Каротин — это пигмент, который относится к классу каротиноидов и встречается в растениях, водорослях и некоторых микроорганизмах. Он придаёт им яркий оранжевый или жёлтый цвет и играет важную роль в процессе фотосинтеза, помогая поглощать световые лучи.
Кроме того, каротин является предшественником витамина A, который необходим для нормального функционирования организма, в том числе для поддержания здоровья кожи, зрения и иммунной системы. Нехватка каротина в рационе может привести к различным нарушениям и дефициту витаминов.
Биологические аспекты каротина
Бета-каротин – это яркий красно-оранжевый пигмент растительного происхождения, который служит предшественником витамина А и обладает заметными антиоксидантными свойствами. Недостаток бета-каротина может привести к дефициту витамина А, тогда как его избыток вызывает состояние, известное как каротинодермия.
Бета-каротин; провитамин А.
Beta-Carotene; Betacarotenum; Provitamin A; Trans-beta-carotene.
Методы исследования: Высокоэффективная жидкостная хроматография.
Единицы измерения: Нг/мл (нанограммы в миллилитрах).
Какой биоматериал применим для анализа?
Подготовка к исследованию
- В течение 24 часов перед анализом следует исключить алкоголь из рациона.
- Не есть на протяжении 8 часов до теста, допускается пить чистую негазированную воду.
- Следует избегать физических и эмоциональных стрессов за 30 минут до анализа.
- Не курить за 3 часа до теста.
Общие сведения об исследовании
Бета-каротин является самой распространенной формой провитамина А. Это мощный антиоксидант, который защищает клетки от вредного воздействия свободных радикалов, обладает иммуностимулирующими и адаптогенными качествами, помогает предотвращать новообразования и сердечно-сосудистые болезни, поддерживает процессы восстановления в коже и слизистых оболочках, а также участвует в образовании зрительного пигмента родопсина.
В качестве пищевого красителя используется бета-каротин, обозначаемый как Е160а. Основные источники этого вещества: тыква, морковь, батат, зеленый лук, щавель, шпинат, латук, салат, капуста кейл, томаты, красный болгарский перец, брокколи, грейпфруты, сливы, персики, дыни, абрикосы, хурма, крыжовник, черника, черная смородина.
Провитамин растворим в жирах, и его всасывание становится более эффективным при наличии липидов. В тонком кишечнике степень абсорбции бета-каротина зависит от вида продукта и способов его обработки. Суточная норма потребления бета-каротина составляет 2-7 мг.
Признаки нехватки бета-каротина включают в себя: проблемы с зубами и костями, сухость и дискомфорт в глазах, выпадение волос, снижение аппетита, кожные высыпания, частые инфекции и расстройства ночного зрения.
В отличие от витамина А, высокий уровень бета-каротина не вызывает токсического эффекта. Однако при избыточном потреблении может развиться каротинодермия – состояние, характеризующееся желто-оранжевым цветом кожи.
У курящих людей высокие дозы бета-каротина могут увеличить риски рака легких, в то время как у некурящих его употребление снижает вероятность онкологических заболеваний.
Бета-каротин применяют для терапии эритропоэтической протопорфирии и для снижения вероятности возникновения рака молочной железы и возрастной макулодистрофии. Он также может помочь в предотвращении возрастного снижения когнитивных функций.
Цели исследования
- Для определения дефицита или избытка бета-каротина;
- для дифференциальной диагностики желтух;
- для диагностики синдрома нарушения всасывания жиров.
Когда назначают анализ?
- При пожелтении кожи и подозрении на каротинодермию;
- при клинических признаках недостатка витамина А;
- при нарушениях всасывания.
Что означают результаты исследования?
Нормальные значения: 100 – 850 нг/мл.
Причины повышения уровня бета-каротина
- Чрезмерное потребление с пищей или добавками (каротинодермия).
Высокие значения бета-каротина исключают синдром нарушения всасывания жиров.
Причины понижения уровня бета-каротина
- Недостаточное употребление бета-каротина;
- Нарушения всасывания жиров из-за различных заболеваний.
Факторы, влияющие на результаты
Содержание бета-каротина может снижаться:
- при печеночной и почечной недостаточности;
- при проблемах с перевариванием и всасыванием жиров;
- при приёме определённых медикаментов.
Уровень каротиноидов может возрастать при гипотиреозе и гиперлипидемии.
Обратите внимание
Одновременно потребление синтетического бета-каротина и алкоголя может нарушить его преобразование в ретинол и вызвать токсические эффекты на печень.
Рекомендуется также
- Витамин D, 25-гидрокси (кальциферол);
- Витамин А (ретинол);
- Витамин Е (токоферол);
- Витамин К (филлохинон);
- Жирорастворимые витамины;
- Копрограмма;
- Билирубин и его фракции.
Кто назначает анализ?
Терапевты, педиатры, офтальмологи, гастроэнтерологи и дерматологи.
Здоровье человека зависит не только от белков, жиров, углеводов, минералов и воды, но также и от витаминов. Их недостаток может привести к различным патологическим состояниям.
Витамины синтезируются вне человеческого организма и поступают в него с пищей. Они необходимы для всех жизненных процессов и могут приводить к гипо- и авитаминозам в случае их недостатка.
Витамины делятся на две категории: водорастворимые и жирорастворимые. Витамин А (ретинол) играет ключевую роль в обменных процессах. Его нехватка может вызывать серьёзные отвлечения в организме.
Суточная норма витамина А для взрослого составляет не более 1,5 мг ретинола, чтобы избежать дефицита и его последствий.
β-каротин
Основными источниками β-каротина являются растения и некоторые микроорганизмы, производящие жирорастворимые пигменты – каротиноиды, к числу которых относится и β-каротин (помимо него, существуют α- и γ-каротиноиды с меньшей провитаминной активностью – всего известно около 400 каротинов).
С точки зрения химии β-каротин представляет собой непредельный углеводород из группы тетратерпенов, содержащий девять двойных связей, что определяет его биологическую активность, а также два β-ионовых кольца.
Благодаря широкому распространению и высокому уровню активности витамина А, β-каротин является важнейшим среди известных 50-60 провитаминов А. Овощи и фрукты ярко-жёлтого и оранжевого цвета, такие как морковь, разные сорта картофеля, абрикосы, манго, рябина, красное пальмовое масло и ряд дынь и тыквы содержат около 80% провитамина А в форме β-каротина. Другими источниками β-каротина служат зелёные овощи, такие как шпинат, белокочанная капуста, брокколи, фенхель, а также некоторые продукты животного происхождения и морепродукты.
Степень усвояемости β-каротина из растительных продуктов зависит от их обработки, что влияет на разрушение клеточных стенок. Учитывая, что для всасывания β-каротина необходимы жиры, он хорошо усваивается только при наличии достаточного количества жиров в рационе. Желчные кислоты и белки также способствуют его абсорбции.
Провитамин А (β-каротин) демонстрирует заметный антиоксидантный эффект и исследования показывают, что он может снижать риск возникновения рака и других заболеваний, связанных с повышенной экологической нагрузкой на человека. Как природный антиоксидант, β-каротин защищает организм от канцерогенного воздействия активных форм кислорода и свободных радикалов, образующихся в клетках во время процессов дыхания.
В последние годы активно обсуждается и другой механизм противоракового действия β-каротина. Исследования показали, что β-каротин может стимулировать формирование межклеточных каналов, что позволяет здоровым клеткам посылать предопухолевым клеткам больше сигналов, способствующих нормальному росту и поведению. Это, в свою очередь, предотвращает трансформацию предопухолевых клеток в злокачественные.
Таким образом, показания к применению препаратов с β-каротином включают состояние, связанное с увеличением свободнорадикальных процессов. Наружное применение β-каротина рекомендуется при псориазе, фарингите, тонзилли-те, ожогах, ранах и в других случаях, требующих ухода за кожей.
В рамках исследования были изучены многолетние древесные растения, относящиеся к отделу покрытосеменные и классу двудольные. Методы включали количественное определение пигментов с использованием спектрофотометрии.
Результаты показали, что каротиноиды обнаружены в листьях всех изученных растений.
β-каротин – это природный растительный пигмент, который является важнейшим веществом. Он представляет собой одну из шести сотен известных каротиноидов.
Каротиноиды играют важную роль в организме животных, и поскольку животные не способны синтезировать их, они должны получать их с пищей. Витамин А участвует в образовании ретиноевой кислоты, регулирующей обновление и функционирование эпителия кожи, а также защищающей организм от негативных внешних факторов.
β-каротин также служит защитным агентом организма от агрессивных прооксидантов и преобразуется в витамин А без нежелательных побочных эффектов.
Экспериментальные исследования с птицами показали, что β-каротин положительно сказывается на показателях поголовья, увеличивая содержание витаминов в крови.
Исследование содержания каротина в дальневосточных ягодах и овощах
Научные и производственные эксперименты подтвердили, что β-каротин является одной из перспективных добавок, способных повышать продуктивность и жизнеспособность птицы, увеличивать выводимость яиц и улучшать качество продукции.
Презентация на тему каротина
В данной работе рассматривается один из растительных пигментов — каротин, его свойства как для растений, так и для человека.
Каротин является пигментом, растворимым в жирах, который обычно имеет желто-оранжевые оттенки. Его можно найти в листьях, цветках, урожае и корнях различных растений. Этот пигмент играет важную роль в процессах обмена веществ, развитии и защите организма. Кроме того, он широко используется как натуральная добавка в пищевых продуктах для улучшения их вкуса, цвета и витаминизации.
Цели исследования
- Изучение истории исследований каротина.
- Изучение химической структуры каротина.
- Анализ биосинтеза каротина в растениях.
- Узнать о растениях Дальнего Востока, содержащих каротин.
- Проведение эксперимента на выявление каротина в растениях Дальнего Востока.
- Обучение учащихся о каротине как пищевом красителе и его извлечение из моркови.
Основная гипотеза исследования заключается в том, что каротины являются важной добавкой к рациону для гарантии полноценного питания. Актуальность данного исследования направлена на выявление полезных овощей и ягод, как в дикой природе, так и среди культурных растений.
Экспериментальная часть
Для анализа каротина был применен метод экстракции с использованием бензина и сравнения окрашенного раствора с контрольным образцом с помощью колориметрии.
Растворимость каротина анализировалась в дистиллированной воде и этаноле. Для этого небольшое количество сухого каротина добавлялось в пробирку с водой и в раствор этанола. Эти результаты позволят оценить эффективность извлечения каротина.
Каротин в биологии
Все биохимические процессы в организме могут приводить к образованию свободных радикалов, что, в свою очередь, может вызывать различные заболевания, в том числе рак. Исследования последних десятилетий подтвердили, что свободные радикалы играют значимую роль в возникновении многих заболеваний.
Каротин способен смягчать негативные последствия оксидативного стресса, улучшая общее состояние здоровья и укрепляя иммунные функции организма.
Антиоксиданты и свободные радикалы
Одной из наиболее нежелательных реакций, обусловленных свободными радикалами, является процесс липидной пероксидации. Липиды, состоящие из ненасыщенных жирных кислот, играют важную роль в структуре клеток человека. Когда свободные радикалы начинают окислять липиды, образуется опасная форма — липидный пероксид. Такие радикалы способствуют усилению разрушения тканей при язвах, стрессе, артрите, воспалительных заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистых кризах и аутоиммунных расстройствах, таких как коллагенозы.
Питание с высоким содержанием жиров может способствовать образованию свободных радикалов. Окисление липидов часто происходит быстрее, чем в молекулах углеводов и белков. Термическая обработка жиров, особенно жарка, может привести к образованию множества свободных радикалов.
Кислород нужен организму для аэробных процессов. Мозг потребляет около 25% всего кислорода, необходимого организму для производства энергии. Однако избыток кислорода Вреден, так же как и его нехватка. Чрезмерное количество кислорода может создать неблагоприятные условия для клеток и вызвать гипероксию.
Вводя антиоксиданты в рацион, можно уменьшить количество свободных радикалов, связывая свободные электроны парами. Антиоксиданты — это важные для организма вещества, такие как витамины А, С и Е, селен, цинк, глутатион и другие. Они действуют как «ловушки» для свободных радикалов, предотвращая их образование.
Поддержание равновесия между свободными радикалами и антиоксидантами является ключевым для нормального функционирования организма. Правильная регуляция этого соотношения способствует здоровой работе всех систем тела.
Факторы, которые могут истощать уровень антиоксидантов и усиливать образование свободных радикалов, включают:
- курение и пассивное курение;
- радиация, в частности UV-излучение;
- температурные воздействия;
- стресс;
- травмы;
- инфекционные болезни;
- химические вещества и пестициды;
- загрязнение окружающей среды;
- чрезмерные физические нагрузки;
- недостаток антиоксидантов в рационе.
Одним из основных антиоксидантов в организме является витамин А, который синтезируется из β-каротина. β-каротин – это яркий желтый пигмент, который присутствует во многих желтых и оранжевых овощах. Он защищает растения от окислительного расстройства. В организме β-каротин трансформируется в витамин А под действием фермента β-каротин-15,15′-диоксигеназы, особенно в печени и тонком кишечнике.
Кроме витамина А, β-каротин обладает высокой биологической активностью и его безопаснее использовать, что делает его предпочтительным для профилактики рака. Он более эффективно защищает от токсичных форм кислорода, таких как синглет кислорода.
Так как витамин А необходим для роста и дифференциации клеток, предполагается, что он может влиять на предрасположенность к злокачественным опухолям. Однако β-каротин не является панацеей от рака, а представляет собой один из множества факторов, способствующих защитным функциям организма.
Основные источники β-каротина включают морковь, помидоры, шпинат, манго и тыкву. Его избыток не токсичен и не приводит к передозировке витамина А, так как организм сам регулирует его преобразование. В отличие от этого, избыток витамина А из животных источников может вызывать токсичность.
Целью данного исследования было изучение антиоксидантных свойств препарата «Каролина» и других средств в коррекции окислительного стресса, в том числе сравнительное исследование антиоксидантной активности различных веществ. Обнаружено, что тиоктацид обладает высокой антиоксидантной активностью в проведенных тестах.
Данные показывают, что антиоксидантные эффекты β-каротина зависят от дозировок. Наиболее эффективной дозой для снижения оксидативного стресса оказалось 5 мг, что подчеркивает важность выбора правильных доз антиоксидантов для достижения оптимальных результатов.
КАРОТИНОИДЫ
Согласно полученным данным, становится очевидным, что наряду с основным лечением заболеваний, связанных с оксидативным стрессом, следует включать в комплексную терапию антиоксиданты различных групп (токоферол, убихинон, аскорбат, β-каротин «Каролин», биофлавоноиды и др.) с целью коррекции оксидативного стресса, предварительно анализируя чувствительность биологических жидкостей к применению данных препаратов в тестовых системах.
Каротиноиды
КАРОТИНОИДЫ (от латинского carota — морковь и греческого eidos — вид) – это природные пигменты, варьирующие по цвету от желтого до красно-оранжевого, синтезируемые рядом организмов, таких как бактерии, водоросли, грибы, высшие растения, некоторые губки и кораллы. Они определяют окраску большинства цветов и плодов. Эти соединения представляют собой полиненасыщенные соединения терпенового ряда, которые построены по единой структурной схеме: полиеновая цепь, состоящая из четырех изопреноидных остатков, заканчивается циклогексеновыми кольцами или алифатическими изопреноидными фрагментами.
Как правило, в молекуле содержится 40 атомов углерода. Каротиноиды подразделяются на углеводороды каротиноидного типа, нир-ксантофиллы, гомо-, апо- и нор-каротиноиды. Свойства некоторых каротиноидов приведены в соответствующей таблице.
Каротиноиды могут быть извлечены из растительных материалов с помощью органических растворителей без пероксидов, при этом необходимо учитывать рассеянный свет и инертную атмосферу, что требует дальнейшего омыления и хроматографической сепарации. Углеводороды каротиноидов (каротины) наиболее распространены в высших растениях. Основные из них — b-, a-, g-, e-каротины и ликопин.
Все они активно растворимы в CHCl3, CS2 и бензоле, но менее эффективно в эфире, гексане, жирах и маслах. Эти соединения легко связываются с кислородом воздуха и нестабильны при наличии света и нагрева в присутствии кислот и оснований.
β-каротин — это темно-рубиновые кристаллы. В растворах он может изомеризироваться в цис-изомеры под действием света, при нагреве или добавлении йода. В присутствии кислорода или при нагреве в воздухе β-каротин может постепенно окисляться и обесцвечиваться, образуя различные эпоксида и производные β-ионона. Процесс гидрирования под катализатором может привести к частичному или полному восстановлению двойных связей.
α-каротин представлен красными кристаллами, а ликопин – кристаллами красно-фиолетового цвета, который является красителем для томатов.
Этот пигмент содержится в плодах различных растительных родов, его можно извлечь из томатов или синтетически. С-40-ксантофиллы содержат в своей изопреноидной цепи одну или несколько гидроксильных, алкоксильных, эпоксидных, альдегидных или кетонных групп. В природе распространены лютеин, виолоксантин, неоксантин, фукоксантин, криптоксантин, кантоксантин и астаксантин.
Группа гомо-каротиноидов включает в себя природные пигменты, чья молекулярная структура содержит свыше 40 атомов углерода. Апо-каротиноиды представлены соединениями с укороченной последовательностью полиенов. Нор-каротиноиды — это соединения, где полиеновая цепь сохранилась, однако один или несколько углеродных фрагментов отсутствуют; количество атомов углерода составляет 39 или меньше.
В природе каротиноиды могут находиться как в свободном состоянии, так и в виде гликозидов, каротинпротеинов или эфиров, созданных с одной или несколькими молекулами жирных кислот.
Первое выделение каротиноидов произошло из стручков перца, а впоследствии они были выделены из желтой репы и моркови Daucus carota. Наибольшее количество каротиноидов обнаруживается в абрикосах, моркови и листьях петрушки. Качественное и количественное содержание каротиноидов определяется по интенсивности максимальной поглощаемости света в видимой зоне спектра, а также через методы хроматографии.
Наибольшей активностью в качестве провитамина А обладает бета-каротин, активность альфа-каротина составляет 53%, гамма-каротина — 48%, а криптоксантин — 40%. Каротиноиды играют важную роль в процессе фотосинтеза, ответственны за транспортировку кислорода через клеточные мембраны и защищают зеленые растения от воздействия света. У животных они стимулируют выполнение функций половых желез, а у человека помогают улучшить иммунную систему, предотвращают фотодерматозы и, как предшественники витамина А, имеют значимое значение для зрения и действуют как природные антиоксиданты. В промышленности каротиноиды используются в качестве пищевых красителей и компонентов витаминных добавок для животных, а В медицине — для лечения кожных заболеваний.
Возможные полезные эффекты
- Рак молочной железы. Увеличение потребления бета-каротина связано со снижением вероятности развития рака молочной железы у женщин в пременопаузе из группы с высоким риском.
- Осложнения после родов. Применение бета-каротина до, во время и после беременности может снизить риск появления диареи и лихорадки после родов.
- Солнечные ожоги. Внутренний прием бета-каротина может помочь снизить риск солнечных ожогов у людей, чувствительных к солнцу.
Потенциальные побочные эффекты
При пероральном применении: бета-каротин, как правило, считается безопасным, если принимать его в разумных дозах при определенных заболеваниях. Однако использование добавок с бета-каротином не рекомендуется для общего населения.
Высокие дозы бета-каротина могут привести к изменению цвета кожи (желтый или оранжевый) и даже повышают риск преждевременной смерти от различных причин, а также могут способствовать развитию некоторых видов рака и провоцировать другие серьезные побочные эффекты. При этом бета-каротин, поступающий с пищей, вероятно, не вызывает подобных негативных последствий.
Бета-каротин содержится во множестве фруктов и овощей. Употребление пяти порций этих продуктов в день может обеспечить организм 6-8 мг бета-каротина. Многие мировые организации здравоохранения рекомендуют получать этот элемент из пищи, а не из добавок.
