Karotenoidler ve Ksantofiller
Karotenoidler, bitkisel gıdalardaki birçok sarı, turuncu ve kırmızı renkten sorumlu olan, uzun konjuge polien zincirinden oluşan yağda çözünen pigmentlerdir. Bunlar, karotenler (beta-karoten ve likopen gibi saf hidrokarbonlar) ve ksantofiller (lutein ve zeaksantin gibi oksijen içeren karotenoidler) olarak ikiye ayrılmakta ve tekli oksijen söndürücüler, provitamin A'nın diyet kaynağı ve gözün makula pigmentleri olarak incelenmektedir.
Tanım
Karotenoidler, genişletilmiş bir konjuge çift bağ sistemine sahip C40 izoprenoid pigmentlerdir; ksantofiller ise hidroksil, keto veya epoksi grupları içeren oksijenli alt sınıftır ve saf hidrokarbon karotenlerden ayrılmaktadır.
Kapsam
Bu konu, karotenoidlerin ve ksantofillerin yapısını ve sınıflandırılmasını, ışık emici polien zincirlerinin kimyasını ve antioksidan davranışlarını, provitamin A dönüşümünü, lutein ve zeaksantinin retinadaki rolünü ve büyük beta-karoten takviyesi çalışmalarından çıkarılan dersleri ele almaktadır. Bu, bir biyokimya ve beslenme referansıdır, klinik bir rehberlik değildir.
Temel sorular
- Karotenoidler ve ksantofiller nasıl sınıflandırılmaktadır ve onlara renklerini ne vermektedir?
- Antioksidan, tekli oksijen söndürücü aktivitelerinin kimyasal temeli nedir?
- Hangi karotenoidler provitamin A'dır ve nasıl dönüştürülmektedirler?
- Lutein ve zeaksantin neden gözde birikmektedir ve beta-karoten çalışmaları neyi ortaya koymuştur?
Anahtar kavramlar
- Karotenler ve ksantofiller
- Konjuge polien kromofor
- Tekli oksijen söndürme
- Provitamin A dönüşümü
- Makula pigmenti olarak lutein ve zeaksantin
- Yağa bağlı emilim ve biyoyararlanım
Temel kuramlar
- Polien bazlı tekli oksijen söndürme
- Konjuge polien zinciri, karotenoidlerin ışığı absorbe etmesine ve tekli oksijen ile peroksil radikallerinin enerjisini ısı olarak dağıtmasına olanak tanımaktadır; bu, fenolik bileşiklerin hidrojen bağışından farklı bir antioksidan modudur.
- Bağlama bağlı pro-oksidan davranış
- Yüksek konsantrasyonlarda veya yüksek oksijen geriliminde bazı karotenoidler pro-oksidan olarak hareket edebilmektedir; bu kavram, yüksek doz beta-karoten takviyesi çalışmalarında beklenmedik zararları yorumlamak için ileri sürülmektedir.
Mekanizmalar
Karotenoidlerin genişletilmiş konjuge çift bağ sistemi, görünür ışığı absorbe ederek renklerini vermekte ve tekli oksijenin uyarım enerjisini kabul edip ısı olarak salarak fiziksel olarak söndürmelerine, ayrıca peroksil radikallerini temizlemelerine olanak tanımaktadır. Beta-karoten gibi provitamin A karotenoidleri, retinal ve retinole parçalanarak A vitamini durumuna katkıda bulunmaktadır. Lutein ve zeaksantin, makulada seçici olarak birikmekte, burada mavi ışığı filtrelemekte ve reaktif türleri söndürmektedir. Karotenoidler lipofilik olduğundan, emilimleri diyet yağına ve gıda matrisine bağlıdır ve yüksek konsantrasyonda veya oksijen geriliminde antioksidan davranışları pro-oksidan etkilere doğru tersine dönebilmektedir.
Klinik önem
Karotenoid biyokimyası, A vitamini durumuna diyet katkısının ve göz sağlığında makula pigmenti çalışmalarının temelini oluşturmaktadır ve beta-karoten takviyesi çalışmaları, izole yüksek doz antioksidanların neden beklenmedik şekilde davranabileceğini anlamak için bir mihenk taşıdır. Bu giriş, mekanistik ve kanıt anlayışını desteklemekte olup, takviye veya tedavi kararları için bir temel teşkil etmemektedir.
Epidemiyoloji
Karotenoid açısından zengin gıdaların daha yüksek alımı, gözlemsel çalışmalarda çeşitli sağlık sonuçlarıyla ilişkilendirilmektedir; ancak sigara içenlerde yüksek doz beta-karotenin randomize çalışmaları, artan akciğer kanseri insidansı bulmuştur; bu durum, alanın gıda bazlı ve takviye bazlı karotenoid alımını nasıl yorumladığı konusunda merkezi bir karşıtlık oluşturmaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Kanıtlar, pigment ve emilim kimyasından gözlemsel beslenme çalışmalarına ve büyük randomize takviye çalışmalarına kadar uzanmaktadır; özellikle beta-karoten çalışmaları, izole antioksidan takviyesi hakkındaki görüşleri yeniden şekillendirmiştir. Burada herhangi bir klinik rehberlik sunulmamaktadır.
Tarihçe
Karotenoid kimyası, yirminci yüzyılda bitki pigmentleri ve karoten-A vitamini ilişkisi üzerine yapılan çalışmalarla kurulmuştur. Beslenme alanındaki ilgi, 1990'lı ve 2000'li yıllarda biyoyararlanım ve biyodönüşüm üzerine yapılan araştırmalarla yoğunlaşmıştır; 1994 tarihli Alfa-Tokoferol, Beta Karoten çalışması ve ilgili çalışmalar ise yüksek doz karotenoid takviyesi konusunda önemli bir yeniden düşünmeyi tetiklemiştir.
Tartışmalar
- Yüksek doz beta-karoten takviyeleri sigara içenlerde akciğer kanseri riskini neden artırmıştır?
- Yüksek riskli sigara içenlerde yapılan çalışmalar, takviye beta-karotenin akciğer kanseri insidansını artırdığını bulmuştur; bu durum, gözlemsel beklentilerin aksine, yüksek konsantrasyon ve oksijen geriliminde pro-oksidan davranış ve koruyucu gıda matrisinin kaybı hakkında hipotezleri tetiklemiştir.
Öne çıkan isimler
- Norman Krinsky
- Robert M. Russell
- Clive E. West
- Richard A. Bone
İlgili konular
Temel eserler
- castenmiller-1998
- krinsky-2003
- atbc-1994
Sıkça sorulan sorular
- Karoten ve ksantofil arasındaki fark nedir?
- Her ikisi de karotenoiddir, ancak karotenler (beta-karoten ve likopen gibi) saf hidrokarbonlardır, oysa ksantofiller (lutein ve zeaksantin gibi) yapısal olarak oksijen atomları da içermektedir.
- Diyet yağı karotenoid emilimi için neden önemlidir?
- Karotenoidler yağda çözünür olduğundan, diyet lipidleriyle birlikte emilmektedirler; çok az yağ içeren bir öğün, karotenoidin ne kadarının alındığını azaltmaktadır.