Luteína ¿Para qué sirve?

luteína is a natural xanthophyll containing two different violone rings. It is a non-vitamenA active carotenoid that is widely found envegetables, fruits, flowers, etc. It is an important pigpigpigpigpigpigpigpigpigenelmacularregion of the human eye's retina[1]. La luteína contiene una estructura dihidroxi única con un anillo de violona, que puede ser utilizado como un fuerte antioxidante para extinguel oxígeno singlete y como un filtro de luz azul. Tiene efectos biológicos tales como anti-oxid, anti-cáncer, la protección de la retina y la prevención de enfermedades cardiovasculares. Sin embargo, la luteína tiene propiedades fisicoquímicas inestables, y hay problemas como la mala solubilidad en agua, inestabilidad y baja biodisponibilidad durante el proceso de preparación. La luteína sólo puede ser absorbida en el cuerpo por la Unión a los lípidos, y esta característica limita en gran medida el ejercicio de sus efectos farmacológicos.

1. Las propiedades físicas y químicas de la luteína

Luteína Natural is mainly composed of two different violone rings linked pora long chain containing an 18-carbon atom conjugated double bond. It has three chiral centers yeight stereoisomers. It has a rhombic bright yellow crystal cona metallic luster ycan absorb blue ypurple light well. Natural luteínais mainly in the all-trans configuration, while in human serum yplasma lutein is mainly in the 3R, 3, R, 6, R configuration. Lutein is insoluble in water and propylene glycol, slightly soluble in oil and hexane, soluble in acetone, dichloromethane and ethanol, and easily soluble in ethyl acetate, tetrahydrofuran, chloroform, etc. [2]. Its stability in solvents is anhydrous ethanol > ethyl acetate > tetrahydrofuran > toluene. Lutein is unstable and is mainly affected porfactors such as oxygen, light, heat, metal ions, and pH. For example, heat treatment can cause the isomerization of lutein to produce 9-cis and 13-cis lutein [3]. Therefore, when stored, lutein crystals or materials containing lutein should be sealed in airtight containers or vacuum-sealed and filled with inert gas, protected from light, and stored at low temperatures.

En la naturaleza, la luteína existe principalmente en forma de esteres libres de luteína y luteína [4]. La biodisponibilidad de luteína libre es baja, solo de 2% a 9,4% [5]. La biodisponibilidad de la luteína se mejora efectivamente después de que se prepara en productos de luteína (suspensión de aceite o microcápsulas) [6-8]. Los ésteres de luteína son más estables que la forma libre y tienen una biodisponibilidad in vivo 1,6 veces mayor que la luteína libre [9-10]. Por lo tanto, la luteína tiene problemas como mala solubilidad en agua, inestabilidad y baja biodisponibilidad durante la preparación.

2 In vivo proceso de luteína

La luteína se ingien micelas con lípidos. Es liberado desde el estómago por diversas enzimas, absorbido en las células intestinales, transportado a través de la vena linfáo porta con los quilomicrones en la circulación sanguínea y luego en el hígado. En el hígado, se convierte y se libera en la circulación sanguínea junto con las lipoproteínas de baja densidad (LDL). Parte de la luteína en la sangre se une a otros portadores correspondientes y entra en la retina y otros tejidos.

2.1 absorción y distribución

La luteína sintasa no se encuentra en el cuerpo humano, por lo que la luteína solo se puede obtener a través de la ingesta dietética. La luteína en los alimentos se combina con lípidos para formar micelas de lípidos mixtos, que son absorpor el cuerpo a través del transporte de colesterol o difusión pasiva. Lu Ping et al. [11] mostraron que las microcápsulas de luteína fueron absorbidas en todos los segmentos intestinales de ratas, pero sus constantes de tasa de absorción fueron diferentes, en orden descendente: íleon > Yeyuno > Duodeno > Colon [11]. Después de entrar en el cuerpo, la luteína se almacena en la grasa y se distribuye principalmente en el hígado, la sangre y la retina. En condiciones dietéticas normales, las concentraciones de luteína en el plasma humano, suero, hígado, riñón y pulmón son 0. 14 a 0.61,0. 10 a 1.23,0. 10 a 3.00, 0.037 a 2.10 y 0. 10 a 2,30 μmol/L, respectivamente [12]. La luteína se encuentra en todos los tejidos oculares, con la concentración más alta alrededor de la mácula de la retina, hasta 0,1-1 mmol/L [13].

2.2 transporte

The B-type scavenger receptors involved in the transport of lutein in the body sonmainly SR-BI and CD36. SR-BI is a high-density lipoprotein (HDL) receptor, and lutein can be transported to retinalpigment epitelicells through the SR-BI mechanism [14]. CD36, as a multi-ligand receptor, promotes the uptake and modification of specific lipid molecules such as long-chain free fatty acids on LDL [15-16]. CD36 binds to the outer segment of rod photoreceptors in association with rhodopsin and phospholipids, therepormediating the metabolism of the outer segment of the photoreceptor; the CD36 receptor can also bind to the interphotoreceptor retinoid-binding protein, which transports lutein to retinal cells [17].

Metabolismo metabolismo

BCO1 y BCO2 son enzimas de escisión carotenoides que se encuentran en los animales, incluyendo la retina y las células epitelide pigmento de la retina (RPE) [18]. Hay dos vías metabólicas para la luteína en el cuerpo. Una es la descomposición simétrica del doble enlace en la molécula por la enzima − -caroteno-15,15,15, -oxigenasa (BCMO1), con los metaboliprincipales siendo la vitamina A y sus derivados. El otro es la descomposición asimétrica del doble enlace en el grupo alquenilo por la enzima − -caroteno-9,10, -doble oxigenasa (BCDO2) [19]. BCDO2 es principalmente responsable de la producción de pigmento macular en las células epitelireanas.

3 Lutein's actividad antioxidante

Las especies reactivas del oxígeno (ROS) pueden reaccionar con ADN, proteínas y lípidos, deteriorsus funciones fisiológicas y conducir al desarrollo de enfermedades crónicas como la aterosclerosis, el cáncer y la degeneración macular. La luteína ejerce sus efectos biológicos mediante la formación de un radical catiónico con una cadena de polieno conjugperdiendo un electrón, reduciendo así los radicales libres de oxígeno e inhibiendo la actividad de ROS, evitando el daño a las células normales por ROS[20-21]. La luteína es conocida como un antioxidante natural que puede apagar el oxígeno singlete, capturar radicales de oxígeno y prevenir el daño a las membranas biológicas por los radicales libres.

El oxígeno singlete es un tipo de ROS excique a menudo actúa como un inductor de reacciones de oxiden cadena. La luteína puede inactivar el oxígeno singlete a través de la extinción física o química, lo que protege al cuerpo de daños y mejora su función inmune. Los radicales hidroxilo son el tipo más activo de ROS, que puede iniciar reacciones en cadena de peroxidde lípidos de ácidos grasos insaturados, produciendo una serie de radicales libres como los radicales lípidos, los radicales lípidos de oxígeno, los radicales peroxilo lípidos y los peróxidos lípidos. La luteína puede eliminar radicales libres, especialmente radicales hidroxilo. La luteína es un antioxidante que rompe la cadena que puede unirse a los lípidos e inhibieficazmente la oxidde los lípidos, protegiendo así las células y los órganos del daño causado por los radicales libres en el cuerpo.

4 efectos biológicos de la luteína

4.1 efecto protector sobre la retina

La retina es rica en vasos sanguíneos y tiene una alta concentración de oxígeno. También contiene compuestos fotosensibles y sustratos fácilmente oxidados. Bajo condiciones de luz de alta energía, los radicales libres de oxígeno son fácilmente producidos, conduciendo a la peroxidlipíen las células de la retina, causando que los epítopos de las proteínas intracelulares se desnaturalicen y dañen el ADN, conduciendo finalmente a la apoptosis de las células de la retina. El mecanismo protector de la luteína en la retina es reducir el daño de ROS y filtrar la luz azul-violeta [22]. Con la edad, el epgradualmente acumula lipofuscina [23-24], y la fotosensibilización de lipofuscina puede generar un gran número de especies reactivas de oxígeno. La luteína puede prevenir eficazmente la reacción oxidiniciada por el retinal fotosensibilizador A2-PE y reducir la fototoxicidad del RPE mediante la reducción de los niveles de ROS e inhibidel estrés oxidativo [25]. La luteína también reduce la posibilidad de la apoptosis mitocondrial mediante la inhibide la producción de superóxido mitoconmitoconen las células endotelivasculares de la retina, previnila apoptosis de las células endoteliy revirtiendo los cambios degeneren los capilares [26].

El pigmento Macular se concentra en la capa de Henle's células de fibra, que se componen de muchos axones del nervio fotorreceptor [27]. La luz debe pasar a través del pigmento macular para llegar a los fotorreceptores. La luteína es similar a un filtro en la capa interna de la retina, absorbiendo la luz azul antes de que alcance los fotorreceptores y el EPR y la capa vascular coroidal subyacente, reduciendo la energía de la luz y reduciendo así la fotooxidde las sustancias sensibles a la luz en el EPR. En un estudio de los efectos y mecanismos de la luteína en la retinopatía diabética, Wang Liyuan et al. [28] encontraron que la luteína puede aliviar el estrés oxidativo causado por la retinopatía diabética, proteger las células endotelivasculares de la retina y reducir el daño retiniano.

4.2 efecto preventivo sobre la enfermedad cardiovascular

La acumulación de colesterol y LDL en el cuerpo humano hace que las arterias se cierren y se espese, y las paredes de los vasos sanguíneos pierden su elasticidad, lo que a su vez conduce a enfermedades cardiovasculares como la aterosclerosis. La luteína puede inhibir la peroxidlipíde LDL a través de su efecto antioxidante, retrasasí la formación de las placas arteriy previniendo la aparición dela aterosclerosis y otras enfermedades cardiovasculares arteriales. El cambio en el grosor de la íntima del canal principal de la arteria caróestá relacionado con el contenido de luteína en la sangre. Bajo ciertas condiciones y dentro de un cierto rango, el grosor de la pared del vaso sanguíneo se correlaciona negativamente con el contenido de luteína. La luteína también puede inhibir la modificación oxidde LDL y prevenir la proliferación de células del músculo liso [29].

Riccioni G et al. [30]encontraron que la complementación alimentaria con luteína puede mejorar la respuesta inflamatoria y el estrés oxidativo de las células endoteli, retrasar la formación dela aterosclerosis y, por lo tanto, reducir el riesgo de enfermedad coronaria.

4.3 efecto anticcáncer

En la actualidad, el mecanismo de lutein&#El efecto anticanceroso no está claro, pero se cree principalmente que tiene los siguientes puntos: (1) la luteína puede disminuir el oxígeno singleto y prevenir la peroxidlipí, inhibiendo así el crecimiento tumoral. Sun Guogui et al. [31] encontraron que, en comparación con las células normales del hígado, la concentración de ROS en las células cancerosas del hígado es significativamente más alta y el exceso de ROS puede causar daño al ADN nuclear, mutaciones en el ADN mitocondrial y peroxidde proteínas y lípidos.

En un estudio sobre el efecto inhibidor y el mecanismo de la luteína en las células cancerosas de hígado humano HepG2, Wang Ruozhong et al. [32] encontraron que la luteína, que tiene propiedades antioxidantes, puede reducir eficazmente la concentración de ROS en las células HepG2, interrumpiasí su importante función en la formación tumoral y el desarrollo. Esta puede ser una de las razones por las que la luteína puede inhibir la proliferación celular HepG2. (2) la luteína puede mejorar la inmunidad humoral y celular de las células del cuerpo e inhibiel crecimiento de células cancerosas en el cuerpo. La presencia de un gen polar al final de la estructura de la luteína puede aumentar el crecimiento de linfocitos presentantígeno y afectar la expresión funcional de las moléculas de la superficie celular [33], mejorando así la autoinmunidad. (3) también puede regular indirectamente la inmunidad a través del efecto sinérgico de otros órganos en el cuerpo humano, previniendo así el cáncer. Gunasekera RS et al. [34]estudiaron el efecto inhibitdel licopeny la luteína en las células cancerosas de próstata de rata; en los resultados se observó que tanto el licopencomo la luteína pueden inhibir la formación de células tumorales malignas AT3.

5 investigación sobre las principales formas farmacéuticas de la luteína

When lutein powder is used in clinical or food applications, it mainly faces problems such as poor water solubility, instability and low bioavailability. Isomerization and oxidation reactions inevitably occur during the preparation, storage and processing of lutein [35]. The dosage form needs to be changed by methods such as physical encapsulation and chemical modification (such as esterification) to improve its bioavailability. The main dosage forms currently on the market are described below.

5.1 suspensión de aceite

Lutein crystals are micronized to the micron level, vegetable oil and antioxidants are added, and the mixture is stirred properly to prepare an oil suspension containing about 20% lutein. The key step is to prevent lutein from thermal degradation during micronization. Ye Wenkun et al. [36] used the emulsification method to prepare a lutein oil suspension, and determined that the optimal process was as follows: a mixture of 4% lecithin and mono-stearin glycerides (mass ratio 1:1) was used as an emulsifier, and the emulsification temperature was 65 °C. The antioxidant (vitamin E) and caprylic capric triglyceride were stirred well, and then a quantitative amount of lutein powder was added. emulsified at 16,000 rpm for 30 minutes to obtain a yellow, viscous liquid containing 20% lutein.

5.2 polvo seco dispersable en agua

Un polvo seco dispersible en agua es una dispersión sólida de luteína en un portador adecuado en forma de un microcristal, forma amorfa, dispersión coloidal o dispersión molecular, que puede ser disperen en agua fría. Li Sen et al. [37] usaron polietilenglicol 6000 y poloxámero 188 como portadores para preparar dispersiones sólidas de luteína por el método del solvente. Los resultados mostraron que la luteína existe en forma de una mezcla de baja fusión en el portador. El uso de portadores solubles en agua para preparar dispersiones sólidas de luteína no sólo mejora la solubilidad y la velocidad de disolución del fármaco, sino que también aumenta la humectabilidad del fármaco y mantiene un estado altamente disperso del fármaco. Zhang Tianye et al. [38] prepararon un gel in situ sensible a la temperatura a partir de la dispersión sólida de luteína por el método de fusión en frío, que no sólo resolvió el problema de la mala solubilidad en agua de la luteína, sino que también aumentó significativamente el tiempo de residencia del fármaco en el saco conjuntival, logrando un efecto de liberación sostenido.

5.3 microcápsulas

Las microcápsulas son cápsulas diminuque encapsulan medicamentos y los liberan bajo ciertas condiciones. El tamaño de partícula típico es entre 0,7 y 5 µm. El tamaño de partícula de los agentes microencapsulados tradicionales es demasiado grande, y el efecto superficial es bajo. Por lo tanto, los estudiosos chinos y extranjeros han explorado el uso de sistemas compuestos de nanopartículas y nanomicrocápsulas para encapsulluteína [39-40]. Las ventajas de las microcápsulas de luteína son que preservan la actividad biológica, controlan la liberación y mejoran la inestabilidad y solubilidad en agua de la luteína. Wang et al. [41] usaron almidón y sacarosa de octenilsuccinmodificado como materiales de pared, y cristales de trans-luteína como materiales básicos para preparar microcápsulas de luteína emulsionando, homogeneiy secado por pulveri. Sobre esta base, se ha realizado una incrustsecundaria mediante secado por pulverización de condenscon el fin de aumentar la estabilidad del producto. Este proceso es adecuado para la producción industrial.

4

Los liposomas son un nuevo tipo de forma farmacéutica de microcápsula. Se utilizan como nanoportadores para entregar factores funcionales. Tienen un pequeño tamaño de partícula y una gran superficie. No son tóxicos, no inmunogénicos y biodegradables. Pueden aumentar la disolución de fármacos y promover su absorción en el cuerpo humano [42-43]. Después de que los fármacos encapsulados en liposomas se convierten en gotas para los ojos, pueden aumentar la permecorne, la liberación lenta del fármaco y reducir la toxicidad del fármaco. Entre los carotenoides, los liposomas tienen la mayor capacidad de encapsular luteína. Pueden usarse para preparar liposomas de luteína con alta capacidad de carga, pequeño tamaño de partícula y buena dispersión. Además, hay un efecto protector sinérgico entre los liposomas y la luteína, que puede inhibir eficazmente la inestabilidad de los liposomas. Cabe señalar que altas concentraciones de carotenoides pueden agregarse cuando se cargan en los liposomas, lo que puede conducir a cambios en la fluidez y permede la membrana lipí, promoviendo así la oxid[44].

Tan Chen [40] prepared Liposomas de luteína by thin-film sonication method, using egg yolk lecithin and cholesterol as membrane materials, at 50 °C and with a drug loading of 1.25%, the mixture was rotated evaporated for 60 minutes, and then ultrasonicated in an ice bath for 2 minutes. The encapsulation rate of the obtained lutein liposomes was over 90%, the particle size distribution was uniform, the particle size was about 80 nm, and the in vitro antioxidant properties were good. The results show that liposomes, as a carrier, can effectively solve the instability of lutein, effectively inhibit the aggregation and fusion of liposomes and the leakage of core materials, reduce the fluidity of the bilayer of liposomes, and improve the physical stability of liposomes. Xia F et al. [45]prepared lutein liposome precursors based on the supercritical fluid dispersion method. This process is environmentally friendly and has great potential for industrial application in the preparation of liposome precursors.

6 estado actual de las aplicaciones de luteína

Lutein is one of the main active ingredients in health products for “relieving visual fatigue” approved for marketing by the China La comidaand Drug Administration. Lutein ester was approved as a new resource food by the former Ministry of Health in Announcement No. 12 of 2008. In 2008, Lutein Ester Tablets producciónby North China Pharmaceutical Co., Ltd. contained 3.2 mg of lutein per tablet. In 2013, Shanghai Grape King Enterprise Co., Ltd. launched a vision fatigue relief drink containing 3.2 mg of lutein per 100 mL of drink. The company By-Health Co., Ltd. has launched a soft capsule to relieve eye fatigue, each capsule containing 5 mg lutein.

La luteína todavía se está estudiando como medicamento y no ha habido reportes de medicamentos recetados con luteína en el país o en el extranjero. Sin embargo, investigaciones relevantes han demostrado que la luteína tiene cierto efecto en las enfermedades oftálmicas. Por ejemplo, Hu Bojie et al. [46] estudiaron la aplicación clínica de la luteína y la zeaxantina en la retinopatía diabética. Para los pacientes con retinopatía diabética simple, existe una correlación positiva dentro de un cierto rango entre la agudeza visual y el contenido de luteína y zeaxantina en el suero. Xia Liying et al. [47] llevaron a cabo un estudio clínico sobre la luteína para el tratamiento de la degeneración macular relacionada con la edad y los resultados mostraron que las concentraciones séride luteína y zeaxantina se correlacionaron positivamente con la concentración de pigmento macular en la retina.

7 conclusión

En resumen, la luteína es un antioxidante natural con excelentes capacidades de eliminación de radicales libres y protección contra la luz. Tiene una amplia gama de efectos biológicos, incluyendo efectos antitumorales e inmunomodulatorios, así como efectos anticardiovasculares. También puede prevenir y tratar eficazmente enfermedades de la región macular del ojo (como cataratas, degeneración macular relacionada con la edad, retinopatía diabética, etc.), y tiene un gran potencial en el desarrollo de fármacos para el tratamiento de enfermedades de la región macular del ojo. Sin embargo, todavía hay muchos problemas con el desarrollo y la utilización de la luteína, tales como el gran tamaño de partícula de los preparados tradicionales, la influencia de la acción gastrointestinal y la baja biodisponibilidad, que necesitan ser estudiados en profundidad. La preparación de nanopartículas y preparaciones de nano-liposomas que imitan las estructuras de la membrana celular pueden ser considerados en el proceso de preparación para maximizar la biodisponibilidad, reducir la dosis y la toxicidad de la droga, y también proteger a la luteína de la destrucción por las enzimas gastrointestinales. En el futuro podrían llevarse a cabo más investigaciones sobre las gotas oftálmicas de luteína liposomal.

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