葉黃素屬于類(lèi)胡蘿卜素，又名"植物黃體素"。葉黃素只能由植物合成，在萬(wàn)壽菊、菠菜、胡蘿卜等深綠色葉類(lèi)蔬菜中含量豐富。由于無(wú)法自身合成葉黃素，動(dòng)物體內(nèi)的葉黃素都是直接或間接從水果、蔬菜中獲得。根據(jù)葉黃素的狀態(tài)可分為磷脂化葉黃素和游離葉黃素，游離的葉黃素更容易被吸收， 并存在于人體血液及多種器官中，人們膳食攝取的葉黃素（葉黃素和玉米黃質(zhì)）中有93%是游離的葉黃素，其余7%的為酯化葉黃素。

       葉黃素是構(gòu)成人眼視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域的主要色素，對(duì)于維持眼部健康、保護(hù)視力具有積極作用。近些年來(lái)，大量研究表明葉黃素還存在抗氧化、清除自由基、視網(wǎng)膜保護(hù)以及腦功能保護(hù)等作用。葉黃素因?yàn)樘烊粺o(wú)害的特性也被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，對(duì)于葉黃素及其相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已經(jīng)引起人們的極大興趣。

       1、葉黃素的抗氧化作用

       葉黃素作為一種抗氧化劑，其分子結(jié)構(gòu)中存在多個(gè)共軛雙鍵，通過(guò)還原作用清除氧自由基，葉黃素可以猝滅單線氧，保護(hù)脂類(lèi)免受單線態(tài)氧的攻擊，減少脂質(zhì)過(guò)氧化物( LOP)的產(chǎn)生，進(jìn)而抑制 ROS 活性，阻止 ROS 對(duì)正常細(xì)胞的破壞；此外，葉黃素良好的抗氧化作用也通過(guò)降低炎癥因子的表達(dá)和增加超氧化物歧化酶來(lái)完成。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)葉黃素可通過(guò)抑制 Fe2 + 和 H2O2 水平，從而減少 ROS 對(duì)肝 臟細(xì)胞 DNA 造成的氧化損傷 。通過(guò)建立雄性大鼠衰老模型發(fā)現(xiàn)，葉黃素可以顯著降低血清和肝 臟勻漿內(nèi)丙二醛( MDA) 含量， 而血液 SOD、GSH-Px 活性比模型組也有明顯提高，表明葉黃素可以增強(qiáng)大鼠機(jī)體抗氧化能力，進(jìn)而延緩大鼠衰老。使用內(nèi)毒素誘導(dǎo)的眼睛葡萄膜炎老鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，葉黃素可以緩解老鼠眼睛的氧化活性物質(zhì)濃度，減低炎癥因子的表達(dá)，保護(hù)Muller 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的病理改變，表明葉黃素在葡萄膜炎癥時(shí)可以通過(guò)抗氧化作用保護(hù)視神經(jīng)細(xì)胞。對(duì)于缺血再灌注損傷的老鼠模型，葉黃素處理后，也可以顯著降低骨骼組織的氧化壓力，蛋白質(zhì)羰基化和巰基，脂質(zhì)過(guò)氧化等。葉黃素對(duì)保護(hù)腦組織也有重要作用， 研究發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重創(chuàng)傷性腦損傷老鼠在經(jīng)過(guò)葉黃素預(yù)處理后，炎癥因子IL- 1β、IL-6、 血清中ROS 濃度等的表達(dá)顯著降低，說(shuō)明葉黃素可以有效的通過(guò)降低炎癥反應(yīng)和氧化反應(yīng)保護(hù)嚴(yán)重創(chuàng)傷性腦損傷。

       2、視網(wǎng)膜保護(hù)

       現(xiàn)有研究表明，自然界和顯示屏上的藍(lán)光是引起人眼視網(wǎng)膜黃斑區(qū)損傷的主要原因。由于藍(lán)光具有較高能量，可誘導(dǎo) ROS 的大量生成，直接損傷視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞。葉黃素是構(gòu)成人眼視網(wǎng)膜黃斑色素的主要成分，主要起到濾除藍(lán)光的作用，同時(shí)還能夠淬滅單線氧，控制 ROS 的生成，減少由光照引起的氧化作用。研究表明，攝入富含葉黃素的食品， 可以增加組織中葉黃素含量，對(duì)老年性黃斑退化( AMD) 的預(yù)防保護(hù)起到重要作用。

       3、葉黃素的腦功能保護(hù)作用

       盡管葉黃素只占飲食中總類(lèi)胡蘿卜素的12%，但是卻占腦部總類(lèi)胡蘿卜素的59%，是嬰兒大腦中含量最豐富的類(lèi)胡蘿卜素。研究表明，含有較高的葉黃素和膽堿的母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒神經(jīng)認(rèn)知能力更好，除了幫助嬰幼兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育外，葉黃素對(duì)人類(lèi)干細(xì)胞也具有直接的促分化作用。葉黃素的促神經(jīng)發(fā)育作用與其對(duì)二十二碳六烯酸(DHA)的抗氧化作用相關(guān)， 通過(guò)保護(hù)DHA的還原性，從而維持DHA 的生物活性，增強(qiáng)神經(jīng)元細(xì)胞之間間隙信息傳遞來(lái)增強(qiáng)腦神經(jīng)功能，葉黃素也影響嬰兒大腦中的脂肪酸和神經(jīng)遞質(zhì)，促進(jìn)細(xì)胞膜成熟和皮質(zhì)折疊。 此外，葉黃素的抗炎和抗氧化作用也能防止與 ROS相關(guān)的神經(jīng)發(fā)育不良的發(fā)生，從而保護(hù)新生兒。在老年人體內(nèi)，血清葉黃素水平較高的年長(zhǎng)者，其海馬旁區(qū)的灰質(zhì)較厚， 在結(jié)晶智力測(cè)試中表現(xiàn)更好。 額外補(bǔ)充葉黃素不僅可以提高老年人的智力表現(xiàn)，同時(shí)也可以預(yù)防相關(guān)疾病的發(fā)生， 給體內(nèi)葉黃素濃度較低、 有輕度認(rèn)知障礙的老年婦女補(bǔ)充葉黃素，可顯著提高其言語(yǔ)流暢性。

       葉黃素對(duì)嬰幼兒腦功能影響的作用機(jī)制

       嬰幼兒腦部神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育成熟的過(guò)程中，需要大量的神經(jīng)干細(xì)胞分化成熟為神經(jīng)元細(xì)胞。 伴隨這一分化過(guò)程的是細(xì)胞基因和蛋白質(zhì)表達(dá)的重大改變，神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)對(duì)神經(jīng)傳遞因子和能量代謝的巨大需求，同時(shí)產(chǎn)生ROS氧化壓力。 而葉黃素在這一過(guò)程中，發(fā)揮著重要作用。對(duì)細(xì)胞代謝的調(diào)節(jié)是葉黃素發(fā)揮其生物效應(yīng)的途徑。研究發(fā)現(xiàn)，葉黃素處理后，能夠顯著的升高線粒體代謝，改變細(xì)胞的表觀遺傳學(xué)狀態(tài)，促進(jìn)未分化神經(jīng)細(xì)胞向成熟神經(jīng)細(xì)胞分化。多效形態(tài)劑在多種細(xì)胞類(lèi)型的分化過(guò)程中，包括脂肪細(xì)胞、 肌肉胞、RA 誘導(dǎo)的 SY5Y細(xì)胞的神經(jīng)元細(xì)胞均可增加糖酵解和氧化磷酸化的速率。 多不飽和脂肪酸DHA 和膳食類(lèi)胡蘿卜素在SY5Y 神經(jīng)細(xì)胞的分化過(guò)程中也同樣被發(fā)現(xiàn)會(huì)誘導(dǎo)代謝重組，增加葡萄糖消耗、 糖酵解速率和增強(qiáng)線粒體復(fù)合體I/III 的呼吸。PI3K 依賴(lài)的代謝調(diào)節(jié)與快速增殖的前體細(xì)胞向有絲分裂后分化的神經(jīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)變相關(guān)，可能是維生素A類(lèi)物質(zhì)調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)育的關(guān)鍵通路，而PI3K/AKT抑制劑可以抑制RA和葉黃素誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞分化。RA 誘導(dǎo)導(dǎo)致細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性酶抑制劑p21 和p27(Kip)蛋白水平升高，這兩種抑制劑可通過(guò)阻斷 G1/S期細(xì)胞周期進(jìn)展來(lái)抑制細(xì)胞增殖。同樣，葉黃素也能抑制SY5Y增殖，從而增強(qiáng)神經(jīng)元分化。碳代謝途徑與線粒體呼吸鏈活性偶聯(lián)，影響線粒體NADH和細(xì)胞溶質(zhì)NADPH之間的電化學(xué)勢(shì)差異，后者調(diào)節(jié)絲氨酸分解代謝/合成循環(huán)。 因此，線粒體功能的變化可以調(diào)節(jié)碳代謝進(jìn)而改變基因的表達(dá)。微量營(yíng)養(yǎng)素，如葉黃素，葉酸、維生素B12 和 PUFAs 等微量元素都是碳代謝的主要影響因子，從而控制關(guān)鍵信號(hào)分子的水平，如 ATP、乙酰輔酶a 、NAD+/NADHSAM和其他 TCA中間體，它們?yōu)樵S多甲基轉(zhuǎn)移酶反應(yīng)提供甲基基團(tuán)。 動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，懷孕期間母體的營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì)嬰兒的表觀遺傳調(diào)控的基因表達(dá)有著重大影響。 細(xì)胞主要甲基供體 （影響DNA 甲基化）s- 腺苷蛋氨酸（SAM） 的生成依賴(lài)于線粒體葉酸循環(huán)和ATP合成。而SAH 是DNA 去甲基化酶的有效抑制劑，可以水解成同型半胱氨酸， 用于蛋氨酸再生， 該過(guò)程也依賴(lài)于碳代謝。其他線粒體代謝物，如琥珀酸， 富馬酸和 2-羥基戊二酸和 α-酮戊二酸 （ αKG） 則可以通過(guò)TETs 調(diào)節(jié)DNA甲基化， 通過(guò)將5-甲基胞嘧啶 （5mC） 氧化成5-羥甲基胞嘧啶 （5hmC） 來(lái)促進(jìn)TET 介導(dǎo)的去甲基化。 基因組的組蛋白修飾也受 A類(lèi)維生素物質(zhì)的影響， 在缺乏維生素 A 的大鼠中，RARα 和 CREB結(jié)合蛋白介導(dǎo)的組蛋白乙酰化程度明顯較低， 抑制這些基因的表達(dá)， 進(jìn)而對(duì)老鼠的學(xué)習(xí)能力， 記憶能力造成損傷。

       參考資料：

       [1]侯艷梅,吳桐,謝奎.葉黃素生物活性功能的研究進(jìn)展[J/OL].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng):1-7[2021-01-24].https://doi.org/10.19870/j.cnki.11-3716/ts.20200902.001.

       [2]余召輝,趙宗仁,李賀,楊濤,朱悅城,趙麗晶.葉黃素的藥理作用[J].吉林醫(yī)藥學(xué)院學(xué)報(bào),2017,38(01):58-60.

       作者簡(jiǎn)介：小米蟲(chóng)，藥品質(zhì)量研究工作者，長(zhǎng)期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗(yàn)證工作，現(xiàn)就職于國(guó)內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗(yàn)分析及分析方法驗(yàn)證