INTERVENTIONSSTUDIE: AREDS
ANTIOXIDANTIEN UND FORTSCHREITEN VON AMD
Studiendesign:
– 3 640 Studienteilnehmer (55 bis 80 Jahre alt zu Studienbeginn), bei
denen AMD mit leichteren Veränderungen der Netzhaut (Kategorie
2) bis hin zu fortgeschrittener AMD in einem Auge (Kategorie 4)
diagnostiziert worden war.
– Für durchschnittlich 6,3 Jahre tägliche Supplementierung mit
entweder
(i) Antioxidantien (500 mg Vitamin C, 400 IE Vitamin E sowie 15 mg
β-Carotin) oder
(ii) Zink (80 mg sowie 2 mg Kupfer) oder
(iii) Antioxidantien plus Zink oder
(iv) Placebo
– Augenuntersuchungen zu Studienbeginn und dann alle 6 Monate,
detaillierte Untersuchungen alle 2 Jahre
– Überprüfung der Compliance durch jährliche Analysen der
Antioxidantien im Blut bei einem Teil der Studienteilnehmer.
Ergebnisse:
– Der Zustand der Augen verschlechterte sich bei zu wenigen
Patienten der Kategorie 2 stark genug, um für diese eine Aussage
zur Wirksamkeit der Therapie möglich zu machen
– Bei den Patienten der Kategorien 3 und 4 war gegenüber Placebo
das Risiko, dass die Krankheit weiter fortschritt, um 30 % für Zink
allein reduziert, und um 34 % für Antioxidantien plus Zink.
Anmerkung: Die Carotinoide Lutein und Zeaxanthin waren im in AREDS verwendeten
Antioxidantiencocktail nicht enthalten, weil sie zu der Zeit, als die Studie geplant wurde, noch nicht
kommerziell verfügbar waren.
AREDS Report No. 8: Arch Ophthalmol 119 (2001), 1417-1436
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19. GROßE INTERVENTIONSSTUDIE: REACT
ANTIOXIDANTIEN UND FORTSCHREITEN DES
ALTERSTAR (ALTERSKATARAKT)
Studiendesign:
– 297 Patienten, bei denen Grauer Star im Frühstadium diagnostiziert
worden war, nahmen an der prospektiven, doppelblinden,
placebokontrollierten Interventionsstudie teil, die an mehreren
Zentren in den USA und Großbritannien durchgeführt wurde
– Supplementierung mit Antioxidantien (600 IE Vitamin E, 750 mg
Vitamin C, und 18 mg β-Carotin pro Tag) bzw. Placebo täglich für bis
zu drei Jahre.
– Detaillierte Augenuntersuchung alle 4 Monate
– diverse weitere klinische und biochemische Parameter zu mehreren
Zeitpunkten im Studienverlauf
Ergebnisse:
– Die Konzentrationen aller supplementierten Antioxidantien im Blut
waren gegenüber Placebo signifikant erhöht
– Nach drei Jahren war eine statistisch signifikant geringere
Linseneintrübung unter Antioxidantien gegenüber Placebo messbar
Chylack Jr LT et al., Ophthalmic Epidemiol 9 (2002), 49-80
20. DERZEIT LAUFENDE STUDIE – RISIKO FÜR
ALTERSABHÄNGIGE MAKULADEGENERATION:
DIE EUREYE STUDIE ZU AMD-BEDINGTEN
EINSCHRÄNKUNGEN DES SEHENS
Studiendesign:
– Multizentrische, über 3 Jahre laufende Studie zur Häufigkeit und zu
Risikofaktoren für AMD bei älteren Menschen in sieben europäischen Ländern
Methoden:
– Randomisierte Auswahl von 1.000 Personen/Land im Alter von 70
Jahren und älter aus sieben europäischen Ländern. Vor der
Augenuntersuchung werden die Teilnehmer über ihre
Verzehrgewohnheiten einschließlich der Antioxidantienzufuhr
befragt, sowie zu Lebensumgebung, Aktivitäten im Freien,
Rauchgewohnheiten, Alkoholkonsum, kardiovaskulären
Risikofaktoren und Lebensqualität.
Ziel:
– Informationen über mögliche Einflussfaktoren für das Risiko von AMD,
wie zum Beispiel Ernährung und Sonneneinstrahlung, die in
verschiedenen Teilen von Europa sehr unterschiedlich ausgeprägt sind
Die Studie soll im August 2003 abgeschlossen sein.
Studienkoordinator- Professor Fletcher, London School of Hygiene & Tropical Medicine
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Interessante Übersichtsartikel:
1. Perspective: Macular pigment and age related macular degeneration
(Perspektive: Makuläres Pigment und altersabhängige Makuladegeneration)
Beatty S et al., Br J Ophthalmol 8 (1999), 867-888
„Wir haben die zunehmenden Informationen aus Epidemiologie sowie aus experimentellen
und klinischen Studien zur These, dass das makuläre Pigment gegen altersabhängige
Maculopathie (ARM) und AMD schützt, zusammengefasst. Die Wahrscheinlichkeit, dass
das makuläre Pigment gegen AMD schützt, ist relativ hoch, und weitere Untersuchungen
sind angezeigt. Es sind vor allem vom Design her gute, prospektive randomisierte klinische
Studien notwendig, um die Wirkungen einer Erhöhung der Carotinoidzufuhr auf das Risiko
für AMD zu untersuchen."
2. Mini-Review: Carotenoids in the Retina and Lens: Possible Acute and Chronic
Effects on Human Visual Performance
(Mini-Review: Carotinoide in Retina und Linse: mögliche akute und chronische
Effekte auf die menschliche Sehleistung)
Hammond BR et al., Arch Biochem Biophys 385 (2001), 41-46
„Lutein und Zeaxanthin können auf verschiedenen Wegen im Auge helfen, die Sehkraft
lebenslang zu stärken. Diese Carotinoide können wahrscheinlich außerdem die altersabhängige Verringerung der Sehkraft durch eine Verminderung der kumulativen Effekte von
oxidativem Stress auf Netzhaut und Linse herauszögern."
3. Minireview: Lutein, Zeaxanthin, and the Macular Pigment
(Mini-Review: Lutein, Zeaxanthin und makuläres Pigment)
Landrum JT & Bone RA, Arch Biochem Biophys 385 (2001), 28-40
„Die Idee eines funktionellen makulären Pigments, die sich während der letzten 15 Jahre
entwickelt hat, ist vielversprechend. Es ist notwendig, das grundlegende Verständnis der
Funktionalität des makulären Pigments sorgfältig und vollständig zu etablieren, um Ärzten
und Patienten fundierte Entscheidungen über die Bedeutung der Carotinoide für die
Augengesundheit zu ermöglichen."
4. The potential role of dietary xanthophylls in cataract and age-related macular
degeneration
(Die potentielle Rolle von Xanthophyllen* aus der Nahrung bei Grauem Star und
altersabhängiger Makuladegeneration)
Moeller SM et al., J Am Coll Nutr 19 (2000), 522S-527S
„Vorkommen und Auswirkungen altersabhängiger Augenerkrankungen werden weiterhin
ansteigen, entsprechend der Zunahme der älteren Bevölkerung in den USA und der
gesamten Welt. Neuere Untersuchungen zur Klärung der Zusammenhänge zwischen
Antioxidantien aus der Nahrung und altersabhängigenn Augenerkrankungen stellen ein
vielversprechendes Forschungsgebiet dar, von dessen Ergebnissen Strategien zur Primärund/oder Sekundärprävention von Grauem Star und AMD zu erwarten sind."
*Xanthophylle: Fachbegriff für Sauerstoff enthaltende Carotinoide wie z.B. Lutein und
Zeaxanthin
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5. Can Lutein Protect Against Chronic Disease? A Multidisciplinary Approach
Involving Basic Science and Epidemiology to Weigh Evidence and Design Analytic
Strategies
(Kann Lutein vor chronischen Krankheiten schützen? Ein multidisziplinärer Ansatz
von Grundlagenforschung und Epidemiologie, die Datenlage zu evaluieren und
Strategien für die Forschung zu entwickeln)
In einem Sonderheft zur März 2002 Ausgabe des Journal of Nutrition (J Nutr 132 (2002),
517-542) wurden die Vorträge publiziert, die am 2. April 2001 auf einem Symposium im
Rahmen des Kongresses „Experimental Biology" in Orlando, Florida, USA, gehalten
worden waren. Darunter sind zum Beispiel „Die schützende Rolle von Lutein und
Zeaxanthin bezüglich chronischer Krankheiten: Überblick über die derzeitige Datenlage"
(„The Body of Evidence to Support a Protective Role for Lutein and Zeaxanthin in Delaying
Chronic Disease. Overview") von Julie A. Mares-Perlman, Amy E. Millen, Tara L. Ficek, and
Susan E. Hankinson, oder „In vivo Messung der Carotinoide in der Retina: Methoden zur
Bestimmung
des
Makulapigments
und
ihr
Einfluss
auf
die
Kontrolle
des
Makulapigmentstatus" („In Vivo Assessment of Retinal Carotenoids: Macular Pigment
Detection Techniques and Their Impact on Monitoring Pigment Status") von Joanne
Curran Celentano, Joanne D. Burke, and Billy R. Hammond, Jr.
Kontakt:
Guido Balke, Tel.: 0211 9388 7330, e-mail [email protected]
Der VERIS Research Information Service informiert weltweit über Fragen der Ernährung, insbesondere über
gesundheitliche Wirkungen von Antioxidantien und andere Pflanzeninhaltsstoffe. VERIS wird bei seinem Ziel,
über neue wissenschaftliche Entwicklungen und Forschungsergebnisse zu berichten, von Cognis Nutrition &
Health unterstützt, einem weltweit führenden Hersteller von innovativen Inhaltsstoffen auf natürlicher Basis
für Lebensmittel und Gesundheitsprodukte. VERIS ist eine rechtlich selbständige Organisation und gilt seit
seiner Gründung 1985 als bedeutende und zuverlässige Quelle für wissenschaftliche Informationen.
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