În organismele vegetale, luteina, ca componentă esențială a fotosistemelor, îndeplinește, printre altele, funcțiile de colectare a luminii și fotoprotecție. Un fotosistem constă dintr-un complex de antene sau un complex de colectare a luminii (capcană de colectare a luminii) și un centru de reacție și este o colecție de proteine și pigment molecule - clorofile și carotenoide. Este localizat pe membrana interioară - membrana tilacoidă - a cloroplastelor, locurile fotosintezei. Complexul de colectare a luminii din fiecare fotosistem este compus din aproximativ 250 sau 300 de proteine molecule asociate cu pigmenți clorofilici și carotenoizi. Lumina incidentă ridică complexul antenei la o stare excitată de mare energie. Luteina și altele carotenoide au sarcina aici de a absorbi cuantele de lumină și de a-i transmite energia de la o moleculă la alta lângă centrul de reacție al fotosistemului. Odată ajuns la centrul de reacție, energia este absorbită de clorofila-a molecule. Acestea folosesc energia pentru a produce echivalenți de energie chimică. Centrul de reacție al fotosistemelor oferă în cele din urmă o capcană ireversibilă pentru cuantele ușoare. În plus, luteina are un antioxidant efectul și astfel capătă o funcție vitală de protecție atât pentru celulele vegetale, cât și pentru celulele animale. Este capabil să intercepte singletul distrugător de celule oxigen. Singlet oxigen aparține radicalilor liberi cu care pot reacționa lipide, în special polinesaturați acizi grași și colesterolului, proteine, acizi nucleici, carbohidrati precum și ADN și le modifică sau le distrug - oxidative stres. Pe parcursul dezintoxicare de singlet oxigen, luteina acționează ca un purtător intermediar de energie - eliberează energia în interacțiune cu mediul său sub formă de căldură - proces de „stingere”. În acest fel, oxigenul reactiv singlet devine inofensiv. Studii asupra organismelor mutante, în care carotenoide, în principal luteina a fost complet absentă, a arătat că celulele au fost distruse în prezența oxigenului. Componentele celulei - lipide, proteine și acizi nucleici - au fost lipsiți de apărare împotriva compușilor reactivi ai oxigenului. Rezultatul a fost moartea celulară.
Luteina și bolile
Luteina și boala oculară Luteina și zeaxantina joacă un rol semnificativ în profilaxia cataractă (cataractă) și degenerescenta maculara legata de varsta (AMD). Ambele boli oculare sunt cele două cauze principale ale deficiență vizuală și orbire, înainte de retinopatia diabetică - o boală a retina ochiului cauzat de diabet zaharat. degenerescenta maculara legata de varsta (AMD) Macula lutea (pata galbenă) este situat în apropierea centrului retinei, un țesut nervos subțire, transparent, sensibil la lumină compus din celule fotoreceptoare, tije și conuri. pata galbenă are aproximativ 5 milimetri în diametru și are cel mai mare densitate de tije și conuri. De la exterior (perifovea) la zona interioară (parafovea) a maculei, proporția de tije scade, astfel încât în fovea centrală sunt așteptate doar conuri - celule vizuale responsabile de percepția culorii -. Fovea centrală a pata galbenă este zona cu cea mai clară viziune și specializată pentru cea mai mare rezoluție spațială. Astfel, este evident că spre fovea centrală este conținutul luteină și zeaxantină crește puternic pentru a asigura o protecție suficientă pentru conurile sensibile. Pe lângă luteină și zeaxantină, mezo-zeaxantina a fost de asemenea găsită în cantități apreciabile în retină. Se presupune că mezo-zeaxantina reprezintă un produs de conversie al luteinei. În fovea centrală, luteina pare să sufere o reacție chimică. Prin compuși reactivi se poate oxida la oxoluteină și, ca urmare a reducerii, poate fi transformat în zeaxantină și mezo-zeaxantină. enzime necesare pentru acest proces nu au fost încă identificate. Deoarece retina copiilor conține mai multă luteină și mai puțin mezo-zeaxantină în comparație cu cea a adulților, acest mecanism nu pare să fie încă atât de puternic dezvoltat în organismul copilului. Tijele și conurile retinei au un conținut ridicat de nesaturate acizi grași și, prin urmare, sunt extrem de sensibili la peroxidarea lipidelor. De asemenea, sunt expuși la niveluri ridicate de radiații luminoase - risc ridicat de daune fotooxidative. Luteina acționează în retină, pe de o parte, ca un filtru de lumină și, pe de altă parte, ca un filtru de lumină antioxidant.Xantofila are capacitatea de a filtra razele de lumină albastră cu unde scurte din gama spectrală normală a luminii. În special, lumina albastră cu energie ridicată este considerată a fi responsabilă pentru formarea oxigenului singlet și a altor compuși reactivi ai oxigenului prin transformarea fotosensibilizatorilor exo și endogeni într-o stare excitată. Astfel, luteina protejează ochiul de atacul radical și daunele fotooxidative. Mai mult, luteina poate inactiva speciile reactive de oxigen - stingerea -, întrerupe reacțiile în lanț ale radicalilor liberi și astfel reduce peroxidarea lipidelor. Aceasta previne formarea lipofuscinei, de exemplu, o substanță fotoreactivă. Lipofuscina aparține unui grup chimic nedefinit clar de diverse structuri agregate complexe ale lipide și proteine. Substanța prooxidantă crește riscul de degenerescenta maculara legata de varsta. Pigmenții xantofilă din fovea centrală a petei galbene sunt orientați preferențial și, prin urmare, pot absorbi lumina polarizată numai în anumite direcții. Prin absorbția preferențială a luminii polarizate din anumite unghiuri, luteina poate reduce efectele de strălucire și strălucire. În plus, se crede că luteina poate atenua efectele aberației cromatice (aberații ale lentilelor optice) și astfel poate îmbunătăți acuitatea vizuală, în special în intervalul de lungimi de undă scurte. La pacienții cu degenerescență congenitală a retinei, aportul crescut de luteină prin consumul crescut de spanac sau varză, de exemplu, are ca rezultat o acuitate mai bună a contrastului, mai puțină strălucire și o percepție îmbunătățită a culorii. Studiile efectuate pe pacienți cu AMD decedați au constatat că retinele lor au redus semnificativ nivelurile de luteină și zeaxantină. În cele din urmă, concentrațiile ridicate de luteină și zeaxantină în retină sunt asociate cu un risc cu 82% mai mic de AMD. Aportul adecvat de alimente bogate în luteină și zeaxantină joacă, prin urmare, un rol esențial. Consumul crescut de luteină și zeaxantină poate crește semnificativ concentrațiile în macula lutea a retinei. Nivelurile de xantofile din retină se corelează cu nivelurile lor serice. Procesele de acumulare necesită până la câteva luni, astfel încât aportul crescut de luteină și zeaxantină trebuie să fie pe termen lung. În studiile corespunzătoare, concentrațiile ambelor xantofile nu crescuseră semnificativ după doar o lună. Consumul crescut de luteină nu este asociat cu efecte secundare precum hipercarotenemie, carotendermă și modificări ale proceselor hematologice sau biochimice. Cataractă (cataractă) Similar cu DMA, studiile științifice confirmă efectul profilactic al luteinei în cataractă. În ceea ce privește antioxidant proprietate, luteina previne generarea fotochimică de specii reactive de oxigen (ROS) în diferitele țesuturi ale ochiului, care ar putea fi declanșatorul bolii. Radicali de oxigen conduce la, printre altele, modificarea proteinelor cristalinului, acumularea de glicoproteine, produsele de oxidare ale aminoacidului triptofanși numeroase molecule fluorescente din surse exogene și endogene. Acești sensibilizatori sunt responsabili în cele din urmă pentru opacificarea lentilelor. Prin reducerea semnificativă a efectelor dăunătoare ale luminii și oxigenului printr-un aport pe termen lung, regulat și ridicat de alimente bogate în luteină, riscul de cataractă este redus cu până la 50%. Luteina acționează sinergic cu alți antioxidanți, cum ar fi enzime superoxid dismutază, catalază și glutat peroxidază. Concentrațiile mari de luteină, precum și zeaxantină în retină se corelează cu lentilele transparente. Alte studii epidemiologice au concluzionat că persoanele cu aporturi crescute de luteină și zeaxantină, dar nu și alte carotenoide sau vitamina A, a avut un risc semnificativ redus de operatie de cataracta. Olmedilla și colab. 2001 au arătat că luteina duce la îmbunătățirea vederii, la o scădere a sensibilității la orbire și la o creștere a acuității vizuale la pacienții cu cataractă.
Funcții în alimente
Deoarece luteina este relativ stabilă în depozitare în timpul procesării alimentelor, apar doar pierderi minore, luteina ca o singură substanță sau componentă a plantei extracte găsește aplicarea ca colorant alimentar. Luteina oferă o culoare galben-portocalie și se găsește, de exemplu, în supe, sosuri, băuturi aromate, deserturi, condimente, cofetărie și produse de patiserie. Luteina este, de asemenea, utilizată pentru colorarea indirectă prin hrana animalelor. În special, este adăugat în furajele de pui, sporind galbenul caracteristic al gălbenușului de ou. Mai mult, luteina este un important precursor al substanțelor aromatizante. Xantofila este degradată prin cooxidare cu ajutorul lipoxigenazelor, prin reacția cu compușii reactivi ai oxigenului și sub stres. Compușii carbonilici cu prag de miros scăzut se formează din luteină.
