Beta–karoten. Właściwości zdrowotne i źródła w diecie

Wyróżnia się dwie postacie, w których występuje witamina A: w postaci retinolu i jego pochodnych oraz w postaci karotenoidów czyli prowitaminy A.

Spis treści:

1. Czym są karotenoidy?
2. Beta-karoten: definicja
3. Funkcje i właściwości zdrowotne
4. Zapotrzebowanie
5. Źródła beta-karotenu
6. Suplementy diety

Karotenoidy – czym są?

Karotenoidy to grupa organicznych związków chemicznych o właściwościach antyoksydacyjnych. Mają także działanie przeciwnowotworowe, po przez pobudzanie działania układu immunologicznego organizmu, hamowanie proliferacji komórek, a także wykazują zdolność wychwytywania wolnych rodników. Związki te hamują również mutagenezę w komórkach bakteryjnych oraz chronią komórki przed promieniowaniem UV. Karotenoidy wykazują również działanie prewencyjne w przypadku raka jamy ustnej, krtani, przełyku i pęcherza moczowego.

🔎 Wyższe spożycie karotenoidów, w tym właśnie beta-karotenu, są związane również z niższym ryzykiem zachorowania na raka piersi w porównaniu z najniższymi poziomami [16].

Karotenoidy nadają roślinom i zwierzętom barwę od żółtej do czerwonej. Jak do tej pory zidentyfikowano ponad 700 karotenoidów. 60 z nich jest obecnych w zwyczajowym jadłospisie każdego z nas, a najpopularniejszymi są: α- i β-karoten, β-kryptoksantyna, luteina, likopen i zeaksantyna.

Beta-karoten – ogólna charakterystyka:

Wśród karotenoidów β- karoten jest barwnikiem i prowitaminą A o największej aktywności. Właściwości prowitaminy A ma także α-karoten, γ-karoten i β-kryptoksantyna. Beta-karoten w organizmie przekształca się w witaminę A w ilości adekwatnej do potrzeb organizmu. Jest rekomendowanym źródłem witaminy A w zdrowej diecie. Optymalne stężenie β-karotenu we krwi na czczo wynosi 0,9-5,58 µmol/L (50-300 mg/dL).

β- karoten należy do nieutlenionych karotenoidów, którego wzór sumaryczny wyrażony jest równaniem C₄₀H₅₆, zaliczany jest do lipidów izoprenowych. Zawiera 11 sprzężonych i 2 niesprzężone podwójne wiązania. Ma hydrofobowe właściwości, bardzo dobrze w rozpuszczalnikach niepolarnych lub mało polarnych (tłuszcze). Specyficzna jest dla niego żółta barwa.

via GIPHY

Beta-karoten – funkcje i właściwości zdrowotne

Przeciwutleniacz o szerokim zastosowaniu

β- karoten charakteryzuje dużą bioaktywność i jest powszechnie wykorzystywany w medycynie. Ma wiele właściwości w organizmie, m.in. dostarczanie prowitaminy A, wpływa na właściwy wzrost, rozwój embrionalny oraz na wzrok. Uznawany się jako również inhibitor niektórych genów i ma właściwości ochronne przed zmianami nowotworowym. Jest także silnym przeciwutleniaczem – karotenoidy charakteryzują się wysoką aktywnością wobec reaktywnych form tlenu i wolnych rodników. Porównując β-karoten z innymi antyoksydantami, jak witamina C i E, można zauważyć, że wykazuje on wyższą aktywność antyoksydacyjną wobec tlenu singletowego, który powstaje w procesie fotosyntezy. β-karoten hamuje fazę początkową oraz etap propagacji peroksydacji lipoprotein, a więc jednoczesne przyjmowanie β-karotenu oraz witamin C i E powoduje cofanie się miażdżycy.

β-karoten przeciwdziała rozwojowi wielu chorób. β-karoten ma działanie prewencyjne przed zwyrodnieniem gruczołów łzowych, a takżę ślinianek. Zapobiega tworzeniu się kamieni i złogów piasku w drogach moczowych. Jest jednym z antyoksydantów, dlatego też rekomendowany jest w profilaktyce i terapii nowotworów m.in. czerniaka, jelita grubego, płuc i prostaty. β-Karoten wpływa na funkcjonowanie układu odpornościowego, ponieważ prowadzi do wzrostu poziomu monocytów i cząsteczek odpowiedzialnych za adhezję komórek.

Zdrowie skóry

Potwierdzono działanie ochronne β-karotenu na skórę u pacjentów z protoporfirią erytropoetyczną (pacjenci z tym schorzeniem są nadwrażliwi na światło słoneczne). Analizy nad karotenoidami, zwłaszcza β-karotenem, udowodniają jego działanie prewencyjne przed oparzeniami skóry u osób zdrowych, jednak współczynnik ochrony przeciwsłonecznej dla β- karoten jest względnie niski (SPF ≈ 2).

Prawidłowe ciśnienie krwi

🔎 Suplementacja karotenoidów znacząco obniża ciśnienie skurczowe i rozkurczowe. Dotyczy to szczególnie osób niezdrowych i z wysokim początkowym poziomem ciśnienia krwi [15].

Zdrowy wzrok

Związek ten zapewnia także prawidłowe działanie narządu wzroku, szczególnie o zmierzchu. W przypadku chorych ze stwierdzonym zwyrodnieniem plamki żółtej, zauważono, że długoterminowa suplementacja m.in. β-karotenem i witaminą C może mieć korzystne działanie oraz spowodować spowolnienie przebiegu schorzenia. Po raz pierwszy w 1988 r. opublikowano badanie na ludziach, które sugerowały, że spożywanie co najmniej raz dziennie warzyw i owoców będących obfitymi źródłami beta- karotenu (prowitamina A) zapobiega rozwojowi AMD (zwyrodnienie plamki żółtej). Domyślano się, że miało to związek z działaniem witaminy A, ale obecny stan wiedzy sugeruje, że należy to jednak wiązać z właściwościami luteiny i zeaksantyny, których źródłem są te same pokarmy.

Układ pokarmowy

🔎 Karotenoidy przyczyniają się również do zdrowia błony śluzowej jelit. Badania wskazywały, że choć mają one pewne działanie bakteriobójcze, to mają właściwości podobne do prebiotyku. Jest to obszar jeszcze mało zbadany i cieszy się zainteresowaniem naukowców [11]. Ich przeciwzapalne i przeciwutleniające właściwości wpływają pozytywnie na mikrobiotę jelitową, barierę jelitową i łagodzą stan zapalny. Poprzez wzmacnianie korzystnych bakterii jelitowych, zwiększanie ekspresji białek połączeń szczelnych i mucyn, poprawiają wchłanianie składników odżywczych oraz modulację cytokin zapalnych. [12]

Funkcje poznawcze

🔎 Beta-karoten, będący prekursorem witaminy A i silnym przeciwutleniaczem, może poprawiać funkcje poznawcze, zwłaszcza kiedy jest spożywany długoterminowo lub w połączeniu z innymi mikroskładnikami, takimi jak witamina E, witamina C, cynk, czy selen. Krótkoterminowe spożycie beta-karotenu samo w sobie nie przynosi znaczącej poprawy funkcji poznawczych. Przegląd badań [13] sugeruje, że beta-karoten najefektywniej wspiera zdrowie poznawcze działając w synergii z innymi mikroskładnikami.

Zdrowy sen

🔎 Badanie Deng [14] wykazało, że wśród amerykańskich dorosłych, osoby o optymalnym czasie snu (7-8 godzin na dobę) spożywały więcej karotenoidów w diecie w porównaniu do osób śpiących krócej lub dłużej. W szczególności β-karoten, α-karoten i β-kryptoksantyna był powiązane z mniejszym ryzykiem długiego snu.

Inne właściwości β-karotenu:

• chroni wyściółkę przewodu pokarmowego i dróg oddechowych przed infekcjami,
• zapobiega rozedmie płuc i bronchitowi,
• zmniejsza ryzyko występowania schorzeń sercowo-naczyniowych, ma znaczenie w profilaktyce przeciwmiażdżycowej, ponieważ wpływa na zmianę stężenia cholesterolu – obniżenia cholesterolu LDL i zwiększenia cholesterolu HDL,
• wpływa na prawidłowe rogowacenie nabłonków
• zmniejsza ryzyko wystąpienia cukrzycy typu 2,
• Światowa Fundacja Badań nad Rakiem i Amerykański Instytut Badań Nad Rakiem wskazują na występowanie związku między spożyciem β-karotenu i rozwojem raka przełyku,
• opóźnia proces starzenia się organizmu.

Witamina A – zapotrzebowanie:

Dzienne zapotrzebowanie na witaminę A (w przeliczeniu na μg ekwiwalentu retinolu) ustalone na poziomie zalecanego spożycia (RDA, Recommended Dietary Allowances) wynosi dla dorosłych mężczyzn 900 μg/dobę, a dla dorosłych kobiet 700 μg/dobę według norm dla populacji Polski z 2017 roku.

Przyjęto, że: 1 [µg] równoważnika retinolu = 1 [µg] czystej formy retinolu (pochodzenia zwierzęcego) = 6 [µg] beta-karotenu (pochodzenia roślinnego) = 12 [µg] innych karotenoidów (pochodzenia roślinnego).

Źródła beta-karotenu w diecie

Najbogatszym źródłem β- karotenu (pomijane tu są: natka pietruszki, jarmuż, boćwina, szczaw, szczypiorek i koncentrat pomidorowy ze względu na to, że są spożywane w niewielkich ilościach) są: marchew, szpinak, papryka czerwona i dynia. Do warzyw, które zawierają średnią ilość β- karotenu należą: cykoria, sałata, brokuły, por, kapusta pekińska, pomidory i szparagi. Warzywa o mniejszej zawartości β- karotenu to: brukselka, groszek zielony i fasolka szparagowa. Dobre źródła beta-karotenu to także soki warzywne, głównie marchwiowy, dalej:  wielowarzywny i pomidorowy. Do najbogatszych w β- karoten owoców należą: mango, morele, papaja i melony. Mniejsze ilości β- karotenu zawierają brzoskwinie, gujawa i śliwki. β- karoten w dużej ilości występuje w suszonych morelach. Im będzie większa różnorodność w wyborze warzyw i owoców, tym wyższe prawdopodobieństwo, że zapotrzebowanie na β- karoten zostanie pokryte.

Straty β- karotenu do jakich dochodzi podczas przygotowywania posiłków to około 20%. Podczas przygotowywania zup, bez odlewania wywaru dochodzi do znacznie mniejszych strat (około 10%). W celu zwiększenia przyswajalności β- karotenu należy dodać źródła tłuszczów podczas przygotowywania potraw, np. oleju lub oliwy z oliwek do surówki.

β- karoten – suplementy diety:

W preparatach OTC (ang. over-the-counter drug,  tzw. bez recepty) i suplementach diety często zaznacza się zawartość karotenoidów, w tym β- karoten. Do tej pory nie określono dla nich odpowiedniego dawkowania oraz poziomów NOAEL (z ang. no observable adverse effect level – poziom niewywołujący dających się zaobserwować szkodliwych skutków) oraz LOAEL (ang. lowest observable adverse effect level – najniższy poziom obserwowanego działania szkodliwego). W badaniach Hamułki i Wawrzyniaka (analiza z 2011 r.) stwierdzono, że wśród przebadanych preparatów ogólnodostępnych zawartość karotenoidów i β- karotenu była na różnym poziomie (od 0,1 do 24mg na jedną dawkę).

Co istotne, duże dawki syntetycznego β-karotenu blokują przyswajanie innych karotenoidów. Naturalny β-karoten jest też 4-10 razy bardziej biodostępny niż sytentyczny, jest on również, że jest on lepszym antyoksydantem.

Należy także zaznaczyć, że przy przyjmowaniu suplementów diety β-karotenu ostrożni powinni być palacze tytoniu ze względu na wzrost zachorowalności na raka płuc (już od dawki 20-50 mg/dobę).

🔎 Dodajmy, że zgodnie z obecną wiedzą [10] nie istnieją korzyści w kontekście chorób nowotworowych ze stosowania podwyższonych dawek beta-karotenu. O ile sam składnik jest istotnym elementem diety, to badacze wskazują, że nie może być traktowany jako element terapii

Powtórka: w jednym zdaniu:

Źródła:

1. M. Jarosz (red.), Praktyczny podręcznik dietetyki. wyd. IŻŻ, Warszawa 2010.
2. Chilczuk B., Perucka I., Materska M., Buczkowska H., Zawartość luteiny, zeaksantyny i β-karotenu w lifilozowanych owocach wybranych odmian Cucurbita Maxima D., ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2014, 2 (93).
3. Gryszczyńska A., Gryszczyńska B., Opala B.: Karotenoidy. Naturalne źródła, biosynteza, wpływ na organizm ludzki. Postępy Fitoterapii, 2011, 2.
4. Szterk A., Sosińska E., Obiedziński M.W., Lewicki P.P., Metoda otrzymywania preparatu naturalnego α- Ii β-karotenu z marchwi, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2008, 4 (59).
5. Igielska-Kalwat J., Gościańska J., Nowak I., Karotenoidy jako naturalne antyoksydanty. Postepy Higieny i Medecyny Doświadczalnej (online), 2015; 69.
6. Gwóźdź E., Gębczyński P., Owoce pomidora źródłem karotenoidów. Medycyna Rodzinna 2017; 20(3).
7. http://www.aptekarzpolski.pl/2011/07/07-2011-beta-karoten-naturalna-witamina-a/
8. Igielska-Kalwat J., Wawrzyńczak A., Nowak Karotenoidy i ich zastosowanie w przemyśle kosmetycznym na przykładzie β-karotenu, Chemik, 2012, 66, 2.
9. Jarosz M. (red.), Normy Żywienia dla populacji Polski, IŻŻ, Warszawa 2017.
10. Zhang, Y., Yang, J., Na, X., & Zhao, A. (2023). Association between β-carotene supplementation and risk of cancer: a meta-analysis of randomized controlled trials. Nutrition reviews, nuac110. Advance online publication. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuac110
11. Eroglu, A., Al’Abri, I. S., Kopec, R. E., Crook, N., & Bohn, T. (2022). Carotenoids and Their Health Benefits as Derived via Their Interactions with Gut Microbiota. Advances in nutrition (Bethesda, Md.), S2161-8313(22)01308-4. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.advnut.2022.10.007
12. Silva Meneguelli, T., Duarte Villas Mishima, M., Hermsdorff, H. H. M., Martino, H. S. D., Bressan, J., & Tako, E. (2023). Effect of carotenoids on gut health and inflammatory status: A systematic review of in vivo animal studies. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 1-16.
13. Abrego-Guandique DM, Bonet ML, Caroleo MC, Cannataro R, Tucci P, Ribot J, Cione E. The Effect of Beta-Carotene on Cognitive Function: A Systematic Review. Brain Sci. 2023 Oct 17;13(10):1468. doi: 10.3390/brainsci13101468. PMID: 37891835; PMCID: PMC10605009.
14. Deng, M. G., Liu, F., Wang, K., Liang, Y., Nie, J. Q., & Liu, J. (2023). Relationship between dietary carotenoid intake and sleep duration in American adults: a population-based study. Nutrition Journal, 22(1), 68.
15. Behzadi M, Akbarzadeh M, Mohammadi Sartang M, Rabiee M, Bideshki MV. Effect of carotenoid supplementation on blood pressure in adults: a GRADE-assessed systematic review and dose-response meta-analysis of randomized controlled trials. Nutr Rev. 2024 Jan 14:nuad172. doi: 10.1093/nutrit/nuad172. Epub ahead of print. PMID: 38219250.
16. Dehnavi MK, Ebrahimpour-Koujan S, Lotfi K, Azadbakht L. The Association between Circulating Carotenoids and Risk of Breast Cancer: A Systematic Review and Dose-Response Meta-Analysis of Prospective Studies. Adv Nutr. 2024 Jan;15(1):100135. doi: 10.1016/j.advnut.2023.10.007. Epub 2023 Oct 30. PMID: 38436219; PMCID: PMC10694674.

• Data pierwotnej publikacji: 23.08.2019
• Data ostatniej aktualizacji o wyniki badań: 8.03.2024