Lutein und Zeaxanthin und Gehirnfunktion bei Kindern

Eine geringe Luteinaufnahme in jungen Jahren scheint weitreichendere Folgen zu haben als bisher angenommen. Die zunehmende Exposition von Kindern an Monitoren, die blaues Licht ausstrahlen, erhöht den Bedarf an Lutein und Zeaxanthin weiter. Die Forschung zeigt, dass Lutein ein wichtiger Nährstoff für das Gehirn ist und in allen Altersstufen eine Rolle für den kognitiven Status spielt. 

Von allen Carotinoiden aus der Nahrung werden vorwiegend Lutein und Zeaxanthin in die Neuroretina eingebaut, um den Makulafarbstoff in der Netzhaut des Auges zu bilden. Lutein und Zeaxanthin sind auch die am meisten vorkommenden Carotinoide im Gehirn, wo sie 66% bis 77% der gesamten Carotinoidkonzentration ausmachen [1]. 

Mehrere Studien an Erwachsenen und älteren Menschen haben eine positive Korrelation zwischen der Makulapigmentdichte im Auge und den kognitiven Hirnfunktionen gezeigt. Es hat sich gezeigt, dass eine Relation besteht zwischen der Dichte des Makulapigments (Makulapigmentdichte MPOD) und der Carotinoidkonzentration im Gehirn. 

Neuropigmente für die Hirnentwicklung 

In den letzten Jahren wird zunehmend auf die Bedeutung von Lutein und Zeaxanthin für Kinder hingewiesen. Eine wachsende Zahl an Studien mit dem Fokus auf Ungeborene, Babies, Kleinkinder, und junge Erwachsene bestätigt, dass Lutein und Zeaxanthin als ‘Neuropigmente’ wichtig für die Entwicklung des Gehirns, die neurale Leistungsfähigkeit und die kognitiven Funktionen sind [1,2]. 

Beispielsweise haben mehrere Studien mit Kindern im Alter von 7 bis 13 Jahren gezeigt, dass eine höhere Makulapigmentdichte (MPD) [1] eine bessere kognitive Funktion, eine bessere Konzentration bei der Ausführung kognitiver Aufgaben und bessere Schulleistungen zeigt. 

Die vorliegenden Daten zeigen, dass eine vom frühen Alter an ausreichende Versorgung mit Lutein eine wichtige präventive Maßnahme zur langfristigen Erhaltung der Augen- und kognitiven Funktionen sein könnte [2]. Dennoch gibt es (noch) keine Empfehlungen für die tägliche Einnahme von Lutein und Zeaxanthin. Lutein ist kein Standardbestandteil der Flaschennahrung, obwohl es in der Muttermilch enthalten ist. 

Gehör 

Lutein ist das dominante Carotinoid im Gehirn und kommt in vielen Hirnarealen vor. Auch in solchen, die an Gedächtnis- und Lernfunktionen beteiligt sind, wie z.B. im präfrontalen Kortex und im Hippocampus. Lutein und Zeaxanthin sind auch im auditorischen Kortex vorhanden und scheinen eine Rolle für das optimale Hören zu spielen. Letzteres wurde in einer Studie mit Jugendlichen/jungen Erwachsenen nachgewiesen, in der ein Zusammenhang zwischen der Makulapigmentdichte und der Hörfunktion gefunden wurde [3]. 

Kognitive und psychische Gesundheit 

Es ist bekannt, dass oxidativer Stress einen negativen Einfluss auf das Gedächtnis und andere kognitive Gehirnfunktionen hat. Lutein und Zeaxanthin haben antioxidative und entzündungshemmende Eigenschaften. Amerikanische Forscher untersuchten die Wirkung einer Makula-Carotinoid-Supplementierung auf die Spiegel von BDNF (brain-derived neurotrophic factor) und pro-inflammatorischen Zytokinen (z.B. IL-1β) und auf die antioxidative Kapazität bei Jugendlichen/jungen Erwachsenen [4]. 

BDNF ist ein körpereigener Signalstoff (Neurotrophin), der das Überleben und Wachstum verschiedener Neuronen fördert. Er wird für die synaptische Plastizität benötigt, also den Prozess, durch den neue Synapsen gebildet werden, und der für Lernprozesse und ein gut funktionierendes Gedächtnis wichtig ist. 

Die 59 Probanden (18 bis 25 Jahre) wurden in drei Gruppen aufgeteilt: 

• Placebo 
• 13 mg Carotinoide / mit 10,86 mg Lutein und 2,27 mg Zeaxanthin und Meso-Zeaxanthin 
• 27 mg Carotinoide / mit 22,33 mg Lutein und 4,70 mg Zeaxanthin und Meso-Zeaxanthin. 

Nach sechs Monaten waren die Spiegel von IL-1β (Interleukin-1 beta) in den beiden Gruppen, die die Makula-Carotinoide erhielten, im Vergleich zu Placebo signifikant gesunken. 

Zudem waren in den Supplementierungsgruppen der BDNF-Spiegel, die antioxidative Kapazität und die Makula-Pigmentdichte im Vergleich zu Placebo statistisch signifikant erhöht. 

Darüber hinaus verbesserten sich auch die Werte verschiedener Aspekte der kognitiven Funktionen (visuelles und verbales Gedächtnis, Konzentration, psychomotorische Geschwindigkeit und Verarbeitungsgeschwindigkeit) in den Behandlungsgruppen, während diese in der Placebogruppe unverändert blieben. Es scheint eine Korrelation zwischen dem Anstieg des BDNF und den gemessenen Gedächtnisfunktionen sowie zwischen der Veränderung der Makulapigmentdichte und der psychomotorischen Geschwindigkeit zu bestehen. 

Der Anstieg des BDNF stand im Zusammenhang mit der Abnahme von IL-1β, was darauf hindeutet, dass die regelmäßige Einnahme von Makula-Carotinoiden (Xanthophyllen) die Entzündungskaskade unterbricht, die zu einer Abnahme des BDNF führt [4]. 

In der Vergangenheit wurden bereits positive Effekte einer Supplementierung mit Lutein, Zeaxanthin und Meso-Zeaxanthin auf mentalen Stress, den Cortisolspiegel und die emotionale und körperliche Gesundheit veröffentlicht [5]. In dieser Studie erhielten 56 junge Erwachsene im Alter von 18 bis 25 Jahren während des 12-Monats-Zeitraums 

Gesundheit der Augen 

Viele Kinder setzen ihre Augen täglich stundenlang Monitoren aus, die blaues Licht ausstrahlen [2]. Der Anteil des blauen Lichts, der das Auge durchdringt und die Netzhaut erreicht, ist altersabhängig und bei Kindern höher als bei Erwachsenen [6]. 

Lutein und Zeaxanthin filtern blaues Licht und schützen so die lichtempfindlichen Zellen in der Netzhaut vor dem schädlichen Einfluss blauen Lichts. 

Obwohl noch nicht geklärt ist, ob die regelmäßige Exposition an Monitoren im frühen Alter einen negativen Einfluss auf die späteren Sehfunktionen hat, scheint eine Prävention als Vorsichtsmaßnahme sinnvoll [2]. 

Bei täglicher Exposition künstlichen Blaulichts sollte vor allem bei Kindern auf eine ausreichende Zufuhr an Lutein und Zeaxanthin über die Ernährung geachtet werden. 

 

 

 

Quellen 

1. Nutrition andtheFunction of the Central Nervous System. A Special Issue of Nutrients. Feb 2018. Ed. Hammond BR.
   2. Long AC, Kuchan M, Mackey AD. Lutein as an Ingredient in Pediatric Nutritionals. J AOAC Int. 2019 Jul 1;102(4):1034-1043.
   3. Wong JC, Kaplan HS, Hammond BR. Lutein and zeaxanthin status and auditory thresholds in a sample of young healthy adults. Nutr Neurosci. 2017 Jan;20(1):1-7.
   4. Stringham NT, Holmes PV, Stringham JM. Effects of macular xanthophyll supplementation on brain-derived neurotrophic factor, pro-inflammatory cytokines, and cognitive performance. Physiol Behav. 2019 Aug 16;211:112650.
   5. Stringham NT, Holmes PV, Stringham JM. Supplementation with macular carotenoids reduces psychological stress, serum cortisol, and sub-optimal symptoms of physical and emotional health in young adults. Nutr Neurosci. 2018 May;21(4):286-296.
   6. O’Hagan JB, Khazova M, Price LL. Low-energy light bulbs, computers, tablets and the blue light hazard. Eye (Lond). 2016 Feb;30(2):230-3. 

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