Carotenoïden meso-zeaxanthine, zeaxanthine en luteïne belangrijk bij maculadegeneratie

13-01-2020

Carotenoïden zijn essentieel voor het menselijk lichaam. Steeds meer onderzoek toont hun belang aan. Zo is er in de oogheelkunde veel aandacht voor hun betekenis voor leeftijdsgerelateerde maculadegeneratie (AMD, age-related macular degeneration).(1) AMD is een degeneratie van het centrale deel van het netvlies (de macula lutea of gele vlek) dat een belangrijke rol speelt bij het scherpzien. Omdat de levensverwachting in westerse landen steeds verder stijgt, krijgt de behandeling van AMD, nu reeds de voornaamste oorzaak van blindheid, steeds meer prioriteit.(2) Nieuwe inzichten zijn dat de suppletie van zogenaamde maculacarotenoïden (meso-zeaxanthine, zeaxanthine en luteïne) niet alleen een gunstig effect heeft op AMD maar ook het gezichtsvermogen en de prestaties van aangetaste en niet-aangetaste ogen verbetert.(3-7)

Maculair pigment
Maculair pigment heeft de laatste jaren de interesse van wetenschappers gewekt vanwege de beschermende rol die het speelt bij leeftijdsgerelateerde maculadegeneratie (AMD). Het pigment geeft de macula lutea zijn gele kleur en bestaat uit de drie zogenaamde maculacarotenoïden meso-zeaxanthine, zeaxanthine en luteïne. De vastgestelde bescherming van deze pigmenten wordt aan hun biochemische en fotochemische eigenschappen toegeschreven.(8) Het is bekend dat licht met een korte golflengte (blauw licht) de productie van vrije radicalen bevordert. Hierdoor ontstaat foto-oxidatief netvliesletsel dat een significante rol in de pathogenesevan AMD speelt. Meso-zeaxanthine, zeaxanthine en luteïne maken niet alleen door hun antioxidatieve eigenschappen vrije radicalen onschadelijk,(9) maar ze filteren en beperken ook de hoeveelheid schadelijk kortegolflicht op de fotoreceptoren in het netvlies.(10) Beide factoren dragen in belangrijke mate bij aan het verhinderen van (verdere) maculadegeneratie.

Age-Related Eye Disease Study
In de geschiedenis van de ontdekking van de beschermende werking van de maculacarotenoïden bij AMD is de Age-Related Eye Disease Study (AREDS) uit 2001 belangrijk. De AREDS is een van de grotere klinische studies naar het effect van hoge doses antioxidanten op de progressie van AMD en staar en werd door het National Eye Institute van de Amerikaanse overheid gesponsord. De resultaten van de AREDS toonden aan dat grote hoeveelheden vitamine C, vitamine E, betacaroteen, zink en koper het risico op gevorderde AMD en het daarmee gepaard gaande verlies van het gezichtsvermogen aanzienlijk verminderen.(11)

De vervolgstudie, AREDS 2 uit 2013, probeerde de resultaten van AREDS nog te verbeteren.

De resultaten van verschillende observationele studies suggereerden dat een hogere inname van luteïne en zeaxanthine gepaard gaat met een verminderd risico op (vergevorderde) AMD.(12-18) Daarom werden deze twee maculacarotenoïden aan de oorspronkelijke formulering van AREDS toegevoegd. De suppletie van luteïne en zeaxanthine bleek inderdaad een verbetering. Voor patiënten met niet-gevorderde AMD hadden ze een gunstige invloed op het behoud van het gezichtsvermogen en de ziekteprogressie.(19-20)

Meso-zeaxanthine: de centrale factor
Het succes van de suppletie van zeaxanthine en luteïne bij AMD in diverse eerdere studies stimuleerde onderzoek naar het effect van de derde maculaire carotenoïde, meso-zeaxanthine. Meso-zeaxanthine, zeaxanthine en luteïne zijn biochemisch verwant en komen alle drie in gelijke hoeveelheden in het maculapigment voor. Waarbij luteïne zich vooral concentreert in de periferie (randgebied), zeaxanthine in de middenperiferie, en meso-zeaxanthine de dominante carotenoïde in het centrum van de macula is (zie afbeelding). De achteruitgang van juist het centrale gedeelte van de gele vlek wordt geassocieerd met een risico op AMD.(21) Deze factor en het feit dat een eerdere studie suggereerde dat meso-zeaxanthine de beste bescherming biedt aan fotoreceptoren tegen (foto-)oxidatieve beschadiging, maakt deze maculacarotenoïde bijzonder interessant.(22)

Luteïne en zeaxanthine effectiever mét meso-zeaxanthine
Uit onderzoeken waarin de invloed van de suppletie van maculacarotenoïden werd onderzocht, bleek dat de toevoeging van meso-zeaxanthine aan luteïne en zeaxanthine bij AMD gunstigere effecten teweegbrengt ten opzichte van de suppletie van enkel luteïne en zeaxanthine. Daarbij waren bepaalde verhoudingen (in mg per dag) het meest effectief:

• Voor het normaliseren van het centrale deel van het maculaire pigment: 10 mg mesozeaxanthine, 10 mg luteïne, 2 mg zeaxanthine.(23)
  
• Voor het versterken van het maculaire pigment bij AMD: 10 mg mesozeaxanthine, 10 mg luteïne, 2 mg zeaxanthine.(24)
  
• Voor grotere visuele verbeteringen in termen van contrastgevoeligheid en verblindingsstoornissen: 17 mg mesozeaxanthine, 3 mg luteïne, 2 mg zeaxanthine.

Een belangrijke maatstaf voor de visuele functie bij AMD is de contrastgevoeligheid. Deze is van belang om letters scherp te kunnen zien. Hoewel een ondersteuning van het maculaire pigment door luteïne een verbetering in de grove contrastgevoeligheid teweegbracht, was de toevoeging van relatief grote hoeveelheden meso-zeaxanthine essentieel (in de bovenstaande verhouding) om dit effect voor zowel de grove als de fijne, meer gedetailleerde contrastgevoeligheid te bereiken.(25)

Gebaseerd op deze studies is het gebruik van alle maculacarotenoïden, met inbegrip van meso-zeaxanthine, aan te bevelen voor de risicovermindering van visueel verlies en ziekteprogressie bij niet-gevorderde AMD.

Referenties

1. Beatty S, Chakravarthy U, Nolan JM, Muldrew KA, Woodside JV, Denny F, Stevenson MR (2013) Secondary outcomes in a clinical trial of carotenoids with coantioxidants versus placebo in early agerelated macular degeneration. Ophthalmology 120:600–606.
2. Bressler NM. Age-related macular degeneration is the leading cause of blindness. JAMA 2004; 291:1900–1901.
3. Kvansakul J, Rodriguez-Carmona M, Edgar DF, Barker FM, Kopcke W, Schalch W, Barbur JL. Supplementation with the carotenoids lutein or zeaxanthin improves human visual performance. Ophthalmic Physiol Opt 2006; 26:362–371.
4. Stringham JM, Hammond BR. Macular pigment and visual performance under glare conditions. Optom Vis Sci 2008; 85:82–88.
5. Loughman J, Akkali MC, Beatty S, Scanlon G, Davison PA, O’Dwyer V, Cantwell T, Major P, Stack J, Nolan JM. The relationship between macular pigment and visual performance. Vision Res 2010; 44:131–139.
6. Loughman J, Davison PA, Nolan JM, Akkali MC, Beatty S. Macular pigment and its contribution to visual performance and experience. J Optom 2010; 3:74–90.
7. Loughman J. Nolan JM. Howard AN. Connolly E. Meagher K. Beatty S. The impact of macular pigment augmentation on visual performance using different carotenoid formulations. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012 Nov 29; 53(12):7871-80.
8. Thurnham, DI, Nolan, JM, Howard, AN, et al. Macular response to supplementation with differing xanthophyll formulations in subjects with and without age-related macular degeneration. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2015; 253: 1231–1243.
9. Beatty S, Koh H, Phil M, et al. The role of oxidative stress in the pathogenesis of age-related macular degeneration. Surv Ophthalmol 2000; 45:115–134.
10. Snodderly DM, Brown PK, Delori FC, Auran JD. The macular pigment. I. Absorbance spectra, localization, and discrimination from other yellow pigments in primate retinas. Invest Ophthalmol Vis Sci 1984; 25:660–673.
11. San Giovanni JP, Chew EY, Clemons TE, et al, AREDS Research Group. Dietary lipid intake and incident advanced age-related macular degeneration (AMD) in the Age-Related Eye Disease Study (AREDS). Invest Ophthalmol Vis Sci 2005; 46:2382.
12. Age-Related Eye Disease Study Research Group. The relationship of dietary carotenoid and vitamin A, E, and C intake with age-related macular degeneration in a case-control study: AREDS report no. 22. Arch Ophthalmol. 2007; 125:1225–1232.
13. Eye Disease Case-Control Study Group. Antioxidant status and neovascular age related macular degeneration. Arch Ophthalmol. 1993; 111:104–109.
14. Seddon JM, Ajani UA, Sperduto RD, et al. Eye Disease Case-Control Study Group. Dietary carotenoids, vitamins A, C, and E, advanced age-related macular degeneration. JAMA. 1994; 272:1413–1420.
15. Mares-Perlman JA, Fisher AI, Klein R, et al. Lutein and zeaxanthin in the diet and serum and their relation to age-related maculopathy in the third National Health and Nutrition Examination Survey. Am J Epidemiol. 2001; 153:424–432.
16. Snellen EL, Verbeek AL, Van Den Hoogen GW, et al. Neovascular age-related macular degeneration and its relationship to antioxidant intake. Acta Ophthalmol Scand. 2002; 80:368–371.
17. Moeller SM, Parekh N, Tinker L, et al. CAREDS Research Study Group. Associations between intermediate age-related macular degeneration and lutein and zeaxanthin in the Carotenoids in Age-Related Eye Disease Study (CAREDS): ancillary study of the Women’s Health Initiative. Arch Ophthalmol. 2006; 124:1151–1162.
18. Tan JS, Wang JJ, Flood V, et al. Dietary antioxidants and the long-term incidence of age-related macular degeneration: The Blue Mountains Eye Study. Ophthalmology. 2008; 115:334–341.
19. Kirby ML, Beatty S, Loane E, et al. A central dip in the macular pigment spatial profile is associated with age and smoking. Invest Ophthalmol Vis Sci 2010; 51:6722–6728.
20. Chew EY, SanGiovanni JP, Ferris FL, et al. Lutein/zeaxanthin for the treatment of age-related cataract: AREDS2 randomized trial report no. 4. JAMA Ophthalmol 2013; 131:843–850.
21. Chew EY, Clemons TE, SanGiovanni JP, et al. Secondary analyses of the effects of lutein/zeaxanthin on age-related macular degeneration progression: AREDS2 report no. 3. JAMA Ophthalmol 2013; 132:142–149.
22. Bhosale P, Bernstein PS. Synergistic effects of zeaxanthin and its binding protein in the prevention of lipid membrane oxidation. Biochim Biophys Acta 2005; 1740:116–121.
23. Nolan JM, Akkali MC, Loughman J, et al. Macular carotenoid supplementation in subjects with atypical spatial profiles of macular pigment. Exp Eye Res 2012; 101:9–15.
24. Awh CC, Hawken S, Zanke BW. Treatment response to antioxidants and zinc based on CFH and ARMS2 genetic risk allele number in the Age-Related Eye Disease Study. Ophthalmology. 2015 Jan;122(1):162-9.
25. Sabour-Pickett S, Beatty S, Connolly E, Loughman J, et al. Supplementation with three different macular carotenoid formulations in patients with early age-related macular degeneration. Retina. 2014 Sep;34(9):1757-66.