Jak wspierać wzrok w nurcie mitochondrialnym?

Mitochondria to organelle komórkowe wytwarzające energię w postaci ATP. Tkanki organizmu cechują się różnym zapotrzebowaniem na energię, toteż zagęszczenie mitochondriów jest wysokie w tkankach i narządach o dużych potrzebach metabolicznych. Jednym z takich narządów w organizmie człowieka jest oko – bardzo podatne na niedobory energetyczne w wyniku dysfunkcji mitochondriów. Innymi słowy, oczy wymagają bogatego zaopatrzenia w tlen i składniki odżywcze, stąd wysokie zapotrzebowanie energetyczne czyni je wrażliwymi na stres oksydacyjny.

Mitochondria w miarę starzenia się ulegają szeregowi zmian. Starzejące się organelle wykazują zmniejszone tempo fosforylacji oksydacyjnej, zwiększone wytwarzanie reaktywnych form tlenu (ROS) i liczbę mutacji mtDNA. Mitochondria narządów wzroku są szczególnie podatne na uszkodzenia oksydacyjne w procesie starzenia.

Osłabienie wzroku jest częstą cechą większości chorób mitochondrialnych. Jednocześnie otrzymujemy coraz więcej dowodów na to, że dysfunkcje mitochondrialne przyczyniają się do patogenezy powszechnie występujących chorób oczu, takich jak jaskra, zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem, retinopatia, barwnikowe zwyrodnienie siatkówki czy zaćma, stany zapalne i infekcyjne. Ponadto mogą być również powiązane z zaburzeniami widzenia opisywanymi w chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak Alzheimer¹.  

Jak wspierać pracę mitochondriów naszego oka?

Przyjęcie dysfunkcji mitochondrialnych jako przyczyn zaburzeń widzenia, związanych z wiekiem, może ukierunkować profilaktykę i nowe terapie schorzeń narządu wzroku². Na chwilę obecną dostępne są dane z badań na zwierzętach i prób klinicznych, wskazujące na działanie neuroprotekcyjne i przeciwutleniające nutraceutyków wspierających mitochondria komórkowe³.

Resweratrol

Jest polifenolem występującym w winogronach i czerwonym winie⁴. Poprawia funkcje mitochondriów poprzez aktywację SIRT1 i koaktywatora receptora γ stymulowanego przez proliferatory peroksysomów 1α (PGC-1α). Dzięki właściwościom przeciwutleniającym i przeciwzapalnym, jest również skuteczny w leczeniu chorób oczu związanych z wiekiem⁵.

Badania wskazują, że resweratrol zwiększa przeżywalność komórek zwojowych siatkówki w modelach doświadczalnych jaskry⁶. Zmniejsza też ciśnienie wewnątrzgałkowe u szczurów z nadciśnieniem ocznym indukowanym steroidami⁷ i królików z prawidłowym ciśnieniem ocznym⁸.

Resweratrol wykazuje także działanie neuroprotekcyjne poprzez hamowanie białka aktywatora cząsteczki związanego z apoptozą 1 (AP-1) i podwyższanie poziomu czynników neuroprotekcyjnych, takich jak czynnik hamujący białaczkę (LIF), neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego (BDNF), onkostatyna M (OSM), kardiotropina 1 (CT-1) i cytokiny podobne do kardiotrofiny (CLC) w mysich modelach zwyrodnienia siatkówki wywołanego światłem⁹.

Uznano, że resweratrol jest bezpieczny w dawce dziennej wynoszącej 1 g lub wyższej. Jednak główną przeszkodą w terapii klinicznej jest jego szybki metabolizm i słaba biodostępność¹⁰. Do tej pory badania nad resweratrolem ograniczały się do modeli zwierzęcych i eksperymentów in vitro w chorobach oczu¹¹. Obserwacje opisów przypadków wykazały, że suplementy diety na bazie resweratrolu korzystnie wpływają na poprawę funkcji nabłonka barwnikowego siatkówki u pacjentów ze zwyrodnieniem plamki żółtej (AMD)¹².

Kwercetyna

To związek flawonoidowy występujący w owocach (borówki, aronia, jabłka, winogrona, marakuja), warzywach (czerwona cebula, brokuły, brukselka, kalafior, kapusta czerwona, szczaw), orzechach i ziołach (np. lubczyk, pietruszka, estragon, oregano, kapary). Wykazuje działanie przeciwutleniające, a także łagodzi dysfunkcje mitochondrialne poprzez szlak sygnałowy kinazy białkowej aktywowanej AMP (AMPK)/SIRT1¹³. Coraz większa liczba badań pokazuje, że kwercetyna redukuje wolne rodniki tlenowe, zmniejsza potencjał błony mitochondrialnej i działa antyapoptotycznie na nabłonek barwnikowy siatkówki^4,14.

Ponadto okazuje się, że kwercetyna łagodzi pobudliwość komórek zwojowych siatkówki, ale też wykazuje działanie hamujące na białko szoku cieplnego 72 (HSP 72) w nabłonku barwnikowym siatkówki.  Stwierdzono także neuroprotekcyjne działanie kwercetyny wobec warstw siatkówki i cytoprotekcyjne m.in. na fotoreceptory, poprzez hamowanie aktywności szlaku AP-1 u szczurów ze zwyrodnieniem siatkówki wywołanym światłem¹⁵.

W badaniu kohortowym z 15-letnią obserwacją, opublikowanym w 2018 r. wykazano, że spożycie kwercetyny w diecie zmniejsza częstość występowania jakiegokolwiek zwyrodnienia plamki żółtej¹⁶. Jednakże brak danych klinicznych ogranicza jego zastosowanie w chorobach oczu, dlatego też oczekuje się w przyszłości dalszych badań⁴.

Ksantofile (luteina i zeaksantyna)

Stereoizomer luteiny i zeaksantyny to utlenione karotenoidy (ksantofile) obecne w plamce żółtej jako barwniki plamkowe. Ksantofile nie mogą być wytwarzane przez organizm człowieka, a ich suplementacja zależy od źródeł w diecie (szpinak, żółtko jaja i kolcowój)¹⁷.

Ksantofile odgrywają kluczową rolę w usuwaniu reaktywnych form tlenu, a także wykazują funkcje przeciwzapalne i neuroprotekcyjne¹⁷. Luteina posiada działanie przeciwapoptotyczne, przeciwutleniające i zmniejsza stres oksydacyjny w retikulum wewnątrzplazmatycznym siatkówki. Zapobiega rozwojowi zwyrodnienia plamki żółtej we wczesnym lub pośrednim stadium⁴.

Ksantofile mogą chronić przed późną postacią AMD. Poprawiają też biogenezę mitochondriów w modelach zwierząt naczelnych¹⁸.

Reklama

QuinoMit Q10 Forte MSE Sprawdź

MitoVision Sprawdź

EnzOmega ® MSE Sprawdź

CurcuZym-Intercell ® Kurkumina Sprawdź

Kwasy tłuszczowe omega-3

Kwas dokozaheksaenowy (DHA) i kwas eikozapentaenowy (EPA), należą do wielonienasyconych kwasów tłuszczowych omega-3 (PUFA). Są one niezbędne dla organizacji błon i integralności komórek⁴.

Omega-3 zwiększają biogenezę mitochondriów, produkcję ATP i rozpraszają ekspresję genów białek rozprzęgających gradient protonowy in vivo¹⁹. DHA występuje w siatkówce, gdzie pełni zarówno funkcje strukturalne, jak i neuroprotekcyjne. W warunkach stresu oksydacyjnego jest przekształcany przez lipoksygenazę do 10,17S-dokozatrienu (NPD1). NPD1 hamuje prozapalną i apoptotyczną ekspresję genów, a w konsekwencji poprawia przeżycie fotoreceptorów. Uzupełnienie diety w omega-3 obniżało ciśnienie wewnątrzgałkowe u starszych szczurów. Zmniejszało też sztywność oka²⁰.

Wykazano, że dieta zawierająca kwasy tłuszczowe omega-3 chroni siatkówkę przed AMD i retinopatią cukrzycową. PUFA zmniejszają tworzenie się granulek lipofuscyny i chronią warstwę fotoreceptorów^21,22. Spożycie omega-3 PUFA wiąże się z 30% zmniejszeniem ryzyka rozwoju atrofii centralnej i neowaskularnej AMD²³.

Warto jeszcze zaznaczyć, że połączenie diety śródziemnomorskiej z suplementami zawierającymi kwasy omega-3 (≥500 mg/dzień) wykazało również 48% zmniejszenie ryzyka wystąpienia retinopatii cukrzycowej u osób chorych na cukrzycę typu 2²⁴.

Kurkumina

Kurkumina to polifenol ekstrahowany z kurkumy (łac. Curcuma longa), która jest stosowana jako przyprawa i tradycyjny lek ziołowy w Azji. Jest cząsteczką hydrofobową i prawie nie rozpuszcza się w wodzie. Silnie wychwytuje wolne rodniki tlenowe ze względu na swoje grupy funkcyjne i sekwencyjnie poprawia funkcjonowanie mitochondriów. Jej słaba rozpuszczalność i niska biodostępność mogą ograniczać kliniczne zastosowania kurkuminy⁴.

Nowe strategie, w tym liposomy i nośniki nanocząsteczek lub zmodyfikowane preparaty, mogą okazać się skuteczną metodą dostarczania kurkuminy do komórek zmienionych chorobowo. Davis i wsp. (2018) opracowali na przykład nanonośnik kurkuminy w połączeniu z niejonowym środkiem powierzchniowo czynnym, który zwiększa rozpuszczalność kurkuminy 400 000 razy i poprawia jej transport przez bariery oka. Miejscowo podawany nanonośnik kurkuminy ma działanie neuroprotekcyjne na komórki siatkówki in vitro i in vivo²⁵. Jednakże nadal istnieje potrzeba przeprowadzenia większej liczby badań klinicznych, aby potwierdzić korzyści płynące ze stosowania nowoczesnych preparatów kurkuminy⁴.

Krocetyna

Krocetyna jest apokarotenoidem, który występuje zarówno w krokusie szafranowym (łac. Crocus starus L.), jak i owocach gardenii (łac. Gardenia jasminoides Ellis). Szafran i jego składniki (krocetyna, krocyny i safranal) wykazują właściwości lecznicze dla wątroby, układu nerwowego i sercowo-naczyniowego. Działają przeciwutleniająco, przeciwzapalnie i przeciwapoptotycznie^26,27.

Krocetyna zapobiega zakłóceniom mitochondrialnego potencjału błonowego, indukowanym przez tunikamycynę lub nadtlenek wodoru (H2O2) in vitro i wykazuje działanie ochronne przed zwyrodnieniem siatkówki in vivo. Ponadto hamuje stres oksydacyjny w mysim modelu niedokrwienia/reperfuzji²⁸. Hydrofilowy ekstrakt szafranu standaryzowany na 3% krocyny zmniejsza wyższe wartości ciśnienia wewnątrzgałkowego i aktywuje komórki mikrogleju²⁹.

Inne substancje pomocne w profilaktyce chorób oczu

W profilaktyce i leczeniu chorób oczu skuteczne mogą okazać się także standaryzowane wyciągi z surowców roślinnych. Dla przykładu: miłorząb japoński wykazuje działanie przeciwutleniające, neuroprotekcyjne i poprawiające mikrokrążenie oczne. Miejscowe podanie preparatu z miłorzębem obniża ciśnienie wewnątrzgałkowe i akumulację materiałów zewnątrzkomórkowych u królików z nadciśnieniem ocznym indukowanym deksametazonem³⁰. Z kolei ekstrakty pochodzące z szałwii czerwonej (łac. Salvia miltiorrhiza) zwiększają poziom glutationu i zmniejszają poziom dialdehydu malonowego w tkankach oka szczurów z hiperglikemią. Kwasy szałwiowe są naturalnymi związkami, z których najskuteczniejszymi są kwasy A i B.  Kwas szałwiowy A ma potencjał antyoksydacyjny, a także wykazuje działanie przeciwangiogenetyczne u myszy z neowaskularyzacją naczyniówkową³¹. Kwas szałwiowy B chroni przed uszkodzeniami oksydacyjnymi w pierwotnych ludzkich komórkach nabłonka barwnikowego siatkówki³².

Podsumowując, oczy są szczególnie wrażliwe na spadek poziomu tlenu i wartości odżywczych. Zdrowe mitochondria komórek narządów wzroku stanowią wyzwanie nie tylko dla profilaktyki, ale także leczenia chorób oczu związanych ze starzeniem się. W dalszym ciągu niezbędne jest prowadzenie analiz i badań klinicznych z zastosowaniem powyższych substancji i związków.