эпоксиды (например, 5,6-эпокси- и 5,8-эпокси- -каротины) и производные

-ионона.

Гидрирование в присутствии катализатора приводит к частичному или полному

восстановлению двойных связей. –Каротин может быть выделен экстракцией сухой

моркови, люцерны, гречихи, пальмового масла и других растительных материалов. В

промышленном масштабе его получают микробиологическим путем с помощью

гетероталлического, мукорового гриба Blakeslea trispora, используя

отходы крахмально – паточного производства или мукомольной промышленности

(кукурузная, соевая мука), а также синтетически из производных витамина А по

схеме:

a-Каротин – красные

кристаллы; содержится в тех же растениях, что и - -каротин, но в значительно

меньшем количестве (до 25% от содержания - каротина). При нагревании с

этилатом натрия частично превращается в - каротин; ([а]D +315 ).

Ликопин – кристаллы красно – фиолетового цвета. Красящее вещество томатов.

Содержатся также в плодах многих родов растений; могут быть выделены из

томатов или получены синтетическим путем.

Каротиноиды в природе встречаются как в свободном состоянии, так и в виде

гликозидов, каротинпротеинов или эфиров, образованных с одной или более

молекулами жирных кислот. Впервые каротины были выделены из стручков перца,

позже – из желтой репы и моркови Daucus carota, откуда и получили свое

название. Среди растений каротиноиды в наибольшем количестве содержатся в

абрикосах (50-100мкг/г), моркови (80-120 мкг/г), листьях петрушки (100мкг/г).

Качественно и количественно каротиноиды определяют по интенсивности максимума

поглощения света в видимой области, а также с помощью хроматографии.

В организме животных каротиноиды не синтезируются, а поступают с пищей.

Каротиноиды, имеющие в своем составе хотя бы одно кольцо А (см. ф-лу 1),

являются предшественниками витамина А. Превращение в организме этих

каротиноидов, содержащих 40 атомов С, в витамин А с 20-ю атомами

осуществляется расщеплением молекулы каротина по центральной двойной связи

или ступенчатым расщеплением, начиная с конца молекулу. Наибольшей А-

витаминной активностью обладает - каротин (условно ее принимают равной

100%), активность а – каротина –53%, -каротина – 48%.

Каротиноиды участвуют в фотосинтезе, транспорте кислорода через клеточные

мембраны, защищают зеленые растения от действия света; у животных стимулируют

деятельность половых желез, у человека повышают иммунный статус, защищают от

фотодерматозов, как предшественники витамина А играют важную роль в механизме

зрения; природные антиоксиданты.

Каротиноиды используют в качестве промышленно – пищевых красителей,

прокомпонентов витаминного корма животных, в медицинской практике – для

лечения пораженных кожных покровов.

1.4.2. Биодоступность каротиноидов.

Здесь дан анализ поэтапного процесса усвоения каротиноидов в животном

организме в зависимости от различных факторов внешней и внутренней среды.

Каротиноиды являются природными веществами, биосинтез которых осуществляется

растениями и некоторыми микроорганизмами. Человек и животные не способны их

синтезировать и должны регулярно получать их с пищей, так как каротиноиды

выполняют в организме целый ряд жизненно-важных функций . В настоящее время

убедительно показано, что каротиноиды обладают и другими ценными

специфическими свойствами, не связанными с А-витаминной активностью. В живых

организмах они действуют как фотопротекторы и антиоксиданты, на молекулярном

и клеточном уровне предотвращают трансформации, индуцированные окислителями,

генотоксическими веществами, рентгеновским и УФ-излучением. Поддерживают

стабильность генома и резистентность организма к мутагенезу и канцерогенезу.

Известно около 600 различных каротиноидов, из них только 10% обладают про-А-

витаминной активностью. Наиболее распространенным в природе и хорошо

изученным является бета-каротин. Он составляет 20-30% от суммы природных

каротиноидов. Все исследования по биодоступности и метаболизму каротиноидов

проведены в основном с использованием бета - каротина. Симметричная структура

молекулы, состоящая из двух остатков А с сопряженной системой пи-связей,

делает его уникальным с химической и биологической точек зрения.

В организме взрослого человека в среднем содержится 100-200 мг бета-каротина,

из них 80% депонируется в жировой ткани, 10% - в печени, около 1% содержится

в плазме и 9% - в других органах и тканях (надпочечники, репродуктивные

органы, мозг, легкие, сердце, почки, селезенка). Эпидемиологические и

экспериментальные исследования убедительно показали, что снижение потребления

и усвоения бета-каротина, низкий уровень его в плазме повышают риск

возникновения рака, катаракты, сердечно-сосудистых и некоторых дегенеративных

заболеваний.

Биодоступность препаратов и пищевых добавок каротиноидов в основном оценивают

классическим методом по концентрации их в плазме крови.

Сложности при экспериментальном исследовании каротиноидов возникают из-за

отсутствия надежной животной модели, а также из-за этических ограничений по

использованию изотопных методов исследования и модельного гиповитаминоза у

людей.

В настоящее время известно, что усвоение каротиноидов происходит в несколько

этапов: микронизация и эмульгирование в желудочно-кишечном тракте, всасывание

в тонком кишечнике, частичная биоконверсия бета-каротинов в ретинол,

транспорт бета-каротина через лимфатическую систему и воротную вену в печень,

а затем в кровь и распределение по органам и тканям.

Рассмотрим подробнее этапы усвоения каротиноидов и факторы, влияющие на них.

1.4.3. Микронизация и эмульгирование.

Микронизация и эмульгирование происходят в процессе переваривания пищи в

желудочно-кишечном тракте. Убедительно показано, что биодоступность бета-

каротиноидов из соков, овощей (особенно сырых) невысокая по сравнению с

чистым препаратом. Например, биодоступность бета-каротиноидов из моркови

составляет 10-20%, из брюквы - 0,1% от чистого бета-каротина. Это объясняется

тем, что каротиноиды в растениях, в том числе в овощах, находятся в комплексе

с белками, что затрудняет их высвобождение. Для повышения высвобождения

необходима предварительная кулинарная обработка (измельчение, пропаривание,

щадящее подогревание, но не слишком сильное во избежание изомеризации с

потерей биологической активности). При использовании препаратов или пищевых

добавок на основе чистого бета-каротина в виде напитков, масляных растворов

или суспензий с размером частиц 2-3 микрона можно достичь высокой степени

усвоения, если не использовать комплексообразующие вещества. Каротиноиды,

являясь липофильными веществами, плохо всасываются без эмульгирования.

Эмульгирование каротиноидов, как и липидов, происходит в тонком кишечнике в

присутствии желчных кислот с образованием липидных мицелл.

Жиры, стимулируя желчевыделение и образование липидных мицелл, повышают

биодоступность бета-каротина

1.4.4. Всасывание или абсорбция.

Каротиноиды всасываются в тонком кишечнике путем пассивной абсорбции при

контакте липидных мицелл с клеточной мембраной кишечного эпителия. Бета-

Каротин появляется в лимфе одновременно с вновь абсорбированным жиром.

Предполагают, что каротиноиды и липиды вместе транспортируются через мембрану

и внутри клеток слизистой оболочки тонкого кишечника.

Всасывание нарушается при дефиците цинка, фолиевой кислоты, белково-

энергетическом истощении организма , не всосавшиеся в слизистой тонкого

кишечника, выводятся из организма в неизменном виде с фекалиями. По

количеству выделившихся каротиноидов также иногда судят о степени их

биодоступности. В слизистой тонкого кишечника происходит частичное

ферментативно регулируемое превращение Каротиноидов в ретинол.

1.4.5. Транспорт бета-каротина из слизистой кишечника в печень.

У людей транспорт бета-каротина из кишечника осуществляется исключительно

липопротеинами, они переносят бета-каротин из кишечника через лимфатическую

систему в грудной проток. Липопротеинлипаза гидролизует триглицеридное ядро

хиломикрона с образованием хиломикронных остатков, которые захватываются

печенью, где и депонируются. Дефицит липопротеинов может лимитировать

транспорт бета-каротина.

1.4.6.Транспорт Каротиноидов из печени в кровь.

У людей из печени в кровь Каротиноиды транспортируется липопротеинами низкой

плотности и частично липопротеинами высокой плотности.

1.4.7. Биоконверсия Каротиноидов.

Биоконверсия или превращение каротиноидов в витамин А в организме происходит

по двум механизмам: путем расщепления молекулы по центральной пи-связи с

образованием ретинола или эксцентрическим расщеплением по периферическим пи-

связям с образованием ano-каротиналей и ретиноевых кислот. Биоконверсия

основной массы каротиноидов происходит по первому механизму, поэтому

рассмотрим его подробнее на примере бета-каротина и под термином

"биоконверсия" в дальнейшем будем подразумевать превращение бета-каротина в

ретинол.

Абсорбированный бета-каротин в слизистой тонкого кишечника подвергается

окислительному расщеплению по центральной пи-связи под влиянием молекулы

кислорода и фермента бета-каротин-15-15'-диоксигеназы с образованием

ретиналя, который восстанавливается в ретинол в присутствии фермента

ретинальдегидредуктазы. Образующийся ретинол этерифицируется насыщенными

жирными кислотами в ретинилэфир, вероятно, с участием ацил-КоА и фермента

ацил-КоА-ретинолтрансферазы. Степень и скорость биоконверсии регулируются

активностью бета-каротина-15-15’-диоксигеназы и клеточным ретинол-связывающим

белком. Возможно существование внутриклеточных транспортных механизмов,

направляющих каротиноиды к расщепляющим ферментам. Бета-каротин-15-15’-

диоксигеназа расщепляет многие каротиноиды, включая бета-апо-каротинали,

только с образованием ретиналя. Бета-каротин-15-15’-диоксигеназа (ДОГ)

выделен из цитозоля кишечника и печени в 1965 г. и охарактеризован двумя

независимыми группами. В очищенном виде он нестабилен, имеет оптимум pH 7,5-

8,5, Km в интервале 2-10 мМ, ингибируется ионами железа, хелатирующими

агентами и сульфгидрил-связывающими веществами. Активность ДОГ зависит от

статуса витамина А и от содержания белков в пище. Она снижается при низком

потреблении белков. Таким образом, расщепление Кд регулируется

гомеостатически, поэтому даже при употреблении высокой дозы каротиноидов не

наблюдается гипервитаминоза А. Выдвигается гипотеза, что процесс расщепления

бета-каротина может регулировать клеточный белок, связывающий ретиноевую

кислоту(КРКСБ) II типа, предотвращая избыточный синтез витамина А.

Потребности организма в витамине А в значительной мере удовлетворяются за

счет каротиноиды пищи. У человека более 50% витамина А образуется из

каротиноидов и, частично, из ретиноидов, содержащихся в мясных продуктах пищи

в виде РЭ. РЭ абсорбируются слизистой кишечника и на ворсинках гидролизуются

с образованием ретинола. Дальнейшее превращение ретинола в РЭ происходит

аналогично выше рассмотренному процессу.

1.4.8. Транспорт РЭ в печень.

Ретинил эфиры, образовавшиеся из Каротиноиды и ретиноид, связываются с

хиломикронами (ХМ) и транспортируются через лимфу в общий кровоток, где

происходит липолитическое удаление триглицеридов. ХМ остатки, обогащенные

холестерином и ретинилэфир(РЭ), практически полностью поступают в печень, по-

видимому, путем рецепторного эндоцитоза. В печени происходит лизосомальная

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9