कैरोटीनॉयड और ज़ैंथोफिल

कैरोटीनॉयड वसा में घुलनशील वर्णक होते हैं जो एक लंबी संयुग्मित पॉलीएन श्रृंखला से बने होते हैं, जो पौधों के खाद्य पदार्थों में कई पीले, नारंगी और लाल रंगों के लिए जिम्मेदार होते हैं। वे कैरोटीन (शुद्ध हाइड्रोकार्बन जैसे बीटा-कैरोटीन और लाइकोपीन) और ज़ैंथोफिल (ऑक्सीजन युक्त कैरोटीनॉयड जैसे ल्यूटिन और ज़ेक्सैंथिन) में विभाजित होते हैं, और इनका अध्ययन सिंगलेट-ऑक्सीजन शमनकारी, प्रोविटामिन ए के आहार स्रोत और आंख के मैक्यूलर वर्णक के रूप में किया जाता है।

Definition

कैरोटीनॉयड C40 आइसोप्रेनॉइड वर्णक होते हैं जिनमें संयुग्मित दोहरे बंधों की एक विस्तारित प्रणाली होती है; ज़ैंथोफिल ऑक्सीजन युक्त उपवर्ग होते हैं जिनमें हाइड्रॉक्सिल, कीटो, या एपॉक्सी समूह होते हैं, जो शुद्ध हाइड्रोकार्बन कैरोटीन से भिन्न होते हैं।

Scope

यह विषय कैरोटीनॉयड और ज़ैंथोफिल की संरचना और वर्गीकरण, उनकी प्रकाश-अवशोषित पॉलीएन श्रृंखला की रसायन विज्ञान और एंटीऑक्सीडेंट व्यवहार, प्रोविटामिन ए रूपांतरण, रेटिना में ल्यूटिन और ज़ेक्सैंथिन की भूमिका, और बड़े बीटा-कैरोटीन पूरक परीक्षणों के सबक को शामिल करता है। यह जैव रसायन और पोषण संदर्भ है, न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन।

Core questions

• कैरोटीनॉयड और ज़ैंथोफिल को कैसे वर्गीकृत किया जाता है और उन्हें उनका रंग क्या देता है?
• उनकी एंटीऑक्सीडेंट, सिंगलेट-ऑक्सीजन-शमन गतिविधि का रासायनिक आधार क्या है?
• कौन से कैरोटीनॉयड प्रोविटामिन ए हैं और वे कैसे परिवर्तित होते हैं?
• ल्यूटिन और ज़ेक्सैंथिन आंख में क्यों जमा होते हैं, और बीटा-कैरोटीन परीक्षणों से क्या पता चला?

Key concepts

• कैरोटीन बनाम ज़ैंथोफिल
• संयुग्मित पॉलीएन क्रोमोफोर
• सिंगलेट ऑक्सीजन शमन
• प्रोविटामिन ए रूपांतरण
• मैक्यूलर वर्णक के रूप में ल्यूटिन और ज़ेक्सैंथिन
• वसा-निर्भर अवशोषण और जैवउपलब्धता

Key theories

पॉलीएन-आधारित सिंगलेट ऑक्सीजन शमन

संयुग्मित पॉलीएन श्रृंखला कैरोटीनॉयड को प्रकाश को अवशोषित करने और सिंगलेट ऑक्सीजन और पेरोक्सिल रेडिकल्स की ऊर्जा को गर्मी के रूप में फैलाने देती है, जो फेनोलिक यौगिकों के हाइड्रोजन-दान से भिन्न एक एंटीऑक्सीडेंट मोड है।

संदर्भ-निर्भर प्रो-ऑक्सीडेंट व्यवहार

उच्च सांद्रता या उच्च ऑक्सीजन तनाव पर कुछ कैरोटीनॉयड प्रो-ऑक्सीडेंट के रूप में कार्य कर सकते हैं, एक अवधारणा जिसे उच्च-खुराक बीटा-कैरोटीन पूरक परीक्षणों में अप्रत्याशित नुकसान की व्याख्या करने के लिए लागू किया गया है।

Mechanisms

कैरोटीनॉयड की विस्तारित संयुग्मित दोहरे-बंध प्रणाली दृश्य प्रकाश को अवशोषित करती है, जिससे उन्हें उनका रंग मिलता है, और यह उन्हें सिंगलेट ऑक्सीजन को उसकी उत्तेजना ऊर्जा को स्वीकार करके और उसे गर्मी के रूप में जारी करके भौतिक रूप से शमन करने की अनुमति देती है, साथ ही पेरोक्सिल रेडिकल्स को भी साफ करती है। प्रोविटामिन ए कैरोटीनॉयड जैसे बीटा-कैरोटीन रेटिनल और रेटिनोल में टूट जाते हैं, जिससे विटामिन ए की स्थिति में योगदान होता है। ल्यूटिन और ज़ेक्सैंथिन मैक्युला में चुनिंदा रूप से जमा होते हैं, जहाँ वे नीली रोशनी को फ़िल्टर करते हैं और प्रतिक्रियाशील प्रजातियों को शांत करते हैं। क्योंकि कैरोटीनॉयड लिपोफिलिक होते हैं, उनका अवशोषण आहार वसा और खाद्य मैट्रिक्स पर निर्भर करता है, और उच्च सांद्रता या ऑक्सीजन तनाव पर उनका एंटीऑक्सीडेंट व्यवहार प्रो-ऑक्सीडेंट प्रभावों की ओर उलट सकता है।

Clinical relevance

कैरोटीनॉयड जैव रसायन विटामिन ए की स्थिति में आहार योगदान और आंखों के स्वास्थ्य में मैक्यूलर वर्णक के अध्ययन को रेखांकित करता है, और बीटा-कैरोटीन पूरक परीक्षण यह समझने के लिए एक आधारशिला हैं कि अलग-थलग उच्च-खुराक एंटीऑक्सीडेंट अप्रत्याशित रूप से क्यों व्यवहार कर सकते हैं। यह प्रविष्टि यांत्रिक और साक्ष्य समझ का समर्थन करती है और पूरक या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Epidemiology

अवलोकन अध्ययनों में कैरोटीनॉयड-समृद्ध खाद्य पदार्थों का अधिक सेवन विभिन्न स्वास्थ्य परिणामों से जुड़ा है, फिर भी धूम्रपान करने वालों में उच्च-खुराक बीटा-कैरोटीन के यादृच्छिक परीक्षणों में फेफड़ों के कैंसर की घटनाओं में वृद्धि पाई गई, जो इस बात के लिए केंद्रीय है कि क्षेत्र खाद्य-आधारित बनाम पूरक-आधारित कैरोटीनॉयड सेवन की व्याख्या कैसे करता है।

Evidence & guidelines

साक्ष्य वर्णक और अवशोषण रसायन विज्ञान से लेकर अवलोकन संबंधी पोषण अध्ययनों तक और बड़े यादृच्छिक पूरक परीक्षणों तक फैला हुआ है; विशेष रूप से बीटा-कैरोटीन परीक्षणों ने अलग-थलग एंटीऑक्सीडेंट पूरकता पर विचारों को नया रूप दिया। यहाँ कोई नैदानिक ​​मार्गदर्शन जारी नहीं किया गया है।

History

कैरोटीनॉयड रसायन विज्ञान बीसवीं सदी के पौधों के वर्णकों और कैरोटीन-से-विटामिन-ए संबंध पर काम के माध्यम से स्थापित किया गया था। 1990 और 2000 के दशक में जैवउपलब्धता और जैव-रूपांतरण पर शोध के साथ पोषण संबंधी रुचि तेज हो गई, जबकि 1994 के अल्फा-टोकोफेरोल, बीटा कैरोटीन परीक्षण और संबंधित अध्ययनों ने उच्च-खुराक कैरोटीनॉयड पूरकता पर एक बड़े पुनर्विचार को प्रेरित किया।

Debates

धूम्रपान करने वालों में उच्च-खुराक बीटा-कैरोटीन पूरक ने फेफड़ों के कैंसर के जोखिम को क्यों बढ़ाया?

उच्च जोखिम वाले धूम्रपान करने वालों में परीक्षणों में पाया गया कि पूरक बीटा-कैरोटीन ने फेफड़ों के कैंसर की घटनाओं को बढ़ाया, जो अवलोकन संबंधी अपेक्षाओं के विपरीत था, जिससे उच्च सांद्रता और ऑक्सीजन तनाव पर प्रो-ऑक्सीडेंट व्यवहार और सुरक्षात्मक खाद्य मैट्रिक्स के नुकसान के बारे में परिकल्पनाएं सामने आईं।

Key figures

• Norman Krinsky
• Robert M. Russell
• Clive E. West
• Richard A. Bone

Seminal works

• castenmiller-1998
• krinsky-2003
• atbc-1994

Frequently asked questions

कैरोटीन और ज़ैंथोफिल में क्या अंतर है?

दोनों कैरोटीनॉयड हैं, लेकिन कैरोटीन (जैसे बीटा-कैरोटीन और लाइकोपीन) शुद्ध हाइड्रोकार्बन होते हैं, जबकि ज़ैंथोफिल (जैसे ल्यूटिन और ज़ेक्सैंथिन) की संरचना में ऑक्सीजन परमाणु भी होते हैं।

कैरोटीनॉयड अवशोषण के लिए आहार वसा क्यों महत्वपूर्ण है?

कैरोटीनॉयड वसा में घुलनशील होते हैं, इसलिए वे आहार लिपिड के साथ अवशोषित होते हैं; बहुत कम वसा वाला भोजन कैरोटीनॉयड की मात्रा को कम कर देता है।