Цель исследования – изучение и обобщение сведений о полезном влиянии ликопина и других каротиноидов на когнитивные функции.
Материалы и методы: Повествовательный обзор, основанный на поисках литературы в текстовой базе данных медицинских и биологических публикаций PubMed до июня 2020 года без ограничений по срокам. Поиск, включал такие термины, как «ликопин», «каротиноиды», «когнитивные функции», «деменция».
Введение
По мере увеличения продолжительности жизни увеличивается и число людей со сниженными когнитивными способностями и деменцией. В 2015 году во всем мире насчитывалось приблизительно 46,8 миллионов взрослых, страдающих деменцией.[3] К сожалению, в настоящее время существует мало эффективных методов замедления прогрессирования деменции, именно поэтому, поиск продуктов питания, способных снизить распространенность когнитивных нарушений, представляет большой интерес для общественного здравоохранения. [11]
Снижение когнитивной функции при старении часто связывают со стрессом. Высокие запросы энергии, необходимой для поддержания работы центральной нервной системы (ЦНС) подвергают мозг риску окислительного дисбаланса, что приводит к воспалению в ЦНС. Хотя активные формы кислорода (АФК) в норме служат сигнальными молекулами на различных биохимических уровнях, проблемы возникают тогда, когда производство АФК превышает гомеостатические механизмы их уничтожения. Накопление от длительного окислительного дисбаланса АФК вместе с окисленными белками, липидами и нуклеиновыми кислотами повреждают нейроны и миелиновые оболочки. Кроме того, хронический окислительный стресс приводит к воспалению в головном мозге, что является признаком старения и дисфункции наряду с нейродегенеративными заболеваниями. [22]
Фрукты и овощи содержат многочисленные биологически активные вещества, проявляющие антиоксидантный и противовоспалительный эффекты, таким образом, их употребление может оказывать защитное действие против снижения когнитивных функций путем поддержания и восстановления окислительного и воспалительного балансов. Согласно недавно проведенному метаанализу девяти исследований, повышение потребления фруктов и овощей было связано со значительным снижением риска когнитивных нарушений и деменции. [14] В ряде других исследований, более высокое потребление биологически активного каротиноида – лютеина было связано с улучшением познавательных способностей. [15] Хотя точный механизмы нейропротекторной активности лютеина неизвестен, считается, что положительный эффект этого каротиноидного соединения связан с его способностью уменьшать окислительный стресс. Однако, в нескольких исследованиях были получены неоднозначные результаты относительно связи между когнитивной функцией или деменцией и употреблением специфических антиоксидантов фруктов и овощей, включая β-каротин, флавоноиды, витамины С и Е. [5]
Различие эффектов каротиноидов, особенно β-каротина и лютеина, на когнитивные функции или деменцию могут быть результатом различий в распределении этих каротиноидов в тканях, а также различной антиоксидантной функциональности. Так например, ликопин, каротиноид присутствующий в некоторых плодах в том числе помидорах и арбузе, продемонстрировал большую способность гасить синглетный кислород по сравнению с другими каротиноидами, такими как β-каротин, лютеин и зеаксантин. [8] В недавних исследованиях с использованием моделей на животных, было показано, что ликопин проявляет нейропротекторные эффекты, уменьшая стресс, подавляя выработку воспалительных цитокинов, и ослабляя накопление амилоидных бляшек. [18,31] Также было показано, что ликопин способен уменьшить воспаление в кишечнике и улучшить метаболизм гликолипидов. [32] Дополнительные механизмы, с помощью которых ликопин обеспечивает когнитивную защиту, включают подавление апоптоза нейронов и восстановление митохондриальной функции. [4] Не смотря на имеющиеся на сегодняшний день данные, доказательств связи ликопина с когнитивными функциями человека еще недостаточно, требуется проведение большего количества исследований для внесения ясности в данный вопрос.
Ликопин и когнитивные функции
В ряде проведенных исследований, в группе из 589 мужчин и женщин, в возрасте 68–79 лет, низкое содержание ликопина в плазме крови коррелировало с низкой когнитивной способностью. [1] При этом участники исследования, имеющие самый низкий показатель когнитивной функции, имели самый низкий уровень циркулирующего ликопина в крови. В другом перекрестном исследовании участвовали 193 мужчин и женщин из германии в возрасте 45–102 лет, они были разделены на группы с высоким и низким количеством потребления фруктов и овощи. Участники группы с «высоким» потреблением фруктов и овощей имели значительно превосходящие показатели ликопина в плазме крови по сравнению с таковыми в группе с «низким» потреблением овощей и фруктов.
В исследовании здоровья медсестер, было оценено 16 010 человек в возрасте 70 лет и старше, с использованием шести когнитивных тестов, которые повторяли три раза в течение двух лет. [7] Помимо этого, когнитивные тесты включали в себя интервью (для теста когнитивного статуса) и тест на оценку памяти (например, запоминание списка из 10 слов). Общая оценка состояла из средней оценки по всем шести тестам, а также вербальной оценки и оценки воспроизведения списка из десяти слов. Оценки рациона питания участников были даны за год до проведения когнитивных тестов и также постоянно переоценивались во время самого периода исследования. Потребление большего количества ликопина было связано с более медленным снижением когнитивных функций в течение 6 лет проведения эксперимента. Данные результаты указывают на потенциальную связь между долгосрочным потреблением продуктов с высоким содержанием ликопина и сохранением когнитивной функции. [16]
Другое многолетнее исследование сообщило о связи между богатой каротиноидами схемы питания и сохранением когнитивных функций в более раннем возрасте. В этом исследовании приняло участие 2983 мужчины и женщины в возрасте 45–60 лет, было использовано двенадцать индивидуальных 24-часовых диет. Плазменные концентрации лютеина, зеаксантина, β-криптоксантина, ликопина, α-каротина, транс-β-каротина и цис-β-каротина были измерены в начале исследования у всех участников. Когнитивные функции были оценены через 13 лет с использованием различных тестов. Как выяснилось в начале исследования, диеты, богатые каратиноидами, соответствовали высокой концентрации каротиноидов в плазме крови использовавших данную диету испытуемых. В то же время богатые каратиноидами диеты ассоциировались с более высокими баллами когнитивной функции спустя 13 лет наблюдения; однако корреляции между ликопином плазмы на исходном уровне и когнитивными показателями 13 лет спустя в данном исследовании не наблюдалось. [16]
Ликопин и развитие деменции
Термин «деменция» описывает очень широкий спектр симптомов, которые могут включать потерю памяти, речи, внимания, визуального восприятия и невозможность решения бытовых проблем. [20] В настоящее время болезнь Альцгеймера (БА) является наиболее распространенной причиной деменции в мире. [9]
Ряд проведенных исследований оценивали концентрацию ликопина и риск возникновения деменции у пожилых людей. [10,33] Диагноз деменции был основан на критериях международной классификации болезней (МКБ) -10. Концентрация ликопина в плазме, находилась в обратной зависимости с концентрацией гомоцистеина в плазме крови (предиктор деменции); кроме того, сообщалось, что низкий уровень содержания ликопина в плазме был связан с повышенным риском развития деменции. Исходя из полученных результатов, остается неясным является ли данный результат независимым эффектом ликопина или он был опосредован антагонизмом ликопина с гомоцистеином, учитывая наличие обратной связи между ними. Ряд других исследований не показали значимой корреляции между концентрацией ликопина в плазме крови и снижением риска развития деменции, однако была установлена связь между снижением риска развития деменции и БА с более высокой концентрацией лютеина у испытуемых старшей возрастной группы.
Одно из исследований, в котором приняло участие 6968 человек старше 50 лет оценивало связь между сывороточными каротиноидами и риском смерти от БА. Сывороточные каротиноиды (α-каротин, β-каротин, β-криптоксантин, ликопин, лютеин и зеаксантин) оценивались в начале исследования (между 1988 и 1994 гг.) а количество смертей, связанных с БА, было определено количественно по МКБ-9 и МКБ-10 до 2000 года. У пациентов, погибших от БА, концентрация ликопина сыворотки была значительно снижена по сравнению с другими участниками. Исследователи предполагают потенциальную связь между снижением ликопина в сыворотке крови и смертностью, связанную с БА.
Среди четырех исследований, оценивающих связь между циркулирующим в плазме или диетическим (получаемым с продуктами) ликопином и поддержанием когнитивных функций, три сообщили о значительных положительных результатах. [25] Напротив, ни одно из двух исследований, оценивающих связь между ликопином и возникновением деменции не сообщило о значимых результатах. [10,33] Однако в обоих исследованиях уровень ликопина в плазме был немного ниже у пациентов с установленной позже деменцией. Наконец, среди четыре исследований, посвященных изучению циркулирующего ликопина у пожилых людей с ранее существовавшим слабоумием, только одно сообщило о значительно более низком уровне плазменного ликопина среди людей, погибших от БА, по сравнению с контролем. [21]
Следует признать, что ликопин по-разному накапливается в тканях различных испытуемых, и на это накопление влияют как генетические, так и внешние факторы. [23, 34] Таким образом, изменчивость в биодоступности и распределении ликопина может влиять на его связь с когнитивными функциями. Кроме того, диетические факторы, такие как пищевая основа также могут оказывать значительное влияние на биодоступность ликопина. [30] По этой причине определение концентрации циркулирующего ликопина превосходит оценку его содержания в принимаемой пище. Три из четырех исследований, сообщавших о значительных защитных взаимоотношениях, использовали измерение концентрации ликопина в плазме крови. [21]
Выясняя пользу для здоровья отдельных каротиноидов, связанных с другими веществами в пище мы не можем с уверенностью сказать оказывает ли положительный эффект отдельно взятый каратиноид или данный эффект доступен только во взаимодействии с другими веществами в продукте. В исследовании, сравнивающем полезные эффекты употребления томата с эффектами от приема ликопина в виде пищевой добавки на сердечно-сосудистую систему, добавление томатов показало более благоприятные результаты на окислительный стресс, воспаление, эндотелиальную функцию и обмен липидов, тогда как добавка ликопина была более эффективена в регулировании артериального давления.. [12]
Возрастные изменения метаболических процессов, а также накопление поврежденных биомолекул, вызванных АФК, могут оказывать существенное влияние на содержание ликопина в плазме крови. Например, одно из проведенных исследований продемонстрировало, что у пожилых людей уровни циркулирующего в плазме крови ликопина значительно ниже по сравнению с более молодыми людьми соответствующего этнического происхождения и питания. [28] Факторы, влияющие на полученные результаты, включают снижение с возрастом кишечной абсорбции каротиноидов и увеличение системного окислительного стресса. [2,24] Также повлиять на биодоступность ликопина могут липидный профиль и статус курения. [19,27]
Следует учитывать, что с возрастом встречаются как снижение когнитивных функций, так и снижение употребления каротиноидов виду изменения диеты по физиологическим, психологическим и социально-экономическим причинам. [17,26] Например, недавнее посвященное изучению рациона питания, среди 416 мужчин и женщин в возрасте 65 лет и старше, исследование сообщило, что менее 50% участников соблюдали рекомендации по рациону питания, особенно по потреблению овощей и фруктов. [13] Связанное с возрастом снижение биодоступности ликопина, наряду с уменьшением потребления каротиноидов представляют собой идеальные условия для ускорения снижения когнитивных функций.
Заключение
Поскольку низкий уровень циркулирующего ликопина является предиктором причин смерти, в том числе связанных со слабоумием, это каротиноидное соединение требует дальнейшего изучения. [29] В настоящее время нет достаточного количества доказательств и данных, чтобы сделать окончательные выводы о воздействии ликопина. Однако можно предположить, что средиземноморская диета, включающая большое количество фруктов и овощей, способна благоприятно влиять на когнитивных функциях приводя к более высокой концентрации циркулирующих в крови каротиноидов и ликопина в частности. [6]