隨著電腦、智能手機(jī)等電子產(chǎn)品的廣泛使用，過量光暴露引起的各類眼科疾病已成為嚴(yán)重威脅人類健康的公共衛(wèi)生問題，如視網(wǎng)膜色素變性（RP）、年齡相關(guān)性黃斑變性（AMD）、白內(nèi)障、近視等。近年來，類胡蘿卜素、花色苷、不飽和脂肪酸、維生素等食源性功能因子的護(hù)眼作用引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。大量實(shí)驗(yàn)表明，這些食源性功能成分具有良好的抗炎、抗氧化、抗細(xì)胞凋亡的功能，能夠通過對(duì)視網(wǎng)膜細(xì)胞的保護(hù)作用維持視覺健康。

近日，集美大學(xué)海洋食品與生物工程學(xué)院分析總結(jié)了視網(wǎng)膜光氧化損傷機(jī)理，綜述了不同膳食營(yíng)養(yǎng)成分在視網(wǎng)膜保護(hù)方面的最新研究進(jìn)展，系統(tǒng)探討了不同膳食營(yíng)養(yǎng)組分保護(hù)視網(wǎng)膜細(xì)胞的關(guān)鍵作用靶點(diǎn)，以期為視力保護(hù)的精準(zhǔn)膳食營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充提供理論依據(jù)。

1 視網(wǎng)膜光損傷機(jī)制

視網(wǎng)膜處于高含氧量、高聚光、高多不飽和脂肪酸（PUFAs）的環(huán)境中，并含有多種光敏劑，因此極易受到活性氧（ROS）攻擊而導(dǎo)致光氧化損傷。研究表明，視網(wǎng)膜光損傷主要涉及視網(wǎng)膜色素上皮（RPE）細(xì)胞和感光細(xì)胞。視網(wǎng)膜光損傷機(jī)制十分復(fù)雜，到目前為止已發(fā)現(xiàn)的途徑有視紫紅質(zhì)介導(dǎo)的損傷、脂褐素造成的損傷、脂質(zhì)過氧化作用、炎癥反應(yīng)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS），如圖1所示。

1.1 視紫紅質(zhì)對(duì)視網(wǎng)膜光損傷的影響

視紫紅質(zhì)存在于感光細(xì)胞OS盤膜中，由載脂蛋白、視蛋白和11-順式-視黃醛（11CR）組成，在視覺形成過程中起著關(guān)鍵作用。由視紫紅質(zhì)介導(dǎo)的視覺循環(huán)異常是引起視網(wǎng)膜光損傷的重要原因之一。研究表明，視紫紅質(zhì)光漂白會(huì)釋放出大量的ATR，引起視網(wǎng)膜光毒性。此外，如果釋放的ATR不能及時(shí)從感光細(xì)胞中清除，游離的ATR將通過吞噬或擴(kuò)散進(jìn)入RPE細(xì)胞，誘導(dǎo)嚴(yán)重的細(xì)胞毒性，破壞RPE細(xì)胞膜通透性，引起線粒體損傷，導(dǎo)致視網(wǎng)膜變性。

1.2 脂褐素對(duì)視網(wǎng)膜光損傷的影響

脂褐素是視紫紅質(zhì)等類視黃醛代謝后在RPE細(xì)胞內(nèi)沉積的產(chǎn)物，具有光毒性。脂褐素包含20多種熒光物質(zhì)，其中N-亞視黃基-N-視黃基-乙醇胺（A2E）為主要熒光物質(zhì)，RPE細(xì)胞內(nèi)所有脂褐素的毒性主要取決于A2E的總量。由于RPE溶酶體中缺乏消化脂褐素的酶，導(dǎo)致其無法被代謝清除，A2E在RPE細(xì)胞中的累積被認(rèn)為與AMD和Stargardt病等視網(wǎng)膜相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。

1.3 脂質(zhì)過氧化對(duì)視網(wǎng)膜光損傷的影響

越來越多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，PUFAs的脂質(zhì)過氧化是光誘導(dǎo)視網(wǎng)膜損傷的重要原因。感光細(xì)胞OS盤膜中富含PUFAs，內(nèi)節(jié)段含有豐富的線粒體，具有較高的氧張力，極易受到ROS和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的高活性醛類化合物的攻擊，如4-羥基壬烯酸（4-HNE）、4-羥基己烯醛（4-HHE）和丙二醛（MDA）。這些高活性醛類化合物與蛋白質(zhì)、核酸發(fā)生非酶羰基化反應(yīng)，引起RPE細(xì)胞功能障礙和光感受器細(xì)胞損傷。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，氧化型PUFAs對(duì)RPE細(xì)胞有顯著毒性作用，藍(lán)莓多酚處理可抑制脂質(zhì)過氧化，減少醛類化合物的生成，緩解細(xì)胞凋亡。可見，抑制視網(wǎng)膜中PUFAs脂質(zhì)過氧化是保護(hù)視網(wǎng)膜免受光損傷的有效途徑。

1.4 炎癥反應(yīng)對(duì)視網(wǎng)膜光損傷的影響

核因子-κB（NF-κB）為調(diào)控炎癥反應(yīng)相關(guān)基因的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。研究發(fā)現(xiàn)，可見光誘導(dǎo)視網(wǎng)膜光氧化損傷后，NF-κB信號(hào)通路被激活，MCP-1、IL-6和IL-1β等炎癥因子表達(dá)量升高，引發(fā)炎癥反應(yīng)，進(jìn)一步加劇氧化損傷。光照誘導(dǎo)的感光細(xì)胞損傷模型中，NF-κB和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）表達(dá)量升高，誘導(dǎo)視網(wǎng)膜退行性疾病的發(fā)生，抑制炎癥反應(yīng)可以減少ROS生成，緩解感光細(xì)胞凋亡。因此，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)對(duì)維持視網(wǎng)膜細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)具有重要意義。

1.5 ERS對(duì)視網(wǎng)膜光損傷的影響

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成、加工和運(yùn)輸?shù)闹匾?xì)胞器，參與維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡。過量光暴露會(huì)打破RPE細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡狀態(tài)，產(chǎn)生大量ROS，擾亂內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)折疊，導(dǎo)致未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)積累，觸發(fā)ERS，并引發(fā)一系列的保護(hù)性級(jí)聯(lián)信號(hào)反應(yīng)，稱為未折疊蛋白反應(yīng)（UPR）。越來越多的研究表明ERS在AMD和RP等視網(wǎng)膜退行性疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。ERS可能是今后研究視網(wǎng)膜退行性疾病機(jī)制的重要靶點(diǎn)。

2 膳食營(yíng)養(yǎng)組分應(yīng)用于光損傷

2.1 類胡蘿卜素

類胡蘿卜素是一種疏水生物活性分子，它廣泛存在于動(dòng)物、植物、真菌和藻類中。依據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)的元素組成，類胡蘿卜素可分為碳?xì)漕惖暮}卜素和含氧衍生物的葉黃素兩類。類胡蘿卜素是哺乳動(dòng)物必不可少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其自身無法合成，必須從飲食中攝入。許多基礎(chǔ)和臨床研究已經(jīng)報(bào)道了類胡蘿卜素在眼睛中的抗氧化和抗炎特性。近年來，類胡蘿卜素的視力保護(hù)功能備受關(guān)注，對(duì)其作用機(jī)制的研究也有新的進(jìn)展，然而類胡蘿卜素的護(hù)眼機(jī)制還未完全闡明。

2.1.1 β-胡蘿卜素

β-胡蘿卜素是VA的前體，在包括視覺在內(nèi)的許多生物過程中發(fā)揮重要作用。目前在自然界發(fā)現(xiàn)的類胡蘿卜素超過700 種，其中有50 種經(jīng)人體代謝后可以轉(zhuǎn)化為VA，尤其以β-胡蘿卜素的轉(zhuǎn)化活性最高。VA是維持人體上皮細(xì)胞健康、影響細(xì)胞調(diào)節(jié)和分化的必需維生素。VA缺乏會(huì)使眼瞼、眼結(jié)膜等的上皮細(xì)胞受到破壞，引起眼睛表面的杯狀細(xì)胞丟失，加速眼表上皮的角質(zhì)化，是引起干眼癥的原因之一。研究表明，攝食富含β-胡蘿卜素的水果和蔬菜有助于機(jī)體VA的補(bǔ)充，緩解干眼癥。因此，β-胡蘿卜素可被用作以食品為基礎(chǔ)的補(bǔ)充劑，以減少VA缺乏。然而，有關(guān)β-胡蘿卜素對(duì)視網(wǎng)膜光損傷的干預(yù)作用還鮮有報(bào)道。

2.1.2 葉黃素與玉米黃素

葉黃素和玉米黃素是葉黃素類胡蘿卜素，主要來源于綠葉蔬菜、蛋黃、玉米和南瓜。葉黃素和玉米黃素是能夠通過BRB并在人類視網(wǎng)膜黃斑區(qū)積累的類胡蘿卜素，被稱為黃斑色素。研究發(fā)現(xiàn)最短波長(zhǎng)的可見光（藍(lán)光，400～500 nm）每光子攜帶的能量最高，與視網(wǎng)膜的光損傷有關(guān)。人類的眼睛已經(jīng)發(fā)展出兩種機(jī)制來減弱藍(lán)光的傳輸：其一是晶狀體對(duì)藍(lán)光傳輸?shù)乃p；其二是通過黃斑色素過濾機(jī)制獲得額外保護(hù)。黃斑色素有助于吸收藍(lán)光，其峰值吸收波長(zhǎng)約為450 nm。已有研究證明，這些黃斑色素可以過濾大約40%的藍(lán)光。然而，目前有關(guān)黃斑色素作為藍(lán)光過濾器的作用機(jī)制尚不完全清楚。

葉黃素與玉米黃素具有良好的抗氧化活性。此外，黃斑色素還能通過“間接機(jī)制”來發(fā)揮抗氧化作用。黃斑色素能通過單線態(tài)氧、光敏劑的直接淬滅、減少脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物和A2E的產(chǎn)生以及提高抗氧化酶的活性來發(fā)揮抗氧化作用。葉黃素與玉米黃素可以抑制炎癥反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)膳食攝入葉黃素可以緩解炎癥，并在體內(nèi)抑制TNF-α、IL-6和IL-8的產(chǎn)生，并且補(bǔ)充葉黃素能抑制藍(lán)光照射后大鼠血清中C反應(yīng)蛋白、TNF-α和IL-6水平的升高，表明葉黃素保護(hù)視網(wǎng)膜組織免受藍(lán)光損傷的能力部分是通過降低炎癥和促炎細(xì)胞因子的水平來實(shí)現(xiàn)的。葉黃素抑制炎癥的潛在機(jī)制與調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)基因的表達(dá)以及抑制炎癥因子和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生有關(guān)。

另外，葉黃素與玉米黃素還能夠通過其他機(jī)制發(fā)揮視覺保護(hù)作用。研究表明葉黃素能夠激活I(lǐng)RE1-XBP1、ATF6和ATF4通路及其下游激活劑，對(duì)ARPE-19細(xì)胞中高血糖介導(dǎo)的ER應(yīng)激具有治療作用。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)小鼠補(bǔ)充玉米黃素可以保護(hù)維甲酸免受光化學(xué)修飾的影響，并改善光誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜損傷。黃斑色素光密度（MPOD）是衡量黃斑區(qū)中葉黃素與玉米黃素濃度的指標(biāo)。流行病學(xué)調(diào)查及相關(guān)研究表明，膳食補(bǔ)充葉黃素和玉米黃素可以提高M(jìn)POD，改善視功能并減少老年人中AMD的發(fā)生。近年來部分葉黃素與玉米黃素對(duì)減少AMD發(fā)生的研究匯總?cè)绫?所示。

2.1.3 巖藻黃素和蝦青素

巖藻黃素是褐藻中最豐富和最具特色的色素之一，可以吸收波長(zhǎng)在450～540 nm范圍內(nèi)的可見光。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，從海帶中提取的巖藻黃素對(duì)可見光誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜損傷有保護(hù)作用：體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，巖藻黃素在抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）過表達(dá)、抗衰老、提高吞噬功能、清除ROS等方面比葉黃素具有更好的生物活性；體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了巖藻黃質(zhì)在保護(hù)視網(wǎng)膜免受光損傷方面效果優(yōu)于葉黃素。這種優(yōu)異的生物活性可能歸功于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征。后期實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，巖藻黃素通過調(diào)節(jié)Nrf2信號(hào)通路對(duì)可見光誘導(dǎo)的RPE細(xì)胞吞噬功能障礙有明顯的改善作用。巖藻黃素還可通過下調(diào)RPE細(xì)胞凋亡和細(xì)胞黏附因子蛋白表達(dá)，降低炎癥反應(yīng)，維持BRB的完整性，預(yù)防糖尿病視網(wǎng)膜病變。這些結(jié)果表明巖藻黃質(zhì)在臨床上可能比葉黃素更有效地解決眼部問題。巖藻黃素有望成為未來重要的眼部營(yíng)養(yǎng)素。

蝦青素是葉黃素家族中的天然紅色類胡蘿卜素，通常存在于海洋生物中，尤其是在微藻類和海洋動(dòng)物產(chǎn)品中，例如鮭魚、蝦和龍蝦。由于獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，蝦青素具有一些重要的生物學(xué)特性，主要表現(xiàn)為強(qiáng)抗氧化、抗炎和抗凋亡活性。蝦青素有可能作為一種潛在的營(yíng)養(yǎng)制劑來預(yù)防或治療糖尿病患者的視網(wǎng)膜功能障礙。

2.2 多酚

2.2.1 花色苷

花色苷為自然界中水溶性的可食用植物色素，廣泛分布于深色的蔬菜、漿果和谷物中?，F(xiàn)有研究表明攝入花色苷對(duì)視力具有保護(hù)功效，其作用機(jī)制涉及多種途徑，包括促進(jìn)視紫紅質(zhì)再生、增強(qiáng)抗氧化系統(tǒng)、抑制炎癥、抗衰老和緩解ERS等。視網(wǎng)膜中的視紫紅質(zhì)可能是花色苷的作用靶點(diǎn)之一。感光細(xì)胞通過視紫紅質(zhì)漂白觸發(fā)視覺傳導(dǎo)，隨著花色苷改善夜視功能的報(bào)道不斷涌現(xiàn)，人們開始關(guān)注花色苷與視紫紅質(zhì)的相互作用。研究表明，膳食矢車菊素-3-葡萄糖苷（C3G）能夠促進(jìn)視紫紅質(zhì)再生，但其具體機(jī)制仍不明確?；ㄉ湛赏ㄟ^清除ROS及激活內(nèi)源性抗氧化通路從而抑制氧化應(yīng)激。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)莓花色苷能抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，其機(jī)制涉及清除ROS及抑制VEGF過表達(dá)。有關(guān)花色苷的抗炎活性也已有多項(xiàng)研究證實(shí)。此外，花色苷還能緩解ERS。

2.2.2 其他多酚

除花色苷外，還有一些多酚具有良好的護(hù)眼功能。例如，槲皮素能緩解藍(lán)光和紫外線誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。兒茶素可顯著下調(diào)糖尿病視網(wǎng)膜病變大鼠NF-κB和促炎介質(zhì)（IL-1β、IL-6、TNF-α）的表達(dá)。阿魏酸可減輕碘酸鈉誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜變性小鼠細(xì)胞損傷，口服阿魏酸可以為視網(wǎng)膜提供保護(hù)作用。大量研究表明多酚可有效保護(hù)視力，維持視網(wǎng)膜正常功能。但目前的研究大多集中于花色苷，對(duì)其他多酚研究較少，有待進(jìn)一步研究。

2.3 長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸

感光細(xì)胞OS盤膜中含有豐富的PUFAs，對(duì)人類正常的視網(wǎng)膜活動(dòng)和視力保護(hù)具有重要作用。DHA是感光細(xì)胞中含量最豐富的PUFAs，能夠延緩感光細(xì)胞凋亡，促進(jìn)細(xì)胞分化，提高視蛋白的表達(dá)，視網(wǎng)膜DHA的減少還會(huì)影響視敏度和全視野ERG。二十碳五烯酸（EPA）可以調(diào)節(jié)脂蛋白的代謝，抑制炎癥化合物的表達(dá)，這些炎癥化合物可以破壞細(xì)胞外基質(zhì)，包括Bruch膜，并導(dǎo)致新生血管AMD。補(bǔ)充PUFAs可能會(huì)加劇視網(wǎng)膜光損傷，服用PUFAs補(bǔ)充劑的患者應(yīng)該避免或減少暴露在高光強(qiáng)條件下。

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