Зеаксантин — каротиноидный пигмент¶
Зеаксантин — природный каротиноидный пигмент жёлто-оранжевого цвета, относящийся к группе ксантофиллов; один из двух (наряду с лютеином) основных макулярных пигментов сетчатки глаза человека и позвоночных. Химическая формула — C₄₀H₅₆O₂, молярная масса 568,88 г/моль. Впервые вещество было выделено из плодов кукурузы (Zea mays), откуда и получило название (от лат. Zea — родовое название кукурузы и греч. xanthos — жёлтый).
¶Свойства и строение
Зеаксантин относится к оксигруппе каротиноидов — ксантофиллам. Молекула представляет собой тетрапреновый цепной гидрокарбонид с двумя гидроксильными группами на кольцевых концах. Существует в виде оптически активного энантиомера (3R,3'S)-зеаксантина, который является наиболее распространённым в природе. В чистом виде представляет собой кристаллический порошок оранжево-жёлтого цвета, нерастворимый в воде, растворимый в органических растворителях (хлороформ, этанол, ацетон). Устойчив к нагреванию в кислой среде, но разрушается под действием ультрафиолетового излучения и кислорода воздуха.
¶Распространение в природе
Зеаксантин широко распространён в растительном мире. Основные природные источники:
- Кукуруза — первый источник, из которого пигмент был выделен в 1831 году химиком Бенедиктом Пигуо.
- Жёлтые перцы и шафран — содержат высокие концентрации зеаксантина.
- Зелёные листовые овощи (шпинат, капуста, брокколи) — в сочетании с лютеином.
- Желток куриного яйца — один из наиболее биодоступных источников.
- Морепродукты — лосось, форель, креветки, криль; в этих организмах зеаксантин накапливается за счёт потребления водорослей.
- Водоросли — некоторые виды микроводорослей, например Haematococcus pluvialis, синтезируют зеаксантин как защитный пигмент при стрессе.
В живых организмах зеаксантин выполняет функцию светофильтра и антиоксиданта, защищая клетки от фотодамага и окислительного стресса.
¶Роль в организме человека
¶Макулярный пигмент
Зеаксантин и лютеин концентрируются в макуле — центральной области сетчатки глаза, отвечающей за остроту зрения. Вместе они образуют так называемый макулярный пигмент, который выполняет две ключевые функции:
- Фильтрация синего света — пигмент поглощает коротковолновое излучение (400–460 нм), потенциально повреждающее фоторецепторы.
- Антиоксидантная защита — молекула зеаксантина гасит активные формы кислорода и триплетные состояния сенсибилизаторов, возникающие при фотоокислении.
Концентрация зеаксантина в макуле напрямую связана с плотностью макулярного пигмента, которая измеряется специальными приборами (макулярной пигментной спектрометрией) и служит маркером риска возрастных заболеваний глаза.
¶Здоровье глаз
Снижение плотности макулярного пигмента — один из факторов риска возрастной макулярной дегенерации (ВМД) — ведущей причины потери зрения у людей старше 50 лет в развитых странах. Многочисленные исследования (в том числе масштабное исследование AREDS2, проведённое Национальным институтом глаза США) изучали влияние добавок с лютеином и зеаксантином на прогрессирование ВМД. Результаты показали, что дополнительный приём зеаксантина (10 мг в сутки) в сочетании с лютеином ассоциируется со снижением риска прогрессирования заболевания у лиц с низким исходным уровнем макулярного пигмента.
Также изучается роль зеаксантина в профилактике катаракты и синдрома сухого глаза, однако доказательная база по этим направлениям менее обширна.
¶Пищевая добавка E161h
В пищевой промышленности зеаксантин зарегистрирован в качестве красителя с индексом E161h. Применяется для окрашивания продуктов в жёлтый и оранжевый цвета — в производстве молочных продуктов, напитков, кондитерских изделий. В Евросоюзе и ряде других юрисдикций разрешён к использованию. Синтетический зеаксантин и зеаксантин, полученный из микроводорослей, используются также в кормах для аквакультуры — он придаёт мясу лосося и форели характерный розово-оранжевый оттенок.
¶Суточная потребность и источники в питании
Единых официальных норм потребления зеаксантина не установлено. В исследованиях AREDS2 суточная доза составляла 10 мг зеаксантина и 25 мг лютеина. Для поддержания макулярного пигмента диетологи рекомендуют включать в рацион продукты, богатые зеаксантином: шпинат, капусту, брокколи, желтки, кукурузу, перец, морепродукты. Биодоступность зеаксантина повышается при употреблении с жирами, поскольку каротиноиды являются жирорастворимыми веществами.
¶Получение и производство
Промышленное производство зеаксантина осуществляется тремя основными способами:
- Выделение из растительного сырья — преимущественно из кукурузной ботвы и жёлтых перцев.
- Биотехнологический синтез — ферментация микроводорослей (Haematococcus pluvialis, Chlorella) и дрожжей (Xanthophyllomyces dendrorhous), генно-модифицированных штаммов кишечной палочки.
- Химический синтез — полупромышленные методы, менее распространённые из-за высокой стоимости и сложности получения нужного стереоизомера.
Наибольшую долю рынка занимает биотехнологическое производство из микроводорослей, позволяющее получать продукт высокой чистоты.
¶История
Зеаксантин был впервые описан в 1831 году французским химиком Бенедиктом Пигуо, выделившим его из кукурузы. В 1866 году химик Теодор Хартреб подтвердил отличие зеаксантина от лютеина. В 1960-х годах было установлено, что зеаксантин и лютеин являются основными компонентами макулярного пигмента сетчатки. В 1980–1990-х годах начались масштабные эпидемиологические исследования, связавшие уровень макулярного пигмента с риском возрастной макулярной дегенерации.
¶История
Бенедикт Пигуо, Михаэль Чевалье, исследования AREDS2 (National Eye Institute), Джордж Уолд (лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине, 1967, за исследования зрительных пигментов), Джон Ландрум, Хосе Рамирес.