Karotinoidok - FETeV
A tudós, Heinrich Wackenroder 1831-ben különítette el először a sárgarépából a szénhidrogén vegyületet, amelyet karotinnak nevezett. Rövid idő múlva a „karotinoidok” kifejezést e csoport összes színezékére kitalálták. A polifenolokkal a karotinoidok a legjobban vizsgált fitokémiai anyagok közé tartoznak. Még akkor is, ha a poliénfestékek csak néhány bizonyítékon alapuló hatását sikerült megállapítani, a rákgátló tulajdonságok, az immunmoduláló és az antioxidáns hatások a karotinoidok pozitív tulajdonságai közé sorolhatók.
Szerkezeti felépítés
Kémiai szempontból a karotinoidok a terpenoidokhoz tartoznak. Legtöbbjük tetraterpén, amelyek 8 izoprenoid egységből állnak. A karotinoidoknak hosszú szénhidrogénláncuk van, számos konjugált kettős kötéssel, ezért zsírban oldódnak és színesnek tűnnek. A kémiai szerkezet miatt különbséget tesznek oxigénmentes (karotinok) és oxigéntartalmú (xantofill) karotinoidok között.
A karotinok például:
- Alfa-karotin
- Béta karotin
- Likopin.
A xantofilok például:
- Asztaxantin
- Béta-kriptoxantin
- Kantaxantin
- Lutein
- Kapszantin
- Zeaxanthin.
A xantofilok úgy jönnek létre, hogy hidroxilcsoportokat illesztenek a karotinoidok gyűrűibe. Ezek érzékenyek a hőre, ezért - szemben a hőstabil karotinokkal - mikrohullámú sütőben történő főzéssel vagy melegítéssel elpusztulhatnak. Míg a xantofilok esetében az előállítással akár 50% is elveszhet, az alfa-, a béta- és a gamma-karotin vesztesége csak körülbelül 10%. Jelenleg körülbelül 650 karotinoid ismert, amelyek közül mintegy 50 anyag kémiai szerkezetük miatt átalakulhat A-vitaminná. A karotinoidok zsírban oldódnak, és nagyon érzékenyek az oxigénre és a fényre.
A karotinoidok konjugált kettős kötései különböző színeket eredményeznek a sárga, narancs és piros tartományban a látható fényspektrum bizonyos részeinek elnyelésével.
A karotinoidokat baktériumok, algák, gombák és növények szintetizálhatják, és elengedhetetlenek minden fotoszintetikus növény számára. Fehérjéhez kötött pigmentekként részt vesznek a fotoszintetikus fényelnyelésben, és megvédik a zöld levelekben található klorofillt az oxidatív lebomlástól. A karotinok főleg a narancssárga-piros zöldségekben és gyümölcsökben találhatók, míg a xantofilok elsősorban a zöld levelű zöldségekben. Továbbá a karotinoidok felelősek a levelek sárga-vöröses őszi színéért is, mivel a növények csak a klorofill pigmentet bontják ősszel, hogy visszanyerjék a benne lévő nitrogént.
Funkciók és feladatok
Az egyes karotinoidok élettani funkciói valószínűleg nagyon eltérőek. A többségnek nincs funkciója provitaminként, de számos védőhatás ismert. Az elmúlt években számos populációs tanulmány kimutatta, hogy a karotinoidok elégtelen bevitele vagy az alacsony karotinoidszint a plazmában a szív- és érrendszeri betegségek, az infarktusok vagy a rák fokozott kockázatával jár együtt.
Kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy a karotinoidok hatással lehetnek a gyulladásra és az immunrendszerre, és alacsony oxigén parciális nyomáson hatnak, például az erek terminális ágaiban. Például egyes képviselők képesek megvédeni a sejteket a rákkeltő károsodásoktól.
Karcinogénellenes hatások
Már az 1980-as években az epidemiológiai vizsgálatok fordított kapcsolatot mutattak ki a karotinoid bevitel és a rák előfordulása között. Úgy tűnik, hogy a karotinoidokban gazdag ételek csökkentik a tüdő-, nyaki-, nyelőcső-, vastagbél-, torok-, gyomor- és prosztatarák kockázatát. A hatás a rákkeltő anyagok intracelluláris iniciációján és inaktiválásán alapul. Az iniciációs fázisban a másodlagos növényi anyagok gátolják a prokarcinogének aktiválódását és a sejtek szaporodását, és így védik a genetikai anyagot a rákkeltő anyagok megkötésétől. A progresszió fázisában a karotinoidok elnyomják a sejtek szaporodását és a sejtek differenciálódását, és szabad gyökfogóként hatnak a szingulett oxigén számára.
| Antikarcinogén hatású karotinoidok | |
| anyag | nagyobb mennyiségeket tartalmaznak |
| Alfa-karotin | Sárgarépa, tök |
| Béta karotin | Sárgarépa, szárított sárgabarack, főtt spenót |
| Béta-kriptoxantin | Déli és citrusfélék |
| Lutein | Káposzta/kelkáposzta, főtt spenót |
| Zeaxanthin | Káposzta/kelkáposzta, főtt spenót |
| Likopin | Paradicsom, guava, grapefruit |
A karotinoidok tüdőrákra gyakorolt pozitív hatása mellett a prosztatarák kezelésében is egyre inkább alkalmazzák a pótlást. A zöldségekből és gyümölcsökből származó likopin és más karotinoidok magas fogyasztása a prosztatarák kockázatának csökkenésével járt együtt egy eset-kontroll tanulmányban [Jia 2005]. Más vizsgálatok nem tudták igazolni ezt a hatást. Továbbá egy prospektív tanulmány adatai arra utalnak, hogy a karotinoidok megelőző hatással lehetnek az emlőrák kialakulására [Szo 2002].
Antioxidáns hatás
A karotinoidok megköthetik a szabad gyököket az emberi szervezetben [Gra 2005]. Ezek az agresszív oxigénvegyületek felszívódnak a környezetből, vagy az anyagcsere folyamatában keletkeznek. Ha ezek felhalmozódnak, a sejtek tömegesen károsodhatnak. Sok más antioxidáns mellett a karotinoidok hatékonyak a szabad gyökök hatástalanításában is. Ez vonatkozik
- Peroxilcsoportok
- Szingulett oxigén
- lipidperoxidáció
- UVB, röntgen és magassági sugárzás.
Antioxidáns hatásuk miatt a karotinoidok fontos szerepet játszanak az immunrendszerben és a sejtvédelemben. De nem minden anyagnak ugyanaz az antioxidáns hatása. A különböző készségek és hatások kiegészíthetik és megerősíthetik egymást. Például egyes képviselőknek erősebb immunmoduláló hatása van, míg mások közvetlenül hathatnak a rákos sejtekre.
Az antioxidáns hatás az elektronadományozás képességén alapul. A karotinoidok inaktiválják a rendkívül reaktív szingulett oxigént, átmenetileg izgatott triplett állapotba változnak, és a hő felszabadulásával visszatérnek kiindulási állapotukba. A gyökök kioltásának képessége a kettős kötések számával növekszik. Ily módon a karotinoidok megvédhetik a DNS-t az oxidatív károsodástól és a lipidperoxidációtól. A béta-karotin, a likopin és a béta-kriptoxantin különösen hatékonynak bizonyult a szabad gyökök megsemmisítőjeként. Eddig a DNS-re és a lipidperoxidációval szembeni védőhatás csak karotinoidban gazdag zöldségek és gyümölcsök fogyasztása után volt kimutatható. Jelentős adatok humán vizsgálatokból, amelyekben az izolált karotinoidok bevitele ugyanolyan hatást váltott ki, még nem állnak rendelkezésre.
A karotinoidok védik a bőrt az UV sugaraktól is. Napi 20 mg karotinoid három napos intenzív napozás hatására csökkentheti a leégés kockázatát. További bőrvédelemre van szükség, ha a nap nagyon intenzív, vagy ha sokáig tartózkodik a napon.
Koleszterinszint-csökkentő hatás
A karotinoidok képesek befolyásolni a vér teljes koleszterintartalmát [Vou 2006]. Az anyagcserében bizonyos immunsejtekben (monocitákban) blokkolják a koleszterinszintézist, például a béta-karotin és a likopin, míg az LDL sejtbe történő felvételét specifikus receptorok stimulálják. Hogy ez a hatás mennyire mérhető hatást gyakorol az emberre, mindeddig kérdéses.
Az immunrendszer modulációja
Különböző vizsgálatok azt mutatják, hogy a karotinoidok immunstimuláló hatással bírhatnak [Wat 1999]. A további 15 mg béta-karotin napi bevitele 4 hét alatt ex vivo fokozta a tumor nekrózis faktor alfa (TNF-alfa) szintézisét. Mindazonáltal eddig csak kevés természetes úton előforduló karotinoidot vizsgáltak ennek hatására. Mindazonáltal ezekből a megállapításokból arra lehet következtetni, hogy a karotinoidokban gazdag zöldségek és gyümölcsök nagy arányú étrendje különféle immunmechanizmusokat aktiválhat. Mivel a megfigyelési vizsgálatok már immunmoduláló és antioxidáns hatásokat mutattak ki, a kutatás azt a megközelítést alkalmazza, hogy az izolált formában lévő karotinoidok hatékonyságát más orvosi területekre vigyék át.
Néhány tanulmány megvizsgálta a kiegészítés hatását az AIDS-betegek egészségi állapotára. A karotinoidok immunstimuláló mechanizmusait először sikerült bemutatni [Pat 1999]. Az AIDS-es betegek gyakran táplálkozási hiányban szenvednek, ami alacsony karotinoid-koncentrációban is megnyilvánulhat. Egy ilyen hiány ronthatja az egészségi állapotot és ezáltal a túlélés esélyét. A kutatók azonban maguk is további kutatásokat kértek a mechanizmusok megerősítésére.
Hatás a kognitív képességekre
Egy placebo-kontrollos klinikai vizsgálatban amerikai kutatók összefüggést vizsgáltak a béta-karotin kiegészítés és a kognitív képességek között. Másnap a résztvevők 50 mg béta-karotint és aszpirint kaptak. 18 hónap elteltével a tesztalanyok 75% -a pozitív hatást tudott felmutatni a verbális memóriára és a beszédkészségre a placebo csoporthoz képest [Gro 2007].
Használata az élelmiszeriparban
A karotinoidokat növényi kivonatok formájában vagy egyedi vegyületekként használják az élelmiszeriparban margarin, fagylalt, sajtkészítmények, italok, szószok és hús, cukrászda és tészta színezésére is.
Előfordulás és ajánlott bevitel
A karotinok főleg a narancssárga-piros zöldségekben és gyümölcsökben találhatók, míg a xantofilok elsősorban a zöld levelű zöldségekben. A különböző karotinoidok különböző mennyiségben fordulnak elő az egyes gyümölcs- és zöldségfajtákban, ezáltal a karotinoid-tartalom erősen függ különböző tényezőktől, például érettségtől, tárolástól, eredettől vagy feldolgozástól.
Ezenkívül a karotinok megtalálhatók egyes állati élelmiszerekben, például a tejben és a tojássárgájában. A karotinok a takarmányon keresztül jutnak el az állati szövetekbe, ahol az anyagokat módosítják és tárolják. A növényekben általában összetett karotinoid-keverékek találhatók. Például több mint 50 vegyületet azonosítottak a narancsban.
A fiziológiailag értelmes beviteli ajánlásokról még nem állnak rendelkezésre bizonyítékokon alapuló adatok. A karotinoidok, különösen a béta-karotin, színezékként való ipari felhasználásuk mellett gyakran az étrend-kiegészítõk összetevõi. Ennek alapja az emberi szervezetre gyakorolt feltételezett sokféle hatás. Noha a karotinoid-kiegészítés pozitív hatásának tendenciái kimutatták az egyes betegségeket, nincs tudományos bizonyíték az izolált bevitelre.
Inkább a másodlagos növényi anyagok hatását dokumentálják természetes kombinációban, vagyis az étel egyéb összetevőivel. Ezért minden a friss zöldségek és gyümölcs elegendő fogyasztásáról szól, de kevéssé támogatja a kiegészítők révén történő mesterséges bevitelt - legalábbis nem hosszabb ideig.
toxicitás
Humán vizsgálatok azt mutatják, hogy az ételből származó karotinoidok még nagy mennyiségben sem okoznak visszafordíthatatlan kárt.
A karotinoidokban gazdag ételek rendkívül magas bevitele, például 2 liter paradicsomlé napi több hónapos fogyasztása a máj működésének átmeneti reverzibilis károsodásához vezetett.
A bőr reverzibilis sárgulását is megfigyelték, ha nagy mennyiségű (> 30 mg/nap) karotinoidokat fogyasztottak hosszú ideig. Nincs ismert egészségügyi hátrány.
A napi 30 mg feletti karotinoidok folyamatos bevitele a tudományos felmérések szerint ártalmatlannak minősíthető. Még napi 180 mg körüli terápiás dózisok mellett sem jelentkeztek toxikus mellékhatások. Csak a cigarettafogyasztás és az izolált kiegészítés kombinációja, amint azt az intervenciós vizsgálatok mutatják, negatív hatást gyakorolhat.
bejelentkezés a tagok számára
Blogazin hírlevél
Ingyenes cikkeket, frissítéseket és médiát fogunk tájékoztatni (a hírlevél jelenleg szünetel):
Bármikor leiratkozhat: