Vitamina A e carotene: proprietà e benefici

La vitamina A è stata la prima vitamina liposolubile ad essere riconosciuta. Sebbene sia stato identificato come un fattore di crescita necessario già nel 1913, non è stato caratterizzato chimicamente fino al 1930. Due gruppi di ricercatori, McCollum e Davis dell’Università del Wisconsin e Osborne e Mendel dell’Università di Yale, fecero la scoperta iniziale della vitamina . . Quasi contemporaneamente. Hanno osservato che i giovani animali, alimentati con una dieta povera di grassi naturali, avevano problemi di salute, come evidenziato dalla loro crescita lenta e dalla debole risposta immunitaria. Questi ricercatori hanno anche notato che, seguendo una dieta simile, gli occhi degli animali “hanno sofferto di gravi infiammazioni e infezioni – uno stato da cui sono emersi rapidamente dopo” l’aggiunta di grasso di burro o olio di fegato di merluzzo alla loro dieta. Precedentemente nota come “vitamina anti-infettiva”, la vitamina A è stata recentemente riconosciuta come un componente fondamentale del sistema immunitario. Anche i caroteni, alcuni dei quali possono essere convertiti in vitamina A, stanno ricevendo molta attenzione per la loro capacità di rafforzare il sistema immunitario. A causa dell’attività simile alla vitamina A di alcuni caroteni, in questo capitolo vengono discussi sia la vitamina A che i caroteni. stanno ricevendo molte attenzioni per la loro capacità di rafforzare il sistema immunitario. A causa dell’attività simile alla vitamina A di alcuni caroteni, in questo capitolo vengono discussi sia la vitamina A che i caroteni. stanno ricevendo molte attenzioni per la loro capacità di rafforzare il sistema immunitario. A causa dell’attività simile alla vitamina A di alcuni caroteni, questo capitolo esamina sia la vitamina A che i caroteni. ₍₁₎ .

Caroteni

I caroteni rappresentano il gruppo più diffuso di pigmenti presenti in natura. Sono un gruppo di composti liposolubili, dal colore intenso (rosso e giallo). Tutti gli organismi che trasformano la luce solare in valore energetico chimico attraverso il processo di fotosintesi lo fanno con l’aiuto dei caroteni, composti che non solo svolgono un ruolo nella fotosintesi, ma sono anche fondamentali per proteggere l’organismo o la pianta dall’enorme quantità di radicali liberi prodotti durante questo processo.

Gli scienziati hanno caratterizzato più di 600 carotenoidi, di cui solo 30-50 sembrano avere un’attività simile a quella della vitamina A. Per anni si è ipotizzato che l’attività biologica del carotene corrisponda alla sua attività come vitamina A. Tuttavia, recenti la ricerca suggerisce che questo ruolo del carotene è stato enfatizzato eccessivamente e che i carotenoidi hanno dimostrato di avere molte altre attività. I ricercatori hanno descritto il beta-carotene come il più attivo dei carotenoidi grazie alla sua elevata attività di provitamina A, sebbene molti altri caroteni esercitino maggiori effetti antiossidanti.

Retinolo

Isolata nella sua forma pura, la vitamina A è un cristallo giallo liposolubile. Si chiama retinolo perché è un alcol coinvolto nel funzionamento della retina. In natura, il retinolo ha principalmente la struttura di una lunga catena. La forma aldeidica è comunemente chiamata retinaldeide o retinica, la forma acida è chiamata acido retinoico. Alcuni scienziati suggeriscono che il retinolo serva solo come precursore di queste ultime due forme attive di vitamina A: la retina, infatti, agisce principalmente sulla vista e sulla riproduzione, mentre l’acido retinoico è importante in altre funzioni dell’organismo, come la crescita. e differenziazione.

I derivati ​​sintetici dell’acido retinoico sono stati sviluppati per il trattamento di molte condizioni della pelle e. più di recente, comprese alcune forme di cancro. L’isotretinoina (acido retinoico 13-cis) è usata per trattare forme gravi di acne cistica e per disturbi della cheratinizzazione come la malattia di Darier e l’ittiosi lamellare. L’etretinato, un derivato aromatico dell’acido retinoico, non ha un effetto notevole contro l’acne, anche se alcuni lo considerano più potente dell’isotretinoina nel trattamento della psoriasi. Tuttavia, queste sostanze non sono prive di effetti collaterali, come danni al fegato, nausea, vomito e dolori muscolari _(1,2) .

Fonti alimentari

Le fonti più concentrate di vitamina A preformata sono fegato, reni, burro, latte intero e parzialmente scremato: mentre le principali fonti di carotene provitamina A sono le verdure a foglia verde come il cavolo riccio e le verdure di colore giallo-arancio, come carote, patate dolci e meloni (vedi tabella 3.1).

Il carotene vegetale a foglia verde si trova nei cloroplasti insieme alla clorofilla, solitamente sotto forma di un complesso con una proteina o un grasso. Il beta-carotene è la forma predominante nella maggior parte delle foglie verdi, e in generale, più intenso è il colore, maggiore è la concentrazione di beta-carotene. Frutta e verdura arancione; come carota, bicocca, mango, patata dolce, melone, ecc., tendono ad avere una maggiore concentrazione di carotenoidi di provitamina A e, ancora, le quantità di provitamina A sono direttamente correlate all’intensità del colore. Le verdure gialle hanno una maggiore concentrazione di xantofille, quindi una minore attività della provitamina A. Nella frutta e verdura di colore giallo-arancio le concentrazioni di beta-carotene sono elevate, tuttavia, in genere prevalgono altri carotenoidi della provitamina A. Frutta e verdure rosso porpora, come pomodori, cavolo rosso, bacche e prugne, contengono elevate quantità di pigmenti attivi non vitamina A, compresi i flavonoidi. Altre importanti fonti di carotenoidi sono legumi, cereali e semi.

I carotenoidi si trovano anche negli alimenti di origine animale, come salmone e altri pesci, tuorli d’uovo, crostacei, latte e pollame. I carotenoidi sono spesso aggiunti agli alimenti per il loro Valore Energetico Colorante (vedi Tabelle 3.2 e 3.3).

Assorbimento

Il grado di assorbimento della vitamina A e del carotene è influenzato da diversi fattori. A differenza del retinolo, il carotene richiede la presenza di acidi biliari per facilitarne l’assorbimento. Altri fattori che influenzano l’assorbimento della vitamina A e del carotene includono: presenza di grassi, proteine ​​e antiossidanti negli alimenti; presenza di bile e di un normale complemento di enzimi pancreatici nel lume intestinale; integrità delle cellule della mucosa. L’efficienza di assorbimento della vitamina A nella dieta è generalmente molto elevata (dall’80 al 90%),

con una leggera riduzione in caso di dosi elevate. Al contrario, l’efficienza di assorbimento del beta-carotene è molto più bassa (dal 40 al 60%) e diminuisce rapidamente con l’aumento della dose _(1,2) . Gli integratori di carotene vengono assorbiti meglio del carotene estratto dal cybo ₍₃₎ .

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Trasformazione nella mucosa intestinale

La maggior parte del retinolo assorbito forma un complesso con l’acido palmitico o altri acidi grassi liberi all’interno delle cellule della mucosa intestinale. Il complesso retinolo-acido grasso viene poi inglobato, insieme ad altre sostanze grasse (quali trigliceridi, fosfolipidi e colesterolo), in una grande sfera di sostanza grassa, il chilomicrone, che viene trasportato attraverso i canali linfatici fino a raggiungere il sistema circolatorio e alla fine viene eliminato dal fegato. A meno che non venga convertito in vitamina A, il carotene viene assorbito inalterato e trasportato dai chilomicroni _(4,5) .

Conversione del carotene in vitamina A

La conversione del carotene da provitamina A a vitamina A dipende da diversi fattori, compreso lo stato delle proteine, degli ormoni tiroidei, dello zinco e della vitamina C ₆. La conversione diminuisce all’aumentare dell’assunzione di carotene e quando i livelli sierici di retinolo sono adeguati ₍₇₎ . Gli scienziati originariamente credevano che il beta-carotene e altri caroteni della provitamina A fossero scomposti da un enzima (carotene diossigenasi) per formare due molecole retiniche. Oggi, invece, siamo portati a credere che l’enzima attacchi qualsiasi doppio legame beta-carotene in modo aspecifico. A volte, quindi, possono risultare due molecole retiniche, sebbene nella maggior parte dei casi ciò non avvenga. La retina si trasforma quindi in retinolo.

Trasporto, stoccaggio e rimozione

Dopo aver raggiunto il fegato, la vitamina A viene immagazzinata principalmente in alcune cellule, le cellule Ito. Sebbene nella maggior parte dei tessuti si possano trovare piccole quantità di vitamina A ( vedere Tabella 3.4), il fegato immagazzina più del 90% del contenuto totale di questa vitamina nel corpo. Questo viene immagazzinato come un complesso costituito dal 96% di esteri retinilici (retinolo più acido

grasso) e il 4% di retinolo non esterificato. Quando il corpo ha bisogno di più vitamina A, un enzima, che trasferisce il retinolo rilasciato alle proteine ​​leganti il ​​retinolo, scompone gli esteri del retinolo. Il retinolo legato viene quindi processato e secreto nel sangue, dove forma un complesso 1: 1 con una proteina (prealbumina) _(1,2) .

Una dieta adeguata di proteine ​​e zinco è necessaria per un’adeguata mobilizzazione della retina. L’emivita di RBP ( Proteine ​​leganti il ​​retinolo ) e prealbumina è inferiore a 12 ore, il che le rende particolarmente suscettibili a carenze durante la malnutrizione proteico-calorica o altre situazioni in cui il metabolismo proteico è anormale. La carenza di zinco o vitamina E compromette gravemente il metabolismo della vitamina A, poiché questi due nutrienti agiscono sinergicamente in molti processi fisiologici del metabolismo della vitamina A (in particolare assorbimento, trasporto e mobilizzazione) _{( 2)} .

Il retinolo viene trasferito nella cellula dopo che l’RBP si è legato al recettore sulla superficie cellulare. Il retinolo si lega quindi rapidamente al CRBP ( proteine ​​leganti il ​​retinolo cellulare , proteine ​​

cella legante il retinolo) ed entrare nella cella.

Il corpo metabolizza l’acido retinoico in modo diverso dal retinolo. L’acido retinoico viene assorbito e trasportato nel sangue, essendo legato a una proteina diversa (albumina). Non si accumula nel fegato o in altri tessuti in quantità significative. Viene metabolizzato abbastanza rapidamente in composti di ossigeno più polari. All’interno delle celle, è collegato a CRBP ₍₁₎ .

I metaboliti della vitamina A vengono eliminati principalmente nelle feci (attraverso la bile) e nelle urine. Nei periodi di carenza si ha un adattamento nell’uso, come dimostra la riduzione del tasso di catabolismo della vitamina A _(1,2) .

Per il carotene, non ci sono proteine ​​nel sangue che agiscono come un vettore specifico. Questi composti sono generalmente trasportati nel plasma in associazione con lipoproteine, principalmente lipoproteine ​​a bassa densità (LDL, lipoproteine ​​a bassa densità ). Di conseguenza, i pazienti con livelli sierici elevati di colesterolo o lipoproteine ​​a bassa densità tendono ad avere livelli sierici di carotene elevati. Le concentrazioni presenti nel plasma riflettono generalmente le concentrazioni nella dieta, con beta-carotene tipicamente tra il 20 e il 25% del livello totale di carotene sierico ₍₈₎ .

Il carotene può essere immagazzinato nel tessuto adiposo, nel fegato, in altri organi (le ghiandole surrenali, i testicoli e le ovaie hanno le concentrazioni più elevate) e nella pelle ( vedere tabella 3.4). Il deposito sulla pelle provoca una colorazione giallastra nota come carotenoderma, una condizione benigna (e probabilmente molto benefica). Il carotenoderma, anche se non direttamente attribuibile all’assunzione alimentare o agli integratori, può indicare una carenza di un fattore di conversione necessario, come zinco, ormone tiroideo, vitamina C o proteine ​​ _(2,5) .

Segni e sintomi di carenza.

La carenza di vitamina A può essere causata da una dieta inadeguata (carenza primaria) o da qualche fattore secondario che interferisce con l’assorbimento, la conservazione o il trasporto della vitamina. Alcuni fattori noti per indurre questa carenza sono: malassorbimento dovuto a insufficienza pancreatica o biliare, malnutrizione dovuta a carenza proteica, malattie epatiche, carenza di zinco e abetalipoproteinemia ₍₁₎ .

Le anomalie del sistema immunitario associate alla carenza di vitamina A includono: incapacità di produrre una risposta anticorpale efficace, diminuzione dei linfociti T helper , alterazioni del tratto respiratorio e della mucosa del tratto digestivo. Le persone con carenze di vitamina A sono più soggette a malattie infettive e hanno un tasso di mortalità più elevato. Inoltre, nel corso di un’infezione, le riserve di vitamina A si esauriscono rapidamente e quindi si avvia un circolo vizioso.

Le malattie infettive associate alla carenza di vitamina A includono morbillo, varicella, infezioni virali, malattie respiratorie sinciziali, AIDS e polmonite.

Le carenze prolungate di vitamina A causano i segni caratteristici dell’ipercheratosi follicolare (accumulo di detriti cellulari nei follicoli piliferi, che produce una sorta di pelle d’oca; si verifica più spesso nella parte posteriore delle braccia), cecità notturna e aumento dell’incidenza di infezioni . Man mano che le condizioni peggiorano, la carenza colpisce anche le mucose dei tratti respiratorio, gastrointestinale e genito-urinario. In breve tempo si manifesta la tipica malattia dell’occhio, caratteristica della carenza di vitamina A, nota come xeroftalmia. Anche una moderata carenza di vitamina A è associata ad un significativo aumento della mortalità. Questo dato è davvero notevole, poiché questa ipovitaminosi è particolarmente diffusa nei paesi in via di sviluppo, soprattutto in Asia, _(1,2) .

Dose giornaliera raccomandata

In origine, l’attività della vitamina A veniva misurata in Unità Internazionali (UI). Una UI equivale a 0,3 mcg di retinolo cristallino o 0,6 mcg di beta-carotene. Nel 1967, un comitato di esperti della FAO/OMS ha raccomandato di misurare l’attività della vitamina A in termini di equivalenti di retinolo anziché UI, dove 1 microgrammo di retinolo equivale a 1 equivalente di retinolo (RE). La quantità di beta carotene richiesta per 1 RE è di 6 mcg, mentre la quantità richiesta per gli altri caroteni di provitamina A è di 12 mcg. Nel 1980, il Food and Nutrition Board del NRC/NAS (National Research Council/National Academy of Sciences) ha adottato questa indicazione: Da allora, l’assunzione giornaliera raccomandata di vitamina A viene misurata in mcg e retinolo equivalenti.

Effetti benefici

La scienza comprende il ruolo della vitamina A soprattutto in relazione ai suoi effetti sull’apparato visivo. La retina umana ha quattro tipi di fotopigmenti che contengono vitamina A: rodopsina, presente nei bastoncelli (le cellule della retina responsabili della visione notturna), e tre iodopsine, presenti in ciascuno dei diversi coni responsabili della visione diurna (blu, giallo e rosso.). La forma di vitamina A presente in questi pigmenti è l’isomero 11-cis dell’aldeide della vitamina A ( retinica ). Quando un fotone di luce colpisce l’asta, l’11-cis retinico viene separato dalla molecola di rodopsina, risultando in tutto trans opsina e retinolo. Questa reazione provoca un cambiamento nel potenziale di membrana e la conseguente trasmissione del.

Quando c’è un lampo di luce intensa (come i fari di un’auto), si verifica uno scolorimento temporaneo della rodopsina. Potrebbero essere necessari alcuni secondi prima che la retina si rigeneri e la vista ritorni. Se i livelli di vitamina A sono bassi, è necessario più tempo di adattamento _(1,2) . Lo scarso adattamento ai cambiamenti di luminosità e la scarsa visione notturna sono alcuni dei sintomi iniziali della carenza di vitamina A ₍₁₎ .

Moduli disponibili

La vitamina A naturale è disponibile sotto forma di retinolo o retinil palmitato. La micelizzazione e l’emulsione migliorano l’assorbimento. La micellizzazione è il processo in cui la vitamina A liposolubile viene ridotta a goccioline molto piccole (micelle), in modo che il materiale venga disperso in acqua. L’emulsione è il processo in cui la vitamina A viene emulsionata con un’altra sostanza chimica (come la lecitina) in modo che possa essere miscelata con l’acqua. Nonostante le affermazioni dei produttori, la vitamina A normale viene assorbita a una velocità dell’80-90%. Sono particolarmente affascinato dalle affermazioni di un produttore secondo cui la loro vitamina A micellata sarebbe assorbita fino al 520% ​​in più rispetto ad altre forme di vitamina A.

Esistono tre principali fonti di carotene sul mercato: beta-carotene tutto trans sintetico, beta-carotene e alfa-carotene dalle alghe Dunaliella e una miscela di carotene ricavato dall’olio di palma. Di questi tre, il carotene dell’olio di palma è la forma migliore. Analizzerò prima gli effetti antiossidanti (vedi tabella 3.7).

Il carotene dell’olio di palma sembra fornire la migliore protezione antiossidante. Il complesso contenuto nell’olio di palma riproduce fedelmente la struttura presente negli alimenti ricchi di carotene. In particolare, a differenza della versione sintetica, che fornisce solo la configurazione trans del beta-carotene, le fonti naturali di carotene forniscono beta-carotene sia nella configurazione trans che cis :

60% beta carotene (isomeri trans e cis);

34% alfa-carotene;

3% gamma carotene;

p

3% di licopene.

Il carotene dell’olio di palma viene assorbito da quattro a dieci volte meglio del all-trans beta-carotene sintetico _(9-11) , ma il carotene di Dunaliella è anche ben assorbito.

I diffusi problemi di salute relativi all’utilizzo di “olio tropicale” come gli oli di palma e cocco non si applicano agli estratti di carotene dell’olio di palma, poiché il contenuto di grassi è minimo. Inoltre, i veri problemi con l’olio di palma sono quando si tratta di esso. o parzialmente idrogenato.

Interazioni

La vitamina E e lo zinco sono molto importanti per la corretta azione della vitamina A. Le carenze di zinco, vitamina C, proteine ​​o ormoni tiroidei interferiscono con la conversione della provitamina A in vitamina A.