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類胡蘿蔔素的多彩世界:這些抗氧化色素如何支持健康衰老,從粒線體到肌肉再到記憶

類胡蘿蔔素的多彩世界:這些抗氧化色素如何支持健康衰老,從粒線體到肌肉再到記憶

從鮭魚和蝦的鮮豔粉紅色,到秋葉的亮橙色和紅色,再到蛋黃的金黃色,類胡蘿蔔素色素有助於創造我們多彩世界的豐富色調。 但植物和動物中的這些化合物不僅能吸引我們的眼睛,它們還提供有效的抗氧化作用,支持健康老化。

類胡蘿蔔素因首次在胡蘿蔔中發現而被命名為類胡蘿蔔素,現在已知這些色素在從粒線體健康和肌肉功能到皮膚健康和視力的各個方面都發揮著重要作用。 近年來,粒線體(我們細胞的能量生產中心)功能的下降與許多與老化相關的過程有關,包括發炎和氧化應激,即活性氧(ros)有害化合物的積聚。 富含類胡蘿蔔素的飲食,無論是透過飲食還是補充劑,可能是對抗與年齡相關的粒線體功能障礙和身體衰退的一種方法——讓我們仔細看看已知對健康影響最大的五種類胡蘿蔔素。 

類胡蘿蔔素,從頭到尾 

雖然研究人員在自然界中發現了超過 750 種不同的類胡蘿蔔素,但人類僅使用了約 20 種。 我們消耗和利用的最豐富的類胡蘿蔔素是α-胡蘿蔔素、β-胡蘿蔔素、β-隱黃質、葉黃素、番茄紅素和玉米黃質。 胡蘿蔔素家族由 α-胡蘿蔔素、β-胡蘿蔔素和番茄紅素組成,而 β-隱黃素、葉黃素和玉米黃質(以及其他)稱為葉黃素。 

儘管所有這些色素化合物都具有抗氧化劑的作用,但蝦紅素和番茄紅素被認為在清除自由基和活性氧以及對抗全身性發炎方面最有效。 然而,類胡蘿蔔素葉黃素和玉米黃質在眼睛中含量很高,並且與支持視力和眼睛健康最相關。 

當我們食用這些化合物時,它們會變成什麼,也存在一些差異。 雖然 α-胡蘿蔔素、β-胡蘿蔔素和 β-隱黃質來自不同的家族,但它們被認為是維生素 a 前類胡蘿蔔素,這意味著它們可以在體內轉化為視黃醇形式的維生素 a。 相反,攝取葉黃素、番茄紅素或玉米黃質不會產生維生素 a 活性,但這並不意味著它們沒有用。 在本文中,詳細了解蝦紅素、β-胡蘿蔔素、葉黃素、番茄紅素和玉米黃質,以及它們如何支持更健康的老化過程。 

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蝦紅素

蝦紅素是一種類胡蘿蔔素,使某些動物呈現粉紅色或紅色,包括鮭魚、鱒魚、磷蝦、蝦、螃蟹和龍蝦。 蝦紅素是由藻類和細菌產生的,這些藻類和細菌被魚類和海鮮吃掉,並在食物鏈中向上移動。 它也使火烈鳥呈現粉紅色,因為火烈鳥消耗富含蝦紅素的藻類。  

研究 研究表明,蝦紅素可能比其他類胡蘿蔔素(包括葉黃素、番茄紅素和 β-胡蘿蔔素)具有更高的抗氧化活性。 這是由於蝦紅素的獨特結構——該化合物保留在細胞膜的內部和外部,使其能夠抑制脂肪氧化並從各個方面清除發炎活性氧。 

這種類胡蘿蔔素還可以保護粒線體功能。 隨著年齡的增長,細胞中產生能量的粒線體的品質和功能都會下降。 當粒線體產生 atp(三磷酸腺苷)作為能量時,會產生少量的副產物 ros,需要透過抗氧化劑中和。 當沒有足夠的抗氧化劑或粒線體功能下降時(如隨著年齡的增長),有害的活性氧就會積聚,並可能發展為慢性疾病。 

蝦紅素抑制這種氧化壓力誘導的粒線體衰退,保護粒線體完整性,防止加速老化和與氧化壓力相關的疾病。 蝦紅素也會抑制促發炎訊號分子(稱為細胞激素)的產生和釋放,從而抑制發炎反應。 

在一項針對老年人的研究中 65 至 82 歲之間,補充蝦紅素和運動訓練相結合可以改善肌肉耐力、運動效率和脂肪氧化,這意味著身體在運動過程中能夠更好地燃燒脂肪作為燃料。 這些代謝的改善加上與運動相關的肌肉力量和大小的增加表明蝦紅素可以提高老年人的生活品質和身體能力。 

最後,這種強大的類胡蘿蔔素也被認為可以支持 眼睛, , 和 聯合的 健康。 值得注意的是,一個 用老鼠進行研究 發現蝦紅素與改善空間記憶和神經生成有顯著相關——新神經元的產生可以減緩大腦衰老,保留認知和記憶,並降低認知疾病發展的風險。

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β-胡蘿蔔素

另一種胡蘿蔔素,β-胡蘿蔔素,存在於許多植物性食品中,特別是在橙色和紅色水果和蔬菜中,如胡蘿蔔、番茄、地瓜、南瓜、紅甜椒、甜瓜和南瓜。 它也存在於一些綠色蔬菜中,例如菠菜,但這些綠色植物中的葉綠素壓倒了橙紅色素。 

如前所述,β-胡蘿蔔素是一種維生素 a 前體類胡蘿蔔素,約佔西方國家膳食維生素 a 總攝取量的三分之一。 然而,研究表明,植物性食品中 β-胡蘿蔔素的吸收量較低且變化多樣,其中 5% 至 65% 的類胡蘿蔔素被人類吸收和利用。 這種變異性取決於許多因素,包括食物中的脂肪和纖維——雖然膳食脂肪會增加β-胡蘿蔔素的生物利用度,但纖維含量會降低它。 由於大多數富含 β-胡蘿蔔素的食物也含有纖維,因此與食物一起攝取膳食脂肪有助於提高生物利用度。 例如,將酪梨與 β-胡蘿蔔素食物一起食用可使類胡蘿蔔素的吸收增加多達 6 倍。 

這種橙紅色的類胡蘿蔔素與眼睛、大腦和皮膚健康有關——可能是由於它作為抗氧化劑的地位(儘管其效力不如蝦紅素和番茄紅素)。 在一項針對接觸鉛的男性工人的研究中補充β-胡蘿蔔素(每天 10 毫克,持續 12 週)可增加三種抗氧化應變激酶(G6PD、過氧化氫酶和超氧化物歧化酶)的活性。 然而,β-胡蘿蔔素組也發現穀胱甘肽過氧化物酶減少,穀胱甘肽過氧化物酶是中和某些自由基的重要酵素。 

在大腦中,β-胡蘿蔔素可以改善認知的各個方面。 在一個 近6,000名醫生的臨床試驗,那些長期補充β-胡蘿蔔素(長達18年!)的人在認知任務上表現明顯較好,包括一般認知、語言記憶和語言流暢性。 然而,不到一年的短期補充並沒有顯示出同樣的效果。 

關於補充 β-胡蘿蔔素的一個警告是,並非所有人群都會受益——在某些情況下,還會出現副作用。 兩個大型隨機對照試驗(古德曼,2004; 米達, 2019)發現,高劑量的β-胡蘿蔔素補充劑會顯著增加吸菸者、酗酒者和接觸石棉工人的死亡率和肺、胃或膀胱癌的風險。 這可能是因為這些有毒化合物(香菸煙霧、酒精、石棉)會幹擾正常的 β-胡蘿蔔素代謝並將其轉化為其他高活性化合物。 因此,從飲食中獲取 β-胡蘿蔔素通常比使用補充劑更可取,特別是如果您現在或以前吸煙。 

葉黃素

與 β-胡蘿蔔素類似,葉黃素為玉米、胡蘿蔔和蛋黃等橙黃色食物提供色素,但在菠菜、羽衣甘藍和歐芹等深綠色蔬菜中也含量豐富。 葉黃素和玉米黃質在研究和補充劑中常見,因為它們都高度集中在眼睛中。 葉黃素和玉米黃質是唯一使視網膜黃斑部著色的膳食類胡蘿蔔素,可保護眼睛的黃斑部免受藍光損傷並清除眼睛中的活性氧。 

隨著年齡的增長,保持黃斑健康對於維持正常視力至關重要。 葉黃素(和玉米黃質)過濾藍光的能力對於保護視力至關重要,因為這種特定波長的光具有高度反應性,會增加眼睛敏感層的氧化損傷,並導致黃斑部病變——這是老年人失明的主要原因。 葉黃素還可以增強健康眼睛的功能,例如提高對比敏感度、更好的視覺訊號處理和減少眩光。

葉黃素是腦組織中濃度最高的類胡蘿蔔素,為視覺和聽覺訊號的處理、運動協調和視覺感知提供支持。 在一項針對百歲老人的研究中 (100 歲以上的人),較高的血液葉黃素、玉米黃質和 β-胡蘿蔔素水平始終與更好的認知能力相關。 對於八旬老人(80 歲以上),只有葉黃素與認知改善有關。 

更遠, 六個月的試用期 一項針對 40-75 歲成年人每日補充葉黃素-玉米黃質的研究發現,視覺學習和情景記憶(回憶過去特定事件或經歷的長期記憶)的電腦測試有顯著改善。 然而,自我報告的執行功能、記憶、情緒或身體功能的測量結果並沒有改變。 

番茄紅素

番茄紅素是一种红色類胡蘿蔔素和抗氧化劑,因其在支持男性前列腺健康方面的作用而聞名。 雖然番茄是最著名的高番茄紅素食物,但番石榴、西瓜、葡萄柚、紅甜椒和木瓜也含有番茄紅素。

這種類胡蘿蔔素是與心血管健康關係最密切的一種。 研究 研究表明,番茄紅素可降低低密度脂蛋白(「壞」)膽固醇,增加高密度脂蛋白(「好」)膽固醇,並防止心血管和內皮系統中的氧化壓力。 一些研究表明,食用完整的含番茄紅素的食物(如西紅柿)而不是番茄紅素補充劑可以獲得更多益處。 數十次試驗的回顧 支持食用番茄食品作為支持心血管健康的第一線方法—除了血壓管理之外,在血壓管理中補充番茄紅素優於番茄。 

在大腦中番茄紅素可增強細胞內的抗氧化防禦系統,包括超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、穀胱甘肽過氧化物酶和穀胱甘肽,這些對保護粒線體非常重要。 在肌肉裡,番茄紅素已被證明可以對骨骼肌代謝產生積極影響,並增加慢肌纖維的活性,慢肌纖維含有豐富的線粒體,用於持續的、較小的運動(而不是快肌纖維的極端能量爆發) ) 。 

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玉米黃質

最後,玉米黃素是一種類胡蘿蔔素,存在於橙椒、玉米、蛋黃、枸杞和深綠色葉菜中。 如前所述,玉米黃質通常與葉黃素歸為一類,因為它們在眼睛中的功能相似,人類可以將膳食葉黃素在體內轉化為玉米黃質。 

研究表明,玉米黃質比葉黃素具有更強的眼睛光保護能力,可能是因為它具有更強的抗氧化活性。 在一項小鼠研究中補充玉米黃素可增加抗氧化酶並保護 RPE(視網膜色素上皮)中的細胞,RPE 是吸收光線並保護敏感視網膜組織的色素細胞層。 玉米黃質可減少粒線體誘導的 RPE 氧化應激,這是與年齡相關的退化性眼部疾病的主要原因。 

玉米黃質與葉黃素結合時可能會帶來更多好處,但兩者之間的協同作用尚不完全清楚。 臨床試驗 研究了一組健康年輕人補充玉米黃質和葉黃素一年的效果。 研究人員發現,治療組的 MPOD(黃斑色素光密度;衡量中樞神經系統中類胡蘿蔔素數量的指標)顯著增加。 聯合治療也提高了認知能力,包括空間記憶、複雜注意力(在頭腦中短時間內保留訊息並操縱該訊息,例如做心算)和推理能力。 儘管這項研究是針對年輕人進行的,但研究人員推測,在認知能力下降的老年人中,結果可能更為明顯。 

要點:

  • 類胡蘿蔔素是一組含有色素的化合物,為各種植物和動物提供顏色。 
  • 研究最多的支持人類健康的類胡蘿蔔素是蝦紅素、β-胡蘿蔔素、葉黃素、番茄紅素和玉米黃質。 
  • 這些化合物與支持視力和眼睛健康、大腦健康和認知、皮膚健康、粒線體功能、抗氧化活性和骨骼肌功能密切相關。 
  • 有些類胡蘿蔔素最好以食物形式食用,而不是補充劑,尤其是 β-胡蘿蔔素,以補充劑形式服用可能對吸煙者、酗酒者或接觸環境毒素的人有害。
  • 為了提高膳食類胡蘿蔔素的生物利用度,請將其與健康的脂肪來源一起食用,例如酪梨或橄欖油。 

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