Бета-каротин

Бета-каротин  – природный растительный пигмент. В отличие от вредных, и даже опасных синтетических красителей, это биологически активное вещество является для нас полезным.

Физические и химические свойства

β-каротин – представитель многочисленной группы химических веществ каротиноидов, насчитывающих несколько сотен разновидностей. У этих разных по химической структуре веществ есть одно общее свойство – они придают тканям растений желтый, оранжевый, или красный цвет.

Вот и каротин в зависимости от степени насыщения окрашивает растения в соответствующие тона. Характерный окрас моркови, тыквы, сладкого перца – все это благодаря ему.

Данное соединение содержится и в листьях наряду с хлорофиллом. Осенью, когда хлорофилл разрушается, и листья желтеют и краснеют – это тоже благодаря каротину и другим каротиноидам.

По своей структуре он является непредельным углеводородом, т.е., в данном соединении между атомами углерода и водорода имеются двойные связи. Химическая формула: С₄₀Н₅₆.

Внешне каротин представляет собой порошок красно-коричневого цвета. В воде практически не растворяется. В ацетоне, эфире, маслах, и жирах растворяется плохо. Зато хорошо растворяется в хлороформе и в других хлорированных углеводородах.

Элемент существует в виде нескольких изомеров, веществах с одинаковым набором атомов в молекуле, но с различной пространственной молекулярной структурой.

Эти изомеры принято обозначать буквами греческого алфавита: альфа, бета, гамма, дельта, зета. Из всех этих изомеров выделяются два: альфа (?) и бета-каротин. Между собой они различаются лишь положением двойной связи в одном из концевых фрагментов молекулы.

При этом бета-каротин представляет для нас большую физиологическую ценность, чем его изомер альфа.

Физиологическое действие

И альфа, и бета-каротин являются предшественниками или провитаминами Ретинола, более известного как витамин А (вит. А). Оба провитамина при поступлении в ЖКТ (желудочно-кишечный тракт) расщепляются кишечным ферментом бета, бета-каротин 15,15′-монооксигеназной.

Молекула бета-каротина имеет одинаковые концевые фрагменты, и расщепляется на две равные части.

Это молекулы Ретиналя, альдегидной формы Ретинола. Дело в том, что вит. А неоднороден, и представлен несколькими веществами-ретиноидами, обладающими сходными биохимическими свойствами. Но из всех ретиноидов именно Ретинол более активным

Концевые фрагменты в молекуле альфа-каротина различаются. Поэтому из молекулы бета-каротина при ее расщеплении образуется лишь 1 молекула Ретиналя. Таким образом, несмотря на то, что бета-каротин тоже приносит пользу, альфа как сырье для вит. А более ценен. Из него Ретинола образуется в 2 раза больше, чем из бета.

Значение витамина А трудно переоценить. Во многом он известен как «зрительный» витамин. Ретиналь входит в состав пигмента Родопсина светочувствительных рецепторов-палочек лазного дна, и тем самым формирует сумеречное зрение.

Помимо зрения вит. А позитивно влияет и на многие другие физиологические процессы в организме:

• укрепляет миокард
• чистит сосуды
• повышает эластичность кожи
• улучшает барьерные свойства слизистых оболочек
• повышает прочность костей, связок, суставных хрящей
• укрепляет иммунитет
• регулирует выделение щитовидных, надпочечниковых, половых гормонов
• участвует во многих окислительно-восстановительных реакциях.

И все это в немалой степени обеспечивается бета-каротином. Разумеется, он не единственный источник витамина А в организме. Большая часть Ретинола и других ретиноидов поступает в организм в готовом виде.

Жирорастворимыми ретиноидами богаты животные продукты – рыбий жир, печень животных, яйца, сливочное масло. Но и бета-каротин растительных продуктов тоже не стоит сбрасывать со счетов, особенно при дефиците пищевых ретиноидов.

Однако синтезом вит. А ценность данного соединения не ограничивается. Сам по себе он тоже приносит пользу, в основном как сильный антиоксидант. Природа неспроста окрасила овощи и фрукты. Разумеется, пестрые цвета привлекают животных, а поедание способствует распространению семян. Но суть не только в этом.

Растительные пигменты, в т.ч. и каротин, призваны защищать растительные ткани и содержащиеся в них семена от губительного действия солнечных лучей. Они частично поглощают энергию ультрафиолетового излучения, и тем самым смягчают действие солнечной радиации.

Защищает  от повреждения и человеческие ткани. Но здесь механизм связан со свойствами данного вещества как антиоксиданта. Суть в том, что в ходе биохимических процессов в организме постоянно образуются АФК – активные формы кислорода в виде молекулярного кислорода, гидроокисей, и гидроперекисей.

Отличительная особенность кислорода в этих соединениях – наличие неспаренного электрона на внешней атомарной орбите. Такие атомы называют свободными радикалами. Соединения, в состав которые входят свободные радикалы, отличаются повышенной реактивной способностью. Из этих соединений, пожалуй, ведущее место занимают гидроперекиси.

Они с легкостью вступают во взаимодействие с фосфолипидами, жироподобными соединениями фосфора, входящими в состав клеточных мембран. Данный процесс именуют перекисным окислением липидов (ПОЛ). Негативная роль ПОЛ заключается в повреждении клеточных мембран, что в конечном итоге приводит к гибели клетки.

ПОЛ лежит в основе повреждения сосудистых стенок с развитием атеросклероза, кардиосклероза. Следствием этого является ишемическая болезнь сердца (ИБС), инфаркт миокарда, нарушения мозгового кровообращения. Кроме того, свободные радикалы повреждают ДНК с закодированным в ней клеточным геномом. Появление атипичных клеток с измененным геномом – прямой путь к развитию рака и других видов злокачественных опухолей.

Антиоксиданты нейтрализуют свободные радикалы, и угнетают ПОЛ. И одним из веществ-антиоксидантов является бета-каротин. Таким образом, данный провитамин предотвращает развитие сердечно-сосудистой патологии и злокачественных новообразований. Антиатеросклеротическое действие заключается еще и в том, что он регулирует обмен холестерина.

Будучи антиоксидантом, он повышает прочность и упругость кожи и волос, предотвращает ранее старение. Как и поверхность растений, он защищает нашу кожу от солнечных лучей при избыточной инсоляции. Аналогичным образом он защищает наши ткани от пагубного действия ионизирующей радиации. Кроме того, он укрепляет слизистые оболочки полости рта, бронхов, ЖКТ, мочевыделительной системы.

Бета-каротина – не только антиоксидант, но и мощный иммуностимулятор. Он увеличивает выработку противовирусного белка интерферона, активирует многие звенья неспецифического иммунитета. Благодаря этому повышается резистентность к бактериальным и вирусным простудным инфекциям.

Суточная потребность

Нет жестких возрастных норм суточной потребности. Приведенные ниже цифры являются приблизительными.

Категория	Норма, мг/сут.
Дети	0,4
Подростки	0,4-0,7
Взрослые	1,0
Пожилые	0,8
Беременные	0,2-0,8
Кормящие	0,4-1,2

 

Потребность в нем увеличивается при инсоляции, зрительных нагрузках (работа за компьютером), а также при любых состояниях, сопровождающихся усиленным расходом или дефицитом вит. А.

Источники поступления

Морковь традиционно считается источником витамин А. На самом деле она содержит не этот витамин, а его провитамин. Сам термин «каротин» является производным от лат. carota или англ. carrot– морковь.

Помимо моркови много его содержат другие интенсивно окрашенные в желтые, оранжевые, и красные тона овощи, ягоды, и фрукты: хурма, тыква, персик, крыжовник, дыня. Зелень тоже богата им.

Содержание в пищевых продуктах:

Продукт	Содержание, мкг/100 г
Морковь	5,6-16,3
Тыква	3,1-15,0
Сладкий картофель (батат)	8,5
Облепиха	6,6
Щавель	6,6
Петрушка	5,7
Ягоды шиповника	5,0
Шпинат	4,5
Сладкий перец	4,3
Манго	2,6
Зеленый лук	2,2
Дыня	2,0
Свежие абрикосы	1,6
Томаты	1,2
Хурма	1,2
Персики	0,8
Слива	0,2
Вишня	0,1

Усваивание провитамина из этих продуктов зависит, прежде всего, от кулинарной обработки. Желательно овощи, фрукты, и зелень кушать свежесорванными. Сок из моркови, тыквы, ягод и фруктов тоже богаты им. Но этот сок тоже должен быть свежевыжатым.

Кислород и солнечные лучи разрушают его. Поэтому длительное хранение, даже в свежем виде, нежелательно. В процессе варки, при консервировании, тоже теряется провитамин. Но продукты можно запекать и замораживать. Еще один фактор – жиры. При совместном приеме с жирной пищей жирорастворимый бета-каротина усваивается лучше.

Животная пища бедна провитамином. Лишь небольшое количество его содержится в печени, а также в молоке и в молочных продуктах – сметане, твороге, сливочном масле.

Еще один источник провитамина – простейшие, некоторые виды водорослей и грибков. Эти микроорганизмы синтезируют его для защиты от агрессивного действия солнечных лучей и морской воды. В этой связи провитамин обнаруживается в некоторых видах натуральной морской соли.

Взаимодействие с другими веществами

В-каротин хорошо сочетается с витамином А и Е. Они тоже антиоксиданты, и усиливают его действие. К тому же вит. Е защищает провитамин от разрушения. Сочетание с вит. А нецелесообразно, особенно при имеющемся гипервитаминозе А.

Причины и признаки дефицита

Всасывание бета-каротина в 12-перстной кишке обеспечивают желчные кислоты. Поэтому при заболеваниях печени, камнеобразовании в желчевыводящих путях, гастродуоденитах, сопутствующих панкреатитах, этот процесс будет нарушен. Низкокалорийная обезжиренная диета тоже способствует дефициту провитамина.

Само по себе это состояние не опасно для жизни, и протекает без специфических признаков. Но из-за ослабления иммунитета повышается восприимчивость к инфекциям. Возрастает риск сердечно-сосудистых и онкозаболеваний. Появляются признаки раннего старения кожи.

Признаки избытка

Некоторые источники уверяют, что повышенное потребление β-каротина приводит к избыточному образованию вит. А. Гипервитаминоз А протекает тяжело. Накопление этого жирорастворимого витамина опасно для жизни. Вот только гипервитаминоз А не связан с его избытком.

Его трансформация в Ретиналь осуществляется только лишь при усиленном расходе или изначальном дефиците последнего. А если вит. А в организме содержится в нормальном, а тем более, в избыточном количестве, то эта реакция не осуществляется. К тому же на образование 1 мкг вит А необходимо 12 мкг β-каротина из пищевых продуктов или 2 мкг БАДов.

Избыток при употреблении только лишь пищи, богатой этим провитамином, в принципе недостижим. Физически невозможно скушать такое большое количество моркови, тыквы, или ананасов, чтобы перенасытиться этим ценным соединением. А вот при бесконтрольном употреблении БАДов это возможно.

Специфический признак избытка β-каротина –желтый окрас кожи (ложная или каротиновая желтуха, каротинодермия).

Каротиновой желтухе сопутствует тошнота, пищеварительные расстройства. Все эти признаки не опасны для жизни, и быстро проходят после прекращения приема препаратов, содержащих этот провитамин.

Исключение составляют лишь курильщики и рабочие, занятые на вредных производствах, и по роду выполняемой работы вынужденные вдыхать пыль, токсичные соединения. У этих категорий избыток провитамина может привести к развитию рака легких и других злокачественных опухолей. Механизм этого эффекта не выяснен.