Бета-каротин (?-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
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 каротину.
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 каротин является непредельным углеводородом, т.е., в данном соединении между атомами углерода и водорода имеются двойные связи. Химическая формула каротина: 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.
Каротин 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-каротин.
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 ?-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 ?-каротина при ее расщеплении образуется лишь 1 молекула Ретиналя. Таким образом, несмотря на то, что ?-каротин тоже приносит пользу, ?-каротин как сырье для вит. А более ценен. Из него Ретинола образуется в 2 раза больше, чем из ?-каротина.
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, каротин – не единственный источник вит. 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 ?-каротин 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 ?-каротин 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 ?-каротина 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, бета-каротин защищает нашу кожу от солнечных лучей при избыточной инсоляции. Аналогичным образом он защищает наши ткани от пагубного действия ионизирующей радиации. Кроме того, ?-каротина укрепляет слизистые оболочки полости рта, бронхов, ЖКТ, мочевыделительной системы.
?-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 в ?-каротине. 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 ?-каротина 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 ?-каротина содержат другие интенсивно окрашенные в желтые, оранжевые, и красные тона овощи, ягоды, и фрукты: хурма, тыква, персик, крыжовник, дыня. Зелень тоже богата им.
Содержание ?-каротина 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 ?-каротина. 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 ?-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 ?-каротина 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 ?-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 избытком бета-каротина.
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 ?-каротина из пищевых продуктов или 2 мкг БАДов.
Избыток ?-каротина 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 ?-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.
Дорогие друзья. Данный материал не является медицинским советом, за диагнозом и способом лечения, обратитесь к специалисту для консультации.