Carnosina, cataratta e chiarezza visiva
La cataratta causa circa la metà di tutti i casi di cecità nel mondo.1,2
All'età di 80 anni, più della metà degli americani avrà la cataratta o sarà stato sottoposto a un intervento chirurgico per rimuoverla.3
I ricercatori hanno studiato due forme diverse ma correlate della sostanza nutritiva carnosina per contribuire a rallentare lo sviluppo della cataratta e migliorare le prestazioni visive degli occhi affetti da cataratta.
Un nuovo studio illustra la capacità della carnosina orale sotto forma di capsule di preservare la normale struttura delle proteine nel cristallino dell'occhio, un'azione che può rallentare o prevenire lo sviluppo di cataratta che compromette la vista.4
Lo studio mostra che la carnosina agisce attraverso diversi meccanismi interconnessi che aiutano a proteggere dai cambiamenti sottostanti causati dall'invecchiamento che portano alla cataratta.4
Inoltre, studi sull'uomo hanno scoperto che un derivato della carnosina, la N-acetilcarnosina, se usato come collirio, può indurre miglioramenti nelle prestazioni visive degli occhi affetti da cataratta.5,6
Molti lettori di questa rivista utilizzano un integratore di carnosina ad alta potenza (500-1.000 mg/giorno) da quando lo abbiamo introdotto nel 2000.
Molti altri usano anche colliri che rilasciano N-acetilcarnosina direttamente sul cristallino dove si verifica la cataratta.
Basandosi sia sulla scienza consolidata che su quella recente, esiste ora una strategia in due parti che prevede l’utilizzo sia della carnosina che della N-acetilcarnosina per contribuire a ridurre il rischio di cataratta.
- La cataratta, che è un insieme torbido di molecole proteiche mal ripiegate che si accumulano nel cristallino, è una delle principali cause di perdita della vista e cecità negli anziani.
- Tra le principali cause alla base della cataratta ci sono lo stress ossidativo e la glicazione delle delicate proteine che mantengono naturalmente il cristallino in uno stato di chiarezza cristallina.
- La carnosina ha potenti proprietà anti-glicazione e di riduzione dei radicali liberi.
- Un nuovo studio fa luce sui meccanismi attraverso i quali la carnosina protegge le proteine del cristallino per prevenire la cataratta e la sua progressione.
- Studi su esseri umani, animali e di laboratorio dimostrano che la carnosina può prevenire il danno proteico che produce la cataratta, ma ha anche la capacità di invertirli, portando alla possibilità della prima terapia per rallentare la progressione della cataratta.
Protezione per le lenti degli occhi
La cataratta è una macchia opaca nel cristallino dell'occhio, altrimenti cristallino, che si forma quando i tessuti del cristallino si rompono o quando le proteine del cristallino si aggregano.4,7 Causano una visione offuscata, uno sbiadimento dei colori e una maggiore sensibilità all'abbagliamento e alla luce. luci intense.7
Un tempo si pensava che la cataratta fosse una conseguenza inevitabile dell’invecchiamento. Oggi riconosciamo che la cataratta ha diverse cause correlate.
Ciò rende un nutriente multi-bersaglio come la carnosina attraente per combattere i difetti strutturali che si manifestano clinicamente come cataratta che impedisce la vista.8
La carnosina è una combinazione di due aminoacidi, alanina e istidina. Il tuo corpo produce parte della propria carnosina. Si trova in concentrazioni più elevate nei muscoli, nel cervello e nelle lenti degli occhi.9-12
Una fonte alimentare di carnosina è la carne rossa, qualcosa che molte persone attente alla salute cercano di ridurre o evitare del tutto. Anche i mangiatori di carne rossa, tuttavia, hanno livelli protettivi di carnosina solo durante una parte della giornata. Questo perché la quantità di carnosina contenuta nella carne viene rapidamente degradata dagli enzimi carnosinasi nel corpo.13
Gli scienziati stanno scoprendo che l'uso di forme orali e topiche di carnosina può aiutare a ridurre il rischio di cataratta.
Come leggerete in seguito, la carnosina possiede meccanismi unici che proteggono dai cambiamenti strutturali che portano alla formazione della cataratta.14-17
Come la carnosina orale previene la cataratta
Con l’avanzare dell’età, l’impatto cumulativo dello stress ossidativo e della degradazione delle proteine18-29 distorce le nostre delicate lenti oculari e aiuta a spiegare l’aumento della cataratta.
Un fattore determinante nello sviluppo della cataratta legata all’età è il ripiegamento errato e l’aggregazione delle proteine, segni distintivi della formazione della cataratta.29
Un nuovo studio di laboratorio mostra che la carnosina agisce attraverso diversi meccanismi che aiutano a proteggere dalla cataratta.
I ricercatori hanno scoperto le seguenti nuove scoperte:4
- La presenza di carnosina ha ampiamente impedito l’accumulo di proteine del cristallino distorte e disfunzionali.
- La carnosina ha ottenuto questi effetti in parte ripristinando la funzione protettiva della proteina del cristallino, l'alfa-cristallina. Queste cristalline sono presenti ad alte concentrazioni nel cristallino dell'occhio e preservarne la corretta struttura e disposizione è un fattore importante per mantenere il cristallino pulito.
La carnosina ha ridotto l’instabilità e la degradazione delle proteine del cristallino. Infine, e soprattutto, la carnosina ha impedito lo sviluppo dell’opacizzazione del cristallino, la conseguenza finale della cataratta.
Questo nuovo studio scientifico esalta le funzioni multi-bersaglio della carnosina e suggerisce nuovi meccanismi attraverso i quali la carnosina può prevenire la formazione di cataratta correlata allo stress ossidativo e alla glicazione.4
Cataratta, glicazione e carnosina
La glicazione è una delle cause alla base della cataratta.29 È anche uno dei processi fondamentali (insieme allo stress ossidativo, alla disfunzione mitocondriale e al danno al DNA) che accelera il processo di invecchiamento in tutte le cellule, tessuti e organi.27,28
Il diabete è il classico esempio dell’impatto negativo della glicazione. Il diabete è un modello tristemente accurato di invecchiamento accelerato.30-33 Le persone con diabete soffrono delle caratteristiche associate al normale invecchiamento, ma a un ritmo molto più rapido di quanto osservato nei soggetti non diabetici.
Uno dei denominatori comuni del diabete e del normale invecchiamento è la glicazione delle proteine e il conseguente deterioramento della loro funzione.27 Ciò significa che combattere la glicazione in qualsiasi parte del corpo è un modo diretto e importante per rallentare l'invecchiamento.
Forse da nessuna parte l’impatto della glicazione sull’invecchiamento accelerato è così evidente come nel cristallino dell’occhio, il portale normalmente cristallino che focalizza la luce sulla retina.29
La glicazione delle proteine del cristallino si verifica sia nei diabetici che nei non diabetici, sebbene i diabetici manifestino la cataratta molto prima rispetto ai non diabetici.19-27
La carnosina è un potente agente antiglicazione e un riduttore dello stress ossidativo. Uno studio sugli animali sulla cataratta ha dimostrato la sua capacità di ridurre i livelli di proteine del cristallino glicato, di prevenire la perdita di enzimi protettivi e, in definitiva, di ritardare l'opacizzazione del cristallino.17
Un importante studio di laboratorio ha dimostrato che la carnosina impedisce alla cristallina, proteina del cristallino, di aggregarsi in fibrille dense e opache. Si è poi scoperto che la carnosina ripristina contemporaneamente la capacità della cristallina di avere un impatto positivo su altre proteine e di impedire loro di aggregarsi.15
Ancora più promettente, è stato ora dimostrato che la carnosina disassembla quei densi grumi opachi di cristallina, ripristinando così la trasparenza del cristallino nei cristallini degli animali in coltura.15
È importante notare che alcuni degli studi qui presentati discutono le ben note proprietà antiglicative dell’integrazione orale di carnosina nella prevenzione della cataratta.
Come stai per apprendere, è stato dimostrato che l'applicazione topica di una forma derivata della carnosina chiamata N-acetilcarnosina penetra nel cristallino dell'occhio e aiuta a mantenere una chiarezza strutturale più giovanile del cristallino.
Per capire perché la carnosina è così benefica, è utile capire innanzitutto come si forma la cataratta.
La cataratta è un insieme opaco di proteine deformate che si accumulano nel cristallino trasparente dell'occhio.4,36
Tutte le proteine fanno affidamento sulla loro struttura molecolare squisitamente ripiegata per la loro funzione. Le proteine mal ripiegate non funzionano correttamente e le proteine del cristallino mal ripiegate diventano opache e incapaci di trasmettere la luce, formando così una cataratta.37,38
Un fattore importante nel misfolding delle proteine nel cristallino è la glicazione non enzimatica. In questo processo, gli zuccheri si legano chimicamente ad aminoacidi, proteine e altre biomolecole essenziali, distorcendone la struttura, il che contribuisce al misfolding delle proteine.4,39-42
Le proteine "chaperone" specializzate chiamate cristalline normalmente aiutano a prevenire il dispiegamento delle proteine nel cristallino. Ma quando le cristalline stesse subiscono la glicazione, perdono questa funzione protettiva. Ciò essenzialmente rimuove l’ultima linea di difesa e consente alla cataratta di formarsi ancora più velocemente.23,38,40,41
Lo studio più recente sulla carnosina nella cataratta ci mostra che, rallentando lo sviluppo delle proteine del cristallino indotto dalla glicazione, la carnosina può aiutare a prevenire la formazione della cataratta.4
Studi sull'uomo sui colliri con N-acetilcarnosina
Come abbiamo visto, la carnosina può svolgere un ruolo importante poiché è collegata ai normali cambiamenti strutturali che si verificano nell'occhio nel tempo. Quando la carnosina viene applicata come collirio, può apportare benefici alla superficie della cornea, ma non penetra nel cristallino.
La N-acetilcarnosina, tuttavia, può penetrare nella camera anteriore dell'occhio e successivamente subire la conversione in carnosina.34 I colliri con N-acetilcarnosina possono quindi essere un utile veicolo di somministrazione per aumentare i livelli di carnosina oltre la cornea nella camera anteriore dell'occhio e nel lente dell'occhio.
Studi sull'uomo hanno dimostrato che i colliri con N-acetil-carnosina all'1% portano a miglioramenti nella cataratta e nelle prestazioni visive degli occhi affetti da cataratta.5,6
Nello specifico, gli studi hanno dimostrato un miglioramento nella trasmissione complessiva della luce, nella sensibilità all'abbagliamento e, soprattutto, nella nitidezza visiva.5,6
I miglioramenti nella sensibilità all’abbagliamento sono particolarmente rilevanti per gli anziani che guidano. La sensibilità all'abbagliamento può essere molto pericolosa perché produce i caratteristici aloni attorno alle luci intense, che possono confondere i conducenti e contribuire agli incidenti.
Uno studio ha dimostrato che i colliri con N-acetilcarnosina all'1% somministrati ai conducenti anziani hanno migliorato la chiarezza visiva e ridotto la sensibilità all'abbagliamento sui bersagli rossi e verdi.35 Per ottenere i migliori risultati, utilizzare la carnosina il prima possibile, poiché la sua specialità risiede nel prevenire, piuttosto che nel trattare , cataratta.
La cataratta è uno dei disturbi visivi più comuni e causa circa la metà di tutti i casi di cecità nel mondo.1,2
Esistono molti fattori di rischio per la cataratta, tra cui diabete, fumo, alcol ed esposizione alla luce solare.3 La glicazione svolge un ruolo importante nello sviluppo della cataratta. Gli studi dimostrano che la riduzione o l'inversione della glicazione con carnosina orale e colliri topici con N-acetilcarnosina può rallentare la formazione della cataratta.4,8,17,43-46
I sintomi della cataratta includono visione offuscata, colori sbiaditi, maggiore sensibilità all'abbagliamento e alle luci intense e diminuzione della visione notturna.3
Di conseguenza, molti malati di cataratta hanno problemi con le funzioni visive di base come guidare, leggere o riconoscere i volti.47 Inoltre, è ora dimostrato che i problemi visivi indotti dalla cataratta possono aumentare il rischio di depressione e persino di cadute nelle persone anziane. 48
Chiunque soffra di questi sintomi dovrebbe consultare il proprio medico o l'optometrista per una visita oculistica, che è l'unico modo per diagnosticare la cataratta.3
Riepilogo
All'età di 80 anni, la maggioranza degli americani avrà la cataratta o avrà subito un intervento chirurgico di cataratta.
La cataratta è un insieme opaco e opaco di proteine mal ripiegate che si accumulano all'interno del cristallino dell'occhio, bloccando la luce e offuscando la vista.
La glicazione delle proteine è un processo distruttivo coinvolto nella produzione dei densi grumi proteici che formano la cataratta. Ciò ha portato a un’esplosione di interesse per le molecole bioattive in grado di prevenire o addirittura invertire la glicazione, nel tentativo di preservare una visione chiara anche nei nostri anni avanzati.
È stato ora dimostrato che la carnosina preserva la struttura e la disposizione adeguate delle proteine del cristallino, prevenendo la perdita della cristallinità del cristallino in condizioni di laboratorio e nel mondo reale. Uno dei modi principali in cui raggiunge questo obiettivo è attraverso la sua capacità di combattere la glicazione, che è un fattore critico nella formazione della cataratta.
La N-acetilcarnosina è stata a lungo utilizzata come agente stabilizzante all'1% nei colliri che contengono agenti lubrificanti approvati dalla FDA.
Molte persone usano questi colliri quotidianamente per i loro molteplici benefici.
Per mantenere livelli ematici continui di carnosina, assumere un integratore che fornisca 500 mg di carnosina due volte al giorno.
Il motivo per cui è importante assumere 500 mg di carnosina orale due volte al giorno è che gli enzimi carnosinasi degradano anche la carnosina di potenza più elevata (500 mg) entro 12 ore dall'ingestione.13
Materiale utilizzato con il permesso di Life Extension. Tutti i diritti riservati.
- Available at: http://www.cureblindness.org/cause. Accessed October 3, 2017.
- Available at: https://medlineplus.gov/magazine/issues/summer08/articles/summer08pg14-15.html. Accessed October 3, 2017.
- Available at: https://www.nei.nih.gov/health/cataract/cataract_facts. Accessed 27 May, 2017.
- Javadi S, Yousefi R, Hosseinkhani S, et al. Protective effects of carnosine on dehydroascorbate-induced structural alteration and opacity of lens crystallins: important implications of carnosine pleiotropic functions to combat cataractogenesis. J Biomol Struct Dyn. 2017;35(8):1766-84.
- Babizhayev MA, Deyev AI, Yermakova VN, et al. Efficacy of N-acetylcarnosine in the treatment of cataracts. Drugs R D. 2002;3(2): 87-103.
- Babizhayev MA, Deyev AI, Yermakova VN, et al. N-Acetylcarnosine, a natural histidine-containing dipeptide, as a potent ophthalmic drug in treatment of human cataracts. Peptides. 2001;22(6):979-94.
- Available at: http://www.medicinenet.com/script/main/art.asp?articlekey=2645. Accessed October 4, 2017.
- Babizhayev MA, Micans P, Guiotto A, et al. N-acetylcarnosine lubricant eyedrops possess all-in-one universal antioxidant protective effects of L-carnosine in aqueous and lipid membrane environments, aldehyde scavenging, and transglycation activities inherent to cataracts: a clinical study of the new vision-saving drug N-acetylcarnosine eyedrop therapy in a database population of over 50,500 patients. Am J Ther. 2009;16(6):517-33.
- Miyaji T, Sato M, Maemura H, et al. Expression profiles of carnosine synthesis-related genes in mice after ingestion of carnosine or ss-alanine. J Int Soc Sports Nutr. 2012;9(1):15.
- Trexler ET, Smith-Ryan AE, Stout JR, et al. International society of sports nutrition position stand: Beta-Alanine. J Int Soc Sports Nutr. 2015;12:30.
- Boldyrev AA, Dupin AM, Bunin A, et al. The antioxidative properties of carnosine, a natural histidine containing dipeptide. Biochem Int. 1987;15(6):1105-13.
- Boldyrev AA, Aldini G, Derave W. Physiology and pathophysiology of carnosine. Physiol Rev. 2013;93(4):1803-45.
- Available at: http://www.lifeextension.com/magazine/2006/1/awsi/Page-01. Accessed October 9, 2017.
- Quinn PJ, Boldyrev AA, Formazuyk VE. Carnosine: its properties, functions and potential therapeutic applications. Mol Aspects Med. 1992;13(5):379-444.
- Attanasio F, Cataldo S, Fisichella S, et al. Protective effects of L- and D-carnosine on alpha-crystallin amyloid fibril formation: implications for cataract disease. Biochemistry. 2009;48(27):6522-31.
- Williams DL, Munday P. The effect of a topical antioxidant formulation including N-acetyl carnosine on canine cataract: a preliminary study. Vet Ophthalmol. 2006;9(5):311-6.
- Yan H, Guo Y, Zhang J, et al. Effect of carnosine, aminoguanidine, and aspirin drops on the prevention of cataracts in diabetic rats. Mol Vis. 2008;14:2282-91.
- Lopez-Otin C, Blasco MA, Partridge L, et al. The hallmarks of aging. Cell. 2013;153(6):1194-217.
- Gul A, Rahman MA, Hasnain SN. Role of fructose concentration on cataractogenesis in senile diabetic and non-diabetic patients. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2009;247(6):809-14.
- Gul A, Rahman MA, Salim A, et al. Advanced glycation end products in senile diabetic and nondiabetic patients with cataract. J Diabetes Complications. 2009;23(5):343-8.
- Hashim Z, Zarina S. Advanced glycation end products in diabetic and non-diabetic human subjects suffering from cataract. Age (Dordr). 2011;33(3):377-84.
- Javadi MA, Zarei-Ghanavati S. Cataracts in diabetic patients: a review article. J Ophthalmic Vis Res. 2008;3(1):52-65.
- Karumanchi DK, Karunaratne N, Lurio L, et al. Non-enzymatic glycation of alpha-crystallin as an in vitro model for aging, diabetes and degenerative diseases. Amino Acids. 2015;47(12):2601-8.
- Oimomi M, Maeda Y, Hata F, et al. Glycation of cataractous lens in non-diabetic senile subjects and in diabetic patients. Exp Eye Res. 1988;46(3):415-20.
- Pokupec R, Kalauz M, Turk N, et al. Advanced glycation endproducts in human diabetic and non-diabetic cataractous lenses. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2003;241(5):378-84.
- Ramalho JS, Marques C, Pereira PC, et al. Role of glycation in human lens protein structure change. Eur J Ophthalmol. 1996;6(2):155-61.
- Sadowska-Bartosz I, Bartosz G. Effect of glycation inhibitors on aging and age-related diseases. Mech Ageing Dev. 2016;160:1-18.
- Singh VP, Bali A, Singh N, et al. Advanced glycation end products and diabetic complications. Korean J Physiol Pharmacol. 2014;18(1):1-14.
- Moreau KL, King JA. Protein misfolding and aggregation in cataract disease and prospects for prevention. Trends Mol Med. 2012;18(5):273-82.
- Cadore EL, Izquierdo M. Exercise interventions in polypathological aging patients that coexist with diabetes mellitus: improving functional status and quality of life. Age (Dordr). 2015;37(3):64.
- Monickaraj F, Aravind S, Gokulakrishnan K, et al. Accelerated aging as evidenced by increased telomere shortening and mitochondrial DNA depletion in patients with type 2 diabetes. Mol Cell Biochem. 2012;365(1-2):343-50.
- Prevost G, Bulckaen H, Gaxatte C, et al. Structural modifications in the arterial wall during physiological aging and as a result of diabetes mellitus in a mouse model: are the changes comparable? Diabetes Metab. 2011;37(2):106-11.
- Takeuchi A, Matsushima E, Kato M, et al. Characteristics of neuropsychological functions in inpatients with poorly-controlled type 2 diabetes mellitus. J Diabetes Investig. 2012;3(3):325-30.
- Babizhayev MA. Analysis of lipid peroxidation and electron microscopic survey of maturation stages during human cataractogenesis: pharmacokinetic assay of Can-C N-acetylcarnosine prodrug lubricant eye drops for cataract prevention. Drugs R D. 2005;6(6):345-69.
- Babizhayev MA. Rejuvenation of visual functions in older adult drivers and drivers with cataract during a short-term administration of N-acetylcarnosine lubricant eye drops. Rejuvenation Res. 2004;7(3):186-98.
- Dubois VD, Bastawrous A. N-acetylcarnosine (NAC) drops for age-related cataract. Cochrane Database Syst Rev. 2017;2:CD009493.
- Ma Z, Yao W, Chan CC, et al. Human betaA3/A1-crystallin splicing mutation causes cataracts by activating the unfolded protein response and inducing apoptosis in differentiating lens fiber cells. Biochim Biophys Acta. 2016;1862(6):1214-27.
- Watson GW, Andley UP. Activation of the unfolded protein response by a cataract-associated alphaA-crystallin mutation. Biochem Biophys Res Commun. 2010;401(2):192-6.
- Zhang Q, Ames JM, Smith RD, et al. A perspective on the Maillard reaction and the analysis of protein glycation by mass spectrometry: probing the pathogenesis of chronic disease. J Proteome Res. 2009;8(2):754-69.
- Derham BK, Harding JJ. Alpha-crystallin as a molecular chaperone. Prog Retin Eye Res. 1999;18(4):463-509.
- Derham BK, Harding JJ. Effects of modifications of alpha-crystallin on its chaperone and other properties. Biochem J. 2002;364(Pt 3):711-7.
- Liang JN, Chylack LT, Jr. Spectroscopic study on the effects of nonenzymatic glycation in human alpha-crystallin. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1987;28(5):790-4.
- Abdelkader H, Longman M, Alany RG, et al. On the Anticataractogenic Effects of L-Carnosine: Is It Best Described as an Antioxidant, Metal-Chelating Agent or Glycation Inhibitor? Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:3240261.
- Babizhayev MA, Burke L, Micans P, et al. N-Acetylcarnosine sustained drug delivery eye drops to control the signs of ageless vision: glare sensitivity, cataract amelioration and quality of vision currently available treatment for the challenging 50,000-patient population. Clin Interv Aging. 2009;4:31-50.
- Babizhayev MA, Kasus-Jacobi A. State of the art clinical efficacy and safety evaluation of N-acetylcarnosine dipeptide ophthalmic prodrug. Principles for the delivery, self-bioactivation, molecular targets and interaction with a highly evolved histidyl-hydrazide structure in the treatment and therapeutic management of a group of sight-threatening eye diseases. Curr Clin Pharmacol. 2009;4(1): 4-37.
- Babizhayev MA, Guiotto A, Kasus-Jacobi A. N-Acetylcarnosine and histidyl-hydrazide are potent agents for multitargeted ophthalmic therapy of senile cataracts and diabetic ocular complications. J Drug Target. 2009;17(1):36-63.
- Allen D, Vasavada A. Cataract and surgery for cataract. BMJ. 2006;333(7559):128-32.
- Gimbel HV, Dardzhikova AA. Consequences of waiting for cataract surgery. Curr Opin Ophthalmol. 2011;22(1):28-30.