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葉黃素是靈長類動物腦部最重要的類胡蘿卜素，葉黃素不僅可以通過血腦屏障，還可能對維持大腦功能有特殊作用，不僅對維持年長者的認知能力、語言能力有利，而且可能參與了嬰幼兒腦部神經系統發育。
葉黃素是一種天然存在的類蘿卜素，它是視網膜中黃斑色素的重要組成部分，可以過濾藍光，防止視網膜損傷。研究表明，葉黃素不僅僅是存在于黃斑色素中，而廣泛的存在于大腦內的各個部分，其含量占腦部總類胡蘿卜素的59%，且其濃度與嬰兒大腦發育和老年人認知功能呈正相關。早產兒由于提前出生，失去在妊娠最后幾周和出生后繼續獲取母體葉黃素的機會，導致早產兒大腦中葉黃素的濃度顯著偏低。研究發現，在早產嬰兒體內，葉黃素的濃度顯著低于足月兒體內葉黃素濃度，有可能是造成早產兒的神經發育缺陷的原因。相比早產兒，足月兒的動脈臍帶血中葉黃素水平較高，特別是在妊娠晚期，而這一時期正是嬰兒神經發育的黃金時期，這表明葉黃素這一時期的濃度增加與促進中樞神經系統發展的作用有關。相反，嬰兒早期體內低葉黃素水平，則與神經發育受損、視網膜色素上皮成熟及神經組織氧化應激風險的增加有關。
做為靈長類動物大腦中的主要類胡蘿卜素，在人體血液中，葉黃素及其類似物只占總類胡蘿卜素總量的40%，而在人類大腦中葉黃素則占類胡蘿卜素總量的66%～77%，這表明葉黃素選擇性的在大腦中進行儲存累積，從另一方面提示葉黃素在腦功能及發育過程中的潛在作用。葉黃素雖然也屬于維生素A家族，但是其維生素 A 活性很小，關于其在視神經細胞及腦神經細胞中的代謝和功能缺乏足夠的認識。目前在營養保健品中應用葉黃素的產品越來越多，但是目前主要關注點在其對視力的保護作用上，對其促進腦部功能發育的認識還很少。本文綜述了國外關于葉黃素生物活性功能的研究進展，為其更廣泛的應用提供科學依據。
葉黃素屬于類胡蘿卜素家族，是人腦組織中含量最高的類胡蘿卜素物質，在人體血液中的濃度約0.5 μmol/L。葉黃素只能由植物合成，在萬壽菊、菠菜、胡蘿卜等深綠色葉類蔬菜中含量豐富。由于無法自身合成葉黃素，動物體內的葉黃素都是直接或間接從水果、蔬菜中獲得。
生物體內的氧化活性物質（ROS）包括一系列為被完全還原的氧化合物組成，包括 H2O2，HO﹡，O2- 等，通常它們是由機體內的代謝反應生成的副產物。葉黃素良好的抗氧化作用，主要是通過降低炎癥因子的表達和增加超氧化物歧化酶來完成。(管注：過于專業的內容略)
葉黃素在神經系統發育中的作用的研究目前還很少。除了抗氧化作用外，由于葉黃素能優先被腦神經組織吸收，因此葉黃素對腦組織發育的作用最近受到了越來越多的關注。Vishwanathan 等發現盡管葉黃素只占飲食中總類胡蘿卜素的12%，但是卻占腦部總類胡蘿卜素的59%，是嬰兒大腦中含量最豐富的類胡蘿卜素。通過分析嬰兒頭部組織中的葉黃素及其代謝物，發現與學習和記憶相關的腦組織（大腦皮層，海馬區和枕葉皮層）中葉黃素濃度與脂類代謝，氨基酸類神經傳遞因子以及高肌肽代謝有密切關系。與足月嬰兒相比，早產兒的腦內葉黃素濃度明顯較低，這表明在妊娠晚期是嬰兒從母體獲取葉黃素的關鍵時期，對應嬰兒腦部發育的關鍵時期。基于最佳腦部發育需要通過攝取多種食物得到最佳營養素組合的概念，對6個月大的嬰兒進行了電生理學研究（通過測量電波反應），以測試哺乳期母親母乳中的營養物質與接受母乳的嬰兒的識別記憶（一種神經認知指標）之間的關系。該研究表明，母乳中含有較高的葉黃素和膽堿的喂養的嬰幼兒神經認知能力更好，因此這些營養素的特定組合可能對識別記憶能力的發育很重要。除了幫助嬰幼兒神經系統發育外，葉黃素對人類干細胞可能具有直接的促分化作用，也有報道葉黃素的促神經發育作用與其對二十二碳六烯酸（DHA）的抗氧化作用相關，通過保護 DHA 的還原性，以維持 DHA 的生物活性，通過增強神經元細胞之間間隙信息傳遞來增強腦神經功能，或者葉黃素影響嬰兒大腦中的脂肪酸和神經遞質，促進細胞膜成熟和皮質折疊。此外，葉黃素的抗炎和抗氧化作用也可能防止與ROS 相關的神經發育不良的發生，從而保護新生兒，尤其是早產兒健康成長。
在老年人體內，雖然葉黃素濃度低于嬰兒，但是葉黃素對老年人的認知能力也有積極作用。葉黃素可通過防止大腦衰老減緩或預防認知能力下降，血清葉黃素水平較高的年長者，其海馬旁區的灰質較厚，在結晶智力測試中表現更好。額外補充葉黃素不僅可以提高老年人的智力表現，同時也可以預防相關疾病的發生∶給體內葉黃素濃度較低、有輕度認知障礙的老年婦女補充葉黃素，可顯著提高其言語流暢性；在另一項長達5年的研究中，對老年人進行葉黃素養補充發現，服用葉黃素后老年性黃斑病變的患病風險降低了25%。
嬰幼兒腦部神經系統發育成熟的過程中，需要大量的神經干細胞分化成熟為神經元細胞。伴隨這一分化過程的是細胞基因和蛋白質表達的重大改變，神經系統對神經傳遞因子和能量代謝的巨大需求，同時產生ROS 氧化壓力。而葉黃素在這一過程中，可能發揮著重要作用。(管注：過于專業的內容略)
葉黃素是靈長類動物腦部最重要的類胡蘿卜素，葉黃素不僅可以通過血腦屏障，還可能對維持大腦功能有特殊作用，不僅對維持年長者的認知能力、語言能力有利，而且可能參與了嬰幼兒腦部神經系統發育。其腦部保健功能可能的機制是葉黃素能夠調節細胞的代謝，促進糖酵解代謝途徑向氧化磷酸華轉變，從而改變細胞/組織的表觀遺傳學狀態，調控與神經細胞分化/發育相關的基因表達。我國的新生兒數量長期居于世界前列，且隨著我國老齡化社會的到來，嬰兒和老年人腦部功能保護的需求巨大，可以看到葉黃素在腦功能保護領域具有巨大的應用潛力。