Каротиноїди

клас хімічних сполук

Каротиноїди — природні органічні пігменти, що виробляються бактеріями, грибами, водоростями і рослинами. Тепер розпізнано близько 600 каротиноїдів, котрі поділяються на два класи: ксантофіли та каротини. Вони мають переважно жовтий, помаранчевий або червоний колір, за своєю будовою це циклічні або ациклічні ізопреноїди.

Каротин, лікопін та інші каротиноїди додають забарвлення більшості червоних та помаранчевих овочів і фруктів
бета-каротин

Властивості ред.

Каротиноїди легко розводяться в багатьох органічних розчинниках: сірководні, дихлоретані, хлороформі, ізопропанолі, бензолі і киплячому петролейному ефірі, в гексані (за температури 0°С).[1]

Фізіологічний ефект ред.

Як допоміжні барвники фотосинтетичного апарату, каротиноїди забезпечують поглинання квантів двома піками в синьо-фіолетовий та синій областях спектра (420…490 нм) і деякою мірою в зеленій (490…550 нм). Сплески поглинання залежать від замісників біля вуглецевого скелета, типу розчинника та кількості подвійних зв'язків. У межах від 400 до 550 нм вони, здебільшого, мають дві-три смуги поглинання.

Каротиноїди розширюють спектр дії фотосинтезу, забезпечуючи, поглинання від 10 до 20 % енергії сонячних квантів, причому близько 50 % енергії поглинається в короткохвильовій області — зоні високих енергій. Ці пігменти виконують завдання світлопоглинання, передаючи енергію власного електронно-збудженого стану хлорофілу. Зворотний процес передавання неможливий. Каротиноїди, на відміну від хлорофілів, не здатні до флуоресценції.

Такі каротиноїди, як віолаксантин, неоксантин, зеаксантин та інші, поглинаючи світло в короткохвильовій високоенергетичній частині спектра, виконують захисну функцію, як хімічні перешкоди в реакціях фотосинтезу. Можливий механізм захисту полягає в тому, що каротиноїди здатні реагувати зі збудженою молекулою хлорофілу, забираючи від нього енергію, чим запобігають його фотоокисненню. Енергія фотозбудженої молекули хлорофілу переходить до каротиноїду, хлорофіл набуває нормального енергетичного стану, а енергія виділяється у вигляді тепла. Завдяки цьому каротиноїди оберігають хлорофіл та інші біологічно активні сполуки від фотоокиснення.

Каротиноїдам належить ще одне особливе призначення в регулюванні фотосинтетичного апарату рослинного організму. Річ у тім, що хлоропласти переміщуються в клітині під впливом синіх променів, які знову ж таки поглинаються каротиноїдами.

Фізіологічна корисність каротиноїдів не обмежується їхньою участю в передаванні енергії на молекули хлорофілів. Каротиноїди — переносники активного кисню, вони беруть участь в окисно-відновних реакціях завдяки наявності значної кількості подвійних зв'язків. Їм належить певне завдання у статевому процесі рослин, а саме: вони зумовлюють забарвлення пелюсток квітів, плодів, коренеплодів. Залишається мало з'ясованим їхнє призначення в кисневому обміні, участь в утворенні фотоперіодичної реакції, в ростових процесах, зокрема під час проростання насіння, в проявах фототаксису та фототропізму.

Виділення та отримання ред.

Люди та інші тварини здебільшого не здатні синтезувати каротиноїди, отже повинні отримувати їх із їжею. Каротиноїди є звичайною і часто прикрашальною властивістю у тварин. Наприклад, рожевий колір лосося та червоне забарвлення варених омарів і луски жовтої морфи звичайних ящірок мурових пов’язані з каротиноїдами.[2] Було припущено, що каротиноїди беруть участь у декоративних рисах тварин (для надзвичайних прикладів дивіться іпаткових птахів), через те що, враховуючи їхні фізіологічні та хімічні властивості, вони можуть використовуватися як видимі показники здоров’я окремої птахи, отже, тварини застосовують їх під час вибору потенційних партнерів.[3]

Використання людиною ред.

Огляди епідеміологічних досліджень, які шукають кореляції між споживанням каротиноїдів у їжі та клінічними результатами, прийшли до різних висновків:

  •     Огляд 2015 року показав, що пожива з високим вмістом каротиноїдів, здається, захищає від раку голови та шиї.[4]
  •     Інший огляд 2015 року, присвячений тому, чи можуть каротиноїди запобігти раку передміхурової залози, виявив, що хоча кілька досліджень виявили взаємозв'язок між дієтами, багатшими чи біднішими на каротиноїди, що мабуть мають відповідну захисну дію, але бракує доказів аби визначити, чи це пов’язано з каротиноїдами як такими.[5]
  •     Дослідження 2014 року не виявили відповідності між споживанням продуктів з високим вмістом каротиноїдів і вітаміну А та ризиком розвитку хвороби Паркінсона.[6]
  •     Ще один огляд 2014 року, не показав суперечливих результатів у дослідженнях дієтичного споживання каротиноїдів і ризику захворювання на рак груді.[7]

Каротиноїди також є важливими складниками темно-коричневого пігменту меланіну, який міститься у волоссі, шкірі та очах. Меланін поглинає високоенергетичне світло і захищає ці органи від внутрішньоклітинного пошкодження.

  •     У кількох дослідженнях спостерігали добрий вплив харчування з високим вмістом каротиноїдів на склад, прозорість, колір, міцність і еластичність шкіри.[8][9][10]
  •     Дослідження 1994 року відзначило, що пожива з високим вмістом каротиноїдів, допомогла зменшити симптоми напруги очей (сухість очей, головні болі та розмитість зору) і покращити нічний зір.[11][12][13]

Джерела та література ред.

  1. Питание и обмен веществ. Сборник научных статей. Выпуск 3. — Litres, 2014 ISBN 5457648559, 9785457648555
  2. Sacchi, Roberto; Pellitteri-Rosa, Daniele; Bellati, Adriana; Di Paoli, Aurora; Ghitti, Michele; Scali, Stefano; Galeotti, Paolo; Fasola, Mauro (2013-06). Colour variation in the polymorphic common wall lizard (Podarcis muralis): An analysis using the RGB colour system. Zoologischer Anzeiger (англ.). Т. 252, № 4. с. 431–439. doi:10.1016/j.jcz.2013.03.001. Процитовано 18 лютого 2023. 
  3. Whitehead, Ross D.; Perrett, David I.; Ozakinci, Gözde (1 грудня 2012). Attractive Skin Coloration: Harnessing Sexual Selection to Improve Diet and Health. Evolutionary Psychology. Т. 10, № 5. с. 147470491201000. doi:10.1177/147470491201000507. ISSN 1474-7049. Процитовано 18 лютого 2023. 
  4. Leoncini, Emanuele; Nedovic, Darko; Panic, Nikola; Pastorino, Roberta; Edefonti, Valeria; Boccia, Stefania (1 липня 2015). Carotenoid Intake from Natural Sources and Head and Neck Cancer: A Systematic Review and Meta-analysis of Epidemiological Studies. Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention. Т. 24, № 7. с. 1003–1011. doi:10.1158/1055-9965.epi-15-0053. ISSN 1055-9965. Процитовано 18 лютого 2023. 
  5. Musumeci, Giuseppe (2015). The old and the new concepts of histochemistry. Journal of Histology and Histopathology. Т. 2, № 1. с. 10. doi:10.7243/2055-091x-2-10. ISSN 2055-091X. Процитовано 18 лютого 2023. 
  6. Takeda, Andrea; Nyssen, Olga P.; Syed, Asmat; Jansen, Eugene; Bueno-de-Mesquita, Bas; Gallo, Valentina (12 грудня 2013). Vitamin A and Carotenoids and the Risk of Parkinson's Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis. Neuroepidemiology. Т. 42, № 1. с. 25–38. doi:10.1159/000355849. ISSN 0251-5350. Процитовано 18 лютого 2023. 
  7. Chajès, Véronique; Romieu, Isabelle (2014-01). Nutrition and breast cancer. Maturitas. Т. 77, № 1. с. 7–11. doi:10.1016/j.maturitas.2013.10.004. ISSN 0378-5122. Процитовано 18 лютого 2023. 
  8. Schagen, Silke K.; Zampeli, Vasiliki A.; Makrantonaki, Evgenia; Zouboulis, Christos C. (2012-07). Discovering the link between nutrition and skin aging. Dermato-Endocrinology. Т. 4, № 3. с. 298–307. doi:10.4161/derm.22876. ISSN 1938-1980. Процитовано 18 лютого 2023. 
  9. Pappas, Apostolos (2009-09). The relationship of diet and acne. Dermato-Endocrinology. Т. 1, № 5. с. 262–267. doi:10.4161/derm.1.5.10192. ISSN 1938-1980. Процитовано 18 лютого 2023. 
  10. Foo, Yong Zhi; Rhodes, Gillian; Simmons, Leigh W. (13 лютого 2017). The carotenoid beta-carotene enhances facial color, attractiveness and perceived health, but not actual health, in humans. Behavioral Ecology. Т. 28, № 2. с. 570–578. doi:10.1093/beheco/arw188. ISSN 1045-2249. Процитовано 18 лютого 2023. 
  11. Weiter, John (1987). Phototoxic Changes in the Retina. Clinical Light Damage to the Eye. New York, NY: Springer New York. с. 79–125. ISBN 978-1-4612-9122-0. 
  12. Rozanowska, Malgorzata B. (29 жовтня 2012). Light-Induced Damage to the Retina: Current Understanding of the Mechanisms and Unresolved Questions: A Symposium-in-Print. Photochemistry and Photobiology. Т. 88, № 6. с. 1303–1308. doi:10.1111/j.1751-1097.2012.01240.x. ISSN 0031-8655. Процитовано 18 лютого 2023. 
  13. LIGHT-INDUCED DAMAGE to the RETINA. photobiology.info. Процитовано 18 лютого 2023. 

Література ред.

  • [1] [Архівовано 4 березня 2016 у Wayback Machine.]
  • Інвентаризація флори України (Лікарські рослини - носії каротиноїдів) / А. П. Лебеда ; НАН України, Нац. ботан. сад ім. М. М. Гришка. - К. : Академперіодика, 2008.. - 128 с.. - Бібліогр.: с. 88-127. - ISBN 978-966-360-096-3

Посилання ред.