Что такое каротиноиды в коже

Обновлено: 28.04.2024

Исследования в области химии, биохимии, фармакологии и молекулярной биологии дали возможность раскрыть многостороннее влияние каротиноидов на обменные процессы в организме, что позволило врачам более эффективно и безопасно использовать их в лечении и профилактике целого ряда заболеваний. Тем не менее ученые полагают, что возможности этих удивительных природных веществ в медицине еще далеко не исчерпаны и поэтому продолжают их изучение

Усилиями химиков разных стран

Желто-оранжевый природный пигмент, получивший название «каротин» (от лат. carota — морковь), впервые был выделен из моркови и желтой репы в 1831 г. немецким химиком и фармацевтом Генрихом Вакенродером. Несколько лет спустя, в 1837 г., шведский химик Йенс Якоб Берцелиус путем экстрагирования спиртом выделил из осенних листьев зеленых растений желтое красящее вещество, названное им ксантофиллом.

В 1847 г. датский химик-органик Вильям Цейзе описал пигмент моркови, предложив его первую эмпирическую формулу, которую впоследствии уточняли различные исследователи. Наконец, в 1883 г. российский химик и медик А.П. Бородин, более известный в наше время как композитор (автор оперы «Князь Игорь»), сделал наблюдение, которое легло в основу всех дальнейших исследований в области красно-желто-оранжевых природных пигментов. Он доказал, что желтый пигмент, извлеченный из зеленых растений, не вполне идентичен каротину моркови и состоит из смеси минимум двух различных пигментов, в которой каротин является лишь составной частью в тех или иных количествах.

Вскоре это было подтверждено в работах российского ботаника Н.А. Монтеверде и других исследователей. Так было положено начало изучению комплекса каротиновых красящих веществ.

Теперь мы знаем, что каротиноиды являются полиненасыщенными соединениями терпенового ряда, которые содержат в молекуле 40 углеродных атомов. В состав молекулы входят циклогексановые кольца и остатки изопрена. На сегодня известно около 650 каротиноидов, но самое важное значение среди них имеют альфа-, бета- и гамма-каротины. Данные изомеры отличаются строением циклогексановых колец и, соответственно, биологической активностью.

Многогранные функции

Несмотря на то, что функции каротиноидов в живом организме изучены все еще недостаточно, можно утверждать, что они многогранны и значительны.

В течение многих лет каротиноиды изучали в основном как предшественники витамина А, что замедлило получение информации об их многогранной роли. Разнообразие каротиноидов в природе, объясняющееся различиями строения и конфигурации концевых групп молекул, затрудняет изучение функций этих веществ. В организме они образуют множество различных комплексов с белками, липидами и т.д., поэтому правильнее изучать не функции каротиноидов, а функции полимолекулярных комплексов, в состав которых входят каротиноиды.

Установлено, что в живых организмах каротиноиды выполняют целый ряд функций, среди которых важнейшими являются: А-провитаминная активность, предохранение от неблагоприятных факторов окружающей среды, стабилизация мембран и протеинов, содействие в транспорте кальция через мембраны. Кроме того, они оказывают влияние на работу эндокринной системы и играют иммуностимулирующую роль.

Универсальное значение имеет участие каротиноидов в окислительном обмене в клетках у животных при адаптации их к гипоксическим условиям, а также при старении. Каротиноиды при этом выполняют роль своеобразного депо кислорода.

Антиоксидантные «премудрости»

Естественно, что благодаря таким уникальным свойствам каротиноиды получили широкое применение в медицине. Масляные препараты на основе каротиноидов являются радикальным средством против ожогов, обморожений, язв и некоторых заболеваний кожи.

При местном применении они обезболивают, уменьшают воспалительные процессы в тканях, ускоряют эпителизацию поврежденной поверхности. Применяют эти препараты также при гипо- и авитаминозе А, для роста молодых организмов и как противоинфекционный фактор. Кристаллический β-каротин используют при лечении глаз и для приготовления препаратов, улучшающих зрение.

Полученные в последние годы данные свидетельствуют о целесообразности использования β-каротина с лечебно-профилактической целью при радиационных поражениях, предопухолевых состояниях, снижении иммунитета, сердечно-сосудистых и некоторых гинекологических заболеваниях, патологиях, связанных с внутриклеточной гипоксией.

В настоящее время надежно установлено, что антиоксидантные свойства многих каротиноидов и прежде всего β-каротина [1, 2] обусловливают их радиопротекторное [3, 4], антимутагенное [5, 6], иммуномодулирующее [7], противоинфекционное и антиканцерогенное действие [8, 9]. Интересно отметить, что совместное использование β-каротина, α-токоферола и витамина С оказывает более сильное антиоксидантное действие, чем каждое из этих веществ в отдельности [10, 11]. Однако чрезмерное потребление каротинсодержащих продуктов может привести к развитию каротинемической псевдожелтухи, а антиоксидантный эффект — трансформироваться в прооксидантный [12–14].

В настоящее время β-каротин признан эффективным канцеропротектором при раке молочной железы, шейки матки, желудка, прямой кишки и пищевода, действующий на стадиях инициации и промоции [15, 16].

Отмечено также возрастание риска развития рака при приеме каротиноидов в высоких дозах на фоне хронической интоксикации алкоголем и табачным дымом [17, 18]. Механизм опасного влияния высоких доз β-каротина на организм курильщиков связан с неустойчивостью его молекулы в условиях повышенной продукции свободных радикалов и снижения уровня антиоксидантов (α-токоферола, аскорбата), стабилизирующих неокисленный каротин. Изменение метаболизма каротина и увеличение образования его окисленных метаболитов снижают экспрессию гена β-RAR, выполняющего функцию супрессора, и ускоряют опухолевую трансформацию клеток [19].

Кроме того, избыток β-каротина потенцирует действие гепатотропных ядов, а в сочетании с этанолом вызывает гепатотоксический эффект [20]. Поэтому только рациональная комбинация антиоксидантов и их режим дозирования, определяемые врачом, могут оказывать антипролиферативный эффект и предупреждать злокачественную трансформацию.

Не только на суше, но и в море

Традиционными источниками каротиноидов для человека и животных являются вегетативные органы, плоды, семена растений и продукты животного происхождения. Однако они не могут в полной мере обеспечить потребности медицины, пищевой промышленности и сельского хозяйства в каротине [21]. В последние годы найдены перспективные продуценты каротина среди водорослей [22], грибов, дрожжей [23], бактерий [24] и разработаны технологии их промышленного культивирования [25].

Из природных источников, присущих средним широтам, в том числе климатическим зонам Украины, можно выделить плоды моркови, тыквы, томатов, сладкого перца, облепихи, шиповника и рябины. При этом ряд каротиноидсодержащих препаратов на основе природного растительного сырья выпускается отечественной фармацевтической промышленностью.

Следует отметить, что определенные сложности в разработке лекарственных форм с каротиноидами вызывает их лабильность — под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды (кислород воздуха, солнечный свет, перепады температур, химические реагенты) они могут легко окисляться и разрушаться. Создание каротиноидсодержащих препаратов в такой современной лекарственной форме, как желатиновые капсулы, позволяет свести эти проблемы к минимуму.

Для производства концентратов каротиноидов, применяемых в медицине в нашей стране, используются прежде всего плоды облепихи и шиповника.

Ныне исследование каротиноидов продолжается. Учитывая их роль в нормализации протекания физиологических процессов в организме человека, актуальной задачей современной фармацевтической науки является создание новых профилактических и лекарственных средств на основе этих удивительных веществ.

«Лоснящаяся лошадь»

Облепиха (Hippophae) — неиссякаемый природный источник каротина и каротиноидов. Она относится к
семейству лоховых и распространена в Европе, Азии, Австралии и Северной Америке. С давних времен облепиху широко применяли в народной медицине для заживления ран, язв, ожогов и излечения кожных заболеваний, а в более позднее время — как поливитаминное средство против авитаминоза.

Само латинское название растения Hippophae означает «лоснящаяся лошадь», поскольку еще древние греки заметили, что лошади, которые паслись в зарослях колючего кустарника, поедая листья и золотистые ягоды, становились упитанными, а их грива и шкура начинали блестеть. Поэтому облепиху начали использовать как лекарство для больных и истощенных лошадей. Со временем древние эскулапы применили целебные ягоды и для лечения людей, прежде всего воинов и спортсменов.

Упоминания об этом чудесном растении есть в старинных манускриптах Тибета, Монголии, а также в лечебниках китайской медицины, и все описания сводятся к тому, что облепиха — универсальное лекарственное растение. Но потом наступило мрачное Средневековье и об облепихе забыли.

В настоящее время области использования препаратов, полученных из облепихи, значительно расширены. Так, например, облепиховое масло применяют при ожогах, язвах, лучевых поражениях, раке пищевода и половых органов.

Используют плоды облепихи также для приготовления соков, киселей, компотов, джемов, варенья, напитков, настоев и т.д.

Самый настоящий «облепиховый бум» наблюдался в бывшем СССР в начале 80-х годов прошлого столетия, когда врачи обнаружили множество полезных свойств облепихового масла. Его невозможно было купить, врачи выписывали рецепты на особых бланках, в аптеках записывались в очередь на получение этого, как полагали, «чудодейственного» средства, а расход облепихового масла подлежал особому учету. Масло облепихи было дефицитом!

Сегодня я расскажу, как получить золотистый, сияющий и привлекательный оттенок кожи без косметики и солярия. Заинтригованы? На самом деле, все достаточно просто. Эксперты из Университета Сент-Эндрюс собрали группу добровольцев, чтобы проанализировать влияние рациона на цвет кожи. Они сделали фотографии людей до начала курса питания и после. Оказалось, фрукты и овощи приводили к усилению природного красного и желтого подтона кожи (фактически она темнела). При оценки привлекательности, такая кожа признана самой здоровой и сексуальной.

Овощи (каротины) — справа!

Оттенок кожи зависит от сочетания пигментов: меланин, гемоглобин и каротины. Меланин зависит от вашей генетики и солнца, а вот гемоглобин находится в кровеносных сосудах, поэтому краснота кожи зависит от их тонуса и глубины залегания. Если вы получили синяк, то он будет менять цвет из-за распада гемоглобина на компоненты разного цвета. Именно гемоглобин делает щеки розовыми и позволяет людям краснеть при волнении, когда под действием выброса гормонов расширяются сосуды.

Доктор Росс Уайтхед, руководитель исследования, считает, что овощи и фрукты могут стать заменой соляриям (намного более здоровой). Также проводился отдельный эксперимент: ученые просили людей оценить привлекательность нескольких человек. В итоге чаще всего положительные отзывы получали «люди со здоровым цветом лица».

Ранее было известно, что некоторые овощи, такие как морковь, могут способствовать оранжевому цвету кожи и тем не менее, это не было настолько показательно. А вот теперь доказано экспериментальным путем, что увеличение пигментов в коже может быть заметно для других. Используя датчики света, исследователи показали, что красные и желтые оттенки были связаны с уровнем каротиноидов в коже.

Существуют сотни различных видов каротиноидов. Основными представителями каротиноидов у высших растений являются два пигмента — каротин (оранжевый) и ксантофилл (желтый). Но в данном эксперименте наиболее сильное влияние на кожу оказали ликопин из томатов и красного перца, а так же бета-каротин, содержащийся в моркови, а еще брокколи, кабачки, и шпинат. Цвет кожи может также зависеть и от химических веществ, называемых полифенолы, они содержатся в яблоках, чернике и вишне, которые вызывают прилив крови к поверхности кожи.

Росс Уайтхед, ведущий ученый эксперимента, опубликовал результаты исследований в журнале PLoS ONE. В своем интервью он сказал, что даже специалисты не предполагали такого разнопланового влияния овощей и фруктов, как показал эксперимент.

Основной источник каротиноидов — это зелень и овощи. Содержание каротиноидов в пище коррелирует с их содержинием в коже, причем каротиноиды находятся во всех слоях кожи. Также эти исследования установили, что оттенок кожи, который ей придают каротиноиды, воспринимается как более здоровый и сексуальный, чем загар, полученный только от солярия. Разумеется, оба цвета также эффективно между собой взаимодействуют.

Притягательность «золотистых» оттенков кожи заложена в нас генетически: чем более золотой оттенок кожи у носителя, тем он здоровее. Это правило работает и у птиц и у рыб, давая самую яркую окраску у самых здоровых особей. При паразитарных болезнях и инфекциях окраска ослабевает.

Исходный слева, загар в центре, овощи — справа.

Фото A и C отражают низкий уровень меланина, B и D – высокий уровень меланина. Фото A и B дополнительно показывают высокий уровень каротиноидов, а фото C and D – низкий уровень.

Каротиноиды и цвет кожи

Каротиноиды — это большая группа пигментов, которые оказывают на наше здоровье очень широкий спектр положительных эффектов. Из них только бета-каротин может быть токсичным в высоких дозах. Однако в природных источниках каротинов находится их смесь (ликопен, бета-каротин, альфа-каротин, лютеин, зеаксантин и др), которые могут превращаться друг в друга, что делает их безопасными. Также к каротиноидам относится король антиоксидантов — астаксантин, про который я недавно писал.

Сияющий и здоровый оттенок кожи без косметики и солярия: каротиноиды.

Источники каротиноидов:

Из источников, присущих средним широтам можно выделить плоды моркови, тыквы, томатов, сладкого перца, облепихи, шиповника, рябины. Темно-зеленые овощи также содержат каротиноиды. Зеленый хлорофилл маскирует содержащийся в них желто-оранжевый пигмент. Особенно богаты каротинами зеленые листья некоторых растений (например, шпината), корнеплоды моркови, плоды шиповника, смородины, томата и др. Альфа-каротинприсутствует в моркови и тыкве, ликопин-в красных плодах (например, в арбузах, красных грейпфрутах и особенно в томатах, прошедших кулинарную обработку).

Много лютеина и зеаксантина в темно-зеленых овощах, в тыкве и красном перце, а криптоксантина-в манго, апельсинах и персиках. Некоторые культуры накапливают преимущественный тип каротиноидов: морковь и люцерна —каротины, томаты — ликопин, плоды паприки — капксантин и капсорубин, желтая кукуруза — криптоксантин и зеаксантин, аннато — биксин. Как вариант — томатная паста (та, в которой только измельченные томаты!)

Альфа-каротин. Альфа-каротин, также как бета-каротин и бета-криптоксантин, являются провитаминами, они могут быть преобразованы организмом человекав витамин А. Их пищевые источники — оранжевые продукты, такие как тыква иморковь. Низкий уровень каротиноидов в крови связан с развитием сердечно-сосудистых заболеваний. Суточная рекомендуемая норма потребления альфа-каротина 518 мкг / сут. Средилюдей 19 лет и старше только 23% получают эту норму.

Бета-каротин. Бета-каротин содержится во многих фруктах и овощах оранжевого и желтого цветов — дыня, морковь, сладкий картофель. Бета-каротин является мощным антиоксидантом, защищающим клетки организма от повреждений, вызванныхсвободными радикалами. Также считается, что этот каротиноид способствует повышениюфункции иммунной системы и может играть защитную роль вздоровье костей. Норма приема бета-каротина3787 мкг / сутки. Среди взрослых 19ти лет и старше только 16% потребляют достаточное количество.

Сияющий и здоровый оттенок кожи без косметики и солярия: каротиноиды.

Бета-криптоксантин. Бета-криптоксантин содержится в овощах, таких как тыква, перец, и фруктах, таких как мандарины. Эпидемиологические исследования показывают, что антиоксидантный потенциал каротиноидов может защитить от окислительных процессов, которые могут привести к воспалению. Исследования показывают, что незначительное увеличение потребления бета-криптоксантина, эквивалентное одному стакану свежевыжатого апельсинового сока в день, уменьшает риск развития воспалительных заболеваний, таких как ревматоидный артрит. Норма бета-криптоксантина — 223 мкг / сут. Потребляют такое количество только 20% людей.

Лютеин / зеаксантин. Лютеин содержится в зеленых листовых овощах и обладает высоким уровнем антиоксидантной активности. Высокие уровни лютеина и зеаксантина (каротиноид, тесно связанный с лютеином, является его производным) уменьшают риск возрастной макулярной дегенерации, которая является ведущей причиной слепоты у пожилых людей. Лютеин и зеаксантин действуют как фильтры для синего цвета и создают возможности для сохранения зрения. В одном из исследований было выявлено, что пожилые люди с высоким содержанием лютеина / зеаксантина в потребляемой пище, имели самый низкий риск возрастной макулярной дегенерации. Норма потребления для лютеина / зеаксантина — 2055 мкг / сутки. Потребляют норму 17% взрослых людей.

Ликопин. Ликопин извлекают из помидоров, этот каротиноид является мощным антиоксидантом. Эпидемиологические исследования показали, что существует корреляция между увеличением потребления томатов и снижением риска рака простаты. Норма ликопина — 6332 мкг / сутки. Потребление взрослым населением 31%.

Не только оттенок, но и защита

Благодаря своим антиоксидантным и противовоспалительным свойствам, а также способности влиять на рост и деление клеток, каротиноиды защищают кожу от фотоповреждения и способствуют профилактике кожных заболеваний. Широко изучено систематическое защитное действие, оказываемое бета-каротином при солнечных ожогах (эритема). Мета-анализ нескольких исследований показал, что для максимального защитного эффекта требуется целевое потребление бета-каротина в течение, как минимум, 10 месяцев. Клинические исследования, также изучавшие повышенное потребление ликопина с фруктами и овощами, дали положительные результаты при лечении солнечных ожогов.

Не только кожа

В ходе многих исследований были получены доказательства связи между регулярным потреблением пищевых продуктов с высоким содержанием каротиноидов и сниженным риском развития ряда заболеваний. Считается, что базовые механизмы защитного действия обусловлены антиоксидантной активностью каротиноидов и их биохимической способностью влиять на передачу сигнала в клетках.

Следовательно, достаточное потребление каротиноидов для поддержания собственной антиоксидантной системы организма препятствует развитию заболеваний, провоцируемых окислительным повреждением компонентов клеток. Поскольку эти питательные микроэлементы являются жирорастворимыми веществами, их действие, преимущественно, направлено на защиту клеточных мембран и липопротеинов от избыточного окисления. Каротиноиды способствуют профилактике клеточной мутации, а значит, развития рака. Кроме того, они препятствуют образованию атеросклероза — одной из причин развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Заключение

1. Вы можете влиять на оттенок и состояние кожи диетой. Овощи не только дадут здоровый сияющий привлекательный оттенок кожи, но и защитят ее от старения. Плюс множетсво прочих положительных эффектов.

2. Варьируя содержание разных каротиноидов, вы можете получить свой идеальный оттенок кожи, при этом он будет на самом деле идти изнутри, а не намазываться как крем.

3. Как минимум – это шесть недель и три-четыре дозы овощей в день (можно съедать и в один-два приема). Потребление минимум трех порций овощей и фруктов в день, включая морковь, капусту и киви, дает коже здоровый вид и золотистое сияние. Причем, чтобы ощутить на себе эффект, достаточно всего шести недель. В принципе, даже 30 мг бета-каротина значительно замедляет фотостарение кожи.

4. Каротиноиды – это жирорастворимые соединения, поэтому обязательно добавляйте жиры (оливковое масло, сливочное масло) для лучшего их усвоения.

5. Термическая обработка и измельчение повышает процент усвоения каротиноидов. Здесь следует отметить, что большинство каротиноидов в растениях, особенно в овощах, ассоциированы с полисахаридами, липидами, белками. Эти комплексы способствуют сохранению каротиноидов, но препятствуют их усвоению организмом. По-этому биодоступность лютеина, а также зеаксантина из природного сырья составляет 10-20 % по сравнению с чистым веществом. Биодоступность же чистого бета-каротина непосредственно из моркови не более 20 %, а из брюквы – менее 1 %. Разрушить блоки каротиноидов с комплексообразователями можно путем кулинарной обработки содержащего их сырья: измельчения, пропаривания, щадящего нагревания.

Источники:

Attractive Skin Coloration: Harnessing Sexual Selection to Improve Diet and Health

Fruit, Vegetable and Dietary Carotenoid Intakes Explain Variation in Skin-Color in Young Caucasian Women: a Cross-Sectional Study

Кожа ежедневно подвергается агрессивным воздействиям. Загрязнение воздуха, табачный дым, озон, употребление алкоголя и в особенности солнечные лучи могут негативно сказываться на ее состоянии здоровья и внешнем виде. Повреждающее воздействие ультрафиолетовых (УФ) лучей может вызывать солнечные ожоги, фотостарение, гиперпигментацию и даже развитие онкологических заболеваний. Хорошей стратегией защиты от УФ-излучения будет использовать солнцезащитный крем постоянно, носить одежду, которая укрывает кожу от солнечных лучей, да и просто избегать длительного пребывания на открытом солнце. Казалось бы, простая, логичная и понятная рекомендация, но недавние исследования обнаружили любопытный факт: большую часть солнечных ожогов на протяжении жизни люди получают во время незапланированного пребывания на солнце, не воспользовавшись солнцезащитным кремом. Также приходится признать, что, учитывая популярность загара и пляжного отдыха в сочетании с неосведомленностью и нежеланием большинства людей постоянно пользоваться адекватной защитой от солнца, эти меры едва ли могут достичь своего эффекта.

В отсутствии адекватной внешней защиты от солнца единственной линией обороны кожи от повреждающего действия УФ-лучей остается ее естественная защитная система. Самым важным компонентом этой системы являются антиоксиданты, так как с технической точки зрения негативное действие агрессивных факторов среды (будь то УФ-лучи или другие) так или иначе сводится к окислительному стрессу. К сожалению, естественный потенциал антиоксидантной системы кожи не так велик, и длительное воздействие УФ-излучения существенно нарушает ее работу. Фитонутриенты, содержащиеся в овощах и фруктах: каротиноиды, флавоноиды, полифенолы, аскорбаты и токоферолы — могут обеспечить дополнительную защиту кожи и помочь сохранить ее здоровье, и, соответственно, наше.

Самой большой и многообещающей группой таких фитонутриентов являются каротиноиды — семейство более чем 600 натуральных жирорастворимых пигментов, которые обеспечивают красную, оранжевую и розовую окраску множества овощей и фруктов. Каротиноиды, наряду с хлорофиллами, принимают участие в поглощении и утилизации света в процессе фотосинтеза, а также нейтрализуют активные формы кислорода, защищая ДНК и другие компоненты живых клеток от повреждений, вызванных окислительным стрессом. Впервые фотопротекторные эффекты каротиноидов были обнаружены в клетках бактерий вида Rhodopseudomonas sphaeroides в 1956 г. Систромом и соавт, а в 70-х Мэтьюс-Рот и соавт. провели первые клинические исследования фотопротекторного действия каротиноидов на кожу человека. С тех пор количество публикаций стабильно растет с каждым годом в попытках раскрыть механизмы защитного действия каротиноидов и исследовать их полезные эффекты как для кожи, так и для здоровья человека в целом.

В организме человека каротиноиды реализуют схожее защитное действие, и множество эпидемиологических исследований за прошедшие 30 лет показывают взаимосвязь между более высоким содержанием каротиноидов в плазме крови с лучшим состоянием здоровья и более длительной продолжительностью жизни.

Человек не способен синтезировать эндогенные каротиноиды, и, соответственно, необходимо поддерживать их достаточное количество в рационе. Однако социологические опросы и исследования с регулярностью говорят о том, что большинство людей не принимает в пищу необходимое количество овощей и фруктов, богатых этими соединениями. К примеру, согласно данным исследования, проведенного в США и Великобритании, большая часть населения потребляет всего 1-2 мг β-каротина в день, тогда как согласно клиническим данным для проявления положительных эффектов на здоровье и качество жизни необходимо принимать не менее 2-4 мг β-каротина в сутки. Рекомендации Национального Института Онкологии США указывают, что для снижения риска развития онкологических и других хронических заболеваний необходимо обеспечить ежедневное поступление 3-6 мг β-каротина. Следует отметить, что регуляторные органы в области здравоохранения этих стран (European Food Safety Authority (EFSA) и US Food and Nutrition Board) пока не установили рекомендуемую норму потребления β-каротина.

Несмотря на огромное количество клинических данных и общепризнанную пользу для здоровья человека, наблюдается явная потребность в систематизации всей этой информации и четких рекомендациях по применению пищевых каротиноидов.

С целью внести ясность команда ученых из Германии и США сделала обзор огромного количества клинических материалов, накопленных по результатам исследований эффектов каротиноидов за последние 50 лет. Они произвели систематический обзор публикаций по этой теме на PubMed и Google Scholar.

В ходе работы им удалось найти подтверждение целому ряду положительных эффектов каротиноидов, которые могут быть полезны в качестве фотозащиты, а именно:

эффективность каротиноидов против эритемы, вызванной УФB-излучением;
эффективность каротиноидов в предотвращении гиперпигментации, вызванной воздействием УФA-излучения;
предотвращение перекисного окисления липидов;
ингибирование матриксных металлопротеиназ (в частности ММП-1 и ММП-9, экспрессия которых активируется под действием УФ);
положительное влияние на некоторые маркеры оксидативного стресса и медиаторы воспаления (ММА-1, ИЛ-6 и ФНО-альфа и др.)
положительное влияние на внешний вид и биофизические свойства кожи.

Подробнее обо всех этих эффектах, как именно и в ответ на прием каких доз и видов каротиноидов они проявлялись вы сможете прочитать в большой заметке, посвященной теме каротиноидов, в ближайшем номере журнала «Косметика и медицина Special Edition 2022», который сейчас активно готовится к печати. Следите за нашими новостями!

Ну а пока дадим ответ на вопрос: «могут ли пищевые каротиноиды заменить солнцезащитные кремы?».

способны дезактивировать активные формы кислорода за счет своего высокого антиоксидантного потенциала;
способны подавлять воспаление внутри клеток за счет подавления синтеза провоспалительных цитокинов;
способны активировать естественные восстановительные энзимы клеток
все же являются, хотя и слабым, но барьером на пути УФ-излучения (молекулы каротиноидов способны поглощать этот вид излучения).

Таким образом, регулярное употребление каротиноидов может быть отличным дополнением к защите, которую обеспечивает солнцезащитный крем с высоким SPF. Особенно с учетом того, что, как мы говорили, наибольшие дозы УФ люди получают тогда, когда попадают на солнце «незапланировано». Накопленный запас внутренних каротиноидов может помочь нивелировать часть негативного действия солнца.

Источник:

Baswan S.M., Klosner A.E., Weir C., et al. Role of ingestible carotenoids in skin protection: A review of clinical evidence. Photodermatol Photoimmunol Photomed 2021;37:490–504.

Троценко Татьяна Викторовна

Врач-дерматовенеролог, косметолог, ведущий специалист, ООО «Астрея», Москва

Ретиноиды хорошо известны своей способностью выступать в качестве сигнальных молекул и влиять на ряд клеточных процессов — таких, как рост, деление и дифференцировка клеток, апоптоз, иммуномодуляция. Большинство их эффектов связано с преобразованием в транс-ретиноевую кислоту и последующим связыванием со специфическими ядерными рецепторами ретиноевой кислоты (RAR) и/или Х-ретиноидными рецепторами (RXR). Эти рецепторы относятся к факторам транскрипции: их активация влияет на экспрессию ряда ретиноид-чувствительных генов, в том числе и тех, которые управляют процессами клеточной дифференциации и пролиферации.

Активно делящиеся клетки, к которым относятся кератиноциты и себоциты, быстро «отвечают» на местное нанесение ретиноидов ускорением пролиферации и дифференцировки. В результате ускоренного деления базальных кератиноцитов быстрее обновляется клеточный состав эпидермиса, и этот процесс лежит в основе омолаживающего эффекта ретиноидов. Что же касается себоцитов, то на фоне ускорения их пролиферации наблюдается уменьшение продукции кожного сала — клетки просто не успевают его накопить.

Эффективность ретиноидов в коррекции признаков хроно- и фотостарения многократно подтверждена клиническими исследованиями, и вот уже более 30 лет они по праву являются золотым стандартом антивозрастной косметики. Однако уже с первых дней терапии ретиноидами фоточувствительность кожи увеличивается, так что для достижения оптимального результата необходимо подключение защитных средств. К тому же на стадии деления клетки кожи наиболее чувствительны к ультрафиолету и другим агрессивным внешним факторам — например, таким, как загрязнение воздуха или излучение экранов цифровых устройств. Защита не обязательно должна быть пассивной (обеспечиваемой УФ-фильтрами), хотя при терапии ретиноидами настоятельно рекомендуется использовать средства с SPF не ниже 30. В этом плане очень интересны растительные экстракты с их комплексным, часто синергетическим, эффектом, направленным на повышение собственного защитного потенциала кожи. В частности, весьма привлекательной опцией является фотоиммунозащита, подразумевающая поддержку антиоксидантной системы кожи, блокирование арил-углеводородных рецепторов (AhR) и мобилизацию кожного иммунитета. По такому механизму работает, например, полученный по особой технологии экстракт луговика антарктического Deschampsia antarctica.

В этой статье мы представляем данные научных исследований, подтверждающих целесообразность применения топических ретиноидов на фоне фотоиммунопротекции.

Ретиноиды и фотоиммунопротекторы: наступление по двум фронтам

В 2019 г. испанская компания Cantabria Labs опубликовала результаты открытого проспективного исследования эффективности нового режима антивозрастного ухода, направленного на устранение признаков фотоповреждения кожи лица [1]. В исследовании принимали участие 22 женщины европеоидной расы в возрасте от 45 до 65 лет, с III и IV типами кожи по Фицпатрику, проживающие в регионе, известном высоким уровнем загрязнения воздуха. Дополнительно была проведена оценка кожной переносимости и безопасности использованной схемы, поскольку именно побочные эффекты часто бывают причиной прекращения использования топических ретиноидов до окончания курса и не позволяют достичь поставленной цели.

Схема ухода включала применение двух безводных полуокклюзивных препаратов, созданных на основе запатентованных технологий — RetinSphere Technology ® (RST) и EDAFENCE ® (EDAT).

Технология RST использует ретинол и гидроксипинаколона ретиноат. Для стабилизации ретинола, улучшения его переносимости и проникновения в кожу реализована инновационная система доставки. Гидроксипинаколона ретиноат — ретиноид нового поколения, способный быстро проникать в кожу и непосредственно, без предварительного гидролиза, связываться с рецепторами ретиноевой кислоты. При этом он не дает побочных эффектов, характерных для третиноина. Такая двойная система обеспечивает как быстрое, так и пролонгированное действие.

Технология EDAT была выбрана в качестве дополнения, поскольку полученный с ее помощью стандартизованный водный экстракт луговика антарктического обладает особыми цитопротекторными и фотоиммунозащитными свойствами, обусловленными специфическим набором вторичных метаболитов, характерных для этого полиэкстремофильного растения. Ранее проведенные исследования показали, что EDAT защищает клетки кожи от преждевременного старения, спровоцированного воздействием активных форм кислорода и экотоксикантов, в том числе диоксинов [2–4]. Последние участвуют в избыточной активации AhR, что приводит к окислительному стрессу и повреждению ДНК. EDAT демонстрирует антагонизм к этому рецептору в кератиноцитах, что свидетельствует о его защитном действии, а также влияет на экспрессию лорикрина — белка, необходимого для нормального функционирования кожного барьера.

Использованное в эксперименте концентрированное средство с 0,5% ретинола, 0,5% EDAT и 4% ниацинамида предназначалось для устранения признаков фотостарения. Второй крем, названный авторами переходным, содержал 0,02% ретинола, 0,8% EDAT и 3% ниацинамида и применялся для постепенной адаптации кожи к концентрированному препарату. В качестве вспомогательного средства использовался солнцезащитный крем с SPF 50+. Все средства применялись в течение 90 дней по схеме, приведенной в табл. 1.

Таблица 1. Схема антивозрастного ухода

Недели эксперимента

Дни

Средство, используемое на ночь

Солнцезащитное средство

Первый вечер: концентрированное средство. Последующие два вечера: переходный крем. Цикл повторяется до конца периода

Концентрированное и переходное средство поочередно до конца периода

Концентрированное средство наносится два вечера подряд, а следующим вечером применяется переходный крем. Цикл повторяется до конца эксперимента

Эффективность схемы оценивали по общей площади и количеству морщин, а также упругости и эластичности кожи.

Приборная оценка количества морщин в области вокруг глаз при помощи Visioline показала, что на 30-й день число морщин уменьшилось почти на 30%, но к концу эксперимента разница составила чуть более 10% — т.е., на 90-й день количество морщин в периокулярной области несколько увеличилось по сравнению с 30-м днем (рис. 1). Исследователи предположили, что это может быть обусловлено некоторым увеличением сухости кожи, — этот побочный эффект довольно часто наблюдается при топической терапии с применением ретиноидов, — и рекомендовали включать в схему ухода дополнительные увлажняющие средства. Однако в целом полученные результаты по сокращению количества морщин весьма обнадеживают, что подтверждается и анализом фотоснимков, сделанных на разных этапах исследования (рис. 2).

Упругость (R0) и эластичность (R6) оценивали при помощи кутометра. К концу 4-й недели (T2) наблюдалось повышение упругости кожи на 17,5 % по сравнению с исходным уровнем, в то время как среднее значение вязкоэластичности (параметр R6) было малозаметно. В конце эксперимента (T3) наблюдалось статистически значимое улучшение упругости по сравнению с исходным уровнем на 41,7 % (р = 0,002), тогда как вязкоэластичность выросла на 12,8% (рис. 3).

Наблюдаемые функциональные и структурные изменения хорошо коррелировали с субъективной оценкой состояния кожи: все участницы исследования отметили, что их кожа стала выглядеть более свежей и молодой, заметно улучшилась ее текстура.

Средства, использованные в эксперименте, продемонстрировали хорошую переносимость у 86,5% участниц, и лишь у одной были отмечены зуд, сухость и шелушение. Исследователи предположили, что такая хорошая толерантность была достигнута благодаря инновационной системе доставки ретинола и наличию ниацинамида, обладающего противовоспалительным действием.

В целом результаты эксперимента свидетельствуют о том, что предложенная схема может быть успешно применена для существенного улучшения внешнего вида стареющей кожи, а также для профилактики ускоренного старения. Одним из важных аспектов омоложения с использованием этой схемы является блокирование повреждений, спровоцированных внешними факторами (загрязнение воздуха, ультрафиолет и др.). Экстракт луговика арктического продемонстрировал высокую антагонистическую активность в отношении AhR, что позволяет эффективно модулировать меланогенез, барьерную функцию, фотоиндуцированные биологические реакции и кожный иммунитет. Ранее было установлено, что технология EDAT способствует стимуляции выработки лорикрина — белка, играющего важную роль в обеспечении нормального функционирования кожного барьера и, соответственно, лучшей защите от воздействия загрязненного воздуха. Второй важный аспект, без которого было бы невозможно существенное улучшение внешнего вида и свойств стареющей кожи, несомненно, связан с технологией RST.

Достигнутое в описываемом исследовании улучшение эластичности и упругости кожи лица позволяет предположить, что наблюдаемые эффекты отчасти связаны с увеличением содержания коллагена в сосочковом слое дермы за счет ингибирования его деградации и стимуляции синтеза, а отмечаемая гладкость кожи и уменьшение морщин являются результатом эпидермальной гиперплазии, уплотнения рогового слоя, утолщения зернистого слоя и увеличения содержания гликозаминогликанов в эпидермисе и дерме. Применяемая схема топического использования ретиноидов в сочетании с фотоиммунопротектором обеспечивает объективное улучшение ряда параметров кожи лица, в том числе значительное повышение эластичности и видимое омоложение после 90 дней применения по сравнению с параметрами, зафиксированными в начале эксперимента.

Косметические средства, рекомендованные для составления программ омоложения кожи на основе сочетанного применения ретиноидов и фотоиммунопротекторов

Среди разработок испанской компании Cantabria Labs, на основе которых могут быть выстроены схемы антивозрастного ухода в рамках концепции совместного применения ретиноидов и фотоиммунопротекторов, можно выделить 2 линии: Neoretin Rejuvemax и Endocare C Ferulic EDAFENCE ® , разработанные на основе вышеупомянутых технологий RST и EDAT.

Линия Neoretin Rejuvemax

Помимо комплекса ретиноидов и экстракта луговика антарктического, в состав средств линии входит ряд активных ингредиентов, обеспечивающих комплексное воздействие:

Ниацинамид (витамин В₃) укрепляет барьерную функцию кожи, усиливает синтез коллагена и эластина, улучшает микроциркуляцию, уменьшает покраснение и пигментацию, а также сужает поры, регулирует образование себума, подавляет гликирование белков, сокращает морщины и в целом улучшает текстуру кожи.
Витамин С — не только мощный антиоксидант: он стимулирует выработку коллагена в дерме, оказывает фотопротекторное действие, осветляет кожу за счет ингибирования тирозиназы, укрепляет кожный барьер.
Витамин Е — еще один сильный антиоксидант, особенно хорошо работающий в паре с витамином С. Он ускоряет регенеративные процессы, стимулирует синтез коллагена и эластина, укрепляет липидный барьер, устраняет сухость и шелушение.
Трегалоза хорошо увлажняет кожу, защищает клеточные мембраны, способствует восстановлению нарушенной барьерной функции, работает как антиоксидант и усиливает действие ретиноидов.
Гиалуроновая кислота эффективно увлажняет, помогает восстановить эпидермальный барьер, оказывает противовоспалительное и успокаивающее действие, активизирует регенерацию.
Бисаболол обладает выраженным противовоспалительным и успокаивающим действием за счет ингибирования выброса провоспалительных цитокинов. Он ускоряет процессы заживления, уменьшает пигментацию и способствует лучшему проникновению в кожу других активных веществ.
Таурин — аминокислота, обладающая свойствами осморегулятора, фото- и радикалопротектора. Стимулирует активность митохондрий, укрепляет клеточные мембраны и ингибирует гликирование структурных белков.

В составе линии есть 2 группы средств, предназначенные для ухода за кожей, адаптированной либо неадаптированной к ретинолу, что имеет большое значение для составления программ ухода по образцу описанной выше. Краткие сведения о средствах линии и рекомендации по их применению представлены в табл. 2, 3.

Таблица 2. Краткое описание средств линии Neoretin Rejuvemax

Средство

Активные ингредиенты

Краткие характеристики

Neoretin Rejuvemax Day Defense Cream

Дневной защитный крем с ретинолом

Гидроксипинаколона ретиноат, ретинол в микроспонжах и гликосферах, ниацинамид, витамин С, экстракт луговика антарктического, гиалуроновая кислота, витамин Е, трегалоза, таурин

Легкий, быстро впитывающийся крем для омоложения и ежедневной защиты кожи от преждевременного старения

Neoretin Rejuvemax Transition Cream

Омолаживающий крем-транзит с ретинолом

Экстракт луговика антарктического, ниацинамид, гиалуроновая кислота, витамин С, ретинол в микроспонжах и гликосферах, гидроксипинаколона ретиноат, витамин Е, трегалоза, таурин

Очень комфортный крем с реструктурирующим, смягчающим и увлажняющим действием обеспечивает максимальную толерантность кожи в процессе ретинизации

Neoretin Rejuvemax Restructuring Gel

Омолаживающий ретурктурирующий гель с ретинолом

Ретинол в микроспонжах и гликосферах, гидроксипинаколона ретиноат, ниацинамид, гиалуроновая кислота, экстракт луговика антарктического, аскорбиновая кислота, бисаболол, витамин Е

Шелковистый гель для кожи, не адаптированной к ретинолу, включает ретиноловый комплекс RETINSPHERE® в оптимальной концентрации для эффективного обновления кожи, улучшения ее текстуры, разглаживания морщин

Neoretin Rejuvemax Gel Intense

Омолаживающий интенсивный гель с ретинолом

Интенсивный гель шелковистой текстуры для кожи, адаптированной к ретинолу, содержит высокую концентрацию ретиноидов и обеспечивает интенсивное действие для достижения быстрых и видимых результатов омоложения

Таблица 3. Схемы применения системы Neoretin Rejuvemax

Срок

Утром

На ночь

Кожа, адаптированная к ретинолу

Neoretin Rejuvemax Day Defense Cream

2 ночи: Neoretin Rejuvemax Transition Cream

1 ночь: Neoretin Rejuvemax Gel Intense

3 ночи: Neoretin Rejuvemax Transition Cream

1 ночь: Neoretin Rejuvemax Gel Intense

Neoretin Rejuvemax Day Defense Cream

При хорошей переносимости кожей режима предыдущих недель чередовать Neoretin Rejuvemax Gel Intense и Neoretin Rejuvemax Transition Cream через день

Neoretin Rejuvemax Day Defense Cream

При хорошей переносимости кожей режима предыдущих недель:

2 ночи: Neoretin Rejuvemax Gel Intense

1 ночь: Neoretin Rejuvemax Transition Cream

3 ночи: Neoretin Rejuvemax Gel Intense

1 ночь: Neoretin Rejuvemax Transition Cream

Neoretin Rejuvemax Day Defense Cream

При хорошей переносимости кожей режима предыдущих недель:

2 ночи: Neoretin Rejuvemax Gel Intense

1 ночь: Neoretin Rejuvemax Transition Cream

3 ночи: Neoretin Rejuvemax Gel Intense

1 ночь: Neoretin Rejuvemax Transition Cream

Кожа, не адаптированная к ретинолу

Neoretin Rejuvemax Day Defense Cream

2 ночи: Neoretin Rejuvemax Transition Cream

1 ночь: Neoretin Rejuvemax Restructuring Gel

3 ночи: Neoretin Rejuvemax Transition Cream

1 ночь: Neoretin Rejuvemax Restructuring Gel

Neoretin Rejuvemax Day Defense Cream

При хорошей переносимости кожей режима предыдущих недель чередовать Neoretin Rejuvemax Restructuring Gel и Neoretin Rejuvemax Transition Cream через день

Neoretin Rejuvemax Day Defense Cream

При хорошей переносимости кожей режима предыдущих недель:

2 ночи: Neoretin Rejuvemax Restructuring Gel

1 ночь: Neoretin Rejuvemax Transition Cream

3 ночи: Neoretin Rejuvemax Restructuring Gel

1 ночь: Neoretin Rejuvemax Transition Cream

Линия Endocare C Ferulic EDAFENCE ®

В программы омоложения, построенные на комбинации ретиноидов и фотоиммунопротекторов, отлично вписываются средства линии Endocare C Ferulic EDAFENCE ® , основанной на сочетании стандартизованного экстракта луговика антарктического с синергетическим комплексом антиоксидантов и факторов роста:

Экстракт луговика антарктического блокирует активацию рецепторов AhR, защищает клетки кожи от свободных радикалов и АФК, ингибирует воспаление и укрепляет кожный барьер.
3-о-этиласкорбиновая кислота эффективно нейтрализует АФК, стимулирует синтез коллагена, сокращает длину и глубину морщин, осветляет пигментацию и оказывает выраженное противовоспалительное действие.
Феруловая кислота — сильный антиоксидант, ингибитор тирозиназы. Обладает УФ-защитными свойствами.
Факторы роста фильтрата секрета улитки Cryptomphalus aspersa — композиция гликопротеинов с выраженным регенеративным и антиоксидантным действием; способствует обновлению и реорганизации внеклеточного матрикса, стимулирует выработку структурных белков и гликозаминогликанов.

Сыворотка Endocare C Ferulic EDAFENCE ® Serum может быть рекомендована для ежедневного использования с целью защиты кожи от стрессовых факторов окружающей среды, провоцирующих преждевременное старение. Она усиливает собственную антиоксидантную систему кожи, помогает восстановлению кожи после агрессивных косметических процедур, делает ее более гладкой, упругой и эластичной.

Заключение

Антивозрастные процедуры, позволяющие нивелировать негативное влияние внешних факторов, стимулирующие механизмы восстановления и хорошо переносимые кожей при длительном применении, имеют важное значение для современной косметологии. Схема антивозрастного ухода, основанная на совместном применении ретиноидов и фотоиммунопротекторов, не только демонстрирует высокую объективную и субъективную эффективность, но и — что немаловажно —вполне безопасна и комфортна для кожи. Это существенно расширяет возможности косметологов в плане составления программ омолаживающего ухода.

Никитюк В. Г.

Каротиноиды и их значение в живой природе и для человека

Государственный научный центр лекарственных средств, г. Харьков

Интенсивные методы хозяйствования, получение продуктов длительного хранения, их глубокая переработка приводят к истощению содержания в них витаминов и провитаминов (в частности, каротиноидов). Это, вместе с воздействием неблагоприятных экологических факторов и катастроф, вызывает их недостаток в организме и, как следствие, рост целых групп заболеваний.

Учитывая неоценимую роль каротиноидов для протекания нормальных физиологических процессов, актуальной задачей современной фармацевтической науки является создание профилактических и лекарственных средств на их основе. Мировым лидером в этой области выступает швейцарская фирма «Hoffmann La-Roche», препараты и пищевые добавки которой можно найти и на отечественном рынке.

Физико-химические свойства каротиноидов

По химической природе каротиноиды относятся к огромному классу терпеноидов, включающих также эфирные масла, фитогормоны, стероиды, сердечные гликозиды, жирорастворимые витамины, млечный сок. Их углеводородная структура состоит из цепи двух или более изопренов (С5-углеводородов). Каротиноиды относятся к тетратерпенам; они состоят из длинных ветвящихся углеводородных цепей, содержащих несколько сопряженных двойных связей, заканчивающихся на одном (g-каротин) или обоих концах (b-каротин) кольцевой циклической структурой — иононовым кольцом.

Длинная цепь сопряженных двойных связей образует хромофор всех каротиноидов, что позволяет отнести их к природным пигментам. Человеческому глазу каротиноиды с 7–15 конъюгированными двойными связями видятся в цвете от желтого до красного. Их хромофорные p-электронные системы находятся также под влиянием других дополнительных двойных связей и различных функциональных групп (например, карбонильной, эпокси-группы и др.), которые также оказывают влияние на поглощение волн света определенных длин и, как следствие, на цвет молекул.

В зависимости от степени поглощения каротиноиды разделяются на 2 группы: каротины и ксантофилы. Все незамещенные каротиноиды — каротины. Они не содержат атомов кислорода, являются чистыми углеводородами и обычно имеют оранжевый цвет. Наиболее известный представитель этой группы — b-каротин. Каротиноиды, окрашенные в цвета от желтого до красного характеризуются наличием кислородсодержащих функциональных групп и называются ксантофилами. Продукты распада дифференцируются как апо-, секо- и норкаротиноиды.

Из-за многочисленных двойных связей, обычно циклического окончания молекул и наличия ассимметричных атомов углерода каротиноиды имеют разнообразные конфигурации и стереоизомеры с различными химическими и физическими свойствами. Большинство каротиноидов имеют цис- и трансгеометрические изомеры. Атом углерода с 4 различными заместителями обусловливает возможность оптических R- или S-изомеров. Эти различия между молекулами одной и той же формулы оказывают заметное влияние на физические свойства и на эффективность каротиноидов как пигментов.

К общим свойствам каротиноидов можно отнести их нерастворимость в воде и хорошую растворимость во многих органических растворителях (хлороформе, бензоле, гексане, петролейном эфире, четыреххлористом водороде и др.). Гидроксилсодержащие каротиноиды лучше растворяются в спиртах (метанол, этанол). Растворы каротиноидов в органических растворителях при спектрофотометрических исследованиях дают характеристические полосы поглощения в основном в видимой области спектра, а стереоизомеры показывают их также и в ультрафиолетовой области. Это один из наиболее точных показателей, используемых при идентификации этих веществ.

Характерной является также особенность каротиноидов избирательно абсорбироваться на минеральных и некоторых органических абсорбентах, что позволяет разделять их при помощи методов хроматографирования.

Для отдельных каротиноидов характерны некоторые специфические реакции, в том числе цветные.

Следует учитывать, что каротиноиды в чистом виде характеризуются высокой лабильностью — они весьма чувствительны к воздействию солнечного света, кислорода воздуха, нагреванию, воздействию кислот и щелочей. Под воздействием этих неблагоприятных факторов они подвергаются окислению и разрушению. В тоже время, входя в состав различных комплексов (например, протеиновых), они проявляют намного большую стабильность.

Распространение каротиноидов в природе

Впервые выделенные еще в начале 19 века из желтой репы и моркови, каротиноиды, как оказалось, присутствуют в клетках и тканях у представителей всех 7 царств живой природы: от низших бактерий до позвоночных животных, наравне с черно-коричневыми меланинами, они являются самыми распространенными пигментами в природе: за год их синтезируется около 100 млн тонн (более 3 тонн в секунду). При этом на сегодняшний день обнаружено свыше 600 различных каротиноидов и это количество не является предельным.

Распространение и разнообразие каротиноидов в природе обуславливается как способностью организмов к их биосинтезу, так и способностью их абсорбировать и метаболизировать. Каротиноидные композиции у различных групп и видов живых организмов не только отличаются по количественному содержанию, но и различны по качественному составу. Человек, являясь уникальным творением природы, способен аккумулировать в значительных количествах и в одинаковой степени как каротиноиды, так и ксантофилы.

Следует отметить, что в природе каротиноиды могут находиться в различных состояниях: в свободном виде они чаще встречаются в пластидах растений, мышечной ткани рыб, яйцах птиц, в виде эфиров жирных кислот — в хроматофорах и эпидермальных структурах растений, в форме каротин-протеинов — в эпидермальных тканях животных и т. д.

Животные (в том числе и человек) не могут синтезировать каротиноиды de novo, их поступление зависит только от источников питания. Усвоение каротиноидов, как и других липидов, происходит в дуоденальной области тонкого кишечника. Под влиянием желудочно-кишечной среды (например кислотности желудочного сока), наличия специфических рецепторов протеинов каротиноиды могут разрушаться окислителями или энзимами или метаболизировать, как например b-каротин в витамин А в слизистой. Провитаминные свойства b-каротина и его окислительное преобразование в витамин А являются общими для всех животных. Согласно принятой гипотезе b-каротин превращается в витамин А в слизистой кишечника под воздействием фермента каротиндиоксигеназы. Молекула b-каротина, которая теоретически должна образовывать 2 молекулы витамина А, уменьшается с одного конца цепи в результате последовательного окисления до ретиналя (С20-соединения) и образует одну молекулу витамина А. Другие каротиноиды также могут проявлять А-провитаминную активность.

Усвоение каротиноидов

Установлено, что содержащиеся в продуктах питания каротиноиды далеко не полностью усваиваются организмом. Находясь внутри неповрежденных клеток растительных продуктов, каротиноды ресорбируются в кровь обычно в очень малой степени. Значительно лучше происходит усвоение из мелко измельченных и предварительно обработанных продуктов, в которых клеточные мембраны разрушены.

Кроме того, важным фактором для усвоения каротиноидов организмом является наличие жировой среды. Еще в 1941 году было установлено, что количество каротина, усвояемого организмом из сырой моркови при диете, лишенной жиров, не превышает 1%. При тех же условиях из вареной моркови усваивается 19% каротина. После добавления растительного масла усвоение каротина увеличивается до 25%.

Значение и функции каротиноидов

Наблюдая широкое распространение каротиноидов в растительном и животном мире, их большое разнообразие, тот факт, что на протяжении всей эволюции растения производят, а животные и человек поглощают каротиноиды, содержащиеся в продуктах их ежедневного рациона, модифицируют и аккумулируют их специфическим образом, неизбежно возникает вопрос об их функциональном назначении. Хотя многие аспекты физиологических функций каротиноидов остаются невыясненными до конца, можно с уверенностью утверждать, что они играют важную роль в различных физиологических процессах, без которых жизнь в существующей форме была бы невозможна.

Для растений фундаментальное значение имеет функция каротиноидов, связанная с процессом фотосинтеза, который стал основой всей жизни на земле, когда геохимические источники энергии на нашей планете были исчерпаны (после глобального энергетического кризиса, произошедшего на нашей планете около 5 миллиардов лет назад). Растения абсорбируют энергию солнечного света и благодаря этому синтезируют из углекислого газа и воды органические вещества, которые и являются основой как животной, так и человеческой пищевой цепи. В процессе фотосинтеза производится кислород, образующий кислородную атмосферу, в которой большинство органических молекул могли быстро разрушаться, если бы не были защищены от подобных побочных эффектов этого процесса (также, как и от других неблагоприятных факторов). В предотвращении негативных проявлений этих процессов (например, индуцирование энергии и защита органических молекул от разрушения окислением) ключевая роль принадлежит каротиноидам.

Как светопоглотители каротиноиды разделяют с хлорофиллом ключевую роль в энергетическом метаболизме высших растений. Поглощая свет, они трансформируют захваченную световую энергию в реакционные центры пигментов, где она преобразуется в электрическую, а затем и в химическую в форме АТФ, которая уже пригодна для синтеза различных соединений.

Не менее важна мембраностабилизирующая функция каротиноидов, что исключительно важно для жизни в кислородной атмосфере.

Каротиноиды вовлекаются в различные защитные механизмы:

благодаря наличию сопряженных двойных связей, могут связывать синглетный кислород и ингибируют образование свободных радикалов, предупреждая их негативное действие на организм;

обеспечивают защиту от ультрафиолетового излучения, так как могут трансформировать энергию УФ-света в видимый свет, что проявляется в явлении флуоресценции (например свечение пыльцы некоторых цветковых растений, спор грибов и водорослей и т. д.).

выступают в роли антиоксидантов, защищая чувствительные ткани и лабильные соединения от окисления.

Одна из важнейших функций каротиноидов — А-провитаминная активность. Животные и человек не способны синтезировать витамин А, который является незаменимым для зрения, роста, репродукции, защиты от различных бактериальных и грибковых заболеваний, нормального функционирования кожи и слизистых. Витамин А не образуется и в растительных тканях, и может быть получен только путем преобразования провитамин-А активных каротиноидов (прежде всего b-каротина, а также a-каротина, криптоксантина, 3,4-дигидро-b-каротина, астаксантина, кантаксантина и др.).

Представляет интерес влияние каротиноидов на эндокринную систему, особенно это касается полового развития и созревания, оплодотворения, прохождения репродуктивных процессов.

Еще одна важная функция — способность образовывать комплексы с протеинами. Известно, что маленькие молекулы (так называемые аллостерические эффекторы) изменяют агрегационное состояние протеинов, тем самым стабилизируя их протеиновую и энзимовую активность. Эта способность также обуславливает изменения проницаемости мембран.

Каротиноиды могут косвенно поддерживать водный баланс организма, способствуют работе обонятельных рецепторов и хеморецепторов.

Считается, что каротиноиды (ксантофилы) используются как запас кислорода в нейрональной дыхательной цепочке и важны поэтому в кислородных клетках и тканях.

Учитывая существующую взаимосвязь между высокой каротиноидной и кальциевой концентрацией, в особенности в компонентах митохондрий с каротиноидсодержащими мембранами, можно заключить, что эти липохромы играют большую роль в транспорте кальция через мембраны.

Установлена иммуностимулирующая роль каротиноидов. Например, обнаружено: рыбы с высоким содержанием каротиноидов были значительно более устойчивы к инфекционным и грибковым заболеваниям; цыплята — устойчивы к энцефалопатии и т. д. Каротиноиды увеличивают цитостатическую активность клеток-киллеров, замедляют рост опухоли и ускоряют ранозаживление.

Они также проявляют аппетитстимулирующую активность (и физиологически, и этиологически).

Весьма важной, проявляющейся внешне, функцией каротиноидов является их способность обеспечивать яркую окраску организмов, которая может выполнять сигнальную функцию, нести информацию:

цветооповещающие реакции могут действовать как приманка, предупреждение или защита, могут являть выражением настроения;

могут являться выражением настроения;

могут служить сигналом для определенного комплексного внутривидового поведения.

Перечень основных установленных функций каротиноидов представлен нами в таблице.

Запас кислорода в нейрональной дыхательной цепочке

Способствуют транспорту кальция через мембраны

Отмечено, что продукты разложения каротиноидов также обладают специфическими физиологическими функциями: например, участвуют в синтезе фитогормонов.

Природные источники каротиноидов и их использование

Природные источники каротинодов очень многообразны: травы и зеленые листья, пыльца цветковых растений, лепестки цветов, водоросли, корни, зерна и плоды растений, а также различные микроорганизмы, некоторые виды рыб. Многие из них могут быть использованы, а некоторые уже довольно широко используются, для получения различных пищевых добавок и препаратов с А-витаминной активностью или другими направленностями действия. В странах с тропическим климатом источником получения каротиноидсодержащих продуктов служат красное пальмовое масло и клубни батата. Довольно богаты каротиноидами плоды цитрусовых, абрикосы, хурма.

Из источников, присущих средним широтам, в том числе и климатическим зонам Украины, можно выделить плоды моркови, тыквы, томатов, сладкого перца, облепихи, шиповника, рябины. При этом ряд каротиноидсодержащих препаратов на основе природного растительного сырья выпускается отечественной фармацевтической промышленностью.

Значительный интерес для создания профилактических и лекарственных средств на основе природного сырья, богатого каротиноидами, представляют плоды шиповника (в частности вида Rosa canina). Отечественной фармацевтической промышленностью выпускается масло шиповника (содержит не менее 60 мг% каротиноидов). Однако его источником служат семена, а богатая каротиноидами мякоть плодов используется только для получения сиропа, содержащего комплекс гидрофильных веществ и богатого аскорбиновой кислотой. Липофильные же вещества, к которым относятся и каротиноиды, остаются в неиспользованном отходе. В связи с этим представляется целесообразным комплексный подход к переработке этого сырья.

Ценным каротиноидсодержащим препаратом является масло из плодов облепихи (их содержание составляет не менее 180 мг%). Однако, как и масло из семян шиповника, оно легко подвергается окислению при контакте с кислородом воздуха, а разлитое во флаконы не всегда удобно для дозирования.

Плоды рябины, и прежде всего рябины черноплодной (Aronia melanocarpa), как богатый каротиноидами природный сырьевой источник, используются незначительно.

Определенные сложности в разработке лекарственных форм с каротиноидами вызывает их лабильность — под воздействие неблагоприятных внешних факторов (кислород воздуха, солнечный свет, перепады температур, химические раегенты) они легко окисляются и разрушаются. Создание каротиноидсодержащих препаратов в такой современной лекарственной форме, как желатиновые капсулы, позволяет свести к минимуму эту проблему. Данная лекарственная форма удобна и с учетом той особенности каротиноидов, что они относятся к липофильным соединениям, т. е. растворимы в маслах, проявляя в масляных растворах наибольшую фармакотерапевтическую активность.

Читайте также: