Estructura, funciones y papel fisiológico de los carotenoides. Los carotenoides son dispositivos moleculares universales para trabajar con luz

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25.11.2018

Los tintes naturales que dan color a las hojas, flores, frutos, raíces y otras partes de las plantas (amarillo, naranja, rojo, marrón) forman un grupocarotenoides , sustancias biológicamente activas insolubles en agua que son sintetizadas por todo tipo de plantas, así como por algunos microorganismos.

carotenoides junto conclorofila , proporcionando a las plantas un color verde, son dos grupospigmentos fotosintéticos y realizar las funciones de absorción de luz con posterior conversión de energía solar en energía química. Además, los carotenoides juegan un papel protector, protegiendo a la clorofila de la exposición excesiva a la energía solar y de la oxidación por el oxígeno liberado durante la fotosíntesis. También proporcionan la estructura del fotosistema, ocupando una posición estrictamente definida en las membranas fotosintéticas.

A pesar de la similitud de su papel en la vida de las plantas, las clorofilas y los carotenoides tienen una serie de diferencias. Por lo tanto, las clorofilas absorben principalmente ondas de luz de las partes del espectro rojo, infrarrojo (longitud de onda 650 - 710 nm), azul y ultravioleta (longitud de onda 400 - 500 nm), y los carotenoides, principalmente la región verde, azul, violeta, ultravioleta (longitud de onda 280 - 550 nm). Además, tienen una estructura molecular diferente; los carotenoides, a diferencia de la clorofila, no contienen metales.

Los carotenoides, a su vez, están representados por dos tipos de compuestos hidrocarbonados poliinsaturados liposolubles de la serie de los terpenos:carotenos y xantofilas . Las xantofilas se diferencian de los carotenos en que, además de carbono e hidrógeno, también contienen átomos de oxígeno.

Al estar en los tejidos y células de las plantas, las xantofilas les dan un color amarillo. Fueron aislados por primera vez de las hojas de otoño en 1837 por el químico y mineralogista sueco Jöns Jakob Berzelius, quien les dio este nombre.

Hasta la fecha, se han estudiado alrededor de 650 representantes diferentes de carotenoides. Entre ellos se encuentran el pigmento naranja más común y conocido. caroteno, dando un color amarillo anaranjado a los frutos de frutas y verduras, así como otras partes de las plantas (hojas, raíces, etc.), y un pigmento rojo licopeno(frutos de tomate, pulpa de sandía, frutas, bayas), que es en esencia su isómero. También se pueden considerar los carotenos como derivados del licopeno.

El primer pigmento carotenoide conocido hoy en día comocaroteno(lat. carota ), fue obtenido a partir de raíces de zanahorias y nabos amarillos en 1831 por el científico alemán Ferdinand Wackenroder. Mucho más tarde, el químico alemán Richard Wilstetter propuso una fórmula empírica para el caroteno C 40 norte 56 . Y solo en 1930, casi un siglo después del descubrimiento oficial del caroteno, el químico suizo Paul Carrer finalmente confirmó su fórmula estructural, por lo que el científico recibió el Premio Nobel (1937).

Los estudios han demostrado que el caroteno puede existir en cuatro formas:α -caroteno, β -caroteno, γ -caroteno y δ -caroteno, de los cuales las tres primeras formas sonprovitamina A . Una vez en el cuerpo humano (animal), se convierten en sustancias vitalesretinoides(Un 1, Un 2 , ácido retinoico, etc.), que tienen propiedades antioxidantes (protección de las células de los efectos dañinos de la energía luminosa). El β-caroteno es el más eficaz en su acción, ya que se convierte en dos moléculas de retinol, mientras que el resto (α- y γ-caroteno) pueden formar una sola.

Apertura vitamina a ocurrió en 1913. Difícilmente se puede sobrestimar su importancia para la vida de los bioorganismos. Como componente estructural de las membranas celulares, tiene un efecto beneficioso sobre el crecimiento y el desarrollo, y forma parte del principal pigmento visual.rodopsina proporciona protección antioxidante. La falta de esta vitamina en la dieta reduce significativamente la inmunidad, ralentiza los procesos de crecimiento y afecta negativamente las funciones visuales.

Estudios recientes han confirmado las propiedades antitumorales y radioprotectoras del β-caroteno. Ayuda a restablecer las defensas del organismo, tiene un efecto positivo en el funcionamiento del sistema cardiovascular, está indicado para algunas enfermedades ginecológicas y la hipoxia intracelular. Debido a las propiedades regeneradoras, las preparaciones de aceite con caroteno se utilizan para tratar quemaduras, congelaciones y diversas enfermedades de la piel. Además, el β-caroteno es cancerígeno y hepatoprotector.

Dado que el cuerpo humano no puede sintetizar vitamina A por sí solo, sus reservas se reponen a través de una nutrición seleccionada adecuadamente. Los alimentos vegetales ricos en provitamina A incluyen zanahorias, tomates, pimientos rojos, hojas de espinaca, calabaza, cebollas verdes, brócoli y muchas bayas y frutas. Al ingerir alimentos ricos en β-caroteno, debe recordarse que es poco soluble en agua, por lo que se asegura una buena absorción de la provitamina cuando se combina con una pequeña cantidad de grasa. Muy útiles son los productos animales que contienen retinoides (vitamina A en la forma más accesible): leche, mantequilla, crema agria, requesón, yema de huevo, aceite de pescado, hígado, caviar.

El caroteno como materia colorante (colorante E160 y E160a) se utiliza en la industria alimentaria y de confitería. Las principales fuentes de su producción industrial son los frutos de plantas como el espino amarillo, la rosa silvestre, algunos tipos de hongos y microorganismos.

Casi desde la infancia escuchamos que debería haber más verduras y frutas en nuestra mesa. Contienen vitaminas y minerales tan necesarios para que nuestro organismo funcione correctamente. Esto también incluye carotenoides. ¿Lo que es? ¿Qué papel juegan estas sustancias en el organismo? Consideremos más.

que son los carotenoides

Estas son las mismas sustancias que hacen que las verduras y frutas sean amarillas, anaranjadas. Las plantas necesitan carotenoides para absorber la energía solar. Cabe señalar que los pigmentos de color están presentes en absolutamente todos los representantes del reino de los organismos vivos.

Entre todos los pigmentos conocidos, son los más comunes y se presentan en una amplia variedad.

Propiedades de los carotenoides

Los diferentes grupos de estos compuestos tienen diferente capacidad para absorber la luz solar. Pero hay algunas propiedades que los unen:

Los carotenoides no se disuelven en agua.
Tienen buena solubilidad en disolventes orgánicos: benceno, hexano, cloroformo.
Capaz de ser absorbido selectivamente sobre absorbentes minerales, esta propiedad se aprovecha para su separación por cromatografía.
En su forma pura, los carotenoides son altamente lábiles: responden bien a la luz solar, son sensibles al oxígeno y no pueden soportar el calor intenso, la exposición a ácidos y álcalis. Bajo la influencia de estos factores negativos, el colorante caroteno se destruye.
Como parte de los complejos proteicos, los carotenoides se vuelven más estables.

Variedades de carotenoides.

A pesar de que todas las sustancias pertenecen al mismo grupo y tienen una estructura similar, se clasifican según la pigmentación del color en 2 grupos:

carotenos. Estos son hidrocarburos No hay átomos de oxígeno en la estructura.
Xantofilas: pintadas en varios colores, que van del amarillo al rojo.

Los carotenoides son:

Alfa caroteno. Se encuentra en grandes cantidades en vegetales de color naranja. Una vez en el cuerpo, puede convertirse en vitamina A. La falta de alfacaroteno conduce al desarrollo de patologías cardiovasculares.

Betacaroteno. Se encuentra en frutas y verduras amarillas. Protege al organismo de los efectos nocivos de los radicales libres. Es un poderoso antioxidante que puede llamarse protector del sistema inmunológico.
luteína Protege la salud de la retina, protegiéndola de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta. Con el uso regular, reduce el riesgo de desarrollar cataratas en un 25%. Se encuentra mucha luteína en las espinacas, el repollo, el calabacín y las zanahorias.
Beta criptoxantina. Reduce el riesgo de desarrollar patologías inflamatorias, especialmente artritis reumatoide y otras enfermedades articulares. Se encuentra en grandes cantidades en frutas cítricas, calabaza y pimientos dulces.
Licopeno. Está directamente involucrado en la normalización del metabolismo del colesterol. Previene el desarrollo de la aterosclerosis, ayuda a combatir el exceso de peso. Suprime el desarrollo de la microflora intestinal patógena. La fuente de licopeno son los tomates, la pasta de tomate, las sandías.

Todos los tipos de carotenoides juegan un papel importante en la vida de los organismos vivos.

El papel de los carotenoides

Considere la importancia de estos pigmentos para los humanos:

Los carotenoides son sustancias que son provitaminas de la vitamina A. No se produce en el cuerpo, pero se necesita para la vida normal.
Afectan el estado de la piel y las mucosas.
Los carotenoides realizan una función antioxidante.
Tienen un efecto inmunoestimulador.
Prevenir mutaciones cromosómicas.
Participan en programas genéticos para la destrucción de células cancerosas.
Tienen un efecto inhibitorio sobre el proceso de división celular.
Suprimir oncogenes.
Inhiben el desarrollo de procesos inflamatorios que conducen a enfermedades degenerativas.
Apoyar la salud de los órganos de la visión.

Activan enzimas que destruyen sustancias nocivas.
Afectan la regularidad del ciclo menstrual en las mujeres.
Ayuda a mantener el equilibrio hídrico.
Promover el transporte de calcio a través de la membrana celular.
En el cuerpo humano, los carotenoides son sustancias que también se utilizan como suministro de oxígeno en la cadena respiratoria neuronal.

La lista muestra que los carotenoides juegan un papel importante en el cuerpo y, dado que no se pueden sintetizar, deben provenir del exterior.

Fuentes naturales de pigmentos colorantes.

Todas las frutas y verduras amarillas contienen carotenoides. Estas sustancias también se encontraron en la vegetación, solo por la clorofila verde son invisibles, y en el período de otoño son ellas las que dan a las hojas un color brillante.

Las principales fuentes de carotenoides incluyen:

Aceite de palma. Se considera líder en el contenido de coenzima Q10, vitamina E y carotenoides.
Zanahoria.
Frutos de serbal.
Pimienta naranja.
Maíz.
Todo cítrico.
Caqui.
albaricoques
Calabaza.
Escaramujo.
melocotones
Tomates.
Espino cerval de mar.

También se encontraron pigmentos en las flores, por ejemplo, los pétalos de caléndula son ricos en carotenoides, polen de plantas. También se encuentran en la yema de huevo y en algunas variedades de pescado.

El proceso de asimilación de pigmentos en el cuerpo humano.

Después de que estas sustancias ingresan al cuerpo, comienza el proceso de asimilación en el intestino delgado con la participación de un determinado grupo de enzimas. Pero en el proceso de investigación, se ha establecido que la absorción de carotenoides ocurre mejor si se utilizan alimentos finamente picados y tratados térmicamente.

Es importante para la completa absorción y la presencia de grasa. Por ejemplo, si solo se absorbe alrededor del 1% de los carotenoides de las zanahorias crudas, luego de agregar aceite, el porcentaje aumentará a 25.

Vitamina A en ampollas

Si una cantidad insuficiente de carotenoides ingresa al cuerpo con los alimentos, entonces este problema se puede resolver tomando multivitaminas sintéticas que contienen estas sustancias. Los fabricantes emiten fondos en forma de:

La composición puede contener, además de la vitamina A, otros componentes:

vitaminas del grupo B.
Vitamina C.
Ácido fólico.
Nicotinamida.
Biotina.
ácido pantoténico.
Calcio.
Vitamina K.
Fósforo.
Magnesio y hierro.
silicio y vanadio.
molibdeno y selenio.

La vitamina A en ampollas debe tomarse solo después de consultar a un médico, para no provocar una sobredosis.

Dosis de carotenoides

Si la comida contiene poco caroteno (lo que es, ya lo hemos considerado), entonces es necesario tomar drogas sintéticas.

La dosis diaria debe ser de al menos 25.000 UI de vitamina A. En presencia de determinadas patologías, será necesario ajustar la dosis, reduciéndola o aumentándola.

Para una mejor asimilación, es necesario dividir la norma diaria en dos dosis. La dosis también depende de si está tomando un complejo vitamínico o un suplemento que contiene solo un tipo de caroteno: alfacaroteno, betacaroteno, licopeno.

Debe tenerse en cuenta que la vitamina caroteno debe suministrarse al cuerpo de un adulto en una cantidad de 2 a 6 mg por día. Por ejemplo, una zanahoria contiene 8 mg, pero no olvide que el cuerpo no absorberá toda la cantidad.

¿Quién debe tomar carotenoides?

Para reducir el riesgo de desarrollar patologías oncológicas de la próstata, pulmones.
Para proteger el músculo cardíaco de enfermedades.
Con el fin de reducir la tasa de desarrollo de los cambios relacionados con la edad en la retina.
Para fortalecer el sistema inmunológico.

El efecto principal de su uso se debe al hecho de que los carotenoides son antioxidantes naturales. Las moléculas son capaces de neutralizar los radicales libres inestables. Pero cabe señalar que, a pesar de la similitud entre ellos, cada grupo de carotenoides tiene su propio efecto sobre un determinado tipo de tejido en el cuerpo humano.

No todos los tipos de carotenoides se convierten en vitamina A con el mismo éxito, el betacaroteno lo hace mejor, pero el alfacaroteno y la criptoxantina son capaces de metamorfosearse, pero en menor medida.

Contraindicaciones de uso

Tampoco es necesario combinar la ingesta de vitaminas con la terapia con otros medicamentos. Antes de usar, asegúrese de consultar a un médico.

Efectos secundarios

Si come suficientes alimentos que contienen caroteno (lo que es, ya lo sabe), y además se toman vitaminas sintéticas, existe el riesgo de sobredosis y efectos secundarios. El primer signo será una coloración anaranjada de la piel de las manos y los pies. Esto no es peligroso, con una disminución de la dosis, todo vuelve a la normalidad.

Si hay una ingesta simultánea de diferentes grupos de carotenoides, interfieren con la absorción de los demás y, en algunos casos, pueden dañar el cuerpo.

Antes de usar tales sustancias, especialmente en presencia de patologías crónicas, es necesario consultar a un médico.

Carotenoides en la prevención de enfermedades

Si estas sustancias ingresan al cuerpo constantemente y en cantidades suficientes, pueden desempeñar un papel preventivo en la prevención de ciertas patologías:

Protege contra muchos tipos de cáncer. Por ejemplo, el licopeno inhibe el desarrollo de células cancerosas en la próstata. Los estudios han encontrado que el consumo regular de alimentos que contienen tomates, que son ricos en licopeno, reduce el riesgo de desarrollar cáncer de próstata en un 45 %. Este carotenoide también puede proteger contra el cáncer de estómago y del tracto digestivo.
El alfacaroteno reduce el riesgo de cáncer de cuello uterino, mientras que la luteína y la zeaxantina protegen contra el cáncer de pulmón.
El consumo de carotenoides reduce el riesgo de desarrollar enfermedades del corazón. La presencia constante de estas sustancias en los alimentos reduce el riesgo de infarto en un 75%.
Todos los carotenoides hacen un excelente trabajo con el colesterol malo.
Se reduce el riesgo sobre la retina, lo que provoca ceguera en la vejez.
Los carotenoides previenen el daño a la lente.
Reduce el riesgo de cataratas.

Se pueden dar algunos datos y recomendaciones útiles para el uso de este grupo de sustancias.

Parecería que con tal abundancia de productos, una persona moderna no puede experimentar una deficiencia de carotenoides, pero, como señalan los expertos, casi el 40-60% de la población adulta recibe menos de estas sustancias con los alimentos. Por eso la dieta debe ser variada y rica en verduras y frutas.

Si este no es el caso, es necesario comprar vitaminas sintéticas y suplementos dietéticos para garantizar el pleno funcionamiento del cuerpo.

1. CAROTENOIDES

La sorprendente variedad de colores de los organismos vivos no solo brinda placer estético, sino que también indica la gran importancia biológica de los pigmentos.

Uno de los pigmentos naturales de mayor belleza y actividad biológica son los carotenoides. Estos son compuestos liposolubles sintetizados por plantas, algas, bacterias y hongos (Sandmann, 2001). Su investigación comenzó en 1831, cuando Wackenroder aisló el pigmento amarillo β-caroteno en forma cristalina de las zanahorias, y en 1837 Berzelius aisló pigmentos amarillos de las hojas de otoño y los denominó xantofilas. Después de 100 años en 1933, ya se conocían 15 carotenoides diferentes, unos 80 en 1947, y durante los siguientes veinte años este valor superó los 300. En la actualidad, unos 700 pigmentos se incluyen en el grupo de los carotenoides. En la naturaleza, estas sustancias determinan el color de las hojas que caen, el color de las flores (narcisos, caléndulas) y frutas (cítricos, pimientos, tomates, zanahorias, calabazas), insectos (mariquitas), plumas de pájaros (flamencos, ibis, canarios) y organismos marinos (camarón, salmón). Estos pigmentos proporcionan una variedad de colores desde el amarillo hasta el rojo oscuro, y en combinación con las proteínas pueden dar una coloración verde y azul.

En las plantas son metabolitos secundarios y se dividen en dos grupos: xantofilas oxidadas como luteína, zeaxantina, violaxantina y carotenoides-hidrocarburos como β- y α-carotenos y licopeno.

Entre los pigmentos vegetales conocidos, los carotenoides son los más comunes y difieren en diversidad estructural y una amplia gama de actividades biológicas. En las plantas superiores, los carotenoides se sintetizan y localizan en plástidos celulares, donde se unen en complejos fotosensibles, participando en el proceso de fotosíntesis y protegiendo a las plantas del estrés oxidativo provocado por el exceso de luz.

De los 700 carotenoides conocidos, 40 están constantemente presentes en la alimentación humana; solo el β-caroteno, el alfa-caroteno y las criptoxantinas tienen actividad de provitamina (A) en los mamíferos.

Los carotenoides se consideran una de las trampas más poderosas del oxígeno singulete. Son las propiedades antioxidantes de estos compuestos las que determinan en gran medida su actividad biológica. Aunque los carotenoides están presentes en muchos alimentos tradicionales, las fuentes más ricas para los seres humanos son las verduras, frutas y jugos de colores brillantes, con verduras y frutas de color amarillo anaranjado que proporcionan la mayor parte de β- y α-caroteno, las frutas de color naranja son fuentes de α-criptoxantina, hortalizas de color verde oscuro - luteína, pimienta - capsantina y capsorubina, y tomate y sus derivados - licopeno Johnson, 2002.

Espinacas, ricas en luteína y zeaxantina, así como representantes del género. Pimiento que contiene capsantina y capsorubina en las frutas.

Entre los factores exógenos, la temperatura de crecimiento, la intensidad de la luz, la duración del período de luz y el uso de fertilizantes tienen un impacto significativo en la acumulación de carotenoides. Así se sabe que a la sombra el contenido de luteína y β-caroteno en las plantas es menor que a la luz, y que la col rizada cultivada en verano tiene mayores concentraciones de estos carotenoides que cuando se cultiva en invierno. Con el crecimiento, el contenido de carotenoides en las hojas aumenta y disminuye en la etapa de envejecimiento, es decir, la cantidad de carotenoides en la planta también depende del momento de la cosecha. Estudios experimentales confirman que la agricultura orgánica proporciona la mayor acumulación de pigmentos rojos y amarillos por frutos de pimiento dulce (Cuadro 2).

Debido a sus propiedades antioxidantes, los carotenoides han llamado especialmente la atención en la lucha contra enfermedades crónicas como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares, la diabetes y la osteoporosis.

Cuadro 2. Contenido de carotenoides en chile Almudén en condiciones de fertilizantes orgánicos, tecnologías convencionales e integradas (mg/kg peso húmedo) (Perez-Lopez et al, 1999)

carotenoide	Agricultura ecológica	agricultura integrada	agricultura tradicional
contenido general	3231	2493	1829
Faccion roja*	2038	1542	1088
facción amarilla	1193

*fracción roja = capsorubina + capsantina e isómeros

Fracción amarilla = β-caroteno + β-criptoxantina + zeaxantina + violaxantina

La función biológica más importante de los carotenoides en el cuerpo humano es la actividad de provitamina (A). Los carotenoides con tal actividad 1) apoyan la diferenciación de células epiteliales sanas, 2) normalizan las funciones reproductivas y 3) la visión. La vitamina A forma parte del pigmento visual rodopsina, lo que explica el importante papel del β-caroteno, el α-caroteno y las criptoxantinas en el mantenimiento de la visión. En particular, la falta de vitamina A en los alimentos puede conducir al desarrollo de la llamada “ceguera nocturna”, caracterizada por una disminución significativa de la sensibilidad de la retina al anochecer y, en casos graves, al desarrollo de la misma. -llamada visión “tubular”, cuando las células sensibles a la luz de la parte periférica de la retina dejan de funcionar. . La luteína y la zeaxantina son dos de los 7 carotenoides que se encuentran en el plasma y son los únicos carotenoides de la retina y el cristalino. En la retina, la luteína y la zeaxantina son las responsables de la pigmentación amarilla y se denominan pigmentos maculares. Esta área ocupa solo el 2% de toda la superficie de la retina y está formada exclusivamente por células cónicas responsables de la visión del color. Se sugiere que los pigmentos maculares están involucrados en la fotoprotección y que los niveles reducidos de luteína y zeaxantina pueden estar asociados con daño en la retina. Se puede aumentar la cantidad de estos pigmentos aumentando la ingesta de antioxidantes, verduras y frutas, carotenoides alimentarios, normalizando el índice de masa corporal y no fumando. Muchos de estos factores también están asociados con un riesgo reducido de desarrollar degeneración macular senil, lo que sugiere una relación causal. Los estudios demuestran que aumentar la proporción de luteína y zeaxantina, así como de licopeno, reduce el riesgo de degeneración macular. Cabe señalar especialmente que los altos niveles de consumo de varios vegetales, que proporcionan una variedad de carotenoides en el cuerpo, reducen el riesgo de enfermedades oculares más poderosamente que el consumo de carotenoides individuales.

En general, los datos de estudios epidemiológicos sugieren una relación positiva entre un alto nivel de ingesta de carotenoides y un bajo riesgo de enfermedades cardiovasculares crónicas, algunas formas de cáncer y el nivel de inmunidad.

Los estudios del efecto anticancerígeno de los carotenoides han revelado un efecto protector del β-caroteno frente al cáncer de pulmón en no fumadores y especialmente en hombres. El consumo de altas dosis de carotenoides reduce el riesgo de algunos tipos de linfoma, pero no afecta la magnitud del riesgo de desarrollar cáncer de vejiga. El licopeno es capaz de prevenir el cáncer de próstata.

La reducción del riesgo de enfermedades cardiovasculares bajo la acción de los carotenoides se debe a la protección de las lipoproteínas de baja densidad frente a la peroxidación y a la disminución de la intensidad del estrés oxidativo en la localización de las placas ateroscleróticas. Los estudios de cohortes han establecido un papel protector de los carotenoides dietéticos contra las enfermedades cardiovasculares en Italia, Japón, Europa y Costa Rica.Hay una serie de trabajos que confirman el efecto protector del licopeno en relación con la prevención de enfermedades cardiovasculares. Los estudios epidemiológicos en 662 pacientes y 717 personas sanas de 10 países europeos diferentes mostraron una relación dosis-dependiente entre el nivel de consumo de licopeno y el riesgo de infarto de miocardio. La comparación de los niveles de ingesta de licopeno en Lituania y Suecia mostró un aumento en el riesgo de desarrollo y mortalidad por enfermedad coronaria en condiciones de falta de ingesta de licopeno. Al final resultó que, el licopeno de tomate, salsas, ketchups, jugo de tomate reduce significativamente el nivel de formas oxidadas de lipoproteínas de baja densidad y reduce el nivel de colesterol en la sangre, lo que reduce el riesgo de enfermedades cardiovasculares.

La prevención del cáncer mediante el consumo de altas dosis de carotenoides está asociada a la capacidad de estos últimos para inhibir la proliferación celular, su transformación y modular la expresión de genes determinantes. Los carotenoides oxidados (como la β-criptoxantina y la luteína), así como las formas no oxidadas (como el β-caroteno y el licopeno), se asocian con un riesgo reducido de cáncer. Los estudios en cultivos celulares han demostrado que, además del β-caroteno, algunos otros carotenoides pueden exhibir actividad anticancerígena, y la actividad, en algunos casos, es mayor que la actividad del β-caroteno (por ejemplo, capsantina, α-caroteno, luteína , zeaxantina, etc.).

Alrededor del 90% de todos los carotenoides en los alimentos y el cuerpo humano son β- y α-caroteno, licopeno, luteína y criptoxantina. El licopeno es uno de los principales carotenoides de la dieta mediterránea y asegura que hasta el 50% de todos los carotenoides entren en el cuerpo humano. Entre las verduras, los tomates son la principal fuente de licopeno, y los productos a base de tomate (salsa de tomate, pasta de tomate, salsas) proporcionan a una persona el 85% de todo el licopeno de los alimentos. Las propiedades anticancerígenas del licopeno están confirmadas por estudios epidemiológicos, estudios in vitro tanto en animales de laboratorio como en humanos.

Se cree que los principales mecanismos de la acción anticancerígena del licopeno son la participación en la desactivación de especies reactivas de oxígeno, la regulación del sistema de detoxificación, el efecto sobre la proliferación celular, la inducción de interconexiones celulares, la inhibición del ciclo celular y la modulación de señalización.

En general, una persona absorbe alrededor del 10-30% del licopeno. La presencia de compuestos liposolubles, incluidos otros carotenoides, tiene un efecto positivo en el nivel de absorción de licopeno. Sorprendentemente, la configuración espacial del doble enlace central de la molécula de licopeno determina la intensidad de su absorción. Se ha demostrado que el cislicopeno, formado durante el tratamiento térmico del tomate, se absorbe más eficientemente que el isómero trans de las frutas crudas. Los isómeros cis también se forman en el cuerpo de humanos y animales cuando se consumen formas transformadas.

Además del suero sanguíneo, el licopeno se acumula en cantidades significativas en los testículos, las glándulas suprarrenales, la próstata y las glándulas mamarias, así como en el hígado.

Las propiedades anticancerígenas del licopeno de tomate se manifiestan en relación con el cáncer de próstata, mama, cuello uterino, ovario, hígado, pulmones, tracto gastrointestinal, páncreas.

Debido a sus propiedades antioxidantes, los carotenoides son capaces de proteger al organismo de otras condiciones patológicas asociadas al estrés oxidativo. Los estudios epidemiológicos muestran que el β-caroteno y el licopeno, junto con las vitaminas C y E, reducen significativamente el riesgo de osteoporosis. Este hecho parece ser especialmente importante en la prevención de la osteoporosis en mujeres durante la menopausia, que se caracteriza por una disminución significativa de la protección antioxidante.

Se ha establecido el efecto positivo del licopeno en la reducción de la presión sistólica en pacientes hipertensos, que se caracterizan por el desarrollo de estrés oxidativo.

La infertilidad masculina está asociada, como es sabido, con la formación de una cantidad significativa de especies reactivas de oxígeno en el esperma, mientras que en hombres sanos no se encontraron especies reactivas de oxígeno en la semilla. Dado que el contenido de licopeno en el semen de hombres infértiles es inferior al de individuos sanos, se intentó corregir el aporte de licopeno. El consumo durante el año por estos pacientes de 8 mg de licopeno por día aumentó significativamente la motilidad de los espermatozoides, mejoró su morfología y proporcionó el 5% de los casos de concepción.

Actualmente se está investigando el papel del licopeno en el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer. Debido al alto nivel de consumo de oxígeno, las altas concentraciones de lípidos y la baja capacidad antioxidante, el cerebro humano es muy vulnerable a los efectos de los oxidantes. Se ha demostrado que el licopeno está presente en bajas concentraciones en el tejido nervioso, y su concentración se reduce en la enfermedad de Parkinson y la demencia vascular. En Japón se ha establecido el efecto protector del licopeno de tomate frente a la aparición y desarrollo de enfisema. Se espera que el efecto protector del licopeno pueda manifestarse en pacientes con diabetes, enfermedades de la piel, artritis reumatoide, enfermedades periodontales y procesos inflamatorios. Las propiedades antioxidantes del licopeno abren también amplias posibilidades para su uso en la industria farmacéutica, alimentaria y cosmética.

El licopeno todavía no se considera un nutriente esencial y, por lo tanto, no se han establecido los niveles óptimos de ingesta. Sin embargo, en base a datos de estudios del efecto protector del licopeno, se puede afirmar que la ingesta diaria para combatir el estrés oxidativo y prevenir enfermedades crónicas debería ser de 5-7 mg (Levin, 2008). En presencia de enfermedades como el cáncer o las enfermedades cardiovasculares, es deseable aumentar los niveles de ingesta de licopeno a 35-75 mg. Los niveles reales de ingesta de licopeno son de 3 a 16,2 mg/día en EE. UU., 25,2 mg en Canadá, 1,3 mg en Alemania, 1,1 mg en el Reino Unido y 0,7 mg en Finlandia.

carotenoides
Acción biológica	La prevención de enfermedades
Actividad provitamina	Ceguera de "pollo"
Desactivación de especies reactivas de oxígeno	Catarata
Regulación del sistema de desintoxicación	Osteoporosis
Efecto sobre la proliferación celular	Cangrejo de río
Inducción de interconexiones celulares	VIH
Inhibición del ciclo celular de la enfermedad	Enfermedades cardiovasculares
Modulación de transmisión de señal	Artritis Reumatoide
Mantenimiento de la inmunidad	Enfermedades de la piel
Participa en el metabolismo de fármacos	Protección contra otras enfermedades inflamatorias

2. Flavonoides

La biodiversidad de la naturaleza es inagotable.

Otro grupo de antioxidantes, los polifenoles, constituye un grupo aún mayor de compuestos naturales (se conocen más de 8000) (Ross & Kasum, 2002).

Bioflavonoides. Breve información

bioflavonoides o vitamina p. La vitamina P (del latín "paprika" - pimienta y "permeabilitus" - permeabilidad) une a la familia de los bioflavonoides. Este es un grupo muy diverso de compuestos polifenólicos vegetales que afectan la permeabilidad vascular de manera similar a la vitamina C.

Fuentes: limones, trigo sarraceno, chokeberry, grosella negra, hojas de té, escaramujos, cebollas, repollo, manzanas.

requerimiento diario para los humanos no se ha establecido.

Rol biológico es estabilizar la matriz intercelular del tejido conjuntivo y reducir la permeabilidad capilar.

Recientemente ha surgido un gran interés en los bioflavonoides debido a estudios epidemiológicos que han revelado el efecto protector de las verduras y frutas que contienen bioflavonoides en el desarrollo de enfermedades crónicas no transmisibles socialmente significativas: cardiovasculares y malignas. Numerosos experimentos han demostrado que los flavonoides:

tener propiedades antioxidantes;
prevenir el desarrollo de daño aterosclerótico en las paredes de las arterias, suprimiendo los procesos de peroxidación de lípidos intracelulares;
inhibir la agregación plaquetaria;
prevenir el daño oxidativo de los ácidos nucleicos y prevenir el desarrollo de procesos de carcinogénesis. Se cree que los flavonoides también tienen efectos antialérgicos, antiinflamatorios (inhiben COX 1 y COX 2), antivirales y antiproliferativos.

Manifestación clínica de hipovitaminosis La vitamina P se caracteriza por un aumento del sangrado de las encías y hemorragias petequiales subcutáneas, debilidad general, fatiga y dolor en las extremidades.

preparaciones a base de hierbas, que contienen flavonoides, han encontrado un amplio uso clínico en el tratamiento de enfermedades hepáticas: pueden ser simples infusiones de plantas medicinales, como flores de siempreviva arenosa o extractos concentrados - flamin (concentrado seco de siempreviva arenosa), conviflavina (del Lejano Oriente lirio de la hierba del valle). La preparación compleja silimarina (que contiene una mezcla de bioflavonoides de cardo mariano) tiene un efecto hepatotrópico y antitóxico, y se usa para el daño hepático tóxico.

Asi que, Flavonoides son la clase más grande de polifenoles vegetales. Los polifenoles son una clase de compuestos químicos caracterizados por la presencia de más de un fenólico grupos por molécula. fenoles- compuestos orgánicos de la serie aromática, en cuyas moléculas los grupos OH-hidroxilo están unidos a los átomos de carbono del anillo aromático.

Estos son los antioxidantes más comunes en el reino vegetal. solo flavonoides(derivados hidroxi flavona ) son capaces de tener efectos antiinflamatorios, antivirales, hormonales, antimutagénicos, protegen contra el cáncer y exhiben una gran cantidad de propiedades que son beneficiosas para los humanos. Se ha establecido que todos los polifenoles vegetales naturales tienen un efecto anticancerígeno.

Acción de los flavonoides:

Antiinflamatorio
Anticancerígeno (protección contra el cáncer de pulmón y de mama)
Antivírico
antioxidante
Cardioprotector
hormonales
Antiulceroso
Antidiarreico
Antiespasmódico
Mejorar la memoria, el aprendizaje y la cognición
neuroprotector
Reducir el riesgo de osteoporosis

El papel de los flavonoides en el mantenimiento de la salud humana es enorme. Los estudios epidemiológicos indican que el consumo de frutas y verduras está asociado con un riesgo reducido de enfermedades crónicas, incluidas las enfermedades cardiovasculares y el cáncer. Se cree que los flavonoides y otros polifenoles son los compuestos biológicamente activos más importantes que determinan el impacto positivo de las frutas y verduras en la salud humana.

Estudios epidemiológicos confirman el efecto protector de los flavonoides contra el cáncer y las enfermedades cardiovasculares (Ghosh & Scheepens, 2009). Se encontró una diferencia significativa en la mortalidad de la población con alto (China) y bajo (Norteamérica, Europa) consumo de flavonoides. Solo 2 de 7 estudios a gran escala no mostraron un efecto protector significativo, y ambos estudios se realizaron en europeos con un bajo consumo de flavonoides. Catorce de 19 estudios mostraron una correlación inversa entre la incidencia de cáncer de mama y los niveles de flavonoides en la sangre. El consumo de alimentos ricos en flavonoides se asocia con una menor incidencia de enfermedades cardíacas, infartos, cáncer y otras enfermedades crónicas. Se ha demostrado una correlación inversa entre el nivel de ingesta de flavonoides y el riesgo de accidente cerebrovascular, así como de cáncer de pulmón y recto (Trichopoulos, 2003; Hirvonen et al, 2001). Dado que estas enfermedades crónicas están asociadas con un mayor estrés oxidativo y que los flavonoides son fuertes antioxidantes in vitro, se ha sugerido que los flavonoides de la dieta tienen un efecto beneficioso al mejorar las defensas antioxidantes. La actividad antioxidante de los flavonoides se manifiesta en un aumento del estado antioxidante del plasma, un efecto protector sobre la vitamina E, las membranas de los eritrocitos y las lipoproteínas de baja densidad, así como la protección de los PUFA de las membranas de los eritrocitos contra la peroxidación.

Numerosos estudios sugieren que los flavonoides exhiben actividades antialérgicas, antivirales, antiinflamatorias y vasodilatadoras en humanos. Flavonoides incluyendo quercetina y taxifolina, tienen un efecto beneficioso sobre el tracto gastrointestinal, mostrando actividad antiulcerosa, antiespasmódica y antidiarreica. Se ha demostrado que el consumo de verduras y frutas con alto contenido en polifenoles reduce el riesgo de aparición y desarrollo de osteoporosis.

Se ha establecido que la quercetina protege contra la infección por VIH, previene la oxidación de las lipoproteínas de alta densidad, reduciendo así el riesgo de enfermedades cardiovasculares. El consumo de una cantidad importante de alimentos que contengan quercetina (cebolla, pomelo, manzana) reduce el riesgo de desarrollar cáncer de pulmón.

Un amplio espectro de actividad biológica de las plantas del género alio(Cuadro 1) se asocia no solo con la presencia de compuestos que contienen azufre, sino también con una alta concentración de flavonoides. El consumo de cebolla inhibe el crecimiento de tumores y células microbianas, reduce el riesgo de cáncer, desactiva los radicales libres y protege contra las enfermedades cardiovasculares. Se ha establecido una alta actividad antioxidante de todos los cultivos de cebolla (Kim & Kim, 2006; Corzo-Martinez et al, 2007).

Tabla 1. Acción biológica de las plantas del género alio

Acción biológica	Número total de obras	Número de estudios en humanos
Cardioprotector
antimicrobiano
anticancerígeno
antioxidante
Hipoglucemiante
Antiinflamatorio

Así, nueve estudios epidemiológicos en diferentes partes del mundo (China, Italia, Argentina, EE. UU., etc.) mostraron claramente una reducción significativa del riesgo de cáncer gastrointestinal con un aumento en el consumo de ajo (You et al, 1989; Buiatti et al. , 1989). La última observación está relacionada con la capacidad del ajo para reducir el nivel de nitritos en el tracto gastrointestinal (precursores de las nitrosaminas cancerígenas) y la acción bacteriostática contra Helicobacter pylori, provocando el desarrollo de úlceras y cáncer gástrico (Lanzotti, 2006). El efecto protector de los disulfuros y trisulfuros de alilo de las plantas del género alio del cáncer de hígado causado por la aflatoxina.

carotenoides - pigmentos liposolubles de color amarillo, naranja, rojo, presentes en los cloroplastos de todas las plantas. También forman parte de los cromoplastos en las partes no verdes de las plantas, por ejemplo, en las raíces de las zanahorias, cuyo nombre en latín (Daucus carota L.) obtuvieron su nombre. En las hojas verdes, los carotenoides suelen ser invisibles debido a la presencia de clorofila, pero en otoño, cuando la clorofila se destruye, son los carotenoides los que dan a las hojas su característico color amarillo y naranja. Los carotenoides también son sintetizados por bacterias y hongos, pero no por animales. Actualmente se conocen alrededor de 400 pigmentos pertenecientes a este grupo.

Estructura y propiedades. Wilstetter estableció la composición elemental de los carotenoides. De 1920 a 1930 se determinó la estructura de los principales pigmentos de este grupo. La síntesis artificial de una serie de carotenoides se llevó a cabo por primera vez en 1950 en el laboratorio de P. Carrera. Los carotenoides incluyen tres grupos de compuestos: 1) pigmentos anaranjados o rojos carotenos(C 40 H 56); 2) amarillo xantofilas(C 4 oH 56 O 2 y C 40 H 51 O 4); 3) ácidos carotenoides - productos de oxidación de carotenoides con una cadena acortada y grupos carboxilo (por ejemplo, C 20 H 24 O 2 - crocetina que tiene dos grupos carboxilo).

Los carotenos y las xantofilas son fácilmente solubles en cloroformo, benceno, disulfuro de carbono y acetona. Los carotenos son fácilmente solubles en petróleo y éteres dietílicos, pero casi insolubles en metanol y etanol. Las xantofilas son altamente solubles en alcoholes y mucho peor en éter de petróleo.

Todos los carotenoides son compuestos de polieno. Los carotenoides de los dos primeros grupos constan de ocho residuos de isopreno que forman una cadena de dobles enlaces conjugados. Los carotenoides pueden ser acíclicos (alifáticos), mono y bicíclicos. Los ciclos en los extremos de las moléculas de carotenoides son derivados de la ionona (Fig. 1).

Figura 1. Fórmulas estructurales de los carotenoides y la secuencia de sus transformaciones.

Un ejemplo de un carotenoide acíclico es licopeno(C 40 H 56) - el caroteno principal de algunas frutas (en particular, tomates) y bacterias moradas.

Caroteno(Fig. 1) tiene dos anillos de β-ionona (doble enlace entre C 5 y C 6). Tras la hidrólisis del β-caroteno en el doble enlace central, se forman dos moléculas de vitamina A (retinol). El α-caroteno difiere del β-caroteno en que tiene un anillo β-ionona y el segundo - J-ionona (doble enlace entre C 4 y C 5).

xantofila luteína- derivado de a-caroteno, y zeaxantina- β-caroteno. Estas xantofilas tienen un grupo hidroxilo en cada anillo iónico. La inclusión adicional en la molécula de zeaxantina de dos átomos de oxígeno en dobles enlaces C 5 -C 6 (grupos epoxi) conduce a la formación violaxantina. Nombre

la "violaxantina" está asociada con la liberación de este compuesto de los pétalos de los pensamientos amarillos (Viola tricolor). La zeaxantina se obtuvo por primera vez de los granos de maíz (Zea Mays). luteína (del lat. lúteo- amarillo) se encuentra, en particular, en la yema de los huevos de gallina. Los isómeros más oxidados de la luteína son fucoxantina(C 40 H 60 O 6) - la principal xantofila de las algas pardas.

Los principales carotenoides de plástidos de plantas superiores y algas son β-caroteno, luteína, violaxantina y neoxantina. La síntesis de carotenoides comienza desde acetil-CoA a través de ácido mevalónico, pirofosfato de geranilgeranilo hasta licopeno, que es el precursor de todos los demás carotenoides. La síntesis de carotenoides se produce en la oscuridad, pero se acelera bruscamente por la acción de la luz. Los espectros de absorción de los carotenoides se caracterizan por dos bandas en las regiones violeta-azul y azul de 400 a 500 nm (ver Fig. 4.3). El número y la posición de los máximos de absorción dependen del disolvente. Este espectro de absorción está determinado por el sistema de dobles enlaces conjugados. Con un aumento en el número de dichos enlaces, los máximos de absorción se desplazan hacia la región de longitud de onda larga del espectro. Los carotenoides, como las clorofilas, se unen de forma no covalente a las proteínas y lípidos de las membranas fotosintéticas.

El papel de los carotenoides en la fotosíntesis

Los carotenoides son componentes esenciales de los sistemas de pigmentos de todos los organismos fotosintéticos. Realizan una serie de funciones, las principales son: 1) participación en la absorción de la luz como pigmentos adicionales, 2) protección de las moléculas de clorofila contra la fotooxidación irreversible. Es posible que los carotenoides participen en el intercambio de oxígeno durante la fotosíntesis.

La importancia de los carotenoides como pigmentos adicionales que absorben la luz en las partes azul-violeta y azul del espectro se hace evidente cuando se considera la distribución de energía en el espectro de la radiación solar total en la superficie de la Tierra. Como sigue de la Figura 2, el máximo de esta radiación cae en las partes azul-azul y verde del espectro (480 - 530nm). En condiciones naturales, la radiación total que llega a la superficie de la Tierra se compone de un flujo de radiación solar directo a una superficie horizontal y radiación del cielo dispersa.

Fig. 2. Distribución de energía en el espectro de radiación total y dispersa en un cielo despejado

La dispersión de la luz en la atmósfera ocurre debido a partículas de aerosol (gotas de agua, partículas de polvo, etc.) y fluctuaciones en la densidad del aire (dispersión molecular). La composición espectral de la radiación total en la región de 350 - 800 nm con un cielo despejado durante el día casi no cambia. Esto se explica por el hecho de que un aumento en la proporción de rayos rojos en la radiación solar directa en una posición baja del Sol va acompañado de un aumento en la proporción de luz dispersa, en la que hay muchos rayos azul-violeta. La atmósfera de la Tierra dispersa los rayos de la parte del espectro de longitud de onda corta en una medida mucho mayor (la intensidad de dispersión es inversamente proporcional a la longitud de onda elevada a la cuarta potencia), por lo que el cielo se ve azul. En ausencia de luz solar directa (clima nublado), aumenta la proporción de rayos azul-violeta. Estos datos indican la importancia de la parte del espectro de longitud de onda corta cuando las plantas terrestres usan luz dispersa y la posibilidad de que los carotenoides participen en la fotosíntesis como pigmentos adicionales. Los experimentos modelo muestran una alta eficiencia de la transferencia de energía luminosa de los carotenoides a la clorofila a, además, las moléculas de carotenos, pero no las xantofilas, tienen esta capacidad.

La segunda función de los carotenoides es protectora. Por primera vez, D. I. Ivanovsky obtuvo datos de que los carotenoides pueden proteger las moléculas de clorofila de la destrucción. En sus experimentos, los tubos de ensayo que contenían el mismo volumen de solución de clorofila y diferentes concentraciones de carotenoides se expusieron a la luz solar directa durante 3 horas. Resultó que cuantos más carotenoides había en el tubo de ensayo, menos clorofila se destruía. Posteriormente, estos datos recibieron numerosas confirmaciones. Así, los mutantes de chlamydomonas libres de carotenoides mueren a la luz en una atmósfera de oxígeno, mientras que en la oscuridad, con un modo de nutrición heterótrofo, se desarrollan y multiplican normalmente. En el mutante de maíz, que carecía de la síntesis de carotenoides, la clorofila formada en condiciones aeróbicas bajo fuerte iluminación se destruyó rápidamente. En ausencia de oxígeno, la clorofila no se destruyó.

¿Cómo previenen los carotenoides la destrucción de la clorofila? Ahora se ha demostrado que los carotenoides son capaces de reaccionar con la clorofila en estado triplete, evitando su oxidación irreversible. En este caso, la energía del estado triple excitado de la clorofila se convierte en calor.

Fig. 3. Reacción de carotenoides con clorofila

Además, los carotenoides, al interactuar con el oxígeno excitado (singlete), que oxida inespecíficamente muchas sustancias orgánicas, pueden transferirlo al estado fundamental.

Figura 4. Reacción de carotenoides con oxígeno excitado

El papel de los carotenoides en el intercambio de oxígeno durante la fotosíntesis es menos claro. En plantas superiores, musgos, algas verdes y marrones, se produce una oxidación profunda reversible de xantofilas dependiente de la luz. Un ejemplo de tal transformación es ciclo de la violaxantina.

Figura 5. Ciclo de violaxantina

La importancia del ciclo de la violaxantina sigue sin estar clara. Quizá sirva para eliminar el exceso de oxígeno. Los carotenoides en las plantas realizan otras funciones no relacionadas con la fotosíntesis. En los "ojos" sensibles a la luz de los flagelados unicelulares y en la parte superior de los brotes de las plantas superiores, los carotenoides, al contrastar la luz, ayudan a determinar su dirección. Esto es necesario para la fototaxis en flagelos y el fototropismo en plantas superiores.

Los carotenoides determinan el color de los pétalos y frutos de algunas plantas Derivados de carotenoides: vitamina A, xantoxina, que actúa como ABA y otros compuestos biológicamente activos. La cromoproteína rodopsina, que se encuentra en algunas bacterias halófilas, absorbe la luz y funciona como una bomba de H+. El grupo cromóforo de la bacteriorrodopsina es retinal, la forma aldehído de la vitamina A. La bacteriorrodopsina es similar a la rodopsina de los analizadores visuales de animales.

Los carotenoides son pigmentos amarillos, anaranjados o rojos sintetizados por plantas (así como por bacterias y hongos), insolubles en agua, próximos a la vitamina A (retinol) y, a través de ella, al importantísimo cromóforo retiniano. Los carotenoides se encuentran entre los factores que protegen al cuerpo del desarrollo de tumores. Los carotenoides desempeñan en parte el papel de pigmentos fotosintéticos adicionales, pero también pueden realizar otras funciones no relacionadas con la fotosíntesis. Los carotenoides incluyen carotenos y xantofilas ampliamente distribuidos. Por naturaleza química, estos son hidrocarburos isoprenoides que contienen 40 átomos de carbono (Fig. 12). Pertenecen a los pigmentos fotosintéticos auxiliares, que contienen todos los organismos fotosintéticos, incluyen carotenoides, un gran grupo de compuestos químicos que son un producto de condensación de residuos de isopreno (Fig. 128).

Las xantofilas son carotenos oxidados. Especialmente ricas en carotenos son las hojas verdes de algunas plantas (por ejemplo, espinacas), tubérculos de zanahorias, escaramujos, grosellas, tomates, etc. En las plantas, los carotenoides están representados principalmente por el p-caroteno fisiológicamente más activo. Los carotenos, junto con las xantofilas, a menudo determinan el color de ciertos organismos. Por ejemplo, la coloración púrpura de las bacterias se atribuye a la presencia de xantofilas y espirillotoxinas tipo robotina; marrón - marrón y diatomeas - fucoxantina.

Los animales y los humanos no son capaces de sintetizar carotenoides, pero, al obtenerlos con los alimentos, los usan para sintetizar vitamina A. Los carotenoides, como las clorofilas, se unen muy débilmente a las proteínas, se extraen fácilmente de las plantas y se usan como medicamentos y colorantes.

La mayoría de los carotenoides se construyen sobre la base de la condensación de 8 residuos de isoprenoides. En algunos carotenoides, la cadena de poliisoprenoide está abierta y no contiene grupos cíclicos. Tales carotenoides se llaman alifáticos. La mayoría tiene un anillo aromático o de beta-ionona en uno o ambos extremos de la cadena. Los carotenoides del primer tipo son arilo, el segundo - alicíclico. También hay carotenoides que no contienen oxígeno en la molécula y carotenoides que contienen oxígeno, cuyo nombre común es xantofilas.

La composición de los carotenoides en las eubacterias fotosintéticas es diversa. Junto a los pigmentos que son iguales en diferentes grupos, se encontraron ciertos carotenoides o conjuntos de estos últimos para cada uno de ellos.

La composición más diversa de pigmentos carotenoides en bacterias moradas, de las cuales se han aislado más de 50 carotenoides. Las células de la mayoría de las bacterias moradas contienen solo carotenoides alifáticos, muchos de los cuales pertenecen al grupo de las xantofilas. El carotenoide monocíclico de arilo okenon se ha encontrado en algunas bacterias de azufre púrpura, y pequeñas cantidades de betacaroteno, un carotenoide alicíclico común en cianobacterias y organismos eucariotas fotosintéticos, se han encontrado en dos especies de bacterias que no son de azufre púrpura.

Las fórmulas estructurales de algunos carotenoides característicos de las bacterias moradas se muestran en la Fig. 70, 2-5. El conjunto y la cantidad de carotenoides individuales determinan el color de las bacterias moradas, cuyas espesas suspensiones son violeta violeta, roja, rosa, marrón y amarilla.

Los pigmentos carotenoides absorben la luz en las regiones azul y verde del espectro, es decir, en el rango de longitud de onda de 400-550 nm. Estos pigmentos, como las clorofilas, se localizan en las membranas y se asocian con proteínas de membrana sin participación de enlaces covalentes.

Las funciones de los carotenoides en las eubacterias fotosintéticas son diversas. Como pigmentos fotosintéticos auxiliares, los carotenoides absorben cuantos de luz en la región de longitud de onda corta del espectro, que luego se transfieren a la clorofila. En las cianobacterias, la energía luminosa absorbida por los carotenoides ingresa al fotosistema I. La eficiencia de transferencia de energía para diferentes carotenoides varía de 30 a 90%.

Se conoce la participación de los carotenoides en la realización de reacciones de fototaxis, así como en la protección de la célula frente a los efectos tóxicos del oxígeno singlete.

La acción de los carotenoides no se limita a su participación en la protección contra el efecto fotodinámico. Apagan el estado de singlete del oxígeno, independientemente de las reacciones en las que se produzca: en la luz o en la oscuridad.

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