カロテノイドを含む食品

微量栄養素として、カロテノイドは植物、藻類、細菌、菌類に広く見られる。これまでに600種類以上のカロテノイドが発見されており、カロテンが豊富な柑橘類やマンゴーなどの一般的な果物や野菜に豊富に含まれている。また、ルテインが豊富なカボチャやチリなどの野菜もあります。さらに、カロテノイドは脂溶性の色素として、ある程度生物の色を決定する[2]。このうち、β-caroteneリコピンに重大な抗酸化、増強させる作用があると活動により、カロチノイド色素は該当分野の研究に焦点に浮上している。

近年、ゼアキサンチンやゼアキサンチンは、がんや骨粗鬆症などの疾患において重要な生物学的役割を果たしていることが明らかになり、この分野の研究者の注目を集めている[3]。疫学調査によると、カロテノイドは癌、心血管疾患、骨粗鬆症、糖尿病、白内障、hiv感染などの疾患と密接に関連していることが示されています[4]。本論文では、カロテノイドの化学構造、特性、合成方法をレビューし、一般的なカロテノイドの生物学的活性と臨床疾患治療への応用に焦点を当て、カロテノイドの応用のさらなる研究のための理論的基礎を提供する。

1カロテノイドの構造、特性および分類

1. 1 .カロテノイドの構造と性質

カロテノイド(carotenoid)は、主に8つのイソプレン単位から構成されるc40テルペノイド化合物の一種である。すべてのカロテノイドはポリイソプレン構造を持ち、そのほとんどは対称性を持つ複数の二重結合構造を持つため、強い還元力と電子伝達能を持つ[5]。光、熱、強酸などの条件下で不安定であり、酸化反応を起こしやすく、カロテノイド切断生成物を生成します。抗酸化成分庇護もなく、リコピンたコンテンツについてのコンテンツ属性情報及びβが行われ、-caroteneそれぞれ16.71% 28.71%減って3カ月以内[6]。

さらに、発色団には炭化水素鎖の共役二重結合が含まれており、特定の波長の光を吸収することができ、特徴的な色を示す。いくつかのカロテノイドは複数の異性体を持つ。例えば、β-carotene以上の単位期間を含み20異性体最も一般的なall-transの9-cis、13-cis 15-cis[7]。アスタキサンチンには3つの一般的な異性体(3 r、3&)がある#39; r構造、3 r、3'のcis構造と3 s、3' S構造ができます。[8]ほとんどのカロテノイドは、水酸基、カルボニル基、メトキシ基などの極性基を含む有機化合物であるため、ケトン、エーテル、トリクロロメタンなどの極性有機溶媒に高い溶解性を示す[9]。

1.2カロテノイドの分類

カロチノイド色素に分けられるビタミンAの前駆化合物、non-vitamin前兆化合物にできれば分子は細胞か否かに応じて形成し分解できビタミンA例えば、共通β-carotene、α-caroteneとリコピンはビタミンAの前駆物質[10]。(a)ルテイン、ゼアキサンチン、アスタキサンチンなどの酸素を含む官能基を含むキサントフィル;(b)カロチノイド色素でpolyisoprenyl部会技術センターと循環の両端にまたはacyclic構造を介さずに職能団体、αなど-carotene、β-caroteneリコピン[11]。酸素を含む官能基を持つルテインは、より極性が高く、輸送および吸収時にリポタンパク質の表面に存在する一方、非極性カロテノイドは、リポタンパク質の疎水性コアにしばしば見られる[12]。

(ら両βに見せます。[13]-caroteneに対して濃度のzeaxanthin減ら共役dienes肝臓とthiobarbituric酸血中の活性物質(TBARS)、しかしzeaxanthinの効果はさらに鮮明に現れるもので、極zeaxanthinを偽造できるので間に伝達されるlipoproteinsより速くnon-polarβ-carotene。ビタミンA化合物などβ、-iononeとα-iononeによるカロチノイド色素の形成など派生商品騙されdouble-bond-cleavage酵素の動作に活性化している。一般に、カロテノイドはほとんどが脂溶性であり、細胞の疎水性領域に作用する。親炭化水素鎖に結合したヒドロキシル基やケトン基などの極性官能基もカロテノイドの極性を変化させることができ、それによってカロテノイドの膜の局在や異なる分子との相互作用に影響を与える[14]。

2カロテノイドの吸収、合成および許容

2. 1吸収

大きな有機分子として、カロテノイドは脂質と同様の方法で体内に吸収され、通常はタンパク質と複合体を形成し、リンパ系を介して肝臓に入ります[15]。消化酵素の作用により、カロテノイドはタンパク質から分離され、十二指腸を通過し、胆汁で乳化されてカイロミクロンを形成し、小腸のブラシ境界に取り込まれる。一部は酵素の作用によって吸収され、残りはリンパと血液に入り、体内では低密度リポタンパク質(ldl)と高密度リポタンパク質(hdl)によって貯蔵と利用のために肝臓に運ばれる[16]。

2. 2合成技術を使って

体内でカロテノイドを合成することはできないため、必要に応じて外部から摂取します。カロテノイドを合成する一般的な方法には、化学合成、植物抽出、微生物培養などがあります[17]。化学合成物質と比較して、天然のカロテノイドは複雑で、しばしば異性体を持つ。多くの研究で、天然カロテノイドの異性体が相互作用してより効果的な効果を発揮できることが示されている。例えば、ゼアキサンチンはルテインの異性体であり、この2つはクコやフィサリスなどの天然植物によく見られる。ルテインとゼアキサンチンが1:2の比率で存在すると、著しい相乗的抗酸化活性を示す[18]。

化学的に合成されたカロテノイドは、ほとんどが全トランスであり、競争による吸収を阻害します。また、化学生産プロセスからの副生成物は、肺がんや心血管疾患などの疾患のリスクを高め、安全性のリスクを高めます。プラントの抽出源は限られており、組成が複雑で、抽出や精製などの後工程が煩雑であるため、生産コストが高く、大量生産には対応できません。単細胞微生物は急速に成長し、比較的単純な栄養要件を持ち、カロテノイドが豊富である。現在の研究では、安全で費用対効果の高い生産方法の発見を目指して、栽培方法、収穫、抽出、精製方法の革新に焦点を当てている[19]。

2. 3 - The body&#カロテノイドへの39の耐性

現在発見されている600以上のカロテノイドのうち、50以上が正常な人間の食事から見つかっています。しかし、体内で検出できるのは10個以上に過ぎない。体はトランスおよびシリスリコピン異性体に対する良好な耐性を有する。特定の条件下では、高用量の個々のカロテノイドは酸化促進活性を示すが、リコピンは現在、ヒトの健康に悪影響を及ぼさないことが知られている。clarkら[20]は、再発性前立腺がん(pca)患者は比較的リコピンに耐性があり、血漿リコピンの平均用量は15 ~ 90 mg/dであることを明らかにした。

臨床研究によると、体内でのリコピンの吸収速度は、摂取量によって異なり、被験者の80%は6 mg未満である。したがって、飽和が発生する可能性があると推測される。この知見は、臨床的ながん予防のためのリコピンの投与量を決定する上で非常に重要である[21]。[22]研究のBEN-DICH15 50 mgの1日の摂取量β-caroteneは不利な反応を起こさず体内でと毒物分析を殺すためにβ-carotene mutagenicではなく、発がん性、30代後半、や毒性—体内の過度なビタミンAにはならなかっただろう。しかし、ストレス酸化の状況下β-carotene製品カロテノイド衰弱(CBPs)多い形成できますcbpsの攻撃の主なサイトはミトコンドリアです#タンパク質のスルフヒドリル基とグルタチオンのレベルを低下させ、マロンジアルデヒドの蓄積を増加させることにより、39;の酸化的バランス[23]。

3カロテノイドの生物学的活性

3.1抗酸化作用

カロテノイドの共役二重結合構造は、その強い還元性を決定します。これは、酸化還元反応において電子移動の役割を果たします。これにより、カロテノイドは、病理学的プロセスまたは正常な代謝によって生成される活性酸素種および活性窒素種を効果的に除去することができます[24]大人。リコピンは、タンパク質キナーゼ、タンパク質チロシンホスファターゼ(ptp)、mapキナーゼ(mapk)などのレドックス関連キナーゼを、タンパク質および核酸レベルで調節し、それによって体内のo2を焼き、rosレベルを低下させる[25]。β-Caroteneにおけるヘム酸素添加酵素1遺伝子表現を抑える人间の皮肤线维芽细胞(FEK4)[26]の酸化防止剤の効果と一致する。

抗酸化物質chain-breaking、β-caroteneその演技カロチノイド色素らと共に、死体漁りフリーラジカル予防に有効だとその効率も効率の総和より高い一人他のカロチノイド色素。同様に、シュタールら【27】に通报しβ-carotene、演劇映画学科や映像ビタミンEとともにビタミンCにシナジー効果を持ってステージに行けステージによって活性窒素と抑止の脂质代peroxidation効果の総和を大幅に上回って使用孤立している時に合っているの研究結果はどれCAPLLIら[28]。DIらある[9]息切れによるとβ-caroteneロスのリコピンを大きく減らすことができる生产およびnitrotyrosineの構成などをもとめ(ONOO -)※バイオアベイラビリティーを高めるいややいる過程バランス維持を刺激し、心臓病予防役割理由の1つです特定の疾患の治療において、カロテノイドは酸化還元平衡を維持することによって生理学的な役割を果たす。

[13]が(らかβ-carotene防止zeaxanthin脂質代謝障害心血管疾患などのアルコール分を含有しない脂肪肝臓るプロ酸化脂肪。haematococcus pluvialis由来の天然アスタキサンチンは、o2−のクエンチにおいて合成アスタキサンチンの50倍以上の効果があり、フリーラジカルを除去する能力も合成アスタキサンチンの約20倍強い[28]。macedoら[29]は、アスタキサンチン(asta)がスーパーオキシドアニオンおよび過酸化水素のレベルを低下させることによって、タンパク質および脂質の酸化生成物による損傷を有意に減少させることを示した。アスタキサンチン複合添加体重の増减高めることができる毎日、飼料変換率を減らす、優しさ筋力強化の效果を高める輔幸州(ヘンジュらます[30]推定餌は改善されアスタキサンチンの抗酸化作用利用シヴダット・ヤダフ博士らを減らすことにした。クルクミンが[31]確認の污れをしっかりキャッチするロス(ヒドロキシ陰イオンが超酸化物イオンなど)、向上したendoplasmicレチクルストレス(ERS)とミトコンドリア不全。

3. 2免疫系への影響

多くの研究で、カロテノイドは、タンパク質または核酸レベルのいずれかの異なる経路を介して免疫応答に影響を与え、免疫を強化することが示されている。jyonouchiら[32]は、アスタキサンチンが末梢血単核細胞における免疫グロブリンigm、iga、iggのレベルを増加させ、身体を増強することを発見した' s免疫システムです。parkら[33]は成人女性を研究し、アスタキサンチンがdna損傷を減少させ、ナチュラルキラー細胞の細胞毒性を高め、t / b細胞サブセットの比率を高め、リンパ組織の増殖を促進し、免疫応答過程を強化することを発見した。β-caroteneまたはβ-cryptoxanthin免疫反応に調整macrophage-relatedいる過程によって行えimmune-active分子の書き起こしを減らすしかり何であれIL-1b、IL-6、誘導[34]p。これとは別にD私FILIPPOETアル[35]によれルテインしてようβ-cryptoxanthin、の発生が抑えられNF -κBp50、とβ-cryptoxanthinの発生が抑えられIFN -γIL-1α、IL-2、IL-4 IL-10 cytokines。逆効果がほぐれるのをルテイン设展あいだにβ-cryptoxanthinの顔つきになる。xuら[36]は、ルテインが強力な抗酸化物質として、初期アテローム性動脈硬化症患者の血清中のil-6および単球走化性タンパク質-1 (mcp-1)の濃度を有意に低下させ、ある程度アテローム性動脈硬化症の早期形成を阻害することを示した。

この研究所の研究結果を確認β-carotene免疫抑制効果は和らげられるある程度はシクロホスファミドによる強化cytokinesの内容やimmunoglobulinsが増えた体液を吸い免疫機能の『二十日鼠〔37〕』なんだ。白ら。[38]によるとβ-caroteneの劣化を阻害する僕はBκ以降の核転地NF -κBp65のサブユニットで、生成されたの鎮圧興行iNOSのイベントで、したがってinflammatory-relatedの表情を調整する要因TNF -αIL-1β、PGE2も知らない何で必要なの?このため、分子機構の消炎効果がβ-carotene抑制にかかわるかもしれません僕はBκα劣化NF -κB活性化。同様に、活性化クルクミン抑制もできる僕はBκキナーゼヘリコバクター菌によって劣化を防止するフェリシティκBαおよびステープルを妨害しNFκBのDNAが検出されたはずだ実験では40μクルクミンがmol / L著しくHelicobacterを抑制するpylori-induced NF -κB・活性化やIL-8合成をヘリコバクター菌の被害を緩和消化管(39)。

ニュースを[40]ペらの活性化をリコピン抑えられるNF - LPS誘発型κB表情細胞癒着分子を減らす(カメラ)と血管の浸透を軽減し緩和炎症、血管をある程度させる働きがあります。lpsは、マウスraw264.7マクロファージのmitogen-activated proteでkinase (mapks)経路において、jnk、p38、およびerkのリン酸化を活性化し、炎症促進因子の発現を調節する。いくつかの研究では、ルテインはlps誘発性炎症を減少させないことが示されている。しかし、yangらは[41]、藻類由来のカロテノイドをlps誘導マクロファージに適用した。その結果、本エキスがjnkの活性化や、inosやcox-2といった炎症因子の発現を有意に阻害することが分かり、藻類カロテノイドエキスが炎症性疾患の治療に役立つ可能性が示されました。

3. 3抗がん

現在の研究では、カロテノイドは、rosの除去、細胞周期の進行の阻害、細胞間結合およびシグナル伝達の妨害を含む複数のメカニズムを含む、腫瘍の阻害および癌の予防に優れた性能を有することが示されている[42-43]。β-カロチンはhl-60白血病細胞の産生を有意に阻害する。処ら[44]に通报しβ-carotene細胞分裂を起こすG1段階停車に、動作モードはconcentration-dependent合っているUPADHYAYAの研究の成果はどれほか[45]。20ヶ所もありμmol / Lβ生存アポトーシスを誘導する-caroteneにより、セルの立場が弱くなった無反応になります[46] kucukらは、リコピンが前立腺がんに対して有意な抑制効果を有することを発見し、ギャップ結合タンパク質cx43を上昇させ、igf-1レベルを低下させるか、igf結合タンパク質3のレベルを増加させることによって、リコピンが前立腺がん細胞の増殖を抑制する可能性があると推測した。

アミンらは、サフランが肝がん細胞の増殖を抑制し、肝がん細胞のアポトーシスを誘導することによって肝がんの発生を有意に防ぐことができると報告した[47]。具体的な机序は、tnf受容体1タンパク質の発現を減少させることによって、炎症反応を抑制し、炎症メディエーターのレベルを低下させる;スーパーオキシドジスムターゼ、カタラーゼ、グルタチオン- s-トランスフェラーゼのレベルを回復し、ミエロペルオキシダーゼの活性を低下させ、レドックスレベルを維持し、それによって肝臓癌を予防する。一方、クロシンは海馬のcamp応答因子結合タンパク質、脳由来神経栄養因子および血管内皮増殖因子(vegf)のレベルを増加させることによって軽度のうつ病を治療し[48]、早期の脳損傷におけるアポトーシスを阻害し、亜急性期に血管新生を増強することによって外傷性脳損傷を効果的に治療することができる[49]。外傷性脳損傷を効果的に治療する[49]。chewら[50]は、高用量のルテインには、免疫機能および抗がん効果を高める独自の機能があることを発見した。播種性乳がん細胞の増殖を抑制するだけでなく、リンパ球の増殖効果も高めます。

[51]が安井らかアスタキサンチンはかなり炎症cytokinesの表情を抑えNF -κB TNF -αIL-1β、増殖を抑えるとともに、結腸癌の細胞や結腸がん細胞のアポトーシスを誘導するを刺激し、解消結腸粘膜潰瘍や防止策新しい大腸がん結腸炎症やinflammation-related出ましたよ。zhouら[52]は、低濃度の合成クルクミンアナログであるヒドラジニルベンゾイルクルクミンは、短時間でオートファジーを誘導することによってヒト肺腺がんa549細胞の増殖を抑制し、がんを予防する可能性があることを示した。

4概要

カロテノイドは、自然界に広く存在し、正常な動物の成長を維持し、生産性能を向上させ、免疫力を高め、病気を予防する上で重要な役割を果たしています。カロテノイドは構造や機能が異なりますが、その吸収、輸送、代謝のメカニズムは完全には解明されていません。複雑な内部環境とカロテノイド自体の不安定な構造のために、それらは通常、それらの代謝物を通して機能し、ほとんどのカロテノイドは互いにまたは他の物質と相乗効果を持つ。カロテノイドに関する多くの研究にもかかわらず、がんの治療と予防にはさらなる研究が必要である。

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