الكاروتينات وأهميتها في الحياة البرية وللبشر. الهيكل والوظائف والدور الفسيولوجي للكاروتينات

كاروتينويد ، أصباغ عضوية طبيعية من الأصفر إلى الأحمر البنفسجي ، تنتجها البكتيريا والفطريات والنباتات. موزعة على نطاق واسع في الطبيعة: يوجد حوالي 600 كاروتينات مختلفة في خلايا وأنسجة جميع ممثلي الحياة البرية في حالة حرة أو في شكل جليكوسيدات ، واسترات الأحماض الدهنية ، ومجمعات بروتين كاروتين. تحدد الكاروتينات لون بعض الأزهار والفواكه والجذور وأوراق الخريف للنباتات ؛ الكاروتينات ، التي تحصل عليها الحيوانات مع الطعام ، تلطخ تكامل العديد من أنواع الأسماك والطيور والحشرات والقشريات. توجد الكاروتينات بأكبر قدر في جذور الجزر ، وأوراق البقدونس ، والبصل ، والسبانخ ، والمشمش ، والطماطم ، والقرع ، ونبق البحر.

الكاروتينات لها هيكل isoprenoid. في جزيئات الكاروتين ، ترتبط أربع شظايا من الأيزوبرين في سلسلة بولييني - الصيغة I (R و R 'هي بشكل أساسي شظايا أيزوبرين حلقي أو أليفاتية أو مشتقات تحتوي على أكسجين من سيكلو هكسين).

تنقسم الكاروتينات إلى هيدروكربونات رباعي الأسطوانات (كاروتين) للصيغة العامة C 40 H 56 ، ومشتقات تحتوي على الأكسجين من هيدروكربونات رباعي الأسطح (زانثوفيل) وكاروتينات تحتوي على أكثر أو أقل من 40 ذرة كربون في الجزيئات. في النباتات العليا ، يتم تمثيل الهيدروكربونات الكاروتينية على نطاق واسع ، بشكل رئيسي كاروتين (R = R '= II ؛ تشكل 20-30 ٪ من الكاروتينات الطبيعية) ، اللايكوبين (R = R' = III) ، γ- كاروتين (R = II ، R '= III). الهيدروكربونات الكاروتينية قابلة للذوبان في الإيثرات ، الكلوروفورم ، البنزين ، الدهون والزيوت ، غير قابلة للذوبان في الماء. يتأكسد بسهولة الهواء O 2 ، غير مستقر في الضوء وعند تسخينه في وجود الأحماض والقلويات. يتم عزل بيتا كاروتين عن طريق استخراجه من الجزر والبرسيم والحنطة السوداء وزيت النخيل والمواد الخام النباتية الأخرى ؛ في الصناعة ، يتم الحصول عليها عن طريق التخليق الميكروبيولوجي أو الكيميائي (بلورات الياقوت الداكن ، رر 182-184 درجة مئوية). يتم عزل اللايكوبين من الطماطم أو تصنيعه (بلورات حمراء بنفسجية ، درجة الانصهار 174 درجة مئوية).

من بين الكاروتينات المحتوية على الأكسجين ، تحتوي الكاروتينات الأكثر شيوعًا على مجموعات هيدروكسيل في جزيئاتها ، على سبيل المثال ، لوتين (R = IV ، R '= V ؛ بلورات صفراء ، mp 193 ° C) ، كريبتوكسانثين (R = IV ، R' = أنا ؛ بلورات صفراء ، درجة الانصهار 174 درجة مئوية.هناك كاروتينات تحتوي على مجموعات كاربونيل ، على سبيل المثال ، كانتازانثين (R = R '= VI) ، مجموعات إيبوكسي ، على سبيل المثال ، فيولاكسانثين (R = R' = VII) ، مجموعات كربوكسيل ، من أجل على سبيل المثال ، bixin (R = COOH ، R '= COOSH 3) ، إلخ.

تشارك الكاروتينات في عملية التمثيل الضوئي (كأصباغ مساعدة لامتصاص الضوء) ، ونقل الأكسجين عبر أغشية الخلايا ، وحماية الكلوروفيل من الأكسدة الضوئية. الكاروتينات التي تحتوي على الجزء R = II في الجزيء هي سلائف فيتامين أ (في جسم الحيوانات ، نتيجة للانقسام الأنزيمي ، يتم تحويلها إلى فيتامين أ). في الحيوانات ، تحفز الكاروتينات نشاط الغدد الجنسية ؛ وفي البشر ، تزيد من الحالة المناعية ، وتحمي من الإصابة بالجلد الضوئي ، وتلعب دورًا مهمًا في عمليات الإدراك الضوئي لشبكية العين ؛ مضادات الأكسدة الطبيعية. تستخدم الكاروتينات كصبغات غذائية ، ومكونات لتغذية الحيوانات ، في الممارسة الطبية - لعلاج تماسك الجلد.

للبحث عن الكاروتينات ، مُنحت جائزتا نوبل: P. Carrer في عام 1937 و R. Kuhn في عام 1938.

مضاءة: بريتون جي الكيمياء الحيوية للأصباغ الطبيعية. م ، 1986 ؛ Karnaukhov VN الوظائف البيولوجية للكاروتينات. م ، 1988 ؛ Kudritskaya S. E. الكاروتينات من الفواكه والتوت. ك ، 1990.

تسمى الأصباغ التي تعطي بعض الفواكه والخضروات ألوانها الشديدة من الأحمر والبرتقالي والأصفر بالكاروتينات. لقد وجد العلماء أنهم أيضًا مقاتلون أقوياء للأمراض. إذا كان نظامك الغذائي لا يحتوي على ما يكفي من هذه المواد ، يمكنك تناول مكملات تحتوي عليها.

تكوين وشكل الافراج

الاستمارة

• كبسولات
• أجهزة لوحية
• هلام ناعم

مُجَمَّع

• قد يحتوي قرص واحد على 5000 وحدة دولية من فيتامين أ ، و 1.5 ملغ من فيتامين ب 1 ، و 1.7 ملغ من فيتامين ب 2 ، و 2 ملغ من فيتامين ب 6 ، و 6 ميكروغرام من فيتامين ب 12 ، و 60 ملغ من فيتامين سي ، و 30 وحدة دولية من فيتامين هـ ، و 400 وحدة دولية من كوليكالسيفيرول. ، 400 ميكروجرام من حمض الفوليك ، 20 مجم نيكوتيناميد ، 30 ميكروجرام من البيوتين ، 10 مجم حمض البانتوثنيك ، 25 ميكروجرام فيتامين ك ، 162 مجم كالسيوم ، 40 مجم بوتاسيوم ، 125 مجم فوسفور ، 150 ميكروجرام يود ، 100 مجم مغنيسيوم ، 18 مجم حديد ، 2 مجم نحاس ، 36.3 مجم كلوريد ، 15 ملغ من الزنك ، 25 ميكروغرام من الكروم ، 25 ميكروغرام من الموليبدينوم ، 25 ميكروغرام من السيلينيوم ، 2.5 ملغ منجنيز ، 10 ميكروغرام من القصدير ، 5 ميكروغرام من النيكل ، 10 ميكروغرام من السيليكون ، 10 ميكروغرام من الفاناديوم.

الخصائص الطبية للكاروتينات

على الرغم من وجود أكثر من 600 صبغة كاروتينويد في أنواع مختلفة من الأطعمة ، يستخدم الجسم 6 منها فقط ، وتدخل الدم والأنسجة الأخرى بكميات كبيرة. بالإضافة إلى بيتا كاروتين ، والذي من الواضح أنه أفضل كاروتينويد معروف ، تشمل هذه المواد ألفا كاروتين ، ولايكوبين ، ولوتين ، وزياكسانثين ، وكريبتوكسانثين. على الرغم من وجود هذه الأصباغ في مجموعة متنوعة من الفواكه والخضروات ، إلا أن الأطعمة الغنية بها قد لا تكون دائمًا جزءًا من نظامنا الغذائي. تم العثور على ألفا كاروتين في الجزر والقرع ، والليكوبين في الفواكه الحمراء (مثل البطيخ والجريب فروت الأحمر وخاصة الطماطم المطبوخة). الكثير من اللوتين والزياكسانثين في الخضار ذات اللون الأخضر الداكن واليقطين والفلفل الأحمر والكريبتوكسانثين في المانجو والبرتقال والخوخ.

آلية العمل

تشير التعليمات إلى أن التأثير الرئيسي للدواء يرتبط بخصائصه المضادة للأكسدة. مضادات الأكسدة هي مركبات تعمل على تحييد جزيئات الأكسجين غير المستقرة التي تسمى الجذور الحرة. على الرغم من أن الأصباغ متشابهة مع بعضها البعض ، فإن كل منها يعمل على نوع معين من الأنسجة في الجسم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحويل ألفا كاروتين وكريبتوكسانثين إلى فيتامين أ في الجسم ، وإن لم يكن بنفس القدر مثل بيتا كاروتين.

الوقاية من الأمراض باستخدام الكاروتينات

قد يحمي الدواء من أنواع معينة من السرطان عن طريق الحد من نمو الخلايا غير الطبيعي على ما يبدو. قد يثبط اللايكوبين تطور سرطان البروستاتا. وجد باحثون من جامعة هارفارد أن الرجال الذين يتناولون 10 وجبات أو أكثر في الأسبوع مع الطماطم (وهم أغنى مصدر للليكوبين) ، ينخفض ​​خطر الإصابة بسرطان البروستاتا بنحو 45٪. اللايكوبين فعال أيضًا ضد سرطان المعدة والجهاز الهضمي. أظهرت الدراسات أن الكميات الكبيرة من ألفا كاروتين ولوتين وزياكسانثين تقلل من خطر الإصابة بسرطان الرئة وأن الكريبتوكسانثين والألفا كاروتين يقللان من خطر الإصابة بسرطان عنق الرحم.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للأصباغ أن تحارب أمراض القلب. من بين 1300 من كبار السن الذين تمت متابعتهم ، كان أولئك الذين تناولوا نظامًا غذائيًا غنيًا بالكاروتينات معرضين لخطر الإصابة بأمراض القلب بنسبة النصف ، وانخفاض بنسبة 75 ٪ في النوبات القلبية مقارنة بأولئك الذين اتبعوا نظامًا غذائيًا منخفضًا في هذه المركبات. ظلت النتيجة مهمة حتى بعد إجراء تعديلات لتأثير عوامل أخرى مثل التدخين وارتفاع الكوليسترول في الدم. يدعي العلماء أن ألفا كاروتين والليكوبين يمنعان تكوين الكوليسترول "الضار" ، والذي يمكن أن يؤدي ارتفاع مستواه إلى النوبات القلبية واضطرابات القلب والأوعية الدموية الأخرى.

التأثير على جسم الإنسان

يعزز اللوتين والزياكسانثين الرؤية الجيدة عن طريق منع الأشعة فوق البنفسجية الضارة وتحييد الجذور الحرة في شبكية العين (الجزء الحساس للضوء من العين). يساعد استخدام الدواء في تقليل خطر الإصابة بالتنكس البقعي في شبكية العين ، وهو ضعف بصري مرتبط بالعمر ، وهو أحد الأسباب الرئيسية للعمى لدى كبار السن. قد تمنع الكاروتينات الأخرى تلف العدسة وبالتالي تقلل من خطر الإصابة بإعتام عدسة العين. أظهرت الدراسات الأولية أيضًا أنه قد يكون هناك صلة بين المستويات المنخفضة من الدواء ومختلف اضطرابات الدورة الشهرية. بالإضافة إلى ذلك ، وجدت دراسات أخرى أنه حتى في المراحل المبكرة من السرطان ، يمكن للأطعمة الغنية بالكاروتينويد أن تحسن التشخيص العام للمرض.

مؤشرات لاستخدام الكاروتينات

• لتقليل مخاطر الإصابة بأنواع معينة من السرطان ، بما في ذلك سرطان البروستاتا والرئة
• للوقاية من أمراض القلب
• لإبطاء التنكس البقعي المرتبط بالعمر في شبكية العين
• لتقوية المناعة

موانع

إذا كنت مريضًا ، استشر طبيبك قبل تناول هذه المكملات.

آثار جانبية

الجرعات الكبيرة من الدواء ، القادمة من الطعام أو المكملات الغذائية ، يمكن أن تلطخ الجلد باللون البرتقالي ، والذي يظهر بشكل خاص على راحة اليدين وباطن القدمين. هذا آمن وسيتلاشى اللون تدريجيًا إذا قللت من إمداد هذه الأصباغ. تقول التعليمات أن استخدام جرعات كبيرة من كاروتينويد يمكن أن يتداخل مع عمل أصباغ أخرى في الجسم ويمكن أن يكون ضارًا.

تعليمات الاستخدام

الطريقة والجرعة

إذا كان نظامك الغذائي لا يحتوي على كمية كبيرة من الأطعمة الغنية بالكاروتينات ، يجب أن تتناول المكملات (ألفا كاروتين ، بيتا كاروتين ، ليكوبين ، لوتين ، زياكسانثين وكريبتوكسانثين) ، بجرعة يومية لا تقل عن 25000 وحدة دولية من فيتامين أ. قد تتطلب بعض الأمراض جرعات عالية من المكملات المختلطة.

كيف تأخذ الكاروتينات

تناول المكملات الغذائية مع الوجبات التي تحتوي على بعض الدهون ، مما يساعد الجسم على استخدام هذه المواد بكفاءة أكبر. يدعي بعض الخبراء أيضًا أنه يتم امتصاصهم بشكل أفضل إذا تم تقسيم الجرعة اليومية إلى عدة تطبيقات.

حقائق ونصائح لأخذ الكاروتينات

• في النساء اللواتي يتناولن موانع الحمل الفموية ، وفي النساء بعد سن اليأس اللائي يتلقين العلاج ببدائل الاستروجين ، ينخفض ​​مستوى الكاروتينات في الدم.
• تحتوي الطماطم المطبوخة على كمية أقل من الماء وبالتالي تحتوي على الليكوبين أكثر من الطماطم النيئة. يعتقد بعض الخبراء أن الزيت المستخدم في صلصة الطماطم يزيد من امتصاص الليكوبين.
• في دراسة أوروبية كبيرة ، تبين أن اللايكوبين يساعد في منع النوبات القلبية. في الرجال الذين تناولوا كميات كبيرة من اللايكوبين ، كان خطر الإصابة باحتشاء عضلة القلب نصف ما هو عليه في المجموعة ذات الاستهلاك الأقل. يظهر التأثير الوقائي للليكوبين بشكل أكثر وضوحًا عند الرجال غير المدخنين.
• تحتوي الخضراوات ذات اللون الأخضر الداكن على الكاروتينات. يخفي الكلوروفيل الأخضر الصبغة الصفراء البرتقالية التي يحتويها.

السعر في الصيدليات

يمكن أن يختلف سعر الكاروتينات في الصيدليات المختلفة بشكل كبير. هذا يرجع إلى استخدام مكونات أرخص وسياسة التسعير لسلسلة الصيدليات.

اقرأ المعلومات الرسمية حول عقار الكاروتينات ، والتي تتضمن تعليمات الاستخدام معلومات عامة ونظامًا علاجيًا. يتم توفير النص لأغراض إعلامية فقط وليس بديلاً عن المشورة الطبية.

الكاروتينات -أصباغ قابلة للذوبان في الدهون من اللون الأصفر والبرتقالي والأحمر - موجودة في البلاستيدات الخضراء لجميع النباتات. هم أيضًا جزء من البلاستيدات الملونة في الأجزاء غير الخضراء من النباتات ، على سبيل المثال ، في جذور الجزر ، من الاسم اللاتيني الذي (دوقوس كاروتا L.) حصلوا على اسمهم. في الأوراق الخضراء ، عادة ما تكون الكاروتينات غير مرئية بسبب وجود الكلوروفيل ، ولكن في الخريف ، عندما يتم تدمير الكلوروفيل ، فإن الكاروتينات هي التي تعطي الأوراق اللون الأصفر والبرتقالي المميز. يتم تصنيع الكاروتينات أيضًا عن طريق البكتيريا والفطريات ، ولكن ليس عن طريق الحيوانات. حاليًا ، يُعرف حوالي 400 صبغة تنتمي إلى هذه المجموعة.

الهيكل والخصائص. تم إنشاء التركيب الأولي للكاروتينات بواسطة Wilstetter. من عام 1920 إلى عام 1930 ، تم تحديد بنية الأصباغ الرئيسية لهذه المجموعة. تم إجراء التوليف الاصطناعي لعدد من الكاروتينات لأول مرة في عام 1950 في مختبر P. Carrera. تشمل الكاروتينات ثلاث مجموعات من المركبات: 1) أصباغ برتقالية أو حمراء الكاروتين(ج 40 ح 56) ؛ 2) أصفر الزانثوفيل(ج 4 oH 56 O 2 و C 40 H 51 O 4) ؛ 3) أحماض كاروتينويد -منتجات أكسدة الكاروتينات بسلسلة مختصرة ومجموعات كربوكسيل (على سبيل المثال ، C 20 H 24 O 2 - كروسيتين به مجموعتان من الكربوكسيل).

الكاروتينات والزانثوفيل قابلة للذوبان بسهولة في الكلوروفورم والبنزين وثاني كبريتيد الكربون والأسيتون. الكاروتينات قابلة للذوبان بسهولة في البترول وإيثرات ثنائي إيثيل ، ولكنها غير قابلة للذوبان تقريبًا في الميثانول والإيثانول. الزانثوفيل قابل للذوبان بدرجة عالية في الكحوليات وأسوأ بكثير في الأثير البترولي.

جميع الكاروتينات هي مركبات بوليينية. تتكون الكاروتينات في المجموعتين الأوليين من ثمانية بقايا أيزوبرين تشكل سلسلة من الروابط المزدوجة المترافقة. يمكن أن تكون الكاروتينات لا حلقية (أليفاتية) ، أحادية وثنائية الحلق. الدورات في نهايات جزيئات الكاروتين هي مشتقات الأيونون (الشكل 1).

رسم بياني 1. الصيغ الهيكلية للكاروتينات وتسلسل تحولاتها

مثال على كاروتينويد لا حلقي هو الليكوبين(C 40 H 56) - الكاروتين الرئيسي لبعض الفواكه (على وجه الخصوص ، الطماطم) والبكتيريا الأرجواني.

كاروتين(الشكل 1) له حلقتان β-ionone (رابطة مزدوجة بين C 5 و C 6). عند التحلل المائي للبيتا كاروتين عند الرابطة المزدوجة المركزية ، يتم تكوين جزيئين من فيتامين أ (الريتينول). يختلف α-Carotene عن car-carotene في أنه يحتوي على حلقة واحدة β-ionone ، والثاني - J-ionone (رابطة مزدوجة بين C 4 و C 5).

زانثوفيل لوتين- مشتق من كاروتين ، و زياكسانثين- كاروتين. تحتوي هذه الزانثوفيل على مجموعة هيدروكسيل واحدة في كل حلقة أيونية. يؤدي التضمين الإضافي في جزيء زياكسانثين لذرتين من الأكسجين على روابط مزدوجة C 5 -C 6 (مجموعات إبوكسي) إلى التكوين فيولاكسانثين.اسم

يرتبط "فيولاكسانثين" بإطلاق هذا المركب من بتلات الزهريات الصفراء (فيولا ثلاثية الألوان).تم الحصول على Zeaxanthin لأول مرة من حبات الذرة (زيا ميس).لوتين (من اللات. لوتس-أصفر) ، على وجه الخصوص ، في صفار بيض الدجاج. أكثر ايزومرات اللوتين المؤكسدة هي فوكوكسانثين(C 40 H 60 O 6) - الزانثوفيل الرئيسي للطحالب البنية.

الكاروتينات الرئيسية للبلاستيدات في النباتات العليا والطحالب هي-carotene ، و lutein ، و violaxanthin ، و neoxanthin. يبدأ تركيب الكاروتينات من acetyl-CoA من خلال حمض الميفالونيك ، geranylgeranyl pyrophosphate إلى الليكوبين ، وهو مقدمة لجميع الكاروتينات الأخرى. يحدث تخليق الكاروتينات في الظلام ، ولكن يتم تسريعه بشكل حاد بفعل الضوء. تتميز أطياف امتصاص الكاروتينات بنطاقين في المناطق الزرقاء البنفسجي والأزرق من 400 إلى 500 نانومتر (انظر الشكل 4.3). يعتمد عدد وموضع الحد الأقصى للامتصاص على المذيب. يتم تحديد طيف الامتصاص هذا من خلال نظام الروابط المزدوجة المترافقة. مع زيادة عدد هذه الروابط ، يتحول الحد الأقصى للامتصاص إلى منطقة الطول الموجي الطويل للطيف. الكاروتينات ، مثل الكلوروفيل ، غير مرتبطة تساهميًا بالبروتينات والدهون في أغشية التمثيل الضوئي.

دور الكاروتينات في التمثيل الضوئي

الكاروتينات هي مكونات أساسية لأنظمة الصبغ لجميع الكائنات الحية الضوئية. يؤدون عددًا من الوظائف ، أهمها: 1) المشاركة في امتصاص الضوء كأصباغ إضافية ، 2) حماية جزيئات الكلوروفيل من الأكسدة الضوئية التي لا رجعة فيها. من الممكن أن تشارك الكاروتينات في تبادل الأكسجين أثناء عملية التمثيل الضوئي.

تصبح أهمية الكاروتينات كأصباغ إضافية تمتص الضوء في الأجزاء الزرقاء والبنفسجية والزرقاء من الطيف واضحة عند النظر في توزيع الطاقة في طيف الإشعاع الشمسي الكلي على سطح الأرض. على النحو التالي من الشكل 2 ، يقع الحد الأقصى من هذا الإشعاع على الأجزاء الزرقاء - الزرقاء والخضراء من الطيف (480 - 530 نانومتر). في ظل الظروف الطبيعية ، يتكون إجمالي الإشعاع الذي يصل إلى سطح الأرض من تدفق الإشعاع الشمسي المباشر إلى سطح أفقي وإشعاع السماء المنتشر.

الشكل 2. توزيع الطاقة في طيف الإشعاع الكلي والمتناثر في سماء صافية

يحدث تشتت الضوء في الغلاف الجوي بسبب جزيئات الهباء الجوي (قطرات الماء وجزيئات الغبار وما إلى ذلك) والتقلبات في كثافة الهواء (التشتت الجزيئي). لا يتغير التركيب الطيفي للإشعاع الكلي في منطقة 350-800 نانومتر مع سماء صافية خلال النهار تقريبًا. ويفسر ذلك حقيقة أن زيادة نسبة الأشعة الحمراء في الإشعاع الشمسي المباشر عند مكانة منخفضة للشمس يصاحبها زيادة في نسبة الضوء المتناثر ، حيث يوجد العديد من الأشعة الزرقاء البنفسجية. يبعثر الغلاف الجوي للأرض أشعة الجزء ذي الطول الموجي القصير من الطيف إلى حد أكبر بكثير (شدة الانتثار تتناسب عكسياً مع الطول الموجي للقوة الرابعة) ، لذا تبدو السماء زرقاء. في حالة عدم وجود ضوء الشمس المباشر (طقس غائم) ، تزداد نسبة الأشعة الزرقاء البنفسجية. تشير هذه البيانات إلى أهمية جزء الطول الموجي القصير من الطيف عندما تستخدم النباتات الأرضية الضوء المتناثر وإمكانية مشاركة الكاروتينات في التمثيل الضوئي كأصباغ إضافية. تظهر التجارب النموذجية كفاءة عالية في نقل الطاقة الضوئية من الكاروتينات إلى الكلوروفيل أ،علاوة على ذلك ، فإن جزيئات الكاروتين ، ولكن ليس الزانثوفيل ، لديها هذه القدرة.

الوظيفة الثانية للكاروتينات هي الحماية. لأول مرة ، تم الحصول على البيانات التي تفيد بأن الكاروتينات يمكن أن تحمي جزيئات الكلوروفيل من التدمير بواسطة D.I. Ivanovsky. في تجاربه ، تعرضت أنابيب الاختبار التي تحتوي على نفس الحجم من محلول الكلوروفيل وتركيزات مختلفة من الكاروتينات لأشعة الشمس المباشرة لمدة 3 ساعات. اتضح أنه كلما زاد عدد الكاروتينات في أنبوب الاختبار ، انخفض الكلوروفيل. بعد ذلك ، تلقت هذه البيانات تأكيدات عديدة. وهكذا ، تموت طفرات الكلاميوموناس الخالية من الكاروتين في الضوء في جو الأكسجين ، بينما في الظلام ، مع نمط التغذية غير المتجانسة ، تتطور وتتكاثر بشكل طبيعي. في طافرة الذرة ، التي تفتقر إلى تخليق الكاروتينات ، تم تدمير الكلوروفيل المتكون في ظروف هوائية تحت إضاءة قوية بسرعة. في غياب الأكسجين ، لم يتم تدمير الكلوروفيل.

كيف الكاروتينات منع تدمير الكلوروفيل؟ لقد ثبت الآن أن الكاروتينات قادرة على التفاعل مع الكلوروفيل في الحالة الثلاثية ، مما يمنع أكسدة لا رجعة فيها. في هذه الحالة ، يتم تحويل طاقة الحالة المثارة الثلاثية للكلوروفيل إلى حرارة.

تين. 3. تفاعل الكاروتينات مع الكلوروفيل

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكاروتينات ، التي تتفاعل مع الأكسجين المثير (المفرد) ، والذي يؤكسد العديد من المواد العضوية بشكل غير محدد ، يمكن أن ينقلها إلى الحالة الأرضية.

الشكل 4. تفاعل الكاروتينات مع الأكسجين المثار

دور الكاروتينات في تبادل الأكسجين أثناء عملية التمثيل الضوئي أقل وضوحًا. في النباتات العليا ، الطحالب ، الطحالب الخضراء والبنية ، يحدث الأكسدة العميقة المعكوسة للضوء من الزانثوفيل. مثال على هذا التحول دورة فيولاكسانثين.

الشكل 5. دورة فيولاكسانثين

لا تزال أهمية دورة فيولاكسانثين غير واضحة. ربما يعمل على التخلص من الأكسجين الزائد. تؤدي الكاروتينات في النباتات وظائف أخرى لا تتعلق بالتمثيل الضوئي. في "العيون" الحساسة للضوء للجلد وحيدة الخلية وفي قمم براعم النباتات العليا ، تساعد الكاروتينات ، من خلال تباين الضوء ، في تحديد اتجاهها. هذا ضروري للتجعد الضوئي في السوط والتوجه الضوئي في النباتات العليا.

تحدد الكاروتينات لون بتلات وثمار بعض النباتات. مشتقات كاروتينويد - فيتامين أ ، زانثوكسين ، يعمل مثل ABA ، ومركبات أخرى نشطة بيولوجيًا. يمتص البروتين الصبغي رودوبسين ، الموجود في بعض البكتيريا المحبة للملوحة ، الضوء ويعمل كمضخة H +. مجموعة كروموفور من بكتيريورودوبسين هي شبكية ، شكل ألدهيد من فيتامين أ يشبه بكتريورودوبسين رودوبسين للمحللين البصريين للحيوانات.

الكاروتينات هي فئة واسعة من الأصباغ الطبيعية الضرورية للتشغيل الطبيعي لمعظم الكائنات الحية. هذه المواد التي أكثر من 600 صنف، من بين المركبات العضوية الأكثر شيوعًا على هذا الكوكب. ومع ذلك ، فإن معظم الثدييات الأعلى ، بما في ذلك البشر ، لا يمكنها تصنيع الكاروتينات في أجسامها ، لذلك من المهم للغاية الحصول على جرعات كافية من هذه المواد من الخارج. قبل الإجابة على السؤال: "الكاروتينات - ما هي؟" يجب استشارة معلومات عن مصادر الكاروتينات.

مصادر الكاروتينات

تم اكتشاف أول ممثلين لهذه الفئة من الأصباغ في القرن ال 19في تحليل الأنسجة الجزر والقرع. إنه من الاسم الإنجليزي للجزر ( جزرة- kerot) وتم تشكيل اسم مجموعة المواد بأكملها.

"مصادر الكاروتينات هي تقريبًا جميع الخضروات والفواكه ذات الظلال الصفراء والبرتقالية والحمراء"

سرعان ما تم اكتشاف أن العديد من النباتات وبعض الحيوانات ذات اللون الأصفر والأحمر تتراكم كميات كبيرة من الكاروتينات في أجسامها. لتجديد احتياطيات هذه المركبات في الجسم ، المنتجات التالية مناسبة:

ولكن عند تناول الخضار والفواكه النيئة في المتوسط ​​، يتم امتصاص 1٪ فقطكتلة الكاروتينات التي تحتوي عليها. لزيادة هذا الرقم سيساعد في البداية حراري(يغلي ، يقلى) و ميكانيكي(قص ، صر) المعالجة التي تدمر جدران الخلايا للأنسجة النباتية. يوصى أيضًا بتناول هذه المنتجات مع الدهون (على سبيل المثال ، زيت عباد الشمس) ، مما يزيد من امتصاص العناصر الغذائية بنسبة 25٪.

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه ليست كل الأصباغ ذات اللون الأصفر والأحمر مفيدة بنفس القدر. في كثير من الأحيان قد تختلف فعاليتها. 1000 مرة. لذلك ، بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في الحفاظ على الشباب والصحة ، من المهم للغاية معرفة ذلك ما هي أصح الكاروتيناتوأفضل طريقة لاستخدامها.

مقارنة بين الكاروتينات

جميع الكاروتينات لها تأثير معقد على جسم الإنسان:

• مواجهة تكوين الجذور الحرة (مضادات الأكسدة) ؛
• تحفيز جهاز الغدد الصماء.
• تقوية أغشية الخلايا.
• مصدر لفيتامين أ (بروفيتامين) ؛
• تحسين امتصاص الكالسيوم.
• تحفيز جهاز المناعة واكثر.

في الوقت الحالي لا يوجد سوى دراسات مجزأة، وتحليل فعالية جزء من الكاروتينات بالنسبة لبعضها البعض. على وجه الخصوص ، يتم دراسة الخصائص المضادة للأكسدة لهذه المواد بشكل مكثف.

يشير جزء كبير من التجارب إلى أن أكثرها فائدة هو Astaxanthin ، وهو صبغة يوجد محتواها الأقصى في سمك السلمونو البعض الكائنات الدقيقة. في عدد من التجارب ، يتفوق هذا المركب بعشرات ومئات المرات على منافسيه ، لكن تركيزه في المنتجات الطبيعية منخفض للغاية. لحسن الحظ ، وجد علم الأدوية الحديث طريقة للخروج من هذا الوضع.

"يمكن امتصاص جزء صغير فقط من الكاروتينات الموجودة في الطعام من الطعام"

المكملات الغذائية على أساس الكاروتينات

من الممكن زيادة قابلية هضم مجموعة المواد المدروسة من خلال إنشاء مستحضرات عالية التركيز تعتمد على المواد الخام الطبيعية. وإذا كان استخلاص الكاروتينات من الجزر أو البرتقال أمرًا بسيطًا للغاية ، ففي حالة أستازانتين ، كان على العلماء أن يرفعوا أدمغتهم.

لأن المصدر الأمثل للحصول على أحد أقوى مضادات الأكسدة هي الطحالب الدقيقة

لمجموعة الكاروتيناتتشمل مواد ذات لون أصفر أو برتقالي. أشهر ممثلي الكاروتينات هم الكاروتينات - أصباغ تعطي لونًا محددًا لجذور الجزر ، وكذلك اللوتين - صبغة صفراء موجودة مع الكاروتينات في الأجزاء الخضراء من النباتات. يعتمد لون بذور الذرة الصفراء على الكاروتينات والكاروتينات التي تحتوي عليها ، والتي تسمى زياكسانثين وكريبتوكسانثين. لون ثمار الطماطم يرجع إلى الليكوبين الكاروتين. تلعب الكاروتينات دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي للنباتات ، والمشاركة في عملية التمثيل الضوئي.

تضم مجموعة الكاروتينات حوالي 65-70 صبغة طبيعية.توجد الكاروتينات في معظم النباتات (باستثناء بعض الفطريات). ربما في جميع الكائنات الحية الحيوانية ، لكن تركيزها دائمًا ما يكون منخفضًا جدًا. يبلغ محتوى الكاروتينات في الأوراق الخضراء حوالي 0.07-0.2٪ بناءً على الوزن الجاف للأوراق. ومع ذلك ، في بعض الحالات الاستثنائية ، لوحظ وجود تركيز عالٍ جدًا من الكاروتينات. على سبيل المثال ، تحتوي أنثرات العديد من أنواع الزنبق على كميات عالية جدًا من اللوتين والكاروتينويد المسمى antheraxanthin. تتمثل إحدى السمات المميزة للكاروتينات في وجود عدد كبير من الروابط المزدوجة المقترنة التي تشكل مجموعاتها الملونة ، والتي يعتمد عليها اللون. يمكن اعتبار جميع الكاروتينات الطبيعية مشتقات الليكوبين- كاروتينويد يوجد في ثمار الطماطم وكذلك في بعض أنواع التوت والفواكه. الصيغة التجريبية الليكوبين C40H56.

من خلال تشكيل حلقة في أحد طرفي جزيء اللايكوبين أو كلاهما ، تتشكل أيزومراته: alpha- أو beta- أو gamma-carotenes. بمقارنة الصيغ ، يمكن ملاحظة أن ألفا كاروتين يختلف عن أيزومر بيتا من خلال موضع الرابطة المزدوجة في إحدى الدورات الموجودة في نهايات الجزيء. على عكس أيزومرات ألفا وبيتا ، فإن جاما كاروتين لها دورة واحدة فقط.

نباتات غنية بالكاروتينات

الأجزاء الخضراء من النباتات وجذر الجزر هي الأكثر ثراءً بالكاروتين.

الكاروتينات الطبيعية - مشتقات الكاروتين والليكوبين

الكاروتينات هي المواد التي يتكون منها فيتامين أ ، وبما أن اللايكوبين والكاروتينات تحتويان على 40 ذرة كربون ، فيمكن اعتبارها مكونة من ثمانية بقايا أيزوبرين. بدون استثناء ، جميع الكاروتينات الطبيعية الأخرى هي مشتقات من الهيدروكربونات الأربعة المذكورة أعلاه: اللايكوبين والكاروتينات. تتشكل من هذه الهيدروكربونات عن طريق إدخال: مجموعات الهيدروكسيل أو الكربونيل أو الميثوكسي ، أو عن طريق الهدرجة الجزئية أو الأكسدة. نتيجة لإدخال مجموعتين هيدروكسي في جزيء بيتا كاروتين ، يتم تكوين كاروتينويد ، موجود في حبوب الذرة ويسمى زياكسانثين. С40Н56О2. يؤدي إدخال مجموعتين هيدروكسي في جزيء ألفا كاروتين إلى تكوين لوتين C40H56O2 (3،3-ديوكسي-ألفا-كاروتين) ، وهو أيزومر من زياكسانثين ، والذي يوجد جنبًا إلى جنب مع الكاروتين في الأجزاء الخضراء من النباتات. نتيجة لإضافة ذرة أكسجين واحدة إلى جزيء بيتا كاروتين مع تكوين بنية فورانويد ، يتم الحصول على سيتروكسانثين الكاروتين C40H56O الموجود في قشر ثمار الحمضيات. منتجات أكسدة الكاروتينات التي تحتوي على 40 ذرة كربون في جزيء هي C20H2404 crocetin و C25H30O4 bixin و C30H40O2 beta-citraurine. Crocetin هو مادة تلوين موجودة في وصمات الزعفران في تركيبة مع جزيئين من السكاريد الجنتيوبيوز في شكل كروسين جليكوسيد. Bixin هي صبغة حمراء توجد في ثمار النبات الاستوائي Bixa orellana ؛ تستخدم لتلوين الزبدة والسمن ومنتجات غذائية أخرى. تحتوي الطحالب البنية على fucoxanthin C40H60O6 الكاروتيني ، والذي يشارك في عملية التمثيل الضوئي كما يسمى الصباغ الإضافي.

دور الكاروتينات في جسم الإنسان

في جسم الحيوانات والبشر ، تلعب الكاروتينات دورًا مهمًا كمواد أولية تتشكل منها فيتامينات المجموعة أ ، بالإضافة إلى "اللون الأرجواني المرئي" الذي يشارك في الفعل البصري. تلعب الكاروتينات دورًا مهمًا في عملية التمثيل الضوئي في النباتات. بناءً على التركيب الكيميائي للكاروتينات التي تحتوي على كمية كبيرة من الروابط المزدوجة ، يمكن افتراض أنها حاملة للأكسجين النشط في النبات وتشارك في عمليات الأكسدة والاختزال. يشار إلى ذلك من خلال التوزيع الواسع في نباتات مشتقات الأكسجين من الكاروتينات - الإيبوكسيدات ، التي تتخلى عن الأكسجين بسهولة بالغة. تشكل الكاروتينات بسهولة بيروكسيدات ، حيث يضاف جزيء الأكسجين في موقع الرابطة المزدوجة ويمكن بعد ذلك بسهولة أكسدة مختلف المواد.