1. CAROTENOIDE

Varietatea izbitoare de culori din organismele vii aduce nu numai plăcere estetică, ci indică și semnificația biologică ridicată a pigmenților.

Carotenoizii se numără printre cei mai izbitori pigmenți naturali în ceea ce privește frumusețea și activitatea biologică. Sunt compuși solubili în grăsimi sintetizați de plante, alge, bacterii și ciuperci (Sandmann, 2001). Cercetarea lor a început încă din 1831, când Wackenroder a izolat pigmentul galben β-caroten din morcovi în formă cristalină, iar în 1837 Berzelius a izolat pigmenții galbeni din frunzele de toamnă și le-a numit xantofile. După 100 de ani, în 1933, 15 carotenoizi diferiți erau deja cunoscuți, aproximativ 80 - în 1947 și în următorii douăzeci de ani această valoare a depășit 300. În prezent, grupul de carotenoizi include aproximativ 700 de pigmenți. În natură, aceste substanțe determină culoarea frunzelor care cad, culoarea florilor (narcise, gălbenele) și a fructelor (citrice, ardei, roșii, morcovi, dovleac), insecte ( gărgăriță), pene de pasăre (flamingo, ibis, canar) și organisme marine(creveți, somon). Acești pigmenți oferă culori diferite: de la galben la roșu închis, iar în combinație cu proteine ​​pot da culoare verde și albastru.

La plante, aceștia sunt metaboliți secundari și sunt clasificați în două grupe: xantofile oxidate precum luteina, zeaxantina, violaxantina și hidrocarburile carotenoide precum β- și α-carotenele și licopenul.

Dintre pigmenții de plante cunoscuți, carotenoizii sunt cei mai abundenți și diferă în ceea ce privește diversitatea structurală și o gamă largă acțiune biologică. La plantele superioare, carotenoidele sunt sintetizate și localizate în plastidele celulare, unde sunt legate în complexe sensibile la lumină, participând la procesul de fotosinteză și protejând plantele de stresul oxidativ cauzat de lumina excesivă.

Dintre cei 700 de carotenoizi cunoscuți, 40 sunt prezenți în mod constant în hrana umană; numai β-carotenul, alfa-carotenul și criptoxantinele au activitate provitamină (A) la mamifere.

Carotenoizii sunt considerați a fi unul dintre cei mai puternici eliminatori de oxigen singuliți. Proprietățile antioxidante ale acestor compuși determină în mare măsură activitatea lor biologică. Deși carotenoizii sunt prezenți în multe alimente tradiționale, cele mai bogate surse pentru oameni sunt legumele, fructele și sucurile viu colorate, legumele și fructele galben-portocalii asigurând cea mai mare parte a aportului de β- și α-caroten. portocala sunt surse de α-criptoxantină, legume de culoare verde închis - luteină, piper - capsantină și capsorubină, și roșii și produse de prelucrare a acestora - licopen Johnson, 2002.

Conform nivelului de acumulare de carotenoizi dintre culturi de legume spanacul, bogat în luteină și zeaxantină, sunt lideri, precum și reprezentanți ai genului Ardei gras conținând capsantină și capsorubină în fructe.

Printre factorii exogeni, temperatura de creștere, intensitatea iluminării, durata perioadei de lumină și utilizarea îngrășămintelor au un efect semnificativ asupra acumulării de carotenoizi. Deci, se știe că la umbră conținutul de luteină și β-caroten din plante este mai mic decât în ​​lumină, iar vara crescut varza are concentrații mai mari ale acestor carotenoizi decât atunci când sunt cultivate în perioada de iarnă... Pe măsură ce planta crește, conținutul de carotenoizi din frunze crește și scade în timpul etapei de îmbătrânire, adică cantitatea de carotenoizi din plantă depinde de momentul recoltării. Studiile experimentale confirmă faptul că agricultura ecologică oferă cea mai mare acumulare de pigmenți roșii și galbeni în fructele de ardei dulce (Tabelul 2).

Datorită proprietăților lor antioxidante, carotenoizii atrag Atentie specialaîn lupta pentru prevenirea bolilor cronice precum cancerul, bolile cardiovasculare, diabetul și osteoporoza.

Tabelul 2. Conținutul de carotenoizi din fructele de ardei dulci cultivat Almuden în condițiile utilizării îngrășămintelor organice, tehnologie tradițională și integrată (mg / kg greutate umedă) (Perez-Lopez și colab, 1999)

Carotenoid	Fermă organică	Agricultură integrată	Agricultură tradițională
Conținut general	3231	2493	1829
Fracțiune roșie *	2038	1542	1088
Fracțiune galbenă	1193

* fracția roșie = capsorubină + capsantină și izomeri

Fracțiune galbenă = β-caroten + β-criptoxantină + zeaxantină + violaxantină

Cea mai importantă funcție biologică a carotenoizilor din corpul uman este activitatea provitaminei (A). Carotenoizii cu această activitate 1) susțin diferențierea celulelor epiteliale sănătoase, 2) normalizează funcțiile de reproducere și 3) vederea. Vitamina A face parte din pigmentul vizual rodopsină, ceea ce explică rolul important în menținerea vederii β-carotenului, α-carotenului și criptoxantinelor. În special, lipsa vitaminei A în alimente poate duce la dezvoltarea așa-numitei „orbiri de pui”, caracterizată printr-o scădere semnificativă a sensibilității retinei la amurg și, în cazuri severe, la dezvoltarea -numită viziune „tubulară”, atunci când celulele sensibile la lumină ale retinei periferice încetează să mai funcționeze ... Luteina și zeaxantina sunt două dintre cele 7 carotenoide găsite în plasma sanguină și sunt singurele carotenoide ale retinei și ale lentilelor. În retină, luteina și zeaxantina sunt responsabile de pigmentarea galbenă și se numesc pigmenți maculari. Această zonă ocupă doar 2% din întreaga suprafață a retinei și constă exclusiv din celule conice responsabile de viziunea culorii. S-a sugerat că pigmenții maculari sunt implicați în fotoprotecție și că nivelurile scăzute de luteină și zeaxantină pot fi asociate cu afectarea retinei. Creșterea cantității acestor pigmenți poate fi realizată prin creșterea aportului de antioxidanți, legume și fructe, carotenoide alimentare, normalizarea indicelui de masă corporală și renunțarea la fumat. Mulți dintre acești factori sunt, de asemenea, asociați cu un risc redus de degenerescență maculară senilă, sugerând o relație cauzală. Cercetările arată că creșterea proporției de luteină și zeaxantină, precum și licopen, reduce riscul degenerescenței maculare. Trebuie remarcat în special faptul că nivelurile ridicate de consum diverse legume asigurând aportul unei varietăți de carotenoizi în organism, reduce riscul de boli oculare mai puternic decât consumul de carotenoizi individuali.

În general, datele din studiile epidemiologice sugerează o relație pozitivă între un nivel ridicat de consum de carotenoide și un risc scăzut de boli cronice, cardiovasculare, unele forme de cancer și nivelul de imunitate.

Studiile privind efectul anticarcinogen al carotenoizilor au relevat efectul protector al β-carotenului împotriva cancerului pulmonar la nefumători și în special la bărbați. Consumul de doze mari de carotenoizi reduce riscul unor tipuri de limfom, dar nu afectează amploarea riscului de a dezvolta cancer de vezică urinară. Licopenul este capabil să prevină cancerul de prostată.

Reducerea riscului boala cardiovasculara sub acțiunea carotenoidelor se datorează protecției lipoproteinelor cu densitate mică de peroxidare și scăderii intensității stresului oxidativ la locurile de localizare a plăcilor aterosclerotice. Studiile de cohortă au stabilit rolul protector al carotenoidelor alimentare împotriva bolilor cardiovasculare în Italia, Japonia, Europa și Costa Rica.Există o serie de studii care susțin efectul protector al licopenului în prevenirea bolilor cardiovasculare. Studii epidemiologice pe 662 de pacienți și 717 oameni sănătoși din 10 țări europene diferite au arătat o relație dependentă de doză între nivelul consumului de licopen și riscul de infarct miocardic. Atunci când se compară nivelurile de consum de licopen din Lituania și Suedia, s-a arătat o creștere a riscului de dezvoltare și mortalitate prin boli coronariene în condițiile lipsei consumului de licopen. După cum sa dovedit, licopenul de roșii, sosuri, ketchupuri, suc de roșii reduce semnificativ nivelul formelor oxidate ale lipoproteinelor cu densitate scăzută și reduce nivelul colesterolului din sânge, reducând astfel riscul bolilor cardiovasculare.

Prevenirea cancerului prin consumul de doze mari de carotenoizi este asociată cu capacitatea acestora din urmă de a inhiba proliferarea celulară, transformarea lor și de a modula expresia genelor determinante. Carotenoidele oxidate (cum ar fi β-criptoxantina și luteina), precum și formele neoxidate (cum ar fi β-carotenul și licopenul) sunt asociate cu un risc redus de cancer. Studiile asupra culturilor de celule au arătat că, pe lângă β-caroten, alte carotenoide pot prezenta activitate anticarcinogenă și, în unele cazuri, activitatea este mai mare decât β-carotenul (de exemplu, capsantină, α-caroten, luteină, zeaxantină etc. .).

Aproximativ 90% din totalul carotenoizilor din alimente și din corpul uman sunt β- și α-caroten, licopen, luteină și criptoxantină. Licopenul este unul dintre principalii carotenoizi din dieta mediteraneană și oferă până la 50% din toate carotenoizii din corpul uman. Dintre legume, roșiile sunt principala sursă de licopen și alimentele pe bază de roșii (ketchup, pasta de tomate, sosuri) oferă unei persoane 85% din totalul licopenului furnizat cu alimente. Proprietățile anticarcinogene ale licopenului sunt confirmate de studii epidemiologice, studii in vitroși la animalele de laborator, precum și la oameni.

Se crede că principalele mecanisme ale acțiunii anticarcinogene a licopenului sunt participarea la dezactivarea speciilor reactive de oxigen, reglarea sistemului de detoxifiere, influența asupra proliferării celulare, inducerea interacțiunilor celulare, inhibarea ciclului celular și modularea semnalizării.

În general, aproximativ 10-30% din licopen este absorbit de oameni. Influență pozitivă nivelul de absorbție al licopenului este influențat de prezența compușilor solubili în grăsimi, inclusiv a altor carotenoizi. În mod surprinzător, configurația spațială a dublei legături centrale a moleculei de licopen determină intensitatea absorbției sale. S-a arătat că cislicopina s-a format în timpul tratament termic roșia, este absorbită mai eficient decât izomerul trans al fructelor crude. Izomerii Cis se formează și în corpul oamenilor și animalelor atunci când se consumă forme trans.

În plus față de serul sanguin, licopenul se acumulează în cantități semnificative în testicule, suprarenale, prostate și glande mamare și ficat.

Proprietățile anticarcinogene ale licopenului de roșii se manifestă împotriva cancerului de prostată, sân, col uterin, ovar, ficat, plămâni, tractul gastro-intestinal, pancreas.

Datorită proprietăților lor antioxidante, carotenoizii sunt capabili să protejeze organismul de alte condiții patologice asociate stresului oxidativ. Studiile epidemiologice arată că β-carotenul și licopenul, împreună cu vitaminele C și E, reduc semnificativ riscul de osteoporoză. Acest fapt pare a fi deosebit de important în prevenirea osteoporozei la femei în timpul menopauzei, care se caracterizează printr-o scădere semnificativă a protecției antioxidante.

S-a stabilit efectul pozitiv al licopenului în reducerea presiunii sistolice la pacienții hipertensivi, care se caracterizează prin dezvoltarea stresului oxidativ.

Se știe că infertilitatea masculină este asociată cu formarea unei cantități semnificative de specii reactive de oxigen în spermă, în timp ce în bărbați sănătoși speciile reactive de oxigen nu au fost găsite în sămânță. Având în vedere că conținutul de licopen din materialul seminal al bărbaților infertili este mai mic decât la persoanele sănătoase, s-a încercat să se corecteze aportul de licopen. Consumul de 8 mg de licopen pe zi de către acești pacienți pe parcursul anului a crescut semnificativ motilitatea spermatozoizilor, le-a îmbunătățit morfologia și a furnizat 5% din cazurile de concepție.

Rolul licopenului în dezvoltarea bolilor neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer, este în curs de investigare. Mulțumită nivel inalt asimilarea oxigenului, concentrații ridicate de lipide și capacitate antioxidantă scăzută, creierul uman este extrem de vulnerabil la efectele oxidanților. S-a demonstrat că licopenul este prezent în concentrații scăzute în țesutul nervos, iar concentrația sa este redusă în boala Parkinson și în demența vasculară. În Japonia, a fost stabilit efectul protector al licopenului de roșii împotriva apariției și dezvoltării emfizemului. Se așteaptă ca efectul protector al licopenului să se manifeste la pacienții cu diabet zaharat, boli de piele, artrită reumatoidă, boli parodontale și inflamații. Proprietățile antioxidante ale licopenului deschid, de asemenea, mari oportunități de utilizare a acestuia în industria farmaceutică, alimentară și cosmetică.

Licopenul nu este încă considerat un nutrient esențial și, prin urmare niveluri optime consumul nu este aprobat. Cu toate acestea, pe baza datelor din studii privind acțiunea de protecție a licopenului, se poate afirma că consum zilnic pentru a combate stresul oxidativ și a preveni bolile cronice ar trebui să fie de 5-7 mg (Levin, 2008). În prezența unor boli precum cancerul sau bolile cardiovasculare, este de dorit să se mărească nivelurile de consum de licopen la 35-75 mg. Nivelurile reale ale consumului de licopen sunt de 3-16,2 mg / zi în SUA, 25,2 mg în Canada, 1,3 mg în Germania, 1,1 mg în Marea Britanie și 0,7 mg în Finlanda.

Carotenoizi
Acțiune biologică	Prevenirea bolii
Activitatea de provitamine	Orbirea „puiului”
Dezactivarea speciilor reactive de oxigen	Cataractă
Reglarea sistemului de detoxifiere	Osteoporoza
Influența asupra poliferației celulare	Cancer
Inducerea interacțiunilor celulare	HIV
Inhibarea ciclului celular al bolii	Boli cardiovasculare
Modularea transmisiei semnalului	Artrita reumatoida
Menținerea imunității	Boli de piele
Participarea la metabolismul medicamentelor	Protecție împotriva altor boli inflamatorii

2. FLAVONOIDE

Biodiversitatea naturii este inepuizabilă.

Un alt grup de antioxidanți, polifenolii, constituie un grup și mai numeros de compuși naturali (se cunosc peste 8000 dintre aceștia) (Ross și Kasum, 2002).

Bioflavonoizi. Referință rapidă

Bioflavonoizi sau vitamina P... Vitamina P (din latinescul „paprika” - piper și „permeabilitus” - permeabilitate) unește familia bioflavonoidelor. Este un grup foarte divers de compuși polifenolici vegetali care afectează permeabilitatea vasculară într-un mod similar cu vitamina C.

Surse: lămâi, hrișcă, chokeberry, coacăz negru, frunze de ceai, măceșe, ceapă, varză, mere.

Cerință zilnică căci o persoană nu este exact stabilită.

Rolul biologic constă în stabilizarea matricei intercelulare a țesutului conjunctiv și reducerea permeabilității capilare.

Un interes deosebit pentru bioflavonoizi a apărut recent datorită studiilor epidemiologice care au relevat efectul protector al legumelor și fructelor care conțin bioflavonoide în dezvoltarea bolilor cronice neinfecțioase semnificative social: cardiovasculare și maligne. Numeroase experimente au arătat că flavonoidele:

1. au proprietăți antioxidante;
2. preveni dezvoltarea deteriorării aterosclerotice a pereților arterelor, suprimând procesele din interiorul peroxidării lipidelor celulare;
3. inhibă agregarea plachetară;
4. previn deteriorarea oxidativă a acizilor nucleici și împiedică dezvoltarea proceselor de carcinogeneză. Se crede că flavonoidele au și efecte antialergice, antiinflamatorii (inhibă COX 1 și COX 2), antivirale și antiproliferative.

Manifestarea clinică a hipovitaminozei vitamina P se caracterizează prin sângerări crescute ale gingiilor și hemoragii subcutanate punctate, slăbiciune generală, oboseală rapidă și durere la nivelul extremităților.

Droguri origine vegetală care conțin flavonoizi au găsit o utilizare clinică largă în tratamentul bolilor hepatice: acestea pot fi infuzii simple plante medicinale, cum ar fi florile nisipului nemuritor sau extractelor concentrate - flamin (concentrat uscat al nisipului nemuritor), conviflavina (din planta crinului de vale). Preparatul complex silimarina (conține un amestec de bioflavonoide din ciulinul de lapte) are efect hepatotrop și antitoxic, este utilizat pentru afectarea hepatică toxică.

Asa de, Flavonoide Este cea mai mare clasă de polifenoli vegetali. Polifenolii sunt o clasă de compuși chimici caracterizați prin prezența a mai mult de unul fenolică grupe pe moleculă. Fenoli- compuși organici din seria aromatică, în moleculele cărora grupările hidroxil OH– sunt legate de atomii de carbon ai inelului aromatic.

Acestea sunt cele mai frecvente în floră antioxidanți. Singur flavonoide(derivați hidroxi flavone ) pot avea efecte antiinflamatorii, antivirale, hormonale, antimutagenice, protejează împotriva cancerului și prezintă mai mult o cantitate mare proprietăți utile oamenilor. S-a constatat că toți polifenolii naturali ai legumelor au efecte anticarcinogene.

Acțiune flavonoidă:

• Antiinflamator
• Anticarcinogen (protecție împotriva cancerului pulmonar și mamar)
• Antivirale
• Antioxidant
• Cardioprotector
• Hormonal
• Antiulcer
• Antidiareic
• Antispasmodic
• Îmbunătățirea capacității de memorie, învățare și cunoaștere
• Neuroprotector
• Reducerea riscului de osteoporoză

Rolul flavonoizilor în menținerea sănătății umane este enorm. Studiile epidemiologice indică faptul că consumul de legume și fructe este asociat cu un risc redus de boli cronice, inclusiv boli cardiovasculare și cancer. Se crede că flavonoizii și alți polifenoli sunt cei mai importanți compuși biologic activi care determină efectele pozitive ale fructelor și legumelor asupra sănătății umane.

Studiile epidemiologice susțin efectul protector al flavonoidelor împotriva cancerului și a bolilor cardiovasculare (Ghosh & Scheepens, 2009). O diferență semnificativă s-a găsit în mortalitatea populațiilor cu consum ridicat (China) și scăzut (America de Nord, Europa) de flavonoizi. Doar 2 din 7 studii la scară largă nu au găsit niciun efect protector semnificativ și ambele studii au fost efectuate la europeni cu un aport scăzut de flavonoide. 14 din 19 studii au arătat o corelație inversă între incidența cancerului mamar și nivelurile de flavonoide din sânge. Consumul de alimente bogate în flavonoide este asociat cu o incidență mai mică a bolilor de inimă, a atacurilor de cord, a cancerului și a altor boli cronice. S-a demonstrat o corelație inversă între nivelul consumului de flavonoide și riscul de accident vascular cerebral, precum și cancerul pulmonar și rectal (Trichopoulos, 2003; Hirvonen și colab., 2001). Deoarece aceste boli cronice sunt asociate cu stres oxidativ crescut, iar flavonoidele sunt antioxidanți puternici in vitro, s-a sugerat că flavonoidele alimentare au un efect benefic prin îmbunătățirea apărării antioxidante. Activitatea antioxidantă a flavonoidelor se manifestă printr-o creștere a stării antioxidante a plasmei, un efect protector împotriva vitaminei E, membranelor eritrocitare și lipoproteinelor cu densitate redusă, precum și protejarea PUFA-urilor membranelor eritrocitare de peroxidare.

Rezultatele numeroaselor studii sugerează că la om, flavonoidele prezintă activitate anti-alergenică, antivirală, antiinflamatoare și vasodilatatoare. Flavonoide, inclusiv quercitinași taxifolin, au un efect benefic asupra tractului gastro-intestinal, prezentând activitate antiulceroasă, antispastică și antidiareică. S-a demonstrat că consumul de legume și fructe cu conținut ridicat polifenolii reduc riscul apariției și dezvoltării osteoporozei.

S-a stabilit că quercetina protejează împotriva infecției cu HIV, inhibă oxidarea lipoproteinelor cu densitate mare, reducând astfel riscul bolilor cardiovasculare. Consumul unei cantități semnificative de alimente care conțin quercetină (ceapă, grapefruit, mere) reduce riscul de cancer pulmonar.

O gamă largă de acțiuni biologice ale plantelor din gen Allium(Tabelul 1) este asociat nu numai cu prezența compușilor care conțin sulf, ci și cu o concentrație ridicată de flavonoizi. Consumul de ceapă inhibă creșterea tumorilor și a celulelor microbiene, reduce riscul de cancer, dezactivează radicalii liberi și protejează împotriva bolilor cardiovasculare. S-a constatat o activitate antioxidantă ridicată a tuturor culturilor de ceapă (Kim și Kim, 2006; Corzo-Martinez și colab., 2007).

Tabelul 1. Acțiunea biologică a plantelor din gen Allium

Acțiune biologică	Numărul total de locuri de muncă	Numărul de studii umane
Cardioprotector
Antimicrobian
Anticarcinogen
Antioxidant
Hipoglicemiant
Antiinflamator

Deci nouă studii epidemiologice în diferite părți globul(China, Italia, Argentina, SUA etc.) au arătat în mod clar o reducere semnificativă a riscului de cancer gastro-intestinal cu un consum crescut de usturoi (You et al, 1989; Buiatti et al, 1989). Această din urmă observație este legată de capacitatea usturoiului de a reduce nivelurile de nitriți din tract gastrointestinal(precursorii nitrozaminelor cancerigene) și acțiunea bacteriostatică împotriva Helicobacter pilor cauzând dezvoltarea ulcerelor de stomac și a cancerului (Lanzotti, 2006). A arătat efectul protector al alil di- și trisulfidelor plantelor din gen Allium de la cancerul hepatic cauzat de aflatoxină.

Carotenoizii sunt o vastă clasă de pigmenți naturali care sunt esențiali pentru funcționarea normală a majorității organismelor biologice. Aceste substanțe, numerotarea peste 600 de soiuri sunt printre cei mai abundenți compuși organici de pe planetă. Cu toate acestea, majoritatea mamiferelor superioare, inclusiv oamenii, nu pot sintetiza carotenoizi în propriul corp, deci este extrem de important să obțineți doze suficiente din aceste substanțe din exterior. Înainte de a răspunde la întrebarea: "Ce sunt carotenoizii?" ar trebui consultate informații despre sursele de carotenoizi.

Surse de carotenoizi

Primii reprezentanți ai acestei clase de pigmenți au fost descoperiți înapoi în secolul al 19-leaîn analiza țesuturilor morcovi și dovleci... Este din nume englezesc morcovi ( morcov- carot) și s-a format numele întregului grup de substanțe.

„Sursele de carotenoizi sunt aproape toate legumele și fructele de nuanțe galbene, portocalii și roșii”.

Curând s-a aflat că multe plante și unele animale, care au o culoare galbenă și roșie, acumulează cantități semnificative de carotenoizi în corpul lor. Pentru a umple rezervele de compuși ale organismului, sunt potrivite următoarele alimente:

Dar când este mâncat legume crudeși fructe în medie, doar 1% este absorbit masele de carotenoizi pe care le conțin. Primul termic(fierbeți, prăjiți) și mecanic(tăiat, grătar) tratament care distruge pereții celulari ai țesuturilor plantelor. De asemenea, se recomandă consumarea acestor alimente împreună cu grăsimi (de exemplu, ulei de floarea soarelui), care va crește digestibilitatea nutrienți cu 25%.

Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că nu toți pigmenții galben-roșii sunt la fel de utili. Adesea eficacitatea lor poate diferi. De 1000 de ori... Prin urmare, pentru cei care doresc să păstreze tineretul și sănătatea, este extrem de important să știe care sunt cele mai utile carotenoideși cum să le consumăm cel mai bine.

Comparația carotenoizilor

Toate carotenoizii au un efect complex asupra corpului uman:

• Contracararea formării radicalilor liberi (antioxidare);
• Stimularea sistemului endocrin;
• Consolidarea membranelor celulare;
• Sursa de vitamina A (provitamină);
• Îmbunătățirea absorbției calciului;
• Stimularea imunității și multe altele.

Pe acest moment există doar studii fragmentare analizând eficacitatea unei părți a carotenoizilor una față de cealaltă. În special, proprietățile antioxidante ale acestor substanțe sunt studiate intens.

O parte semnificativă a experimentelor indică faptul că Astaxantina oferă cele mai multe beneficii dintre ele - un pigment, conținut maxim care este in peste somon si ceva microorganisme... În mai multe experimente, acest compus este de zeci și sute de ori superior concurenților săi, dar concentrația sa în produse naturale este extrem de scăzută. Din fericire, farmacologia modernă a găsit o cale de ieșire din această situație.

"Doar o mică parte din carotenoizii pe care îi conține pot fi absorbiți din alimente."

Suplimente pe bază de carotenoizi

Digestibilitatea grupului de substanțe în cauză poate fi crescută prin crearea de preparate foarte concentrate pe bază de materii prime naturale. Deși este destul de ușor să extrageți carotenoizi din morcovi sau portocale, în cazul astaxantinei, oamenii de știință au fost nevoiți să-și spargă capul.

Deoarece microalge sunt sursa optimă pentru unul dintre cei mai puternici antioxidanți

Într-un articol de recenzie al V.G. Ladygin și G.N. Shirshikova, sunt prezentate idei moderne despre funcțiile carotenoizilor - pigmenți galbeni, roșii și portocalii - în plante. Carotenoizii joacă un rol foarte important în mecanismul molecular al fotosintezei. Ei îndeplinesc trei funcții principale: fotoprotectoare (protejează clorofila și alte componente vulnerabile ale fotosistemelor de „supraexcitație” ușoară), recoltarea luminii (care permite plantelor să utilizeze energia luminii în regiunea albastră a spectrului - o sarcină pe care clorofila nu o poate face fără ajutor carotenoidelor) și structurale (servesc ca elemente structurale necesare, „cărămizi” ale fotosistemelor).

Carotenoizii sunt o clasă larg răspândită de pigmenți găsiți în bacterii, eucariote unicelulare, ciuperci, plante și animale. Spre deosebire de o serie de alți pigmenți, cum ar fi hemul (care face sângele și mușchii de mamifere roșii) sau clorofila (care face plantele verzi), moleculele carotenoide nu conțin metale. Acestea constau doar din carbon, hidrogen și oxigen, iar capacitatea lor de a „lucra” cu cuantele ușoare este determinată de un sistem de legături duble conjugate între atomii de carbon aliniați într-un lanț. Conjugatele sunt legături duble separate printr-o singură legătură.

Carotenoizii absorb lumina cu o lungime de undă de 280-550 nm (acestea sunt regiuni verzi, albastre, violete, ultraviolete ale spectrului). Cu cât mai multe legături duble conjugate din moleculă, cu atât lungimea de undă a luminii absorbite este mai mare. Culoarea pigmentului se schimbă corespunzător. Carotenoizii cu 3-5 legături duble conjugate sunt incolori, absorb lumina în regiunea ultravioletă. Zeta-carotenul cu șapte verigi este galben, neurosporina cu nouă verigi este portocaliu, licopenul cu 11 verigi este roșu portocaliu.

Funcțiile carotenoidelor din natura vie nu se limitează la lucrul cu lumina, uneori ele joacă un rol important în metabolism (amintiți-vă, de exemplu, vitamina A - un derivat al beta-carotenului). Și totuși funcțiile lor principale (fie în organele de vedere ale animalelor, fie în cloroplaste - organite ale fotosintezei plantelor) sunt indisolubil legate de lumină. Articolul de Ladygin și Shirshikova examinează rolul carotenoidelor în cloroplaste - organite de celule vegetale care provin din cianobacterii simbiotice. Funcția principală a cloroplastelor este fotosinteza, adică producerea de materie organică din dioxid de carbon folosind energia luminii solare. În membranele cloroplastice există complexe proteine-pigmenți - fotosistemele I și II, care includ diverse proteine, precum și pigmenți - clorofile și carotenoizi.

Clorofila, principalul pigment fotosintetic, este ea însăși capabilă să absoarbă și să utilizeze lumina numai în regiunea roșie a spectrului (650-710 nm). Carotenoizii absorb lumina albastru-verde și își transferă energia în clorofile. Această funcție a carotenoizilor - colectarea luminii- deosebit de important pentru alge, deoarece lumina albastru-verde pătrunde în coloana de apă mult mai adânc decât roșu.

A doua funcție a carotenoizilor din cloroplaste este protectie la lumina... Acestea protejează fotosistemele de „supraîncărcări” ușoare care pot duce la supraexcitație și funcționarea defectuoasă a fotosistemelor. Carotenoizii servesc ca un fel de "supape de urgență" care vă permit să aruncați excesul de energie, să o convertiți în căldură. Carotenoizii fac față acestei sarcini în mai multe căi diferite: pur și simplu „filtrarea” luminii primite, preluarea excesului de lumină sau eliminarea energiei din clorofila supraexcitată. Carotenoizii pot „stinge” și speciile reactive de oxigen, adică servesc drept antioxidanți.

Unul dintre modurile în care carotenoizii „aruncă” excesul de energie sub lumină excesivă este prin reacții chimice ciclice, în timpul cărora unii carotenoizi sunt transformați în alții. Cea mai frecventă dintre aceste reacții se numește ciclul violaxantinei. Sub lumină puternică, violaxantina carotenoidă este convertită în zeaxantină, cu eliberarea de oxigen. Când lumina este coborâtă, zeaxantina este convertită înapoi în violaxantină și oxigenul este absorbit. Ambele reacții - directe și inverse - sunt catalizate de enzime, ale căror gene sunt situate în cromozomul cloroplastului, și nu în genomul central (nuclear) al celulei vegetale.

A treia funcție a carotenoizilor este structural... Carotenoizii sunt componente structurale esențiale ale membranelor cloroplastice fotosintetice. S-a demonstrat experimental că fără carotenoizi, fotosistemele devin instabile. Moleculele carotenoide ocupă poziții strict definite în fotosisteme și fără ele întreaga structură pur și simplu se destramă.

Autorii notează că în ultimii ani s-au cunoscut multe despre carotenoizi, dar mai sunt încă o serie de detalii de clarificat. În special, originea evolutivă a carotenoizilor, precum și reacțiile biochimice și fotochimice cu participarea lor, nu este încă pe deplin înțeleasă. Nu este clar în ce măsură carotenoidele pot fi utilizate în filogenetică, adică pentru a reconstitui căile de dezvoltare evolutivă a organismelor. În multe lucrări vechi, seturi de carotenoizi caracteristici unui anumit grup de organisme au fost utilizate ca un caracter taxonomic important. Nu este pe deplin clar cât de fiabile sunt aceste semne, mai ales având în vedere că aceleași carotenoide pot fi găsite, de exemplu, în cloroplastele vegetale și în ochii mamiferelor.

Carotenoizii sunt pigmenți lipofili care sunt localizați în cloroplaste și cromoplaste în plante. Sunt sintetizate de toate organismele care efectuează fotosinteza oxigenică: cianobacterii, alge, plante superioare. În plus, carotenoizii sunt sintetizați și acumulați de multe ciuperci, de exemplu, galbenele conțin o cantitate semnificativă de (3-caroten și canthaxantină. Majoritatea animalelor nu sunt capabile să sintetizeze carotenoizi. Prin urmare, carotenoizii de care au nevoie pentru metabolism normal sunt obținuți din plante .

Structura și biosinteza carotenoizilor

Majoritatea carotenoizilor - tetraterpenoizi construiți din opt unități de izopren - au un lanț de carbon de 40 de atomi de carbon. În multe carotenoide, lanțul de carbon din poliizopren este ciclat la capete pentru a forma mai multe tipuri de inele iononice. Se cunosc peste 600 de carotenoizi. Ele diferă în ceea ce privește locația vârfurilor de absorbție a luminii, care, totuși, se află întotdeauna în intervalul 400-550 nm (violet-verde). Carotenoizii sunt subdivizați în caroten, care constau numai din atomi de carbon și hidrogen, și xantofile, care conțin și atomi de oxigen sub formă de grupări hidroxi, metoxi, epoxidice sau ceto.

Carotenii sunt de obicei de culoare portocalie. Cele mai frecvente sunt a- și (3-carotenele (Fig. 57). A-carotenul are (3- și? -Inonee inele, iar (3-carotenul are două (3-ionone inele. Multe plante conțin licopen - carotenul este culoare roșie strălucitoare, fără inele iononice Licopenul este un intermediar în sinteza carotenoizilor, inclusiv a- și (3-carotenii.

Xantofilele au culori variate, de la galben pal la roșu închis, deși și-au primit numele din cuvântul grecesc xanthos, care înseamnă galben. De exemplu, astaxantina (Fig. 57) dă o culoare stacojie strălucitoare petalelor de adonis, iar capsantina și capsorbina colorează fructele piperului. Ardei grasîn culoare roșu închis. Cei mai frecvenți pigmenți galbeni dintre xantofile sunt luteina, zeaxantina și violaxantina. Canthaxantina și astaxantina (Fig. 57) sunt recunoscute pe scară largă pentru proprietățile lor antioxidante.

Apocarotenoizii - produse de descompunere oxidativă a lanțului de carbon al carotenoizilor - au o mare importanță funcțională. La plante, apocarotenoizii studiați sunt 8'-apocarotenal, precum și fitohormoni: acid abscisic și strigolactonă. Animalele și oamenii au nevoie de retină, retinol și acid retinoic - retinoizi, denumiți colectiv vitamina A (Fig. 57).

Smochin. 57.

La plante, sinteza carotenoidelor are loc în plastide, unde acești pigmenți rămân de obicei: în frunzele verzi acestea sunt cloroplaste, iar în fructe, petale de flori și culturi radiculare - cromoplaste. Inițial, heranylgeranyldifosfatul este sintetizat din blocuri prenil C5 cu participarea izopenteniltransferazei - geranylgeranyldifosfatului sintazic (Fig. 58). Apoi, două molecule de geranilgeranildifosfat sunt conectate „coadă la coadă” cu participarea fitoinei sintază. Apoi fitoina incoloră este desaturată și convertită în pigment roșu licopen cu un sistem de legături duble conjugate. Licopenul sub acțiunea anumitor cicluri poate fi transformat în a- sau (3-caroten. Carotenii, la rândul lor, servesc ca precursori ai xantofilelor, în care sunt transformați de diferite oxigenaze: hidroxilaze, epoxidaze etc. În plus, carbonul lanț de carotenoizi poate

Enciclopedia "Biologie"

Carotenoizi

Pigmenți naturali de culoare galbenă, portocalie sau roșie, sintetizați de bacterii, ciuperci și plante verzi. Acestea sunt împărțite în caroten și xantofile. Prin natura chimică, carotenii sunt hidrocarburi nesaturate, ale căror molecule sunt compuse din 40 de atomi de carbon. Frunzele de spanac, rădăcinile de morcov, șoldurile sunt bogate în caroten. Animalele de obicei nu sintetizează carotenii și le obțin din alimente, acumulându-se în țesutul adipos, gălbenuș de ou, lapte etc. Vitamina A se formează din caroten (provitamina A) din corpul animalului. Xantofilele sunt derivați oxidați ai carotenilor (alcooli, aldehide etc.). Conținut în diferite organe vegetale și în celulele multor microorganisme. Carotenoizii servesc ca pigmenți suplimentari în fotosinteză, participă la reacțiile plantelor fotodependente (de exemplu, în tropisme) și colorează (împreună cu alți pigmenți) frunzele de toamnă ale plantelor.

dicționar enciclopedic

Carotenoizi

(din latina carota - morcov și eidos grecesc - specie), un grup de pigmenți naturali de culoare galbenă sau portocalie. Prin natura chimică - izoprenoizi; hidrocarburi nesaturate (caroten) sau derivații lor oxidați (xantofile). Acestea sunt sintetizate de unele microorganisme și de toate plantele, în celulele cărora participă la fotosinteză și procese asociate cu absorbția luminii (fototaxis, fototropisme etc.). Ele determină culoarea fructelor, frunzele de toamnă, coloniile unui număr de microbi. În corpul animalelor și al oamenilor, vitamina A se formează din carotenele furnizate cu alimente.