膳食摄入类胡萝卜素及其抗氧化和抗炎作用在心血管保健

文摘

心血管疾病与动脉粥样硬化相关代表现在的发病率和死亡率在发达国家的最大原因。由于动脉粥样硬化炎症的本质,几项研究已经进行了为了寻找与抗炎活性物质在动脉壁上,能够对健康起到有益的作用。研究调查补充膳食类胡萝卜素在心血管疾病的作用,由于其自由基清除剂的性质和他们的技能在提高低密度脂蛋白胆固醇抗氧化。然而,文献数据是相互矛盾的:尽管一些研究发现类胡萝卜素补充之间的积极关系和减少心血管疾病的风险,其他没有发现任何积极作用,甚至prooxidant行动。本文旨在补充定义类胡萝卜素的作用对心血管风险通过回顾文献数据,注意那些类胡萝卜素更多的出现在我们的饮食(β胡萝卜素,α胡萝卜素,β玉米黄质、番茄红素、叶黄素、玉米黄质和虾青素)。

1。介绍

心血管疾病相关的动脉粥样硬化是发病率和死亡率在发达国家的最大原因(1]。尽管减少缺血性心脏病率在过去的三十年中,最近估计确认其关键作用在确定总体死亡率到2030年(2,3]。

血管的慢性炎症反应在应对常见的心血管风险因素和内皮损伤是动脉粥样硬化发展的起点(4),能够导致斑块的形成。事实上,大多数发炎,脆弱的斑块负责atherothrombotic事件,如急性心肌梗死、中风和下肢缺血(5]。

最后一年努力在寻找药物和/或分子能够积极限制炎性动脉粥样硬化过程。类胡萝卜素是目前被认为有益的物质。700类胡萝卜素合成的植物、藻类和光合细菌,大约50用于人类饮食,可以测量和12在血液和人体组织6]。自由基清除剂和低密度脂蛋白胆固醇(低密度脂蛋白)抗氧化电感,几项研究调查的作用补充膳食类胡萝卜素在心血管疾病(CVD)6- - - - - -9]。然而,结果在一定程度上相互矛盾的。

我们回顾了一些类胡萝卜素的作用(β胡萝卜素,α胡萝卜素,β玉米黄质、番茄红素、叶黄素、玉米黄质和虾青素)通常出现在食品以及最广泛的研究。

2。炎症和心血管疾病

氧化应激和炎症在动脉粥样硬化斑块的重要发展和心血管疾病进展是众所周知的10- - - - - -12]。氧化低密度脂蛋白是动脉粥样硬化的发生和发展的第一步,在设定全球炎症过程包括氧化应激、内皮功能障碍、血管重塑(13,14]。

氧化应激之间的紧密关系的基础上,炎症,动脉粥样硬化,几项研究已经进行调查的好处与已知的抗氧化剂营养素和食物成分对心血管健康的影响(15]。

维生素C、E的抗氧化性能,一个似乎对不同条件下能够有效促进心血管疾病,高血压,葡萄糖和血脂,烟滥用,以积极影响动脉粥样硬化进展的每一步(内皮功能障碍,低密度脂蛋白氧化、单核细胞和平滑肌细胞活动)(16- - - - - -18]。然而,更重要的是似乎是类胡萝卜素的作用。

3所示。类胡萝卜素和心血管健康

水果和蔬菜摄入量的增加死亡率较低的各种原因和相关保护作用对心血管疾病(19- - - - - -21]。

重视是归因于生活方式改进:废除烟草使用、增加身体活动和健康饮食的假设,基于单一不饱和脂肪消耗高,水果富含维生素,植物纤维,橄榄油,和谷物22- - - - - -24]。

许多证据支持类胡萝卜素在人类的心血管作用(见表1)。

已经证明,血清水平较高的类胡萝卜素与降低血清NT-pro BNP水平升高的风险,建议在预防心脏超负荷;此外,高血浆水平β玉米黄质和叶黄素是降低急性心肌梗死的风险(25,26]。

一些研究人员分析了类胡萝卜素在动脉粥样硬化的早期阶段的影响。低血浆番茄红素水平与亚临床动脉粥样硬化相关评估作为提高颈总动脉的内膜-中膜厚度(CCA-IMT)的中年男人,而在健康受试者血清水平的番茄红素和一个独立的逆关系brachial-ankle脉搏波速度被发现,被认为是动脉硬化的标志(27,28]。最近7年随访研究显示,高血浆水平的类胡萝卜素预防早期血管改变评估CCA-IMT:改变IMT呈负相关浓度的番茄红素,α胡萝卜素,β胡萝卜素(29日]。

冠状动脉疾病患者表现出等离子体较低水平的叶黄素、玉米黄质,β玉米黄质,α胡萝卜素,β胡萝卜素、番茄红素与健康受试者相比;此外,减少水平的叶黄素、玉米黄质,和β隐黄质与吸烟有关,高体重指数、低高密度脂蛋白胆固醇(hdl - c) [30.]。

最近的证据显示,初级预防甚至有益影响类胡萝卜素通过推迟发病的心血管风险因素。

在一个健康的老年人口,它已经表明,等离子体类胡萝卜素的含量有一个独立的关系出现糖代谢:空腹血糖受损或2型糖尿病的风险在九年制显著低于主体与较高的等离子体类胡萝卜素水平与类胡萝卜素水平较低的患者相比,即使调整了混杂因素(31日]。支持的类胡萝卜素的降压效果是后续研究的浓度和4个血清类胡萝卜素(α胡萝卜素,β胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质、玉米黄质)呈负相关事件高血压20年后(32]。

许多研究都集中在分子机制atheroprotective类胡萝卜素在心血管疾病的影响。

在这个目的,一个逆相关性血浆水平的维生素原A类胡萝卜素和矩阵metalloproteinase-9被发现,这表明这些营养素的好处可以归因于减少细胞外基质的降解在动脉壁33]。番茄红素认为饮食用番茄汁,意大利面酱,和番茄油性树脂降低血清脂质过氧化和低密度脂蛋白氧化虽然没能降低血清总胆固醇值,低密度或高密度脂蛋白胆固醇。(34]。虾青素的补充表明积极影响通过改善低密度飞机观测,氧化应激生物标志物在安慰剂对照研究进行超重和肥胖的成年人(35];另外,nonobese学科虾青素消费降低甘油三酯和高密度脂蛋白胆固醇增加,血清脂联素(36]。另一项研究显示,血清水平成反比关系的类胡萝卜素和氧化应激的标记(循环细胞外超氧化物歧化酶)、(白细胞计数、c反应蛋白),炎症和内皮功能障碍(可溶性P-selectin、可溶性细胞间粘附molecule-1 (sICAM1)) (37]。

在吸烟者科目Haematococcus虾青素补充减少氧化应激水平的生物标记,其中一些减少摄入量有关,显示这种营养素的作用在防止吸烟引起的氧化损伤(38]。关于抗氧化剂和自由基清除剂活动力量,虾青素可以被认为是更有效的比β-胡萝卜素和番茄红素39]。

这些令人鼓舞的结果已在早期动脉粥样硬化患者,血清中类胡萝卜素与炎症细胞因子呈负相关(40]。

因此,这些分子通过改善血脂,抑制脂质过氧化反应,和加强抗氧化系统的活动能够与血管壁炎症,稳定膜性质反对动脉粥样硬化的病理生理的步骤,并降低心血管疾病的风险。

维生素E和维生素C似乎使和冠状动脉疾病的总死亡率(41,42]。

不过,两项研究表明,维生素E和维生素C摄入量的增加β胡萝卜素与安慰剂相比不降低全因死亡率和心血管的发病率(58,59]。

荟萃分析不支持抗氧化维生素膳食补充剂的益处在预防心脏疾病和中风,甚至证明一种对健康造成有害的影响β胡萝卜素和维生素E补充剂(49,52- - - - - -54,60,61年]。

尽管有这些负面结果,前瞻性研究表明,等离子体水平的这些营养物质与心血管疾病风险:4.8年跟踪后,循环类胡萝卜素水平较高的女性显示减少心血管疾病的风险:在日本随访研究(11.9年),高血清类胡萝卜素水平降低心血管疾病死亡率,与13-year-followup安慰剂对照试验期间,高血清类胡萝卜素水平与冠心病事件的风险下降(43,50,62年]。

同样,低血药浓度的类胡萝卜素与动脉粥样硬化的发病率增加相关血管事件,也就是说,急性冠脉综合征和中风(46,63年]。尽管如此,许多研究都取得了相互矛盾的结果,通过强调不确定性关于抗氧化保护作用的类胡萝卜素在冠心病或行动,甚至,强调增加摄入量β胡萝卜素和维生素A不允许心血管效应但相反与增加心血管事件的风险64年- - - - - -66年]。

还需要进一步的研究,以充分理解真正的类胡萝卜素对心血管疾病的影响风险控制和建立他们的潜在的治疗作用。

3.1。β-胡萝卜素

的β胡萝卜素是一种有效的冷却器的单线态氧和由几个同分异构体(即。,all-trans 9-cisβ胡萝卜素)能够抑制低密度脂蛋白的氧化修饰与all-trans异构体比9-cis更有效β胡萝卜素(67年,68年]。

布等人证明β胡萝卜素没有减少单核细胞迁移,预处理的平滑肌细胞和内皮细胞coculturesβ胡萝卜素,在低密度的增加抑制单核细胞粘附和他们的轮回69年]。分离出的低密度相同的研究结果获得了高的摄入量β胡萝卜素(70年]。

在实验研究中,人类内皮细胞暴露在生理浓度β胡萝卜素和TNF - prooxidant条件α诱导。结果表明,抗氧化活性β-胡萝卜素和番茄红素与炎症氧化应激和增加血管对CVD(一氧化氮的生物利用度允许保护效应71年]。

对动物的研究表明all-transβ胡萝卜素可以抑制动脉粥样硬化、独立于低密度抗氧化(72年]。LDL-C-receptor-knockout (LDL-R−−)小鼠显示9-cisβ胡萝卜素可以降低血浆胆固醇浓度和动脉粥样硬化病变面积(73年]。

的好处β胡萝卜素可能是由于它的抗氧化活性和技能增加高密度脂蛋白胆固醇的水平,人类和转基因小鼠的研究中(44]。

观察性流行病学研究证明的作用β胡萝卜素在预防心血管疾病:它的抗氧化活性对比显示动脉粥样硬化病变的发展,而等离子体的水平α- - -β胡萝卜素似乎是反向与颈动脉和股动脉动脉粥样硬化的风险(74年]。

街等人之间表现出显著的负相关后续心肌梗死和低水平的风险β胡萝卜素(45]。

在临床试验中招收26.593男性吸烟者随访6.1年,饮食摄入量之间的负相关β胡萝卜素和中风的发生55]。

芬兰的研究指出,低血清β胡萝卜素浓度与心血管疾病死亡率增加有关风险:男人的最低四分位数β胡萝卜素含量有高风险心血管疾病死亡率与最高四分位数,以及心源性猝死和心脏衰竭(56,57]。特别是男性最低四分位数几乎三倍增加心脏衰竭的风险相比具有最高四分位数集团(47]。因此,低浓度血清β胡萝卜素从心脏疾病与死亡风险增加有关,确认类胡萝卜素的心血管效应。

然而,其他结果并不支持的有益作用β胡萝卜素的摄入量(52,75年]。

22.071随机安慰剂对照试验,看似健康的男性被要求β-胡萝卜素或安慰剂12年;在随访期间,β补充胡萝卜素不影响癌症、心血管疾病、或死亡发生率(76年]。四年的组合β胡萝卜素和维生素A显示没有任何有益的效果在死于肺癌,心血管疾病,任何原因在吸烟者和暴露于石棉的工人77年]。这些相互矛盾的结果可能是由于试验性能的差异:首先,人体试验是由合成all-trans管理β胡萝卜素。的剂量β胡萝卜素是高于水果和蔬菜:类胡萝卜素的活动可以从抗氧化剂转向prooxidant根据他们的浓度、氧气分压,或与其他coantioxidants交互(即。,维生素E和维生素C)(见图1)[48,78年- - - - - -81年]。此外,饮食β胡萝卜素是由若干个同分异构体9-cis和all-trans 9-cis的可能β胡萝卜素提供了更多9-cis比all-trans视黄酸β胡萝卜素在血脂与后续更强大的结果(82年]。

3.2。α-胡萝卜素

α反向胡萝卜素血浆水平与颈动脉和股动脉动脉粥样硬化的风险(74年]。特别是,摄入就越高α- - -β-carotene-rich食品与降低心血管疾病的发病率(非致命的和致命的心肌梗死)(83年]。

15.318在13.9年的随访研究涉及成人,这些类胡萝卜素的血清浓度与心血管疾病死亡的风险呈负相关,癌症,和因各种原因而死亡。因此,水果和蔬菜的摄入量可以降低死亡风险(84年]。小样本量的研究证实了这些结果(43,51]。

3.3。β玉米黄质

等离子体的水平β隐黄质影响心血管疾病的发病率。Buijsse等人发现,更高β玉米黄质含量对心血管的作用:降低等离子体水平受试者中发现了来自心血管疾病发病率高的地区(85年]。过等人强调主题增加CCA-IMT低水平的β玉米黄质、叶黄素和玉米黄质比控制86年]。进行一项前瞻性研究638例,随访时间为7.2年,β隐黄质血清水平显示与全因死亡率呈负相关(87年]。

这种保护效应证实了急性心肌梗塞的风险Tavani et al。88年]。

然而,一些调查并不支持的保护作用β玉米黄质。

在未来的研究中,基线28.345女性的血液样本收集随访4.8年为了评估心血管事件的发生率(心肌梗死、中风、心绞痛,血管再生的情况下,和心血管疾病死亡):483名妇女患心血管事件有较events-free女性。之间不存在显著相关性较高的等离子体β隐黄质水平和心血管疾病风险62年]。

3.4。番茄红素

番茄红素主要来源于西红柿的摄入量。降低血浆水平的番茄红素与动脉粥样硬化病变的风险增加相关,评估增加CCA-IMT,通过腹主动脉钙化斑块的存在,与急性冠状动脉事件或中风的风险增加(89年- - - - - -91年]。在Sesso等的工作50)较高的等离子体番茄红素浓度与女性心血管疾病的风险较低。

此外,在病例对照研究中执行病人患有心脏衰竭(NYHA类II III),左心室射血分数明显和血浆番茄红素水平呈正相关:NYHA二类病人比第三类患者表现出更高水平的番茄红素(92年]。

然而,一些证据表明没有番茄红素在减少心血管疾病风险的有利影响。在前瞻性研究(12年跟踪)招收73.286雌性,Osganian等人没有观察到显著的协会之间的高摄入量的番茄红素和心血管疾病的风险(非致命的和致命的心肌梗塞),而更高的摄入α- - -β-carotene-rich食物是降低心血管疾病的发病率83年]。文献研究显示没有明显的血清中番茄红素的浓度和减少心血管疾病风险之间的关联在老年男性93年];同样,饮食摄入量的番茄红素(番茄味产品)并不是与心血管疾病的风险在39.876前瞻性研究女性7.2 -year-followup期间(94年]。

在日本流行病学随访研究(11.9年),番茄红素的血清水平高与低风险比率有关心血管死亡率(心脏病或中风),但高血清中番茄红素值和中风死亡率之间的关系似乎并没有统计学意义(43]。

3.5。叶黄素和玉米黄质

叶黄素类胡萝卜素叶黄素和玉米黄质是已知有效的退行性黄斑眼疾。他们进一步有用对比早期动脉粥样硬化的发展。主题与CCA-IMT值的增加有效的血清水平较低β玉米黄质和叶黄素和玉米黄质比控制(86年]。

前瞻性实验研究采用流行病学,体外和鼠标模型表明,叶黄素的摄入量增加施加一个antiatherogenic效应:逆CCA-IMT血浆叶黄素水平和发展之间的联系,叶黄素在单核细胞迁移的抑制作用和炎症反应,氧化低密度脂蛋白在血管内膜,并减少在主动脉弓粥样硬化病变大小老鼠被发现(95年]。

因此,叶黄素和玉米黄质似乎对心血管疾病起到保护作用。

在123名患者患有心肌梗塞,血清水平的类胡萝卜素,除了番茄红素,与心肌梗死(呈负相关96年]。这个协会是最强的β胡萝卜素(叶黄素)和暗示()。8-year-followup研究,进行43.738的男人没有心血管疾病或糖尿病史,呈显著负相关关系叶黄素的摄入量和缺血性中风的风险;特别是,中风的风险相对更高的五分位数的叶黄素的摄入量而跻身为0.72CI, 0.45至1.16(97年]。至于充血性心力衰竭,NYHA二类病人表现出更高水平的比第三类病人叶黄素;此外,显著正相关被发现左心室射血分数和等离子体之间的叶黄素含量(92年]。

类胡萝卜素(即。,lutein, lycopene, andα- - -β胡萝卜素)急性缺血性中风患者入院时血浆值低于控制波里道利的研究。此外,只有叶黄素含量相关预后差:叶黄素的含量明显低于观察患者的缺血性中风后的不良预后显著(98年]。

然而,几项研究对比以前的结果。在病例对照调查中,雄性事先心血管疾病随访13年的历史。531男性发达心肌梗塞;因此他们的血清水平的5类胡萝卜素(包括叶黄素)比较与控制:没有证据表明血浆水平基础值较高的保护作用的类胡萝卜素的分析检测(64年]。

在后续研究中加入73.286雌性,摄入就越高α- - -β-carotene-rich食物是降低心血管疾病的发病率,尽管这种联系是没有证实的叶黄素和玉米黄质(83年]。血液样本来自28.345中老年女性心血管事件的发病率为4.8年随访不支持更高的等离子体的好处叶黄素和玉米黄质水平在预防心血管疾病,以及数据从其他研究50,74年,90年]。因此,还需要进一步的研究,以克服文献的对比结果。

3.6。虾青素

ketocarotenoid的虾青素是类胡萝卜素主要存在于水生动物(鲑鱼、鳟鱼、红鲷科鱼类、虾、龙虾、鱼和鸡蛋),导致肉的粉红色的颜色,也在一些鸟类(尤其是火烈鸟和鹌鹑)。

虾青素是biosynthesized微藻类和浮游生物,事实上的最高水平自然存在于绿色植物海藻Haematococcus pluvialis(99年]。

其分子结构的特点是存在每个紫罗酮环上的羟基和酮半个负责其更高的抗氧化活性;此外。oxofunction决定了强大的抗氧化性能没有pro-oxidative贡献(One hundred.,101年]。这个分子演示了一个重要的角色在抵御氧化和炎症(102年]。

事实上,它显示对过氧化氢自由基的抗氧化活性最高的叶黄素,番茄红素,a-carotene,β-胡萝卜素,a-tocopherol, 6-hydroxy-2, 5, 7, 8-tetramethylchroman-2-carboxylic酸(103年,104年]。虾青素表明施加有利影响心脏都通过减少炎症与动脉粥样硬化有关,通过修改血液低密度脂蛋白和高密度脂蛋白胆固醇的水平,而且它显示显著减少巨噬细胞浸润和细胞凋亡在血管病变改善斑块稳定性增加脂联素(105年]。最近岸本等人表明,虾青素可以调节巨噬细胞通过抑制清道夫受体upregulation atherogenesis-related功能,基质金属蛋白酶激活,促炎细胞因子表达(106年]。

此外,建议虾青素可能在心肌损伤的管理潜在的治疗作用,氧化低密度脂蛋白rethrombosis溶栓后,和其他心脏疾病,如心房纤颤(107年]。

4所示。结论

尽管有矛盾,有很多数据支持类胡萝卜素的抗炎作用及其对心血管疾病的保护作用。

不利的发现可能源自使用合成分子从自然的或稍微不同的类胡萝卜素的血浆浓度之间的竞争综合派生和通常用的食品。目前的数据是有前途的,虽然和更好的标准化方法需要进一步的研究来获得更清晰的结果。

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