Каротиноиды

Основные сведения

Бета-каротин является одним из природных каротиноидов, которых насчитывается свыше 600. Каротиноиды - это пигменты от желтого до красного цвета, которые широко распространены в растениях. Порядка 50 каротиноидов способны воспроизводить активность витамина А и поэтому их относят к числу каротиноидов, являющихся провитамином А. Бета-каротин - наиболее распространенный и наиболее эффективный провитамин А в наших продуктах.

Теоретически одна молекула бета-каротина может расщепляться на две молекулы витамина А. Однако в организме бета-каротин только частично превращается в витамин А, а оставшаяся часть накапливается в неизменном виде. Более того, доля бета-каротина, превращающегося в витамин А в организме, контролируется статусом витамина А, что в результате позволяет избежать явлений токсичности, вызванной избытком витамина А в организме. Согласно полученным в настоящее время данным бета-каротин, являясь безопасным источником витамина А, выполняет еще много важных биологических функций, которые могут быть никак не связаны с его статусом провитамина.

Основные природные источники

Наилучшими источниками бета-каротина являются ярко-желтые/оранжевые овощи и фрукты и темно-зеленые листовые овощи, а именно:

• Желтые/оранжевые овощи - морковь, батат, тыква, кабачки.

• Желтые/оранжевые овощи - абрикосы, дыня мускусная, папайя, манго, карамболь, нектарин, персики.

• Темно-зеленые листовые овощи - шпинат, брокколи, салат эндивий, капуста, цикорий, салат эскариоль, кресс водяной зеленые листья свеклы, репы, горчицы, одуванчика лекарственного.

• Другие овощи и фрукты, являющиеся хорошими источниками бета-каротина - тыква обыкновенная, аспарагус, зеленый горошек, кислые сорта вишен, слива домашняя.

Содержание бета-каротина в овощах и фруктах может быть различным в зависимости от сезона и степени зрелости. Биологическая ценность бета-каротина из овощей и фруктов зависит от их метода приготовления перед употреблением. Поэтому всякие указания относительно содержания бета-каротина в продуктах являются лишь приблизительными величинами.

В следующем коротком перечне содержание бета-каротина приводится на 100 г продуктов питания.

Овощи: морковь (6,6 мг): кресс водяной (5,6 мг), шпинат (4,9 мг), брокколи (1,5 мг). Фрукты: манго (2,9 мг), дыни (2,0 мг), абрикосы (1,6 мг), персики (0,5 мг).

Запасы в организме

Для абсорбции бета-каротина в верхнем отделе тонкого кишечника необходимы соли желчных кислот. Многие факторы в процессе питания, например, жир и протеин оказывают влияние на абсорбцию.

Примерно 10-50 % всего потребляемого бета-каротина всасывается в желудочно-кишечном тракте. С уменьшением объема поглощаемой пищи доля всасывания каротиноидов снижается. В стенке кишечника (в слизистой оболочке) бета-каротин частично превращается в витамин А (ретинол) с помощью фермента диоксигеназы. Данный механизм регулируется статусом витамина А конкретного индивида. Если в организме имеется достаточное количество витамина А, процесс превращения бета-каротина замедляется. Поэтому бета-каротин является действительно безопасным источником витамина А и прием его чрезмерно больших количеств не приводит к гипервитаминозу А.

Избыточный бета-каротин накапливается главным образом в жировой ткани организма. Жировые отложения у взрослых часто бывают желтого цвета из-за скопившегося каротина, тогда как у детей эти запасы белого цвета. Избыточный прием бета-каротина приводит к желтизне кожи, но это быстро проходит после прекращения его приема.

Коэффициент измерения или переводной коэффициент

Обычно активность витамина А бета-каротина выражали в международных единицах (МЕ; 1 МЕ = 0,60/мкг всего транс бета-каротина). Однако данный переводной коэффициент не учитывает незначительной биологической ценности каротиноидов у человека. Так, экспертный комитет ВОЗ (FAO/WHO Expert Committee) предложил выражать активность витамина А в эквивалентах ретинола (RE).

Стабильность

Каротиноиды могут терять часть своей активности в продуктах при хранении из-за действия ферментов и под воздействием света и кислорода. Обезвоживание овощей и фруктов может значительно снизить биологическую активность каротиноидов. С другой стороны, каротиноиды сохраняют свою стабильность в замороженных продуктах.

Функции

1. Антиоксидант
Бета-каротин обладает свойствами антиоксиданта, позволяющими нейтрализовать свободные радикалы, реактивные и сильно активированные молекулы, образующиеся в ходе определенных нормальных биохимических реакций (например, при иммунном ответе, синтезе простагландина) или из экзогенных источников таких, как загрязнение воздуха или сигаретный дым. Свободные радикалы могут повреждать липиды в клеточных мембранах равно как и генетический материал в клетках, окончательные же повреждения могут привести к развитию рака.

2. Блокирование атомарного кислорода
Бета-каротин может блокировать атомарный кислород, реактивную молекулу, которая образуется, в частности, в коже под воздействием ультрафиолетового света и которая может вызывать предраковые изменения в клетках. Атомарный кислород обладает способностью инициировать цепные реакции, в результате которых образуются свободные радикалы.

Благотворное влияние бета-каротина

Многие ученые считают, что потребление овощей и фруктов с высоким содержанием бета-каротина способствует защите от развития определенных видов рака. Обнаружено, что прием больших доз или высокий статус данного питательного элемента связан с уменьшением числа случаев развития определенного вида рака, особенно рака легких. Предварительные результаты двойного контрольного испытания с использованием плацебо, а также результаты изучения методом "случай - контроль" показали, что бета-каротин может снижать риск развития ишемической болезни сердца.

Рекомендуемая профилактическая доза

Норма приема бета-каротина с пищей выражалась до настоящего времени как часть рекомендуемой профилактической дозы для витамина А. Так, рекомендуемая доза для мужчин (11 + лет) составляет 1000 RE или 1000 мкг ретинола или 6 мг бета-каротина, тогда как для женщин (11 + лет) эта доза немного меньше и составляет 800 RE или 800 мкг ретинола или 4,8 мг бета-каротина. Другие нормы установлены при беременности и лактации, соответственно, 200 RE и 400 RE. Младенцам и детям до трех лет требуется приблизительно 400 RE, а детям от 4 до 10 лет - 500-700 RE. Приблизительно треть нормы витамина А в средней американской диете поступает из бета-каротина. При соблюдении рекомендаций Национального института рака соотношение бета-каротина и витамина А в рационе должно быть примерно 9:1. Результаты показывают, что бета-каротин, наряду с исполняемыми им функциями провитамина А, по праву является важнейшим питательным элементом. Однако до сих пор рекомендуемые профилактические дозы для бета-каротина официально не установлены. тем не менее научные и правительственные организации, в частности, Национальный институт рака (США) и министерство сельского хозяйства США рекомендуют использовать в пищу продукты с высоким содержанием бета-каротина.

Если следовать данным рекомендациям, то прием бета-каротина с пищей (около 6 мг) в несколько раз превысит среднее количество, потребляемое в США (около 1, 5 мг ежедневно).

Группы риска с низким статусом

Несмотря на то, что в среднем население США не потребляет достаточного количества бета-каротина, существуют определенные группы риска с недостаточным потреблением бета-каротина. Например, у курильщиков, потребителей спиртных напитков и у лиц, принимающих отдельные виды лекарственных препаратов (пероральные противозачаточные средства, лекарства, снижающие артериальное давление), отмечался низкий уровень содержания бета-каротина в крови.

Профилактическое использование

Иммунная система
В ряде исследований на животных и на человеке отмечалось, что добавление бета-каротина в пищу усиливает определенные иммунные реакции.

Рак
Эпидемиологические исследования показали, что с увеличением потребления овощей и фруктов с высоким содержанием бета-каротина снижается вероятность развития определенных видов рака (например, легких, желудка). К тому же эксперименты на животных показали, что бета-каротин действует как фактор, предотвращающий развитие раковых заболеваний. В настоящее время проводится много клинических исследований с целью проверки эффективности бета-каротина в профилактике раковых заболеваний.

Терапевтическое применение

Нарушение фоточувствительности

Многие исследования проводились на пациентах с аномальными реакциями кожи на солнечный свет, что называется нарушением фоточувствительности (например, эритропоэтическая протопорфирия).Показано, что бета-каротин оказывает фотозащитное действие у данных лиц.

Безопасность

Благодаря контролируемому превращению бета-каротина в витамин А избыточное потребление бета-каротина не приводит к развитию гипервитаминоза А. Избыточный прием каротиноидов при различных заболеваниях (гиперлипемия, сахарный диабет, нефротический синдром или гипертиреоз) может вызывать гиперкаротедермию, которая проявляется в желтоватом оттенке кожи в основном ладоней и подошв стоп. При уменьшении или прекращении приема каротиноидов желтый цвет исчезает.

Для оценки безопасности бета-каротина проводились исследования на людях. Исследования, проводимые на пациентах, страдающих светочувствительностью типа эритропоэтической протопорфирией, показали отсутствие побочных эффектов при введении 50-200 мг/сутки бета-каротина в течение нескольких лет.

Добавки

Бета-каротин выпускают в твердых и мягких желатиновых капсулах, а также в виде мультивитаминных таблеток.

Витаминизация продуктов

Бета-каротин часто добавляют в маргарин и фруктовые напитки. В 1941 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (США) установило стандартные нормы добавления витамина А в маргарин; в настоящее время витамин А частично заменен на бета-каротин, который придает привлекательный желтоватый цвет продуктам. В силу своей безопасности бета-каротин признан более подходящим, чем витамин А для использования в целях витаминизации продуктов.

Промышленное производство

Ислер с коллегами разработал метод синтезирования бета-каротина, который был поставлен на промышленную основу начиная с 1954 года для получения бета-каротина в кристаллической форме.

История