A karotinoidok

A karotinoidok az ún másodlagos növényi vegyületek, amelyek nem tekinthetők nélkülözhetetlenek az ember számára, de előnyösnek tekinthetők a Egészség. A karotinoidok lipofil (zsírban oldódó) színpigmentek. A növényi organizmusok kromoplasztjaiban fordulnak elő, és sok növénynek és gyümölcsnek sárga vagy vöröses színt adnak. A karotinoidok a zöld növények kloroplasztjaiban is kimutathatók, amelyek színét a klorofill zöldje elfedi. A karotinoidokat kizárólag növényi szervezetek szintetizálhatják. A fotoszintézis során ott vesznek részt a abszorpció a fény és az energiájának a klorofillra való átadása. Tágítják a abszorpció spektrum a kék-zöld spektrum tartományban a fotoszintetikus organizmusokban, és fényvédő tényezőként szolgál. Továbbá antioxidánsokként a karotinoidok védik a klorofillt molekulák növények fotooxidatív károsodásaitól, és megvédi a karotinoidokban gazdag növényi ételeket fogyasztó állatokat az agresszív hatásoktól oxigén faj - „oxidatív feszültség“. Ma 500-600 különböző karotinoid ismert, amelyek körülbelül 10% -a átalakítható A-vitamin (retinol) az emberi anyagcserén keresztül, és ezáltal provitamin tulajdonságokkal rendelkeznek. A legismertebb képviselő ezzel a tulajdonsággal béta-karotin. Ebben a karotinoidban van a legmagasabb A-vitamin aktivitást. Az A-vitamin kizárólag az állati szervezetben található meg, és ezen kívül béta-karotinképződhet más karotinoidokból is, például alfa-karotinból és béta-kriptoxantinból. Szokásos táplálkozási körülmények között körülbelül 40 különböző karotinoid detektálható az emberi szérumban, az alábbiak a fő karotinoidok a szervezetben.

  • Alfa-karotin
  • Béta-karotin
  • Likopin
  • Lutein
  • Zeaxantin
  • Alfa-kriptoxantin
  • Béta-kriptoxantin

Béta-karotin a plazmában lévő összes karotinoid 15–30% -át teszi ki.

Biokémia

Kémiailag a karotinoidok nyolc izoprenoid egységből állnak, és egy konjugált kettős kötést tartalmazó szénhidrogén láncból állnak, amelyek mindkét végén különböző szubsztituenseket hordozhatnak. Karotinokra oszthatók, amelyek a következőkből állnak: hidrogén és a szénés xantofilok, amelyek szintén tartalmaznak oxigén. A karotinok legfontosabb képviselői az alfa- és a béta-karotin, valamint likopin valamint xantofil-lutein, zeaxantin, valamint béta-kriptoxantin. Míg a sárga, a vörös és a narancssárga gyümölcs és zöldség főleg karotinokat tartalmaz, a xantofilok 60-80% -a zöld zöldségekben található. A béta-karotin a leggyakoribb karotinoid, bár például a spenótban és a káposzta fajták vagy likopin a paradicsomban sokkal magasabb.

Abszorpció

Az egész abszorpció a karotinoidok aránya nagyon alacsony, 1-50% között mozog. Az étrendi karotinoidbevitel növekedésével az abszorpciós ráta csökken. Ezenkívül az abszorpció a következő tényezőktől függ.

  • Ételfajta - élelmi rostpéldául a pektinek csökkentik az abszorpciót.
  • A karotinoidok jelenléte az élelmiszerekben - a kristályméret növekedésével csökken a felszívódás sebessége
  • Más élelmiszer-összetevőkkel, különösen zsírral kombinálva - az optimális felszívódás biztosítása érdekében az étrendi lipidek jelenléte elengedhetetlen
  • A feldolgozás típusa - hőkezelés, mechanikus aprítás elősegíti az abszorpciót.

Például a nyers sárgarépából származó béta-karotin csak körülbelül 1% -ot szívódik fel, mivel egy komplex, emészthetetlen fehérjék, lipidek és a szénhidrátok a növény sejtjében. A feldolgozás mértékének növekedésével - hő és mechanikai aprítás hatására, például közben főzés vagy ketchup előállításakor - az abszorpciós ráta növekszik. A karotinoidok felszívódása a lipidfelszívódás útját követi, ami szükségessé teszi a zsírok és epesavak. A karotinoidokat más zsírban oldódó tápanyagokkal együtt micellákba csomagolják, miután az élelmiszerből epesavak és a vékonybél hámsejtjeibe szállítják nyálkahártyaItt az aldehid retina az A-vitamin-aktív karotinoidokból - béta- és alfa-karotinból, valamint béta-kriptoxantinból - képződik a dioxigenáz enzim által történő oxidatív hasítás eredményeként - egy-kettő. molekulák retina képződhet béta-karotinból. A retina a tényleges A-vitaminná (retinol) alakul át alkohol dehidrogenáz. Ezt követően a retinol észterezése molekulák palmitinsavval, sztearinnal, oleinnal és linolénnel savakilletve retinil-észterek szintézisét eredményezi. A karotinoidok oxidatív hasítása dioxigenázzal és az A-vitamin képződése főleg a vékonybél sejtjeiben történik nyálkahártya. Az A-vitamin-aktív karotinoidok azonban más szövetsejtekben is átalakíthatók A-vitaminná, mint pl máj, vese és a tüdő. Oxigén és feltehetően egy fémiont vasaló, szükségesek a dioxigenáz aktivitás fenntartásához. Végül az enzimatikus hasítás mértéke és így a szintetizált A-vitamin mennyisége a karotinoidok vagy a fehérje bevitel szintjétől függ, vasaló állapot és egyidejű zsír- és zsíroldható bevitel vitaminok - A-, D-, E-, K-vitamin. A vizsgálatok kimutatták, hogy telített zsírsavak sokkal pozitívabb hatással vannak a karotinoidok felszívódására, mint a telítetlen zsírsavak. A következő okokat tárgyaljuk.

  • A polién zsírsavak - PFS -, például az omega-3 és -6 zsírsavak, megnövelik a micella méretét, ami csökkenti a diffúzió sebességét
  • A PFS megváltoztatja a micella felület töltését, negatívan befolyásolva a hámsejt iránti affinitást
  • A PFS több helyet foglal el a VLDL lipoproteinekben, mint a telített zsírok, korlátozva a többi lipoid, például karotinoidok, retinol és E-vitamin tokoferol.
  • Omega-3 zsírsavak gátolják a VLDL szintézist. A VLDL fontos a karotinoidok transzportjában a szérumban.
  • A PFS növeli az E-vitamin iránti igényt, amely egy antioxidáns, amely megvédi a karotinoidokat és az A-vitamint az oxidációtól

Szállítás és tárolás

A kapott retinil-észtereket, észteresítetlen retinolt, karotinokat, valamint xantofileket a vékonybél kilomikronjaiban tárolják nyálkahártya. A chilomikronok a lipoproteinek csoportjába tartoznak, és feladata a zsírban oldódó anyagok felszabadítása a sejtek hámsejtjeiből. vékonybél be a nyirok és a szérumban a máj vagy perifériás szövetek. A retinil-észterek és a karotinoidok csak kis hányada kerül fel az extrahepatikus szövetekbe és A-vitaminná alakul. A nagyobb arány eléri a máj. A nagyobb rész eléri a májat. Útközben a megterhelt chilomikronok enzimatikusan lebomlanak „chilomicron maradványokká”, amelyeket a máj parenchimasejtjei vesznek fel. A májban a karotinoidok és a retinil-észterek további átalakulása A-vitaminná válik. A szintetizált retinolt ezután a máj csillagképsejtjeibe szállítjuk, ahol újra észterezzük. A képződött retinol több mint 80% -a a máj stellate sejtjeiben tárolódik. Ezzel szemben a máj parenchymasejtjeinek csak alacsony az A-vitamin tartalma. Szükség esetén az A-vitamin felszabadul a májból, retinol-kötő fehérjéhez (RBP) és transztiretinhez kötődve - tiroxin-megkötő prealbumin - és a szérumban a célsejtekbe szállítják. A májból felszabaduló karotinoidok eloszlanak a lipoproteinek minden frakciójára, különösen a VLDL-re, LDL és a HDL, és szállítják a vér vérplazma. A LDL a frakció a teljes karotinoid több mint felét tartalmazza koncentráció. A karotinoidok az emberi szervekben megtalálhatók, bár az egyes szövetek szintje változó. A legnagyobb koncentráció a májban található - a fő tároló szervben - mellékvese, herék (herék) és a sárgatest (a petefészek sárgatestje). Ellentétben, vese, tüdő, izmok, szív, agy or bőr alacsonyabb karotinoid szintet mutatnak. Ha az abszolútumot vesszük figyelembe koncentráció és a szövetek hozzájárulása a szervezet teljes tömegéhez, a karotinoidok mintegy 65% ​​-a lokalizálódik a zsírszövetben.

Fiziológiailag jelentős funkciók

Antioxidáns aktivitás Az emberi test antioxidáns hálózatának alapvető összetevőjeként a karotinoidok képesek inaktiválni a reaktív oxigénvegyületeket - az oltást. Ide tartoznak például a peroxilcsoportok, a szuperoxid gyökök ionjai, a szingulett oxigén, hidrogén peroxid, hidroxil- és nitrozilgyökök. Ezek a vegyületek exogén noxe-ként, fényfüggő reakciókban vagy endogén módon, aerob anyagcsere-folyamatokon keresztül hathatnak a szervezetre. Az ilyen reaktív anyagokat szabad gyököknek is nevezik, és reakcióba léphetnek velük lipidek, különösen többszörösen telítetlen zsírsavak és a koleszterin, fehérjék, nukleinsavak, szénhidrátok valamint a DNS-t és módosítsa vagy megsemmisítse őket. Karotinoidok, különösen béta-karotin, likopin, a lutein és a kanthaxantin különösen részt vesz a méregtelenítés szingulett oxigén és peroxil gyökök. A „kioltás” folyamata fizikai jelenség. A karotinoidok közbenső energiahordozóként működnek - amikor szingulett oxigénnel reagálnak, hő formájában felszabadítják az energiát a környezetével kölcsönhatásban. Ily módon a reaktív szingulett oxigén ártalmatlanná válik. A karotinoidok képviselik a leghatékonyabb természetes „szingulett oxigén csillapítókat”. A peroxilcsoportok dezaktiválása az oxigén parciális nyomásától függ. A karotinoidok csak alacsony oxigénkoncentráció esetén hatnak hatékony antioxidánsként. Magas oxigén parciális nyomáson viszont a karotinoidok prooxidáns hatást fejthetnek ki. Ennek eredményeként méregtelenítés a szingulett oxigén és a peroxil gyökök közül megakadályozzák a szabad gyökök képződését és megszakítják a lipid peroxidáció láncreakcióját. Ily módon a karotinoidok védenek a LDL koleszterin, amely kockázati tényező az érelmeszesedés (érelmeszesedés, az artériák megkeményedése) kialakulásában. Mivel a karotinoidokat a prooxidánsok dezaktivációs folyamata során fogyasztják, ügyelni kell a megfelelő étrendi karotinoid bevitelre. A antioxidáns a karotinoidok védelme intenzívebb, annál magasabb koncentráció szérumban. Ha a karotinoidokat együtt szedik E-vitamin (tokoferol) és glutation - tripeptid aminosavak glutaminsav, glicin és cisztein - A antioxidáns hatása is fokozható. Ha az antioxidáns védelmi rendszer gyengül az antioxidáns hiánya miatt, akkor a prooxidánsok dominálnak, oxidatív feszültség megeshet. A biológiailag fontos molekulák oxidatív változásainak ellensúlyozásával a fokozott karotinoid-bevitel csökkenti bizonyos betegségek kockázatát. Ezek tartalmazzák

Rákellenes hatások Számos epidemiológiai tanulmány szerint a karotinoidokban gazdag gyümölcsök és zöldségek fokozott fogyasztása a daganatok kockázatának csökkenésével jár. Ez különösen igaz a tüdő, nyelőcső, gyomor, vastagbél (vastagbél és végbél), prosztata, nyaki / collum (nyaki), emlő (mell) és bőr rákos megbetegedések. A karotinoidok védőhatásukat a karcinogenezis háromlépcsős modelljében fejtik ki, különösen a promóció és a progresszió fázisában

  • A tumorsejtek szaporodásának és differenciálódásának gátlása.
  • Az oxidatív DNS és a sejtkárosodás megelőzése a szabad gyökök méregtelenítésével és fejlődésük megakadályozásával.
  • Az immunválasz fokozása a test természetes védelmi rendszereinek elősegítésével - ez különösen a B- és T-sejtek szaporodását, a T-segítő sejtek számát és a természetes gyilkos sejtek aktivitását érinti.
  • A sejtkommunikáció stimulálása réscsomópontokon keresztül.

A réspontok sejt-sejt csatornák vagy közvetlen kapcsolatok két szomszédos sejt között. Ezen pórusképző fehérjekomplexek - a Connexone - révén alacsony molekulájú jelátviteli és létfontosságú anyagok cseréje zajlik, amelyek szabályozzák többek között a növekedési és fejlődési folyamatokat. Az ilyen folyamatok szerepet játszanak a karcinogenezisben is. A rés csatlakozások fenntartják a sejtek közötti kapcsolatot, és jelcsere révén lehetővé teszik a sejtek szabályozott növekedését. A tumor promóterek gátolják a sejtek közötti kommunikációt a rés kereszteződésein keresztül. Végül, a normál sejtekkel ellentétben, a tumorsejtek kevés sejtközi jelátvitelt mutatnak, ami ellenőrizetlen sejtnövekedést eredményez. A réscsomópontokon keresztüli sejtkommunikáció fokozásával mind az A-vitamin-aktív karotinoidok, mind az A-provitamin tulajdonság nélküli karotinoidok, például a kanthaxanthin vagy a likopin, gátolják a daganatot sejtnövekedés és szaporodás. Ezen kívül a karotinoidok astaxanthin és a kanthaxantin megzavarhatja a iniciációs fázist. Gátolják az 1. specifikus fázist enzimek, különösen a citokróm P450-függő monooxigenázok, például a CYP1 A1 vagy a CYPA2, amelyekről feltételezik, hogy felelősek a rákkeltő anyagok kialakulásáért. Hasonló hatásai astaxanthin és a kanthaxantint is megfigyelték a 2. fázisban enzimek. A makula lutea korral összefüggő degenerációja A macula lutea (sárga folt) a retina része és a legélesebb látási terület. Ott, szemben más szövetekkel, a karotinoidok lutein és zeaxanthin kifejezetten felhalmozódnak. Epidemiológiai tanulmányok szerint elegendő mennyiségű, gazdag lutein és zeaxanthin csökkentheti annak kockázatát időskori makula degeneráció (AMD). Ez a hatás a karotinoidok fizikai-kémiai tulajdonságainak köszönhető - specifikus fényszűrőként és antioxidánsokként működnek. Az AMD a súlyos betegségek gyakori oka látáskárosodás időseknél és összefüggésbe hozható vakság idős korban. Napvédő hatás - bőrvédelem A karotinoidok bőrvédő hatása antioxidáns tulajdonságaiknak tulajdonítható. A fokozott gyümölcs- és zöldségfogyasztás, különösen a béta-karotint tartalmazó, a bőr karotinoidszintjének növekedésével jár. Tanulmányok, amelyekben béta-karotint használtak szájon át fényvédő szer egyértelmű csökkenést mutatott az UV fény által kiváltott erythemában (a bőr kiterjedt kivörösödésében), ha 20 héten keresztül napi 12 mg béta-karotint adtak be a kontroll csoporthoz képest. Összességében a béta-karotin felhasználható a bőr alapvető védelmének fokozására.

Biohasznosulás

A karotinok és a xantofilok hőstabilitásukban különböznek egymástól. Az oxigénmentes karotinok viszonylag hőstabilak. Ezzel szemben a legtöbb oxigénezett xantofil hő hatására elpusztul. Ez magyarázza például, hogy a fűtött zöldségekben miért van kevesebb Egészség- elősegítő hatások, mint a fűtetlen zöldségek. Emellett az élelmiszer feldolgozásának mértéke jelentős szerepet játszik. A feldolgozott paradicsomtermékekből, például a paradicsomléből származó likopin lényegesen jobban elérhető, mint a nyers paradicsomból, és a béta-karotin felvétele növekszik a hozzáadott karotinoid tartalmú ételek aprításának mértékével. A karotinoid tartalom nagymértékben függ az évszaktól, az érettségtől, a termesztés, a betakarítás és a tárolás körülményeitől, és a növény különböző részein jelentősen változhat. Például a káposzta lényegesen nagyobb mennyiségű lutein és béta-karotin van, mint a belső levelek. Vigyázat. A Németországi Szövetségi Köztársaság számára rendelkezésre álló adatok szerint a férfiak és a nők karotinoidjainak ellátási helyzetéről a béta-karotin ellátása nem optimális.