Các hoạt tính chống oxy hóahoạt tính chống ung thưhoạt tính chống ung thư gan, bảo vệ tim, chống HIVGiới thiệu CarotenoidPhân loại CarotenoidPhân bố CarotenoidHoạt tính chống viêm của carotenoidCarotenoid là gì?Vai trò carotenoid trong thực phẩmHoạt tính sinh học của Carotenoid
HOẠT TÍNH DƯỢC LÝ CỦA CAROTENOIDS “Carotenoids as Functional Bioactive Compunds” Amed Olatunde cộng MỤC LỤC Giới thiệu Phân loại Phân bố Sinh tổng hợp Carotenoids Hoạt tính dược lý Carotenoid 5.1 Hoạt tính chống lão hóa 5.2 Hoạt tính bảo vệ xương khớp 5.3 Hoạt tính chống ung thư .8 5.4 Hoạt tính chống bệnh tiểu đường 12 5.5 Hoạt tính chống HIV 14 5.6 Hoạt tính chống viêm 14 5.7 Hoạt tính chống béo phì .16 5.8 Hoạt tính chống oxy hóa 18 5.9 Hoạt tính provitaminA 19 5.10 Hoạt tính bảo vệ tim mạch 20 5.11 Hoạt tính bảo vệ gan 22 Thực phẩm chức .24 HOẠT TÍNH DƯỢC LÝ CỦA CAROTENOIDS Giới thiệu Carotenoid loại hydrocacbon poly-isoprenoid có sắc tố da cam, vàng đỏ tạo tế bào nhân sơ, thực vật bậc cao lipid động vật (Najm Lie 2008) Khoảng 700 loại carotenoid tồn thực vật số nhóm tảo nấm Ở động vật thực vật, chúng hoạt động sắc tố tạo nên số màu sắc bật tự nhiên (Hammond Jr Renz 2013) Carotenoids đặt từ tên cà rốt (Daucus carota) với anthocyanins, chúng nhóm chất tạo màu thực phẩm tự nhiên Carotenoids ghi nhận có 750 cấu trúc khác (Zakynthinos Varzakas 2016) Chúng chứa khoảng 15 liên kết đôi liên hợp chúng chia thành hai nhóm liên quan đến cấu trúc hóa học chúng: hydrocacbon β-carotene dẫn xuất oxy zeaxanthin, gọi xanthophylls (Zakynthinos Varzakas 2016) Hơn nữa, chúng kỵ nước, hòa tan dung môi hữu (metanol, axeton, etrahydrofuran, etyl axetat) coi chất béo khơng xà phịng hóa (Pradas-Baena cộng 2015; Uthayakumaran Wrigley 2017) Carotenoid sắc tố phổ biến tự nhiên nhiều ý chức cung cấp vitamin chống oxy hóa chúng (Zakynthinos Varzakas 2016) Phần lớn hydrocacbon poly-isoprenoid caroten sử dụng để tổng hợp vitamin A thể Nhưng carotenoid khác lutein lycopene khơng có hoạt tính vitamin A (Wolak Paran 2013) Nguồn hợp chất hoạt tính sinh học huyết tương người rau trái (Heber Lu 2002) Lycopene tìm thấy nhiều ổi hồng, bưởi hồng, cà chua, đu đủ dưa hấu lutein chủ yếu tìm thấy hồng, ngô loại rau ăn cải xoăn, rau bina cải xanh (Nagarajan et al 1|Page 2017) Chúng chủ yếu sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, mỹ phẩm chất tạo màu tự nhiên cho thực phẩm quan trọng cho trình quang hợp phát triển thực vật (Olson 1987; Zakynthinos Varzakas 2016) Cấu trúc carotenoid thể Hình Phạm vi nghiên cứu làm bật phân loại, phân bố, sinh tổng hợp, hoạt tính dược lý thực phẩm chức từ carotenoid Hình 1: Cấu trúc Carotenoid Phân loại Carotenoid sắc tố hòa tan chất béo với 700 hợp chất, chủ yếu chứa 40 carbon hai vòng tận (Bell et al 2000) Carotenoid phân loại thành hai nhóm chính: Nhóm bao gồm hydrocacbon mạch thẳng caroten khơng có phân tử oxy (Aizawa Inakuma 2007) có xu hướng tạo vịng cyclic hai đầu hợp chất) Ví dụ hydrocacbon mạch thẳng caroten bao gồm α-caroten, �caroten lycopen Nhóm thứ hai bao gồm dẫn xuất caroten oxy hóa Bao gồm lutein, neoxanthin, violaxanthin zeaxanthin cịn gọi nhóm xanthophylls carotenes (Botella-Paviía Rodríguez-Concepción 2006) Nhóm oxy hóa thường có nhóm carboxyl, epoxy, hydroxyl, keto methoxy (Basu cộng 2001; de Quiros Costa 2006) Carotenoid phân loại cyclic acyclic tùy thuộc vào diện vắng mặt chuỗi cyclic cuối 2|Page Tương tự, chúng phân loại carotenoid sơ cấp thứ cấp Carotenoid sơ cấp bao gồm hợp chất cần thiết cho trình quang hợp thực vật, β-caroten, violaxanthin neoxanthin carotenoid thứ cấp khơng có hoạt động quang hợp có hoa thực vật, bao gồm antheraxanthin, capsanthin, capsorubin, zeaxanthin, α-caroten, β-cryptoxanthin (Lichtenhaler 1987) Hình 2: Phân loại Carotenoids Phân bố Carotenoid sắc tố xuất rộng rãi tự nhiên Chúng kỵ nước, ưa dầu không tan nước Tuy nhiên, chúng hịa tan dung mơi hữu bao gồm cloroform, rượu axeton (Thane Reddy 1997) Bản chất hòa tan giúp chúng xuất nguồn tự nhiên khác Chúng tìm thấy sinh vật quang hợp khơng quang hợp, phân bố nhiều loại thực vật, tảo, vi khuẩn nấm (Delgado-Vargas et al 2000) Carotenoid có rau trái có màu (Ambrósio et al 2006) Lycopene chủ yếu tìm thấy cà chua sản phẩm (nước trái cây, tương cà, nước sốt súp) (Tavares Rodriguez-Amaya 1994) �carotenes có nhiều 3|Page nguồn thực phẩm có hoạt tính tạo vitamin A cao (Mezzomo Ferreira 2016) β-caroten có nhiều trám odontophyllum Miq (Prasad et al 2011) β carotene α-carotene tìm thấy mơ, dưa đỏ, cà rốt, bí đỏ khoai lang β-carotene, phytoflene phytoene tìm thấy dưa hấu, bưởi cà chua (Paiva Russell 1999) Lutein có nhiều xồi, cam, đu đủ, đào, mận khơ, rau bina bí (Paiva Russell 1999) β-cryptoxanthin tìm thấy trái họ cam quýt, đu đủ đào (Sugiura et al 2002) Zeaxanthin, dạng β-carotene dihydroxyl hóa tìm thấy ngơ loại rau (Nishino et al 2002) Zeaxanthin tìm thấy ngô, cỏ linh lăng, kỷ tử cúc vạn thọ (Nelis DeLeenheer 1991; Chang et al 2010) Carotenoid xuất số vi sinh vật có khả tạo chúng khơng có động vật Vi sinh vật có Carotenoid qua ăn uống (de Quirós Costa 2006) Astaxanthin tổng hợp với số lượng lớn Chlorella vulgaris, Phaffi rhodozyma Haematococcus pluvialis (Yin et al 2013; Kim et al 2016) Một số vi sinh vật có khả tổng hợp astaxanthin, canthaxanthin, lutein, lycopene, zeaxanthin, β-cryptoxanthin, β-carotene (Bhosale 2004; Bhosale Bernstein 2005) β-carotene zeaxanthin sản xuất vi tảo Dunaliella salina Flavobacterium sp (Masetto cộng 2001; Pisal Lele 2005) Sinh tổng hợp Carotenoids Carotenoid thuộc tetraterpenoit có chứa 40 nguyên tử cacbon tạo xếp đơn vị terpene liên kết với thông qua đầu đuôi chúng (Bonnie Choo 1999; Mattea et al 2009) Chúng tổng hợp thực vật, số tảo, vi khuẩn nấm (Okada et al 2008) Con đường sinh tổng hợp nghiên cứu từ năm 1950 đến 1960 thông qua phương pháp tiếp cận sinh hóa cổ điển cách sử dụng chất ức chế đặc biệt số chất ngăn chặn đột biến bước khác đường tổng hợp carotenoid (Fraser Bramley 2004) 4|Page Quá trình sinh tổng hợp thực vật bước khởi đầu, axit mevalonic chuyển đổi thành isopentenyl pyrophosphat (IPP) ngưng tụ với dimethylallyl pyrophosphat (DMAPP) theo kiểu đầu đến đuôi để tạo geranyl pyrophosphat (GPP) Việc bổ sung thêm hai phân tử IPP hai bước vào GPP tạo farnesyl pyrophosphat (FPP) geranylgeranyl pyrophosphat (GGPP) thông qua IPP isomerase GGPP synthase tương ứng (Hình 20.3) GGPP tiền thân cho trình sinh tổng hợp carotenoid Hai phân tử GGPP kết hợp lại với tạo pre-phytoene pyrophosphate, chất tạo phytoene thơng qua q trình dime hóa khử tác dụng enzyme phytoene synthase Tổng hợp phytoene theo sau trình dehydro hóa, khử bão hịa, cyclic hóa, hydroxyl hóa, epoxid hóa oxy hóa (Yano et al 2005) Hoạt tính dược lý Carotenoid Hình 3: Tóm tắt hoạt tính dược lý sinh học Carotenoids 5|Page 5.1 Hoạt tính chống lão hóa Xơ vữa động mạch coi biểu lão hóa Người ta ghi nhận việc sản sinh loại gốc tự oxy hóa (ROS) nguyên nhân gây chứng xơ vữa động mạch (Tavakoli Asmis 2012) ROS động mạch máu lão hóa dẫn đến tổn thương nội mơ rối loạn chức năng, kích thích tiến triển xơ vữa động mạch (Selvaraju cộng 2012) Ngoài ra, xơ vữa động mạch lão hóa ROS kết việc khử oxit nitric (NO) mơ mạch Tuy nhiên, mơ mạch máu bình thường, nồng độ sinh khả dụng NO thường cao Ngồi ra, NO cịn kích thích ngăn chặn q trình viêm huyết khối (Ungvari et al 2010) Carotenoid lutein, lycopene chất khác ức chế lão hóa mạch máu hoạt động chống oxy hóa chúng, làm tăng sinh khả dụng NO hệ thống mạch máu Chiết xuất cà chua chứa β-carotene lycopene làm giảm huyết áp tương ứng với việc tăng nồng độ NO huyết tương (Paran et al 2009) Trong nghiên cứu tương tự, lycopene xử lý trước tế bào nội mô tĩnh mạch rốn người (HUVECs) làm giảm hình thành ROS qua trung gian TNF-α Nó ngăn chặn biểu phân tử kết dính monocyte (Di Tomo cộng 2012) Nhiều nhà nghiên cứu khác hoạt tính lycopene chất ức chế q trình viêm ROS cải thiện trình xơ vữa động mạch (Wolak Paran 2013) Trong số có thí nghiệm tiến hành tình nguyện viên nam khỏe mạnh có bổ sung lycopene Trong nghiên cứu này, việc bổ sung 6|Page lycopene cải thiện chức hệ thống nội mô người với việc giảm tương ứng sVCAM-1, hsCRP sICAM-1 Ngoài ra, yếu tố nguy xơ vữa động mạch huyết áp tâm thu lipid máu nhóm điều trị cải thiện (Kim et al 2011) Trong nghiên cứu khác thực phụ nữ nam giới trẻ, khỏe mạnh với độ tuổi trung bình 27 ± tuổi số khối thể trung bình 22 ± 2, người đưa vào bữa ăn nhiều chất béo hai bữa ăn, chế độ ăn nhiều chất béo ghi nhận nguyên nhân cân oxy hóa sau ăn Cà chua qua chế biến (có nồng độ lycopene cao) đưa vào chế độ ăn nhiều chất béo bữa đầu Ở bữa thứ hai, cà chua qua chế biến khơng đưa vào chế độ ăn Có gia tăng nồng độ lipid sau ăn hai bữa ăn bữa ăn cà chua dẫn đến suy giảm rõ rệt mức độ oxy hóa LDL dấu hiệu viêm cytokine tiền phát (interleukin 6) gây bữa ăn nhiều chất béo (Burton-Freeman et al 2012) Chủ yếu lutein lycopene số carotenoid khác ức chế trình cách giảm mức độ ROS thể sống Chức chống oxy hóa lutein thể tế bào trơn mạch máu (Wolak Paran 2013) Việc sản xuất ROS tế bào PDGF gây bị giảm lutein Nó cải thiện ROS- (H2O2) - gây ERK1 / kích hoạt p38 MAPK (Lo et al 2012) Trong nghiên cứu khác thực phần mạch máu, lycopene bảo vệ tổn thương nội mơ cân oxy hóa Các tế bào nội mô xử lý trước lycopene cho thấy khả tồn cao hơn, điều hòa giảm caspase-3 p53 mRNA giảm tỷ lệ apoptosis (Tang et al 2009) Q trình oxy hóa LDL bước khởi đầu trình xơ vữa động 7|Page Ngoài ra, nồng độ zeaxanthin, α-carotene, lycopene, β-carotene lutein giảm đáng kể người mắc bệnh tiểu đường (Ylonen et al 2003) Ở chuột ăn nhiều chất béo fructose, astaxanthin làm tăng nồng độ adiponectin HDLc giảm mức TAG glucose máu (Hussein et al 2007) Một carotenoid quan trọng khác β-carotene, nồng độ huyết tỷ lệ nghịch với nồng độ HbA1c huyết làm giảm độ nhạy insulin (Hozumi cộng 1998; Arnlov cộng 2009) Lutein, loại carotenoid, làm giảm đáng kể tình trạng tăng đường huyết streptozotocin gây cho thấy tác dụng chống oxy hóa đáng ý quan thận động vật bị tiểu đường (Katyal cộng 2013) Một loại carotenoid quan trọng khác có tác dụng chống bệnh tiểu đường fucoxantin Ở chuột béo phì điều trị carotenoid, mức độ insulin huyết đường huyết phục hồi trở lại bình thường Trong nghiên cứu này, biểu di truyền mức độ mRNA chất vận chuyển glucose-4 (GLUT-4) điều chỉnh tế bào xương (Maeda et al 2009) Trong nghiên cứu tương tự, fucoxanthin tăng cường biểu gen GLUT-4 xương Sự kích thích chất đồng kích thích PPARγ 1α điều chỉnh q trình này, có liên quan đến điều chỉnh mức mRNA thụ thể insulin, với mức độ phosphoryl hóa cao Akt / PKB Tất điều đóng vai trò quan trọng việc điều chế chuyển vị GLUT-4 vào màng sinh chất (Nishikawa cộng 2012) Ngoài nghiên cứu thực fucoxanthin, người ta báo cáo carotenoid kích thích biểu gen GLUT-4 PPARγ (Maeda et al 2006) 13 | P a g e Trong mơ hình chuột KKAy, fucoxanthin làm giảm lượng đường máu cao, nhiên, khơng có tác dụng mơ hình chuột C57BL / J (Hosokawa et al 2010) Một nghiên cứu người thực “Điều tra Triển vọng Châu Âu Ung thư Dinh dưỡng Hà Lan” nghiên cứu dân số thực Queensland, Úc Trong nghiên cứu này, 37.846 phụ nữ nam giới cho thấy mối tương quan nghịch β-carotene chế độ ăn tỷ lệ mắc bệnh T2D Ngoài ra, người ta tuyên bố nồng độ β-carotene huyết số định quan trọng kết hội chứng chuyển hóa (Suzuki et al 2011) 5.5 Hoạt tính chống HIV Việc chống HIV dẫn đến sản sinh ROS tăng cân oxy hóa với ức chế tương ứng hệ thống chống oxy hóa thể Do đó, nguy thối hóa vi rút HIV nhìn thấy rõ ràng thơng qua chất bổ sung dinh dưỡng giàu chất chống oxy hóa, đặc biệt carotenoid (Nagarajan cộng 2017) 5.6 Hoạt tính chống viêm Viêm phản ứng ban đầu hệ thống phịng thủ kích ứng nhiễm trùng cịn gọi hệ thống bẩm sinh (Sathasivam Ki 2018) Tuy nhiên, số phản ứng viêm dẫn đến số tình trạng bao gồm viêm đại tràng, viêm phổi, viêm dày, viêm khớp, bệnh viêm thần kinh viêm gan (Pangestuti Kim 2011) Do đó, sản phẩm tự nhiên, đặc biệt cartotenids nhiều người ý sử dụng chất tổng hợp để ngăn ngừa quản lý rối loạn viêm nghiêm trọng Điều có liên quan đến hoạt động ức chế chúng hoạt động cyclooxygenase (COX 2) nitric oxide synthase (iNOS) cảm ứng tác động ức chế chúng tổng hợp prostaglandin E2, dấu hiệu tiền viêm NO (Rajapakse et al 2008 ; Peerapornpisal cộng 2010) 14 | P a g e 100 mg Astaxanthin / kg (cân nặng) cho thấy tác dụng chống chảy máu cao so với prednisolone (một loại thuốc chống viêm tổng hợp) liều 10 mg / kg, (Ohgami et al 2003) Carotenoid làm giảm hoạt động NF-κB cách ức chế biểu gen tiền viêm nhiễm ngăn chặn việc sản xuất PGE2 NO Ngoài ra, làm giảm chức promoter iNOS cách làm suy giảm hoạt động IkB kinase (Lee et al 2003) Một số nghiên cứu sử dụng mô hình in vitro in vivo thực để xác định tác dụng astaxanthin phản ứng viêm lipopolysaccharide gây (Ohgami cộng 2003; Shiratori cộng 2005) Carotenoid cho thấy tác dụng chống viêm phụ thuộc vào liều lượng chuột cho ăn LPS cách giảm ức chế hoạt động NOS dòng tế bào RAW 264.7 giảm TNF-α, NO, IL-1β PGE2 Trong nghiên cứu tương tự, biểu COX iNOS tổng hợp NO tế bào vi mơ BV2 kích thích LPS bị ức chế astaxanthin (Choi et al 2009) Xanthophyll carotenoid cải thiện hoạt tính diệt vi khuẩn thực bào bạch cầu trung tính mM (Macedo et al 2010) Hơn nữa, ngăn chặn tổn thương oxy hóa protein lipid bạch cầu trung tính người (Macedo et al 2010) Sự giảm mức độ biểu NF-κB cải thiện mức độ biểu SHP1 quan sát thấy tế bào xử lý tbằng astaxanthin (Speranza cộng 2012) Một nghiên cứu người thực nhóm phụ nữ trẻ khỏe mạnh (Park cộng 2010) Trong nghiên cứu này, phụ nữ ăn mg astaxanthin tuần làm giảm mức độ phản ứng C-protein máu, đó, thể tác dụng chống thiếu máu Hơn nữa, ngăn chặn tổng hợp dấu hiệu viêm tổng hợp ROS cách điều hòa yếu tố phiên mã AP-1 NF-κB Dữ liệu từ nghiên cứu việc tiêu thụ astaxanthin cải thiện kích thích miễn dịch phụ nữ trẻ khỏe mạnh, làm giảm phản ứng giai đoạn cấp tính protein phá hủy DNA (Park et al 2010) 15 | P a g e 5.7 Hoạt tính chống béo phì Sự tích tụ lượng lớn tế bào mỡ dẫn đến béo phì trở thành vấn đề sức khỏe toàn cầu Béo phì có khả làm tăng nguy mắc chứng rối loạn đe dọa tính mạng ngưng thở ngủ tắc nghẽn, bệnh tiểu đường loại bệnh tim mạch vành Kích thước số lượng tế bào mỡ sử dụng làm số để xác định khối lượng mô mỡ (Zhao et al 2016) Sự dự trữ cao triacylglycerol (TAG) số lượng cao mơ mỡ biệt hóa tăng sinh dẫn đến mở rộng kích thước mơ mỡ Sự biệt hóa adipoctytes q trình đa hợp bao gồm nhiều yếu tố phiên mã bao gồm điều chỉnh sớm biểu C / EBPβ Sau đó, yếu tố tạo mỡ C / EBPα C / EBPβ tác động để điều chỉnh giai đoạn cuối q trình hình thành mơ mỡ khơng thể xảy biệt hóa tế bào mỡ (Rosen MacDougald 2006; Frey Vogel 2011) Chức β-carotene mô mỡ ý nhiều βcarotene ức chế hình thành biệt hóa mơ mỡ (Zhao et al 2016) Retinal, β-carotene β-apo-8′-carotenal làm giảm đáng kể biệt hóa dịng tế bào mơ tiền đường 3T3L1 thành mơ mỡ thơng qua việc tăng cường điều hịa ức chế RAR PPARγ2 (Kawada et al 2000) Trong nghiên cứu khác, rosiglitazone kết hợp với (all-E) -lycopene, βcarotene thành phần khác chế độ ăn uống sử dụng để tiến hành biệt hóa tế bào mỡ C3H10T1 / chuột Quan sát thấy β-carotene ức chế hình thành lipid kích thích rosiglitazone ngăn chặn biểu dấu hiệu biệt hóa tế bào mỡ C / EBPα, PPARα PPARγ gen khác liên quan đến chuyển hóa lipid (CPT1B, AP2 LPL) Do đó, q trình điều biến gen liên quan đến biệt hóa tế bào mỡ kích thích β-carotene (Warnke cộng 2011) 16 | P a g e 20 μM β-carotene dịng tế bào mỡ T3-L1 biệt hóa, biểu gen kích thích liên quan đến độ nhạy insulin Các gen bao gồm GLUT-4, C / EBPα, C / EBPβ, adiponectin, PPARγ1, PPARγ2 ALBP Ngoài ra, TNF-α bị ức chế β-carotene tích lũy dẫn đến gia tăng biểu gen liên quan đến độ nhạy insulin (Kameji cộng 2010) Do đó, phương pháp với carotenoid làm giảm biểu PPARγ gen sinh mỡ sinh mỡ khác giai đoạn đầu q trình biệt hóa mơ mỡ Ngoài ra, chế độ ăn giàu 9-cis β-carotene ngăn chặn trình hình thành xơ vữa gan nhiễm mỡ chuột loại bỏ thụ thể LDL (Harari et al 2008) Một chế bảo vệ sinh lý chống lại bệnh béo phì, tiểu đường tăng lipid máu thơng qua dịng protein tách cặp (UCP) bao gồm UCP1, UCP2 UCP3 trở thành mục tiêu quan tâm (Jezek 2002) UCP1 ty thể thường biểu chủ yếu mô mỡ màu nâu tác nhân để chống béo phì Do đó, suy yếu dẫn đến phát triển bệnh béo phì (Lowel et al 1993; Miyashita 2006; Maeda et al 2007a) Một báo cáo cho thấy fucoxanthin, loại carotenoid, làm giảm đáng kể mô mỡ trắng (WAT) chuột nhắt chuột cống có biểu rõ rệt mRNA UCP1 protein WAT Tuy nhiên, có chút biểu WAT UCP1 chuột cho ăn theo chế độ Ngoài ra, hỗn hợp dầu cá fucoxanthin cho thấy tác dụng cao việc cải thiện tăng trọng WAT so sánh với cho ăn với fucoxanthin (Maeda et al 2007a; Maeda et al 2007b) Hơn nữa, việc tiêu thụ fucoxanthin hàng ngày dẫn đến giảm trọng lượng thể cách đáng kể (Maeda et al 2005) Ngoài ra, astaxanthin ngăn ngừa gia tăng mô mỡ trọng lượng thể chế độ ăn nhiều chất béo (Ikeuchi et al 2007) Hơn nữa, trọng lượng gan, tổng lượng cholesterol, TAG gan, TAG huyết tương giảm astaxanthin kết luận làm giảm béo phì (Jaswir et al 2011) 17 | P a g e 5.8 Hoạt tính chống oxy hóa Carotenoid giúp ức chế cân oxy hóa đóng vai trị chất chống oxy hóa tất sinh vật (Tian et al 2007; Yeum et al 2009) Ở người, carotenoid thành phần hệ thống bảo vệ (Stahl Sies 2003) Chúng ức chế oxy tự theo cách tạo thành tocopherol chúng tinh lọc gốc tự tạo trình cân oxy hóa quang (Stahl et al 2000) Ngồi ra, El-Agamey Mcgarvey (2008)) báo cáo chúng tiêu diệt gốc tự thông qua ba chế bao gồm phản ứng chuyển điện tử, phản ứng cộng chuyển nguyên tử hydro phản ứng cộng Ngồi ra, carotenoid có khả kết hợp trực tiếp với gốc tự anion superoxide Một phức hợp gốc trung tâm carbon ổn định cộng hưởng hình thành sau carotenoid phản ứng với gốc tự Trong phương pháp khác, carotenoid nhận electron Ví dụ, chúng nhận electron từ superoxide dẫn đến hình thành anion gốc Một dạng kích thích lycopene (3Lycopene) có đủ lượng để kích thích phân tử khác tạo gốc tự Do đó, phân tử lycopene đơn lẻ thường quét hai nhiều gốc tự (Krinski 1992) Do đó, lycopene khơng thể hoạt động tiền vitamin A chất chống oxy hóa đáng ý chất thu hồi oxy tự chất khơng bão hịa (Rao Rao 2007) Ở Mỹ, 80 lycopene từ sản phẩm cà chua Các nguồn khác đu đủ, ổi, mơ, dưa hấu bưởi hồng coi nguồn giàu lycopen Hàm lượng lycopene có sẵn sản phẩm cà chua gần tương đương với lượng β-carotene sản phẩm cà chua (Paiva Russell 1999) Tuy nhiên, lycopene so với carotenoid khác chế độ ăn uống có vai trị chống oxy hóa cao (Rao Agarwal 1999) Khả dụng sinh học lycopene tăng cường chế biến nấu nướng thực phẩm (Gärtner et al 1997) Ngoài ra, chế 18 | P a g e biến thực phẩm giúp tăng cường khả tiếp cận hợp chất ưa béo cần thiết cho hình thành mixen lipid bao gồm axit mật lipid chế độ ăn uống (Stahl Sies 2007) Chế biến sản phẩm cà chua giúp tăng cường hấp thu lycopene sau ăn (Gärtner et al 1997) Ngoài ra, carotenoid khác β carotene lycopene thể đặc tính chống oxy hóa mơ hình in vitro in vivo Tuy nhiên, hấp thụ carotenoid động vật người bị hạn chế, hạn chế việc nghiên cứu tác dụng chống oxy hóa mơ hình carotenoid in vivo (Paiva Russell 1999) α-caroten lycopene có chức chống oxy hóa cao β-carotene (Nishino et al 2002) Hơn nữa, kết hợp chất chống oxy hóa mạnh khác tocopherols (vitamin E) với carotenoid làm tăng vai trị chống oxy hóa chúng chống lại gốc tự (Jaswir et al 2011) 5.9 Hoạt tính provitaminA Khoảng 50 số 700 carotenoid tồn tự nhiên có hoạt tính provitamin A (Rodriguez-Amaya 1997; Okada et al 2008) Ở người, có ba số tiền chất mạnh vitamin A, β-cryptoxanthin, αcarotene β carotene (Thane Reddy 1997; Park cộng 2009; CarrilloLopez cộng 2010) Trong thể, chúng thường chuyển đổi thành retinol vitamin A (Zeb Mehmood 2004) Trong số carotenoid có thực phẩm, rau trái cây, β-caroten thành phần vitamin A (Imamura cộng 2006) Các rối loạn nghiêm trọng mắt quáng gà ngăn chặn β-carotene, tiền chất vitamin A (Takahashi et al 2006) Ngồi ra, việc tiêu hóa tốt giải phóng carotenoid khỏi chất thực phẩm với hoạt tính sinh lý loại vitamin A (Carrillo-Lopez 19 | P a g e cộng 2010) Hầu hết carotenoid đóng vai trị tiền vitamin A phải có cấu trúc β-ionone Carotenoid α-carotene, lycopene, β-carotene, lutein β-cryptoxanthin tìm thấy huyết tương người (Romanchik cộng 1995) Từ carotenoid này, β-caroten, β-cryptoxanthin α-caroten coi carotenoid provitamin A chất khác lutein lycopene khơng phải Sự chuyển đổi sinh học carotenoid liên quan đến hoạt động enzym phân cắt gọi mono dioxygenase Enzyme phá vỡ liên kết đôi liên kết polyene thành hai phân tử retinal Các phân tử sau chuyển hóa thành dẫn xuất khác axit retinoic có liên quan đến việc thúc đẩy hoạt động thị giác, phát triển phôi thai cho bà mẹ mang thai, biệt hóa tế bào biểu mơ phát triển thể (Handelman 2001) Nhưng nhu cầu vitamin A có nguồn gốc từ carotenoid ít, tức khoảng 200 μg / ngày người trưởng thành khỏe mạnh, liều cao gây độc cho người Theo báo cáo, quốc gia có thu nhập thấp, khoảng 80% lượng vitamin A có nguồn gốc từ carotenoid provitamin A (Stahl Sies 2003) 5.10 Hoạt tính bảo vệ tim mạch Mất cân oxy hóa với viêm nhiễm hệ thống tim mạch, chủ yếu dẫn đến hình thành rối loạn tim mạch Cholesterol lipoprotein tỷ trọng thấp (LDLc) biến đổi thơng qua cân oxy hóa có liên quan đến hình thành tiến triển ban đầu chứng xơ vữa động mạch, dẫn đến rối loạn tim mạch vành Thông thường, xơ vữa động mạch kết việc sản sinh tế bào bọt đóng vai trị nguồn gốc gốc tự dẫn đến trình oxy hóa LDLc Do đó, bảo vệ q trình oxy hóa LDLc chất chống oxy hóa ngăn ngừa bệnh tim mạch vành người Lưu ý lycopene β- 20 | P a g e carotene vận chuyển chủ yếu LDLc, chúng đóng vai trị bảo vệ LDLc khỏi q trình oxy hóa (Sesso cộng 2003) Nghiên cứu EURAMIC mối quan hệ nhồi máu tim cấp tính trạng thái chống oxy hóa mơ mỡ từ khoảng 10 quốc gia khác Châu Âu 1500 đối tượng (Riccioni et al 2016) Các nghiên cứu họ cho thấy mối quan hệ liều lượng lycopene mô mỡ với phản ứng nguy nhồi máu tim Ngoài ra, họ lycopene thể rõ ràng đặc tính bảo vệ tim mạch so với β-carotene Hơn nữa, với cá nhân có lượng chất béo khơng bão hịa vai trị bảo vệ lycopene cao (Rissanen et al 2002) Do đó, lycopene có liên quan trực tiếp đến việc giảm tỷ lệ đột quỵ, nhồi máu tim, giảm độ dày trung gian động mạch cảnh giảm mảng vơi hóa động mạch chủ bụng (Rao Rao 2007) Trong nghiên cứu tương tự thực Thụy Điển Litva, người ta báo cáo nguy tim mạch cao tử vong liên quan bệnh mạch vành có liên quan đến mức độ lycopene thấp (Kaliora et al 2006) Ngồi ra, Lycopene cịn ngăn ngừa ức chế bệnh tim mạch cách giảm nồng độ cholesterol toàn phần huyết (Kaliora et al 2006) Hơn nữa, tác dụng chống xơ vữa lycopene liên quan đến chức chống viêm, biểu phân tử kết dính nhỏ, cải thiện cân nội môi lipid, tương tác tế bào nội mô bạch cầu đơn nhân (Libby 2002) Điều đạt cách ngăn chặn tiết IL-1, yếu tố q trình viêm, kích thích sản xuất dấu hiệu tiền viêm khác phát triển mảng xơ vữa động mạch ban đầu (Hu et al 2008) Ngồi ra, mức độ ơxít nitric bị ảnh hưởng lycopene cung cấp giãn mạch, đó, ức chế phát triển xơ vữa động mạch rối loạn liên quan (Dwyer et al 2004) Trong nghiên cứu xơ vữa động mạch Los Angeles Bắc Kinh, mức độ xơ vữa có tỷ lệ nghịch với lutein Người ta nói thêm 21 | P a g e zeaxanthin, có tỷ lệ nghịch với vận tốc sóng xung, động mạch cảnh chung bên phải mơđun đàn hồi, ức chế giai đoạn đầu xơ vữa động mạch (Hozawa cộng 2009) Điều trị kết hợp rối loạn lipid máu thuốc 9cis-β-carotene kích thích gia tăng lipoprotein mật độ cao apolipoprotein người (Hubacek Bobkova 2006) Ngồi ra, mức độ β-carotene cao có liên quan đến mức độ cao cGMP khả dụng sinh học oxit nitric, kích thích giảm NF-κB tế bào nội mơ Enzyme điều hịa q trình sinh tổng hợp axit mật nơi sinh sống 9-cisβ-carotene cấp độ mRNA (Akbaraly cộng 2008) Do đó, làm giảm hấp thụ cholesterol ruột non làm giảm biểu gen khác (ABCG1, ABCG5 ABCG8) góp phần vào trình chuyển hóa cholesterol Các chất vận chuyển cholesterol thể tế bào gan chúng đóng phần thiết yếu trình tiết cholesterol, làm giảm hình thành xơ vữa Gần đây, nghiên cứu việc hấp thụ vitamin C, D, E, B9, khoáng chất carotenoid mối quan hệ HbA1c người không mắc bệnh tiểu đường nghiên cứu Theo báo cáo, việc tiêu thụ thường xuyên 6,8 mg / ngày carotenoid có tỷ lệ nghịch với mức HbA1c khoảng thời gian 10 năm (Khaw cộng 2004) Sự diện carotenoid huyết tương sau năm làm giảm đáng kể nguy rối loạn đường huyết Khả giảm HbA1c carotenoid hoạt động chống oxy hóa chúng, điều gần liên quan đến q trình glycosyl hóa protein (Riccioni et al 2016) 5.11 Hoạt tính bảo vệ gan Gan quan quan trọng thể với nhiều chức sinh học bao gồm sản xuất hóa chất giúp cho q trình tiêu hóa, giải độc, cân nội mơi, tổng hợp protein Hơn nữa, đóng chức thiết yếu 22 | P a g e trình sinh tổng hợp protein huyết tương, sản xuất hormone chuyển hóa glycogen dự trữ (Sugiura 2013) Liên quan đến chuyển hóa carbohydrate, khu vực thải insulin, phân hủy glycogen gan dẫn đến gia tăng sản xuất glucose tế bào gan (Michael et al 2000) Các bệnh gan vấn đề sức khỏe toàn cầu, đặc trưng q trình xơ hóa viêm nhiễm gây chuyển đổi liên tục từ viêm gan nặng sang xơ gan sau ung thư gan Rối loạn gan mãn tính thường bệnh tiểu đường loại 2, kháng insulin, chuyển hóa bất thường carbohydrate lipid, vi rút, rượu xenobiotic (Loguercio et al 2001) Ngồi ra, cân oxy hóa đóng vai trò quan trọng chế bệnh sinh tổn thương gan Trong gan, tế bào viêm hoạt hóa tế bào Kupffer, đại thực bào cytochrome p450 tế bào gan bị thương enzym ty thể nguồn ROS (Tilg Diehl 2000; Parola Robino 2001) Mức độ cao gốc tự ROS không làm thối hóa đại phân tử DNA, protein, carbohydrate, lipid phân tử sinh học khác mà gây phiên mã chất điều biến sinh hóa cytokine, điều chỉnh tế bào mơ (Tilg Diehl 2000; Parola Robino 2001) Carotenoid, giống vi chất dinh dưỡng khác có hoạt tính chống oxy hóa, cần thiết việc bảo vệ tế bào chống lại cân oxy hóa cách làm giảm hiệu gốc tự sản xuất oxy tự Do ngăn ngừa bệnh gan (Sugiura 2013) Carotenoid tích tụ gan, nơi chúng kết hợp thành lipoprotein để hỗ trợ vận chuyển chúng tế bào Chúng ức chế hình thành tổn thương gan β-carotene, lutein, β-crytoxanthin lycopene số ví dụ carotenoid mà chúng có đặc tính chống oxy hóa, chống lại q trình peroxy hóa lipid tế bào gan chuột (Chen Tappel 1996; Whittaker et al 1996) 23 | P a g e Trong nghiên cứu báo cáo mức độ vi chất chống oxy hóa kẽm, selen β-carotene giảm đáng kể nhóm bệnh nhân nghiện rượu so với nhóm bệnh nhân khơng uống rượu Các nhóm nhỏ liên quan đến chấn thương gan; β-carotene giảm liên tục huyết tương với gia tăng tương ứng tổn thương gan (Ward Peters 1992) Carotenoid tham gia vào q trình bảo vệ chống oxy hóa hệ thống sinh học chúng xuất mức độ cao tế bào gan Do đó, điều ngăn ngừa phát triển tiến triển tổn thương gan (Sugiura 2013) Thực phẩm chức Ở người, carotenoids giúp giảm nguy phát triển bệnh mãn tính ung thư, bệnh tim mạch, cholesterol cao, đục thủy tinh thể thối hóa điểm vàng nêu hoạt tính pro-vitamin A số hợp chất Gần đây, người tiêu dùng nhận thức mối liên hệ chế độ ăn uống, sức khỏe việc ngăn ngừa bệnh tật Kết là, hợp chất hoạt tính sinh học, chẳng hạn chất chống oxy hóa, peptit, carbohydrate lipid, có thực phẩm trở nên quan trọng dinh dưỡng người lý cho phát triển thực phẩm chức dinh dưỡng ngành công nghiệp thực phẩm Thuật ngữ “nutraceutical” đặt cách kết hợp hai thuật ngữ “dinh dưỡng” “dược phẩm”, vào năm 1989; nutraceuticals coi “thực phẩm (hoặc phần thực phẩm) cung cấp lợi ích y tế sức khỏe, bao gồm việc ngăn ngừa điều trị bệnh (Brower 1998) Khi thực phẩm chức thúc đẩy việc phòng ngừa điều trị bệnh rối loạn khác bệnh thiếu máu, gọi “nutraceutical” (Trottier cộng 2010) Điều quan trọng cần lưu ý thực phẩm chức khơng phải phương thuốc phổ biến cho thói quen sức khỏe khơng tốt 24 | P a g e Ngoài ra, thêm vào thực phẩm, tính khả dụng sinh học carotenoid cải thiện so với chúng tiêu thụ từ nguồn tự nhiên (Boon et al 2010) Trái rau nguồn cung cấp carotenoid chế độ ăn uống Khoảng 40 loại có mặt chế độ ăn uống điển hình người (Rao Rao 2007) Mặc dù, carotenoids có nhiều loại thực phẩm thông thường, trái cây, nước trái rau có sắc tố đậm tạo thành nguồn thực phẩm với loại rau trái màu vàng cam cung cấp hầu hết αcarotene β-carotene, trái màu cam cung cấp α-cryptoxanthin, rau xanh cung cấp lutein cà chua sản phẩm từ cà chua lycopene Lutein hai thành phần sắc tố hồng điểm võng mạc có nồng độ cao huyết người (Naziri cộng 2014) Lutein thuộc nhóm xanthophyll, phân nhóm họ carotenoid thường tồn với zeaxanthin Lutein zeaxanthin phân bố rộng rãi loại trái có màu sáng rau xanh đậm (Granado et al 2003; Arunkumar et al 2013) Vì thể người tự tổng hợp lutein, nên cần bổ sung đầy đủ từ nguồn thực phẩm rau xanh đậm rau bina, đậu cải xoăn, loại rau ngô trái chứa lutein trái kiwi, nho, cam, vv Lutein tự nhiên sử dụng chất bổ sung dinh dưỡng dinh dưỡng (Mitri et al 2011) Nó bảo vệ da khỏi bị hư hại ngăn ngừa LDL cholesterol cách ức chế trình oxy hóa Nó làm chậm q trình lão hóa phổi chống lại bệnh viêm khớp Nó sử dụng sắc tố màu vàng cam đặc trưng để cải thiện màu thực phẩm đồ uống (Bartlett Eperjesi 2008) Nồng độ lutein thấp huyết tương có liên quan đến việc gia tăng xu hướng bị nhồi máu tim (Street et al 1994), lượng lutein cao làm giảm nguy đột quỵ (Ascherio et al 1999) Lutein có nhiều ứng dụng 25 | P a g e chăm sóc sức khỏe người ứng cử viên lý tưởng cho “thực phẩm nano”, làm tăng sinh khả dụng khả quang ổn định lutein Trong số carotenoid, beta carotene chất thường tìm thấy thực phẩm chức Thực phẩm giàu β-carotene loại rau xanh, rau củ màu cam, loại trái màu vàng cam Các nghiên cứu phát phần lớn vitamin A chế độ ăn uống đến từ carotenoid β-Carotene β-caroten sản xuất hợp chất tổng hợp phịng thí nghiệm phân lập từ nguồn nấm tảo khác β-Caroten hoạt động tiền chất để sản xuất vitamin A thể Vì vậy, cịn gọi provitamin A Nó bảo vệ tế bào khỏi bị hư hại cách ức chế trình peroxy hóa lipid gây gốc tự oxy tự (Evans Johnson 2010) Xơ cứng bì tình trạng đặc trưng da cứng Tình trạng ảnh hưởng đến mơ liên kết khác thể Theo báo cáo, tình trạng phát sinh nồng độ β-carotene thể giảm xuống mức cần thiết Các nhà nghiên cứu sản phẩm β-carotene giúp người bị tình trạng β-carotene nghiên cứu để điều trị chứng nhạy cảm với ánh nắng mặt trời Tình trạng gọi bệnh nguyên sinh tạo hồng cầu, gây tượng nhạy cảm nghiêm trọng với ánh sáng mặt trời Tuy nhiên, tiêu thụ lượng lớn β-caroten bảo vệ người mắc chứng phản ứng quang tạo hồng cầu 26 | P a g e KẾT LUẬN Các hoạt tính dược lý carotenoid khác chứng minh thể vai trò có lợi lớn người việc phịng ngừa quản lý bệnh mãn tính, bao gồm bệnh tim mạch, xơ vữa động mạch, ung thư, tiểu đường, tăng huyết áp, cân oxy hóa, khả sinh sản nam giới, rối loạn thối hóa thần kinh Do đó, chúng kết hợp thực phẩm đồ uống để phục vụ chất dinh dưỡng chất bổ sung dinh dưỡng 27 | P a g e ... Carotenoids Hoạt tính dược lý Carotenoid 5.1 Hoạt tính chống lão hóa 5.2 Hoạt tính bảo vệ xương khớp 5.3 Hoạt tính chống ung thư .8 5.4 Hoạt tính. .. 12 5.5 Hoạt tính chống HIV 14 5.6 Hoạt tính chống viêm 14 5.7 Hoạt tính chống béo phì .16 5.8 Hoạt tính chống oxy hóa 18 5.9 Hoạt tính provitaminA... provitaminA 19 5.10 Hoạt tính bảo vệ tim mạch 20 5.11 Hoạt tính bảo vệ gan 22 Thực phẩm chức .24 HOẠT TÍNH DƯỢC LÝ CỦA CAROTENOIDS Giới thiệu Carotenoid