Luteiini , zeaxantiini, DHA, kognitio

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29049383

PLoS One. 2017 Oct 19;12(10):e0186767. doi: 10.1371/journal.pone.0186767. eCollection 2017.

Lutein accumulates in subcellular membranes of brain regions in adult rhesus macaques: Relationship to DHA oxidation products.

Mohn ES¹, Erdman JW Jr², Kuchan MJ³, Neuringer M⁴, Johnson EJ¹.

Tiivistelmä, Abstract

 LUTEIINI on karotenoidi, jolla on antioksidatiivista funktiota ja kädellisillä sitä tapaa kertyä  aivoon;  ihmisellä se korreloi kognitioon. Omega3 rasvahappo DHA on myöskin kognitiolle edullista, mutta  se on altis oksidoitumaan. Tässä tutkimuksessa selvitetään luteiinin sijoittumista kognitiolle tärkeisiin  aivoalueisiin ja  määritetään, onko  se assosioitunut aivojen PUFA  rasvahappojen oksidoitumiseen jollain tavalla.

• Lutein, a carotenoid with anti-oxidant functions, preferentially accumulates in primate brain and is positively related to cognition in humans. Docosahexaenoic acid (DHA), an omega-3 polyunsaturated fatty acid (PUFA), is also beneficial for cognition, but is susceptible to oxidation. The present study characterized the membrane distribution of lutein in brain regions important for different domains of cognitive function and determined whether membrane lutein was associated with brain PUFA oxidation.

 Aikuiselle rhesusapinoille  syötettiin kahta  rehulaatua, jossa toisessa  oli luteiini/zeaxantiinilisää.
a)   rehua (sisälsi   noin 2 mg luteiinia  kiloa kohden päivässä eli  0,5 umol/kg).
 b)  rehua ja   luteiinilisää 4.5 mg/ kg eli 1umol/kg päivässä ja zeaxantiinia 0.5 mg/painokilo tai 0,1 umol/painokilo. Tällaisia  dieettejä  syötettiin 6kk  -12 kk.
Siitten apinoista  tutkittiin tumakalvot,  myeliini, mitokondriakalvot ja neuronien plasmakalvot ja seuraavat aivojen osat:  prefrontaalinen kuorikerros, pikkuaivot,   striatum ( kuorikerroken allaoleva harmaa tumake)  ja hippocampus. Mitattiin karotenoidit,  monityydyttämättömät rasvahapot (PUFA)   ja niitten oksidaatiotuotteet.

• Adult rhesus monkeys were fed a stock diet (~2 mg/day lutein or ~0.5 μmol/kg body weight/day) (n = 9) or the stock diet plus a daily supplement of lutein (~4.5 mg/day or~1 μmol/kg body weight/day) and zeaxanthin (~0.5 mg/day or 0.1 μmol/kg body weight/day) for 6-12 months (n = 4).   Nuclear, myelin, mitochondrial, and neuronal plasma membranes were isolated using a Ficoll density gradient from prefrontal cortex (PFC), cerebellum (CER), striatum (ST), and hippocampus (HC). Carotenoids, PUFAs, and PUFA oxidation products were measured using HPLC, GC, and LC-GC/MS, respectively.

 Kaikista tutkituista  etuaivonkuoren   ja aivokuoren kalvoista  havaittiin all-trans-luteiinia (ng/mg proteiinia) ja se vaihteli suuresti eri yksilöiden kesken. Luteiini/zeaxantiinilisä  nosti merkitsevästi seerumin luteiinia sekä luteiinipitoisuuksia  etuaivojen ja kuorikerroksen  sekä mitokondrian kalvoissa, samoin kokonais DHA:n pitoisuus etuaivoissa kohosi . Etuaivoissa ja  striatumissa mitokondriaalinen  luteiini suhtautui käänteisesti DHA oksidaatiotuotteisiin, mutta ei arakidonihapon oksidaatiotuoteisiin. 

Mitä tästä pääteltiin ? Tieto on uutta subsellulaarisen  luteiinin kertymisestä ja sen suhteesta DHA rasvahappoon kädellisaivoissa.  Nämä löydöt  tukevat hypoteesia luteiinin osallistumsiesta  aivojen antioksidatiiviseen funktioon.

• All-trans-lutein (ng/mg protein) was detected in all regions and membranes and was highly variable among monkeys. Lutein/zeaxanthin supplementation significantly increased total concentrations of lutein in serum, PFC and CER, as well as lutein in mitochondrial membranes and total DHA concentrations in PFC only (P<0 .05="" acid="" and="" arachidonic="" but="" dha="" from="" in="" inversely="" li="" lutein="" mitochondrial="" not="" oxidation="" pfc="" products="" related="" st="" those="" to="" was="">

• This study provides novel data on subcellular lutein accumulation and its relationship to DHA oxidation in primate brain. These findings support the hypothesis that lutein may be associated with antioxidant functions in the brain.

Free PMC Article

DHA, EPA, THA

Metabolic Fate of Docosahexaenoic Acid (DHA; 22:6n-3) in Human cells: Direct Retroconversion of DHA to Eicosapentaenoic Acid (EPA; 20:5n-3) Dominates Over Elongation to Tetracosahexaenoic Acid (THA; 24:6n-3).

Park HG, Lawrence P, Engel M, Kothapalli K, Brenna JT.

FEBS Lett. 2016 Aug 20. doi: 10.1002/1873-3468.12368. [Epub ahead of print]

SITAATTI 

Docosahexaenoic acid (22:6n-3) supplementation in humans causes eicosapentaenoic acid (20:5n-3) levels to rise in plasma, but not in neural tissue where 22:6n-3 is the major omega-3 in phospholipids.

 We determined whether neuronal cells (Y79 and SK-N-SH) metabolize 22:6n-3 differently from non-neuronal cells (MCF7 and HepG2).

 

 We observed that ¹³ C-labeled 22:6n-3 was primarily esterified into cell lipids.

 

 We also observed that retroconversion of 22:6n-3 to 20:5n-3 was 5- to 6-fold greater in non-neural compared to neural cells and that retroconversion predominated over elongation to tetracosahexaenoic acid (24:6n-3) by 2- to 5-fold.

 

 The putative metabolic intermediates, ¹³ C-labeled 22:5n-3 and ¹³ C-labeled 24:5n-3, were not detected in our assays.

 

 Analysis of the expression of enzymes involved in fatty acid beta-oxidation revealed that MCF7 cells abundantly expressed the mitochondrial enzymes CPT1A, ECI1, and DECR1, whereas the peroxisomal enzyme ACOX1 was abundant in HepG2 cells, thus suggesting that the initial site of 22:6n-3 oxidation depends on the cell type.

 

 Our data reveal that non-neural cells more actively metabolize 22:6n-3 to 20:5n-3 via channeled retroconversion, while neural cells retain 22:6n-3.

 

 This article is protected by copyright. All rights reserved.