Postępy w technologii informacji, oprogramowaniu i elektronice doprowadziły do powszechnego użycia ekranów i monitorów, szczególnie w miejscu pracy, lecz także dla rozrywki. Ekran tworzy platformę VDT, pomiędzy operatorem i komputerem, więc jest nieodzowny w wykonywaniu wielu codziennych czynności. Niestety, jak wiadomo w środowisku oftalmologów, ludzie notorycznie korzystający z komputerów często uskarżają się na zmęczone oczu. Zjawisko to, zwane astenopią akomodacyjną spowodowało liczne badania z zakresu BHP. Przykładem mogą być epidemiologiczne badania ostatniej dekady, które ujawniły podstawowe czynniki związane ze zmęczeniem oczu. Badania te, obejmujące 6.000 przypadków zidentyfikowały następujące przyczyny: niedostateczne oświetlenie, słaba ergonomika pracy i wady wzroku. Dalsze badania wykazały, że poprawa tych warunków skutkowała mniejszym zmęczeniem oczu tylko w 50% przypadków. Możliwym wyjaśnieniem tej obserwacji jest fakt, że inne czynniki pozostały nieznane, źle wdrożone zostały zalecone zmiany, lub zwiększyło się obciążenie wzroku w trakcie pracy. Jest wysoce prawdopodobne, że przyczyną była kombinacja tych czynników, a obecne rozwiązania są niewystarczające, aby zredukować astenopię. Do jej symptomów można zaliczyć: nadwrażliwość na promienie słoneczne, ból głowy, podrażnione oczy i rozmyte widzenie.




Standardowa ankieta okulisty, dotycząca subiektywnego zmęczenia oczu, obejmuje zazwyczaj umiarkowane symptomy, które jednak pogarszają się, jeżeli nie podjęte zostają żadne kroki zapobiegawcze. Co więcej, istnieją już oftalmologiczne narzędzia diagnostyczne, które umożliwiają detekcję innych problemów związanych ze wzrokiem, na przykład amplitudę akomodacyjną, poziom reakcji akomodacyjnej (dwukierunkowo), ocenę mrugającego światła CFF oraz wzrokowy potencjał wywołany wzorcem PVEP. Jak dotychczas, dziewięć badań klinicznych, przeprowadzonych przez sześć niezależnych klinik oftalmologicznych w Japonii, było w stanie stwierdzić skuteczność astaksantyny w obniżaniu astenopii, poprzez obserwowaną poprawę w funkcji akomodacyjnej i odbudowę ciała rzęskowego (Figure 1.), siatkówkowym przepływie krwi oraz poziomie markerów zapalnych.


Można dyskutować, że astenopia nie jest schorzeniem zagrażającym życiu oraz znacznie łagodniejszym niż np. zwyrodnienie plamki żółtej. Nie ma dowodów na to, że monitor wywołuje trwałe uszkodzenia wzroku (np. krótkowzroczność). Niemniej jednak zjawisko to związane jest z funkcjonalnym dyskomfortem oraz mocno oddziałuje na wydajność pracy i komfort wypoczynku.


Astenopia (zmęczenie oczu)

Astenopia, inaczej nazywana zmęczeniem oczu, pojawia się w cyklu dziennym, gdzie wydajność wzroku generalnie zmniejsza się naturalnie od rana do zmierzchu. Problem zwiększa się przy codziennym kontakcie z monitorem w granicach 4 do 7 godzin, poprzez wpływ na zdolność akomodacyjną ciała rzęskowego, które kontroluje refrakcję soczewek. Kilka randomizowanych prób z podwójną ślepą próbą wykazało pozytywny wpływ astaksantyny na funkcje wzrokowe. Na przykład badania Nagaki et al. (2002) pokazały, że badani (n=13), którzy otrzymali 5mg astaksantyny dziennie, przez jeden miesiąc, wykazywali 54% redukcję objawów zmęczenia oczu (Figure 2.) W badaniach nad wzrokiem sportowców, prowadzonych przez Sawaki et. al. 2003 wykazano, że głęboka percepcja i ocena mrugającego światła poprawiła się odpowiednio o 46% i 5% przy dawce dziennej 6mg (n=9). Działanie astaksantyny na wydolność wzroku spowodowało rozpoczęcie wielu innych badań klinicznych, ukierunkowanych na optymalizację dawki i identyfikację mechanizmu działania.


Redukcja Astenopii

Badania Nakamura et al., (2004), pokazały znaczny postęp w redukcji astenopii i pozytywną akomodację dla grup 4mg (p<0,05) i 12mg (p<0,01). Jakkolwiek dopiero Nitta et al. (2005) ustalił optymalną dawkę dzienną na 6mg (n=10) w okresie 4 tygodni, poprzez porównanie zmęczenia oczu przy użyciu wizualnej skali analogowej (VAS) opartej na ankiecie i wartościach akomodacji. W sumie, grupa, której podawano 6mg osiągnęła polepszenie w 2 i 4 tygodniu testu. Co więcej, wyniki ankiety uzyskane przez Shiratori et al. (2005) i Nagaki et al., (2006) również potwierdziły poprzednie odkrycie, dotyczące faktu, iż suplementacja 6mg astaksantyny przez 4 tygodnie poprawia symptomy związane ze zmęczeniem, bolesnością, suchością i rozmytym widzeniem. Inne badania Takahashi i Kajita (2005), pokazały, że astaksantyna łagodzi indukowane zmęczenie oczu, co sugeruje raczej prewencję astaksantyną, niż leczenie. Grupy, którym podawano astaksantynę (bez astenopii, silna stymulacja wizualna) były w stanie odzyskać sprawność widzenia szybciej niż grupa kontrolna. Później, Iwasaki i Tawara (2006) potwierdzili te dane w randomizowanych badaniach krzyżowych z podwójną ślepą próbą. Ponieważ ankieta niesie ze sobą subiektywne ograniczenia, bezpośredni pomiar parametrów związanych z astenopią jest bardziej miarodajny. Zalicza się do nich: amplituda akomodacji (Figure 3), poziom reakcji akomodacji (dwukierunkowo), CFF - ocenę mrugającego światła oraz PVEP - wzrokowy potencjał wywołany wzorcem. Opierając się na kwantytatywnej informacji, można jednoznacznie stwierdzić, że parametry związane z akomodacją ulegały poprawie w całym okresie suplementacja astaksantyną (Nagaki et al., 2002, 2006; Nakamura et al., 2004; Takahashi & Kajita, 2005; Shiratori et al., 2005; Nitta et al., 2005; Iwasaki & Tawara, 2006) podczas gdy CFF i PVEP pozostały niejasne (Sawaki et al., 2002; Nagaki et al., 2002; Nakamura et al., 2004). Tak więc, mechanizm na drodze którego astaksantyna poprawia kondycję oczu, jest najprawdopodobniej związany z poprawą akomodacji.


Mechanizm działania: poprawiona akomodacja, zwiększony przepływ krwi i działanie przeciwzapalne

Akomodacja mierzy właściwości refrakcyjne soczewek i odnosi się do funkcji ciała rzęskowego. Ten mały mięsień gałki ocznej kontroluje grubość soczewki przy skupianiu światła na siatkówce. Przy dużym obciążeniu, oko skupione jest na obiekcie w stałej odległości przez dłuższy okres, co może spowodować skurcze mięśnia lub spowodować zmęczenie wykrywalne w teście akomodacyjnym. W skład testu wchodzi: amplituda akomodacji, reakcja akomodacyjna (pozytywna lub negatywna) i komponent wysokiej częstotliwości (HFC). Wszystkie badania kliniczne używają kombinacji testów akomodacyjnych aby wskazać poziom zmęczenia oczu. Na przykład, zwiększona amplituda akomodacji u wszystkich badanych wykazała poprawioną reakcję na bliskie i odległe obiekty (Nagaki et al., 2002, 2006; Nakamura et al., 2004). Figure 4, 5 i Table 1 ujawniają wyższy poziom akomodacji u grup suplementowanych astaksantyną. Pokazują one szybkość z jaką ciało rzęskowe reaguje na zmianę odległości od obiektu (negatywna akomodacja to zmiana skupienia z obiektu oddalonego o 35cm na obiekt oddalony o 5m); (Nitta et al., 2005; Shiratori et al., 2005; Nakamura et al., 2005; Iwasaki & Tawara, 2006). Istotne efekty osiągane były po 2 tygodniach suplementacji.

Inna technika, nazywana HFC mierzy bezpośrednio mikrofluktuację soczewek podczas odpowiedzi akomodacyjnej, a typowe wartości dla zdrowych oczu zawierają się pomiędzy 50 i 60. Ludzie cierpiący na astenopię (wartości powyżej 60), którym podano astaksantynę odzyskiwali sprawność wzrokową lepiej niż grupa kontrolna (Figure 6), bowiem ich wyniki HFC wracały do normy szybciej (Takahashi & Kajita, 2005). Inne randomizowane badania kontrolne prowadzone przez Nagaki et al., (2005) doprowadziły do odkrycia, że ulega zwiększeniu siatkówkowy przepływ krwi w grupie, która otrzymywała 6mg astaksantyny przez 4 tygodni (n=14, p<0,01).

Chociaż niejasny jest konkretny powód poprawy akomodacji obserwowanej przy suplementacji astaksantyną, autor postuluje, że w wyniku poprawy reologii krwi zbadanej w naczyniach kapilarnych siatkówki, więcej krwi dociera do ciała rzęskowego i lepiej odżywione zostają mięśnie rzęskowe. Widoczna poprawa zgodna jest z badaniami Nagaki et al., (2005), który testował wpływ astaksantyny na reologię krwi za pomocą MC-FAN, w dawce 6mg przez dziesięć dni (Figure 7). Krew wykazywała znacznie większą prędkość przepływu (ex-vivo) w porównaniu do grupy kontrolnej (p<0,05). Ostatnio, wysokiej klasy konsorcjum badawcze Hokkaido-Yokohama-Tokyo stwierdziło ostatecznie przeciwzapalne właściwości astaksantyny w wywołanym endotoksynami zapaleniu błony naczyniowej oka (EIU) zarówno w modelu in-vitro jak i in-vivo. Ohgami et al., (2003) zaobserwował, że dawka astaksantyny 1, 10 lub 100mg/kg u szczurów ma taki sam efekt jak 10mg/kg prednisolone (n=8, p<0,01). Markery zapalne, takie jak syntetaza tlenku azoty (NOS), prostaglandyny E2 (PGE2) i czynnik martwicy nowotworu (TNF) były wszystkie znacznie obniżone. W przypadku ludzi, 4mg astaksantyny dziennie może przynieść takie same korzyści, jak 4mg prednisolone, bez efektów ubocznych związanych ze wzrostem ciśnienia śródgałkowego. W innych badaniach, Suzuki et al., (2006) potwierdził te same efekty podczas badań nad ciałem rzęskowym tęczówki u szczurów, którym podawano astaksantynę. Były to również pierwsze badania potwierdzające fakt, że astaksantyna tłumi aktywację NF-kB przez wolne rodniki w modelu szczura EIU (Figure 8). Wynikiem jest niższa odpowiedź przeciwzapalna, która w innym przypadku utrzymywałaby się w centrach lokalnych. Może to posłużyć za wyjaśnienie faktu zmniejszania zmęczenia oczu obserwowanego w licznych badaniach klinicznych astaksantyny.

Aby astaksantyna mogła działać, musi przedostać się przez barierę siatkówki (BRB), na co nie ma bezpośrednich dowodów, ponieważ nie istnieje specyficzna, nieinwazyjna metoda, aby to jednoznacznie stwierdzić. Jakkolwiek, BRB jest selektywną barierą podobną do bariery krew-mózg (BBB), która jest lepiej poznana. Masa cząsteczkowa astaksantyny nie przekracza 600 Da, dlatego można wnioskować, że pokonuje ona barierę siatkówki. Co więcej, astaksantyna należy do tej samej grupy karotenoidów ksantofilowych co luteina i zeaksantyna. Oba te związki skoncentrowane są w rejonie plamki żółtej oka. W przeciwieństwie do beta-karotenu i likopenu, ksantofile te są dotychczas jedynymi karotenoidami wykrytymi w oku.


Podsumowanie

Zmęczenie oczu lub astenopia jest pospolitym problemem, który pojawia się przy regularnym używaniu monitora i może zostać rozwiązany na bazie licznych odkryć ostatnich lat, które pojawiły się przy okazji badań epidemiologicznych na całym świecie. Ponieważ obecne metody pozwalają na uzyskanie poprawy tylko w 50% przypadków, astaksantyna oferuje komplementarną alternatywę, poprzez redukcję stanu zapalnego, polepszenie akomodacji oka i przyspieszenie przepływu krwi.


Patent
Medicament for improving the Failure of Accomodation, US 2005/0171214


Biovico