Taurina: fonte e aplicação para o alívio da fadiga visual - Parte 2

Sep 27, 2023

3.2.1. Reduzindo os danos causados ​​pelo estresse na retina: oxidação, inflamação, apoptose

A principal causa da fadiga visual é o trabalho contínuo dos olhos ou a exposição dos olhos à luz forte e ao oxigênio. Esta situação promove aumento do metabolismo ocular seguido de aumento de peróxidos e, portanto, vulnerabilidade ao dano oxidativo, que começa a ocorrer [78]. Estudos atuais demonstraram que um dos efeitos protetores mais essenciais da taurina nas células é o seu efeito antioxidante, mediado por três processos diferentes: primeiro, a taurina neutraliza o ácido hipocloroso oxidante neutrófilo, e o produto da reação resultante, taurato de cloramina, também é melhor em dificultando o aparecimento da inflamação [79,80]. Em segundo lugar, a taurina reduz a produção de superóxido pelo metabolismo mitocondrial [81,82]. Terceiro, as ERO produzidas pelo metabolismo celular ou por estímulos ambientais externos tendem a atacar as enzimas antioxidantes, levando ao aumento do dano oxidativo [82,83], enquanto a taurina pode proteger eficazmente essas enzimas antioxidantes do ataque das ERO, neutralizando assim o estresse oxidativo [33,84]. É bem conhecido que a exposição à luz tende a levar a danos por estresse na retina e danos ou perda de fotorreceptores e a suplementação dietética de taurina pode aumentar a concentração de taurina na retina que é reduzida pela exposição à luz, reduzir a superprodução de MDA na retina induzida pela exposição à luz e aumentar atividade da superóxido dismutase retinal (SOD) e da glutationa peroxidase (GSH-Px) na retina.

Cistanche pode atuar como um antifadiga e intensificador de resistência, e estudos experimentais mostraram que a decocção de Cistanche tubulosa pode proteger eficazmente os hepatócitos do fígado e as células endoteliais danificadas em camundongos nadadores com peso, regular positivamente a expressão de NOS3 e promover o glicogênio hepático síntese, exercendo assim eficácia anti-fadiga. O extrato de Cistanche tubulosa rico em glicosídeo feniletanóide pode reduzir significativamente os níveis séricos de creatina quinase, lactato desidrogenase e lactato, e aumentar os níveis de hemoglobina (HB) e glicose em camundongos ICR, e isso pode desempenhar um papel anti-fadiga, diminuindo o dano muscular e retardar o enriquecimento de ácido láctico para armazenamento de energia em ratos. Os comprimidos compostos de Cistanche Tubulosa prolongaram significativamente o tempo de natação com suporte de peso, aumentaram a reserva de glicogênio hepático e diminuíram o nível de uréia sérica após o exercício em camundongos, mostrando seu efeito antifadiga. A decocção de Cistanchis pode melhorar a resistência e acelerar a eliminação da fadiga em ratos que se exercitam, e também pode reduzir a elevação da creatina quinase sérica após o exercício de carga e manter a ultraestrutura do músculo esquelético dos ratos normal após o exercício, o que indica que tem os efeitos de aumentar a força física e anti-fadiga. Cistanchis também prolongou significativamente o tempo de sobrevivência de ratos envenenados por nitrito e aumentou a tolerância contra a hipóxia e a fadiga.

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Ao mesmo tempo, a taurina também inibiu a expressão de caspase-1 na via de sinalização apoptótica das células fotorreceptoras, sugerindo que a taurina dietética pode reduzir o dano retiniano induzido pelo estresse fotoquímico, mediando mecanismos antioxidantes e antiapoptóticos da retina, o que também sugere que a taurina tem um papel fisiológico indispensável e importante no desenvolvimento estrutural e funcional da retina [85]. Em um estudo de Diego et al. [86], foi novamente confirmado que a taurina é um nutriente essencial para a manutenção da atividade fisiológica regular das células da retina, especialmente na presença de danos aos fotorreceptores induzidos pela luz, e que a retina tem uma maior necessidade de taurina . Além disso, a taurina melhorou significativamente os níveis de taurina e a sobrevivência dos fotorreceptores em ratos com distrofia retiniana, reduziu a liberação de fatores pró-inflamatórios e danos por estresse oxidativo na retina, e efetivamente reparou e reduziu os danos às células do EPR (87). Isto sugere que a taurina pode reduzir os danos à função da retina através de vias anti-inflamatórias e antioxidantes [88]. Além disso, a taurina também pode prevenir alterações morfológicas da retina e do nervo óptico, reduzindo a via do estresse oxidativo da retina e inibindo a apoptose de células da retina induzida pela endotelina -1 (um potente vasoconstritor envolvido na desregulação vascular da retina glaucomatosa e no estresse oxidativo) [89] .

Estudos demonstraram que a função visual do olho diminui com a idade. Danos na retina em alguns modelos animais de envelhecimento também podem estar intimamente relacionados à deficiência de taurina (90). Wang et al. usaram metabolômica direcionada para analisar e comparar os metabólitos nos olhos de camundongos jovens C57 BL6/J com 6-semanas de idade com aqueles de camundongos envelhecidos com 73-semanas de idade. Os resultados do ensaio mostraram que camundongos senescentes apresentaram respostas reduzidas de eletrorretinograma e um número reduzido de fotorreceptores em comparação com camundongos jovens, e foi observado comprometimento do metabolismo da taurina [91]. Estudos experimentais in vivo e ex vivo demonstraram que a taurina melhora os danos da DMRI, reduzindo a via apoptótica da retina [92].

Os estudos acima mostraram que a taurina tem um papel vital na manutenção das funções visuais e fotorreceptoras normais. A taurina pode efetivamente melhorar os danos causados ​​pelo estresse, especialmente os danos causados ​​pelo estresse oxidativo, que surgem na retina. Além disso, a taurina também pode desempenhar um papel na proteção da função retinal contra danos causados ​​pelo estresse através de efeitos antiinflamatórios e antiapoptóticos, aliviando assim a fadiga visual.

3.2.2. Reduzindo danos excitotóxicos à retina e fornecendo neuroproteção

As células bipolares, fotorreceptores e células ganglionares do olho contêm altas concentrações de glutamato, um importante neurotransmissor que, quando sobrecarregado, desencadeia excitotoxicidade e sinalização apoptótica, levando à disfunção retiniana (93). Além disso, o dano excitotóxico da retina também é a base para a perda da função visual [94,95]. Este dano excitotóxico da retina também inclui a superestimulação dos receptores de glutamato, especialmente o subtipo de receptores de glutamato do ácido N-metil-D-aspártico (NMDA), que causa fluxo de entrada de cálcio e perturba a homeostase ambiental intracelular, desencadeando vias pró-apoptóticas (96). Portanto, a indução de dano retiniano em ratos por injeção intravítrea de NMDA tem sido usada como um modelo animal representativo de dano retiniano excitotóxico (97). Em contraste, foi demonstrado que a taurina fornece neuroproteção através de uma via que reduz o cálcio livre intracelular, exercendo assim resistência à excitotoxicidade induzida pelo glutamato (98). Além disso, a taurina é um potencial neuromodulador da transmissão do glutamato [99]. A taurina pode inibir eficazmente a excitotoxicidade induzida pelo glutamato e proteger a função da retina contra danos através da suplementação dietética a longo prazo da via da taurina [100]. Além disso, dados experimentais mostram que a taurina é eficaz na eliminação de uma ampla gama de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio em diferentes concentrações fisiológicas [101]. Portanto, o efeito redutor da taurina na dieta sobre o estresse oxidativo da retina pode não ser apenas devido à sua capacidade de restaurar e fortalecer a defesa antioxidante da retina, mas também devido à capacidade da taurina de aumentar a explosão de radicais livres e, assim, prevenir danos na retina induzidos por NMDA, reduzindo estresse oxidativo [102].

O rato do Royal College of Surgeons (RCS) é um modelo animal comumente usado para retinite pigmentosa. As principais manifestações deste rato são fagocitose prejudicada de células RPE [103–106] com degeneração progressiva de fotorreceptores [107–110], aumento da proliferação de células gliais da retina, transporte axonal retrógrado alterado de células ganglionares da retina (RGC) e perda de RGC [111–113]. Um estudo afirmou que o primeiro sinal de degeneração da retina em ratos RCS foi uma diminuição significativa nos níveis de taurina. Os dados mostram que a taurina retinal é fornecida pelas células RPE e pelas células Müller [91,114]. Ao mesmo tempo, a depleção de taurina também aumenta a proliferação de células gliais da retina e prejudica a fagocitose das células do EPR [35]. Isto sugere que a taurina é indispensável para manter a função normal do EPR e que a melhoria dos danos prejudiciais às células do EPR pela suplementação de taurina pode ser uma estratégia potencial de intervenção dietética. Na verdade, a adição de 0,2 M de taurina à água potável de ratos RCS revelou uma redução significativa no número de microglia na camada externa da retina, uma redução eficaz no conteúdo de proteína ácida fibrilar glial (GFAP) nas células de Müller, uma redução significativa em estresse oxidativo nos núcleos retinais externos e internos e também melhorou a manutenção das conexões sinápticas da retina. Isto sugere que a taurina dietética pode atuar para melhorar os danos aos fotorreceptores e aumentar as respostas elétricas da retina, mediando vários mecanismos neuroprotetores (88).

Além disso, a taurina também pode desempenhar um papel na melhoria dos danos à retina, melhorando as conexões sinápticas da retina, mantendo o equilíbrio da relação Bcl-2/Bax (que determina a apoptose) e reduzindo a proliferação glial reativa nas células de Müller da retina [115 ]. Em conclusão, os estudos acima sugerem que a taurina pode desempenhar um papel na melhoria da função normal e da morfologia do EPR, RGC e fotorreceptores danificados, reduzindo a excitotoxicidade na retina, bem como uma variedade de mecanismos neuroprotetores, aliviando assim a fadiga visual.

Os efeitos da taurina na saúde da retina e sua necessidade estão detalhados na Tabela 3.

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4. Conclusões

A fadiga visual é causada principalmente por um declínio ou comprometimento da função da retina, especialmente quando o uso prolongado dos olhos leva a um acúmulo excessivo de resíduos metabólicos no olho que não podem ser eliminados, causando várias lesões por estresse. A taurina é considerada um nutriente essencial para a função e sobrevivência dos fotorreceptores da retina, RGCs e células RPE [36,87,116], e sua depleção aumenta a suscetibilidade da retina aos danos da exposição à luz [35,36] e também aumenta a proliferação de células gliais e estresse oxidativo na retina, prejudicando a capacidade fagocítica normal do EPR [35]. Além disso, numerosos estudos clínicos [117,118] e em animais [33,119,120] demonstraram que a depleção de taurina pode induzir função retiniana prejudicada e até mesmo doença ocular patológica. A suplementação de taurina é eficaz na melhora da degeneração dos fotorreceptores da retina [88,121] e dos danos à retina e ao nervo óptico [33,90]. No entanto, a investigação actual sobre o efeito protector da taurina na retina centra-se principalmente no seu efeito antioxidante. A investigação sobre vias não antioxidantes para melhorar os danos na retina pode ser uma direcção importante para pesquisas futuras. Além disso, a taurina, como aminoácido natural, tem um alto perfil de segurança e pode ser adicionada a bebidas funcionais e outros produtos alimentares em muitos países. Devido ao importante papel protetor da taurina na retina e à sua elevada segurança alimentar, a sua aplicação no desenvolvimento de alimentos funcionais para o alívio da fadiga visual é muito promissora. Portanto, no futuro desenvolvimento de alimentos funcionais para o alívio da fadiga visual, a pesquisa sobre o efeito sinérgico da taurina em combinação com outros ingredientes funcionais pode ser aprimorada para esclarecer a proporção ideal de formulação entre a taurina e outros ingredientes funcionais, para maximizar a fadiga visual. função de relevo dos produtos.

Um estudo racional de seleção e extração de matérias-primas é um dos meios necessários e eficazes para maximizar sua função na formulação. Portanto, este artigo revisa sistematicamente as vias de síntese endógena e a distribuição dietética exógena da taurina no corpo humano, bem como sua extração e produção industrial. Tanto a síntese química como os métodos de biofermentação são adequados para a produção industrial de taurina de alta pureza, mas cada um tem certas desvantagens. Os métodos de extração, por outro lado, não são adequados para a produção industrial de taurina de maior pureza, mas são de grande importância para o desenvolvimento de ingredientes alimentares funcionais. Isso ocorre porque o corpo obtém taurina por meios exógenos, consumindo uma certa dose de alimento rico em taurina, que é então digerido, absorvido e metabolizado pelo corpo para realmente reabastecer o corpo com a quantidade necessária de taurina. Este processo enfatiza não apenas o nível de conteúdo de taurina nos alimentos, mas também a relação entre dose e eficácia. A seleção de matérias-primas e métodos de extração adequados pode efetivamente aumentar o teor de taurina nas matérias-primas e reduzir a dosagem das próprias matérias-primas, o que melhora o aproveitamento das matérias-primas, enriquece a gama de matérias-primas disponíveis para a formulação de alimentos funcionais. para o alívio da fadiga visual, melhora a novidade das formulações dos produtos e também facilita aos pesquisadores a diversificação do desenho de formas farmacêuticas de alimentos funcionais de acordo com as características da população. Também é muito adequado para a pesquisa e desenvolvimento de novos ingredientes alimentares, bem como de ingredientes alimentares funcionais.

Em conclusão, a taurina tem um importante efeito protetor na função da retina, principalmente devido aos seus efeitos antioxidantes e neuroprotetores, e é essencial para a função e sobrevivência dos fotorreceptores da retina, RGC e células EPR. Porém, como a quantidade de taurina sintetizada pelo corpo humano não é suficiente para atender às necessidades de saúde do organismo, ela precisa ser obtida por meio de suplementação alimentar. Isto sugere a importância e necessidade da suplementação dietética de taurina na promoção da saúde ocular. Este artigo, portanto, fornece uma revisão sistemática das fontes de taurina, incluindo as rotas metabólicas endógenas e dietéticas exógenas, bem como uma revisão detalhada da distribuição e produção de taurina exógena. Os mecanismos fisiológicos subjacentes à produção da fadiga visual são resumidos e o progresso da pesquisa da taurina no alívio da fadiga visual é revisado, incluindo a segurança do consumo e o mecanismo de ação no alívio da fadiga visual, para fornecer alguma referência e inspiração para o desenvolvimento e aplicação de taurina em alimentos funcionais para aliviar a fadiga visual.

Contribuições do autor:Conceituação, HD; metodologia, HD; software, JG; validação, WS; análise formal, HD; investigação, HD; recursos, WS; curadoria de dados, JG; redação – preparação do rascunho original, HD e WS; redação – revisão e edição, WY; visualização, HD; supervisão, WY; administração de projetos, WY; aquisição de financiamento, WY Todos os autores leram e concordaram com a versão publicada do manuscrito.

Financiamento:Esta pesquisa foi financiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, bolsa número 32172244, e pelos Projetos de Pesquisa Acadêmica da Beijing Union University, bolsas números XP202006 e ZK70202004.

Declaração do Conselho de Revisão Institucional:Não aplicável.

Declaração de consentimento informado:Não aplicável.

Declaração de disponibilidade de dados:Não aplicável.

Agradecimentos:Os autores gostariam de agradecer a Wenjie Yan por sua orientação e ajuda financeira.

Conflitos de interesse:Os autores declaram não haver conflito de interesses.

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