Antioxidační účinek
Projekt antioxidant účinek beta-karoten je založen na deaktivaci (zhášení) reaktivních kyslík sloučeniny. Patří sem například peroxylové radikály, ionty superoxidových radikálů, singlet kyslík, vodík peroxid a hydroxylové a nitrosylové radikály, které jsou produkovány aerobními metabolickými procesy, fotobiologickými účinky, procesy endogenní obrany a exogenními škodlivými látkami. Jako volné radikály mohou reagovat s lipidy, zejména polynenasycené mastné kyseliny a cholesterolu, Proteinů, nukleové kyseliny, a sacharidy, upravovat nebo ničit. Při peroxidaci lipidů dochází k řetězové reakci, při které je v důsledku radikálního útoku membrána lipidy staňte se lipidovými radikály odštěpením a vodík atom. Ty reagují s kyslík a jsou převedeny na peroxylové radikály. Následně peroxylové radikály odstraní a vodík atom z dálky mastné kyseliny, což je zase radikalizuje. Mezi konečné produkty peroxidace lipidů patří malondialdehyd nebo 4-hydroxynonenal, které vykazují silné cytotoxické účinky a mohou měnit DNA. Oxidační poškození DNA může vést k přetržení řetězců, modifikacím bází nebo fragmentaci deoxyribózy. Když volné radikály reagují s Proteinůmohou nastat změny v primární, sekundární a terciární struktuře a v postranních řetězcích aminokyselin. Tyto strukturální modifikace jsou často spojeny se ztrátou funkce odpovídajícího proteinu molekuly.
Interakce s peroxylovými radikály
Beta-karoten působí v lipidové fázi. Jako akceptor elektronů má schopnost vázat peroxylové radikály a tím přerušit řetězovou reakci při peroxidaci lipidů. Tímto způsobem karotenoid inhibuje tvorbu volných radikálů ve funkci „lapače volných radikálů“. Navíc přerušením peroxidace lipidů beta-karoten zabraňuje zničení polynenasycených mastné kyseliny - omega-3 mastné kyseliny (jako je kyselina alfa-linolenová, EPA a DHA) a omega-6 mastných kyselin (jako je kyselina linolová, kyselina gama-linolenová a kyselina arachidonová) - v tkáních, buňkách, buněčných organelách a umělých systémech, chránící membránu lipidy, lipoproteiny a depotní lipidy. Zachováním esenciálních mastných kyseliny z peroxidace jako rozbití řetězce antioxidant, beta-karoten doplňuje účinky jiných endogenních - například superoxiddismutáz (zinek-, mangan- a měď-závislý enzymy), katalázy (železo-závislé enzymy) a glutathionperoxidázy (selen-závislé enzymy) - nebo exogenní - například vitamíny A, C, E (tokoferol), koenzym Q10, glutathion, kyselina lipoová a polyfenoly jako flavonoidy - antioxidační systémy. Inaktivace peroxylových radikálů závisí na parciálním tlaku kyslíku. Při nízkých koncentracích kyslíku může beta-karoten účinně působit antioxidant vlastnosti. Naproti tomu má při vysokých koncentracích kyslíku prooxidační účinek. Během procesu kalení prochází beta-karoten autooxidací, což znamená, že je zničen. Na rozdíl od vitamin E, zatím nejsou známy žádné mechanismy regenerace betakarotenu.
Interakce s singletovým kyslíkem
Singletový kyslík je jedním z nejagresivnějších radikálů, jejichž tvorba nastává reakcí závislou na světle. Tkáně vystavené světlu, jako např kůže a oči, jsou proto zvláště náchylné k oxidačnímu poškození. Při deaktivaci singletového kyslíku působí beta-karoten jako mezi nosič energie. Když vystavení světlu vede k tvorbě singletového kyslíku, karotenoid zachytí tuto vysoce reaktivní formu. To extrakty energie z radikálu v reakční sekvenci a stává se vzrušeným karotenoidem, který uvolňuje energii v interakci s okolním prostředím ve formě tepla - „fyzické zhášení“. Betakaroten tedy činí neškodné volné radikály kyslíku a chrání buněčné struktury před oxidačním poškozením. Schopnost karotenoidu kalit závisí na počtu dvojných vazeb. Podle toho tedy beta-karoten se svými 11 konjugovanými dvojnými vazbami vykazuje nejsilnější zhášecí aktivitu společně s lykopen. Nedostatek antioxidačních látek vede k posunu v vyvážit antioxidantů a prooxidantů (reaktivních sloučenin kyslíku) na stranu prooxidantů. Tato nerovnováha se nazývá oxidační stres, což je způsobeno buď zvýšeným výskytem volných radikálů, nebo oslabením antioxidačního ochranného systému. Vysoký počet volných radikálů i nedostatek antioxidantů zvyšují náchylnost k stres a tedy k nemoci.
Účinek na imunitní systém
Beta-karoten přispívá ke stimulaci imunitní systém. Karotenoid zvyšuje proliferaci T a B buněk, počet T pomocných buněk a aktivitu přirozených zabíječských buněk. Intervenční studie ukázaly, že beta-karoten v a dávka až 25 mg / den zvýšila aktivitu přirozených zabíječských buněk u mužů starších 65 let. U 51 až 64letých mužů byla exprese molekul adheze a exvivo sekrece nádoru nekróza faktoru alfa (TNF-a) byly zvýšeny.
Mezibuněčná komunikace
Beta-karoten může stimulovat komunikaci mezi buňkami pomocí mezerových spojů. Gap křižovatky jsou kanálová spojení mezi sousedními buňkami, která se skládají z proteinu zvaného konexin. Jsou nezbytné pro výměnu nízkomolekulárních signálů, živin a životně důležitých látek. Mezerové křižovatky jsou dále nezbytné pro regulaci procesů růstu a rozvoje. Na rozdíl od normálních buněk, které jsou v neustálém kontaktu se sousedními buňkami prostřednictvím mezerových spojení, nádorové buňky obecně vykazují malou mezibuněčnou komunikaci. To je způsobeno promotory nádorů, které narušují mezibuněčnou komunikaci prostřednictvím mezerových spojení. V porovnání, karotenoidy podporovat mezibuněčný kontakt zvýšením exprese mRNA pro konexin. Zlepšením mezibuněčné komunikace prostřednictvím mezerových spojů lze potlačit nekontrolovaný růst degenerovaných buněk. Proto beta-karoten přispívá k prevenci nádorů. Nedostatek beta-karotenu zhoršuje přenos signálu mezerovými spoji. V důsledku toho se snižuje důležitá funkce mezerových uzlů k regulaci růstových a vývojových procesů. Nakonec to vede k nekontrolovanému vývoji degenerovaných buněk, což zvyšuje riziko nádorových onemocnění.
Ochrana kůže
Příjem beta-karotenu vede ke zvýšení kůže hladiny karotenoidů, přičemž provitamin se hromadí primárně v pokožce a podkoží. Díky svým antioxidačním vlastnostem může beta-karoten aktivně chránit před negativními účinky UVA a UVB paprsků. Karotenoid váže volné radikály, které se stále více tvoří v kůže kvůli agresivnímu ultrafialovému záření. Následně beta-karoten zabraňuje jejich akumulaci přerušením radikálních řetězových reakcí. V důsledku neutralizace volných radikálů může beta-karoten pomoci zabránit poškození buněk a výrazně snížit zarudnutí kůže - tvorbu erytému. Studie, ve kterých byl betakaroten použit jako orální látka krém ukázaly, že bylo dosaženo jasného snížení tvorby erytému vyvolaného UV zářením, když bylo podáváno> 20 mg beta-karotenu / den po dobu 12 týdnů ve srovnání s kontrolní skupinou. Celkově může beta-karoten zvýšit základní ochranu pokožky. Provitamin také působí proti pigmentové poruchy - nerovnoměrné zesvětlení (hypopigmentace, například akrální vitiligo) nebo ztmavnutí kůže (hyperpigmentace, například chloasma (melasma)) v důsledku místních posunů pigmentace. Přináší vyvážení pigmentu, protože beta-karoten vede k vyrovnání barev ve slabě pigmentovaných oblastech - zejména po slunečním světle - a účinně chrání hyperpigmentované oblasti před slunečním zářením.
Ochrana očí
UVA a UVB paprsky mohou poškodit oční čočka prostřednictvím oxidačních procesů, které mohou vést k zakalení čočky a případně šedý zákal. Beta-karoten v kombinaci s dalšími antioxidačními ochrannými látkami může zabránit oxidačním procesům a tím významně snížit riziko šedý zákal. Podle velkých multicentrických intervenčních studií v Čína, karotenoidy Spolu s vitamin E a selen může snížit šedý zákal výskyt až o 40%.
