Antioxidačný účinok
antioxidant účinok beta-karotén je založené na deaktivácii (zhášaní) reaktívnych kyslík zlúčeniny. Patria sem napríklad peroxylové radikály, superoxidové radikálne ióny, singlet kyslík, vodík peroxid a hydroxylové a nitrozylové radikály, ktoré sú produkované aeróbnymi metabolickými procesmi, fotobiologickými účinkami, endogénnymi obrannými procesmi a exogénnymi škodlivými látkami. Ako voľné radikály môžu reagovať s lipidy, najmä polynenasýtené mastné kyseliny a cholesterolu, proteíny, nukleové kyselinya sacharidy, ich úpravou alebo zničením. Pri peroxidácii lipidov dochádza k reťazovej reakcii, pri ktorej v dôsledku radikálneho útoku dôjde k membráne lipidy stať sa lipidovými radikálmi odštiepením a vodík atóm. Tí druhí reagujú s kyslík a premieňajú sa na peroxylové radikály. Následne peroxylové radikály odstránia a vodík atóm ďalej mastné kyseliny, ktoré ich následne radikalizujú. Medzi konečné produkty peroxidácie lipidov patrí malondialdehyd alebo 4-hydroxynonenal, ktoré vykazujú silné cytotoxické účinky a môžu pozmeniť DNA. Oxidačné poškodenie DNA môže viesť na prerušenie vlákna, modifikáciu bázy alebo fragmentáciu deoxyribózy. Keď reagujú voľné radikály s proteínymôžu mať za následok zmeny v primárnej, sekundárnej a terciárnej štruktúre a postranných reťazcoch aminokyselín. Tieto štrukturálne modifikácie sú často spojené so stratou funkcie zodpovedajúceho proteínu molekuly.
Interakcia s peroxylovými radikálmi
Beta karotén svoje účinky uplatňuje v lipidovej fáze. Ako akceptor elektrónov má schopnosť viazať peroxylové radikály a prerušovať tak reťazovú reakciu pri peroxidácii lipidov. Týmto spôsobom karotenoid inhibuje tvorbu voľných radikálov vo funkcii „lapača voľných radikálov“. Okrem toho prerušením peroxidácie lipidov beta-karotén zabraňuje zničeniu polynenasýtených mastné kyseliny - omega-3 mastné kyseliny (ako je kyselina alfa-linolénová, EPA a DHA) a omega-6 mastných kyselín (ako je kyselina linolová, kyselina gama-linolénová a kyselina arachidónová) - v tkanivách, bunkách, bunkových organelách a umelých systémoch, chrániacich membránu lipidy, lipoproteíny a depotné lipidy. Konzerváciou esenciálnych tukov kyseliny z peroxidácie ako prerušenia reťazca antioxidant, beta-karotén dopĺňa účinky iných endogénnych látok - napríklad superoxiddismutáz (zinok-, mangán- a meďdependentný enzýmy), katalázy (železoenzýmy) a glutatiónperoxidázy (selén- nezávislé enzýmy) - alebo exogénne - napríklad vitamíny A, C, E (tokoferol), koenzým Q10, glutatión, kyselina lipoová a polyfenoly ako flavonoidy - antioxidačné systémy. Inaktivácia peroxylových radikálov závisí od parciálneho tlaku kyslíka. Pri nízkych koncentráciách kyslíka môže beta-karotén účinne pôsobiť antioxidant vlastnosti. Naopak, pri vysokých koncentráciách kyslíka má prooxidačný účinok. Počas procesu kalenia prechádza betakarotén autooxidáciou, čo znamená, že je zničený. Na rozdiel od vitamín E, zatiaľ nie sú známe žiadne mechanizmy regenerácie betakaroténu.
Interakcia s singletovým kyslíkom
Singletový kyslík je jedným z najagresívnejších radikálov, ktorých tvorba vzniká pri reakcii závislej od svetla. Tkanivá vystavené svetlu, ako napr koža a oči, sú preto obzvlášť náchylné na oxidačné poškodenie. Pri deaktivácii singletového kyslíka pôsobí beta-karotén ako medziľahlý nosič energie. Keď vystavenie svetlu vedie k tvorbe singletového kyslíka, karotenoid zachytáva túto vysoko reaktívnu formu. To extrakty energia z radikálu v reakčnej sekvencii a stáva sa vzrušeným karotenoidom, ktorý uvoľňuje energiu v interakcii s okolitým prostredím vo forme tepla - „fyzikálne kalenie“. Betakarotén teda robí neškodné voľné radikály kyslíka a chráni bunkové štruktúry pred oxidačným poškodením. Schopnosť karotenoidu kaliť závisí od počtu dvojitých väzieb. Preto beta-karotén so svojimi 11 konjugovanými dvojnými väzbami vykazuje najsilnejšiu zhášaciu aktivitu spolu s lykopén. Nedostatok antioxidačných látok vedie k posunu v vyvážiť antioxidantov a prooxidantov (reaktívnych zlúčenín kyslíka) na stranu prooxidantov. Táto nerovnováha sa nazýva oxidačná stres, ktorý je spôsobený buď zvýšeným výskytom voľných radikálov, alebo oslabením antioxidačného ochranného systému. Vysoký počet voľných radikálov aj nedostatok antioxidantov zvyšujú náchylnosť na stres a teda k chorobe.
Účinok na imunitný systém
Beta-karotén prispieva k stimulácii imunitný systém. Karotenoid zvyšuje proliferáciu T a B buniek, počet T pomocných buniek a aktivitu prirodzených zabíjačských buniek. Intervenčné štúdie naznačili, že betakarotén v a dávka až do 25 mg / deň zvýšila aktivita prirodzených zabíjačských buniek u mužov starších ako 65 rokov. U 51- až 64-ročných mužov expresia adhéznych molekúl a exvivo vylučovanie nádoru nekróza faktora alfa (TNF-a) boli zvýšené.
Medzibunková komunikácia
Beta-karotén môže stimulovať komunikáciu medzi bunkami cez medzery. Medzerové spojenia sú kanálové spojenia medzi susednými bunkami, ktoré sú zložené z proteínu nazývaného konexín. Sú nevyhnutné pre výmenu nízkomolekulárnej signalizácie, živín a životne dôležitých látok. Križovatky medzier sú navyše nevyhnutné pre reguláciu procesov rastu a rozvoja. Na rozdiel od normálnych buniek, ktoré sú v neustálom kontakte so susednými bunkami cez medzery, nádorové bunky všeobecne vykazujú malú medzibunkovú komunikáciu. Je to spôsobené nádorovými promótormi, ktoré zhoršujú medzibunkovú komunikáciu cez medzery. Naproti tomu karotenoidy podporujú medzibunkový kontakt zvýšením expresie mRNA pre konexín. Zlepšením medzibunkovej komunikácie prostredníctvom spojov medzier možno potlačiť nekontrolovaný rast degenerovaných buniek. Preto beta-karotén prispieva k prevencii nádorov. Nedostatok beta-karoténu zhoršuje prenos signálu cez medzery. V dôsledku toho sa znižuje dôležitá funkcia križovatiek medzier na reguláciu procesov rastu a vývoja. To nakoniec vedie k nekontrolovanému vývoju degenerovaných buniek, čo zvyšuje riziko nádorových ochorení.
Ochrana pokožky
Príjem betakaroténu vedie k zvýšeniu koža hladiny karotenoidov, pričom provitamín sa hromadí primárne v pokožke a podkoží. Vďaka svojim antioxidačným vlastnostiam môže betakarotén aktívne chrániť pred negatívnymi účinkami UVA a UVB lúčov. Karotenoid viaže voľné radikály, ktoré sa čoraz viac tvoria v koža v dôsledku agresívneho ultrafialového žiarenia. Následne betakarotén zabraňuje ich akumulácii prerušením radikálnych reťazových reakcií. V dôsledku neutralizácie voľných radikálov môže betakarotén pomôcť predchádzať poškodeniu buniek a výrazne znižovať začervenanie kože - tvorbu erytému. Štúdie, v ktorých sa betakarotén používal ako orálny liek krém ukázali, že sa dosiahlo zreteľné zníženie tvorby erytému vyvolaného UV svetlom, keď sa v porovnaní s kontrolnou skupinou podávalo> 20 mg beta-karoténu / deň po dobu 12 týždňov. Betakarotén celkovo môže zvýšiť základnú ochranu pokožky. Pôsobí aj provitamín poruchy pigmentu - nerovnomerné zosvetlenie (hypopigmentácia, napríklad akrálne vitiligo) alebo stmavnutie kože (hyperpigmentácia, napríklad chloazma (melazma)) v dôsledku miestnych posunov pigmentácie. Prináša vyváženie pigmentu, pretože betakarotén vedie k vyrovnaniu farieb v slabo pigmentovaných oblastiach - najmä po slnečnom žiarení - a účinne chráni hyperpigmentované oblasti pred slnečným žiarením.
Ochrana očí
UVA a UVB lúče môžu poškodiť šošovka oka prostredníctvom oxidačných procesov, ktoré môžu viesť k zakaleniu šošovky a prípadne šedý zákal. Beta-karotén v kombinácii s ďalšími antioxidačnými ochrannými látkami môže zabrániť oxidačným procesom a tým významne znížiť riziko šedý zákal. Podľa veľkých multicentrických intervenčných štúdií v roku XNUMX Čína, karotenoidy Spolu s vitamín E a selén môže znížiť šedý zákal incidencia až o 40%.
