Luteín: Funkcie

V rastlinných organizmoch plní luteín ako podstatná súčasť fotosystémov okrem iného funkciu zberu svetla a fotoprotekcie. Fotosystém sa skladá z anténneho komplexu alebo komplexu zhromažďujúceho svetlo (lapač svetla) a reakčného centra a je súborom proteíny a pigment molekuly - chlorofyly a karotenoidy. Je lokalizovaný na vnútornej membráne - tylakoidnej membráne - chloroplastov, miest fotosyntézy. Svetlozberný komplex každého fotosystému sa skladá z asi 250 alebo 300 bielkovín molekuly spojené s chlorofylom a karotenoidovými pigmentmi. Dopadajúce svetlo povyšuje komplex antény do vysokoenergetického excitovaného stavu. Luteín a ďalšie karotenoidy majú tu úlohu absorbovať svetelné kvantá a odovzdať ich energiu z jednej molekuly do druhej vedľa reakčného centra fotosystému. Akonáhle je v reakčnom centre, energia je absorbovaná chlorofylom-a molekuly. Tieto využívajú energiu na výrobu ekvivalentov chemickej energie. Reakčné centrum fotosystémov nakoniec poskytuje nezvratnú pascu pre svetelné kvantá. Luteín má navyše antioxidant účinok a tým získava životne dôležitú ochrannú funkciu pre rastlinné aj živočíšne bunky. Je schopný zachytiť singlet, ktorý ničí bunky kyslík. Tielko kyslík patrí k voľným radikálom, s ktorými môžu reagovať lipidy, najmä polynenasýtené mastné kyseliny a cholesterolu, proteíny, nukleové kyseliny, sacharidy ako aj DNA a upraviť ich alebo zničiť - oxidačne stres, počas detoxikácia singletu kyslík, luteín pôsobí ako medziľahlý nosič energie - uvoľňuje energiu v interakcii s okolitým prostredím vo forme tepla - proces „kalenia“. Týmto spôsobom je reaktívny singletový kyslík zneškodnený. Štúdie na mutantných organizmoch, v ktorých karotenoidy, hlavne luteín úplne chýbali, ukázalo, že bunky boli zničené v prítomnosti kyslíka. Komponenty bunky - lipidy, proteíny a nukleové kyseliny - boli bezbranné proti reaktívnym kyslíkovým zlúčeninám. Výsledkom bola bunková smrť.

Luteín a choroby

Luteín a očné choroby Luteín a zeaxantín zohrávajú významnú úlohu pri profylaxii šedý zákal (katarakta) a vekom podmienenej makulárnej degenerácie (AMD). Obe očné choroby sú dve hlavné príčiny zrakové postihnutie a slepota, pred diabetickej retinopatie - choroba sietnica oka spôsobené cukrovka mellitus. Vekom podmienená makulárna degenerácia (AMD) Macula lutea (žltá škvrna) sa nachádza v blízkosti stredu sietnice, tenkého, priehľadného, ​​svetlocitlivého nervového tkaniva zloženého z fotoreceptorových buniek, tyčiniek a čapíkov. The žltá škvrna má priemer asi 5 milimetrov a má najväčšiu hustota tyčí a kužeľov. Z vonkajšej (perifovea) do vnútornej oblasti (parafovea) makuly klesá podiel tyčiniek, takže vo fovea centralis sa očakávajú iba kužele - zrakové bunky zodpovedné za vnímanie farieb. Fovea centralis z žltá škvrna je oblasť najostrejšieho videnia a špecializuje sa na najvyššie priestorové rozlíšenie. Je teda zrejmé, že smerom k fovea centralis je obsah luteín a zeaxantín sa silno zvyšuje, aby sa zabezpečila dostatočná ochrana citlivých kužeľov. Okrem tohoto luteín a zeaxantín, mezo-zeaxantín sa tiež zistil v značných množstvách v sietnici. Meso-zeaxantín pravdepodobne predstavuje produkt premeny luteínu. Zdá sa, že luteín vo fovea centralis prechádza chemickou reakciou. Reaktívnymi zlúčeninami by mohol oxidovať na oxoluteín a v dôsledku redukcie sa môže konvertovať na zeaxantín a mezo-zeaxantín. The enzýmy tento proces ešte neboli identifikované. Pretože sietnica detí obsahuje v porovnaní s dospelými viac luteínu a menej mezo-zeaxantínu, zdá sa, že tento mechanizmus ešte nie je v detskom organizme tak silno vyvinutý. Tyčinky a kužele sietnice majú vysoký obsah nenasýtených mastné kyseliny a sú preto mimoriadne citlivé na peroxidáciu lipidov. Sú tiež vystavené vysokej úrovni svetelného žiarenia - vysoké riziko fotooxidačného poškodenia. Luteín pôsobí v sietnici na jednej strane ako svetelný filter a na druhej strane ako antioxidant.Xantofyl má schopnosť odfiltrovať lúče modrého svetla krátkych vĺn z normálneho spektrálneho rozsahu svetla. Najmä vysokoenergetické modré svetlo je považované za zodpovedné za tvorbu singletového kyslíka a ďalších reaktívnych zlúčenín kyslíka premenou exo- aj endogénnych fotosenzibilizátorov na excitovaný stav. Luteín teda chráni oko pred radikálnymi útokmi a fotooxidačným poškodením. Luteín môže ďalej inaktivovať reaktívne formy kyslíka - kalenie -, prerušiť reťazové reakcie voľných radikálov a tým znížiť peroxidáciu lipidov. Tým sa zabráni tvorbe lipofuscínu, napríklad fotoreaktívnej látky. Lipofuscín patrí do chemicky nie jasne definovanej skupiny rôznych komplexných agregovaných štruktúr lipidy a bielkoviny. Prooxidačná látka zvyšuje riziko vekom podmienenej makulárnej degenerácie. Xantofylové pigmenty vo fovea centralis žltej škvrny sú prednostne orientované, a preto môžu absorbovať polarizované svetlo iba v určitých smeroch. Tým, že luteín prednostne absorbuje polarizované svetlo z určitých uhlov, môže znížiť účinky lesku a oslnenia. Ďalej sa predpokladá, že luteín môže zmierňovať účinky chromatickej aberácie (aberácie optických šošoviek) a tým zlepšovať zrakovú ostrosť, najmä v rozsahu krátkych vlnových dĺžok. U pacientov s vrodenou degeneráciou sietnice vedie napríklad zvýšený príjem luteínu vďaka zvýšenej konzumácii špenátu alebo kelu k lepšej ostrosti kontrastu, menšiemu odlesku a zlepšenému vnímaniu farieb. Štúdie zosnulých pacientov s AMD zistili, že ich sietnice významne znížili hladiny luteínu a zeaxantínu. Nakoniec, vysoké koncentrácie luteínu a zeaxantínu v sietnici súvisia až s 82% nižším rizikom AMD. Dôležitý význam má preto dostatočný príjem potravín bohatých na luteín a zeaxantín. Zvýšený príjem luteínu a zeaxantínu môže významne zvýšiť koncentrácie v žltej škvrne sietnice. Hladiny xantofylov v sietnici korelujú s ich hladinami v sére. Procesy akumulácie vyžadujú až niekoľko mesiacov, takže zvýšený príjem luteínu a zeaxantínu musí byť dlhodobý. V zodpovedajúcich štúdiách sa koncentrácie oboch xantofylov významne nezvýšili už po jednom mesiaci. Zvýšený príjem luteínu nie je spojený s vedľajšími účinkami, ako je hyperkarotenémia, karotenderma a zmeny v hematologických alebo biochemických procesoch. šedý zákal (katarakta) Podobne ako pri AMD vedecké štúdie potvrdzujú profylaktický účinok luteínu na kataraktu. V zmysle antioxidant luteín zabraňuje fotochemickej tvorbe reaktívnych foriem kyslíka (ROS) v rôznych tkanivách oka, čo by mohlo byť spúšťačom choroby. Kyslíkové radikály viesť okrem iného na modifikáciu proteínov šošoviek, akumuláciu glykoproteínov, produkty oxidácie aminokyselín tryptofána početné fluorescenčné molekuly z exogénnych a endogénnych zdrojov. Tieto senzibilizátory sú nakoniec zodpovedné za zakalenie šošovky. Významným znížením škodlivých účinkov svetla a kyslíka prostredníctvom dlhodobého, pravidelného a vysokého príjmu potravín bohatých na luteín sa zvyšuje riziko šedý zákal sa zníži až o 50%. Luteín účinkuje synergicky s inými antioxidantmi, ako sú napr enzýmy superoxiddismutáza, kataláza a glutátperoxidáza. Vysoké koncentrácie luteínu a zeaxantínu v sietnici korelujú s priehľadnými šošovkami. Ďalšie epidemiologické štúdie dospeli k záveru, že jedinci so zvýšeným príjmom luteínu a zeaxantínu, ale nie iných karotenoidov alebo vitamín, mal výrazne znížené riziko operácia katarakty. Olmedilla et al 2001 ukázali, že luteín vedie k zlepšeniu videnia, zníženiu citlivosti na oslnenie a zvýšeniu zrakovej ostrosti u pacientov s kataraktom.

Funkcie v jedle

Pretože luteín je relatívne stabilný pri skladovaní počas spracovania potravín, dochádza len k malým stratám, luteín ako jedna látka alebo zložka rastliny extrakty nachádza uplatnenie ako potravinárske farbivo. Luteín poskytuje žltooranžovú farbu a nachádza sa napríklad v polievkach, omáčkach, ochutených nápojoch, dezertoch, koreninách, cukrovinkách a pečive. Luteín sa tiež používa na nepriame sfarbenie prostredníctvom krmiva pre zvieratá. Pridáva sa najmä do kuracieho krmiva, čím sa zvyšuje charakteristická žltá vaječného žĺtka. Luteín je ďalej dôležitým prekurzorom aromatických látok. Xantofyl sa odbúrava kooxidáciou pomocou lipoxygenáz, reakciou s reaktívnymi zlúčeninami kyslíka a za tepelného pôsobenia. stres. Karbonylové zlúčeniny s nízkym prahom zápachu sa tvoria z luteínu.