בטא קרוטן: פונקציות

אפקט נוגד חמצון

אל האני נוגד חמצון השפעה של בטא-קרוטן מבוסס על השבתה (מרווה) של תגובתי חמצן תרכובות. אלה כוללים, למשל, רדיקלים פרוקסיליים, יוני רדיקלים סופר-חמצניים, סינגלט חמצן, הידרוגנציה חמצן, רדיקלים הידרוקסיל וניטרוסיל, המיוצרים על ידי תהליכים מטבוליים אירוביים, השפעות פוטוביולוגיות, תהליכי הגנה אנדוגניים, וחומרים מזיקים אקסוגניים. כרדיקלים חופשיים, הם יכולים להגיב עם שומנים, במיוחד רב בלתי רווי חומצות שומן ו כולסטרול, חלבונים, חומצות גרעין, ו פחמימות, לשנות או להרוס אותם. בחמצון שומנים בדם, מתרחשת תגובת שרשרת לפיה, כתוצאה מהתקף רדיקלי, קרום שומנים להיות רדיקלים ליפידים על ידי פיצול א הידרוגנציה אָטוֹם. האחרונים מגיבים עם חמצן ומומרים לרדיקלים פרוקסיליים. לאחר מכן, הרדיקלים הפרוקסיליים מסירים א הידרוגנציה אטום מהמשך חומצות שומן, שמצידם מקצין אותם. המוצרים הסופיים של חמצון שומנים כוללים מלונדיאלדהיד או 4-הידרוקסינונל, המציגים השפעות ציטוטוקסיות חזקות ויכולים לשנות את ה- DNA. נזק ל- DNA חמצוני יכול עוֹפֶרֶת להפסקות גדילים, שינויים בסיסיים או פיצול דה-סוקסריבוז. כאשר רדיקלים חופשיים מגיבים עם חלבונים, יכולים להיווצר שינויים במבנה הראשוני, המשני והשלישוני ושרשראות הצד של חומצות אמיניות. שינויים מבניים אלה קשורים לעיתים קרובות לאובדן תפקוד של החלבון המתאים מולקולות.

אינטראקציה עם רדיקלים פרוקסיליים

בטא קרוטן מפעיל את השפעותיו בשלב השומנים בדם. כמקבל אלקטרונים, יש לו את היכולת לקשור רדיקלים פרוקסיליים ובכך להפריע לתגובת השרשרת בחמצון ליפידים. באופן זה, הקרוטנואיד מעכב היווצרות רדיקלים חופשיים בתפקיד "נבלות רדיקלים חופשיים". בנוסף, על ידי הפלת חמצון שומנים בדם, בטא-קרוטן מונע הרס רב בלתי רווי חומצות שומן - חומצות שומן אומגה 3 (כגון חומצה אלפא-לינולנית, EPA ו- DHA) ו אומגה - 6 חומצות שומן (כגון חומצה לינולאית, חומצה גמא-לינולנית וחומצה ארכידונית) - ברקמות, תאים, אברונים תאיים ומערכות מלאכותיות, המגנה על הממברנה שומנים, ליפופרוטאינים ושומני דיפו. על ידי שימור שומני חיוני חומצות מחמצון כשבירת שרשרת נוגד חמצון, בטא-קרוטן משלים את פעולותיהם של אנדוגניים אחרים - למשל, דיסמוטזות של סופר-חמצני (אבץ-, מנגן- ו נחושת-תלוי אנזימים), קטלאזות (ברזלאנזימים תלויים) ופרוקסידאזים של גלוטתיון (סלניוםאנזימים תלויים) - או אקסוגניים - למשל ויטמינים A, C, E (טוקופרול), קואנזים Q10, גלוטתיון, חומצה ליפואית ו פוליפנולים כמו פלבנואידים - מערכות נוגדות חמצון. השבתה של רדיקלים פרוקסיליים תלויה בלחץ חלקי של חמצן. בריכוזי חמצן נמוכים, בטא קרוטן יכול להפעיל את היעילות שלו נוגד חמצון נכסים. לעומת זאת, בריכוזי חמצן גבוהים, יש לו השפעה מעכבת. בתהליך המרווה, בטא קרוטן עובר חמצון אוטומטי, מה שאומר שהוא נהרס. בניגוד ל ויטמין E, עדיין לא ידועים מנגנוני התחדשות לבטא קרוטן.

אינטראקציה עם חמצן יחיד

חמצן סינגלט הוא אחד הרדיקלים התוקפניים ביותר, היווצרותם מתרחשת בתגובה תלויה באור. רקמות החשופות לאור, כגון עור ולכן העיניים רגישות במיוחד לנזק חמצוני. בהשבתת חמצן סינגלט, בטא קרוטן משמש כמוביל ביניים של אנרגיה. כאשר חשיפה לאור מביאה ליצירת חמצן סינגלט, הקרוטנואיד מיירט צורה תגובתית זו. זה תמציות האנרגיה מהרדיקל ברצף התגובה והופכת לקרוטנואיד נרגש המשחרר את האנרגיה באינטראקציה עם סביבתו בצורת חום - "מרווה פיזית". לפיכך, בטא-קרוטן הופך רדיקלים חופשיים לחמצן לא מזיקים ומגן על מבני התאים מפני נזק חמצוני. יכולת המרווה של קרוטנואיד תלויה במספר הקשרים הכפולים. לפיכך, בטא קרוטן עם 11 הקשרים הכפולים המצומדים שלו מציג את פעילות המרווה החזקה ביותר יחד עם ליקופן. מחסור בחומרים נוגדי חמצון מוביל לשינוי ב לאזן של נוגדי חמצון ופרוקסידנטים (תרכובות חמצן תגובתיות) לצד הפרוקסידנטים. חוסר איזון זה נקרא חמצון לחץ, אשר נובע או ממופע מוגבר של רדיקלים חופשיים או מהיחלשות מערכת ההגנה נגד נוגדי חמצון. שניהם מספר גבוה של רדיקלים חופשיים ומחסור בנוגדי חמצון מגבירים את הרגישות ל לחץ וכך למחלה.

השפעה על מערכת החיסון

בטא קרוטן תורם לגירוי של המערכת החיסונית. הקרוטנואיד מגביר את התפשטות תאי ה- T ו- B, את מספר תאי ה- T המסייעים ואת פעילותם של תאי הרוצח טבעיים. מחקרי התערבות הצביעו על כך שבטא קרוטן ב מנה עד 25 מ"ג ליום הגדילה את פעילות תאי הרוצח הטבעיים אצל גברים מעל גיל 65. אצל גברים בני 51 עד 64 ביטוי מולקולת הידבקות והפרשת exvivo של הגידול נֶמֶק גורם אלפא (TNF-α) הוגדל.

תקשורת בין תאית

בטא קרוטן עשוי לעורר תקשורת בין תאים דרך צומת פערים. צומת פערים הם קשרים דמויי תעלה בין תאים שכנים המורכבים מחלבון הנקרא קונקסין. הם חיוניים להחלפת איתות במשקל מולקולרי נמוך, חומרים מזינים וחומרים חיוניים. יתר על כן, צומת פערים חיוניים לוויסות תהליכי צמיחה ופיתוח. בניגוד לתאים רגילים, הנמצאים במגע מתמיד עם תאים שכנים דרך צומת פערים, תאי הגידול בדרך כלל מציגים תקשורת בין-תאית מועטה. הסיבה לכך היא מקדמי גידולים, הפוגעים בתקשורת בין-תאית דרך צומת פערים. בניגוד, קרוטנואידים לקדם מגע בין תאים על ידי הגדלת הביטוי של mRNA לקונקסין. על ידי שיפור התקשורת הבין-תאית דרך צומת פערים, ניתן לדכא צמיחה בלתי מבוקרת של תאים מנווונים. בהתאם לכך, בטא קרוטן תורם למניעת גידולים. מחסור בבטא-קרוטן מחמיר את העברת האות דרך צומת פערים. כתוצאה מכך פוחת התפקיד החשוב של צומת פערים לוויסות תהליכי צמיחה ופיתוח. בסופו של דבר, זה מוביל להתפתחות בלתי מבוקרת של תאים מנווונים, מה שמגדיל את הסיכון למחלות גידולים.

הגנה על העור

צריכת בטא קרוטן מובילה לעלייה ב עור רמות קרוטנואידים, כאשר הפרוביטמין מצטבר בעיקר באפידרמיס וכן בתת עור העור. בשל תכונותיו הנוגדות חמצון, בטא-קרוטן יכול להגן באופן פעיל מפני ההשפעות השליליות של קרני UVA ו- UVB. הקרוטנואיד קושר רדיקלים חופשיים, שנוצרים יותר ויותר ב עור בגלל הקרינה האולטרה סגולה האגרסיבית. לאחר מכן, בטא קרוטן מונע הצטברותם על ידי הפרעה לתגובות שרשרת רדיקליות. כתוצאה מנטרול רדיקלים חופשיים, בטא קרוטן יכול אם כן לסייע במניעת נזק לתאים ולהפחתה משמעותית של אדמומיות העור - היווצרות אריתמה. מחקרים שבהם בטא-קרוטן שימש כעל פה קרם הגנה הראה כי הושגה ירידה ברורה ביצירת אריתמה הנגרמת על ידי אור UV כאשר הוענקה> 20 מ"ג בטא קרוטן ליום למשך 12 שבועות בהשוואה לקבוצת הביקורת. בסך הכל, בטא קרוטן יכול להגביר את ההגנה הבסיסית על העור. הפרוביטמין גם מנוגד הפרעות פיגמנט - הבהרה טלאית (היפופיגמנטציה, למשל ויטריגו אקרלי) או כהה של העור (היפרפיגמנטציה, למשל קלואזמה (מלזמה)) עקב שינויים מקומיים בפיגמנטציה. זה מביא לאיזון פיגמנטים, מכיוון שבטא-קרוטן מוביל להשוואת צבעים באזורים בעלי פיגמנטציה חלשה - במיוחד לאחר אור השמש - ומגן ביעילות על אזורים היפר-פיגמנטיים מפני אור השמש.

הגנת עיניים

קרני UVA ו- UVB עלולות לפגוע ב עדשת העין באמצעות תהליכי חמצון, שיכולים עוֹפֶרֶת להעננות העדשה ובסופו של דבר קטרקט. בטא קרוטן בשילוב עם חומרי מגן נוגדי חמצון אחרים יכולים למנוע את תהליכי החמצון ובכך להפחית משמעותית את הסיכון ל קטרקט. על פי מחקרים גדולים של התערבות רב-מרכזית ב סין, קרוטנואידים יחד עם ויטמין E ו סלניום יכול להפחית קטרקט שכיחות של עד 40%.