葉黃素補充劑與眼部疾病之相關性
- 凱莉
- Apr 8, 2021
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Updated: Apr 9, 2021
Lutein Supplementation for Eye Diseases
葉黃素是在人類視網膜黃斑中高濃度發現的少數葉黃素類胡蘿蔔素之一。 由於不可能在人體內從頭合成葉黃素，因此只能從飲食中獲取葉黃素。 它是蛋黃和深綠色多葉蔬菜中富含的天然物質。 許多基礎和臨床研究都報導了葉黃素在眼中的抗氧化和抗炎特性，表明其對保護和緩解眼部疾病（例如與年齡有關的黃斑變性，糖尿病性視網膜病變，早產兒視網膜病變，近視和白內障）的有益作用。 。 最重要的是，葉黃素被歸類為“一般認為是安全的（GRAS）”，長期食用對人體的影響很小。 在這篇綜述中，我們將討論葉黃素的化學結構和性質，以及其作為營養補品的應用和安全性。 最後，將回顧葉黃素攝入對上述眼部疾病的影響。
迄今為止，儘管大約有850種類型的類胡蘿蔔素已被自然界發現並表徵[1]，但在人體組織中卻很少。 其中，葉黃素及其立體異構體玉米黃質和中玉米黃質是人類視網膜中僅有的類胡蘿蔔素[2]。 它們屬於類胡蘿蔔素類，稱為葉黃素，它含有氧並且比另一類名為胡蘿蔔素的類具有更少的疏水性，後者是純烴類，具有更大的疏水性[3]。
膳食葉黃素及其攝取
類胡蘿蔔素大多數是在植物和微生物中合成的，而在人類中則不是。 因此，必須從飲食中獲取葉黃素。 綠葉蔬菜，如羽衣甘藍，菠菜，西蘭花，豌豆，生菜以及蛋黃是葉黃素最常見的來源，包括葉黃素和玉米黃質[4]。 它們也存在於einkorn，Khorasan，硬質小麥和玉米相關食品中。
有趣的是，葉黃素和玉米黃質的分佈在不同食物類型中有所不同。 據報導，綠色蔬菜中的葉黃素/玉米黃質的比例為12：63（例如，羽衣甘藍的比例最高），而橙黃色水果和蔬菜中的葉黃素/玉米黃質的比例僅為0.1：1.4 [6]。 在用現代小麥製成的麵包中也觀察到了少量的葉黃素和玉米黃質。 與植物性食品相比，蛋黃被認為是葉黃素和玉米黃質的更好來源，因為雞蛋中的高脂肪含量增加了類胡蘿蔔素的生物利用度[7]。 蛋黃中的類胡蘿蔔素含量在很大程度上取決於母雞的飼料類型，該母雞含有葉黃素和玉米黃質的酯化形式以及少量番茄紅素和β-胡蘿蔔素[8]。
在發揮其營養作用之前，必須先將類胡蘿蔔素吸收並運輸到循環系統中。 因此，對眼睛中類胡蘿蔔素的釋放，吸收，運輸和積累的透徹了解對於評估其健康益處至關重要。 類胡蘿蔔素通常是疏水的，這意味著它們可溶於脂肪，但不溶於人體消化系統的水介質。 然而，由於存在羥基，與諸如β-胡蘿蔔素和番茄紅素的烴類胡蘿蔔素相比，葉黃素和玉米黃質是相對極性的化合物。
葉黃素和玉米黃質在眼組織中的生物利用度取決於它們從食物中的吸收[9,10,11]，這受以下幾個因素影響：
（i）食物基質的性質（天然形式或補充劑）；
（ii）促進類胡蘿蔔素循環的膳食脂肪的量和性質；
（iii）磷脂的存在；
（iv）膳食纖維的存在；
（v）膳食類胡蘿蔔素的性質。
類胡蘿蔔素的生物利用度受食品基質條件的影響很大[10]，其中類胡蘿蔔素從食品基質中的釋放速率和隨後的吸收是提供所需健康益處的重要決定性因素。 據觀察，葉黃素，玉米黃質和β-隱黃質從水果（橙色，獼猴桃，葡萄柚和甘藷）的釋放幾乎完成，而綠色蔬菜（菠菜和西蘭花）的釋放僅為19-38％[12]。 。 但是，食物基質中存在的類胡蘿蔔素可以在食用前通過食品加工和熱處理釋放，從而提高吸收率[13]。
食用後，將飲食類胡蘿蔔素分散在胃液中並摻入脂質小滴中，然後將其轉移到含有膽鹽，膽磷脂和飲食脂質的混合膠束中。 通過簡單的擴散，膠束吸收和受體介導的主動轉運吸收腸道細胞後，溶解的類胡蘿蔔素進入血流進行轉運[14]。 由於膠束中類胡蘿蔔素的最高濃度（即溶解）對應於更大的吸收和向血漿的轉運，因此高脂肪飲食通常通過促進腸道膠束的生成來促進飲食類胡蘿蔔素的吸收。
通常，循環類胡蘿蔔素主要通過低密度脂蛋白（LDL； 55％），高密度脂蛋白（HDL； 33％）和極低密度脂蛋白（VLDL； 10–19％）運輸[15]。 相反，葉黃素和玉米黃質在低密度脂蛋白和高密度脂蛋白中的分佈幾乎相等，但在高密度脂蛋白中更有利[16]。 最近，一項橫斷面研究觀察到脂蛋白濃度與葉黃素和玉米黃質的血清水平之間存在顯著正相關，並得出結論，改變脂蛋白濃度可能會影響視網膜葉黃素和玉米黃質的水平[17]。
葉黃素在人體中的分佈
葉黃素在不同人體組織中的分佈不均勻，其中最多的是黃斑。黃斑位於視網膜中央，在眼睛的後部，並且由於其高濃度的感光細胞而負責視敏度和中央視力。在黃斑中，還有另外兩種類型的類胡蘿蔔素，即玉米黃質（葉黃素的立體異構體，也可從飲食中獲得）和中型玉米黃質（葉黃素的代謝產物，通過代謝轉化在黃斑處形成）[18]。 。這三種類胡蘿蔔素在黃斑區具有局部優勢，葉黃素含量最高，中部玉米黃質，震中中心是玉米黃質[19]。它們共同形成視網膜黃斑色素，這對於維持最佳的視覺性能至關重要，通常被用作預測發展黃斑疾病風險的指標[20]。使用共聚焦共振拉曼顯微鏡，最近的研究進一步繪製了人類視網膜中葉黃素和玉米黃質的空間分佈圖。它提供了新的數據，並發現玉米黃素的水平實際上是中央凹中最高的，而在周圍的黃斑中則急劇下降。另一方面，與玉米黃質相比，葉黃素在黃斑中的分佈更均勻，黃斑中的濃度更低[21]。葉黃素還存在於人的晶狀體中，可保護其免受與年齡有關的眼部疾病（如白內障）的侵害[22]。此外，一些研究表明，葉黃素由於其疏水性，也分佈在脂肪組織中，導致肥胖者視網膜葉黃素水平降低，從而使他們容易患上各種眼部疾病[23]。
葉黃素的另一個特徵是它可以在人體視網膜中保留一段持續的時間。當受試者接受膳食補充葉黃素後，其血清葉黃素濃度和視網膜葉黃素水平（以黃斑色素光密度（MPOD）衡量）均增加。停止補充葉黃素後約50天至3個月，葉黃素血清濃度恢復到基線，但MPOD仍升高[24,25]。已經提出了多種解釋。一些研究人員認為，人體內的葉黃素裂解酶β，β-胡蘿蔔素-9′，10′-雙加氧酶比囓齒動物弱得多。因此，葉黃素和其他類胡蘿蔔素在人體內的捕獲和裂解更加無效，導致高水平的類胡蘿蔔素積聚並保留在人的視網膜中[26]。另一個解釋是脂肪組織的參與。一些科學家提出，儲存在脂肪組織中的葉黃素可以提供給視網膜形成黃斑色素，因為在停止補充葉黃素後觀察到脂肪組織中葉黃素濃度的變化與MPOD的變化之間呈負相關[27]。
葉黃素的化學結構與性質
葉黃素的生物化學和代謝最近已被詳細綜述[28]。 簡而言之，葉黃素是類胡蘿蔔素。 類胡蘿蔔素具有40個碳的骨架，該骨架由兩個20碳的前體，即香葉基香葉基geranyl焦磷酸（GGPP）頭對頭連接而成。 長碳骨架帶有共軛雙鍵，具有線性和環狀的替代物，這允許結構多樣性，即順式或反式構型。 類胡蘿蔔素僅由碳氫化合物組成，被分類為稱為胡蘿蔔素的亞組，而在其多烯鏈中具有至少一個氧原子的類胡蘿蔔素被歸類為葉黃素。 葉黃素屬於後者，在兩個末端的紫羅蘭酮環上均帶有兩個羥基。
葉黃素由於其化學結構而具有多種特性，有助於維持視網膜功能並預防多種眼疾。葉黃素中的兩個羥基與胡蘿蔔素相比，具有更大的極性和親水性，可使其自身與血清中的氧更好地反應，並通過有效清除包括超氧陰離子（O2）在內的活性氧（ROS）[30]充當抗氧化劑。 -），過羥基（HO2·）和羥基（OH·）。自由基在其外殼中包含不成對的電子；因此，它們在化學上是高度不穩定的，並且趨於通過進一步的還原或氧化與其他分子反應，從而達到穩定狀態。這種作用可能會破壞細胞膜脂質雙層，蛋白質和DNA，並損害線粒體的正常功能，最終導致細胞壞死[31]。通過與這些ROS反應，葉黃素可以有效減少由自由基作用引起的細胞損傷。在此過程中，ROS接受葉黃素中缺失的電子，因此無法進一步氧化其他細胞結構。此外，超氧化物自由基可通過非酶反應轉化為過氧化氫和單線態氧。與其他自由基類似，單線態氧也可以通過氧化反應對細胞造成損害。葉黃素可以通過猝滅單線態氧來防止這種損害。在此過程中，單線態氧的能量被轉移到葉黃素中，葉黃素隨後將其消散而沒有發生物理變化，因此可以在另一個淬滅循環中重複使用。
由於脂質體膜的取向，與其他類胡蘿蔔素相比，葉黃素是藍光的最佳濾光片，具有最高的功效[32]。智能手機，計算機，數字平板電腦和用於室內照明的LED（發光二極管）燈的光源使我們的眼睛不斷暴露於潛在的有毒藍光下[33]。藍光的典型波長在450至495 nm之間，具有很高的能量，因此可以促進自由基的形成並向眼睛產生氧化應激，從而導致黃斑病和白內障的風險增加[34]。由於葉黃素吸收的峰值波長在460 nm左右，處於藍光範圍內，因此，葉黃素可以吸收40％至90％的入射藍光（取決於其濃度），從而有效減少光致損傷[35]。中央凹的外叢狀層是視桿細胞和視錐細胞的大部分軸突所處的視網膜層，具有最高的黃斑類胡蘿蔔素密度，包括葉黃素[36]。因此，保護了感光體免受藍光的光氧化損害。
此外，顯示葉黃素具有抗炎特性。體外研究表明，葉黃素可以抑制促炎分子，例如環氧合酶2（COX-2），誘導型一氧化氮合酶（iNOS）和核因子-κB（NF-κB）[37]。此外，動物研究表明，與溶媒治療組相比，葉黃素治療的小鼠中這些分子以及白介素1β（IL-1β）的水平顯著降低了[38]。提示葉黃素有助於防止氧化誘導的細胞因子的增加和炎症相關基因表達的上調[39]，以及減少補體因子D，補體因子D是參與補體激活途徑的限速酶。 [40]。此外，葉黃素能夠降低VEGF的表達，這對於在病理條件下誘導不受調控的血管生成至關重要[41]。由於視網膜血管系統中的炎症和異常血管生成是許多眼科疾病的主要致病機制，因此葉黃素在抑制炎症反應和VEGF表達方面的功能使其有效降低了這些疾病的嚴重程度。
也有證據表明葉黃素的其他功能，包括其提高視敏度和對比敏感度的能力[42]，以及其在減少視網膜缺血/再灌注損傷後的細胞丟失和細胞凋亡方面的神經保護作用[43]。 葉黃素可以通過改善神經膠質細胞的生存能力以及抑制自噬體的形成來減輕低氧損傷後的凋亡和自噬反應[44]。 葉黃素由於其化學結構，對於通過細胞間間隙連接的細胞間通訊也很重要[45]。 此外，由於發現視網膜和視覺皮層中的葉黃素水平在人體內顯著相似[46]，因此表明葉黃素在將光信號轉化為視網膜以及神經的電脈衝中起著重要作用。 傳輸到視覺皮層。
儘管如此，值得注意的是，儘管許多體外和動物研究的有希望的結果表明葉黃素在視網膜健康中具有多種有益作用，但有關葉黃素在人類中執行這些功能的能力的證據尚待建立。
葉黃素作為眼保健品的安全性簡介
儘管缺乏有關葉黃素最佳添加量的明確數據，但正如許多研究表明的那樣，它具有相對較高的安全性，並被美國食品藥品監督管理局（FDA）歸類為“安全”（GRAS）[ 47]。德國和加拿大的研究報告稱，成年人平均每天攝入的葉黃素分別為1.9 mg和1.4 mg [48]，而美國人則平均每天攝入約1-2 mg的葉黃素和玉米黃質[49]。但是，這些消耗量大大低於2013年發表的與年齡有關的眼疾研究2（AREDS2）隨機臨床試驗所測試的劑量，該研究報告，每日葉黃素劑量為每天10 mg不會引起輕微的皮膚黃變，對健康無不良影響。在超過4000名與年齡相關的黃斑變性患者中持續5年[50]。實際上，根據負責任營養委員會（CRN）的規定，葉黃素的攝入量最高可達20毫克/天[51]。但是，研究嘗試了更高的葉黃素水平，而沒有自我報告的副作用。另兩項研究葉黃素對色素性視網膜炎和MPOD的影響的臨床研究已分別以40 mg /天，9週，20 mg /天，之後的26周和30 mg /天，120天的劑量使用葉黃素。尚無不良健康影響的報導[52,53]。此外，一項動物研究表明，在大鼠中施用葉黃素639 mg / kg /天后沒有毒性跡象[54]。但是，應該承認，實驗性囓齒動物通常給予的藥物劑量比臨床上的人劑量高至少10倍；因此，使用如此高濃度的葉黃素在臨床研究中重複這項研究是不合適的。根據在物種之間轉換藥物劑量所用的公式（人類劑量向大鼠劑量的轉換因子= 6.2）[55]，正常60公斤成年人中40毫克/天的劑量相當於4.1毫克/公斤的日劑量大鼠（6.2×40毫克/ 60公斤）。與上述大鼠研究中使用的639 mg / kg /天相比，這似乎絕對是最小的[54]。葉黃素補充後在人和大鼠中均未觀察到葉黃素毒性，這為葉黃素的高安全性提供了有力的證據。
過量攝入葉黃素的副作用似乎是輕微的，很少有報導。 一項案例研究報告了一名亞洲老年婦女的雙側“小凹狀火花”，該婦女攝入了異常高的葉黃素水平，每天補充葉黃素20毫克，並且飲食中攝入的葉黃素含量很高（西蘭花，羽衣甘藍，菠菜和鱷梨奶昔每天早晨 ），有效期為8年。 通過HPLC測定的她的血清葉黃素水平（519 ng / mL）比未補充的人群（182±196 ng / mL）高2.9倍。 葉黃素停藥後7個月，右眼中央凹區域內層的晶體最終溶解，而左眼的晶體持續存在[56]。
儘管需要進一步研究長期服用葉黃素補充劑的影響，但各種基於人群的調查顯示，人們的平均葉黃素攝入量仍大大低於上述研究中的測試劑量（例如，AREDS2中為10毫克[50] ]和20毫克/天的CRN [51]）。 事實上，一些研究已經強調了定期飲食中補充抗氧化劑（如葉黃素）在維持總體眼部健康中的重要作用[57]，例如，除了接受藥物和手術治療外，還可以提高視力和對比敏感度，同時減少眩光感和不適感。 針對特定的眼疾。 因此，由於其有益效果，建議食用足夠量的葉黃素是合理的。
葉黃素補充和與年齡有關的黃斑變性
與年齡有關的黃斑變性：背景
黃斑位於視網膜中央，具有高濃度的感光細胞，可產生高分辨率的視敏度和清晰的中央視力。 然而，隨著年齡的增長，黃斑容易發生逐漸的退行性變化，這導致一種最常見的衰老眼病之一，稱為年齡相關性黃斑變性（AMD）。 由於預期壽命更長，因此人口老齡化增加，AMD現在是致盲和不可逆視力障礙的主要原因之一。 據估計，全世界的AMD患者人數將從2020年的1.96億增加到2050年的2.88億[58]。
基於臨床表現和眼科檢查，有許多分類系統可以對AMD的階段和嚴重程度進行分類。 以下是兩個常用的：
玻璃疣是在黃斑和周圍視網膜中發現的圓形，淡黃色沉積物，主要由蛋白質，酯化和未酯化的膽固醇組成[62]。 他們的大小可以在彩色眼底照相術下進行臨床觀察，以評估患者的AMD分期。
在AMD的早期階段，患者通常無症狀或帶有輕度症狀，例如輕度中央視覺畸變，在昏暗的環境下閱讀困難[60]。 診斷通常基於常規眼科檢查的玻璃膜疣發現。 AMD的晚期階段會出現諸如視力扭曲和形成稱為暗瘡的深色斑點（閉塞中央視覺）的症狀[60]。 根據其病理生理學，可以將其分為新生血管性AMD和萎縮性AMD。
新血管性AMD在數週或數月內迅速發展。 它涉及視網膜色素上皮（RPE）下方，視網膜下腔內或視網膜循環內RPE上方的新血管形成，並與脈絡膜循環形成吻合[63]。 當新生血管新生血管的薄壁破裂，隨後滲出液積聚並隨後形成纖維性瘢痕組織時，就會發生視網膜出血，從而導致嚴重的視力障礙。 另一方面，萎縮性AMD的進展要慢得多，其特徵是黃斑和RPE層中的細胞逐漸退化，形成一個地理萎縮區域，在該區域可以通過眼底自發熒光成像和光譜域光學相干性來評估大小和邊界 體層攝影術[60]。 隨著萎縮區域的緩慢擴張，患者視力下降通常需要數年甚至數十年的時間。
AMD是一種多因素疾病，對環境和遺傳都有影響。 主要危險因素包括年齡，性別，種族，家庭背景和吸煙。
與年齡有關的黃斑變性：發病機制和當前治療方法
有許多可能的生理機制導致AMD的發展，主要途徑是暴露於氧化應激和炎症反應。
視網膜對ROS非常敏感。 它是信號轉導的主要場所，在那裡光子被轉換為電化學信號，使其易受光氧化應激。 此外，視網膜內的桿狀細胞含有大量的線粒體，這是ROS產生的主要部位。 在線粒體的氧化代謝過程中，ATP合成需要電子傳輸鏈。 在此過程中經歷順序還原和氧化反應的電子可能漏出並形成ROS。 過量的ROS會產生氧化損傷，從而導致細胞毒性作用，例如線粒體DNA的點突變和端粒DNA的縮短，從而導致早期細胞衰老[64,65]。
但是，ROS介導AMD發育的最重要機制是多不飽和脂肪酸的脂質過氧化作用。發現視網膜中感光細胞的外部部分含有高水平的多不飽和脂肪酸。這些酸特別容易被ROS氧化，產生具有細胞毒性作用的反應性醛中間體[66]。通常，多不飽和脂肪酸不斷從感光細胞中脫落，並被鄰近的RPE細胞吞噬。然而，隨著年齡的增長，RPE細胞在吞噬作用方面效率低下，以溶酶體殘留體（稱為脂褐素）的形式在細胞質內留下大量的氧化蛋白和未消化的中間體[67]。據估計，從兒童到80歲，RPE細胞質中脂褐素的體積百分比增加了19％[68]。這些脂褐素顆粒不僅抑制RPE細胞的抗氧化能力，而且抑制其正常的生理功能[69]。如果沒有RPE細胞提供的代謝支持，感光細胞將開始退化並死亡，從而導致晚期AMD患者的視力障礙。
炎症反應主要是由RPE和Bruch膜（脈絡膜的最內層）之間形成玻璃疣引起的。一些研究表明，玻璃膜疣的形成是由於細胞外廢物的滲出積累，隨後導致布魯赫基底膜的增厚和通透性改變以及脈絡膜毛細血管破裂[70,71]。玻璃疣含有RPE細胞變性產生的蛋白水解片段和細胞碎片，從而觸發補體激活，從而引起局部炎症[72]。
迄今為止，對於新生血管性AMD有幾種治療選擇，但每種選擇都有相當大的局限性。自從證明抗VEGF化合物能夠抑制血管的異常生長並因此穩定視力以來，玻璃體內註射的抗VEGF藥物（例如貝伐單抗，蘭尼單抗和阿柏西普）已被用作標準治療方法。儘管大多數AMD患者的視力保持穩定，並且抗VEGF治療後大約40％的患者視力得到了改善[29]，但由於需要定期注射和注射費用高昂，因此這種治療選擇相對不便。此外，超過50％的AMD患者對抗VEGF藥物的反應較差[73]。脈絡膜新血管形成（CNV）也可以通過熱激光光凝和光動力療法進行治療。由於熱激光燒傷的破壞性，熱激光光凝保留給非中心參與的CNV。光動力療法在保護鄰近組織的同時有選擇地損傷了新生血管病變。但是，復發率很高，並且仍然缺乏證據表明該手術可以顯著改善視力。
沒有批准的藥物被證明能有效治療萎縮性AMD，目前的主要策略是用抗氧化劑，多種維生素和礦物質（AREDS2配方）治療，以及減少可能增加萎縮性疾病發生和發展的危險因素。病變。由於許多動物和臨床研究表明葉黃素在減輕氧化和炎性損害方面的治療作用，這是AMD的兩個主要病理過程，因此針對葉黃素攝入與AMD發育之間的關聯進行了臨床試驗，以試圖設計出一種新穎的藥物。具有更高療效和更低不良健康影響的AMD治療和預防策略。
葉黃素和AMD（臨床研究）
年齡相關性眼病研究（AREDS）是最重要的大規模臨床研究之一，旨在研究不同營養素攝入與AMD進展之間的關係。 AREDS於2000年發表的最初研究表明，每天口服營養補充劑（500 mg維生素C，400 IU維生素E，2 mg氧化銅，80 mg鋅和15 mgβ-胡蘿蔔素）可以有效降低患上維生素E的風險。晚期AMD進展為25％[61]。但是，由於後來發現β-胡蘿蔔素可能增加吸煙者罹患肺癌的風險，2013年發表的AREDS2通過在添加葉黃素和玉米黃質的同時去除β-胡蘿蔔素來修改了其配方。儘管與以前的配方相比，晚期AMD進展的風險沒有進一步降低，但是去除β-胡蘿蔔素以及添加葉黃素和玉米黃質也起到了類似的保護作用，而對吸煙者沒有額外的風險[50]。其他病例對照研究也支持葉黃素攝入對AMD的有益作用。據估計，飲食中葉黃素的攝入與降低各種AMD的風險密切相關，新生血管AMD的比值比為0.65，萎縮性AMD的比值比為0.45，大型或廣泛的中間玻璃膜疣的比值比為0.73 [74]。此外，《藍山眼研究》（Blue Mountains Eye Study）分析了2000多名澳大利亞人的飲食習慣，並對其進行跟踪以調查AMD的發生率。結果表明，與攝入量最低的人相比，葉黃素和玉米黃質消耗量最高的人的新生血管AMD降低了65％[75]。
除了研究葉黃素補充劑的攝入量外，葉黃素的血漿水平和視網膜黃斑色素水平是顯示AMD風險的另外兩個因素。早期研究表明，血液中抗氧化劑尤其是類胡蘿蔔素（如葉黃素）水平升高可能與降低AMD風險有關[76]。後來對預期人群研究的分析進一步表明，與低水平（<0.25μM）相比，高血漿水平的葉黃素和玉米黃質（> 0.56μM）可以使與年齡有關的黃斑病的風險降低79％[77]。關於黃斑色素水平，一項病例對照研究比較了有或沒有AMD的供體的視網膜，表明與最低四分位數相比，具有最高四分位數黃斑色素水平的供體患AMD的風險降低了82％。多項研究還研究了MPOD。葉黃素抗氧化劑補充試驗II（LASTII）和奧地利葉黃素干預研究（LISA）顯示，補充葉黃素後MPOD升高，但不補充時MPOD降低。在基線MPOD較低的受試者中，這種增加最為明顯[78,79]。葉黃素在視網膜老化中的綜合作用（CLEAR）研究也報告了類似的結果，並進一步指出，高MPOD會延緩衰老過程中視力的降低[80]。
另一方面，許多研究未能表明葉黃素攝入與AMD之間存在正相關。兩項追踪11萬多名男性和女性飲食模式的前瞻性隨訪研究表明，葉黃素對早期AMD的保護作用沒有證據[81]。 1709年美國人進行了5年的海狸水壩研究也顯示缺乏關聯[82]，而與年齡有關的眼病中的類胡蘿蔔素研究（CAREDS）表明，葉黃素抗中間性AMD的風險降低僅在年齡較大的女性中具有統計學意義超過75歲[83]。下面列出了與葉黃素補充劑和AMD相關的臨床研究摘要：
這些研究結果不一致可能歸因於幾個原因。 首先，即使使用相同的葉黃素劑量，不同種族，性別和年齡的受試者之間葉黃素吸收和組織攝取的速率和程度也可能有所不同。 其次，對於一些小規模的前瞻性研究，AMD病例的發生率可能太低，無法建立顯著的關聯。 第三，一些調查早期AMD發病率的研究需要自我報告。 由於早期AMD的症狀不明顯，因此可能導致病例報告和分類錯誤。
葉黃素和AMD（實驗研究）
許多動物研究已經使用了載脂蛋白E缺陷型小鼠（apoE-/-）來模擬人類AMD的病理變化。這種遺傳小鼠模型在生命的最初幾週內發展為自發性高膽固醇血症，隨後發展出與AMD類似的RPE形態學改變，例如RPE中的細胞質液泡形成，布魯赫膜腫脹和增厚等。通過補充葉黃素，多種維生素複合物以及穀胱甘肽對apoE-/-小鼠的作用，這些結構改變可以被延遲甚至逆轉，並且VEGF的表達可以降低[41,88]。此外，當用由葉黃素和玉米黃質組成的AREDS2配方處理時，脂褐素的積累減少，並且小鼠視網膜中的感光細胞得以保留[89]。在一項體外研究中，培養的視網膜色素上皮細胞（ARPE-19）暴露於H2O2，誘導了ROS的形成和凋亡的增加，以及細胞活力的降低，葉黃素的給藥能夠在一定濃度下逆轉這些病理性損傷。依賴的方式[90]。但是，在AMD研究中將囓齒動物用作動物模型時，確實存在局限性。值得注意的是，囓齒動物沒有黃斑，這是靈長類特有的。此外，類胡蘿蔔素不會積聚在囓齒動物的視網膜中。因此，無法在囓齒動物模型中研究葉黃素補充對MPOD的影響。
鑑於所有這些研究，由於葉黃素具有抗氧化和抗炎特性，因此人們普遍認為葉黃素與降低AMD風險之間的關聯。但是，其長期保護作用和治療不同階段AMD的最佳劑量仍有待研究。除了強調補充葉黃素外，還建議患者註意其他危險因素，例如吸煙和血管疾病，這些因素也可能影響AMD的發生和發展。
葉黃素補充劑和糖尿病性視網膜病
糖尿病性視網膜病：背景
糖尿病性視網膜病（DR）是糖尿病最常見的微血管並發症之一，影響約三分之一的糖尿病患者[91]。它仍然是在職成年人中可預防的失明的主要原因，據估計，在39個失明者中，有1個因DR導致失明[92]。從2000年到2010年，流行率驚人地上升了64％[92]，災難恢復主要集中在西歐和北美等高收入地區。但是，由於經濟增長和生活方式的改變，在許多亞洲國家（例如中國和印度），DR的患病率也在逐漸增加。
DR主要分為兩個病理階段，非增生階段和增生階段。非增殖性糖尿病性視網膜病（NPDR）是DR的早期階段，其特徵是視網膜內出血，微動脈瘤和脈管系統損害，導致滲出液積聚。病理改變通常是輕度和漸進性的，這使NPDR患者無症狀或使他們出現輕度視力障礙。隨後，可能會發生視網膜血管系統的非灌注，從而阻塞營養物質和氧氣向視網膜神經細胞的輸送，而視網膜神經細胞一直處於高代謝需求狀態。最終由於缺氧而導致神經元損傷，在視網膜上形成蓬鬆的白色斑塊，稱為棉斑[93]。新的但易碎的血管的異常形成是對持續性缺血的反應，標誌著DR已經進入了糖尿病性增生性視網膜病變（PDR）的晚期階段。視網膜中的新血管形成可導致玻璃體出血或牽引性視網膜脫離，嚴重損害視力。糖尿病性黃斑水腫也是DR的另一種病理表現，可在NPDR和PDR期間發生。血視網膜屏障的破壞導致黃斑內腫脹和進行性視力喪失。
有許多分類量表可根據DR的進展或嚴重程度對其進行分類（表6）。 DR的國際臨床疾病嚴重性量表是許多臨床醫生使用的簡化量表，該量表基於威斯康星州糖尿病性視網膜病流行病學研究（WESDR）和糖尿病性視網膜病的早期治療研究（ETDRS）[94]。
糖尿病性視網膜病：發病機理和當前治療方法
DR是具有復雜致病過程的多因素疾病。 DR的關鍵危險因素之一是血糖水平升高。臨床研究表明，嚴格的血糖控制對預防或延緩DR進展至關重要。高水平的血紅蛋白A1c（HbA1c）是高血糖狀態的標誌物，與從NPDR到PDR的加速進展有關[96,97]。當蛋白質暴露於長期的高血糖環境中時，這可歸因於高級糖基化終產物（AGEs）的形成和積累[98]。 AGEs的產生會產生ROS副產物，向視網膜施加氧化應激。這導致視網膜線粒體功能障礙，DNA損傷和毛細血管細胞凋亡，從而導致視網膜病變[99]。
激光干預和抗VEGF治療是目前臨床上用於治療DR的兩種主要治療策略。研究表明，激光療法可在3年內成功地將視力喪失率降低一半，當存在糖尿病性黃斑水腫時，效果最為顯著[100]。但是，由於該過程本質上是侵入性的，因此存在產生凹痕燒傷，激光疤痕的形成和擴散以及視網膜纖維化等不良影響的風險[101]。其他眼功能，例如視敏度和暗光適應也可能受到影響。 VEGF在增加PDR的血管通透性和促進血管生成中起重要作用。因此，開發了抗VEGF療法以阻止其進展。與新生血管AMD相似，黃斑水腫或糖尿病性視網膜病變的患者可以通過玻璃體內註射施用抗VEGF藥物。儘管抗VEGF療法通常被認為是有效且耐受性良好的，但其成本很高，並且偶爾會出現副作用，例如持續性高血壓，短暫形成的漂浮物和眼內壓升高[102]。
與這些治療方法相比，補充葉黃素似乎是一種天然安全的替代方法，具有成本低，侵入性小等優點。在臨床和動物研究中已廣泛研究了其對DR的作用。
葉黃素和糖尿病性視網膜病變（臨床研究）
在2型糖尿病患者中，一項回顧性研究表明，通過光學相干斷層掃描（OCT）和多焦點視網膜電圖（mfERG）測量，補充葉黃素和玉米黃質可以改善視網膜厚度和功能，表明類胡蘿蔔素對糖尿病患者視覺功能的保護作用 狀態[103]。 研究葉黃素和DR的研究數量相對有限，主要側重於研究DR發育過程中視網膜（以MPOD表示）或血液中葉黃素和玉米黃質水平的影響。 結果與葉黃素有益效果的總體思路一致，表明葉黃素血漿水平升高或MPOD升高與DR發生或發展的風險降低有關。 下面的兩個表總結了這些研究：
葉黃素和糖尿病性視網膜病變（動物研究）
糖尿病性視網膜病（DR）的動物研究主要使用四氧嘧啶或鏈脲佐菌素誘導的糖尿病小鼠模型。胰腺β細胞通過GLUT2葡萄糖轉運蛋白吸收了四氧嘧啶和鏈脲佐菌素，隨後導致毒性和壞死。這抑制了胰島β細胞產生的胰島素，因此能夠模擬類似於人胰島素依賴性DM的高血糖狀態[108]。在這些小鼠中，觀察到多種病理變化，例如氧化應激增加，視覺功能受損，炎症激活和形態改變。研究表明，補充葉黃素後這些變化可得到明顯恢復。首先，葉黃素降低了氧化應激，其特徵在於細胞外信號調節激酶（ERK）活化和腦源性神經營養因子（BDNF）的降低，以及穀胱甘肽（GSH）和穀胱甘肽過氧化物酶（GPx）的增加[109,110]。其次，葉黃素通過恢復視網膜內ON-雙極細胞去極化產生的視網膜電圖（ERG）上的b波振幅來改善視覺功能[110,111]。第三，葉黃素和玉米黃質補充劑可以降低引起DR中新血管形成的炎症介質的水平，例如VEGF，NF-κB和IL-1β[112]。最後，葉黃素給藥可以減輕糖尿病視網膜的許多形態學損傷，包括核內層，內叢狀層和神經節細胞層變薄，以及RPE中色素顆粒和線粒體的剝奪[109,113]。
另一項研究以鏈脲佐菌素誘導的糖尿病大鼠為模型，以葉黃素為營養補品之一作為DR的動物模型，結果顯示同樣具有希望的結果[112]。與正常大鼠相比，糖尿病大鼠的視網膜毛細血管變性和細胞凋亡增加了3-4倍，ERG a波和b波振幅降低了25％。然而，在用營養補充劑治療後，這些形態和功能上的損傷得到了明顯改善。
重要的是要注意，這些動物研究中使用的葉黃素劑量通常遠高於臨床試驗中使用的劑量，這使其保護作用更加突出。因此，在人體試驗或臨床處方中，有必要在提高葉黃素劑量以再現在動物中獲得的相似保護作用與遵守葉黃素在人體內的安全限度之間取得平衡。
葉黃素的補充和早產兒視網膜病變
早產兒視網膜病變：背景
早產兒視網膜病變（ROP）是早產兒視網膜血管發育中的一種疾病。在美國，ROP是導致兒童失明的第二大原因，每年使400至600例合法失明的嬰兒[114]。在全球範圍內，估計每年有180,000例新生兒發生ROP，其中20,000例患有嚴重的視力障礙甚至失明[115]。 ROP患者可能會在以後的生活中出現長期的視覺並發症，例如近視和黃斑疤痕，從而導致中心視力下降，從而危及他們的生活質量。
出生體重和胎齡是ROP的兩個最大危險因素，而體重越輕和年齡越小，ROP風險就越高。據估計，出生體重≤1250 g的新生兒中約有66％患有ROP，體重≤1000 g的新生兒中這一比例上升到82％[116]。同時，在對中國雙胞胎雙胞胎的ROP研究中，有ROP的新生嬰兒的平均胎齡為28.56週，顯著低於沒有ROP的新生胎（31.35週）。具有嚴重ROP的人的平均胎齡甚至更低，為27.75週[117]，因為早產兒視網膜血管的發育欠佳更容易受到ROP病理變化的影響。其他已知的危險因素包括產後補充氧氣，低水平的胰島素樣生長因子-1（IGF-1），腦室內出血，輸血和敗血症[118]。
早產兒視網膜病變：發病機理和當前治療方法
由於妊娠期間宮內相對低氧的環境，刺激了VEGF的產生，從而開始了視網膜脈管系統的發育，該過程從妊娠的第16週開始，一直持續到達到成人模式為止[119]。當嬰兒早產時，不完全的視網膜血管發育會使視網膜易受缺血和氧化應激，使視網膜脈管系統易於發生導致ROP的病理性低氧改變。
ROP通常分為兩個階段。第一階段（受孕後22–30週）從早產兒開始呼吸後就開始了。與宮內環境相比，未出生的視網膜在出生後在補充氧氣的情況下暴露於相對高氧的環境中，這導致VEGF和IGF-1的下調。在低水平的血管生成因子的作用下，視網膜脈管系統的正常發育被中斷，並且發達的血管消退[118]。這種中斷進一步加劇了代謝失衡，其中發育不足的脈管系統的低血管密度無法滿足視網膜的氧氣需求，標誌著進入第二階段（受孕後31-34週）。現在的低氧視網膜觸發VEGF和IGF-1的過度生產，通過內皮細胞的分化和遷移導致異常組織的視網膜血管異常形成，這一過程稱為新血管形成。漸漸地，異常血管形成脊並發芽到玻璃體腔中。由於畸形血管的瘢痕性收縮，在ROP的最後階段可能發生全牽引性視網膜脫離，最終導致視力嚴重受損[118]。
各種內源性抗氧化劑，例如維生素C和E，葉黃素和玉米黃質，在妊娠後期積累，但在早產兒中含量較低[120]。此外，缺血狀態限制了這些抗氧化劑向視網膜的遞送，進一步降低了清除視網膜ROS的能力。一項研究表明，ROP嬰兒白細胞和尿液中的氧化應激指示劑8-hydroxy-2'-deoxyguanosine（8-OHdG）升高，這表明氧化應激可能在ROP發病機理中起重要作用，導致DNA和細胞凋亡。損害賠償[121]。
直到最近，最流行的ROP治療手段是激光和冷凍療法，其中包括消融周圍視網膜中異常血管的現象。正在研究給予抗VEGF藥物（如培加他尼鈉，貝伐單抗，蘭尼單抗和阿柏西普）的替代療法[122]。雷尼單抗最近於2019年9月被歐盟批准用於ROP的治療[123]。儘管所有這些治療策略有效，但是都受到相當大的限制。激光和冷凍療法可能會導致意外和不可逆的眼部組織破壞，周圍視力的部分喪失是常見的副作用。此外，這種侵入性手術需要使用全身麻醉，從而給早產嬰兒帶來手術風險。另一方面，抗VEGF治療不涉及侵入性組織破壞，可以局部麻醉。但是，它們可能會抑制全身VEGF的基礎水平，這是嬰兒正常生理髮育所必需的。研究表明，全身性VEGF活性的喪失與諸如腎病綜合徵，血栓栓塞事件和傷口癒合延遲等並發症相關[124]。
葉黃素和ROP（臨床研究）
較早的研究表明，葉黃素可有效降低足月新生兒的氧化應激。出生後四十八小時，與對照組相比，補充葉黃素可以顯著降低嬰兒的過氧化氫（TH）水平，這是一種氧化標記，並可以提高其生物抗氧化能力（BAP）[125]。葉黃素，也已被證明，在口服後早產嬰兒中被很好地吸收。在給藥後6小時和24小時，葉黃素濃度分別顯著增加了13.5％和16.7％[126]。
這一證據引起了研究人員對研究葉黃素對ROP早產兒的影響的興趣（表9）。一些研究表明，葉黃素在其發生率和進展方面可能能夠改善ROP結局。葉黃素治療組的ROP發生率（43％）低於對照組（55％）[127]，葉黃素組的晚期ROP比例（9.7％）比對照組（12.9％）低）[128]。關於ROP的進展，與對照組（28％）相比，接受補充葉黃素（8％）後由輕度ROP發展為嚴重ROP的嬰兒較少。曼佐尼（Manzoni）等人。還發現葉黃素的攝入從早期ROP到閾值ROP的進展率降低了約50％[130]。但是，值得注意的是，迄今為止，與葉黃素相關的上述ROP研究的數量仍然有限，並且這些研究的結果在統計學上並不顯著。
無法提供有關葉黃素對ROP的作用的有力證據可能是由於以下幾個原因：樣本量有限，ROP是多因素疾病，具有許多混雜的危險因素，施用的葉黃素劑量不足或僅僅是缺乏足夠的專門用於進行臨床試驗的原因這個話題。因此，如果將葉黃素考慮為ROP早產兒的治療選擇之一，則有必要進行更大範圍的研究。
最近的綜述還討論了補充葉黃素對孕婦和哺乳期婦女的有益作用[131]。孕婦中的類胡蘿蔔素狀態可以降低因氧化應激升高而導致的懷孕病理和早產的風險。類胡蘿蔔素也是母乳中所含的少數營養素之一，其含量取決於母親的飲食攝入量[131]。實際上，類胡蘿蔔素，尤其是葉黃素和玉米黃質，在新生嬰兒的神經系統（包括視網膜和大腦）的發育中很重要。因此，孕婦和哺乳期婦女攝入的葉黃素可能通過降低早產風險而在ROP預防中起重要作用，並通過為新生兒補充足夠的葉黃素而在神經發育中發揮重要作用。但是，還應該意識到，市售的類胡蘿蔔素補充劑可能含有雜質，並且尚未完全確定其在懷孕期間攝入的安全性。而且，已經表明，許多粉末填充的葉黃素產品中的葉黃素和玉米黃質含量可能不符合其標籤要求[132]。有鑑於此，建議孕婦應確保從正常飲食中攝入足夠的葉黃素，而不要攝入大量的葉黃素補充劑。
葉黃素和ROP（動物研究）
小鼠或大鼠氧誘導性視網膜病（OIR）模型是模擬人ROP並研究其進展的最常用動物模型[133,134]。這些動物模型是足月新生兒，但出生時視網膜發育不成熟。與早產兒相似，他們首先要在高氧環境中暴露幾天以誘導中央無血管區，然後回到正常的空氣中誘導視網膜新血管形成。儘管小鼠模型不能完全代表ROP早產兒的危險因素和病理，但由於轉基因小鼠的可用性和保持穩定的氧氣暴露的便利性，它是研究ROP發病機理的簡便實用方法[135]。
使用鼠類OIR模型，顯示出葉黃素治療可通過促進內皮尖細胞的形成和維持星形膠質細胞模板來促進低氧階段正常的視網膜血運重建[136]。然而，該研究無法證明葉黃素在減少高氧初期的視網膜血管丟失方面的作用，這可能是由於早產兒營養物質和母體生長因子攝入不足引起的。這可能是為什麼葉黃素在降低臨床試驗中降低ROP發生率方面似乎不太有效的原因。由於其高的生物利用度和加速血管重建的能力，除了其他管理程序（例如激光，冷凍療法和抗VEGF注射劑）之外，葉黃素還可以被視為ROP的輔助治療。
葉黃素補充劑和近視
近視：背景
近視被認為是世界上最普遍的眼部疾病之一，尤其是在亞洲兒童中。 據估計，該地區約有80–90％的中學生受到近視的影響，其中10–20％的人患有高度近視[137]。 儘管近視通常不被認為是嚴重的眼疾，因為可以通過眼鏡或隱形眼鏡輕鬆地矯正視力，但它可能會增加發生其他眼部疾病的風險，例如青光眼，視網膜脫離和漆裂[138]。
近視：發病機制和當前的治療方法
在正常視覺條件下，來自遠處物體的平行光線被透鏡會聚，並聚焦到感光體所在的視網膜上。來自近處物體的發散光線被透鏡會聚並聚焦在視網膜後面，這可以通過調節（透鏡提高會聚能力的能力）來補償，從而將圖像向前投射到視網膜上。在近視眼中，來自遠處物體的光線會聚在視網膜前面。由於光線已經過度會聚，因此視力無法通過調節來補償，因此需要進行外部校正。
軸長（AL）是眼球從角膜前表面到中央凹的總長度，是前房深度，晶狀體厚度和玻璃體房深度的總和。較長的AL與近視的風險和嚴重程度增加相關，因為來自遠距離物體的光線聚焦在視網膜前面。研究表明，近視度低的成年人（屈光度在-6和0 dpt之間）的AL約為24毫米，而高度近視的成年人（屈光度在-6 dpt以上的屈光誤差）的AL約為30毫米[139] 。還可以觀察到，AL通常在生命早期迅速增加，隨後在成年期輕度增加，而老年人則減少。這可能是導致兒童期和成年早期之間近視發生率和進展最高的原因。
近視最常見的處理方法是戴眼鏡，在這種眼鏡中，來自遠處物體的光線在進入眼睛之前被矯正凹透鏡散射，從而使它們可以清晰地聚焦在視網膜上。還可以採用更具侵入性的外科治療方法，例如激光輔助原位角膜磨鑲術（LASIK）和小切口小孔鏡摘除術（SMILE）。在LASIK中，使用飛秒激光切割一塊角膜瓣，從而能夠在更換瓣之前根據需要的屈光矯正量，用準分子激光對內基質床進行修整。後來引入SMILE作為LASIK技術的改進。在SMILE中，飛秒激光用於切出一塊基質小孔，然後通過小切口形成的小開口將其除去。由於SMILE不涉及角膜瓣的形成，因此與LASIK相比，它可以更好地保留角膜的生物力學強度[140]。
葉黃素和近視
迄今為止，還沒有任何旨在直接研究葉黃素攝入與近視發病率之間關係的大規模臨床試驗。然而，2017年的一項橫斷面人群研究最初試圖證明紫外線B輻射和血清維生素D對近視的影響，結果表明葉黃素與近視之間存在出乎意料的發現。在血漿中葉黃素濃度最高的20％的受試者中，近視機率降低了40％（OR = 0.57）。降低的機率大於紫外線B輻射暴露（14-19歲，OR = 0.81； 20-39歲，OR = 0.7）和血清維生素D濃度的降低，這沒有顯著相關性[141]。
還有其他研究表明葉黃素通過介導MPOD和透明質酸等其他因素改善近視效果的作用。一項研究表明，口服葉黃素補充劑可將近視日本受試者（≤-4dpt）的MPOD水平顯著提高20％，與玉米黃質的攝入相反，MPOD沒有明顯改善[142]。另一項觀察性研究表明，低MPOD可能使近視患者容易出現漆裂，這是高度近視的並發症之一，其特徵是Bruch膜和RPE破裂[143]。
透明質酸是眼睛玻璃體液中的一種填充空間和保水的物質，在光的折射中起著重要的作用。動物和臨床研究均證明了透明質酸改善近視相關結局的能力。豚鼠的研究表明，可注射的仿生透明質酸水凝膠可控制近視的進展，而不會損害視網膜功能[144]。另一項針對近視眼患者的研究表明，他們在接受角膜切除術後長期進行局部類固醇治療，發現他們經歷了近視眼退化，並伴有透明質酸正常形成的抑制[145]。此外，包括葉黃素和玉米黃質的類胡蘿蔔素可以作用於視黃酸受體，從而誘導角質形成細胞中依賴HAS3的透明質酸合成[146]。由於葉黃素具有促進透明質酸合成的能力，因此該證據可能提供有關葉黃素對近視個體的益處的線索，已表明葉黃素具有抗近視的作用。
此外，一項調查中國成年人口的觀察性研究得出結論，MPOD與AL之間存在顯著的負相關。在黃斑色素（包括葉黃素和玉米黃質）含量較低的受試者中觀察到了更長的AL，這是近視發生和嚴重程度的主要預測指標[147]。這項研究的研究者為這一觀察提出了可能的解釋，其中涉及視網膜中央厚度。他們回顧了其他已發表的觀察性研究，得出結論：視網膜中央厚度與MPOD之間呈正相關，而視網膜中央厚度與AL之間呈顯著負相關[148,149,150]。因此，具有較長AL的近視患者的中央視網膜較薄，MPOD較低。儘管由於該研究樣本量有限（173名近視受試者）並且沒有努力解決年齡和飲食類胡蘿蔔素攝入等混雜因素，一些研究人員對此觀察結果表示懷疑[151]，但它仍為進一步研究有關兩者之間的相關性提供了重要依據。眼和近視中的葉黃素濃度。
葉黃素補充和白內障
白內障：背景與治療
白內障是最常見的年齡相關性眼病之一。它影響了全世界估計的9500萬人[152]，在發達國家造成了近90％的失明[153]。它的特點是晶狀體渾濁或混濁，從而減少了穿過而到達視網膜的光量，從而導致視力模糊。白內障是一種多因素疾病，但衰老被認為是白內障發展的最普遍的單一危險因素。據估計，年齡在70歲或以上的人口中，超過90％的人有一些白內障的證據，其嚴重程度有所不同[154]。
人晶狀體是由晶狀體囊包圍的單層立方上皮組成的結晶物質。它主要由水和蛋白質組成，主要功能是為光線提供清晰的通道[155]。晶狀體中不斷形成新的晶胞。他們通過拉伸和失去細胞器來維持晶狀體透明性，從而分化為晶狀體纖維[153]。晶狀體老化後，隨著更多的纖維沉積，晶狀體核（晶狀體的中心核）變硬並變得更緊實，偶爾伴隨著其他衰老的變化，例如淡黃或淺灰。這被稱為核硬化症，會增加晶狀體的不透明性並破壞正常的光線通過，從而導致白內障[156]。晶狀體中的細胞不含細胞器的事實使它們更容易受到光氧化損傷，導致蛋白質的分解和聚集，這也導致晶狀體變色和不透明[153]。已經確定了許多易患白內障的危險因素，包括吸煙，高血壓，糖尿病，眼外傷，類固醇使用，低鈣血症，甲狀腺功能減退，嚴重脫水，營養缺乏等[155]，同時還指出瞭如何導致白內障的確切病理生理機制。每種因素均可導致晶狀體混濁度降低，仍有待深入研究和闡明。
迄今為止，手術仍然是唯一可以有效逆轉白內障引起的視力喪失的醫學治療方法。當前開發了三種主要的手術技術，包括囊內白內障摘除，囊外白內障摘除和超聲乳化。在這三者中，超聲乳化術是當今最常用的方法，因為它具有最小的侵入性，並且發生並發症的風險最低。它涉及通過超聲探頭乳化晶狀體核並用合成人工晶狀體替代[153]。
葉黃素和白內障
鏡片位於眼睛的前部，經常受到紫外線和其他光源的氧化壓力。晶狀體中使用了許多抗氧化劑防禦系統，包括抗氧化劑酶，例如超氧化物歧化酶和抗氧化劑，以防止氧化應激介導的損傷[157,158]。穀胱甘肽是鏡片中的主要抗氧化劑。還原型穀胱甘肽（GSH）以非常高的濃度存在於年輕的晶狀體中，但是穀胱甘肽的水平會隨著年齡的增長而顯著下降，尤其是在晶狀體的中央區域。這導致氧化應激增加，隨後的晶狀體蛋白聚集，最終導致晶狀體混濁和白內障[153]。由於白內障與氧化應激有關，因此在白內障的治療中已考慮添加抗氧化劑。晶狀體中存在的另一種抗氧化劑是葉黃素。葉黃素是一種藍光濾光片，有效的抗氧化劑和膳食補充劑，其在白內障管理中的可能作用已引起許多研究人員的關注[22]。
目前，有關葉黃素對白內障影響的研究一直存在爭議。 Beaver Dam眼研究表明，與最低的五分之一受試者相比，葉黃素攝入量最高的受試者的白內障發生率降低了50％[159]。芬蘭老年人群中的另一項研究也報告了類似的結果，血漿葉黃素濃度最高的受試者比最低三葉性受試者的患核性白內障的風險低42％[160]。但是，一項研究比較了美國普通鏡片和食糖鏡片之間的類胡蘿蔔素水平，發現葉黃素和玉米黃質含量沒有顯著差異[161]。另一項研究表明，儘管葉黃素具有減少氧化損傷的能力，但其作用不能彌補年齡相關性白內障中穀胱甘肽的消耗[162]。在最近的AREDS2研究中，得出的結論是，每天補充葉黃素可以降低白內障手術或視力喪失的風險，但沒有統計學意義。然而，補充葉黃素能夠降低飲食中葉黃素攝入量最低的人群中的手術風險[163]。這一發現與營養不足是白內障的危險因素之一的現有知識相吻合，這表明葉黃素的有益作用在營養不良的人群中最為明顯。
結論
葉黃素是一種葉黃素，主要在植物中合成，但在人類中不合成。它高度集中在黃斑中，並具有多種功能，例如抗炎，抗氧化和濾藍光。由於具有這些保護眼睛的特性及其相對較高的安全性，許多研究人員經常認為葉黃素是各種眼科疾病的潛在治療替代物/輔助劑。迄今為止，大多數工作都致力於研究葉黃素對AMD和DR的影響，因為它們是工作和衰老人群中視力障礙的最常見原因，其病理過程涉及氧化損傷和炎症。大多數動物和臨床研究均提供了可喜的結果，支持葉黃素在延緩這些疾病的發生和發展方面的功效。同時，越來越多的證據表明葉黃素可能在減輕其他眼疾（包括ROP，近視和白內障）的結局中發揮作用。但是，需要更大樣本量的臨床試驗來加強這些關聯並充分評估葉黃素的保護作用。此外，如果將來將葉黃素視為針對這些眼部疾病的藥物輔助療法，則仍需要全面了解葉黃素針對不同年齡和性別的最佳劑量，葉黃素的長期安全性以及與其他藥物和補品的生理相互作用。 。
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