Каротиноиды являются провитаминами витамина

Бета-каротин – предшественник витамина А (ретинола) и мощный антиоксидант, обладает иммуностимулирующим и защитным действием.

Бета-каротин незаменим для нормальной работы организма. Однако только часть этого вещества превращается в витамин А: считается, что из 12 молекул бета-каротина лишь одна идет на производство витамина. Оставшиеся 11 молекул «трудятся» на нашу пользу по-другому.

Что делает бета-каротин?

Действует как антиоксидант – защищает клетки кожи от повреждений свободными радикалами и преждевременного старения, питает ее изнутри, избавляя от сухости. Также считается, что это свойство бета-каротина помогает снизить риск развития рака мочевого пузыря, ротовой полости, гортани, дыхательных путей, груди, пищевода и толстого кишечника.
Благотворно влияет на здоровье глаз – обеспечивает профилактику снижения зрения, снижает риск развития катаракты.
Положительно влияет на работу мозга, повышает концентрацию внимания и улучшает память.
Помогает заживлению ран и защищает кожу от агрессивного воздействия солнца. Способствует обновлению тканей (кожи, слизистой желудка).
Поддерживает работу иммунной системы – антиоксидантные свойства бета-каротина создают своеобразный щит, который ограждает клетки от повреждений, попадания в них вирусов и возникновения воспалений.

Где искать бета-каротин?

Подсказкой станет оранжевый и красный цвет фруктов и овощей, в которых содержится бета-каротин: морковь, батат, болгарский перец, помидоры, грейпфруты, персики, дыни, абрикосы, хурма. Есть бета-каротин и в зеленых растениях: щавеле, шпинате, капусте, брокколи, горохе, зеленом луке, салате романо, петрушке и кинзе. Эти продукты хоть и не отличаются яркой окраской, но полезных веществ содержат не меньше.

Полезный совет Витамин А, в который превращается бета-каротин, относится к группе жирорастворимых. Это значит, что для усвоения в организме ему нужно «помочь». Когда вы готовите овощи, богатые бета-каротином, всегда добавляйте немного растительного или сливочного масла. А в морковный сок можно налить немного жирных сливок – так он станет более полезным.

В Крыму есть соляное озеро Сасык удивительной красоты: его поверхность может приобретать цвет от розового до интенсивного красного. Необычное явление объясняется цветением водоросли Dunaliella sallina, которая сумела приспособиться к жестким условиям соленой воды и научилась вырабатывать бета-каротин.

Источник

КАРОТИН

Каротин (лат. carota морковь) — желто-оранжевый растительный пигмент, превращающийся в результате ферментативного преобразования в витамин A (ретинол); обладает окислительными свойствами, а также является стимулятором роста, необходимым для животных и человека.

В организме человека каротин откладывается в печени, сердце, надпочечниках, яичках, яичниках, нервной ткани, плаценте. Накопление Каротина в разных органах говорит об участии его в обмене веществ этих органов. Предполагают, что К. обладает антигистаминными свойствами (р-р окисленного К. проявляет антигистаминное действие в концентрации 1:20 000), стимулирует деятельность половых желез, способствует проявлению действия адреналина, синтезу летучих жирных к-т в печени, подавляет действие пепсина, трипсина, ацетилхолина, катепсина, повышает активность сукцинатдегидрогеназы и увеличивает скорость гликолиза.

К разряду каротинов относятся те каротиноиды (см.), которые представляют собой «чистые» углеводороды, т. е. содержат в своем составе только атомы H и С, в отличие от каротиноидов, в состав которых, помимо атомов H и С, входят атомы кислорода. В состав молекулы каротинов входят циклические остатки, находящиеся на одном или на обоих концах C40-скелета. Такие каротиноиды носят название циклических; типичным примером их служит β-каротин, продуктом расщепления к-рого и является витамин А.

В плазме крови человека содержание Каротина зависит от его поступления с пищей и обычно колеблется в пределах 80—230 мкг%. В плацентарной крови концентрация К. может достигать 96 мкг%, в пуповинной крови — 90 мкг%. Содержание К. в крови резко понижается (до 8—30 мкг%) при многих заболеваниях (спру, экземе, гипертиреозе) и при родах. К. содержится и в молозиве, причем его концентрация быстро уменьшается при превращении молозива в молоко, Концентрация К. в молоке всегда ниже, чем в крови, Повышенное потребление К, ведет к интенсивной пигментации кожи (желтое окрашивание) вследствие отложения К. в эпидермисе (аурантиаз; псевдожелтуха, или ксантемия, сопровождающаяся каротинемией). Каротинемия (см.) не оказывает вредного действия на организм человека, хотя часто сопровождает микседему (см. Гипотиреоз). У больных сахарным диабетом пигментация кожи обусловлена повышенным содержанием К. в крови. Дети усваивают К. хуже, чем взрослые. Усвоение К, детьми нарушается при воспалении легких, сепсисе и т. п. Пребывание на больших высотах ведет к уменьшению содержания К. в плазме крови человека.

Каротин впервые выделен в 1831 г. Синтезирован в 1950 г. швейцарским исследователем Каррером (P. Karrer). Превращение К. в витамин А было экспериментально доказано в 1929— 1930 гг. Теоретически из каждой молекулы β-каротина может образоваться две молекулы витамина А путем присоединения двух молекул воды. Доказано, что в организме человека, крысы, морской свинки, кролика, коровы, свиньи, кур и рыб К. может превращаться в витамин А. Однако механизм этого превращения исследован мало. Предполагается, что этот процесс протекает при участии фермента каротиназы. Практически из одной молекулы бета-каротина не получается двух молекул ретинола. Потребность в К. у млекопитающих в 4 раза выше, чем в витамине А. Многие исследователи считают, что процесс превращения К. в витамин А включает в себя гидролитическое расщепление центральной двойной связи в молекуле p-каротина, затем бета-окисление начиная с конечной двойной связи до образования ретинальдегида и восстановление до ретинола (см.).

Изменения в структуре циклических остатков при неизмененном C40-скелете приводят к образованию изомеров К.— α, β, γ, δ, ε, (см. Изомерия). Особенностью К., как и других каротиноидов, является большое количество двойных связей в их молекулах, что является причиной их легкой окисляемости кислородом воздуха и обусловливает электроноакцепторные и электронодонорные свойства каротиноидов; этим объясняется участие К. в биол, окислительно-восстановительных процессах: Важной особенностью К. является легкая стереоизомеризация и образование транс- и цис-изомеров. Явление цис-транс-изомерии производного Каротина — витамина А — лежит в основе фотохимических реакций, происходящих в сетчатке глаза (см. Зрительные пигменты).

Растительные продукты содержат преимущественно p-каротин. У высших растений больше всего К. содержат зеленые листья. Наиболее богатыми источниками К. являются листья шпината (6—7 мг% на сухой вес). Салат кочанный содержит 12,5 мг%, а щавель — до 5 мг% К. на влажный вес. Из корнеплодов наиболее богата К. красная морковь (6—25 мг% на влажный вес). Много К. содержится в тыкве: в тыкве «Витаминная» его 17,65 мг% на влажный вес.

В растениях К. образует комплекс с белками, которые представляют собой важный фактор хим. стабилизации К. Ферментом, окисляющим К. в растениях, является, по-видимому, липоксидааа. Влага срезанных растений и солнечное облучение разрушают К. Быстрая сушка (напр., лиофильная) и сушка в тени, а также применение противоокислителей сохраняют К. в растениях. Среди бактерий, синтезирующих К., примером может служить Mycobacterium phlei, продуцирующий аи бета-каротины и ряд других каротиноидов.

Высшие животные, человек и, по-видимому, все беспозвоночные лишены способности образовывать К. У некоторых протистов К. сконцентрирован в глазных пятнах. Ткани животных обычно содержат мало К. Однако коровы способны избирательно накапливать p-каротин в жировой клетчатке, в молоке (ок. 0,5 мг/л), особенно высока концентрация К. у коров в желтых (6 мг%) и красных (120 мг%) телах яичников.

При парентеральном введении человеку К. не превращается в витамин А и разрушается. Превращение его в витамин А в кишечнике зависит от поступления жира и белка с пищей и наличия достаточного количества желчи и активной липазы. Витамины E и С и другие естественные антиоксиданты предохраняют К. от разрушения в кишечнике. К. нетоксичен.

Как лечебный препарат Каротин назначается по тем же показаниям, что и витамин А (см. Ретинол); при этом учитывается, что его активность вдвое меньше, чем витамина А. С появлением большого числа разных форм лекарственных препаратов витамина А снизилась потребность в разнообразных препаратах К.

Библиография: Леутский К. М. Витамин А, Черновцы, 1959.

Источник

Флавоноиды и каротиноиды

1. КАРОТИНОИДЫ

О флавоноидах см. ниже →

Одними из самых поразительных по красоте и биологической активности природных пигментов являются каротиноиды. Это жирорастворимые соединения, синтезируемые растениями, водорослями, бактериями и грибами (Sandmann, 2001). Их исследование началось еще в 1831 году, когда Вакенродером был выделен из моркови в кристаллическом виде желтый пигмент β-каротин, а в 1837 году Берцелиусом были выделены желтые пигменты из осенних листьев и названы ксантофиллами. Через 100 лет в 1933 году было известно уже 15 различных каротиноидов, около 80 – в 1947 году и за последующие двадцать лет эта величина превысила 300. В настоящее время в группу каротиноидов входит около 700 пигментов. В природе эти вещества определяют цвет опадающих листьев, окраску цветов (нарциссы, ноготки) и плодов (цитрусовые, перец, томаты, морковь, тыква), насекомых (божья коровка), перьев птиц (фламинго, ибис, канарейка) и морских организмов (креветки, лосось). Эти пигменты обеспечивают различные цвета: от желтого до темно-красного, а в комплексе с белками могут давать зеленое и голубое окрашивание.

В растениях они являются вторичными метаболитами и подразделяются на две группы: окисленных ксантофиллов, таких как лютеин, зеаксантин, виолаксантин и каротиноидов-углеводородов, таких как β- и α- каротины и ликопин.

Среди известных растительных пигментов каротиноиды наиболее распространены и отличаются структурным разнообразием и широким спектром биологического действия. В высших растениях каротиноиды синтезируются и локализуются в клеточных пластидах, где они связаны в светочувствительные комплексы, участвуя в процессе фотосинтеза и защищая растения от оксидантного стресса, вызванного избыточным освещением.

Из 700 известных каротиноидов 40 постоянно присутствуют в пище человека, провитаминной (А) активностью у млекопитающих обладают только β-каротин, альфа-каротин и криптоксантины.

Каротиноиды принято считать одними из наиболее мощных улавливателей синглетного кислорода. Именно антиоксидантные свойства этих соединений во многом определяют их биологическую активность. Хотя каротиноиды присутствуют во многих традиционных продуктах питания, наиболее богатыми источниками для человека служат ярко окрашенные овощи, фрукты и соки, причем желто-оранжевые овощи и фрукты обеспечивают основную часть поступления β- и α-каротина, оранжевые фрукты являются источниками α-криптоксантина, темно-зеленые овощи – лютеина, перец – капсантина и капсорубина, а томат и продукты их переработки – ликопина Johnson, 2002.

По уровню накопления каротиноидов среди овощных культур лидируют шпинат, богатый лютеином и зеаксантином, а также представители рода Capsicum, содержащие в плодах капсантин и капсорубин.

Среди экзогенных факторов существенное влияние на накопление каротиноидов оказывает температура выращивания, интенсивность освещенности, длительность светового периода и использование удобрений. Так известно, что в тени содержание лютеина и β-каротина в растениях ниже, чем на свету, а летом выращенная листовая капуста имеет более высокие концентрации этих каротиноидов, чем при выращивании в зимний период. По мере роста содержание каротиноидов в листьях возрастает и снижается на стадии старения, то есть количество каротиноидов в растении зависит и от времени сбора урожая. Экспериментальные исследования подтверждают, что органическое фермерство обеспечивает наибольшее аккумулирование плодами сладкого перца красных и желтых пигментов (табл.2).

Благодаря своим антиоксидантным свойствам каротиноиды привлекают особое внимание в борьбе за предотвращение таких хронических заболеваний, как рак, сердечнососудистые заболевания, диабет и остеопороз.

Таблица 2. Содержание каротиноидов в плодах сладкого перца сорта Almuden в условиях использования органических удобрений, традиционной и интегрированной технологии (мг/кг сырой массы) (Perez-Lopez et al, 1999)

*красная фракция= капсорубин+капсантин и изомеры

Желтая фракция = β-каротин + β-криптоксантин + зеаксантин + виолаксантин

Важнейшей биологической функцией каротиноидов в организме человека является провитаминная (А) активность. Каротиноиды, обладающие такой активностью, 1) поддерживают дифференциацию здоровых эпителиальных клеток, 2) нормализуют репродуктивные функции и 3) зрение. Витамин А входит в состав зрительного пигмента родопсина, что объясняет важную роль в поддержании зрения β-каротина, α-каротина и криптоксантинов. В частности, недостаток витамина А в пище может приводить к развитию так называемой ≪куриной≫ слепоты, характеризующейся существенным снижением чувствительности сетчатки глаза в сумерках, а в тяжелых случаях к развитию так называемого ≪трубчатого≫ зрения≫, когда светочувствительные клетки периферической части сетчатки перестают работать. Лютеин и зеаксантин – два из 7 каротиноидов, обнаруженных в плазме крови, и это единственные каротиноиды сетчатки и хрусталика. В сетчатке лютеин и зеаксантин ответственны за желтую пигментацию и получили название пигменты желтого пятна. Этот участок занимает всего 2% от всей поверхности сетчатки и состоит исключительно из клеток колбочек, ответственных за цветное зрение. Предполагают, что пигменты желтого пятна участвуют в фотопротекции, и пониженное содержание лютеина и зеаксантина может быть связано с поражением сетчатки. Увеличение количества этих пигментов может быть осуществлено путем увеличения потребления антиоксидантов, овощей и фруктов, каротиноидов пищи, нормализации индекса массы тела и отказа от курения. Многие из этих факторов связаны также с пониженным риском развития старческой дегенерации желтого пятна, что предполагает существование причинно-следственной связи. Исследования показывают, что повышение доли лютеина и зеаксантина, а также ликопина снижает риск макулярной дегенерации. Следует особенно отметить, что высокие уровни потребления различных овощей, обеспечивающих поступление в организм разнообразных каротиноидов,снижают риск заболеваний глаз более мощно, чем потребление индивидуальных каротиноидов.

В целом данные эпидемиологических исследований предполагают положительную взаимосвязь между высоким уровнем потребления каротиноидов и низким риском хронических, сердечно-сосудистых заболеваний, некоторых форм рака, уровнем иммунитета.

Исследования антиканцерогенного действия каротиноидов выявили протекторный эффект β-каротина от рака легких у некурящих и особенно у мужчин. Потребление высоких доз каротиноидов снижает риск некоторых видов лимфомы, но не влияет на величину риска развития рака мочевого пузыря. Ликопин способен предотвращать рак предстательной железы.

Снижение риска сердечнососудистых заболеваний под действием каротиноидов обусловлено защитой липопротеинов низкой плотности от перекисного окисления и уменьшением интенсивности оксидантного стресса в местах локализации атеросклеротических бляшек. Когортные исследования позволили установить защитную роль каротиноидов пищи от сердечнососудистых заболеваний в Италии, Японии, Европе и Коста-Рике. Существует ряд работ, подтверждающих защитный эффект ликопина в отношении предотвращения сердечнососудистых заболеваний. Эпидемиологические исследования на 662 больных и 717 здоровых людях из 10 различных Европейских стран показали дозозависимую взаимосвязь между уровнем потребления ликопина и риском инфаркта миокарда. При сравнении уровней потреблении ликопина в Литве и Швеции было показано возрастание риска развития и смертности от коронарной болезни сердца в условиях недостатка потребления ликопина. Как оказалось, ликопин томата, соусов, кетчупов, томатного сока значительно снижает уровень окисленных форм липопротеинов низкой плотности и уменьшает уровень холестерина в крови, снижая тем самым риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Предотвращение раковых заболеваний при потреблении высоких доз каротиноидов связано со способностью последних ингибировать пролиферацию клеток, их трансформацию и модулировать экспрессию детерминантных генов. Окисленные каротиноиды (такие как β-криптоксантин и лютеин), а также неокисленные формы (такие как β-каротин и ликопин) связаны со снижением риска заболевания раком. Исследования на культурах клеток показали, что, помимо β-каротина, антиканцерогенную активность могут проявлять некоторые другие каротиноиды, причем активность, в ряде случаев вышактивности β-каротина (например, капсантин, α-каротин, лютеин, зеаксантин и др.).

Около 90% всех каротиноидов в пище и человеческом теле представлено β- и α-каротином, ликопином, лютеином и криптоксантином. Ликопин является одним из основных каротиноидов Средиземноморской диеты и обеспечивает поступление в организм человека до 50% всех каротиноидов. Среди овощей томат представляют собой основной источник ликопина, а продукты на основе томата (кетчуп, томатная паста, соусы) обеспечивают человека 85 % всего ликопина, поступающего с пищей. Антиканцерогенные свойства ликопина подтверждены эпидемиологическими исследованиями, исследованиями in vitro и на лабораторных животных, а также на человеке.

Основными механизмами антиканцерогенного действия ликопина, как предполагают, являются участие в дезактивации активных форм кислорода, регулировании работы системы детоксикации, влияние на пролиферацию клеток, индукция клеточных взаимосвязей, ингибирование клеточного цикла и модулирование передачи сигналов.

В целом человеком абсорбируется около 10-30% ликопина. Положительное влияние на уровень абсорбции ликопина оказывает присутствие жирорастворимых соединений, включая другие каротиноиды. Удивительно, но пространственная конфигурация центральной двойной связи молекулы ликопина определяет интенсивность его абсорбции. Показано, что цисликопин, образующийся при термической обработке томата, абсорбируется эффективнее, чем трансизомер сырых плодов. Цис-изомеры образуются также и в самом организме человека и животных при потреблении транс-форм.

Антиканцерогенные свойства ликопина томата проявляются в отношении рака предстательной железы, молочной железы, шейки матки, яичника, печени, легких, желудочно-кишечного тракта, поджелудочной железы.

Благодаря антиоксидантным свойствам каротиноиды способны защищать организм от других патологических состояний, связанных с оксидантным стрессом. Эпидемиологические исследования показывают, что β-каротин и ликопин совместно с витаминами С и Е в значительной степени снижают риск развития остеопороза. Этот факт представляется особенно важным в профилактике остеопороза у женщин в период менопаузы, характеризующийся существенным снижением антиоксидантной защиты.

Установлено положительное действие ликопина в снижении систолического давления у гипертоников, для которых характерно развитие оксидантного стресса.

Мужское бесплодие связано, как известно, с образованием в сперме значительного количества активных форм кислорода, в то время как у здоровых мужчин активные формы кислорода в семени не обнаружены. Учитывая, что содержание ликопина в семени инфертильных мужчин ниже, чем у здоровых лиц была предпринята попытка коррекции обеспеченности ликопином. Потребление в течение года такими больными 8 мг ликопина в день значительно повысило подвижность сперматозоидов, улучшало их морфологию и обеспечило 5% случаев зачатия.

В настоящее время исследуется роль ликопина в развитии нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Благодаря высокому уровню усвоения кислорода, большим концентрациям липидов и низкой антиоксидантной способности человеческий мозг является весьма уязвимым для воздействия оксидантов. Показано, что ликопин присутствует в малых концентрациях в нервной ткани, причем, его концентрация снижена при болезни Паркинсона и сосудистой деменции. В Японии установлен защитный эффект ликопина томата от возникновения и развития эмфиземы. Ожидается, что защитный эффект ликопина может проявиться у больных диабетом, с заболеваниями кожи, ревматоидным артритом, периодонтальных заболеваниях и воспалительных процессах. Антиоксидантные свойства ликопина открывают также широкие возможности его применения в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности.

Ликопин до сих пор не рассматривают как эссенциальный нутриент, и поэтому оптимальные уровни потребления не утверждены. Однако, основываясь на данных исследований протекторного действия ликопина, можно констатировать, что суточное потребление для борьбы с оксидантным стрессом и предупреждения хронических заболеваний должно составлять 5-7 мг (Levin, 2008). При наличии заболеваний, таких как рак или сердечнососудистые заболевания, уровни потребления ликопина желательно увеличить до 35-75 мг. Реальные уровни потребления ликопина составляют 3-16,2 мг/сутки в США, 25,2 мг – в Канаде, 1,3 мг – в Германии, 1,1 мг – в Великобритании и 0,7 мг – в Финляндии.

Источник