Karotenoidy – co to takiego?

Karotenoidy – grupa organicznych związków chemicznych, węglowodory nienasycone o szczególnej budowie, żółte, czerwone, pomarańczowe i różowe barwniki roślinne, występujące w chloroplastach i chromatoforach. Karotenoidy należą do naturalnych przeciwutleniaczy. Karotenoidy należą do prekursorów witaminy A i są głównym dietetycznym źródłem tej witaminy u człowieka. W przewodzie pokarmowym powstaje retinal, który następnie jest przekształcany do retinolu.
Innymi słowy karotenoidy to czerwony, pomarańczowy i żółty barwnik pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. To właśnie karotenoidy odpowiadają za kolor marchewki, dyni czy pomidorów. Właściwości karotenoidów powinny docenić zwłaszcza panie, ponieważ karotenoidy odmładzają. Z tego powodu znalazły zastosowanie w kosmetyce, choć nie tylko. Istnieje ok. 600 barwników roślinnych, ale tylko sześć z nich ma znaczący wpływ na nasz organizm - alfa i beta-karoten, beta-kryptoksantyna, luteina, likopen i zeaksantyna. Karotenoidy wchłaniane są przez jelita do krwi, która za pomocą lipoprotein transportuje je do różnych tkanek w organizmie.

Budowa karotenoidów:

Budowa β-karotenu.
Karotenoidy zbudowane są z jednostek, izoprenowych, zawierających pięć atomów węgla, należą do 40-węglowych terpenoidów, czyli tetraterpenów. Karotenoidowy szkielet węglowy C40 budowany jest przez kolejne dodawanie jednostek C5. Z chemicznego punktu widzenia, charakterystyczną cechą karotenoidów jest występowanie dwóch pierścieni cykloheksylowych połączonych długim łańcuchem węglowym, w którym występuje układ szeregu sprzężonych wiązań podwójnych węgiel-węgiel. Są to, więc mieszane cykliczno-liniowe polieny. Jak dotąd zidentyfikowano i opisano około 800 karotenoidów.

Rola karotenoidów:

Związki te pełnią pomocniczą rolę w procesie fotosyntezy, ponieważ absorbują pewne zakresy promieniowania świetlnego (niebieska, fioletowa), aby następnie przekazywać energię stanu wzbudzonego na cząsteczkę chlorofilu. Pełnią również funkcję ochronną przed procesami fotooksydacji, na które narażone są głównie nienasycone kwasy tłuszczowe lipidów chloroplastowych. W liściach, ich barwa jest maskowana przez zieloną barwę barwników chlorofilowych, uwidocznia się to jesienią, kiedy chlorofile są degradowane przez enzymy: chlorofilazę, decheletazę i oksygenazę feoforbidu a, która katalizuje otwarcie pierścienia porfirynowego w feoforbidzie – ostatnim związku o barwie zielonej na szlaku rozkładu chlorofilu [1]. Przykładem karotenoidu jest β- karoten. Karotenoidy nadają również barwę innym częściom rośliny, np. korzeniowi marchewki.
Zazwyczaj występują w komórce w zdecydowanie mniejszych stężeniach niż chlorofile. Nie rozpuszczają się w wodzie. Ich cechą jest fotolabilność – ulegają przemianom w obecności światła. Ponadto spełniają ważną rolę ochronną przed uszkodzeniem fotosystemu, spowodowanym nadmiarem docierającej energii świetlnej, pochłaniając ją i powodując jej dyspersję, (czyli rozproszenie) albo też przekierowując na inne procesy fizjologiczne w komórce.

Rola w organizmie człowieka:
  • Naturalna opalenizn skóry, część karotenoidów, a konkretnie beta-karotenu, jest magazynowana w skórze, dzięki czemu można cieszyć się muśniętą słońcem skórą. Jednak to nie wszystko. Neutralizuje on wolne rodniki, wywołuje przebarwienie skóry, przez co chroni ją przed szkodliwym działaniem promieni słonecznych. Poza tym karotenoidy warunkują wzrost nabłonka, przeciwdziałają złuszczaniu naskórka, przyspieszają gojenie się wszelkich uszkodzeń skóry, a także przeciwdziałają rozwojowi zmian nowotworowych oraz chronią przed szkodliwym wpływem warunków zewnętrznych, takich jak promieniowanie UV. Z tego powodu karotenoidy znajdują zastosowanie w kosmetyce jako filtry chroniące przed promieniowaniem UV, kremy poprawiające koloryt skóry lub kremy brązujące.
  • Karotenoidy zmniejszają ryzyko rozwoju nowotworów- usuwają z organizmu wolne rodniki, które są odpowiedzialne m.in. za rozwój chorób nowotworowych, a tym samym zmiesza ryzyko powstania raka. Dowiedziono, że spożycie karotenoidów może obniżyć występowanie takich nowotworów, jak: rak jamy ustnej, krtani, przełyku i pęcherza moczowego. Wysokie spożycie likopenu może zmniejszyć ryzyko zachorowania m.in. na raka prostaty. Dzięki likopenowi zmniejsza się również prawdopodobieństwo zachorowania na raka szyjki macicy.
  • Poprawa jakości widzenia. Karotenoidy, a zwłaszcza beta-karoten i luteina, są niezbędne do prawidłowej pracy wzroku. Dieta jest bardzo ważna, dlatego że warzywa i owoce bogate są w różnego rodzaju witaminy, m.in. witaminę C, E i tak ważną dla układu wzrokowego witaminę A, która odżywia naszą siatkówkę. Dzięki temu nasze fotoreceptory, które są w oku, pracują odpowiednio i możemy się cieszyć dobrym widzeniem przez dłuższy czas. Dobrym składnikiem, który też powinniśmy zażywać, jest luteina. Luteina i zeaksantyna wiążą wolne rodniki (podobnie jak inne antyoksydanty, np. witaminowe A, C, E), a także absorbują promieniowanie elektromagnetyczne. Mają właściwości filtrowania wysokoenergetycznego światła niebieskiego, zmniejszając jego intensywność o 40–90 proc., dzięki czemu chronią fotoreceptory siatkówki i zmniejszają ryzyko powstania zwyrodnienia plamki żółtej.
Źródło karotenoidów w diecie człowieka

Podstawowym źródłem karotenoidów w diecie człowieka są żółto oraz czerwono zabarwione warzywa i owoce oraz ciemnozielone warzywa liściaste. Najbogatszym naturalnym źródłem karotenoidów są (mg/100 g):

  • Marchew (9000)
  • Słodkie ziemniaki (9000)
  • Dynia (8000)
  • Pietruszka naciowa (5410)
  • Jarmuż (5350)
  • Szpinak (4200)
  • Papryka (3150)
  • Morele (1500)
  • Brokuł (920)
  • Pomidor (420)