कैरोटीनॉयड और वन्यजीवों और मनुष्यों के लिए उनका महत्व। कैरोटीनॉयड की संरचना, कार्य और शारीरिक भूमिका

कैरोटेनॉयड्स, बैक्टीरिया, कवक, पौधों द्वारा उत्पादित पीले से लाल-बैंगनी तक प्राकृतिक कार्बनिक रंगद्रव्य। प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित: लगभग 600 विभिन्न कैरोटीनॉयड वन्यजीवों के सभी प्रतिनिधियों की कोशिकाओं और ऊतकों में एक स्वतंत्र अवस्था में या ग्लाइकोसाइड्स, फैटी एसिड एस्टर, कैरोटीन-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स के रूप में पाए जाते हैं। कैरोटेनॉयड्स पौधों के कुछ फूलों, फलों, जड़ों और पतझड़ के पत्तों का रंग निर्धारित करते हैं; भोजन के साथ जानवरों द्वारा प्राप्त कैरोटीनॉयड, मछली, पक्षियों, कीड़ों और क्रस्टेशियंस की कई प्रजातियों के आवरण को दाग देते हैं। गाजर की जड़ों, अजमोद के पत्तों, प्याज, पालक, खुबानी के फल, टमाटर, कद्दू, समुद्री हिरन का सींग में सबसे अधिक मात्रा में कैरोटेनॉयड्स पाए जाते हैं।

कैरोटीनॉयड में एक आइसोप्रेनॉइड संरचना होती है; कैरोटीनॉयड अणुओं में, चार आइसोप्रीन टुकड़े एक पॉलीन श्रृंखला में जुड़े होते हैं - सूत्र I (R और R 'मुख्य रूप से साइक्लोहेक्सिन या एलीफैटिक आइसोप्रीन टुकड़े या साइक्लोहेक्सिन के ऑक्सीजन युक्त डेरिवेटिव हैं)।

कैरोटीनॉयड को सामान्य सूत्र सी 40 एच 56 के टेट्राटेरपीन हाइड्रोकार्बन (कैरोटीन) में विभाजित किया जाता है, टेट्राटरपीन हाइड्रोकार्बन (एक्सथोफिल) के ऑक्सीजन युक्त डेरिवेटिव और अणुओं में 40 से कम कार्बन परमाणुओं वाले कैरोटीनॉयड होते हैं। उच्च पौधों में, कैरोटीनॉयड हाइड्रोकार्बन का सबसे व्यापक रूप से प्रतिनिधित्व किया जाता है, मुख्य रूप से β-कैरोटीन (आर = आर '= II; प्राकृतिक कैरोटीनॉयड का 20-30% बनाता है), लाइकोपीन (आर = आर' = III), γ-कैरोटीन (आर = II, आर '= III)। कैरोटीनॉयड हाइड्रोकार्बन ईथर, क्लोरोफॉर्म, बेंजीन, वसा और तेल में घुलनशील होते हैं, पानी में अघुलनशील होते हैं। आसानी से ऑक्सीकृत O 2 वायु, प्रकाश में अस्थिर और अम्ल और क्षार की उपस्थिति में गर्म होने पर। β-कैरोटीन गाजर, अल्फाल्फा, एक प्रकार का अनाज, ताड़ के तेल और अन्य वनस्पति कच्चे माल से निष्कर्षण द्वारा पृथक किया जाता है; उद्योग में, वे सूक्ष्मजीवविज्ञानी या रासायनिक संश्लेषण (डार्क रूबी क्रिस्टल, टी पीएल 182-184 डिग्री सेल्सियस) द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। लाइकोपीन को टमाटर से अलग किया जाता है या संश्लेषित किया जाता है (लाल-बैंगनी क्रिस्टल, एमपी 174 डिग्री सेल्सियस)।

ऑक्सीजन युक्त कैरोटेनॉयड्स में, सबसे आम कैरोटेनॉइड हैं जिनके अणुओं में हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, उदाहरण के लिए, ल्यूटिन (R = IV, R' = V; पीले क्रिस्टल, mp 193°C), क्रिप्टोक्सैन्थिन (R = IV, R' = मैं; पीले क्रिस्टल , एमपी 174 डिग्री सेल्सियस। कार्बोनिल समूह युक्त कैरोटीनॉयड हैं, उदाहरण के लिए, कैंथैक्सैन्थिन (आर = आर '= VI), एपॉक्सी समूह, उदाहरण के लिए, वायलेक्सैन्थिन (आर = आर' = VII), कार्बोक्सिल समूह, के लिए उदाहरण, बिक्सिन (R = COOH, R' = COOSH 3), आदि।

कैरोटीनॉयड प्रकाश संश्लेषण (सहायक प्रकाश-अवशोषित वर्णक के रूप में), कोशिका झिल्ली के माध्यम से ऑक्सीजन परिवहन, और फोटोऑक्सीडेशन से क्लोरोफिल की सुरक्षा में शामिल हैं। अणु में खंड R = II युक्त कैरोटीनॉयड विटामिन ए के अग्रदूत होते हैं (पशु शरीर में, एंजाइमी दरार के परिणामस्वरूप, वे विटामिन ए में परिवर्तित हो जाते हैं)। जानवरों में, कैरोटीनॉयड सेक्स ग्रंथियों की गतिविधि को उत्तेजित करते हैं, मनुष्यों में वे प्रतिरक्षा स्थिति को बढ़ाते हैं, फोटोडर्माटोसिस से बचाते हैं, रेटिना द्वारा प्रकाश की धारणा की प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; प्राकृतिक एंटीऑक्सीडेंट हैं। कैरोटीनॉयड का उपयोग खाद्य रंजक, पशु आहार के घटकों के रूप में, चिकित्सा पद्धति में - त्वचा की त्वचा के उपचार के लिए किया जाता है।

कैरोटेनॉयड्स पर शोध के लिए, दो नोबेल पुरस्कार प्रदान किए गए: 1937 में पी. कैरर और 1938 में आर. कुह्न।

लिट.: ब्रिटन जी. प्राकृतिक रंगद्रव्य की जैव रसायन। एम।, 1986; कर्णखोव वीएन कैरोटीनॉयड के जैविक कार्य। एम।, 1988; कुद्रित्स्काया एस.ई. फलों और जामुनों के कैरोटीनॉयड। के., 1990.

वे वर्णक जो कुछ फलों और सब्जियों को उनके तीव्र लाल, नारंगी और पीले रंग देते हैं, कैरोटेनॉयड्स कहलाते हैं। वैज्ञानिकों ने पाया है कि वे शक्तिशाली रोग सेनानी भी हैं। यदि आपके आहार में इन पदार्थों की पर्याप्त मात्रा नहीं है, तो आप इनसे युक्त पूरक ले सकते हैं।

रचना और रिलीज का रूप

फार्म

• कैप्सूल
• गोलियाँ
• नरम जेल

मिश्रण

• 1 टैबलेट में 5000 IU विटामिन A, 1.5 mg विटामिन B1, 1.7 mg विटामिन B2, 2 mg विटामिन B6, 6 mcg विटामिन B12, 60 mg विटामिन C, 30 IU विटामिन E, 400 IU cholecalciferol हो सकता है। , 400 मिलीग्राम फोलिक एसिड, 20 मिलीग्राम निकोटीनमाइड, 30 मिलीग्राम बायोटिन, 10 मिलीग्राम पैंटोथेनिक एसिड, 25 मिलीग्राम विटामिन के, 162 मिलीग्राम कैल्शियम, 40 मिलीग्राम पोटेशियम, 125 मिलीग्राम फास्फोरस, 150 मिलीग्राम आयोडीन, 100 मिलीग्राम मैग्नीशियम, 18 मिलीग्राम लोहा, 2 मिलीग्राम तांबा, 36.3 मिलीग्राम क्लोराइड, 15 मिलीग्राम जस्ता, 25 एमसीजी क्रोमियम, 25 एमसीजी मोलिब्डेनम, 25 एमसीजी सेलेनियम, 2.5 मिलीग्राम मैंगनीज, 10 एमसीजी टिन, 5 एमसीजी निकल, 10 एमसीजी सिलिकॉन, 10 एमसीजी वैनेडियम।

कैरोटीनॉयड के औषधीय गुण

यद्यपि विभिन्न प्रकार के खाद्य पदार्थों में 600 से अधिक कैरोटीनॉयड वर्णक पाए गए हैं, उनमें से केवल 6 का उपयोग शरीर द्वारा किया जाता है, जो महत्वपूर्ण मात्रा में रक्त और अन्य ऊतकों में प्रवेश करते हैं। बीटा-कैरोटीन के अलावा, जो स्पष्ट रूप से सबसे प्रसिद्ध कैरोटीनॉयड है, इन पदार्थों में अल्फा-कैरोटीन, लाइकोपीन, ल्यूटिन, ज़ेक्सैन्थिन और क्रिप्टोक्सैन्थिन शामिल हैं। हालांकि ये रंगद्रव्य विभिन्न प्रकार के फलों और सब्जियों में पाए जाते हैं, लेकिन इनमें से सबसे अधिक मात्रा में खाद्य पदार्थ हर समय हमारे आहार का हिस्सा नहीं हो सकते हैं। अल्फा-कैरोटीन गाजर और कद्दू में, लाल फलों में लाइकोपीन (जैसे तरबूज, लाल अंगूर और विशेष रूप से पके हुए टमाटर) में पाया जाता है। गहरे हरे रंग की सब्जियों, कद्दू और लाल मिर्च में बहुत सारे ल्यूटिन और ज़ेक्सैन्थिन, और आम, संतरे और आड़ू में क्रिप्टोक्सैन्थिन।

कार्रवाई की प्रणाली

निर्देश इंगित करता है कि दवा लेने का मुख्य प्रभाव उनके एंटीऑक्सीडेंट गुणों से जुड़ा हुआ है। एंटीऑक्सिडेंट यौगिक होते हैं जो अस्थिर ऑक्सीजन अणुओं को मुक्त कण कहते हैं। यद्यपि वर्णक एक दूसरे के समान होते हैं, उनमें से प्रत्येक शरीर में एक विशिष्ट प्रकार के ऊतक पर कार्य करता है। इसके अलावा, अल्फा-कैरोटीन और क्रिप्टोक्सैन्थिन को शरीर में विटामिन ए में परिवर्तित किया जा सकता है, हालांकि बीटा-कैरोटीन के समान नहीं।

कैरोटेनॉयड्स के प्रयोग से रोगों की रोकथाम

दवा असामान्य कोशिका वृद्धि को स्पष्ट रूप से सीमित करके कुछ प्रकार के कैंसर से बचा सकती है। लाइकोपीन प्रोस्टेट कैंसर के विकास को रोक सकता है। हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने पाया कि जो पुरुष टमाटर के साथ सप्ताह में 10 या अधिक भोजन करते हैं (वे लाइकोपीन का सबसे समृद्ध स्रोत हैं) प्रोस्टेट कैंसर के खतरे को लगभग 45% तक कम करते हैं। लाइकोपीन पेट और पाचन तंत्र के कैंसर के खिलाफ भी प्रभावी है। अध्ययनों से पता चला है कि अल्फा-कैरोटीन, ल्यूटिन और ज़ेक्सैन्थिन की उच्च मात्रा फेफड़ों के कैंसर के खतरे को कम करती है और क्रिप्टोक्सैन्थिन और अल्फा-कैरोटीन सर्वाइकल कैंसर के खतरे को कम करते हैं।

इसके अलावा, वर्णक हृदय रोग से लड़ सकते हैं। अनुसरण किए गए 1,300 वृद्ध लोगों में, जिन्होंने कैरोटेनॉयड्स से भरपूर आहार खाया, उनमें हृदय रोग का जोखिम आधा था और इन यौगिकों में कम आहार खाने वालों की तुलना में दिल के दौरे में 75% की कमी थी। धूम्रपान और उच्च कोलेस्ट्रॉल जैसे अन्य कारकों के प्रभाव के लिए समायोजन किए जाने के बाद भी परिणाम महत्वपूर्ण बना रहा। वैज्ञानिकों का दावा है कि अल्फा-कैरोटीन और लाइकोपीन "खराब" कोलेस्ट्रॉल के गठन को रोकते हैं, जिसके उच्च स्तर से दिल का दौरा और अन्य हृदय संबंधी विकार हो सकते हैं।

मानव शरीर पर प्रभाव

ल्यूटिन और ज़ेक्सैंथिन हानिकारक यूवी किरणों को अवरुद्ध करके और रेटिना (आंख के प्रकाश-संवेदनशील भाग) में मुक्त कणों को निष्क्रिय करके अच्छी दृष्टि को बढ़ावा देते हैं। दवा का उपयोग रेटिना के धब्बेदार अध: पतन के जोखिम को कम करने में मदद करता है, एक उम्र से संबंधित दृश्य हानि, जो बुजुर्गों में अंधेपन के मुख्य कारणों में से एक है। अन्य कैरोटीनॉयड लेंस को नुकसान से बचा सकते हैं और इस तरह मोतियाबिंद के जोखिम को कम कर सकते हैं। प्रारंभिक अध्ययनों से यह भी पता चला है कि दवा के निम्न स्तर और विभिन्न मासिक धर्म अनियमितताओं के बीच एक लिंक हो सकता है। इसके अलावा, अन्य अध्ययनों में पाया गया है कि कैंसर के शुरुआती चरणों में भी, कैरोटीनॉयड युक्त खाद्य पदार्थ रोग के समग्र पूर्वानुमान में सुधार कर सकते हैं।

कैरोटीनॉयड के उपयोग के लिए संकेत

• प्रोस्टेट और फेफड़ों के कैंसर सहित कुछ प्रकार के कैंसर के जोखिम को कम करने के लिए
• हृदय रोग से बचाव के लिए
• रेटिना के उम्र से संबंधित धब्बेदार अध: पतन को धीमा करने के लिए
• प्रतिरक्षा को मजबूत करने के लिए

मतभेद

यदि आप बीमार हैं, तो इन सप्लीमेंट्स को लेने से पहले अपने डॉक्टर से जाँच करें।

दुष्प्रभाव

दवा की बड़ी खुराक, भोजन या पूरक से आने वाली, त्वचा को नारंगी रंग में दाग सकती है, जो विशेष रूप से हाथों की हथेलियों और पैरों के तलवों पर स्पष्ट होती है। यह सुरक्षित है और यदि आप इन पिगमेंट की आपूर्ति कम करते हैं तो रंग धीरे-धीरे फीका पड़ जाएगा। निर्देश कहता है कि एक कैरोटीनॉयड की बड़ी खुराक का उपयोग शरीर में अन्य पिगमेंट की क्रिया में हस्तक्षेप कर सकता है और हानिकारक भी हो सकता है।

उपयोग के लिए निर्देश

विधि और खुराक

यदि आपके आहार में कैरोटीनॉयड से भरपूर भोजन शामिल नहीं है, तो आपको विटामिन ए की कम से कम 25,000 आईयू की दैनिक खुराक में पूरक (अल्फा-कैरोटीन, बीटा-कैरोटीन, लाइकोपीन, ल्यूटिन, ज़ेक्सैन्थिन और क्रिप्टोक्सैन्थिन) लेना चाहिए। कुछ बीमारियों के लिए मिश्रित खुराक की अधिक उच्च खुराक की आवश्यकता हो सकती है।

कैरोटेनॉयड्स कैसे लें

ऐसे भोजन के साथ सप्लीमेंट लें जिनमें कुछ वसा हो, जो शरीर को इन पदार्थों का अधिक कुशलता से उपयोग करने में मदद करता है। कुछ विशेषज्ञों का यह भी दावा है कि यदि दैनिक खुराक को कई अनुप्रयोगों में विभाजित किया जाए तो वे बेहतर अवशोषित होते हैं।

कैरोटेनॉयड्स लेने के तथ्य और सुझाव

• मौखिक गर्भनिरोधक लेने वाली महिलाओं में, और पोस्टमेनोपॉज़ल महिलाओं में एस्ट्रोजन रिप्लेसमेंट थेरेपी प्राप्त करने में, रक्त में कैरोटीनॉयड का स्तर कम हो जाता है।
• पके टमाटर में पानी कम होता है और इसलिए कच्चे टमाटर की तुलना में अधिक लाइकोपीन होता है। कुछ विशेषज्ञों का मानना ​​है कि टमाटर सॉस में इस्तेमाल होने वाला तेल लाइकोपीन के अवशोषण को बढ़ाता है।
• एक बड़े यूरोपीय अध्ययन में, लाइकोपीन को दिल के दौरे को रोकने में मदद करने के लिए दिखाया गया था। जिन पुरुषों ने बड़ी मात्रा में लाइकोपीन का सेवन किया, उनमें रोधगलन का जोखिम कम खपत वाले समूह के मुकाबले आधा था। धूम्रपान न करने वाले पुरुषों में लाइकोपीन का सुरक्षात्मक प्रभाव सबसे अधिक स्पष्ट होता है।
• गहरे हरे रंग की सब्जियों में कैरोटेनॉयड्स होते हैं। हरे रंग का क्लोरोफिल पीले-नारंगी रंगद्रव्य को छुपाता है जिसमें वे होते हैं।

फार्मेसियों में कीमत

विभिन्न फार्मेसियों में कैरोटीनॉयड की कीमत काफी भिन्न हो सकती है। यह सस्ते घटकों के उपयोग और फार्मेसी श्रृंखला की मूल्य निर्धारण नीति के कारण है।

कैरोटीनॉयड दवा के बारे में आधिकारिक जानकारी पढ़ें, जिसके उपयोग के निर्देशों में सामान्य जानकारी और एक उपचार आहार शामिल है। पाठ केवल सूचना के उद्देश्यों के लिए प्रदान किया गया है और यह चिकित्सा सलाह का विकल्प नहीं है।

कैरोटेनॉयड्स -पीले, नारंगी, लाल रंग के वसा में घुलनशील वर्णक - सभी पौधों के क्लोरोप्लास्ट में मौजूद होते हैं। वे पौधों के गैर-हरे भागों में क्रोमोप्लास्ट का भी हिस्सा हैं, उदाहरण के लिए, गाजर की जड़ों में, जिसके लैटिन नाम से (डॉकस कैरोटाएल।) उन्हें अपना नाम मिला। हरी पत्तियों में, क्लोरोफिल की उपस्थिति के कारण कैरोटीनॉयड आमतौर पर अदृश्य होते हैं, लेकिन शरद ऋतु में, जब क्लोरोफिल नष्ट हो जाता है, तो यह कैरोटेनॉयड्स होता है जो पत्तियों को अपना विशिष्ट पीला और नारंगी रंग देता है। कैरोटीनॉयड भी बैक्टीरिया और कवक द्वारा संश्लेषित होते हैं, लेकिन जानवरों द्वारा नहीं। वर्तमान में, इस समूह से संबंधित लगभग 400 वर्णक ज्ञात हैं।

संरचना और गुण। कैरोटीनॉयड की मौलिक संरचना विल्स्टेटर द्वारा स्थापित की गई थी। 1920 से 1930 तक, इस समूह के मुख्य पिगमेंट की संरचना निर्धारित की गई थी। कई कैरोटीनॉयड का कृत्रिम संश्लेषण पहली बार 1950 में पी. कैरेरा की प्रयोगशाला में किया गया था। कैरोटेनॉयड्स में यौगिकों के तीन समूह शामिल हैं: 1) नारंगी या लाल रंगद्रव्य कैरोटीनों(सी 40 एच 56); 2) पीला ज़ैंथोफिल्स(सी 4 ओएच 56 ओ 2 और सी 40 एच 51 ओ 4); 3) कैरोटीनॉयड अम्ल -एक छोटी श्रृंखला और कार्बोक्सिल समूहों के साथ कैरोटीनॉयड के ऑक्सीकरण के उत्पाद (उदाहरण के लिए, सी 20 एच 24 ओ 2 - क्रोसेटिन जिसमें दो कार्बोक्सिल समूह होते हैं)।

कैरोटीन और ज़ैंथोफिल क्लोरोफॉर्म, बेंजीन, कार्बन डाइसल्फ़ाइड और एसीटोन में आसानी से घुलनशील हैं। कैरोटीन पेट्रोलियम और डायथाइल ईथर में आसानी से घुलनशील होते हैं, लेकिन मेथनॉल और इथेनॉल में लगभग अघुलनशील होते हैं। ज़ैंथोफिल अल्कोहल में अत्यधिक घुलनशील होते हैं और पेट्रोलियम ईथर में बहुत खराब होते हैं।

सभी कैरोटेनॉयड्स पॉलीन यौगिक हैं। पहले दो समूहों के कैरोटीनॉयड में आठ आइसोप्रीन अवशेष होते हैं जो संयुग्मित दोहरे बंधनों की एक श्रृंखला बनाते हैं। कैरोटेनॉयड्स एसाइक्लिक (एलिफैटिक), मोनो- और बाइसिकल हो सकते हैं। कैरोटीनॉयड अणुओं के सिरों पर चक्र आयनोन के व्युत्पन्न होते हैं (चित्र 1)।

चित्र एक। कैरोटीनॉयड के संरचनात्मक सूत्र और उनके परिवर्तनों का क्रम

एक चक्रीय कैरोटीनॉयड का एक उदाहरण है लाइकोपीन(सी 40 एच 56) - कुछ फलों का मुख्य कैरोटीन (विशेषकर, टमाटर) और बैंगनी बैक्टीरिया।

कैरोटीन(चित्र 1) में दो β-आयनोन वलय हैं (सी 5 और सी 6 के बीच दोहरा बंधन)। केंद्रीय दोहरे बंधन में β-कैरोटीन के हाइड्रोलिसिस पर, विटामिन ए (रेटिनॉल) के दो अणु बनते हैं। α-कैरोटीन β-कैरोटीन से इस मायने में भिन्न होता है कि इसमें एक वलय β-आयनोन होता है, और दूसरा - J-आयनोन (C 4 और C 5 के बीच दोहरा बंधन)।

ज़ैंथोफिल lutein- ए-कैरोटीन का व्युत्पन्न, और zeaxanthin- β-कैरोटीन। इन xanthophylls में प्रत्येक आयनिक वलय में एक हाइड्रॉक्सिल समूह होता है। दोहरे बंधनों पर दो ऑक्सीजन परमाणुओं के ज़ेक्सैन्थिन अणु में अतिरिक्त समावेशन C 5 -C 6 (एपॉक्सी समूह) गठन की ओर जाता है वायलेक्सैन्थिन।नाम

"वायलेक्सैन्थिन" पीले पैंसिस की पंखुड़ियों से इस यौगिक की रिहाई के साथ जुड़ा हुआ है (वियोला तिरंगा)।ज़ेक्सैन्थिन सबसे पहले मकई के दानों से प्राप्त किया गया था (ज़िया मेस)।ल्यूटिन (अक्षांश से। ल्यूटस-पीला) पाया जाता है, विशेष रूप से, मुर्गी के अंडे की जर्दी में। ल्यूटिन के सर्वाधिक ऑक्सीकृत समावयव हैं फूकोक्सैन्थिन(सी 40 एच 60 ओ 6) - भूरे शैवाल का मुख्य ज़ैंथोफिल।

उच्च पौधों और शैवाल के प्लास्टिड्स के मुख्य कैरोटेनॉयड्स β-कैरोटीन, ल्यूटिन, वायलेक्सैन्थिन और नेओक्सैन्थिन हैं। कैरोटीनॉयड का संश्लेषण एसिटाइल-सीओए से मेवलोनिक एसिड, गेरानिलगेरानिल पाइरोफॉस्फेट से लाइकोपीन तक शुरू होता है, जो अन्य सभी कैरोटीनॉयड का अग्रदूत है। कैरोटीनॉयड का संश्लेषण अंधेरे में होता है, लेकिन प्रकाश की क्रिया से तेज होता है। कैरोटेनॉयड्स के अवशोषण स्पेक्ट्रा को वायलेट-नीले और नीले क्षेत्रों में 400 से 500 एनएम (चित्र 4.3 देखें) में दो बैंडों की विशेषता है। अवशोषण मैक्सिमा की संख्या और स्थिति विलायक पर निर्भर करती है। यह अवशोषण स्पेक्ट्रम संयुग्मित दोहरे बंधनों की प्रणाली द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऐसे बांडों की संख्या में वृद्धि के साथ, अवशोषण मैक्सिमा स्पेक्ट्रम के लंबे तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाता है। क्लोरोफिल की तरह कैरोटीनॉयड, गैर-सहसंयोजक रूप से प्रकाश संश्लेषक झिल्ली के प्रोटीन और लिपिड से बंधे होते हैं।

प्रकाश संश्लेषण में कैरोटीनॉयड की भूमिका

कैरोटीनॉयड सभी प्रकाश संश्लेषक जीवों के वर्णक प्रणालियों के आवश्यक घटक हैं। वे कई कार्य करते हैं, जिनमें से मुख्य हैं: 1) अतिरिक्त वर्णक के रूप में प्रकाश के अवशोषण में भागीदारी, 2) अपरिवर्तनीय फोटोऑक्सीडेशन से क्लोरोफिल अणुओं की सुरक्षा। यह संभव है कि प्रकाश संश्लेषण के दौरान कैरोटीनॉयड ऑक्सीजन के आदान-प्रदान में भाग लेते हैं।

पृथ्वी की सतह पर कुल सौर विकिरण के स्पेक्ट्रम में ऊर्जा के वितरण पर विचार करते समय, स्पेक्ट्रम के नीले-बैंगनी और नीले भागों में प्रकाश को अवशोषित करने वाले अतिरिक्त वर्णक के रूप में कैरोटीनॉयड का महत्व स्पष्ट हो जाता है। चित्र 2 के अनुसार, इस विकिरण का अधिकतम भाग स्पेक्ट्रम के नीले-नीले और हरे भागों पर पड़ता है (480 .) - 530 एनएम)। प्राकृतिक परिस्थितियों में, पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाला कुल विकिरण एक क्षैतिज सतह पर प्रत्यक्ष सौर विकिरण प्रवाह और बिखरे हुए आकाश विकिरण से बना होता है।

अंजीर। 2. बादल रहित आकाश में कुल और बिखरे हुए विकिरण के स्पेक्ट्रम में ऊर्जा का वितरण

वायुमंडल में प्रकाश का प्रकीर्णन एरोसोल कणों (पानी की बूंदों, धूल के कणों आदि) और वायु घनत्व में उतार-चढ़ाव (आणविक प्रकीर्णन) के कारण होता है। दिन के दौरान बादल रहित आकाश के साथ 350 - 800 एनएम के क्षेत्र में कुल विकिरण की वर्णक्रमीय संरचना लगभग नहीं बदलती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि सूर्य के निचले स्तर पर प्रत्यक्ष सौर विकिरण में लाल किरणों के अनुपात में वृद्धि के साथ बिखरी हुई रोशनी के अनुपात में वृद्धि होती है, जिसमें कई नीली-बैंगनी किरणें होती हैं। पृथ्वी का वायुमंडल स्पेक्ट्रम के लघु-तरंग दैर्ध्य भाग की किरणों को बहुत अधिक हद तक बिखेरता है (प्रकीर्णन की तीव्रता तरंग दैर्ध्य के चौथी शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होती है), इसलिए आकाश नीला दिखता है। सीधी धूप (बादल मौसम) के अभाव में नीली-बैंगनी किरणों का अनुपात बढ़ जाता है। ये डेटा स्पेक्ट्रम के लघु-तरंग दैर्ध्य भाग के महत्व को इंगित करते हैं जब स्थलीय पौधे बिखरे हुए प्रकाश का उपयोग करते हैं और अतिरिक्त वर्णक के रूप में प्रकाश संश्लेषण में कैरोटेनॉयड्स के भाग लेने की संभावना होती है। मॉडल प्रयोग कैरोटीनॉयड से क्लोरोफिल में प्रकाश ऊर्जा हस्तांतरण की उच्च दक्षता दिखाते हैं एक,इसके अलावा, कैरोटीन के अणु, लेकिन ज़ैंथोफिल नहीं, में यह क्षमता होती है।

कैरोटीनॉयड का दूसरा कार्य सुरक्षात्मक है। पहली बार, डेटा जो कैरोटीनॉयड क्लोरोफिल अणुओं को विनाश से बचा सकता है, डी। आई। इवानोव्स्की द्वारा प्राप्त किया गया था। उनके प्रयोगों में, क्लोरोफिल घोल की समान मात्रा और कैरोटीनॉयड की विभिन्न सांद्रता वाली टेस्ट ट्यूबों को 3 घंटे के लिए सीधे सूर्य के प्रकाश के संपर्क में लाया गया था। यह पता चला कि टेस्ट ट्यूब में जितने अधिक कैरोटीनॉयड थे, उतना ही कम क्लोरोफिल नष्ट हो गया था। इसके बाद, इन आंकड़ों को कई पुष्टि मिली। इस प्रकार, कैरोटीनॉयड-मुक्त क्लैमाइडोमोनस म्यूटेंट एक ऑक्सीजन वातावरण में प्रकाश में मर जाते हैं, जबकि अंधेरे में, पोषण के एक विषमपोषी मोड के साथ, वे सामान्य रूप से विकसित और गुणा करते हैं। मक्का म्यूटेंट में, जिसमें कैरोटेनॉयड्स के संश्लेषण की कमी थी, मजबूत रोशनी के तहत एरोबिक परिस्थितियों में गठित क्लोरोफिल तेजी से नष्ट हो गया था। ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, क्लोरोफिल नष्ट नहीं हुआ था।

कैरोटीनॉयड क्लोरोफिल के विनाश को कैसे रोकते हैं? अब यह दिखाया गया है कि कैरोटीनॉयड ट्रिपल अवस्था में क्लोरोफिल के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं, इसके अपरिवर्तनीय ऑक्सीकरण को रोकते हैं। इस स्थिति में, क्लोरोफिल की त्रिक उत्तेजित अवस्था की ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है।

चित्र 3. क्लोरोफिल के साथ कैरोटीनॉयड की प्रतिक्रिया

इसके अलावा, कैरोटीनॉयड, उत्तेजित (एकल) ऑक्सीजन के साथ बातचीत करते हुए, जो कई कार्बनिक पदार्थों को गैर-विशिष्ट रूप से ऑक्सीकरण करता है, इसे जमीनी अवस्था में स्थानांतरित कर सकता है।

चित्र 4. उत्तेजित ऑक्सीजन के साथ कैरोटीनॉयड की प्रतिक्रिया

प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऑक्सीजन विनिमय में कैरोटीनॉयड की भूमिका कम स्पष्ट है। उच्च पौधों, काई, हरे और भूरे रंग के शैवाल में, ज़ैंथोफिल का प्रकाश-निर्भर प्रतिवर्ती डीपऑक्सीडेशन होता है। ऐसे परिवर्तन का एक उदाहरण है वायलेक्सैन्थिन चक्र।

चित्र 5. वायोलाक्सैंथिन चक्र

वायलेक्सैन्थिन चक्र का महत्व स्पष्ट नहीं है। शायद यह अतिरिक्त ऑक्सीजन को खत्म करने का काम करता है। पौधों में कैरोटीनॉयड अन्य कार्य करते हैं जो प्रकाश संश्लेषण से संबंधित नहीं होते हैं। एककोशिकीय फ्लैगेलेट्स के प्रकाश-संवेदनशील "आंखों" में और उच्च पौधों की शूटिंग के शीर्ष में, कैरोटीनॉयड, प्रकाश के विपरीत, इसकी दिशा निर्धारित करने में मदद करते हैं। यह फ्लैगेला में फोटोटैक्सिस और उच्च पौधों में फोटोट्रोपिज्म के लिए आवश्यक है।

कैरोटीनॉयड कुछ पौधों की पंखुड़ियों और फलों का रंग निर्धारित करते हैं कैरोटीनॉयड डेरिवेटिव - विटामिन ए, ज़ैंथॉक्सिन, एबीए की तरह अभिनय, और अन्य जैविक रूप से सक्रिय यौगिक। कुछ हेलोफिलिक बैक्टीरिया में पाया जाने वाला क्रोमोप्रोटीन रोडोप्सिन प्रकाश को अवशोषित करता है और एच + -पंप के रूप में कार्य करता है। बैक्टीरियरहोडॉप्सिन का क्रोमोफोर समूह रेटिनल है, विटामिन ए का एल्डिहाइड रूप। बैक्टीरियोहोडॉप्सिन जानवरों के दृश्य विश्लेषक के रोडोप्सिन के समान है।

अधिकांश जैविक जीवों के सामान्य कामकाज के लिए आवश्यक कैरोटीनॉयड प्राकृतिक रंजकों का एक व्यापक वर्ग है। ये पदार्थ, जो 600 से अधिक किस्में, ग्रह पर सबसे आम कार्बनिक यौगिकों में से हैं। हालांकि, मनुष्यों सहित अधिकांश उच्च स्तनधारी अपने शरीर में कैरोटीनॉयड को संश्लेषित नहीं कर सकते हैं, इसलिए बाहर से इन पदार्थों की पर्याप्त खुराक प्राप्त करना बेहद महत्वपूर्ण है। प्रश्न का उत्तर देने से पहले: "कैरोटीनॉयड - वे क्या हैं?" कैरोटीनॉयड के स्रोतों के बारे में जानकारी से परामर्श किया जाना चाहिए।

कैरोटीनॉयड के स्रोत

वर्णक के इस वर्ग के पहले प्रतिनिधियों की खोज की गई थी 19 वी सदीऊतक विश्लेषण में गाजर और कद्दू. यह गाजर के अंग्रेजी नाम से है ( गाजर- केरोट) और पदार्थों के पूरे समूह का नाम बना।

"कैरोटीनॉयड के स्रोत लगभग सभी सब्जियां और पीले, नारंगी और लाल रंगों के फल हैं"

बहुत जल्द यह पता चला कि कई पौधे और कुछ जानवर जिनके पीले और लाल रंग होते हैं, उनके शरीर में महत्वपूर्ण मात्रा में कैरोटीनॉयड जमा हो जाते हैं। शरीर में इन यौगिकों के भंडार को फिर से भरने के लिए, निम्नलिखित उत्पाद उपयुक्त हैं:

लेकिन कच्ची सब्जियां और फल खाने पर औसतन, केवल 1% अवशोषित होता हैउनमें मौजूद कैरोटीनॉयड का द्रव्यमान। इस आंकड़े को बढ़ाने के लिए प्रारंभिक मदद मिलेगी थर्मल(उबालें, तलें) और यांत्रिक(काटना, कद्दूकस करना) प्रसंस्करण जो पौधों के ऊतकों की कोशिका भित्ति को नष्ट कर देता है। वसा (उदाहरण के लिए, सूरजमुखी तेल) के साथ ऐसे उत्पादों का सेवन करने की भी सिफारिश की जाती है, जिससे पोषक तत्वों का अवशोषण 25% तक बढ़ जाएगा।

हालांकि, यह विचार करने योग्य है कि सभी पीले-लाल रंगद्रव्य समान रूप से उपयोगी नहीं होते हैं। अक्सर उनकी प्रभावशीलता भिन्न हो सकती है। 1000 बार. इसलिए, जो लोग युवा और स्वास्थ्य को बनाए रखना चाहते हैं, उनके लिए यह जानना बेहद जरूरी है स्वास्थ्यप्रद कैरोटीनॉयड क्या हैंऔर उनका सर्वोत्तम उपयोग कैसे करें।

कैरोटीनॉयड की तुलना

सभी कैरोटीनॉयड का मानव शरीर पर जटिल प्रभाव पड़ता है:

• मुक्त कणों (एंटीऑक्सीडेशन) के गठन का प्रतिकार करना;
• अंतःस्रावी तंत्र की उत्तेजना;
• कोशिका झिल्ली को मजबूत बनाना;
• विटामिन ए (प्रोविटामिन) का स्रोत;
• कैल्शियम के अवशोषण में सुधार;
• प्रतिरक्षा प्रणाली की उत्तेजना और बहुत कुछ।

इस समय केवल हैं खंडित अध्ययन, एक दूसरे के सापेक्ष कैरोटीनॉयड के एक भाग की प्रभावशीलता का विश्लेषण करना। विशेष रूप से, इन पदार्थों के एंटीऑक्सीडेंट गुणों का गहन अध्ययन किया जा रहा है।

प्रयोगों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा इंगित करता है कि उनमें से सबसे उपयोगी एस्टैक्सैन्थिन है, एक वर्णक जिसकी अधिकतम सामग्री पाई जाती है सैलमन मछलीऔर कुछ सूक्ष्मजीवों. कई प्रयोगों में, यह यौगिक अपने प्रतिस्पर्धियों से दसियों और सैकड़ों गुना बेहतर है, लेकिन प्राकृतिक उत्पादों में इसकी एकाग्रता बेहद कम है। सौभाग्य से, आधुनिक औषध विज्ञान ने इस स्थिति से बाहर निकलने का रास्ता खोज लिया है।

"भोजन में निहित कैरोटीनॉयड का केवल एक छोटा सा हिस्सा भोजन से अवशोषित किया जा सकता है"

कैरोटीनॉयड पर आधारित आहार अनुपूरक

प्राकृतिक कच्चे माल के आधार पर अत्यधिक केंद्रित तैयारी बनाकर पदार्थों के समूह की पाचनशक्ति को बढ़ाना संभव है। और अगर गाजर या संतरे से कैरोटीनॉयड निकालना काफी सरल है, तो एस्टैक्सैन्थिन के मामले में, वैज्ञानिकों को अपने दिमाग को रैक करना पड़ा।

चूंकि सबसे शक्तिशाली एंटीऑक्सिडेंट में से एक प्राप्त करने के लिए सबसे अच्छा स्रोत माइक्रोएल्गे हैं

कैरोटीनॉयड के समूह के लिएऐसे पदार्थ शामिल करें जो पीले या नारंगी रंग के हों। कैरोटीनॉयड के सबसे प्रसिद्ध प्रतिनिधि कैरोटीन हैं - वर्णक जो गाजर की जड़ों को एक विशिष्ट रंग देते हैं, साथ ही ल्यूटिन - पौधों के हरे भागों में कैरोटीन के साथ निहित एक पीला वर्णक। पीले मकई के बीज का रंग उनके कैरोटीन और कैरोटीनॉयड पर निर्भर करता है, जिसे ज़ेक्सैन्थिन और क्रिप्टोक्सैन्थिन कहा जाता है। टमाटर के फलों का रंग कैरोटीनॉयड लाइकोपीन के कारण होता है। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में भाग लेते हुए, कैरोटीनॉयड पौधों के चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

कैरोटीनॉयड के समूह में लगभग 65-70 प्राकृतिक वर्णक शामिल हैं।कैरोटीनॉयड अधिकांश पौधों में पाए जाते हैं (कुछ कवक के अपवाद के साथ)। शायद सभी जानवरों के जीवों में, लेकिन उनकी एकाग्रता लगभग हमेशा बहुत कम होती है। हरी पत्तियों में कैरोटीनॉयड की मात्रा लगभग 0.07-0.2% होती है जो पत्तियों के सूखे वजन पर आधारित होती है। कुछ असाधारण मामलों में, हालांकि, कैरोटीनॉयड की बहुत अधिक सांद्रता देखी जाती है। उदाहरण के लिए, कई लिली प्रजातियों के परागकोशों में बहुत अधिक मात्रा में ल्यूटिन और एक कैरोटीनॉयड होता है जिसे एथेरैक्सैन्थिन कहा जाता है। कैरोटेनॉयड्स की विशिष्ट विशेषताओं में से एक महत्वपूर्ण संख्या में संयुग्मित दोहरे बंधनों की उपस्थिति है जो उनके क्रोमोफोर समूह बनाते हैं, जिस पर रंग निर्भर करता है। सभी प्राकृतिक कैरोटेनॉयड्स को व्युत्पन्न माना जा सकता है लाइकोपीन- टमाटर के फलों के साथ-साथ कुछ जामुनों और फलों में पाया जाने वाला कैरोटेनॉइड। अनुभवजन्य सूत्र लाइकोपीन C40H56.

लाइकोपीन अणु के एक या दोनों सिरों पर एक वलय बनाकर, इसके आइसोमर्स बनते हैं: अल्फा-, बीटा- या गामा-कैरोटीन। सूत्रों की तुलना में, यह देखा जा सकता है कि अणु के सिरों पर स्थित चक्रों में से एक में दोहरे बंधन की स्थिति से अल्फा-कैरोटीन बीटा-आइसोमर से भिन्न होता है। अल्फा और बीटा आइसोमर्स के विपरीत, गामा-कैरोटीन का केवल एक चक्र होता है।

कैरोटीनॉयड से भरपूर पौधे

पौधों के हरे भाग और गाजर की जड़ में कैरोटीन की मात्रा सबसे अधिक होती है।

प्राकृतिक कैरोटीनॉयड - कैरोटीन और लाइकोपीन के व्युत्पन्न

कैरोटीन वे पदार्थ हैं जिनसे विटामिन ए बनता है। चूंकि लाइकोपीन और कैरोटीन में 40 कार्बन परमाणु होते हैं, इसलिए उन्हें आठ आइसोप्रीन अवशेषों द्वारा निर्मित माना जा सकता है। अपवाद के बिना, अन्य सभी प्राकृतिक कैरोटीनॉयड उपरोक्त चार हाइड्रोकार्बन के व्युत्पन्न हैं: लाइकोपीन और कैरोटीन। वे इन हाइड्रोकार्बन से बनते हैं: हाइड्रॉक्सिल, कार्बोनिल या मेथॉक्सी समूह, या आंशिक हाइड्रोजनीकरण या ऑक्सीकरण द्वारा। बीटा-कैरोटीन अणु में दो हाइड्रॉक्सी समूहों की शुरूआत के परिणामस्वरूप, एक कैरोटीनॉयड बनता है, जो मकई के दाने में निहित होता है और इसे ज़ेक्सैन्थिन कहा जाता है। С40Н56О2। अल्फा-कैरोटीन अणु में दो हाइड्रोक्सी समूहों की शुरूआत से ल्यूटिन C40H56O2 (3,3-डाइऑक्सी-अल्फा-कैरोटीन) का निर्माण होता है, जो ज़ेक्सैन्थिन का एक आइसोमर है, जो पौधों के हरे भागों में कैरोटीन के साथ पाया जाता है। एक फ़्यूरनॉइड संरचना के गठन के साथ बीटा-कैरोटीन अणु में एक ऑक्सीजन परमाणु को जोड़ने के परिणामस्वरूप, कैरोटीनॉयड साइट्रोक्सैन्थिन C40H56O प्राप्त होता है, जो खट्टे फलों के छिलके में निहित होता है। एक अणु में 40 कार्बन परमाणुओं वाले कैरोटीनॉयड के ऑक्सीकरण उत्पाद C20H2404 crocetin, C25H30O4 bixin, और C30H40O2 बीटा-सिट्राउरिन हैं। क्रोकेटिन एक रंगीन पदार्थ है जो क्रोकस के स्टिग्मास में क्रोकिन ग्लाइकोसाइड के रूप में डिसैकराइड जेंटिओबायोज के दो अणुओं के संयोजन में होता है। Bixin एक लाल रंगद्रव्य है जो उष्णकटिबंधीय पौधे Bixa orellana के फलों में पाया जाता है; मक्खन, मार्जरीन और अन्य खाद्य उत्पादों को रंगने के लिए उपयोग किया जाता है। भूरे शैवाल में कैरोटेनॉइड फ्यूकोक्सैन्थिन C40H60O6 होता है, जो तथाकथित सहायक वर्णक के रूप में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में भाग लेता है।

मानव शरीर में कैरोटीनॉयड की भूमिका

जानवरों और मनुष्यों के शरीर में, कैरोटीनॉयड उन पदार्थों को शुरू करने के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं जिनसे समूह ए के विटामिन बनते हैं, साथ ही दृश्य अधिनियम में शामिल "दृश्य बैंगनी" भी होते हैं। कैरोटीनॉयड पौधों में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। कैरोटेनॉयड्स की रासायनिक संरचना के आधार पर, जिसमें महत्वपूर्ण मात्रा में दोहरे बंधन होते हैं, यह माना जा सकता है कि वे पौधे में सक्रिय ऑक्सीजन के वाहक हैं और रेडॉक्स प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। यह कैरोटेनॉयड्स के ऑक्सीजन डेरिवेटिव के पौधों में व्यापक वितरण से संकेत मिलता है - एपॉक्साइड, जो अपनी ऑक्सीजन को बहुत आसानी से छोड़ देते हैं। कैरोटीनॉयड आसानी से पेरोक्साइड बनाते हैं, जिसमें डबल बॉन्ड साइट पर एक ऑक्सीजन अणु जोड़ा जाता है और फिर विभिन्न पदार्थों को आसानी से ऑक्सीकरण कर सकता है।