Karotenoidy - FETeV

Vedec Heinrich Wackenroder izoloval z mrkvy po prvýkrát v roku 1831 uhľovodíkovú zlúčeninu, ktorú nazval karotén. O chvíľu neskôr sa pre všetky farbivá v tejto skupine vytvoril pojem „karotenoidy“. Čo sa týka polyfenolov, karotenoidy patria medzi najlepšie študované fytochemikálie. Aj keď je dokázaných len niekoľko dôkazov podložených účinkov polyénových farbív, medzi pozitívne vlastnosti karotenoidov možno zaradiť vlastnosti inhibujúce rakovinu, imunomodulačné účinky a antioxidačné účinky.

Štrukturálna štruktúra

Z chemického hľadiska patria karotenoidy k terpenoidom. Väčšinou ide o tetraterpény, ktoré sú tvorené 8 izoprenoidovými jednotkami. Karotenoidy majú dlhé uhľovodíkové reťazce s početnými konjugovanými dvojitými väzbami, a preto sú rozpustné v tukoch a vyzerajú sfarbené. Vzhľadom na chemickú štruktúru sa rozlišuje medzi karotenoidmi neobsahujúcimi kyslík (karotény) a obsahujúcimi kyslík (xantofyly).

Medzi karotény patria napríklad:

• Alfa karotén
• Beta karotén
• Lykopén.

Medzi xantofyly patria napríklad:

• Astaxantín
• Beta-kryptoxantín
• Kantaxantín
• Luteín
• Capsanthin
• Zeaxantín.

Xantofyly sa vytvárajú inzerciou hydroxylových skupín do kruhov karotenoidov. Sú citlivé na teplo, a preto sa môžu - na rozdiel od tepelne stabilných karoténov - zničiť varením alebo zahriatím v mikrovlnnej rúre. Zatiaľ čo pri xantofyloch sa prípravkom stratí až 50%, straty alfa, beta a gama karoténu sú iba okolo 10%. V súčasnosti je známych asi 650 karotenoidov, z ktorých asi 50 látok je možné previesť na vitamín A vďaka ich chemickej štruktúre. Karotenoidy sú tiež rozpustné v tukoch a sú veľmi citlivé na kyslík a svetlo.

Konjugované dvojité väzby karotenoidov spôsobujú absorpciou určitých častí spektra viditeľného svetla rôzne farby, ktoré sú v rozmedzí od žltej, oranžovej a červenej.

Karotenoidy môžu byť syntetizované baktériami, riasami, hubami a rastlinami a sú nevyhnutné pre všetky fotosyntetické rastliny. Ako pigmenty viazané na bielkoviny sa podieľajú na absorpcii fotosyntézy a chránia chlorofyl v zelených listoch pred oxidačnou degradáciou. Karotény sa nachádzajú hlavne v oranžovo-žlto-červenej zelenine a ovocí, zatiaľ čo xantofyly sa nachádzajú hlavne v zelenej listovej zelenine. Karotenoidy sú ďalej zodpovedné aj za žlto-červenkastú jesennú farbu listov, pretože rastliny na jeseň rozkladajú iba pigment chlorofyl, aby znovu získali dusík, ktorý obsahuje.

Funkcie a úlohy

Fyziologické funkcie jednotlivých karotenoidov sú pravdepodobne veľmi odlišné. Väčšina nemá funkciu provitamínu, ale je známych veľa ochranných účinkov. Mnoho populačných štúdií v posledných rokoch preukázalo, že nedostatočný príjem karotenoidov alebo nízke hladiny karotenoidov v plazme súvisia so zvýšeným rizikom kardiovaskulárnych chorôb, infarktov alebo rakoviny.

Experimentálne štúdie preukázali, že karotenoidy môžu pôsobiť na zápal a imunitný systém a pôsobiť pri nízkom parciálnom tlaku kyslíka, napríklad v koncových vetvách krvných ciev. Niektorí zástupcovia sú napríklad schopní chrániť bunky pred karcinogénnym poškodením.

Antikarcinogénne účinky

Už v 80. rokoch minulého storočia epidemiologické štúdie preukázali inverzný vzťah medzi príjmom karotenoidov a výskytom rakoviny. Zdá sa, že potraviny bohaté na karotenoidy znižujú riziko rakoviny pľúc, krčka maternice, pažeráka, hrubého čreva, hrdla, žalúdka a prostaty. Účinok je založený na intracelulárnej iniciácii a inaktivácii karcinogénov. V iniciačnej fáze sekundárne rastlinné látky inhibujú aktiváciu prokarcinogénov a množenie buniek, a tým chránia genetický materiál pred väzbou karcinogénov. Vo fáze progresie karotenoidy potláčajú bunkovú proliferáciu a diferenciáciu buniek a pôsobia ako lapače voľných radikálov pre singletový kyslík.

Karotenoidy s antikarcinogénnymi účinkami
látka	obsahovať väčšie množstvo
Alfa karotén	Mrkva, tekvica
Beta karotén	Mrkva, sušené marhule, varený špenát
Beta-kryptoxantín	Južné a citrusové ovocie
Luteín	Kapusta/kel, varený špenát
Zeaxantín	Kapusta/kel, varený špenát
Lykopén	Paradajky, guajavy, grapefruity

Okrem pozitívneho účinku karotenoidov na rakovinu pľúc sa v liečbe rakoviny prostaty čoraz viac využíva aj suplementácia. Vysoká spotreba lykopénu a iných karotenoidov zo zeleniny a ovocia bola v prípadovej kontrolnej štúdii spojená so zníženým rizikom rakoviny prostaty [Jia 2005]. Iné štúdie nedokázali tento účinok. Ďalej údaje z prospektívnej štúdie naznačujú, že karotenoidy môžu mať preventívny účinok na vznik rakoviny prsníka [Sat 2002].

Antioxidačný účinok

Karotenoidy môžu viazať voľné radikály v ľudskom organizme [Gra 2005]. Tieto agresívne kyslíkové zlúčeniny sú absorbované z okolitého prostredia alebo vznikajú v metabolickom procese. Ak sa tieto nahromadia, môžu sa bunky masívne poškodiť. Okrem mnohých ďalších antioxidantov sú karotenoidy účinné aj pri odbúravaní voľných radikálov. Toto sa týka

• Peroxylové radikály
• Singletový kyslík
• peroxidácia lipidov
• UVB, röntgenové a výškové žiarenie.

Vďaka svojmu antioxidačnému účinku hrajú karotenoidy dôležitú úlohu v imunitnom systéme a pri ochrane buniek. Ale nie každá látka má rovnaké antioxidačné účinky. Rôzne zručnosti a efekty sa môžu navzájom dopĺňať a posilňovať. Napríklad niektorí zástupcovia majú silnejší imunomodulačný účinok, iní môžu pôsobiť priamo na rakovinové bunky.

Antioxidačný účinok je založený na schopnosti darovať elektróny. Karotenoidy inaktivujú vysoko reaktívny singletový kyslík, ktorý sa dočasne zmení na excitovaný tripletový stav a po uvoľnení tepla sa vráti do pôvodného stavu. Schopnosť uhasiť radikály sa zvyšuje s počtom dvojitých väzieb. Týmto spôsobom môžu karotenoidy chrániť DNA pred oxidačným poškodením a peroxidáciou lipidov. Ako obzvlášť účinné lapače voľných radikálov sa osvedčili betakarotén, lykopén a beta-kryptoxantín. Ochranný účinok na DNA a pred peroxidáciou lipidov sa mohol preukázať až po konzumácii zeleniny a ovocia bohatého na karotenoidy. Zmysluplné údaje zo štúdií na ľuďoch, v ktorých mal príjem izolovaných karotenoidov rovnaký účinok, zatiaľ nie sú k dispozícii.

Karotenoidy tiež chránia pokožku pred UV žiarením. 20 mg karotenoidov denne počas troch mesiacov intenzívneho pobytu na slnku môže znížiť riziko spálenia. Dodatočná ochrana pokožky je nevyhnutná, ak je slnko veľmi intenzívne alebo ak na ňom zostávate dlhší čas.

Účinok znižujúci hladinu cholesterolu

Karotenoidy majú schopnosť ovplyvňovať celkový obsah cholesterolu v krvi [Vou 2006]. V metabolizme je syntéza cholesterolu blokovaná v určitých imunitných bunkách (monocytoch), napríklad betakaroténom a lykopénom, zatiaľ čo príjem LDL do bunky je stimulovaný prostredníctvom špecifických receptorov. Do akej miery má tento účinok merateľný vplyv na človeka, je zatiaľ otázne.

Modulácia imunitného systému

Rôzne štúdie ukazujú, že karotenoidy môžu mať imunitný stimulačný účinok [Wat 1999]. Dodatočný denný príjem 15 mg beta-karoténu počas 4 týždňov viedol k ex vivo zvýšenej syntéze faktora nekrózy nádorov alfa (TNF-alfa). Avšak doteraz bol pre tento účinok skúmaný iba malý počet prirodzene sa vyskytujúcich karotenoidov. Z týchto zistení napriek tomu možno odvodiť, že strava s vysokým podielom zeleniny a ovocia bohatého na karotenoidy môže aktivovať rôzne imunitné mechanizmy. Pretože pozorovacie štúdie už preukázali imunomodulačné a antioxidačné účinky, výskum využíva prístup k prenosu účinnosti karotenoidov v izolovanej forme do iných medicínskych oblastí.

Niektoré štúdie sa zaoberali účinkom suplementácie na zdravotný stav pacientov s AIDS. Prvýkrát je možné preukázať imunitu stimulujúce mechanizmy karotenoidov [Pat 1999]. Pacienti s AIDS často trpia nedostatkom výživy, čo sa môže prejaviť aj nízkou koncentráciou karotenoidov. Takýto nedostatok môže zhoršiť zdravotný stav, a tým aj šancu na prežitie. Samotní vedci však požadovali ďalší výskum, ktorý by mechanizmy potvrdil.

Vplyv na kognitívne schopnosti

V placebom kontrolovanej klinickej štúdii americkí vedci skúmali súvislosť medzi doplnkom beta-karoténu a kognitívnymi schopnosťami. Každý druhý deň dostávali účastníci 50 mg betakaroténu a aspirínu. Po 18 mesiacoch mohlo 75% testovaných osôb zaznamenať pozitívny vplyv na verbálnu pamäť a schopnosť reči v porovnaní so skupinou s placebom [Gro 2007].

Využitie v potravinárskom priemysle

Karotenoidy sa tiež používajú vo forme rastlinných extraktov alebo ako jednotlivé zložky v potravinárskom priemysle na farbenie margarínov, zmrzlín, syrových prípravkov, nápojov, omáčok a mäsa, cukroviniek a cestovín.

Výskyt a odporúčaný príjem

Karotény sa nachádzajú hlavne v oranžovo-žlto-červenej zelenine a ovocí, zatiaľ čo xantofyly sa nachádzajú hlavne v zeleno-listovej zelenine. Rôzne karotenoidy sa vyskytujú v rôznych množstvách v jednotlivých druhoch ovocia a zeleniny, pričom obsah karotenoidov silne závisí od rôznych faktorov, ako je stav zrelosti, skladovania, pôvodu alebo spracovania.

Karotény sa ďalej nachádzajú aj v niektorých živočíšnych potravinách, ako sú mlieko a vaječné žĺtky. Karotény sa krmivom dostávajú do živočíšnych tkanív, kde sa látky modifikujú a ukladajú. Rastliny zvyčajne obsahujú zložité zmesi karotenoidov. Napríklad v pomarančoch bolo identifikovaných viac ako 50 zlúčenín.

O fyziologicky zmysluplných odporúčaniach na príjem zatiaľ nie sú k dispozícii žiadne údaje založené na dôkazoch. Okrem priemyselného použitia ako farbivá sú karotenoidy, najmä betakarotén, často súčasťou potravinových doplnkov. Toto je založené na predpokladaných rôznych účinkoch na ľudský organizmus. Aj keď sa ukázali trendy pozitívneho účinku doplnku karotenoidov na jednotlivé choroby, neexistujú vedecké dôkazy o izolovanom príjme.

Účinok sekundárnych rastlinných látok je skôr dokumentovaný v prírodnej kombinácii, to znamená s inými zložkami potravy. Preto všetko hovorí o dostatočnej konzumácii čerstvej zeleniny a ovocia, ale len málo v prospech umelého príjmu prostredníctvom doplnkov - aspoň nie dlhšie obdobie.

toxicita

Štúdie na ľuďoch ukazujú, že karotenoidy z potravy nespôsobujú nezvratné škody, a to ani vo vysokých množstvách.

Extrémne vysoký príjem potravín bohatých na karotenoidy, ako napríklad denná konzumácia 2 litrov paradajkovej šťavy niekoľko mesiacov, dočasne viedol k reverzibilnému zhoršeniu funkcie pečene.

Pozorovalo sa tiež reverzibilné zožltnutie kože, keď sa dlhodobo konzumovalo veľké množstvo karotenoidov (> 30 mg/deň). Nie sú známe žiadne zdravotné nevýhody.

Konštantný príjem viac ako 30 mg karotenoidov denne možno podľa vedeckých prieskumov klasifikovať ako neškodný. Ani pri terapeutických dávkach okolo 180 mg denne sa nevyskytli žiadne toxické vedľajšie účinky. Negatívne účinky môže mať iba kombinácia konzumácie cigariet a doplnkového stravovania v izolovanej forme, ktorá sa preukázala v intervenčných štúdiách.

prihlásenie pre členov

Bulletin blogu

O nových článkoch, aktualizáciách a médiách vás budeme bezplatne informovať (bulletin je momentálne pozastavený):

Odber môžete tiež kedykoľvek zrušiť:

---