Efect antioxidant
antioxidant efectul beta-caroten se bazează pe inactivarea (stingerea) reactivului oxigen compuși. Acestea includ, de exemplu, radicali peroxil, ioni radicali superoxid, singlet oxigen, hidrogen peroxid și radicali hidroxil și nitrozil, care sunt produși prin procese metabolice aerobe, efecte fotobiologice, procese de apărare endogene și agenți nocivi exogeni. Ca radicali liberi, ei pot reacționa cu lipide, în special polinesaturați acizi grași și colesterolului, proteine, acizi nucleici, și carbohidrati, modificându-le sau distrugându-le. În peroxidarea lipidelor, are loc o reacție în lanț prin care, ca urmare a unui atac radical, membrana lipide devin radicali lipidici prin despărțirea a hidrogen atom. Aceștia din urmă reacționează cu oxigen și sunt transformați în radicali peroxil. Ulterior, radicalii peroxil îndepărtează a hidrogen atom din mai departe acizi grași, care la rândul lor îi radicalizează. Produsele finale ale peroxidării lipidelor includ malondialdehidă sau 4-hidroxinonenală, care prezintă efecte citotoxice puternice și pot modifica ADN-ul. Deteriorarea ADN-ului oxidativ poate conduce la rupturi de șuvițe, modificări de bază sau fragmentare de dezoxiriboză Când radicalii liberi reacționează cu proteine, pot rezulta modificări ale structurii primare, secundare și terțiare și ale lanțurilor laterale de aminoacizi. Aceste modificări structurale sunt adesea asociate cu o pierdere a funcției proteinei corespunzătoare molecule.
Interacțiunea cu radicalii peroxil
Beta-caroten își exercită efectele în faza lipidică. Ca acceptor de electroni, are capacitatea de a lega radicalii peroxil și astfel întrerupe reacția în lanț în peroxidarea lipidelor. În acest fel, carotenoidul inhibă formarea radicalilor liberi în funcția de „eliminator de radicali liberi”. În plus, prin întreruperea peroxidării lipidelor, beta-caroten previne distrugerea polinesaturaților acizi grași - acizi grași omega-3 (cum ar fi acidul alfa-linolenic, EPA și DHA) și omega-6 (cum ar fi acidul linoleic, acidul gamma-linolenic și acidul arahidonic) - în țesuturi, celule, organite celulare și sisteme artificiale, protejând membrana lipide, lipoproteine și lipide de depozit. Prin conservarea grăsimilor esențiale acizi de la peroxidare ca o rupere a lanțului antioxidant, beta-carotenul completează acțiunile altor endogeni - de exemplu, superoxid dismutaze (zinc-, mangan- și cupru-dependent enzime), catalaze (de fier-enzime dependente) și glutation peroxidaze (seleniu-enzime dependente) - sau exogene - de exemplu vitamine A, C, E (tocoferol), Coenzima Q10, glutation, acid lipoic și polifenoli precum flavonoide - sisteme antioxidante. Inactivarea radicalilor peroxil depinde de presiunea parțială a oxigenului. La concentrații scăzute de oxigen, beta-carotenul își poate exercita efectiv antioxidant proprietăți. În schimb, în concentrații mari de oxigen, are un efect prooxidant. În timpul procesului de stingere, beta-carotenul suferă auto-oxidare, ceea ce înseamnă că este distrus. In contrast cu vitamina E, nu sunt cunoscute încă mecanisme de regenerare pentru beta-caroten.
Interacțiunea cu oxigenul singlet
Oxigenul singlet este unul dintre cei mai agresivi radicali, a căror formare are loc într-o reacție dependentă de lumină. Țesuturi expuse la lumină, cum ar fi piele și ochii sunt, prin urmare, deosebit de susceptibili la deteriorarea oxidativă. În dezactivarea oxigenului singlet, beta-carotenul acționează ca un purtător intermediar de energie. Când expunerea la lumină are ca rezultat formarea de oxigen singlet, carotenoidul interceptează această formă foarte reactivă. Aceasta extracte energia din radical în secvența de reacție și devine un carotenoid excitat care eliberează energia în interacțiune cu mediul său sub formă de căldură - „stingere fizică”. Astfel, beta-carotenul face ca radicalii liberi ai oxigenului să fie inofensivi și protejează structurile celulare de daunele oxidative. Capacitatea de stingere a unui carotenoid depinde de numărul de legături duble. În consecință, beta-carotenul cu cele 11 legături duble conjugate prezintă cea mai puternică activitate de stingere împreună cu licopen. O deficiență de substanțe antioxidante duce la o schimbare în echilibra de antioxidanți și prooxidanți (compuși reactivi ai oxigenului) în partea prooxidanților. Acest dezechilibru se numește oxidativ stres, care se datorează fie apariției crescute a radicalilor liberi, fie slăbirii sistemului de protecție antioxidantă. Atât un număr mare de radicali liberi, cât și un deficit de antioxidanți cresc susceptibilitatea la stres și astfel la boală.
Efect asupra sistemului imunitar
Beta-carotenul contribuie la stimularea sistemului imunitar. Carotenoidul crește proliferarea celulelor T și B, numărul de celule T helper și activitatea celulelor naturale ucigașe. Studiile de intervenție au indicat faptul că beta-carotenul a doză până la 25 mg / zi a crescut activitatea naturală a celulelor ucigașe la bărbații cu vârsta peste 65 de ani. La bărbații de 51 până la 64 de ani, expresia moleculei de aderență și secreția exvivo a tumorii necroză factor-alfa (TNF-α) au fost crescute.
Comunicarea intercelulară
Beta-carotenul poate stimula comunicarea între celule prin joncțiuni gap. Joncțiunile gap sunt conexiuni de tip canal între celulele vecine care sunt compuse dintr-o proteină numită conexină. Acestea sunt esențiale pentru schimbul de semnalizare cu greutate moleculară mică, substanțe nutritive și substanțe vitale. În plus, joncțiunile de decalaj sunt esențiale pentru reglementarea proceselor de creștere și dezvoltare. Spre deosebire de celulele normale, care sunt în contact constant cu celulele vecine prin joncțiuni gap, celulele tumorale prezintă, în general, o comunicare intercelulară redusă. Acest lucru se datorează promotorilor tumorali, care afectează comunicarea intercelulară prin joncțiuni gap. În contrast, carotenoide promovează contactul intercelular prin creșterea expresiei ARNm pentru conexină. Prin îmbunătățirea comunicării intercelulare prin joncțiuni gap, creșterea necontrolată a celulelor degenerate poate fi suprimată. În consecință, beta-carotenul contribuie la prevenirea tumorii. O deficiență de beta-caroten agravează transmisia semnalului prin joncțiuni gap. Ca rezultat, funcția importantă a joncțiunilor de decalaj pentru a regla procesele de creștere și dezvoltare este diminuată. În cele din urmă, acest lucru duce la dezvoltarea necontrolată a celulelor degenerate, crescând riscul de boli tumorale.
Protecția pielii
Aportul de beta-caroten duce la o creștere a piele nivelurile de carotenoizi, provitamina acumulându-se în primul rând în epidermă, precum și în subcutanata pielii. Datorită proprietăților sale antioxidante, beta-carotenul poate proteja activ împotriva efectelor negative ale razelor UVA și UVB. Carotenoidul leagă radicalii liberi, care se formează din ce în ce mai mult în piele datorită radiației ultraviolete agresive. Ulterior, beta-carotenul previne acumularea lor prin întreruperea reacțiilor în lanț radicale. Ca urmare a neutralizării radicalilor liberi, beta-carotenul poate ajuta la prevenirea deteriorării celulelor și la reducerea semnificativă a roșeaței pielii - formarea eritemului. Studii în care beta-carotenul a fost utilizat ca administrare orală protecție solară a arătat că s-a obținut o reducere clară a formării eritemului indus de lumina UV atunci când s-a administrat> 20 mg beta-caroten / zi timp de 12 săptămâni, comparativ cu grupul martor. În general, beta-carotenul poate crește protecția de bază a pielii. De asemenea, provitamina contracarează tulburări pigmentare - deschiderea neuniformă (hipopigmentare, de exemplu vitiligo acral) sau întunecarea pielii (hiperpigmentare, de exemplu cloasma (melasma)) din cauza schimbărilor locale de pigmentare. Acesta aduce echilibrarea pigmentului, deoarece beta-carotenul duce la egalizarea culorii în zonele slab pigmentate - mai ales după lumina soarelui - și protejează eficient zonele hiperpigmentate de lumina soarelui.
Protecția ochilor
Razele UVA și UVB pot deteriora lentila ochiului prin procese de oxidare, care pot conduce la înnorarea lentilei și în cele din urmă cataractă. Beta-carotenul în combinație cu alte substanțe de protecție antioxidante poate preveni procesele de oxidare și, astfel, reduce semnificativ riscul de cataractă. Conform unor mari studii de intervenție multicentrică în China, carotenoide Împreună cu vitamina E și seleniu poate reduce cataractă incidență cu până la 40%.