Karotenoidy
V těle
- žlutavá barva makuly - macula lutea - luteinem a zaxantinem
- Nejsou zde jiné karotenoidy
- Fotoprotekce
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:
1) Nutrition and the Eye, Basic and clinical research, Albert J. Augustin, vyd. Krager
