Karotenoidy

V těle

• žlutavá barva makuly - macula lutea - luteinem a zaxantinem
• Nejsou zde jiné karotenoidy
• Fotoprotekce
• Filtrují modré světlo
• Hasí excitované triplety molekul nebo singletový kyslík
• Scavengery pro další volné radikály jako jsou peroxidy lipidů a superoxidové radikálové anionty

Biochemie

• karotenoidy jsou tetraterpenoidy
• Centrální uhlíkový řetězec s konjugovanými dvojnými vazbami s různými postranními linárními nebo cyklickými substituty
• Podskupiny:
• Karoteny - bez kyslíku
• Xantofyly (oxokarotenoidy) - s min. 1 atomem kyslíku ve struktuře
• Přírodní lipofilní pigmenty
• žluté-oranžovo červené barvy ovoce a zeleniny
• Chlorofylem jsou maskovány v zelených rostlinách, ale napodzim po snížení se koncentrace chlorofylu (např. v listech) je vidět výrazné zežloutnutí
• účastní se jako pomocné pigmenty ve fotosyntéze - fotoprotekci vyšších rostlin
• Rozptylují přebytek světelné energie v xantophylovém cyklu s formací zeaxantinu a violaxantinu
• Také jsou v mnoha zvířatech
• V ptácích, hmyzu, rybách, korýších
• Zvířata nejsou schopna si ho sami syntetizovat a jsou závislá na zevním přívodu
• Bylo identifikováno přes 600 druhů karotenoidů
• Asi 50 z nich se vyskytuje ve stravě lidí
• Nejdominantnější v naší stravě je beta-karoten
• Beta-karoten a někt. další karotenoidy jsou prekurzory vitaminu A = provitamíny A
• Vit. A je esenciální pro zrak, vývoj a růst
• Lutein, zeaxantin a lykopen
• Nejsou provitamíny A
• Fotoprotektory
• Aktivují mezibuněčnou komunikaci

• Klíčová molekula pro syntézu karotenoidů je isopentenyl difosfát
• Postupná stavba karotenového fytoenu
• Několik enzymatických dehydrogenací vede k acyklickému carotenoidu lykopenu
• Alfa, beta karoten, lutein, zeaxantin a x dalších karotenoidů jsou syntetizovány následnou cyklizací, dehydrogenací a oxidačními reakcemi
• Různé modifikované řasy, rostliny či mikroorganismy mohou být dnes využity k syntéze různých druhů karotenoidů

Lutein a Zeaxantin

• Substituován 2 OH skupinami na 3 a 3´pozici iononových kruhů
• Vyšší polarita než karoteny
• Di-OH derivát alfa a beta karotenu
• Dvojné vazby v kruhu jen částečně konjugované
• 9 plně konjugovaných dvojných vazeb mezi uhlíky v základním uhlíkovém řetězci
• Určuje absorpční vlastnosti pro světlo
• Určuje i antioxidační schopnosti karotenoidů
• Absorpční spektrum luteinu je cca 445 nm
• Koeficient molárního zániku je při těchto vlnových délkách cca 140-145/cm.mol
• Oba karotenoidy efektivně absorbují modré světlo
• Přítomností chiralických center existuje 8 stereoizomerických variant
• V rostlinách je dominující jenom jedna varianta díky stereospecifické syntéze
• (3R,3´R, 6´R)-beta,epsylon-karotgen-3,3´-diol
• Díky početným dvojným vazbám existuje několik cis/trans forem (E/Z)
• V homogenních roztocích mají karotenoidy tendenci k izomeraci a tvorbě směsi mono a poly- cis izomerů a navíc all-trans forem
• Zakomponovány v potravě jsou odolnější k izomeraci
• Všechny trans-formy jsou dominantní v přírodě
• Několik cis izomerů je přítomno v krvi a tkáních
• Absorpční spektra cis forem sahají navíc cca ještě o 120 nm pod abs. maximum
• Intenzita "cis peak" záleží především na pozici cis vazby a nejintenzivnější je, pokud je centrální uhlík v cis konfiguraci

Zeaxantin

• Absorpční spektrum zeaxantinu je cca 450 nm
• Přítomností chiralických center existují 3 stereoizomerické varianty
• V rostlinách je dominující jenom jedna varianta díky stereospecifické syntéze
• (3R,3´R)-beta,beta-karotgen-3,3´-diol

V potravinách

• V ovoci a zelenině
• Zpočátku bylo obtížné odlišit v detekci lutein od zeaxantinu
• časté udávány společným číslem
• Západní dieta (záp. Německo) cca 1,9 mg/d
• Lutein cca 35% z celkové konzumace karotenoidů
• Kanada cca 1,4 mg/d konzumace luteinu mezi 18-65 lety
• Vě většině potravin lutein:zeaxantin = 7-4:1

Interakce

• Konzumace s tuky v jídle zvyšuje absorpci
• Absorpce luteinu a dalších karotenoidů byla nižší při současné konzumaci něktrých typů vláknin o cca 40-75%
• Absorpce karotenů je snížena současnou konzumací neresorbovatelných náhražek tuku jako např.: polyestery sukrózy
• Absorpce xantofylů byla méně ovlivněna
• Narušení buněčných membrán vede k uvolnění karotenoidů a k lepší dostupnosti do lipofilních komponent v GIT
• Při dodávce karotenoidů v zelenině, dostupnost luteinu byla vyšší než beta-karotenu
• Po požití supllementu s betakaroteny a jen malým množstvím luteinu a zeaxantinu byl pozorován vzestup xantofylů v chylomikronech a lipoproteinech
• Lutein snižuje absorpci beta-karotenů (hlavně pokud je v převaze)
• štěpení betakarotenů však není ovlivněno
• Dochází k ovlivnění kompetice v mycelách a na lipoproteinech
• Tzv. free lutein nebo lutein na esterech mastných kyselin - bioaviabilita v.s. vyšší z esterů MK
• Není průkaz o tom, že by esterová vazba měla vliv na absorpci a že by se více nebo méně vstřebávala než volná forma zeaxantinu nebo luteinu

AMD

• Korelace vyššího příjmu zeaxantinu a luteinu v dietě a nižším rizikem AMD

Literatura: