Бета-каротин: провитамин A¶

Бета-каротин — природный пигмент из группы каротиноидов, выполняющий в организме человека функцию провитамина A: при попадании в организм он превращается в витамин A (ретинол), необходимый для зрения, иммунитета и состояния кожи. Несмотря на распространённое отождествление, бета-каротин сам по себе не является витамином — витамином A называют группу ретиноидов (ретинол, ретиналь, ретиноевую кислоту), а бета-каротин служит их предшественником. Название происходит от латинского beta и греческого karōton («морковь»), поскольку именно в моркови вещество было впервые выделено.

¶Химические свойства и строение

Бета-каротин (C₄₀H₅₆) — углеводород из семейства каротиноидов, к которому относятся также альфа-каротин, ликопин, лютеин, зеаксантин и бета-криптоксантин. Молекула содержит длинную цепь с чередующимися двойными связями (систему сопряжённых двойных связей), которая поглощает сине-фиолетовый свет и придаёт веществу характерный оранжево-красный цвет. В чистом виде бета-каротин — кристаллическое вещество тёмно-красного цвета, нерастворимое в воде и растворимое в жирах и органических растворителях.

В организме человека бета-каротин расщепляется ферментом 15,15'-диксигеназой на две молекулы ретиналя, который далее превращается в ретинол. Эта реакция происходит преимущественно в слизистой тонкого кишечника и в печени. Превращение нелинейное: количество витамина A, образующегося из каротина, зависит от запасов витамина в организме — при достаточном снабжении ретинолом скорость конверсии снижается. По данным ВОЗ, 6 мкг бета-каротина эквивалентны 1 мкг ретинола (эквивалент активности ретинола), тогда как для самого ретинола коэффициент равен 1:1.

¶История открытия

Каротиноиды были открыты в XIX веке: в 1817 году французские химики М. Э. Шеврёль и Л. П. Каваньё выделили из моркови красно-оранжевое вещество, названное каротином. В 1913 году американские исследователи Элмер Макколум и Магнус Левин обнаружили, что экстракты желтых овощей и сливочного масла содержат «жирорастворимый фактор A», необходимый для роста крыс. В 1930-х годах было установлено, что провитамином A является не только бета-каротин, но и ряд других каротиноидов. В 1931 году швейцарский химик Пауль Каррер определил химическую структуру бета-каротина, за что в 1937 году получил Нобелевскую премию по химии. Полный синтез каротиноидов был выполнен в 1950 году.

¶Роль в организме

Основная функция бета-каротина — источник витамина A, который входит в состав родопсина — светочувствительного пигмента сетчатки глаза. Дефицит витамина A приводит к нарушению сумеречного зрения (гемералопии), сухости роговицы и в тяжёлых случаях к слепоте. По данным ВОЗ, дефицит витамина A остаётся серьёзной проблемой здравоохранения в развивающихся странах.

Помимо провитаминовой функции, бета-каротин обладает антиоксидантными свойствами: молекула способна поглощать кислородные радикалы, защищая клеточные мембраны от перекисного окисления липидов. В отличие от витамина E, бета-каротин действует преимущественно в гидрофобных участках клеток и в меньшей степени влияет на цепные реакции радикалов.

¶Источники

Бета-каротин синтезируется растениями и водорослями, животные его не вырабатывают. Богаты веществом овощи и фрукты оранжево-жёлтой окраски, а также некоторые зелёные листовые культуры (в них каротин маскируется хлорофиллом):

В России основным источником каротина традиционно является морковь, а также капуста, зелень, облепиха и рябина. Усвоение бета-каротина улучшается при употреблении с жирами: всасывание в кишечнике требует формирования мицелл с участием желчных кислот и жирных кислот.

¶Суточная потребность и добавки

Рекомендуемая норма потребления бета-каротина для взрослых в России составляет 2–5 мг в сутки. Верхний допустимый уровень потребления не установлен, однако при длительном приёме доз свыше 20–30 мг в сутки возможно накопление каротина в коже с развитием каротинодермии — безвредного, но заметного оранжевого оттенка ладоней, подошв и носогубного треугольника. Состояние обратимо после прекращения приёма.

Бета-каротин широко используется в качестве пищевого красителя (обозначение Е160а) и входит в состав поливитаминных комплексов, БАДов и добавок для спортсменов.

¶Данные о безопасности

В 1990-х годах результаты двух крупных исследований — ATBC (Финляндия, 1994) и CARET (США, 1996) — показали, что приём бета-каротина в дозах 20–30 мг в сутки курильщиками увеличивал риск рака лёгких примерно на 16–18 %. На основании этих данных ВОЗ и национальные регуляторы рекомендуют воздерживаться от высокодозовых добавок бета-каротина курильщикам и людям, подверженным профессиональному воздействию асбеста. При этом употребление продуктов, богатых каротиноидами, в этих исследованиях риска не повышало.

¶Применение в промышленности

Помимо пищевой промышленности, бета-каротин применяется в косметологии (компонент средств для автозагара и защиты от ультрафиолета), в животноводстве (добавка в корма для птицы и рыб, влияющая на окраску желтка и мяса), а также в медицине как источник витамина A при его дефиците.

¶Интересные факты

• Бета-каротин — один из немногих провитаминов, превращение которых в активную форму регулируется запасами продукта: организм «дозирует» синтез витамина A в зависимости от потребности.
• У жителей Севера, чья традиционная диета бедна растительными продуктами, фермент 15,15'-диксигеназа работает менее эффективно, что связано с адаптацией к питанию с высоким содержанием витамина A из печени и жиров морских животных.

Источники:

• «Витамины и минералы» / под ред. И. П. Разумовского, М.: Медицина.
• «Nutrients» — обзоры по метаболизму каротиноидов.
• Данные ВОЗ по микронутриентам (vitamin and mineral requirements in human health).
• Материалы Института питания РАМН по нормам физиологических потребностей.