Astaxantin a
lykopen: dva karotenoidy důležité pro naše zdraví
Jiří Patočka
Karotenoidy jsou v tuku rozpustné látky, vyskytující se v mnoha organismech, které je chrání před poškozením slunečními paprsky (fotooxidace) a mají i řadu dalších funkcí. Karotenoidy se nacházejí v membránách obklopujících buňky a jejich vnitřní části. Zde mohou karotenoidy ovlivňovat četné buněčné děje důležité pro zdraví organismu (Bendich a Olson, 1989).
Biologicky aktivní karotenoidy, které přijímá člověk v potravě, hrají důležitou úlohu pro zachování jeho zdraví. Dnes je známo kolem 700 různých druhů karotenoidů a jejich metabolitů, z nichž asi šedesát se běžně vyskytuje v přijímané stravě (Britton, 2022). Přibližně 10 procent karotenoidů, zejména alfa-, beta- a gama-karoteny, se v těle přeměňují na vitamín A nebo retinol (Rao a Rao, 2007).
Karotenoidy hrají v organismu člověka a živočichů řadu významných funkcí (Eggersdorfer a Wyss, 2018). Chrání buněčné membrány před poškozením vnějšími faktory a chrání před poškozením také DNA. Dokážou ji ale také opravovat (Naumov a Bokhan, 1984). Mnohé karotenoidy hrají důležitou úlohu v mnoha fysiologických funkcích rostlinných i živočišných organismů. Tak např. přítomnost dvou karotenoidů, zeaxantinu a luteinu v makule, což je oblast výrazného nahromadění žlutého barviva ve středu oční sítnice, která chrání oko před poškozením tím, že snižují intenzitu modrého světla na sítnici a brání vzniku šedého zákalu (Schalch et al., 2021).
Astaxantin je převažujícím karotenoidem, který se nachází v řasách a mořských živočiších jako jsou lososi, pstruzi, krabi a krevety nebo v peří plameňáka, kterým dodává jejich červené zabarvení. Astaxantin je nesilnější antioxidant nacházející se v rostlinném planktonu, rybách a mořských tvorech. Chrání je před UV fotooxidaci a poškozování DNA, stimuluje jejich imunitní systémy prostřednictvím zvýšené produkce T- a B-buněk a inhibuje tvorbu oxidovaného LDL, který je spojován s tvorbou krevních sraženin. Astaxantin rovněž zmírňuje zánětlivé procesy a napomáhá prevenci tvorby nádorů. Průmyslovou výrobu astaxantinu pomocí mikrořasy Haematococcus pluvialis zavedla v izraelské poušti Arava firma Algatechnologies Ltd. Finálním produktem je přírodní astaxantin známý pod obchodním názvem AstaPure™ Gallo-Torres, 2006).
Astaxantin se vyznačuje silnějším protizánětlivým účinkem než jiné karotenoidy (Kohandel et al. 2022). Přírodní astaxanthin je silný antioxidant s protizánětlivými vlastnostmi. Suplementace astaxantinu jako taková může být důležitá ve sportovní výživě. V pěti ze šesti klinických studií na lidech a ve čtyřech podpůrných studiích na zvířatech bylo prokázáno, že přírodní astaxanthin zvyšuje svalovou sílu a vytrvalost (Capelli et al., 2013). Astaxantin odstraňuje antioxidační činností volné radikály a zvyšuje pracovní výkonnost (Baralic et al., 2015). Bylo zjištěno, že astaxantin je asi 500 krát efektivnější než vitamin E, čímž je výrazně účinnější než lutein, lykopen a β-karoten (Ni et al., 2015). Vzhledem k jeho schopnosti překonat hematoencefalickou barieru se předpokládá, že by mohl sehrát důležitou roli v ochraně centrálního nervového systému a chránit organismus před vznikem šedého očního zákalu aa dalších nemocí oka (Yang a Wang, 2022). Tento fakt je nesmírně důležitý, protože oxidativní poškození se považuje za hlavní příčinu degenerace mozkových buněk. Navíc se astaxantin vstřebává do oční tkáně citlivých na světlo a brání fotooxidaci. Protože se tento účinný karotenoid hromadí v očích vodních živočichů, pozitivně působí u poškození zraku, mozku a centrálního nervového systému (Yuanet al., 2011). Astaxantin působí také proti stárnutí (Eren et al., 2019). Astaxantin spolu s vitamínem E chrání lipidy (mastné kyseliny) v mitochondriální membráně před oxidativním poškozením (Kidd, 2011). Astaxantin se liší od jiných karotenoidů ve schopnosti, vzhledem ke svým schopnostem rozpouštět ve vodě, jednoduše naložit lapené radikály na vitamín C a vyloučit je z těla. Astaxantin prochází bariérou z krve do mozku, kde působí jako nejúčinnější antioxidant.
Lykopen je karotenoid (Rao et al., 2006), který se vyskytuje hlavně v rajčatech a produktech z nich vyrobených, jakými jsou kečup, rajská omáčka nebo rajský protlak (Li et al., 2021). Byl také objeven v červeném grapefruitu a vodním melounu (Priyadarsani e tal., 2021). Lykopen je acyklický karotenoid, který je tvořen 8 isoprenovými jednotkami (jeho molekula má 40 atomů uhlíku a 11 lineárně sestavených konjugovaných dvojných vazeb). Nepůsobí jako provitamin A, protože jeho molekula nemá ß-iononový kruh. Lykopen je významným antioxidantem, kterému je v odborné literatuře věnována značná pozornost v souvislosti s prevencí civilizačních onemocnění (Imran et al., 2020; Mirahmadi et al., 2020).
Důležitost β-karotenu jako prekurzoru vitaminu A je uznávána již mnoho let, v poslední době však přitahuje značný zájem právě lykopen (Bramley, 2000). Výsledky výzkumu napovídají, že může zmírnit chronická onemocnění, jako je rakovina a ischemická choroba srdeční (Arab a Steck, 2000; Rao a Agarwal, 2000; van Breemen a Pajkovic, 2008). Možnost lykopenu působit preventivně u různých typů rakoviny byla rozsáhle studována řadou epidemiologických studií a biochemickými výzkumy (Mein et al., 2008; Seren et al., 2008; Palozza et al., 2011; Mirahmadi et al., 2020; Saini et al., 2020; Scarpitti et al., 2022).
V mnoha studiích bylo prokázáno, že lykopen je karotenoid se silným antioxidačním, protizánětlivým a protinádorovým účinkem. Použití lykopenu jako nutraceutika se v posledních letech zvýšilo, zejména kvůli jeho protizánětlivým a protinádorovým účinkům. Tyto účinky jsou vysvětlovány inhibici několika endogenních interleukinů a aktivaci několika protinádorových mechanismů, jako je inhibice produkce oxidu dusnatého a zánětlivých cytokinů, jako je tumor nekrotizující faktor alfa; interleukinů z rodin 1, 6 a 8 a interferon gama (Alhoshani et al., 2022; Chen et al., 2022; Junior a Santos-Oliveira, 2022; Magne et al., 2022; Moran et al., 2022).
Literatura
Alhoshani NM, Al-Johani NS, Alkeraishan N, Alarifi S, Alkahtani S. Effect of lycopene as an adjuvant therapy with 5-florouracil in human colon cancer. Saudi J Biol Sci. 2022; 29(9): 103392.
Arab L, Steck S. Lycopene and cardiovascular disease. Am J clin Nutr. 2000; 71(6): 1691S-1695S.
Baralic I, Andjelkovic M, Djordjevic B, Dikic N, Radivojevic N, Suzin-Zivkovic et al. Effect of astaxanthin supplementation on salivary IgA, oxidative stress, and inflammation in young soccer players. Evidence-based Complemet Alternat Med. 2015. 2015:783761.
Bendich A. Olson JA. Biological actions of carotenoids 1. The FASEB J. 1989; 3(8): 1927-1932.
Bramley PM. Is lycopene beneficial to human health? Phytochemistry, 2000; 54(3): 233-236.
Britton G. Getting to know carotenoids. Methods Enzymol, 2022; 670: 1-56.
Capell B, Jenkins U, Cysewski GR. Role of astaxanthin in sports nutrition. Nutr enhanced Sports Perform. 2013; 465-471.
Eggersdorfer M, Wyss A. Carotenoids in human nutrition and health. Arch Biochem Biopys. 2018; 652: 18-26.
Ere B, Tuncay Tanrıverdi S, Aydın Köse F, Özer Ö. Antioxidant properties evaluation of topical astaxanthin formulations as anti‐aging products. J Cosmet Dermatol. 2019; 18(1): 242-250.
Gallo-Torres JM. Asking for Astaxantin. Prepared Foods, April 2006, s. NS17
Chen X, Yang G, Liu M, Quan Z, Wang L, Luo C. et al. Lycopene enhances the sensitivity of castration-resistant prostate cancer to enzalutamide through the AKT/EZH2/androgen receptor signaling pathway. Biochem Biophys Res Commun. 2022; 613: 53-60.
Imran M, Ghorat F, Ul-Haq I, Ur-Rehman H, Aslam F, Heydari M et al. Lycopene as a natural antioxidant used to prevent human health disorders. Antioxidants, 2020; 9(8): 706.
Junior E, Santos-Oliveira R. Lycopene as a Multifunctional Platform for the Treatment of Cancer and Inflammation. Rev Brasil Farmacognosia, 2022; 1-10.
Kidd P. Astaxanthin, cell membrane nutrient with diverse clinical benefits and anti-aging potential. Altern Med Rev, 2011; 16(4): 355-364.
Kohandel Z, Farkhondeh T, Aschner M, Pourbagher-Shahri AM, Samarghandian S. Anti-inflammatory action of astaxanthin and its use in the treatment of various diseases. Biomed Pharmacotherapy, 2022; 145: 112179.
Li N, Wu X, Zhuang W, Xia L, Chen Y, Wu C et al. Tomato and lycopene and multiple health outcomes: Umbrella review. Food Chem. 2021; 343: 128396.
Mein JR, Lian F, Wang XD. Biological activity of lycopene metabolites: implications for cancer prevention. Nutrition Rev. 2008; 66(12): 667-683.
Mirahmadi M, Azimi-Hashemi S, Saburi E, Kamali H, Pishbin M, Hadizadeh F. Potential inhibitory effect of lycopene on prostate cancer. Biomed Pharmacotherap. 2020; 129: 110459.
Moran NE, Thomas-Ahner JM, Wan L, Zuniga KE, Erdman Jr JW, Clinton SK. Tomatoes, Lycopene, and Prostate Cancer: What Have We Learned from Experimental Models?. J Nutrition, 2022; 152(6): 1381-1403.
Naumov GN, Bokhan IK. Carotenoid pigments and the enhanced resistance of Pseudomonas methanolica to the action of ultraviolet radiation. Mikrobiologiia, 1984; 53(5): 861-863.
Ni Y, Nagashimada M, Zhuge F, Zhan L, Nagata N, Tsutsui A. et al. Astaxanthin prevents and reverses diet-induced insulin resistance and steatohepatitis in mice: A comparison with vitamin E. Scientific Reports,2015; 5(1): 1-15.
Palozza P, Simone RE, Catalano A, Mele MC. Tomato lycopene and lung cancer prevention: from experimental to human studies. Cancers, 2011; 3(2): 2333-2357.
Priyadarsani S, Patel AS, Kar A, Dash S et al. Process optimization for the supercritical carbondioxide extraction of lycopene from ripe grapefruit (Citrus paradisi) endocarp. Scientific Reports, 2021; 11(1): 1-8.
Rao AV, Agarwal S. Role of antioxidant lycopene in cancer and heart disease. J Am Coll Nutr. 2000; 19(5): 563-569.
Rao AV, Rao L. G. Carotenoids and human health. Pharmacol Res. 2007; 55(3): 207-216.
Rao AV, Ray MR, Rao LG. Lycopene. Adv Food Nutr Res. 2006; 51: 99-164.
Saini RK, Rengasamy KR, Mahomoodally FM, Keum YS. rotective effects of lycopene in cancer, cardiovascular, and neurodegenerative diseases: An update on epidemiological and mechanistic perspectives. Pharmacol Res. 2020; 155: 104730.
Scarpitti BT, Chitchumroonchokchai C, Clinton SK, Schultz ZD. In Vitro Imaging of Lycopene Delivery to Prostate Cancer Cells. Anal Chem. 2022;, 94(12): 5106-5112.
Seren S, Lieberman R, Bayraktar UD, Heath E, Sahin K, Andic F, Kucuk O. Lycopene in cancer prevention and treatment. Am J Therap. 2008; 15(1): 66-81
Schalch W, Dayhaw-Barker P, Barker FM. The carotenoids of the human retina. In Nutritional and environmental influences on the eye (pp. 215-250). CRC Press, 2021.
van Breemen RB, Pajkovic N. Multitargeted therapy of cancer by lycopene. Cancer Letters, 2008; 269(2): 339-351.
Yang M, Wang Y. Recent Advances and the Mechanism of Astaxanthin in Ophthalmological Diseases. J Ophthalmol. 2022; 2022: 90741406.
Yuan JP, Peng J, Yin K, Wang JH. Potential health‐promoting effects of astaxanthin: a high‐value carotenoid mostly from microalgae. Mol Nutr Food Res. 2021; 55(1): 150-165.
