Mecanismul de acțiune al carotenoizilor

Introducere

Plantele sunt considerate surse importante de compuşi farmaceutici, aromatici şi industriali, societatea umană fiind indisolubil legată de lumea plantelor, acestea constituind de milenii sursa majoră de obţinere a unor produse biologice esenţiale, necesare supravieţuirii întregului regn animal. Plantele sintetizează nu numai compuşii de bază necesari supravieţuirii lor, ci şi o gamă largă de substanţe organice ce pot fi extrase în cantităţi suficiente pentru a prezenta importanţă semnificativă ca materii prime cu variate aplicaţii ştiinţifice, tehnologice şi comerciale. Şi în prezent zestrea botanică a planetei stochează numeroase resurse încă insuficient cunoscute, ce pot reprezenta alternative rentabile pentru obţinerea unor materii prime necesare fitoterapiei.

Produsele horticole constituie surse de neînlocuit pentru substanţele medicamentoase (biologic active) şi mulţi alţi compuşi speciali, utilizaţi în diferite ramuri industriale precum cea alimentară, farmaceutică, cosmetică, cu valori comerciale exprimate în miliarde de dolari.

Cercetările efectuate asupra plantelor de la începutul sec. al XIX-lea şi până în prezent demonstrează că activitatea terapeutică a acestora se datorează unor compuşi chimici elaboraţi de celula vegetală cu acţiuni precise, specifice organismului uman, cunoscuţi sub numele de principii active vegetale.

Una din cele mai importante grupe de principii active este reprezentată de pigmenţii vegetali, dintre care cu rolul terapeutic cel mai însemnat sunt: pigmenţii carotenoidici, antocianici şi flavonici. Studiile precizează că cele mai multe vitamine şi cei mai eficienţi antioxidanţi se găsesc în fructe şi legume al căror culori aparţin spectrului violet-albastru-roşu-vişiniu-portocaliu.

Pigmenţii vegetali sunt utilizaţi în dietă, pentru menţinerea sănătăţii, pentru a proteja organismul uman de incidenţa bolilor cronice, sau pentru a-i reda sanătatea, prin refacerea ţesuturilor după ce boala a fost stabilizată. Coloraţia naturală a florilor, frunzelor şi fructelor este dată de conţinutul în pigmenţi, coloraţie ce variază în funcţie de specie şi soi (varietate).

Pigmenţii vegetali sunt substanţe organice cu structură chimică diferită, ce pot fi localizaţi în unele produse horticole doar în epicarp (mere, vinete, etc.) sau, la altele, în toate ţesuturile (tomate, sfeclă roşie, morcovi, etc.).

În completarea rolului lor de a conferi culoarea, pigmenţii vegetali poartă cu ei o multitudine de funcţii biologice importante. Printre cei mai importanţi pigmenţii vegetali cu rol terapeutic sunt carotenoizii.

2. Definiţia carotenoizilor

Carotenoizii reprezintă o clasă a pigmenţilor graşi solubili care se găsesc în principal în plante, alge şi bacterii fotosintetice, unde ei au un rol critic în procesul de fotosinteză. De asemenea, ei apar la unele bacterii nefotosintetice, drojdii si mucegaiuri, unde pot să efectueze o funcţie de protecţie împotriva daunelor de lumina si oxigen. Deşi animalele par a fi incapabile de a sintetiza carotenoide, multe animale incorporează carotenoide din hrana lor. În interiorul animalelor, carotenoidele asigură colorarea favorabilă, care serveşte ca antioxidanti, şi poate fi o sursă pentru activitatea vitaminei A.

3. Răspândirea şi prezentarea unor tipuri de carotenoizi

Pigmenţii carotenoidici sunt răspândiţi în toate organele plantelor cu sau fără clorofilă (frunze, fructe, tulpină, bulb, seminţe etc.), dar în proporţii mai mari se găsesc în epicarpul fructelor (tabel 1).

Tabel 1. Conţinutul total în pigmenţi carotenoidici al unor specii horticole

Specia mg/100 g produs proaspăt Specia mg/100 g produs proaspăt

Morcovi 7,0 – 18,0 Caise 1,2 – 4,2

Tomate 6,5 – 12,0 Piersici 0,1 – 0,7

Fasole verde 0,1 – 0,2 Mere 0,1 – 0,8

Ardei gras 8,0 – 25,0 Pere 0,1 – 0,2

Ardei Kapia 25,0 – 35,0 Portocale 0,3 – 3,5

Ardei gogoşar 23,1 – 25,0 Coacăze negre 0,1 – 0,2

Spanac 13,0 – 14,0 Căpşuni 0,03 – 0,1

Pepene verde 3,0 – 4,0 Afine 0,2 – 0,3

Salată verde 3,1 – 6,0 Lămâi 0,4 – 0,8

Ridichi 1,5 – 2,0 Banane 6,8 – 8,3

Datorită structurii de hidrocarbură, pigmenţii carotenoidici sunt substanţe hidrofobe, solubile numai în solvenţi organici, uleiuri şi grăsimi. Din punct de vedere chimic, pigmenţii carotenoidici se caracterizează printr-o structură cu legături duble conjugate, care determină caracterul nesaturat şi deci posibilitatea reacţiilor de oxidare şi autooxidare (în prezenţa aerului), capacitatea de absorbţie a unor radiaţii luminoase etc.

În funcţie de natura lor chimică carotenoidele au fost grupate astfel:

- pigmenţi carotenoidici cu 40 de atomi de carbon, cu cea mai mare pondere în legume şi fructe şi care pot fi:

o hidrocarburi carotenoidice formate din carbon şi hidrogen, cu formula brută C40H56 (caroten, licopen);

o compuşi carotenoidici cu oxigen, dintre care cei mai răspândiţi sunt cei care conţin gruparea hidroxilică –OH (xantofile). Din această grupă mai fac parte hidroxicetonele, oxizii şi acizii carotenoidici;

- pigmenţi carotenoidici cu mai puţin de 40 de atomi de carbon în moleculă, care pot fi aldehide sau acizi;

Dintre pigmenţii carotenoidici cu 40 de atomi de carbon în moleculă, identificaţi în legume şi fructe, cel mai cunoscut şi răspândit este beta-carotenul.