Carotenoids  |  Structure & Function  |  Research Findings

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섭취량 조절에 따른 수정체내의 제아잔틴 변화(메추라기)

본 연구결과는 척추동물의 수정체 내 카로티노이드가 제아잔틴의 섭취량에 의해 조정될 수 있음을 나타내는 첫 실험으로 메추라기를 대상으로 하였다.

Experimental Eye Research 2005
C. K. Dorey, L. Granata, C.R. Nichols, K.M. Cheng and N. E. Craft

제아잔틴과 루틴을 많이 섭취하는 것이 노인성황반변성의 위험을 감소시키는 것과 관계가 있으나 제아잔틴과 루틴의 보충섭취가 수정체에 어떤 영향을 주는지에 대한 실험은 없었다.

만약 수정체에서 높은 함량의 카로티노이드가  백내장 위험을 감소시킨다면 음식을 통해 섭취되는 카로티노이드가 다 자란 척추동물의 수정체에 있는 카로티노이드를 증가시키는지를 알아보는 것이 중요할 것이다.

본 연구에서는 일본산 메추라기를 대상으로 6개월 동안 카로티노이드가 결핍된 음식을 제공한 후 그 후 6개월 동안은 제아잔틴(3R-3'R)을 소량과 다량 섭취 (사료 1kg당 5mg 혹은 35mg), 베타 카로틴(사료 1kg당 50mg)을 섭취토록 하였다.

비교를 위해 카로티노이드가 결핍된 상태를 계속 유지시킨 그룹과 고단위의 제아잔틴(사료 1kg당 35mg)을 계속해서 공급한 메추라기를 실험대조군으로 하였다.

1년 후 HPLC로 혈장과 수정체내 카로티노이드와 토코페롤의 양을 측정하여 어떤 변화가 있는지를 알아보았다. 카로티노이드가 결핍된 사료를 섭취하게 한 후 제아잔틴을 적게 혹은 많이 공급한 그룹의 혈장 내 제아잔틴의 양이 많이 증가되었음을 알 수 있었다.(각각P<0.0001)

1년간 계속해서 제아잔틴을 많이 섭취하게 한 그룹의 혈장 내 제아잔틴의 양은 카로티노이드가 결핍된 사료를 1년간 계속 섭취시킨 메추라기에 비해 매우 높았으나, 6개월 동안 제아잔틴을 높게 섭취시킨 메추라기에 비해 별 차이가 없었다.

인간에게 있어 수정체에 있는 주된 카로티노이드는 제아잔틴과 루틴이며 수정체 전체의 카로티노이드 양은 알파 토코페롤이 집적되어 있는 양보다 적다.

제아잔틴의 보충섭취에 대한 반응은 성별로 차이가 있었다. 암컷 메추라기의 혈장 내 제아잔틴과 루틴의 양의 수컷에 비해 5에서 10배 정도가 더 많았으며 (P<0.0001, <0.001) 수컷에 비해 수정체에 제아잔틴의 양이 더 많았다(P<0.0006). 이점은 에스트로겐과 수정체의 카로티노이드와의 관계에 대한 검토가 필요할 것으로 보인다.

카로티노이드가 결핍된 사료의 섭취기간 후에 6개월 동안 사료 1kg당 35mg의 제아잔틴을 (0.252+/- 0.06ug per gram protein)섭취하게 한 암컷의 경우 출생 시부터 1년간 제아잔틴을(0.282+/-0.15ug per g protein) 섭취하게 한 그룹과 거의 같은 수준의 제아잔틴이 수정체에 있었다.(r=0.77 ; P<0.002)

6개월간 혹은 12개월간 제아잔틴을 섭취시킨 메추라기군은 소량 섭취군과 카로티노이드가 결핍된 사료를 섭취한 그룹에 비해 제아잔틴이 수정체에 많이 있었다.(P<0.0001)

수정체내의 루틴은 제아잔틴이나 베타 카로틴을 섭취시킨 그룹에 비해 변화가 없었다. 베타 카로틴의 보충섭취가 수정체에서의 베타 카로틴이 검출로 이어지지는 않았으며 수정체내 제아잔틴에도 영향을 주지 않았다.

제아잔틴이나 베타 카로틴의 보충 섭취는 혈장과 수정체에서의 토코페롤의 농도에는 하등 영향을 주지 않았다.

2005 (back to top)

루틴의 생리활성, 비만, 노인성황반변성에 관해

Nutrition Reviews, Vol. 63, No 1 (2005), Elizabeth Johnson, PhD

미국에서는 AMD (노인성황반변성)은 시력의 상실을 가져오는 중요한 원인이다. 현재까지 이 질병에 대한 효과적인 치료 방법은 없다. 노인성황반변성의 위험발생 요인에는 루틴과 제아잔틴의 상태와 비만이 있다.

비만과 건강에 대한 일반인들의 관심은 계속 증가되고 있다. 이미 보편화되어 있는 비만으로 인한 위험은 노인성황반변성에 대한 일반인들의 걱정을 가중시키고 있다.

비만이 노인성 황반변성의 위험을 증가시키는 작용기전은 비만의 상태에서 일어나는 생리학적인 변화와 관계가 있는 것을 보인다. 여기에는 산화적 스트레스, 지단백의 변화, 염증의 증가를 포함한다.

 이러한 생리학적인 변화는 루틴과 제아잔틴을 눈의 황반까지 전달하게 되는 순환 배분과정을 파괴하고 감소시키게 된다. 따라서 비만이 노인성황반변성의 위험과 관계가 있다는 것은 루틴과 제아잔틴의 체내 활성도에 간접적인 영향을 주기 때문인 것으로 보인다.

영장류의 망막과 영양의 조정, II: 연령, n-3 fatty acid,망막색소상피의 제아잔틴에 대한 영향

Invest Ophthalmol Vis Sci. 2004 Sep;45(9):3244-56. Leung IY, Sandstrom MM, Zucker CL, Neuringer M, Snodderly DM., Schepens Eye Research Institute, Boston, MA, USA.

목적 :
연령, n-3 fatty acid, 루틴, 제아잔틴의 망막색소상피(RPE)와의 관계.

방법 :
벵골 원숭이(age range, 7-17: n=18)를 출생 시부터 잔토필이 제거된 음식으로 사육. 제공되는 음식은 낮은 수준 혹은 적정량의 n-3 fatty acid가 함유됨.

6마리는 잔토필이 제거된 음식을 계속 먹임. 6마리는 6개월에서 24개월에 걸쳐 정제루테인을 6마리는 정제 제아진틴을 보충 섭취시킴. 망막의 중심부위를 연속적으로 단층화하여 8마이크론내의 RPE세포수를 측정함. 측정된 세포는 연구실 표준 음식을 공급받은 대조군 (n=15)의 것과 비교함.

결과 :
망막색소상조직의 중심부와 주변부위의 세포밀도는 나이에 따라 증가함. 잔토필을 제거한 음식을 섭취한 벵골원숭이의 망막색소상피 중앙부위가 정상적인 피크치에 비해 함몰됨.

낮은 n-3 fatty acid와 함께 잔토필을 보충 섭취한 후의 동물의 망막색소상피층의 중심은 더 이상 함몰되지 않았으나 망막하위부문의 밀도가 높아지는 불균형을 나타냄.

적정량의 n-3 fatty acid을 섭취한 동물의 경우 잔토필의 보충 섭취가 중심부문에 저장되지 않았으며 망막의 상위부문의 농도가 증가되는 불균형을 보임.

결론 :
망막색소상피 조직은 망막색소의 결핍에 매우 민감함. 보충 섭취되는 잔토필은 n-3 fatty acid의 섭취량 수준에 따라 망막색소상피조직의 불균형을 발생시킴. 잔토필과 n-3 fatty acid는 망막색소상피 조직의 발달과 유지에 매우 중요함.  

IOVS, November 2004, Vol. 45, No 11, J. Nolan, O. O’Donovan, H. Kavanagh, J.Stack, M. Harrison, A.Muldoon, J. Mellerio and S. Beatty

목적 :
체지방율과 황반색소 농도간의 관계 조사.

결과 :
남성에 있어 체지방율과 황반색소 농도 간에는 유의할 수준의 역관계가 있으며, 나이와 섭취하는 루틴과 제아잔틴을 보정한 후에도 유의할 정도의 역관계가 계속됨.

여성의 경우 황반색소의 농도와 체지방율은 역의 관계이나 유의할 정도는 아님. 체지방율과 혈장내 제아잔틴간의 역관계는 여성의 경우에만 관찰됨.

음식을 통한 지방의 섭취는 혈장내의 루틴과 제아잔틴과 역의 관계로 특히 루틴의 경우 유의할 정도임. 음식을 통한 지방의 섭취는 망막색소의 농도와 관계가 없음.

결론 :
황반색소의 상대적인 결핍은 남성의 경우 지방과다와 관계가 있으며 노인성황반변성 진행위험은 체지방과 관계되는 것으로 보임. 지방세포에 루틴과 제아잔틴이 축적되거나 안정화 되는 과정은 성별에 따라 차이가 있는 것으로 보임.

Free Radical Biology & Medicine, Vol. 36, No 9, pp. 1094-1101, 2004, M. Wrona, M. Rozanowska and T Sarna

카로티노이드의 항산화적인 활동은  단일항 산소들의 활동을 억제하고 반응성 산소래디컬을제거하는 것으로 보인다. 그러나 다른 항산화물질들과 함께 카로티노이드가 산화적인 손상으로부터 어떻게 세포들을 보호하는지가 밝혀져야 할 것이다.

본 연구는 제아잔틴 단독으로, 제아잔틴과 비타민E 배합물, 제아잔틴과 비타민C 배합물이 산화 스트레스로부터 배양시킨 망막색소상피 조직의 세포를 보호하는지를 검사하였다.

ARPE-19 세포의 생존율은 MTT시험방식에 의해 결정되었으며 광 민감성 세포들의 지질이 과산화지질로 변화된 양은 HPLC에 의해 측정되었다.

본 연구결과 제아진틴이 보충된 세포에는 알파 토코페롤 혹은 비타민 C( Ascorbic acid)와 함께 빛에 의한 산화적 스트레스에 대한 저항력이 강화되었음을 발견하였다.

항산화물질이 추가된 세포들의 활성도가 증가되었으며 항산화물질이 추가되지 않은 세포들에 비해 세포내 과산화지질이 덜 축적되어 있었다.

이러한 비타민C, 비타민E와 제아잔틴의 상승효과는 세포막을 빛에 민감하게 반응하여 발생되는 산화적 손상으로부터 효과적인 보호를 한다는 항산화물질간의 상호작용의 중요성을 나타낸다.

J Biol Chem. 2004 Nov 19;279(47):49447-54. Epub 2004 Sep 07. Bhosale P, Larson AJ, Frederick JM, Southwick K, Thulin CD, Bernstein PS. Department of Ophthalmology and Visual Sciences, Moran Eye Center, University of Utah School of Medicine, Salt Lake City, Utah 84132, USA

망막에 있어서 잔토필 카로티노이드의 섭취, 체내 활성화와 안정화에는 잔토필과 결합하는 특정의 단백질(XBPs)과 관계가 있을 것으로 알려져 있다.

세포막과 관련이 있는 XBP는 젤을 제거한 후 이온교환 크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. 2차원적 electrophoresis에서는 많은 23 kDa와 5.7 isoform이 나타났다.

 대량 포착방법과 공식 NCBI 데이터베이스를 이용하여 GSTPI의 Pi isoform을 식별하였다.

음식으로 섭취되는 (3R,3'R)―Zeaxanthin은 Kd 0.33micron에서 가장 높은 유사성을, 그 다음으로 Kd 0.52micron에서(3R,3'-meso) - Zeaxanthin이 나타났다. GSTP1과 (3R,3'R,6'R) - Lutein과 높은 친화력은 보이지 않았다.

인간의 다른 재결합성 GSTP 단백질 GSTA1과 GSTM1이 잔토필과 낮은 수준의 결합형태를 보였다.

GSTP1에 의해 CD 스펙트럼으로 식별이 되는 황반의 XBP와 관련되고 음식물로 섭취되지 않는 눈의 불활성 잔토필 카로티노이드 (3R,3'S-meso)-Zeaxanthin가 CD 스펙트럼에 나타났다.

마찬가지로 음식물로 섭취되는 (3R,3'R)―Zeaxanthin의 변형이 GSTP1의 XBP와 관련되어 CD 스펙트럼에 나타났다. 다른 포유동물의 잔토필을 운반하는 단백질인 tubulin, high-density lipoprotein, low-density lipoprotein, albumin과 beta-lactoglobulin은 제아잔틴과 결합에 있어 높은 친화력을 보이지 않았으며 CD스펙트럼에 있어 잔토필 혹은 진토필의 변형이 유의할 정도로 나타나지 않았다

인간 황반부위에서의 GSTP1에 대한 항체의 Immunocytochemistry는 plexiform층의 내, 외부에서 가장 높게 나타났다. 이 결과는 GSTP1은 인간의 망막에서 (3R,3'S-meso)―Zeaxanthin과 음식의 (3R,3'R)―Zeaxanthin의 상호작용에 관여하는 특수한 XBP이지만 (3R,3'R,6'R)―lutein과의 상호작용은 미약함을 나타내고 있다.

성인두뇌에 있어서 카르티노이드, 토코페롤, 레티놀의 농도

J Nutr Health Aging. 2004;8(3):156-62. Craft NE, Haitema TB, Garnett KM, Fitch KA, Dorey CK.

토코페롤과 카로티노이드와 같은 항산화물질은 만성적인 질병의 예방과 관계가 있는 것으로 알려져 왔다. 질병과 세포수준의 항산화 사이의 관계에 대한 연구는 있으나 최근까지 인간 두뇌의 개별 카로티노이드의 농도에 대한 보고는 없었다.

5구의 사체로부터 두뇌의 전두엽과 후두부 피질 세포견본 10개를 검사하였다. 유기용제로 회백질을 분리하여 HPLC로 분석하였다.

결과 :

최소한 18종류의 카로티노이드와 3종의 토코페롤과 레티놀이 인간의 두뇌에 존재한다. 주 카로티노이드는 루틴, 제아잔틴, 안하이드로루틴, 알파-크립토잔틴, 베타-크립토잔틴, 알파-카로틴과 cis 및 trans 베타카로틴, 챤 및 트랜스 라이코펜이였다.

검사한 부문에서는 잔토필 (산화 카로티노이드)이 전체 카로티노이드의 66-77%를 차지하고 있었다. 망막의 신경계와 유사하게 루테인에 대한 제아잔틴의 비율이 높았으며 이 두 가지 물질은 유의할 정도의 관계가 있다 ( p<0.0001)

결론 :

전두엽부문은 일반적으로 알츠하이머 질병과 관계가 깊은 곳으로 손상이 적은 후두부에 비해 실험에 나타난 모든 것들이 높게 집적되어 있었다.

더욱이 전두엽 피질에서는 연령에 따라  레티놀, 토코페롤 총량, 잔토필과 카로티노이드 총량이 감소됨을 나타내고 있었다. 두뇌에서 발견되는 이러한 연령별 차이의 중요성과 이들 항산화물질들의 역할은 구명되어야 할 것임.

British Journal of Nutrition Volume 91, Issue 5, May (2004), pp. 707-713. Dietmar E. Breithaupt, Philipp Weller, Maike Wolters and Andreas Hahn

노안성 황반변성(AMD)는 나이가 든 사람들에게 가장 일반화된 눈의 질병중 하나이다. 루틴과 제아잔틴이 AMD의 위험을 낮출 수 있는 것으로 권고되고 있다.

non-esterified 제아잔틴과 esterified 제아잔틴에 관한 정보는 다소 희귀한 편이다. 식물에서는 발견할 수 없지만 황반에서는 발견되는 meso (3R,3S)-Zeaxanthin의 형성과정은 아직까지 밝혀지지 않았다.

따라서 현재의 연구는 자연에서 얻어지는 그대로의 3R, 3R - Zeaxanthin과 non-esterified 3R, 3S-Zeaxanthin의 동일한 양을 섭취시켜 혈청에 도달된 3R, 3R - Zeaxanthin이 어떻게 집중되는가를 알아본다.

임의로 1개의 실험군을 형성하여 12명의 자원자들로 하여금 균일한 아침식사시 요구르트에 non-esterified 혹은 esterified 3R,3R 제아잔틴 5mg을 섭취하게 하였다.

섭취 전에 그리고 섭취 후 3, 6, 9, 12, 24시간에 각각 혈청을 채취하였다. non-esterified 3R,3R 제아잔틴의 집중도는 HPLC로 분석하였다. 채취한 혈청내의 3R,3R 제아잔틴의 검출은 크로마토그라피로 확인하였다.

소비한 식사와는 관계없이 혈청내의 3R,3R 제아잔틴은 매우 높게 증가하였으며 (P=0.05) 섭취 후 9시간에서 24시간내에 제일 높게 나타났다.

집중도를 나타내는 커브곡선으로 분별할 수 없었으나, 커브내의 각각의 영역은 two-sided F and T test (P=0.05)에 의해 구분할 수 있었다.

본 연구에서는 3R, 3R 제아잔틴의 생리활성도가 non-esterified 형태의 제아잔틴보다 높다는 것이 관찰되었다. 본 연구기간 중에는 meso - zeaxanthin은 관찰되지 않았다.

음식속의 카르티노이드와 결장암.

Int J Cancer. 2004 May 20;110(1):110-6. Nkondjock A, Ghadirian P., Epidemiology Research Unit, Research Centre, CHUM-Hotel-Dieu, Pavillon Masson, 3850 St. Urbain, Montreal, Quebec, Canada H2W 1T7.

몇몇 역학적 연구결과에 따르면 카로티노이드가 많이 함유되어 있는 과일과 채소의 섭취가 결장암의 예방에 도움을 줄 수 있다고 한다. 증거들은 완전하게 일치하지는 않는다.

이전 연구에서 발견된 불일치성과 결장암에 관한  수정될 수 있는 위험요인들의 식별에 관한 꾸준한 관심하에 음식물의 카로티노이드와 결장암간의 관계와 이 관계가 음식물 섭취나 흡연과 같은 생활습관 요인들에 따라 변화하는지, 특히 불포화지방산의 고도섭취와 관계가 있는지에 대한 실험이 캐나다 몬트리얼에서 캐나다-프랑스의 통제된 이루어졌다.

남성 200명과 여성 202명 총 402명이 선별되고 또한 688명이 인구와 비례하여 연령별, 성별, 거주지별로 선정하여 인터뷰를 하였다. 섭취하는 음식물에 대한 것은 섭취음식물의 빈도를 묻는 질문방법으로 200여종의 음식물 종류와 조리법에 대한 정보가 수집되었다.

회귀분석법으로 오차의 범위와 95%의 신뢰도 구간이 산출되었다. 전체 에너지 섭취량과 같은 중요한 변수를 조정한 결과 카로티노이드의 섭취와 결장암의 발생에는 어떤 관계도 없음이 발견되었다.

불포화지방을 많이 섭취하는 여성의 경우 루틴 + 제아잔틴의 섭취와 결장암 발병의 위험 간에는 역의 관계가 있음이 발견되었다. 섭취량 상위와 하위간의 비교 시 EPA의 경우 오차는 0.41, 신뢰도 95% (0.19 ~ 0.91), p=0.03,DHA의 경우 dhcksms 0.36, 95% tlsfhleh (0.19 ~ 0.78), p=0.01이었다. 흡연경험이 없는 사람들의 결장암 발병 위험이 매우 낮게 나타나는 것은 베타 카로틴의 섭취와 관계가 있으며 (OR=0.44,95%Cl (0.21-0.92), p=0.02)

흡연자들의 경우 리코페의 섭취량과 결장암 발병 위험율 간에는 역의 관계가 (OR=0.63,95%Cl (0.40-0.98) p=0.05) 있음이 발견되었다. 연구 결과는 루틴+제아잔틴과 LCPUFA가 풍부한 음식의 섭취는 캐나다-프랑스 여성의 결장암 예방에 도움을 줄 수 있다는 것을 나타내고 있다.

Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005 Feb;46(2):692-702. Johnson EJ, Neuringer M, Russell RM, Schalch W, Snodderly DM. Jean Mayer USDA Human Nutrition Research Center on Aging at Tufts University, Boston, Massachusetts 02111, USA.

목적 :
망막색소는 잔토필 루틴(L)과 제아잔틴(Z)으로 구성되어 있으며 연령과 관계된 황반의 변성을 예방하거나 그 진행을 지연시킴에 도움을 줄 수 있다.

본 연구에는 L과 Z의 보충섭취가 혈장 지방세포, 잔토필 섭취가 없었던 벵골 원숭이의 망막내 카로티노이드 수준에 주는 효과를 검사하였다.

방법 :
출생시부터 7년차 16년차의 총 18마리 벵골 원숭이들에게 잔토필이 제거되었으나 다른 필수 영양소들이 고르게 함유된 음식물을 제공하였다. 6마리는 정제된 루틴을 다른 6마리는 정제된 제아잔틴을 1일 kg당 3.9micromol로 24주에서 101주 동안 제공하였다. 4주차와 12주차의 간격을 두고 HPLC로 지방세포내의 카로티노이드를 측정하였다.

연구가 끝나는 시점에서 혈장과 망막 (중심에서 4mm, 8mm와 그 주변)의 카로티노이드를 측정하였다. 그 결과는 연구시에서 제공되는 표준음식물을 섭취한 대조군과 비교하였다.

결과 :
잔토필이 제거된 음식을 섭취한 원숭이는 혈장과 세포에서 루틴과 제아잔틴이 발견되지 않았다. 루틴과 제아잔틴을 보충 섭취시킨 후에는 보충 섭취된 그룹의 혈장과 지방 세포내 함유량이 매우 높아짐을 알 수 있었다.

루틴과 메조 제아잔틴(음식에 포함되어 있지 않았다)이 루틴만을 제공받은 원숭이의 망막 중심부 4mm 범위 내에서만 발견되었다. 제아잔틴을 보충섭취 받은 원숭이에게서는 메조 제아잔틴이 아닌 제아잔틴만이 망막에 축적되어 있었다.

결론 :
루틴은 메조 제아잔틴의 전구물질로 망막 색소의 주된 구성물질이다. 잔토필이 없는 음식을 섭취시킨 원숭이도 (보충섭취 되는 잔토필을) 망막 내에 축척할 수 있으며 섭취된 잔토필과 그 변환을 검사할 수 있는 가치있는 정보를 제공하였다.

Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2004 Feb;24(2):313-9. Epub 2003 Dec 01. Dwyer JH, Paul-Labrador MJ, Fan J, Shircore AM, Merz CN, Dwyer KM. Keck School of Medicine of the University of Southern California, Los Angeles, CA, USA.

최근의 역학 및 동물을 대상으로 한 자료에 따르면 카로티노이드가 초기 동맥경화를 예방하는 것으로 알려지고 있다. 경동맥 혈관 중막의 두께 (IMT) 측정에 의한 동맥경화의 진행과 혈청내의 카로티노이드, 토코페롤, 레티놀과 비타민 C의 수준을 평가하였다.

방법과 결과:
동맥경화 증상이 없는 573명의 중년 여성과 남성 지원자들이 참여했다. 경동맥 혈관과 지질의 수준이 초음파기를 이용하여 측정되었고, 18개월 동안 위험요소에 대한 평가가 이루어졌다.

혈청내의 항산화물질은 베이스라인에서만 측정되었다. IMT의 변화는 혈청내의 황산화물질의 수준과 관계가 있었다.

나이, 성별, 흡연정도에 따라 모형을 조정해 결과 3종류의 카로티노이드(루틴, 베타 크립토잔틴, 제아잔틴 : P<0.02), 알파 토코페롤 (P=0.003)의 혈청내 수준이 높을수록 IMT의 위험이 감소되는 역의 관계가 있었다.

다른 경동맥 위험요인들과 C-reactive 단백질을 포함한 잠정적인 혼돈인자들을 조정할 경우 이 관계는 더욱 밀접한 것으로 나타났다.

결론:
혈청의 카로티노이드 수준과 알파 토코페롤의 수준이 높을수록 동맥경화의 위험은 감소된다.

루틴과 제아잔틴의 수준과 노인성황반변성

Invest Ophtalmol Vis Sci 2003;44:2461-2465, C. Gale, Nigel F. Hall, David Phillips and C. Martins. From the Medical Research Council Environmental Epidemiology Unit, University of Southampton, Southampton General Hospital, UK.

초기와 말기의 노인성황반변성의 위험은 혈청내 제아잔틴의 농도가 낮을수록 매우 높아진다. 혈청내의 제아잔틴이 높은 상위 3분위와 하위 3분위를 비교할 경우 노인성 환반변성의 위험은 나이와 기타의 위험요소를 배제할 경우 약 2배 정도의 차이가 있다.

노인성황반변성의 위험은 혈청내 루틴과 제아잔틴 (OR 1.9, 95% CI 0.9-3.5)의 농도와 관계가 있으며 낮은 루틴의 농도(OR 1.7, 95% CI 0.9-3.3)와도 관계가 있으나 이는 통계적으로 유의할 정도가 아니다.

J. Nutr. 133:992-998, 2003, Richard Bone, John Landrum, Luis Guerra and Camilo Ruiz.

제아잔틴의 보충섭취가 대상 A 양쪽 눈의 황반색소 밀도에 미친 영향은 표2와 같다. 약40일간의 보충섭취에서는 식별할 수 있을 정도의 효과는 없었으며 보충섭취 시작 전 70일 동안 관찰된 밀도와 거의 같은 수준임.

40일 이후 좌안과 우안에서 거의 같은 정도로 밀도의 증가가 있음. 이러한 밀도의 증가는 실험기간 120일 전체에 걸쳐 진행되었으며 종료 후 20일까지 증가되었다.

눈에서의 루틴은 보다 인상적인 밀도의 증가를 보였다. 생리활성도가 중요한 역할을 한 것으로 보인다. 루테인은 esterified되었으며 식물성 오일에 보다 쉽게 용해 될 수 있도록 올레오레진으로 준비되었었다.

제아잔틴은 결정형태로 unesterfied된 것으로 젤라틴/전분의 beadlet 형태로 제공되었다.

적은 양의 루틴(2.4mg/1일)을 섭취한 조사대상에서 황반색소 밀도의 변화가 없었다는 사람이 많은 것은 이미 예상된 것이다.

망막에서 카로티노이드의 변환은 매우 느린 것으로 보인다.

황반색소의 밀도를 초기에 높이기 위해서는 많은 양의 섭취가 필요하다. 그 후에 질병의 예방을 위한 낮은 양의 지속적인 섭취가 적합할 것이다.

Medical Hypothesis (2003) 61(4), 465-472, R.D. Semba and G. Dagnelle, Johns Hopkins University School of Medicine

루틴과 제아잔틴은 황반에 고도로 집적되어 있으면서 노인성황반변성의 질병발생과정에 있어 매우 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 루틴과 제아잔틴은 황반과 망막 전체의 광수용체 외층을 산화적인 스트레스로부터 보호하며 반응성 산소종의 에너지를 무력화시키는 항산화 안전망 역할을 한다.

루틴과 제아잔틴은 필수적인 영양소는 아니지만 연구결과들은 조건부적 필수영양소임을 시사하고 있다. 낮은 루틴과 제아잔틴의 섭취와 혈청내의 농도는 황반색소의 낮은 밀도와 관계되며 노인성 황반변성의 증가 위험과 관계가 있다.

영장류에 있어 루틴과 제아잔틴이 결핍된 식사는 황반의 질병발생을 야기시킨다. 통제된 임상적 실험에서 루틴과 제아진틴의 보충섭취가 황반변성의 진행과 발생으로부터 보호한다는 것이 밝혀졌다면 루틴과 제아잔틴이 인간에게도 조건부적인 필수 영양소가 될 수 있을 것이다.

Resonance Raman 에 의한 정상인과 황반변성환자의 황반 카로티노이드 측정

Ophthalmology. 2002; 109: 1778-1785, Berstein PS, Zhao DY, Wintch SW, Ermakov IV, McClane RW, Gellerman W.

Bernstein과 그 동료들에 의한 실험에서 황반변성 환자들은 동일 연령의 비교대상들의 눈에 비해 32% 정도 낮은 황반 카로티노이드 수준임이 resonance Raman spectroscopy로 측정한 결과 증명되었다.

Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2002 Nov, v 43, n 11, p 3538-3549, Thompson, L.R.; Toyoda, Y.; Langner, A. ; Delori, F.C.; Garnett, K.M.;Ccraft, N.; Nichols, C.R.; Cheng, K.M.; Dorey, C.K.

루틴과 제아진틴이 나이가 듦에 따라 흔하게 발생되는 눈에 대한 2가지의 질병 -백내장과 노인성황반변성-의 발생으로부터 보호할 수 있음을 알려주는 증거들이 소개되고 있다.

질병의 발생가능성과 황반변성을 늦춰주는 다른 효과적인 방법이 없다는 사실은 루틴과 제아잔틴이 가져다주는 건강상의 이로움에 대한 일반인들의 관심을 고조시키고 있으며 또한 약국의 판매대에서 이들 제품들의 진열을 촉진시키고 있다.

생리학적인 과정에 대한 제한적인 이해와 이들 카로티노이드의 보충섭취는 지금 시작 단계에 있다. 역학적인 연구결과들이 눈의 질병과 좀 더 나아가 암과 심혈관 질환에 대한 이 물질들의 기능을 지지하고 있다.

그러나 전반적으로 볼 때 이들 증거들은 루틴과 제아진틴의 증가섭취가 직접적인 건강상의 이로움을 준다고 보기에는 아직 불충분하다. 과학적인 연구조사의 향후 발전을 통해 질병의 예방과 관련되어 그들의 생리학적 작용기전에 대한 보다 깊이 있는 이해가 있어야 한다.

또한 루틴과 제아잔틴의 소비와 함께 야채나 과일속의 다른 영양소들과 분리되어 인간의 건강에 어떤 영향을 미치는지에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

살아 있는 인체를 대상으로 한 망막내의 이들 카로티노이드 수준을 측정할 수 있는 새로운 능력의 진보는 필요로 하는 증거들을 찾을 수 있는 기회를 제공할 것이다.

J Nutr 2002 Mar;132(3):518S-524S, Mares-Perlman JA, Millen AE, Ficek TL, Hankinson SE., Department of Ophthalmology and Visual Sciences, University of Wisconsin-Madison Medical School, Madison, WI

Arch Ophthalmol 2002 Dec;120(12):1732-7, Berendschot TT, Broekmans WM, Klopping-Ketelaars IA, Kardinaal AF, Van Poppel G, Van Norren D., Department of Ophthalmology, Universitair Medisch Centrum Utrecht

목적:
영양적인 요인들과 백내장 위험요인들이 수정체의 밀도(LOD)에 영향을 주는지.

설계:
18세에서 75세까지 376명을 대상으로 함, 혈장내의 루틴, 제아잔틴, 비타민 C, 알파 토코페롤과 콜레스트롤 수준이 분석됨. 지방세포 (n=197)가 루틴의 수준을 알기위해 분석됨. LOD와 황반색소의 밀도는 spectral fundus reflectant로 측정됨.

결과:
420nm에서 평균적인 +/- SD LOD는 0.52 =/-0.17임. 연령(beta=.008, P,001) 과 황반색소밀도 (beta= -0.96, P=.02)와 밀접한 관계가 있음을 나타냄. 50대와 그보다 적은 연령대(mean +/- SD LOD, 0.45 +/- 0.11)에서는 연령이 중요한 베타요인으로, 그 이상의 연령대에서는 연령(beta =.011, P<.001)과 황반색소 농도(beta=-.240, P=0.005)가 베타요인으로 밝혀짐.

연령을 조정한 후 LOD와 다른 노인성 백내장, 혈장 혹은 지방세포의 카로티노이드 농도, 바타민 C, 알파 토코페롤간에는 관계가 없었음.

결론:
황반색소는 루틴과 제아잔틴으로 구성되어 있으며 루틴과 제아잔틴은 인간의 수정체에서 발견되는 카로티노이드이다. LOD와 MPOD간의 역의관계는 루틴과 제아잔틴은 수정체의 노화를 지연시킨다는 것을 나타낸다.

Acta Ophthalmol Scand 2002 Aug;80(4):368-71, Snellen EL, Verbeek AL, Van Den Hoogen GW, Cruysberg JR, Hoyng CB., Department of Epidemiology and Biostatistics, University Medical Centre, Nijmegen, Netherlands.

노인성황반변성 환자들로 적은 양의 항산화제와 루틴을 섭취하는 환자의 수는 많은 양을 섭취하는 환자들에 비해 2배 정도가 더 많았다 : OR = 1.7, 95% CI (0.8-3.7)과 OR =2.4, 95% CI (1.1-5.1).

항산화제와 루테인/제아잔틴을 섭취하는 4분위의 섭취량 명세에서 섭취량과 직접적인 관계가 있음이 나타났다.

결론 :

항산화제의 섭취가 황반의 건강을 보호한다는 정당한 이유가 있음.

Prog Retin Eye Res 2002 Mar;21(2):225-40, Wooten BR, Hammond BR., Walter S. Hunter Laboratory, Brown University, Box 1853, Providence, RI 02912, USA

황반색소(MP)인 카로티노이드 -루틴과 제아잔틴-이 망막과 수정체를 노령화에 따른 손상으로부터 보호한다는 증거들이 계속 증가되고 있다.

결과적으로 L과 Z의 보충섭취는 최근 몇 년간 극적인 증가를 보였다. L과 Z의 보충섭취가 일반인과 망막이나 수정체에 질병이 있는 사람들의 시력개선과 관계가 있음을 지지하는 보고서가 계속 증가되고 있다.

시력의 개선은 생리활성의 변화나 혹은 시력상의 변화에 기인할 것이다. 사물을 본다는 것은 단파장의 빛을 선택적으로 흡수하는 것으로 시력이 개선된다는 것은 적절한 평가를 받지 않았다.

2가지의 가설을 고려할 수 있다. 황반색소가 색수차를 감소시켜 시력의 정밀성을 얻는다는 것과 시력은 황반색소가 청색의 휘광들을 선택적으로 흡수함에 따라 개선된다는 것이다. (먼 거리에서 목표물을 볼 때 뿌옇게 보이도록 하는 공기 중에 지배적으로 많은 단파장의 빛)

Biol Chem 2002 Mar-Apr;383(3-4):537-45, Shaban H, Richter C., Institute of Biochemistry, Swiss Federal Institute of Technology (ETH), Zurich.

눈으로 유입되는 빛을 시각적인 것으로 느낄 수 있도록 하는 과정에 관여하는 망막의 레티놀은 빛에 의해 특히 청색광에 의해 쉽게 손상된다. 이러한 손상은 세포를 죽게 만들고 질병을 유발시킨다.

레티놀의 변환과정은 시각적 감각을 느끼도록 하는 중요한 과정으로 손상을 유발시키는 과정을 나타내고 있다. 레티놀은 유해한 가시파장역의 청색 영역대 빛을 흡수하며 빛에 의해 독성화 되고 독성화 복합물인 A2E의 전구체이다.

특히 (동식물의 세포 안에서 호흡의 촉매작용을 하는) 시토크롬 산화효소를 표적으로 작용하여 아폽토시스에 의해 세포를 죽게 만든다. A2E에 의한 세포의 비밀스러운 죽음은 역의 전기를 띈 인지질에 의해 방어된다.

청색광을 걸러주는 루틴과 제아잔틴은 망막을 보호해주는 맞춤형의 물질이다. 실험에 따르면 루틴과 제아잔틴은 시토크롬 산화 효소제를 빛과 결합된 A2E에 의해 발생되는 영속적인 손상으로부터 보호하였다. 이 새로운 발견은 심각한 시력 상실을 가져오는 질병인 건성의 노인성 황반변성을 예방 할 수 있도록 하였다.

카로티노이드가 결핍된 벵골원숭이에게 루틴과 제아잔틴의 보충섭취 : 혈장, 지방세포 카로티노이드와 황반색소에의 영향

IOVS March 15, 2001, Vol. 42, No. 4, M. Neuringer, E.J. Johnson, D.M. Snodderly, M.M. Sandstrom, W. Schalch

평생 동안 카로티노이드가 결핍된 상태로 자란 영장류에게 루틴과 제아잔틴을 보충섭취를 통해 황반 색소 밀도를 정상적인 수준으로 증가시킬 수 있다.

카로티노이드가 결핍된 원숭이는 이들 영양소들이 황반의 건강에 주는 중요성을 검사할 수 있는 귀중한 모델이다.

Invest Ophthalmol Vis Sci 2001; 42: 235-240, Richard Bone, John Landrum, ST Mayne, CM Gomez, SE Tibor and EE Twaroska

평균적으로 기증된 황반변성 환자의 중심부위의 루틴과 제아잔틴은 대조군에 비해 적었다. 그 차이는 중앙부에서 중간부, 주변부로 갈수록 감소되었다.

황반변성 환자들에게서 볼 수 있는 중심부와 중간부위의 낮은 루틴과 제아잔틴 수준이 부분적인 질병의 원인으로 보인다. 기증된 AMD와 대조군과의 주변부위 비교는 더 신뢰할 수 있다. 이 부위에 대한 분석결과에 따르면 루틴과 제아잔틴이 높은 4분위는 낮은 4분위에 비해 AMD발병위험이 82%가 낮은 것으로 나타났다.

본 결과는 황반변성의 발병위험과 망막내 루틴과 제아잔틴의 양과는 역의 관계가 있다는 논리�