कैरोटीनॉयड की संरचना, कार्य और शारीरिक भूमिका। प्रकाश के साथ काम करने के लिए कैरोटीनॉयड सार्वभौमिक आणविक उपकरण हैं

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25.11.2018

प्राकृतिक रंग जो पत्तियों, फूलों, फलों, जड़ों और पौधों के अन्य भागों को एक रंग (पीला, नारंगी, लाल, भूरा) देते हैं, एक समूह बनाते हैंकैरोटीनॉयड , पानी में अघुलनशील जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ जो सभी प्रकार के पौधों, साथ ही कुछ सूक्ष्मजीवों द्वारा संश्लेषित होते हैं।

कैरोटीनॉयड के साथक्लोरोफिल , पौधों को हरा रंग प्रदान करना, दो समूह हैंप्रकाश संश्लेषक वर्णक और बाद में सौर ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने के साथ प्रकाश को अवशोषित करने का कार्य करते हैं। इसके अलावा, कैरोटीनॉयड एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाते हैं, क्लोरोफिल को सौर ऊर्जा के अत्यधिक जोखिम से और प्रकाश संश्लेषण के दौरान जारी ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकरण से बचाते हैं। वे प्रकाश संश्लेषक झिल्लियों में कड़ाई से परिभाषित स्थिति पर कब्जा करते हुए, फोटोसिस्टम की संरचना भी प्रदान करते हैं।

पौधों के जीवन में उनकी भूमिका की समानता के बावजूद, क्लोरोफिल और कैरोटीनॉयड में कई अंतर हैं। तो, क्लोरोफिल मुख्य रूप से स्पेक्ट्रम के लाल, अवरक्त (तरंग दैर्ध्य 650 - 710 एनएम), नीले और पराबैंगनी (तरंग दैर्ध्य 400 - 500 एनएम) भागों की प्रकाश तरंगों को अवशोषित करते हैं, और कैरोटीनॉयड - मुख्य रूप से हरा, नीला, बैंगनी, पराबैंगनी क्षेत्र (लंबाई तरंगें) 280-550 एनएम)। इसके अलावा, उनके पास एक अलग आणविक संरचना है; क्लोरोफिल के विपरीत कैरोटीनॉयड में धातु नहीं होती है।

कैरोटीनॉयड, बदले में, टेरपीन श्रृंखला के दो प्रकार के वसा-घुलनशील पॉलीअनसेचुरेटेड हाइड्रोकार्बन यौगिकों द्वारा दर्शाए जाते हैं:कैरोटीनोंतथा ज़ैंथोफिल्स . Xanthophylls कैरोटीन से भिन्न होता है, इसमें कार्बन और हाइड्रोजन के अलावा, उनमें ऑक्सीजन परमाणु भी होते हैं।

पौधों के ऊतकों और कोशिकाओं में होने के कारण, ज़ैंथोफिल उन्हें एक पीला रंग प्रदान करते हैं। वे पहली बार 1837 में स्वीडिश केमिस्ट और मिनरलोगिस्ट जोन्स जैकब बर्ज़ेलियस द्वारा शरद ऋतु के पत्तों से अलग किए गए थे, जिन्होंने उन्हें यह नाम दिया था।

आज तक, कैरोटीनॉयड के लगभग 650 विभिन्न प्रतिनिधियों का अध्ययन किया गया है। उनमें से सबसे आम और सबसे प्रसिद्ध नारंगी रंगद्रव्य हैं। कैरोटीन, फलों और सब्जियों के फलों के साथ-साथ पौधों के अन्य भागों (पत्तियों, जड़ों, आदि), और एक लाल रंगद्रव्य को पीला-नारंगी रंग देना लाइकोपीन(टमाटर फल, तरबूज का गूदा, फल, जामुन), जो संक्षेप में इसका आइसोमर है। आप कैरोटीन को लाइकोपीन का व्युत्पन्न भी मान सकते हैं।

पहला कैरोटीनॉयड वर्णक जिसे आज हम जानते हैंकैरोटीन(अव्य. कैरोटा ), 1831 में जर्मन वैज्ञानिक फर्डिनेंड वेकेनरोडर द्वारा गाजर और पीले शलजम की जड़ों से प्राप्त किया गया था। बहुत बाद में, जर्मन रसायनज्ञ रिचर्ड विल्स्टेटर ने कैरोटीन सी . के लिए एक अनुभवजन्य सूत्र का प्रस्ताव रखा 40 एन 56 . और केवल 1930 में, कैरोटीन की आधिकारिक खोज के लगभग एक सदी बाद, स्विस रसायनज्ञ पॉल कैरर ने अंततः इसके संरचनात्मक सूत्र की पुष्टि की, जिसके लिए वैज्ञानिक को नोबेल पुरस्कार (1937) से सम्मानित किया गया था।

अध्ययनों से पता चला है कि कैरोटीन चार रूपों में मौजूद हो सकता है:α -कैरोटीन, β -कैरोटीन, γ -कैरोटीन और δ -कैरोटीन, जिनमें से पहले तीन रूप हैंप्रोविटामिन ए . एक बार मानव (पशु) के शरीर में, वे महत्वपूर्ण पदार्थों में परिवर्तित हो जाते हैंरेटिनोइड्स(ए 1, ए 2 , रेटिनोइक एसिड, आदि), जिनमें एंटीऑक्सीडेंट गुण होते हैं (प्रकाश ऊर्जा के हानिकारक प्रभावों से कोशिकाओं की सुरक्षा)। β-कैरोटीन इसकी क्रिया में सबसे प्रभावी है, क्योंकि यह रेटिनॉल के दो अणुओं में परिवर्तित हो जाता है, जबकि बाकी (α- और γ-कैरोटीन) केवल एक बना सकते हैं।

प्रारंभिक विटामिन ए 1913 में हुआ। जीवों के जीवन के लिए इसके महत्व को शायद ही कम करके आंका जा सकता है। कोशिका झिल्लियों के संरचनात्मक घटक के रूप में, इसका विकास और विकास पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, और यह मुख्य दृश्य वर्णक का हिस्सा है।rhodopsin एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा प्रदान करता है। आहार में इस विटामिन की कमी प्रतिरक्षा को काफी कम कर देती है, विकास प्रक्रियाओं को धीमा कर देती है और दृश्य कार्यों को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है।

हाल के अध्ययनों ने β-कैरोटीन के एंटीट्यूमर और रेडियोप्रोटेक्टिव गुणों की पुष्टि की है। यह शरीर की सुरक्षा को बहाल करने में मदद करता है, हृदय प्रणाली के कामकाज पर सकारात्मक प्रभाव डालता है, कुछ स्त्रीरोग संबंधी रोगों और इंट्रासेल्युलर हाइपोक्सिया के लिए संकेत दिया जाता है। पुनर्योजी गुणों के कारण, कैरोटीन के साथ तेल की तैयारी का उपयोग जलन, शीतदंश और विभिन्न त्वचा रोगों के इलाज के लिए किया जाता है। इसके अलावा, β-कैरोटीन एक कार्सिनो- और हेपेटोप्रोटेक्टर है।

चूंकि मानव शरीर अपने आप विटामिन ए को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं है, इसलिए इसके भंडार को ठीक से चयनित पोषण के माध्यम से भर दिया जाता है। प्रोविटामिन ए से भरपूर पौधों के खाद्य पदार्थों में गाजर, टमाटर, लाल मिर्च, पालक के पत्ते, कद्दू, हरी प्याज, ब्रोकोली, और कई जामुन और फल शामिल हैं। β-कैरोटीन से भरपूर खाद्य पदार्थ खाते समय, यह याद रखना चाहिए कि यह पानी में खराब घुलनशील है, इसलिए थोड़ी मात्रा में वसा के साथ संयुक्त होने पर प्रोविटामिन का अच्छा अवशोषण सुनिश्चित होता है। रेटिनोइड्स (सबसे सुलभ रूप में विटामिन ए) युक्त पशु उत्पाद बहुत उपयोगी हैं: दूध, मक्खन, खट्टा क्रीम, पनीर, अंडे की जर्दी, मछली का तेल, यकृत, कैवियार।

कैरोटीन एक रंग पदार्थ (डाई E160 और E160a) के रूप में खाद्य और कन्फेक्शनरी उद्योग में उपयोग किया जाता है। इसके औद्योगिक उत्पादन के मुख्य स्रोत समुद्री हिरन का सींग, जंगली गुलाब, कुछ प्रकार के कवक और सूक्ष्मजीव जैसे पौधों के फल हैं।

लगभग बचपन से ही हम सुनते हैं कि हमारी मेज पर सब्जियां और फल अधिक होने चाहिए। इनमें विटामिन और खनिज होते हैं जो हमारे शरीर को ठीक से काम करने के लिए बहुत जरूरी हैं। इसमें कैरोटीनॉयड भी शामिल है। यह क्या है? ये पदार्थ शरीर में क्या भूमिका निभाते हैं? आइए आगे विचार करें।

कैरोटीनॉयड क्या हैं

ये वही पदार्थ हैं जो सब्जियों और फलों को पीला, नारंगी बनाते हैं। सौर ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए पौधों को कैरोटीनॉयड की आवश्यकता होती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जीवित जीवों के राज्य के हर प्रतिनिधि में रंग वर्णक मौजूद हैं।

सभी ज्ञात पिगमेंट में, वे सबसे आम हैं और एक विस्तृत विविधता में प्रस्तुत किए जाते हैं।

कैरोटीनॉयड के गुण

इन यौगिकों के विभिन्न समूहों में सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करने की अलग-अलग क्षमता होती है। लेकिन कुछ गुण हैं जो उन्हें एकजुट करते हैं:

• कैरोटेनॉयड्स पानी में नहीं घुलते हैं।
• कार्बनिक सॉल्वैंट्स में उनकी अच्छी घुलनशीलता है: बेंजीन, हेक्सेन, क्लोरोफॉर्म।
• खनिज अवशोषक पर चुनिंदा रूप से अवशोषित होने में सक्षम, इस संपत्ति का उपयोग क्रोमैटोग्राफी द्वारा उनके पृथक्करण के लिए किया जाता है।
• अपने शुद्ध रूप में, कैरोटेनॉयड्स अत्यधिक लचीला होते हैं: वे सूर्य के प्रकाश के लिए अच्छी तरह से प्रतिक्रिया करते हैं, ऑक्सीजन के प्रति संवेदनशील होते हैं, और तेज गर्मी, एसिड और क्षार के संपर्क में नहीं आ सकते। इन नकारात्मक कारकों के प्रभाव में, डाई कैरोटीन नष्ट हो जाता है।
• प्रोटीन परिसरों के हिस्से के रूप में, कैरोटीनॉयड अधिक स्थिर हो जाते हैं।

कैरोटीनॉयड की किस्में

इस तथ्य के बावजूद कि सभी पदार्थ एक ही समूह के हैं और उनकी संरचना समान है, उन्हें रंग रंजकता के आधार पर 2 समूहों में वर्गीकृत किया गया है:

1. कैरोटीन। ये हाइड्रोकार्बन हैं। संरचना में कोई ऑक्सीजन परमाणु नहीं हैं।
2. ज़ैंथोफिल - पीले से लाल तक विभिन्न रंगों में चित्रित।

कैरोटीनॉयड हैं:

• अल्फा कैरोटीन। नारंगी रंग की सब्जियों में यह अधिक मात्रा में पाया जाता है। एक बार शरीर में, यह विटामिन ए में बदलने में सक्षम होता है। अल्फा-कैरोटीन की कमी से हृदय संबंधी विकृति का विकास होता है।

• बीटा कैरोटीन। पीले फलों और सब्जियों में पाया जाता है। शरीर को मुक्त कणों के हानिकारक प्रभावों से बचाता है। यह एक शक्तिशाली एंटीऑक्सीडेंट है जिसे प्रतिरक्षा प्रणाली का रक्षक कहा जा सकता है।
• ल्यूटिन यह रेटिना के स्वास्थ्य की रक्षा करता है, इसे पराबैंगनी विकिरण के हानिकारक प्रभावों से बचाता है। नियमित उपयोग से, यह मोतियाबिंद के विकास के जोखिम को 25% तक कम कर देता है। पालक, पत्ता गोभी, तोरी और गाजर में भरपूर मात्रा में ल्यूटिन पाया जाता है।
• बीटा क्रिप्टोक्सैंथिन। सूजन संबंधी विकृतियों, विशेष रूप से संधिशोथ और अन्य संयुक्त रोगों के विकास के जोखिम को कम करता है। यह खट्टे फल, कद्दू और मीठी मिर्च में बड़ी मात्रा में पाया जाता है।
• लाइकोपीन। यह सीधे कोलेस्ट्रॉल चयापचय के सामान्यीकरण में शामिल है। एथेरोस्क्लेरोसिस के विकास को रोकता है, अतिरिक्त वजन से लड़ने में मदद करता है। रोगजनक आंतों के माइक्रोफ्लोरा के विकास को दबा देता है। लाइकोपीन के स्रोत टमाटर, टमाटर का पेस्ट, तरबूज हैं।

सभी प्रकार के कैरोटीनॉयड जीवित जीवों के जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

कैरोटीनॉयड की भूमिका

मनुष्यों के लिए इन वर्णकों के महत्व पर विचार करें:

• कैरोटेनॉयड्स ऐसे पदार्थ हैं जो विटामिन ए के प्रोविटामिन हैं। यह शरीर में निर्मित नहीं होता है, लेकिन सामान्य जीवन के लिए आवश्यक होता है।
• वे त्वचा और श्लेष्मा झिल्ली की स्थिति को प्रभावित करते हैं।
• कैरोटीनॉयड एक एंटीऑक्सीडेंट कार्य करते हैं।
• उनके पास एक इम्यूनोस्टिम्युलेटरी प्रभाव है।
• गुणसूत्र उत्परिवर्तन को रोकें।
• वे कैंसर कोशिकाओं के विनाश के लिए आनुवंशिक कार्यक्रमों में भाग लेते हैं।
• कोशिका विभाजन की प्रक्रिया पर इनका निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है।
• ऑन्कोजीन को दबाएं।
• वे भड़काऊ प्रक्रियाओं के विकास को रोकते हैं जो अपक्षयी रोगों को जन्म देते हैं।
• दृष्टि के अंगों के स्वास्थ्य का समर्थन करें।

• वे एंजाइम को सक्रिय करते हैं जो हानिकारक पदार्थों को नष्ट करते हैं।
• वे महिलाओं में मासिक धर्म चक्र की नियमितता को प्रभावित करते हैं।
• जल संतुलन बनाए रखने में मदद करता है।
• कोशिका झिल्ली में कैल्शियम के परिवहन को बढ़ावा देना।
• मानव शरीर में, कैरोटीनॉयड ऐसे पदार्थ होते हैं जिनका उपयोग न्यूरोनल श्वसन श्रृंखला में ऑक्सीजन की आपूर्ति के रूप में भी किया जाता है।

सूची से पता चलता है कि कैरोटीनॉयड शरीर में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, और चूंकि उन्हें संश्लेषित नहीं किया जा सकता है, इसलिए उन्हें बाहर से आना चाहिए।

पिगमेंट को रंगने के प्राकृतिक स्रोत

सभी पीले फलों और सब्जियों में कैरोटेनॉयड्स होते हैं। ये पदार्थ हरियाली में भी पाए जाते थे, केवल हरे क्लोरोफिल के कारण वे अदृश्य होते हैं, और शरद ऋतु की अवधि में वे पत्तियों को एक चमकदार रंग देते हैं।

कैरोटीनॉयड के मुख्य स्रोतों में शामिल हैं:

• ताड़पीन का तेल। इसे कोएंजाइम Q10, विटामिन ई और कैरोटीनॉयड की सामग्री में अग्रणी माना जाता है।
• गाजर।
• रोवन फल।
• नारंगी मिर्च।
• भुट्टा।
• सभी साइट्रस।
• ख़ुरमा।
• खुबानी।
• कद्दू।
• गुलाब कूल्हे।
• आड़ू।
• टमाटर।
• समुद्री हिरन का सींग।

फूलों में वर्णक भी पाए गए, उदाहरण के लिए, कैलेंडुला की पंखुड़ियां कैरोटीनॉयड, पौधे पराग से भरपूर होती हैं। वे अंडे की जर्दी और कुछ प्रकार की मछलियों में भी पाए जाते हैं।

मानव शरीर में वर्णकों के आत्मसात करने की प्रक्रिया

इन पदार्थों के शरीर में प्रवेश करने के बाद, एंजाइमों के एक निश्चित समूह की भागीदारी के साथ छोटी आंत में आत्मसात करने की प्रक्रिया शुरू होती है। लेकिन शोध की प्रक्रिया में, यह स्थापित किया गया है कि कैरोटेनॉयड्स का अवशोषण बेहतर होता है अगर बारीक कटा हुआ और गर्मी से उपचारित खाद्य पदार्थों का उपयोग किया जाए।

यह पूर्ण अवशोषण और वसा की उपस्थिति के लिए महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, यदि कच्ची गाजर से केवल 1% कैरोटेनॉयड्स ही अवशोषित होते हैं, तो तेल डालने के बाद, प्रतिशत बढ़कर 25 हो जाएगा।

ampoules में विटामिन ए

यदि भोजन के साथ कैरोटीनॉयड की अपर्याप्त मात्रा शरीर में प्रवेश करती है, तो इन पदार्थों से युक्त सिंथेटिक मल्टीविटामिन लेने से इस समस्या को हल किया जा सकता है। निर्माता इस रूप में धन जारी करते हैं:

रचना, विटामिन ए के अलावा, अन्य घटक शामिल हो सकते हैं:

• बी समूह विटामिन।
• विटामिन सी।
• फोलिक एसिड।
• निकोटिनमाइड।
• बायोटिन।
• पैंटोथैनिक एसिड।
• कैल्शियम।
• विटामिन K।
• फास्फोरस।
• मैग्नीशियम और लोहा।
• सिलिकॉन और वैनेडियम।
• मोलिब्डेनम और सेलेनियम।

Ampoules में विटामिन ए केवल डॉक्टर से परामर्श करने के बाद ही लिया जाना चाहिए, ताकि अधिक मात्रा में उत्तेजित न हो।

कैरोटीनॉयड की खुराक

यदि भोजन में थोड़ा कैरोटीन होता है (यह क्या है, हम पहले ही विचार कर चुके हैं), तो सिंथेटिक दवाएं लेना आवश्यक है।

प्रति दिन खुराक विटामिन ए की कम से कम 25,000 आईयू होनी चाहिए। कुछ विकृतियों की उपस्थिति में, खुराक को कम करने या बढ़ाने के लिए खुराक को समायोजित करना आवश्यक होगा।

बेहतर आत्मसात के लिए, दैनिक मानदंड को दो खुराक में विभाजित करना आवश्यक है। खुराक इस बात पर भी निर्भर करता है कि आप विटामिन कॉम्प्लेक्स ले रहे हैं या केवल एक प्रकार के कैरोटीन युक्त पूरक: अल्फा-कैरोटीन, बीटा-कैरोटीन, लाइकोपीन।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि एक वयस्क के शरीर को प्रति दिन 2-6 मिलीग्राम की मात्रा में विटामिन कैरोटीन की आपूर्ति की जानी चाहिए। उदाहरण के लिए, एक गाजर में 8 मिलीग्राम होता है, लेकिन यह मत भूलो कि पूरी मात्रा शरीर द्वारा अवशोषित नहीं की जाएगी।

कैरोटीनॉयड किसे लेना चाहिए?

• प्रोस्टेट ग्रंथि, फेफड़ों के ऑन्कोलॉजिकल विकृति के विकास के जोखिम को कम करने के लिए।
• हृदय की मांसपेशियों को रोगों से बचाने के लिए।
• रेटिना में उम्र से संबंधित परिवर्तनों के विकास की दर को कम करने के लिए।
• प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करने के लिए।

उनके उपयोग का मुख्य प्रभाव इस तथ्य के कारण है कि कैरोटीनॉयड प्राकृतिक एंटीऑक्सिडेंट हैं। अणु अस्थिर मुक्त कणों को बेअसर करने में सक्षम हैं। लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, आपस में समानता के बावजूद, कैरोटीनॉयड के प्रत्येक समूह का मानव शरीर में एक निश्चित प्रकार के ऊतक पर अपना प्रभाव होता है।

सभी प्रकार के कैरोटीनॉयड एक ही सफलता के साथ विटामिन ए में परिवर्तित नहीं होते हैं, बीटा-कैरोटीन इसे सबसे अच्छा करता है, लेकिन अल्फा-कैरोटीन और क्रिप्टोक्सैन्थिन ऐसे कायापलट करने में सक्षम हैं, लेकिन कुछ हद तक।

उपयोग के लिए मतभेद

अन्य दवाओं के साथ चिकित्सा के साथ विटामिन के सेवन को जोड़ना भी आवश्यक नहीं है। उपयोग करने से पहले, डॉक्टर से परामर्श करना सुनिश्चित करें।

दुष्प्रभाव

यदि आप कैरोटीन युक्त पर्याप्त खाद्य पदार्थ खाते हैं (यह क्या है, आप पहले से ही जानते हैं), और इसके अलावा सिंथेटिक विटामिन भी लिए जाते हैं, तो ओवरडोज और साइड इफेक्ट का खतरा होता है। पहला संकेत हाथों और पैरों पर त्वचा का नारंगी रंग का धुंधलापन होगा। यह खतरनाक नहीं है, खुराक में कमी के साथ, सब कुछ सामान्य हो जाता है।

यदि कैरोटीनॉयड के विभिन्न समूहों का एक साथ सेवन किया जाता है, तो वे एक दूसरे के अवशोषण में हस्तक्षेप करते हैं, और कुछ मामलों में शरीर को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

ऐसे पदार्थों का उपयोग करने से पहले, विशेष रूप से पुरानी विकृति की उपस्थिति में, डॉक्टर से परामर्श करना आवश्यक है।

रोग की रोकथाम में कैरोटीनॉयड

यदि ये पदार्थ लगातार और पर्याप्त मात्रा में शरीर में प्रवेश करते हैं, तो वे कुछ विकृति की रोकथाम में एक निवारक भूमिका निभा सकते हैं:

1. कई तरह के कैंसर से बचाव करें। उदाहरण के लिए, लाइकोपीन प्रोस्टेट ग्रंथि में कैंसर कोशिकाओं के विकास को रोकता है। अध्ययनों में पाया गया है कि टमाटर युक्त खाद्य पदार्थों का नियमित सेवन, जो लाइकोपीन से भरपूर होते हैं, प्रोस्टेट कैंसर के विकास के जोखिम को 45% तक कम कर देते हैं। यह कैरोटीनॉयड पेट और पाचन तंत्र के कैंसर से भी रक्षा करने में सक्षम है।
2. अल्फा-कैरोटीन सर्वाइकल कैंसर के खतरे को कम करता है, जबकि ल्यूटिन और ज़ेक्सैन्थिन फेफड़ों के कैंसर से बचाते हैं।
3. कैरोटेनॉयड्स के सेवन से हृदय रोग विकसित होने का खतरा कम हो जाता है। भोजन में इन पदार्थों की निरंतर उपस्थिति से दिल का दौरा पड़ने का खतरा 75% तक कम हो जाता है।
4. सभी कैरोटेनॉयड्स खराब कोलेस्ट्रॉल के साथ बेहतरीन काम करते हैं।
5. रेटिना पर खतरा कम हो जाता है, जिससे बुढ़ापे में अंधापन हो जाता है।
6. कैरोटेनॉयड्स लेंस को होने वाले नुकसान से बचाते हैं।
7. मोतियाबिंद के खतरे को कम करता है।

पदार्थों के इस समूह के उपयोग के लिए कुछ तथ्य दिए जा सकते हैं और उपयोगी सिफारिशें दी जा सकती हैं।

ऐसा लगता है कि उत्पादों की इतनी प्रचुरता के साथ, एक आधुनिक व्यक्ति कैरोटेनॉइड की कमी का अनुभव नहीं कर सकता है, लेकिन, जैसा कि विशेषज्ञ ध्यान देते हैं, लगभग 40-60% वयस्क आबादी भोजन के साथ इन पदार्थों की कम मात्रा प्राप्त करती है। इसलिए आहार विविध और सब्जियों और फलों से भरपूर होना चाहिए।

यदि ऐसा नहीं है, तो शरीर के पूर्ण कामकाज को सुनिश्चित करने के लिए सिंथेटिक विटामिन और पूरक आहार खरीदना आवश्यक है।

1. कैरोटेनॉयड्स

जीवित जीवों के रंगों की अद्भुत विविधता न केवल सौंदर्य आनंद लाती है, बल्कि वर्णक के उच्च जैविक महत्व को भी इंगित करती है।

प्राकृतिक पिगमेंट की सबसे आकर्षक सुंदरता और जैविक गतिविधि में से एक कैरोटीनॉयड है। ये पौधों, शैवाल, बैक्टीरिया और कवक (सैंडमैन, 2001) द्वारा संश्लेषित वसा में घुलनशील यौगिक हैं। उनका शोध 1831 की शुरुआत में शुरू हुआ, जब वेकेनरोडर ने गाजर से क्रिस्टलीय रूप में पीले वर्णक β-कैरोटीन को अलग किया, और 1837 में बर्ज़ेलियस ने शरद ऋतु के पत्तों से पीले रंग के रंगों को अलग किया और उन्हें ज़ैंथोफिल नाम दिया। 1933 में 100 वर्षों के बाद, 15 विभिन्न कैरोटीनॉयड पहले से ही ज्ञात थे, 1947 में लगभग 80, और अगले बीस वर्षों में यह मान 300 से अधिक हो गया। वर्तमान में, लगभग 700 वर्णक कैरोटीनॉयड के समूह में शामिल हैं। प्रकृति में, ये पदार्थ गिरने वाली पत्तियों का रंग, फूलों का रंग (डैफोडील्स, मैरीगोल्ड्स) और फल (खट्टे फल, मिर्च, टमाटर, गाजर, कद्दू), कीड़े (लेडीबग्स), पक्षी पंख (फ्लेमिंगो, आईबिस, कैनरी) निर्धारित करते हैं। और समुद्री जीव (झींगा, सामन)। ये रंगद्रव्य पीले से गहरे लाल रंग के विभिन्न रंग प्रदान करते हैं, और प्रोटीन के संयोजन में हरा और नीला रंग दे सकते हैं।

पौधों में, वे द्वितीयक मेटाबोलाइट्स होते हैं और दो समूहों में विभाजित होते हैं: ऑक्सीकृत ज़ैंथोफिल जैसे ल्यूटिन, ज़ेक्सैन्थिन, वायलेक्सैन्थिन और कैरोटीनॉयड-हाइड्रोकार्बन जैसे β- और α-कैरोटीन और लाइकोपीन।

ज्ञात पादप वर्णकों में कैरोटीनॉयड सबसे आम हैं और संरचनात्मक विविधता और जैविक गतिविधियों की एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हैं। उच्च पौधों में, कैरोटीनॉयड को सेलुलर प्लास्टिड्स में संश्लेषित और स्थानीयकृत किया जाता है, जहां वे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में भाग लेते हुए, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में भाग लेते हैं और अत्यधिक प्रकाश के कारण होने वाले ऑक्सीडेटिव तनाव से पौधों की रक्षा करते हैं।

700 ज्ञात कैरोटीनॉयड में से 40 मानव भोजन में लगातार मौजूद होते हैं; स्तनधारियों में केवल बीटा-कैरोटीन, अल्फा-कैरोटीन और क्रिप्टोक्सैन्थिन में प्रोविटामिन (ए) गतिविधि होती है।

कैरोटेनॉयड्स को सिंगलेट ऑक्सीजन के सबसे शक्तिशाली जालों में से एक माना जाता है। यह इन यौगिकों के एंटीऑक्सीडेंट गुण हैं जो काफी हद तक उनकी जैविक गतिविधि को निर्धारित करते हैं। हालांकि कैरोटीनॉयड कई पारंपरिक खाद्य पदार्थों में मौजूद हैं, लेकिन मनुष्यों के लिए सबसे अमीर स्रोत चमकीले रंग की सब्जियां, फल और जूस हैं, पीले-नारंगी सब्जियां और फल β- और α-कैरोटीन के थोक प्रदान करते हैं, नारंगी फल α-cryptoxanthin के स्रोत हैं, गहरे हरे रंग की सब्जियां - ल्यूटिन, काली मिर्च - कैप्सैन्थिन और कैप्सोरूबिन, और टमाटर और उनके उत्पाद - लाइकोपीन जॉनसन, 2002।

पालक, ल्यूटिन और ज़ेक्सैन्थिन से भरपूर, साथ ही जीनस के प्रतिनिधि शिमला मिर्चफलों में कैप्सैन्थिन और कैप्सोरूबिन होता है।

बहिर्जात कारकों में, बढ़ते तापमान, प्रकाश की तीव्रता, प्रकाश की अवधि की अवधि और उर्वरकों के उपयोग का कैरोटीनॉयड के संचय पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। तो यह ज्ञात है कि छाया में पौधों में ल्यूटिन और β-कैरोटीन की सामग्री प्रकाश की तुलना में कम होती है, और गर्मियों में उगाए जाने वाले केल में सर्दियों में उगाए जाने की तुलना में इन कैरोटीनॉयड की उच्च सांद्रता होती है। वृद्धि के साथ, पत्तियों में कैरोटेनॉयड्स की मात्रा बढ़ती उम्र के साथ बढ़ती और घटती जाती है, यानी पौधे में कैरोटेनॉयड्स की मात्रा भी फसल के समय पर निर्भर करती है। प्रायोगिक अध्ययन इस बात की पुष्टि करते हैं कि जैविक खेती मीठे काली मिर्च के फलों (तालिका 2) द्वारा लाल और पीले रंग के रंगों का सबसे बड़ा संचय प्रदान करती है।

अपने एंटीऑक्सीडेंट गुणों के कारण, कैरोटेनॉयड्स ने कैंसर, हृदय रोग, मधुमेह और ऑस्टियोपोरोसिस जैसी पुरानी बीमारियों के खिलाफ लड़ाई में विशेष ध्यान आकर्षित किया है।

तालिका 2. जैविक उर्वरकों, पारंपरिक और एकीकृत प्रौद्योगिकियों (मिलीग्राम/किलोग्राम गीला वजन) की शर्तों के तहत अलमुडेन मीठी मिर्च में कैरोटीनॉयड सामग्री (पेरेज़-लोपेज़ एट अल, 1999)

कैरोटीनॉयड	जैविक खेती	एकीकृत खेती	पारंपरिक खेती
सामान्य सामग्री	3231	2493	1829
मुख्य दल*	2038	1542	1088
पीला गुट	1193

*लाल अंश = कैप्सोरूबिन + कैप्सैन्थिन और आइसोमर्स

पीला अंश = β-कैरोटीन + β-क्रिप्टोक्सैन्थिन + ज़ेक्सैन्थिन + वायलेक्सैन्थिन

मानव शरीर में कैरोटीनॉयड का सबसे महत्वपूर्ण जैविक कार्य प्रोविटामिन (ए) गतिविधि है। ऐसी गतिविधि वाले कैरोटीनॉयड 1) स्वस्थ उपकला कोशिकाओं के भेदभाव का समर्थन करते हैं, 2) प्रजनन कार्यों को सामान्य करते हैं और 3) दृष्टि। विटामिन ए दृश्य वर्णक रोडोप्सिन का हिस्सा है, जो दृष्टि को बनाए रखने में β-कैरोटीन, α-कैरोटीन और क्रिप्टोक्सैन्थिन की महत्वपूर्ण भूमिका की व्याख्या करता है। विशेष रूप से, भोजन में विटामिन ए की कमी से तथाकथित "रतौंधी" का विकास हो सकता है, जो शाम के समय रेटिना की संवेदनशीलता में उल्लेखनीय कमी और गंभीर मामलों में, इस तरह के विकास के लिए विशेषता है। -जिसे "ट्यूबलर" दृष्टि कहा जाता है, जब रेटिना के परिधीय भाग की प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाएं काम करना बंद कर देती हैं। Lutein और zeaxanthin प्लाज्मा में पाए जाने वाले 7 में से दो कैरोटीनॉयड हैं और ये केवल रेटिनल और लेंस कैरोटेनॉइड हैं। रेटिना में, ल्यूटिन और ज़ेक्सैन्थिन पीले रंग के रंजकता के लिए जिम्मेदार होते हैं और मैकुलर पिगमेंट कहलाते हैं। यह क्षेत्र रेटिना की पूरी सतह का केवल 2% हिस्सा घेरता है और इसमें विशेष रूप से शंकु कोशिकाएं होती हैं जो रंग दृष्टि के लिए जिम्मेदार होती हैं। यह सुझाव दिया गया है कि धब्बेदार रंगद्रव्य फोटोप्रोटेक्शन में शामिल होते हैं, और ल्यूटिन और ज़ेक्सैंथिन के कम स्तर रेटिना क्षति से जुड़े हो सकते हैं। एंटीऑक्सिडेंट, सब्जियों और फलों, खाद्य कैरोटीनॉयड का सेवन बढ़ाकर, बॉडी मास इंडेक्स को सामान्य करके और धूम्रपान न करके इन पिगमेंट की मात्रा को बढ़ाया जा सकता है। इनमें से कई कारक एक कारण संबंध का सुझाव देते हुए, बूढ़ा धब्बेदार अध: पतन के विकास के कम जोखिम से भी जुड़े हैं। अध्ययनों से पता चलता है कि ल्यूटिन और ज़ेक्सैंथिन, साथ ही लाइकोपीन के अनुपात में वृद्धि से मैकुलर अपघटन का खतरा कम हो जाता है। यह विशेष रूप से ध्यान दिया जाना चाहिए कि विभिन्न सब्जियों की खपत का उच्च स्तर, जो शरीर में विभिन्न प्रकार के कैरोटीनॉयड प्रदान करता है, व्यक्तिगत कैरोटेनॉयड्स की खपत की तुलना में आंखों की बीमारियों के जोखिम को अधिक शक्तिशाली रूप से कम करता है।

सामान्य तौर पर, महामारी विज्ञान के अध्ययन से पता चलता है कि उच्च स्तर के कैरोटीनॉयड सेवन और पुरानी, ​​​​हृदय रोगों के कम जोखिम, कैंसर के कुछ रूपों और प्रतिरक्षा के स्तर के बीच एक सकारात्मक संबंध है।

कैरोटेनॉयड्स के एंटीकार्सिनोजेनिक प्रभाव के अध्ययन ने धूम्रपान न करने वालों और विशेष रूप से पुरुषों में फेफड़ों के कैंसर के खिलाफ बीटा-कैरोटीन के सुरक्षात्मक प्रभाव का खुलासा किया है। कैरोटीनॉयड की उच्च खुराक का सेवन कुछ प्रकार के लिंफोमा के जोखिम को कम करता है, लेकिन मूत्राशय के कैंसर के विकास के जोखिम की भयावहता को प्रभावित नहीं करता है। लाइकोपीन प्रोस्टेट कैंसर को रोकने में सक्षम है।

कैरोटीनॉयड की कार्रवाई के तहत हृदय रोगों के जोखिम में कमी पेरोक्सीडेशन से कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन की सुरक्षा और एथेरोस्क्लोरोटिक सजीले टुकड़े के स्थानीयकरण में ऑक्सीडेटिव तनाव की तीव्रता में कमी के कारण होती है। कोहोर्ट अध्ययनों ने इटली, जापान, यूरोप और कोस्टा रिका में हृदय रोग के खिलाफ आहार कैरोटीनॉयड के लिए एक सुरक्षात्मक भूमिका स्थापित की है।हृदय रोगों की रोकथाम के संबंध में लाइकोपीन के सुरक्षात्मक प्रभाव की पुष्टि करने वाले कई कार्य हैं। 662 रोगियों और 10 विभिन्न यूरोपीय देशों के 717 स्वस्थ लोगों में महामारी विज्ञान के अध्ययन ने लाइकोपीन की खपत के स्तर और रोधगलन के जोखिम के बीच एक खुराक पर निर्भर संबंध दिखाया। लिथुआनिया और स्वीडन में लाइकोपीन के सेवन के स्तर की तुलना में लाइकोपीन के सेवन की कमी की स्थिति में कोरोनरी हृदय रोग से विकास और मृत्यु दर के जोखिम में वृद्धि देखी गई। जैसा कि यह निकला, टमाटर, सॉस, केचप, टमाटर के रस का लाइकोपीन कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन के ऑक्सीकृत रूपों के स्तर को काफी कम करता है और रक्त में कोलेस्ट्रॉल के स्तर को कम करता है, जिससे हृदय रोगों का खतरा कम होता है।

कैरोटेनॉयड्स की उच्च खुराक लेने से कैंसर की रोकथाम कोशिका प्रसार को रोकने, उनके परिवर्तन और निर्धारक जीन की अभिव्यक्ति को संशोधित करने की क्षमता से जुड़ी है। ऑक्सीकृत कैरोटेनॉयड्स (जैसे β-क्रिप्टोक्सैंथिन और ल्यूटिन) के साथ-साथ गैर-ऑक्सीडाइज्ड रूप (जैसे β-कैरोटीन और लाइकोपीन) कैंसर के कम जोखिम से जुड़े हैं। सेल संस्कृतियों पर किए गए अध्ययनों से पता चला है कि, β-कैरोटीन के अलावा, कुछ अन्य कैरोटीनॉयड एंटीकार्सिनोजेनिक गतिविधि प्रदर्शित कर सकते हैं, और गतिविधि, कुछ मामलों में, β-कैरोटीन (उदाहरण के लिए, कैप्सैन्थिन, α-कैरोटीन, ल्यूटिन) की गतिविधि से अधिक है। , ज़ेक्सैंथिन, आदि)।

भोजन और मानव शरीर में सभी कैरोटीनॉयड का लगभग 90% β- और α-कैरोटीन, लाइकोपीन, ल्यूटिन और क्रिप्टोक्सैन्थिन हैं। लाइकोपीन भूमध्यसागरीय आहार के मुख्य कैरोटीनॉयड में से एक है और यह सुनिश्चित करता है कि सभी कैरोटीनॉयड का 50% तक मानव शरीर में प्रवेश करें। सब्जियों में, टमाटर लाइकोपीन का मुख्य स्रोत हैं, और टमाटर आधारित उत्पाद (केचप, टमाटर का पेस्ट, सॉस) एक व्यक्ति को भोजन से सभी लाइकोपीन का 85% प्रदान करते हैं। लाइकोपीन के एंटीकार्सिनोजेनिक गुणों की पुष्टि महामारी विज्ञान के अध्ययन, अध्ययनों से होती है कृत्रिम परिवेशीयप्रयोगशाला जानवरों और मनुष्यों दोनों में।

माना जाता है कि लाइकोपीन की एंटीकार्सिनोजेनिक क्रिया के मुख्य तंत्र प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को निष्क्रिय करने, विषहरण प्रणाली के नियमन, सेल प्रसार पर प्रभाव, सेलुलर इंटरकनेक्शन को शामिल करने, सेल चक्र के निषेध और के मॉड्यूलेशन में भागीदारी माना जाता है। संकेतन।

सामान्य तौर पर, लगभग 10-30% लाइकोपीन एक व्यक्ति द्वारा अवशोषित किया जाता है। अन्य कैरोटीनॉयड सहित वसा में घुलनशील यौगिकों की उपस्थिति का लाइकोपीन के अवशोषण के स्तर पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। आश्चर्यजनक रूप से, लाइकोपीन अणु के केंद्रीय दोहरे बंधन का स्थानिक विन्यास इसके अवशोषण की तीव्रता को निर्धारित करता है। यह दिखाया गया है कि टमाटर के ताप उपचार के दौरान बनने वाला सिस्लीकोपिन कच्चे फलों के ट्रांस आइसोमर की तुलना में अधिक कुशलता से अवशोषित होता है। जब ट्रांस-फॉर्म का सेवन किया जाता है तो मनुष्यों और जानवरों के शरीर में सिस-आइसोमर भी बनते हैं।

रक्त सीरम के अलावा, लाइकोपीन अंडकोष, अधिवृक्क ग्रंथियों, प्रोस्टेट और स्तन ग्रंथियों, साथ ही यकृत में महत्वपूर्ण मात्रा में जमा होता है।

टमाटर लाइकोपीन के एंटीकार्सिनोजेनिक गुण प्रोस्टेट, स्तन, गर्भाशय ग्रीवा, अंडाशय, यकृत, फेफड़े, जठरांत्र संबंधी मार्ग, अग्न्याशय के कैंसर के संबंध में प्रकट होते हैं।

अपने एंटीऑक्सीडेंट गुणों के कारण, कैरोटीनॉयड शरीर को ऑक्सीडेटिव तनाव से जुड़ी अन्य रोग स्थितियों से बचाने में सक्षम होते हैं। महामारी विज्ञान के अध्ययन से पता चलता है कि β-कैरोटीन और लाइकोपीन, विटामिन सी और ई के साथ मिलकर ऑस्टियोपोरोसिस के जोखिम को काफी कम करते हैं। रजोनिवृत्ति के दौरान महिलाओं में ऑस्टियोपोरोसिस की रोकथाम में यह तथ्य विशेष रूप से महत्वपूर्ण प्रतीत होता है, जो कि एंटीऑक्सिडेंट सुरक्षा में उल्लेखनीय कमी की विशेषता है।

उच्च रक्तचाप से ग्रस्त रोगियों में सिस्टोलिक दबाव को कम करने में लाइकोपीन का सकारात्मक प्रभाव, जो ऑक्सीडेटिव तनाव के विकास की विशेषता है, स्थापित किया गया है।

पुरुष बांझपन जुड़ा हुआ है, जैसा कि ज्ञात है, शुक्राणु में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों की एक महत्वपूर्ण मात्रा के गठन के साथ, जबकि स्वस्थ पुरुषों में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां बीज में नहीं पाई गईं। यह देखते हुए कि बांझ पुरुषों के वीर्य में लाइकोपीन की मात्रा स्वस्थ व्यक्तियों की तुलना में कम है, लाइकोपीन के प्रावधान को ठीक करने का प्रयास किया गया। ऐसे रोगियों द्वारा वर्ष के दौरान प्रति दिन 8 मिलीग्राम लाइकोपीन की खपत ने शुक्राणु की गतिशीलता में काफी वृद्धि की, उनकी आकृति विज्ञान में सुधार किया और गर्भाधान के 5% मामलों को प्रदान किया।

अल्जाइमर रोग जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के विकास में लाइकोपीन की भूमिका की वर्तमान में जांच की जा रही है। ऑक्सीजन के उच्च स्तर, उच्च लिपिड सांद्रता और कम एंटीऑक्सीडेंट क्षमता के कारण, मानव मस्तिष्क ऑक्सीडेंट के प्रभावों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। यह दिखाया गया है कि लाइकोपीन तंत्रिका ऊतक में कम सांद्रता में मौजूद है, और पार्किंसंस रोग और संवहनी मनोभ्रंश में इसकी एकाग्रता कम हो जाती है। जापान में, वातस्फीति की शुरुआत और विकास के खिलाफ टमाटर लाइकोपीन का सुरक्षात्मक प्रभाव स्थापित किया गया है। यह उम्मीद की जाती है कि लाइकोपीन का सुरक्षात्मक प्रभाव मधुमेह, त्वचा रोगों, संधिशोथ, पीरियोडोंटल रोगों और सूजन प्रक्रियाओं के रोगियों में प्रकट हो सकता है। लाइकोपीन के एंटीऑक्सीडेंट गुण दवा, खाद्य और कॉस्मेटिक उद्योगों में इसके उपयोग की व्यापक संभावनाएं भी खोलते हैं।

लाइकोपीन को अभी भी एक आवश्यक पोषक तत्व नहीं माना जाता है और इसलिए इष्टतम सेवन स्तर स्थापित नहीं किया गया है। हालांकि, लाइकोपीन के सुरक्षात्मक प्रभाव के अध्ययन के आंकड़ों के आधार पर, यह कहा जा सकता है कि ऑक्सीडेटिव तनाव से निपटने और पुरानी बीमारियों को रोकने के लिए दैनिक सेवन 5-7 मिलीग्राम (लेविन, 2008) होना चाहिए। कैंसर या हृदय रोग जैसी बीमारियों की उपस्थिति में, लाइकोपीन के सेवन का स्तर 35-75 मिलीग्राम तक बढ़ाना वांछनीय है। लाइकोपीन का वास्तविक सेवन स्तर अमेरिका में 3-16.2 मिलीग्राम / दिन, कनाडा में 25.2 मिलीग्राम, जर्मनी में 1.3 मिलीग्राम, यूके में 1.1 मिलीग्राम और फिनलैंड में 0.7 मिलीग्राम है।

कैरोटीनॉयड
जैविक क्रिया	रोग प्रतिरक्षण
प्रोविटामिन गतिविधि	"चिकन" अंधापन
प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों को निष्क्रिय करना	मोतियाबिंद
विषहरण प्रणाली का विनियमन	ऑस्टियोपोरोसिस
कोशिका प्रसार पर प्रभाव	क्रेफ़िश
सेलुलर इंटरकनेक्शन का प्रेरण	HIV
रोग कोशिका चक्र निषेध	हृदय रोग
सिग्नल ट्रांसमिशन मॉड्यूलेशन	रूमेटाइड गठिया
प्रतिरक्षा का रखरखाव	चर्म रोग
दवा चयापचय में शामिल	अन्य सूजन संबंधी बीमारियों से बचाव

2. फ्लेवोनोइड्स

प्रकृति की जैव विविधता अटूट है।

एंटीऑक्सिडेंट का एक अन्य समूह, पॉलीफेनोल्स, प्राकृतिक यौगिकों का एक बड़ा समूह बनाता है (8000 से अधिक ज्ञात हैं) (रॉस एंड कासुम, 2002)।

बायोफ्लेवोनोइड्स। संक्षिप्त जानकारी

bioflavonoidsया विटामिन पी. विटामिन पी (लैटिन "पेपरिका" से - काली मिर्च और "पारमेबिलिटस" - पारगम्यता) बायोफ्लेवोनोइड्स के परिवार को एकजुट करती है। यह पौधे पॉलीफेनोलिक यौगिकों का एक बहुत ही विविध समूह है जो विटामिन सी के समान संवहनी पारगम्यता को प्रभावित करता है।

स्रोत:नींबू, एक प्रकार का अनाज, चोकबेरी, ब्लैककरंट, चाय की पत्तियां, गुलाब कूल्हों, प्याज, गोभी, सेब।

दैनिक आवश्यकतामनुष्यों के लिए स्थापित नहीं किया गया है।

जैविक भूमिकासंयोजी ऊतक के अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स को स्थिर करना और केशिका पारगम्यता को कम करना है।

बायोफ्लेवोनोइड्स में घनिष्ठ रुचि हाल ही में महामारी विज्ञान के अध्ययनों के कारण उत्पन्न हुई है, जिन्होंने सामाजिक रूप से महत्वपूर्ण पुरानी गैर-संचारी रोगों के विकास में बायोफ्लेवोनोइड्स युक्त सब्जियों और फलों के सुरक्षात्मक प्रभाव का खुलासा किया है: हृदय और घातक। कई प्रयोगों से पता चला है कि फ्लेवोनोइड्स:

1. एंटीऑक्सीडेंट गुण हैं;
2. धमनियों की दीवारों को एथेरोस्क्लोरोटिक क्षति के विकास को रोकना, इंट्रासेल्युलर लिपिड पेरोक्सीडेशन की प्रक्रियाओं को रोकना;
3. प्लेटलेट एकत्रीकरण को रोकना;
4. न्यूक्लिक एसिड को ऑक्सीडेटिव क्षति को रोकना और कार्सिनोजेनेसिस प्रक्रियाओं के विकास को रोकना। ऐसा माना जाता है कि फ्लेवोनोइड्स में एंटीएलर्जिक, एंटी-इंफ्लेमेटरी (COX 1 और COX 2 को रोकना), एंटीवायरल और एंटीप्रोलिफेरेटिव प्रभाव भी होते हैं।

हाइपोविटामिनोसिस की नैदानिक ​​​​अभिव्यक्तिविटामिन पी की विशेषता मसूड़े से रक्तस्राव और पेटीचियल चमड़े के नीचे के रक्तस्राव, सामान्य कमजोरी, थकान और हाथ-पांव में दर्द है।

हर्बल तैयारी, फ्लेवोनोइड्स युक्त, ने यकृत रोगों के उपचार में व्यापक नैदानिक ​​उपयोग पाया है: ये औषधीय पौधों के सरल संक्रमण हो सकते हैं, जैसे कि रेतीले अमर फूल या केंद्रित अर्क - फ्लेमिन (रेतीले अमरबेल का सूखा सांद्रण), कॉन्विफ्लेविन (सुदूर पूर्व लिली से) घाटी जड़ी बूटी)। जटिल तैयारी silymarin (दूध थीस्ल बायोफ्लेवोनोइड्स का मिश्रण होता है) में एक हेपेटोट्रोपिक और एंटीटॉक्सिक प्रभाव होता है, और इसका उपयोग विषाक्त जिगर की क्षति के लिए किया जाता है।

इसलिए, flavonoidsपौधे पॉलीफेनोल्स का सबसे बड़ा वर्ग है। पॉलीफेनोल्स रासायनिक यौगिकों का एक वर्ग है जो एक से अधिक की उपस्थिति की विशेषता है phenolic प्रति अणु समूह। फिनोल- सुगंधित श्रृंखला के कार्बनिक यौगिक, जिनके अणुओं में ओएच-हाइड्रॉक्सिल समूह सुगंधित वलय के कार्बन परमाणुओं से बंधे होते हैं।

ये पौधे की दुनिया में सबसे आम एंटीऑक्सीडेंट हैं। अकेला flavonoids(हाइड्रॉक्सी डेरिवेटिव्सफ्लेवोन ) विरोधी भड़काऊ, एंटीवायरल, हार्मोनल, एंटीमुटाजेनिक प्रभाव रखने में सक्षम हैं, कैंसर से बचाते हैं और बड़ी संख्या में गुणों का प्रदर्शन करते हैं जो मनुष्यों के लिए फायदेमंद होते हैं। यह स्थापित किया गया है कि सभी प्राकृतिक वनस्पति पॉलीफेनोल्स में एक एंटीकार्सिनोजेनिक प्रभाव होता है।

फ्लेवोनोइड्स की क्रिया:

• सूजनरोधी
• एंटीकार्सिनोजेनिक (फेफड़ों और स्तन कैंसर से सुरक्षा)
• एंटी वाइरल
• एंटीऑक्सिडेंट
• कार्डियोप्रोटेक्टिव
• हार्मोनल
• अल्सर रोधी
• डायरिया रोधी
• antispasmodic
• स्मृति, सीखने और अनुभूति में सुधार
• नयूरोप्रोटेक्टिव
• ऑस्टियोपोरोसिस के जोखिम को कम करना

मानव स्वास्थ्य को बनाए रखने में फ्लेवोनोइड्स की भूमिका बहुत बड़ी है। महामारी विज्ञान के अध्ययन से संकेत मिलता है कि फल और सब्जियों के सेवन से हृदय रोग और कैंसर सहित पुरानी बीमारियों का खतरा कम होता है। यह माना जाता है कि फ्लेवोनोइड्स और अन्य पॉलीफेनोल्स सबसे महत्वपूर्ण जैविक रूप से सक्रिय यौगिक हैं जो मानव स्वास्थ्य पर सब्जियों और फलों के सकारात्मक प्रभाव को निर्धारित करते हैं।

महामारी विज्ञान के अध्ययन कैंसर और हृदय रोगों के खिलाफ फ्लेवोनोइड के सुरक्षात्मक प्रभाव की पुष्टि करते हैं (घोष एंड स्कीपेंस, 2009)। उच्च (चीन) और निम्न (उत्तरी अमेरिका, यूरोप) फ्लेवोनोइड्स की खपत के साथ जनसंख्या की मृत्यु दर में एक महत्वपूर्ण अंतर पाया गया। बड़े पैमाने पर 7 में से केवल 2 अध्ययनों ने एक महत्वपूर्ण सुरक्षात्मक प्रभाव नहीं दिखाया, और दोनों अध्ययन यूरोपीय लोगों में फ्लेवोनोइड के कम सेवन के साथ किए गए थे। 19 में से चौदह अध्ययनों ने स्तन कैंसर की घटनाओं और फ्लेवोनोइड के रक्त स्तर के बीच एक विपरीत संबंध दिखाया। फ्लेवोनोइड्स से भरपूर भोजन का सेवन हृदय रोग, दिल के दौरे, कैंसर और अन्य पुरानी बीमारियों की कम घटनाओं से जुड़ा है। फ्लेवोनोइड सेवन के स्तर और स्ट्रोक के जोखिम के साथ-साथ फेफड़े और मलाशय के कैंसर (ट्राइकोपोलोस, 2003; हिरवोनन एट अल, 2001) के बीच एक व्युत्क्रम सहसंबंध दिखाया गया है। चूंकि ये पुरानी बीमारियां बढ़े हुए ऑक्सीडेटिव तनाव से जुड़ी हैं और फ्लेवोनोइड्स इन विट्रो में मजबूत एंटीऑक्सिडेंट हैं, इसलिए यह सुझाव दिया गया है कि आहार फ्लेवोनोइड्स एंटीऑक्सिडेंट सुरक्षा को बढ़ाकर लाभकारी प्रभाव डालते हैं। फ्लेवोनोइड्स की एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि प्लाज्मा की एंटीऑक्सिडेंट स्थिति में वृद्धि, विटामिन ई, एरिथ्रोसाइट झिल्ली और कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन पर एक सुरक्षात्मक प्रभाव, साथ ही पेरोक्सीडेशन से एरिथ्रोसाइट झिल्ली के पीयूएफए की सुरक्षा में प्रकट होती है।

कई अध्ययनों से पता चलता है कि फ्लेवोनोइड्स मनुष्यों में एंटी-एलर्जी, एंटीवायरल, एंटी-इंफ्लेमेटरी और वासोडिलेटिंग गतिविधियों का प्रदर्शन करते हैं। फ्लेवोनोइड्स सहित क्वेरसेटिनतथा टैक्सीफोलिन, जठरांत्र संबंधी मार्ग पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, जो एंटीऑलर, एंटीस्पास्मोडिक और एंटीडायरेहियल गतिविधि दिखा रहा है। यह दिखाया गया है कि पॉलीफेनोल्स की उच्च सामग्री वाली सब्जियों और फलों का सेवन ऑस्टियोपोरोसिस की घटना और विकास के जोखिम को कम करता है।

यह स्थापित किया गया है कि क्वेरसेटिन एचआईवी संक्रमण से बचाता है, उच्च घनत्व वाले लिपोप्रोटीन के ऑक्सीकरण को रोकता है, इस प्रकार हृदय रोग के जोखिम को कम करता है। क्वेरसेटिन (प्याज, अंगूर, सेब) युक्त खाद्य पदार्थों का महत्वपूर्ण मात्रा में सेवन करने से फेफड़ों के कैंसर के विकास का खतरा कम हो जाता है।

जीनस के पौधों की जैविक गतिविधि का एक विस्तृत स्पेक्ट्रम एलियम(तालिका 1) न केवल सल्फर युक्त यौगिकों की उपस्थिति से जुड़ा है, बल्कि फ्लेवोनोइड्स की उच्च सांद्रता से भी जुड़ा है। प्याज का सेवन ट्यूमर और माइक्रोबियल कोशिकाओं के विकास को रोकता है, कैंसर के खतरे को कम करता है, मुक्त कणों को निष्क्रिय करता है और हृदय रोग से बचाता है। सभी प्याज फसलों की एक उच्च एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि स्थापित की गई है (किम एंड किम, 2006; कोर्ज़ो-मार्टिनेज एट अल, 2007)।

तालिका 1. जीनस के पौधों की जैविक क्रिया एलियम

जैविक क्रिया	कार्यों की कुल संख्या	मानव अध्ययन की संख्या
कार्डियोप्रोटेक्टिव
रोगाणुरोधी
एंटीकार्सिनोजेनिक
एंटीऑक्सिडेंट
hypoglycemic
सूजनरोधी

इस प्रकार, दुनिया के विभिन्न हिस्सों (चीन, इटली, अर्जेंटीना, संयुक्त राज्य अमेरिका, आदि) में नौ महामारी विज्ञान के अध्ययनों ने स्पष्ट रूप से लहसुन की खपत में वृद्धि के साथ गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल कैंसर के जोखिम में उल्लेखनीय कमी दिखाई (यू एट अल, 1989; बुआट्टी एट अल) , 1989)। अंतिम अवलोकन गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट (कार्सिनोजेनिक नाइट्रोसामाइन के अग्रदूत) में नाइट्राइट के स्तर को कम करने के लिए लहसुन की क्षमता और इसके खिलाफ बैक्टीरियोस्टेटिक कार्रवाई से संबंधित है। हैलीकॉप्टर पायलॉरी, अल्सर और गैस्ट्रिक कैंसर के विकास के कारण (लैंज़ोटी, 2006)। जीनस के पौधों के एलिल डी- और ट्राइसल्फाइड्स का सुरक्षात्मक प्रभाव एलियमएफ्लाटॉक्सिन के कारण होने वाले लीवर कैंसर से।

कैरोटेनॉयड्स -पीले, नारंगी, लाल रंग के वसा में घुलनशील वर्णक - सभी पौधों के क्लोरोप्लास्ट में मौजूद होते हैं। वे पौधों के गैर-हरे भागों में क्रोमोप्लास्ट का भी हिस्सा हैं, उदाहरण के लिए, गाजर की जड़ों में, जिसके लैटिन नाम से (डॉकस कैरोटाएल।) उन्हें अपना नाम मिला। हरी पत्तियों में, क्लोरोफिल की उपस्थिति के कारण कैरोटीनॉयड आमतौर पर अदृश्य होते हैं, लेकिन शरद ऋतु में, जब क्लोरोफिल नष्ट हो जाता है, तो यह कैरोटेनॉयड्स होता है जो पत्तियों को अपना विशिष्ट पीला और नारंगी रंग देता है। कैरोटीनॉयड भी बैक्टीरिया और कवक द्वारा संश्लेषित होते हैं, लेकिन जानवरों द्वारा नहीं। वर्तमान में, इस समूह से संबंधित लगभग 400 वर्णक ज्ञात हैं।

संरचना और गुण। कैरोटीनॉयड की मौलिक संरचना विल्स्टेटर द्वारा स्थापित की गई थी। 1920 से 1930 तक, इस समूह के मुख्य पिगमेंट की संरचना निर्धारित की गई थी। कई कैरोटीनॉयड का कृत्रिम संश्लेषण पहली बार 1950 में पी. कैरेरा की प्रयोगशाला में किया गया था। कैरोटेनॉयड्स में यौगिकों के तीन समूह शामिल हैं: 1) नारंगी या लाल रंगद्रव्य कैरोटीनों(सी 40 एच 56); 2) पीला ज़ैंथोफिल्स(सी 4 ओएच 56 ओ 2 और सी 40 एच 51 ओ 4); 3) कैरोटीनॉयड अम्ल -एक छोटी श्रृंखला और कार्बोक्सिल समूहों के साथ कैरोटीनॉयड के ऑक्सीकरण के उत्पाद (उदाहरण के लिए, सी 20 एच 24 ओ 2 - क्रोसेटिन जिसमें दो कार्बोक्सिल समूह होते हैं)।

कैरोटीन और ज़ैंथोफिल क्लोरोफॉर्म, बेंजीन, कार्बन डाइसल्फ़ाइड और एसीटोन में आसानी से घुलनशील हैं। कैरोटीन पेट्रोलियम और डायथाइल ईथर में आसानी से घुलनशील होते हैं, लेकिन मेथनॉल और इथेनॉल में लगभग अघुलनशील होते हैं। ज़ैंथोफिल अल्कोहल में अत्यधिक घुलनशील होते हैं और पेट्रोलियम ईथर में बहुत खराब होते हैं।

सभी कैरोटेनॉयड्स पॉलीन यौगिक हैं। पहले दो समूहों के कैरोटीनॉयड में आठ आइसोप्रीन अवशेष होते हैं जो संयुग्मित दोहरे बंधनों की एक श्रृंखला बनाते हैं। कैरोटेनॉयड्स एसाइक्लिक (एलिफैटिक), मोनो- और बाइसिकल हो सकते हैं। कैरोटीनॉयड अणुओं के सिरों पर चक्र आयनोन के व्युत्पन्न होते हैं (चित्र 1)।

चित्र एक। कैरोटीनॉयड के संरचनात्मक सूत्र और उनके परिवर्तनों का क्रम

एक चक्रीय कैरोटीनॉयड का एक उदाहरण है लाइकोपीन(सी 40 एच 56) - कुछ फलों का मुख्य कैरोटीन (विशेषकर, टमाटर) और बैंगनी बैक्टीरिया।

कैरोटीन(चित्र 1) में दो β-आयनोन वलय हैं (सी 5 और सी 6 के बीच दोहरा बंधन)। केंद्रीय दोहरे बंधन में β-कैरोटीन के हाइड्रोलिसिस पर, विटामिन ए (रेटिनॉल) के दो अणु बनते हैं। α-कैरोटीन β-कैरोटीन से इस मायने में भिन्न होता है कि इसमें एक वलय β-आयनोन होता है, और दूसरा - J-आयनोन (C 4 और C 5 के बीच दोहरा बंधन)।

ज़ैंथोफिल lutein- ए-कैरोटीन का व्युत्पन्न, और zeaxanthin- β-कैरोटीन। इन xanthophylls में प्रत्येक आयनिक वलय में एक हाइड्रॉक्सिल समूह होता है। दोहरे बंधनों पर दो ऑक्सीजन परमाणुओं के ज़ेक्सैन्थिन अणु में अतिरिक्त समावेशन C 5 -C 6 (एपॉक्सी समूह) गठन की ओर जाता है वायलेक्सैन्थिन।नाम

"वायलेक्सैन्थिन" पीले पैंसिस की पंखुड़ियों से इस यौगिक की रिहाई के साथ जुड़ा हुआ है (वियोला तिरंगा)।ज़ेक्सैन्थिन सबसे पहले मकई के दानों से प्राप्त किया गया था (ज़िया मेस)।ल्यूटिन (अक्षांश से। ल्यूटस-पीला) पाया जाता है, विशेष रूप से, मुर्गी के अंडे की जर्दी में। ल्यूटिन के सर्वाधिक ऑक्सीकृत समावयव हैं फूकोक्सैन्थिन(सी 40 एच 60 ओ 6) - भूरे शैवाल का मुख्य ज़ैंथोफिल।

उच्च पौधों और शैवाल के प्लास्टिड्स के मुख्य कैरोटेनॉयड्स β-कैरोटीन, ल्यूटिन, वायलेक्सैन्थिन और नेओक्सैन्थिन हैं। कैरोटीनॉयड का संश्लेषण एसिटाइल-सीओए से मेवलोनिक एसिड, गेरानिलगेरानिल पाइरोफॉस्फेट से लाइकोपीन तक शुरू होता है, जो अन्य सभी कैरोटीनॉयड का अग्रदूत है। कैरोटीनॉयड का संश्लेषण अंधेरे में होता है, लेकिन प्रकाश की क्रिया से तेज होता है। कैरोटेनॉयड्स के अवशोषण स्पेक्ट्रा को वायलेट-नीले और नीले क्षेत्रों में 400 से 500 एनएम (चित्र 4.3 देखें) में दो बैंडों की विशेषता है। अवशोषण मैक्सिमा की संख्या और स्थिति विलायक पर निर्भर करती है। यह अवशोषण स्पेक्ट्रम संयुग्मित दोहरे बंधनों की प्रणाली द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऐसे बांडों की संख्या में वृद्धि के साथ, अवशोषण मैक्सिमा स्पेक्ट्रम के लंबे तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाता है। क्लोरोफिल की तरह कैरोटीनॉयड, गैर-सहसंयोजक रूप से प्रकाश संश्लेषक झिल्ली के प्रोटीन और लिपिड से बंधे होते हैं।

प्रकाश संश्लेषण में कैरोटीनॉयड की भूमिका

कैरोटीनॉयड सभी प्रकाश संश्लेषक जीवों के वर्णक प्रणालियों के आवश्यक घटक हैं। वे कई कार्य करते हैं, जिनमें से मुख्य हैं: 1) अतिरिक्त वर्णक के रूप में प्रकाश के अवशोषण में भागीदारी, 2) अपरिवर्तनीय फोटोऑक्सीडेशन से क्लोरोफिल अणुओं की सुरक्षा। यह संभव है कि प्रकाश संश्लेषण के दौरान कैरोटीनॉयड ऑक्सीजन के आदान-प्रदान में भाग लेते हैं।

पृथ्वी की सतह पर कुल सौर विकिरण के स्पेक्ट्रम में ऊर्जा के वितरण पर विचार करते समय, स्पेक्ट्रम के नीले-बैंगनी और नीले भागों में प्रकाश को अवशोषित करने वाले अतिरिक्त वर्णक के रूप में कैरोटीनॉयड का महत्व स्पष्ट हो जाता है। चित्र 2 के अनुसार, इस विकिरण का अधिकतम भाग स्पेक्ट्रम के नीले-नीले और हरे भागों पर पड़ता है (480 .) - 530 एनएम)। प्राकृतिक परिस्थितियों में, पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाला कुल विकिरण एक क्षैतिज सतह पर प्रत्यक्ष सौर विकिरण प्रवाह और बिखरे हुए आकाश विकिरण से बना होता है।

अंजीर। 2. बादल रहित आकाश में कुल और बिखरे हुए विकिरण के स्पेक्ट्रम में ऊर्जा का वितरण

वायुमंडल में प्रकाश का प्रकीर्णन एरोसोल कणों (पानी की बूंदों, धूल के कणों आदि) और वायु घनत्व में उतार-चढ़ाव (आणविक प्रकीर्णन) के कारण होता है। दिन के दौरान बादल रहित आकाश के साथ 350 - 800 एनएम के क्षेत्र में कुल विकिरण की वर्णक्रमीय संरचना लगभग नहीं बदलती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि सूर्य के निचले स्तर पर प्रत्यक्ष सौर विकिरण में लाल किरणों के अनुपात में वृद्धि के साथ बिखरी हुई रोशनी के अनुपात में वृद्धि होती है, जिसमें कई नीली-बैंगनी किरणें होती हैं। पृथ्वी का वायुमंडल स्पेक्ट्रम के लघु-तरंग दैर्ध्य भाग की किरणों को बहुत अधिक हद तक बिखेरता है (प्रकीर्णन की तीव्रता तरंग दैर्ध्य के चौथी शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होती है), इसलिए आकाश नीला दिखता है। सीधी धूप (बादल मौसम) के अभाव में नीली-बैंगनी किरणों का अनुपात बढ़ जाता है। ये डेटा स्पेक्ट्रम के लघु-तरंग दैर्ध्य भाग के महत्व को इंगित करते हैं जब स्थलीय पौधे बिखरे हुए प्रकाश का उपयोग करते हैं और अतिरिक्त वर्णक के रूप में प्रकाश संश्लेषण में कैरोटेनॉयड्स के भाग लेने की संभावना होती है। मॉडल प्रयोग कैरोटीनॉयड से क्लोरोफिल में प्रकाश ऊर्जा हस्तांतरण की उच्च दक्षता दिखाते हैं एक,इसके अलावा, कैरोटीन के अणु, लेकिन ज़ैंथोफिल नहीं, में यह क्षमता होती है।

कैरोटीनॉयड का दूसरा कार्य सुरक्षात्मक है। पहली बार, डेटा जो कैरोटीनॉयड क्लोरोफिल अणुओं को विनाश से बचा सकता है, डी। आई। इवानोव्स्की द्वारा प्राप्त किया गया था। उनके प्रयोगों में, क्लोरोफिल घोल की समान मात्रा और कैरोटीनॉयड की विभिन्न सांद्रता वाली टेस्ट ट्यूबों को 3 घंटे के लिए सीधे सूर्य के प्रकाश के संपर्क में लाया गया था। यह पता चला कि टेस्ट ट्यूब में जितने अधिक कैरोटीनॉयड थे, उतना ही कम क्लोरोफिल नष्ट हो गया था। इसके बाद, इन आंकड़ों को कई पुष्टि मिली। इस प्रकार, कैरोटीनॉयड-मुक्त क्लैमाइडोमोनस म्यूटेंट एक ऑक्सीजन वातावरण में प्रकाश में मर जाते हैं, जबकि अंधेरे में, पोषण के एक विषमपोषी मोड के साथ, वे सामान्य रूप से विकसित और गुणा करते हैं। मक्का म्यूटेंट में, जिसमें कैरोटेनॉयड्स के संश्लेषण की कमी थी, मजबूत रोशनी के तहत एरोबिक परिस्थितियों में गठित क्लोरोफिल तेजी से नष्ट हो गया था। ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, क्लोरोफिल नष्ट नहीं हुआ था।

कैरोटीनॉयड क्लोरोफिल के विनाश को कैसे रोकते हैं? अब यह दिखाया गया है कि कैरोटीनॉयड ट्रिपल अवस्था में क्लोरोफिल के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं, इसके अपरिवर्तनीय ऑक्सीकरण को रोकते हैं। इस स्थिति में, क्लोरोफिल की त्रिक उत्तेजित अवस्था की ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है।

चित्र 3. क्लोरोफिल के साथ कैरोटीनॉयड की प्रतिक्रिया

इसके अलावा, कैरोटीनॉयड, उत्तेजित (एकल) ऑक्सीजन के साथ बातचीत करते हुए, जो कई कार्बनिक पदार्थों को गैर-विशिष्ट रूप से ऑक्सीकरण करता है, इसे जमीनी अवस्था में स्थानांतरित कर सकता है।

चित्र 4. उत्तेजित ऑक्सीजन के साथ कैरोटीनॉयड की प्रतिक्रिया

प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऑक्सीजन विनिमय में कैरोटीनॉयड की भूमिका कम स्पष्ट है। उच्च पौधों, काई, हरे और भूरे रंग के शैवाल में, ज़ैंथोफिल का प्रकाश-निर्भर प्रतिवर्ती डीपऑक्सीडेशन होता है। ऐसे परिवर्तन का एक उदाहरण है वायलेक्सैन्थिन चक्र।

चित्र 5. वायोलाक्सैंथिन चक्र

वायलेक्सैन्थिन चक्र का महत्व स्पष्ट नहीं है। शायद यह अतिरिक्त ऑक्सीजन को खत्म करने का काम करता है। पौधों में कैरोटीनॉयड अन्य कार्य करते हैं जो प्रकाश संश्लेषण से संबंधित नहीं होते हैं। एककोशिकीय फ्लैगेलेट्स के प्रकाश-संवेदनशील "आंखों" में और उच्च पौधों की शूटिंग के शीर्ष में, कैरोटीनॉयड, प्रकाश के विपरीत, इसकी दिशा निर्धारित करने में मदद करते हैं। यह फ्लैगेला में फोटोटैक्सिस और उच्च पौधों में फोटोट्रोपिज्म के लिए आवश्यक है।

कैरोटीनॉयड कुछ पौधों की पंखुड़ियों और फलों का रंग निर्धारित करते हैं कैरोटीनॉयड डेरिवेटिव - विटामिन ए, ज़ैंथॉक्सिन, एबीए की तरह अभिनय, और अन्य जैविक रूप से सक्रिय यौगिक। कुछ हेलोफिलिक बैक्टीरिया में पाया जाने वाला क्रोमोप्रोटीन रोडोप्सिन प्रकाश को अवशोषित करता है और एच + -पंप के रूप में कार्य करता है। बैक्टीरियरहोडॉप्सिन का क्रोमोफोर समूह रेटिनल है, विटामिन ए का एल्डिहाइड रूप। बैक्टीरियोहोडॉप्सिन जानवरों के दृश्य विश्लेषक के रोडोप्सिन के समान है।



कैरोटीनॉयड पौधों (साथ ही बैक्टीरिया और कवक) द्वारा संश्लेषित पीले, नारंगी या लाल रंगद्रव्य होते हैं, पानी में अघुलनशील, विटामिन ए (रेटिनॉल) के करीब और इसके माध्यम से बहुत महत्वपूर्ण रेटिना क्रोमोफोर तक। कैरोटीनॉयड उन कारकों में से हैं जो शरीर को ट्यूमर के विकास से बचाते हैं। कैरोटीनॉयड आंशिक रूप से अतिरिक्त प्रकाश संश्लेषक वर्णक की भूमिका निभाते हैं, लेकिन वे अन्य कार्य भी कर सकते हैं जो प्रकाश संश्लेषण से संबंधित नहीं हैं। कैरोटीनॉयड में व्यापक रूप से वितरित कैरोटीन और ज़ैंथोफिल शामिल हैं। रासायनिक प्रकृति से, ये आइसोप्रेनॉइड हाइड्रोकार्बन हैं जिनमें 40 कार्बन परमाणु होते हैं (चित्र 12)। वे सहायक प्रकाश संश्लेषक वर्णक से संबंधित हैं, जिसमें सभी प्रकाश संश्लेषक जीव होते हैं, इसमें कैरोटीनॉयड शामिल हैं, रासायनिक यौगिकों का एक बड़ा समूह जो आइसोप्रीन अवशेषों का संक्षेपण उत्पाद है (चित्र 128)।

ज़ैंथोफिल ऑक्सीकृत कैरोटीन हैं। कैरोटीन में विशेष रूप से समृद्ध कुछ पौधों की हरी पत्तियां (उदाहरण के लिए, पालक), गाजर की जड़ वाली फसलें, गुलाब कूल्हों, करंट, टमाटर आदि हैं। पौधों में, कैरोटीनॉयड मुख्य रूप से शारीरिक रूप से सबसे सक्रिय पी-कैरोटीन द्वारा दर्शाए जाते हैं। कैरोटीन, ज़ैंथोफिल के साथ, अक्सर कुछ जीवों के रंग का निर्धारण करते हैं। उदाहरण के लिए, बैंगनी बैक्टीरिया के रंग को रोबोटिन-प्रकार के ज़ैंथोफिल और स्पिरिलोथॉक्सिन की उपस्थिति के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है; भूरा - भूरा और डायटम - फ्यूकोक्सैंथिन।

पशु और मनुष्य कैरोटीनॉयड को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं हैं, लेकिन, उन्हें भोजन के साथ प्राप्त करने के लिए, वे विटामिन ए को संश्लेषित करने के लिए उनका उपयोग करते हैं। क्लोरोफिल जैसे कैरोटीनॉयड बहुत कमजोर रूप से प्रोटीन से बंधे होते हैं, उन्हें पौधों से आसानी से निकाला जाता है और दवाओं और रंगों के रूप में उपयोग किया जाता है।

अधिकांश कैरोटीनॉयड 8 आइसोप्रेनॉइड अवशेषों के संघनन के आधार पर निर्मित होते हैं। कुछ कैरोटेनॉयड्स में, पॉलीसोप्रेनॉइड श्रृंखला खुली होती है और इसमें चक्रीय समूह नहीं होते हैं। ऐसे कैरोटीनॉयड को स्निग्ध कहा जाता है। अधिकांश में श्रृंखला के एक या दोनों सिरों पर एक सुगन्धित या बीटा-आयनोन वलय होता है। पहले प्रकार के कैरोटीनॉयड एरिल हैं, दूसरे - एलिसाइक्लिक के लिए। ऐसे कैरोटेनॉयड्स भी होते हैं जिनमें अणु में ऑक्सीजन नहीं होता है, और ऑक्सीजन युक्त कैरोटेनॉयड्स होते हैं, जिनका सामान्य नाम ज़ैंथोफिल है।

प्रकाश संश्लेषक यूबैक्टीरिया में कैरोटीनॉयड की संरचना विविध है। विभिन्न समूहों में समान पिगमेंट के साथ, उनमें से प्रत्येक के लिए कुछ कैरोटीनॉयड या बाद के सेट पाए गए।

बैंगनी बैक्टीरिया में कैरोटेनॉयड पिगमेंट की सबसे विविध संरचना, जिसमें से 50 से अधिक कैरोटेनॉयड्स को अलग किया गया है। अधिकांश बैंगनी जीवाणुओं की कोशिकाओं में केवल स्निग्ध कैरोटीनॉयड होते हैं, जिनमें से कई ज़ैंथोफिल समूह से संबंधित होते हैं। एरिल मोनोसाइक्लिक कैरोटेनॉयड ओकेनॉन कुछ बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया में पाया गया है, और बीटा-कैरोटीन की थोड़ी मात्रा, साइनोबैक्टीरिया और प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोटिक जीवों में एक एलिसाइक्लिक कैरोटीनॉयड, गैर-सल्फर बैंगनी बैक्टीरिया की दो प्रजातियों में पाए गए हैं।

बैंगनी बैक्टीरिया की विशेषता वाले कुछ कैरोटेनॉयड्स के संरचनात्मक सूत्र अंजीर में दिखाए गए हैं। 70, 2-5। व्यक्तिगत कैरोटीनॉयड का सेट और मात्रा बैंगनी बैक्टीरिया का रंग निर्धारित करती है, जिनके मोटे निलंबन बैंगनी-बैंगनी, लाल, गुलाबी, भूरे और पीले होते हैं।

कैरोटीनॉयड वर्णक स्पेक्ट्रम के नीले और हरे क्षेत्रों में प्रकाश को अवशोषित करते हैं, अर्थात। 400-550 एनएम की तरंग दैर्ध्य रेंज में। ये वर्णक, जैसे क्लोरोफिल, झिल्लियों में स्थानीयकृत होते हैं और सहसंयोजक बंधों की भागीदारी के बिना झिल्ली प्रोटीन से जुड़े होते हैं।

प्रकाश संश्लेषक यूबैक्टीरिया में कैरोटीनॉयड के कार्य विविध हैं। सहायक प्रकाश संश्लेषक वर्णक के रूप में, कैरोटीनॉयड स्पेक्ट्रम के लघु तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में प्रकाश क्वांटा को अवशोषित करते हैं, जो तब क्लोरोफिल में स्थानांतरित हो जाते हैं। साइनोबैक्टीरिया में, कैरोटेनॉयड्स द्वारा अवशोषित प्रकाश ऊर्जा फोटोसिस्टम I में प्रवेश करती है। विभिन्न कैरोटीनॉयड के लिए ऊर्जा हस्तांतरण दक्षता 30 से 90% तक होती है।

फोटोटैक्सिस प्रतिक्रियाओं के कार्यान्वयन में कैरोटेनॉइड की भागीदारी के साथ-साथ सिंगलेट ऑक्सीजन के विषाक्त प्रभाव से कोशिका की सुरक्षा में जाना जाता है।

कैरोटीनॉयड की कार्रवाई फोटोडायनामिक प्रभाव से सुरक्षा में उनकी भागीदारी तक सीमित नहीं है। वे ऑक्सीजन की एकल अवस्था को बुझाते हैं, चाहे वह किसी भी प्रतिक्रिया में हो: प्रकाश में या अंधेरे में।