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E160 (Les caroténoïdes) (/kəˈrɒtɪnɔɪd/), également appelés tétraterpénoïdes, sont des pigments organiques jaunes, orange et rouges produits par les plantes et les algues, ainsi que plusieurs bactéries et champignons.
E160 (Les caroténoïdes) donnent la couleur caractéristique aux citrouilles, carottes, panais, maïs, tomates, canaris, flamants roses, saumon, homard, crevettes et jonquilles.
E160 (Les caroténoïdes) peuvent être produits à partir de graisses et d'autres éléments constitutifs métaboliques organiques de base par tous ces organismes. Les seuls arthropodes terrestres connus pour produire des caroténoïdes sont les pucerons et les tétranyques, qui ont acquis la capacité et les gènes des champignons.
E160 (Les caroténoïdes) sont également produits par des bactéries endosymbiotiques chez les aleurodes.
E160 (Les caroténoïdes) de l'alimentation sont stockés dans les tissus adipeux des animaux, et exclusivement les animaux carnivores obtiennent les composés à partir de graisses animales.
Dans l'alimentation humaine, l'absorption des caroténoïdes est améliorée lorsqu'ils sont consommés avec des graisses dans un repas.
La cuisson des légumes contenant des caroténoïdes dans l'huile et le déchiquetage du légume augmentent la biodisponibilité des caroténoïdes.
Il existe plus de 1 100 caroténoïdes connus qui peuvent être classés en deux classes, les xanthophylles (qui contiennent de l'oxygène) et les carotènes (qui sont purement des hydrocarbures et ne contiennent pas d'oxygène).
Tous sont des dérivés de tétraterpènes, c'est-à-dire qu'ils sont produits à partir de 8 molécules d'isoprène et contiennent 40 atomes de carbone.
En général, E160 (Les caroténoïdes) absorbent des longueurs d'onde allant de 400 à 550 nanomètres (lumière violette à verte).
Cela fait que les composés sont profondément colorés en jaune, orange ou rouge.
E160 (Les caroténoïdes) sont le pigment dominant dans la coloration des feuilles d'automne d'environ 15 à 30 % des espèces d'arbres, mais de nombreuses couleurs de plantes, en particulier les rouges et les violets, sont dues aux polyphénols.
E160 (Les caroténoïdes) jouent deux rôles clés dans les plantes et les algues : ils absorbent l'énergie lumineuse pour une utilisation dans la photosynthèse et ils fournissent une photoprotection via une extinction non photochimique.
E160 (Les caroténoïdes) qui contiennent des cycles bêta-ionone non substitués (y compris le β-carotène, l'α-carotène, la β-cryptoxanthine et le γ-carotène) ont une activité de vitamine A (ce qui signifie qu'ils peuvent être convertis en rétinol).
Dans l'œil, la lutéine, la méso-zéaxanthine et la zéaxanthine sont présentes sous forme de pigments maculaires dont l'importance dans la fonction visuelle, à partir de 2016, reste en recherche clinique.
Biosynthèse
Les éléments constitutifs de base des caroténoïdes sont l'isopentényl diphosphate (IPP) et le diméthylallyl diphosphate (DMAPP).
Ces deux isomères d'isoprène sont utilisés pour créer divers composés en fonction de la voie biologique utilisée pour synthétiser les isomères.
Les plantes sont connues pour utiliser deux voies différentes pour la production d'IPP : la voie cytosolique de l'acide mévalonique (MVA) et la voie plastidique du méthylérythritol 4-phosphate (MEP).
Chez les animaux, la production de cholestérol commence par la création d'IPP et de DMAPP à l'aide du MVA.
Pour les usines de production de caroténoïdes, utilisez MEP pour générer IPP et DMAPP.
La voie MEP donne un mélange 5:1 d'IPP:DMAPP.
L'IPP et le DMAPP subissent plusieurs réactions, aboutissant au principal précurseur de caroténoïde, le diphosphate de géranylgéranyle (GGPP).
Le GGPP peut être converti en carotènes ou en xanthophylles en subissant un certain nombre d'étapes différentes dans la voie de biosynthèse des caroténoïdes.
Parcours MEP
Le glycéraldéhyde 3-phosphate et le pyruvate, intermédiaires de la photosynthèse, sont convertis en désoxy-D-xylulose 5-phosphate (DXP) à l'aide du catalyseur DXP synthase (DXS).
La DXP réductoisomérase réduit et réorganise les molécules au sein de DXP [11] en présence de NADPH, formant MEP.
Ensuite, le MEP est converti en 4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-méthyl-D-érythritol (CDP-ME) en présence de CTP via l'enzyme MEP cytidylyltransférase.
Le CDP-ME est ensuite converti, en présence d'ATP, en 2-phospho-4-(cytidine 5'-diphospho)-2-C-méthyl-D-érythritol (CDP-ME2P).
La conversion en CDP-ME2P est catalysée par l'enzyme CDP-ME kinase.
Ensuite, le CDP-ME2P est converti en 2-C-méthyl-D-érythritol 2,4-cyclodiphosphate (MECDP).
Cette réaction se produit lorsque la MECDP synthase catalyse la réaction et que le CMP est éliminé de la molécule CDP-ME2P.
Le MECDP est ensuite converti en diphosphate de (e)-4-hydroxy-3-méthylbut-2-én-1-yle (HMBDP) via la HMBDP synthase en présence de flavodoxine et de NADPH.
L'HMBDP est réduit en IPP en présence de ferrédoxine et de NADPH par l'enzyme HMBDP réductase.
Les deux dernières étapes impliquant la HMBPD synthase et la réductase ne peuvent se produire que dans des environnements complètement anaérobies.
L'IPP est alors capable de s'isomériser en DMAPP via l'isomérase IPP.
Deux molécules de GGPP se condensent via la phytoène synthase (PSY), formant l'isomère 15-cis du phytoène.
PSY appartient à la famille des squalène/phytoène synthase et est homologue à la squalène synthase qui participe à la biosynthèse des stéroïdes.
La conversion ultérieure du phytoène en tout-trans-lycopène dépend de l'organisme.
Les bactéries et les champignons utilisent une seule enzyme, la phytoène désaturase bactérienne (CRTI) pour la catalyse.
Les plantes et les cyanobactéries utilisent cependant quatre enzymes pour ce processus.
La première de ces enzymes est une phytoène désaturase de type végétal qui introduit deux doubles liaisons supplémentaires dans le 15-cis-phytoène par déshydrogénation et isomérise deux de ses doubles liaisons existantes de trans à cis produisant du 9,15,9'-tri-cis- ζ-carotène.
La double liaison centrale de ce tri-cis-ζ-carotène est isomérisée par la zêta-carotène isomérase Z-ISO et le 9,9'-di-cis-ζ-carotène résultant est à nouveau déshydrogéné via une ζ-carotène désaturase (ZDS ).
Cela introduit à nouveau deux doubles liaisons, résultant en 7,9,7',9'-tétra-cis-lycopène.
CRTISO, une caroténoïde isomérase, est nécessaire pour convertir le cis-lycopène en un lycopène tout-trans en présence de FAD réduit.
Ce lycopène tout-trans est cyclisé ; la cyclisation donne lieu à la diversité des caroténoïdes, qui peut être distinguée en fonction des groupes terminaux.
Il peut y avoir un cycle bêta ou un cycle epsilon, chacun généré par une enzyme différente (lycopène bêta-cyclase [bêta-LCY] ou lycopène epsilon-cyclase [epsilon-LCY]).
L'α-carotène est produit lorsque le lycopène tout-trans subit d'abord une réaction avec l'epsilon-LCY puis une seconde réaction avec le bêta-LCY; tandis que le β-carotène est produit par deux réactions avec le bêta-LCY.
L'α- et le β-carotène sont E160 (Les caroténoïdes) les plus courants dans les photosystèmes végétaux, mais ils peuvent encore être convertis en xanthophylles en utilisant la bêta-hydrolase et l'epsilon-hydrolase, conduisant à une variété de xanthophylles.
Régulation
On pense que E160 (Les caroténoïdes) DXS et DXR sont des enzymes déterminant la vitesse, leur permettant de réguler les niveaux de caroténoïdes.
Cela a été découvert dans une expérience où DXS et DXR étaient génétiquement surexprimés, entraînant une expression accrue des caroténoïdes dans les semis résultants.
En outre, on pense que les chaperons de la protéine J (J20) et de la protéine de choc thermique 70 (Hsp70) sont impliqués dans la régulation post-transcriptionnelle de l'activité DXS, de sorte que les mutants présentant une activité J20 défectueuse présentent une activité enzymatique DXS réduite tout en accumulant une protéine DXS inactive.
La régulation peut également être causée par des toxines externes qui affectent les enzymes et les protéines nécessaires à la synthèse.
La kétoclomazone est dérivée d'herbicides appliqués sur le sol et se lie à la DXP synthase.
Cela inhibe la DXP synthase, empêchant la synthèse de DXP et arrêtant la voie MEP.
L'utilisation de cette toxine entraîne une baisse des niveaux de caroténoïdes dans les plantes cultivées dans le sol contaminé.
La fosmidomycine, un antibiotique, est un inhibiteur compétitif de la DXP réductoisomérase en raison de sa structure similaire à celle de l'enzyme.
L'application dudit antibiotique empêche la réduction de DXP, stoppant à nouveau la voie MEP.
La structure et la fonction
La structure des caroténoïdes permet des capacités biologiques, notamment la photosynthèse, la photoprotection, la coloration des plantes et la signalisation cellulaire.
La structure générale du caroténoïde est une chaîne polyène constituée de 9-11 doubles liaisons et pouvant se terminer par des anneaux.
Cette structure de doubles liaisons conjuguées conduit à un potentiel réducteur élevé, ou à la capacité de transférer des électrons dans toute la molécule.
E160 (Les caroténoïdes) peuvent transférer l'énergie d'excitation de l'une des deux manières suivantes :
1) transfert d'énergie singulet-singulet du caroténoïde à la chlorophylle, et
2) transfert d'énergie triplet-triplet de la chlorophylle au caroténoïde.
Le transfert d'énergie singulet-singulet est un transfert d'état d'énergie inférieur et est utilisé lors de la photosynthèse.
La longueur de la queue en polyène permet une absorption de la lumière dans la plage photosynthétique ; une fois qu'il absorbe l'énergie, il devient excité, puis transfère les électrons excités à la chlorophylle pour la photosynthèse.
Le transfert triplet-triplet est un état d'énergie plus élevé et est essentiel dans la photoprotection.
La lumière produit des espèces nocives pendant la photosynthèse, les plus nocives étant les espèces réactives de l'oxygène (ROS).
Au fur et à mesure que ces ROS à haute énergie sont produits dans la chlorophylle, l'énergie est transférée à la queue polyène du caroténoïde et subit une série de réactions dans lesquelles les électrons sont déplacés entre les liaisons caroténoïdes afin de trouver l'état le plus équilibré (état d'énergie le plus bas) pour le caroténoïde.
La longueur des caroténoïdes joue également un rôle dans la coloration des plantes, car la longueur de la queue du polyène détermine les longueurs d'onde de la lumière que la plante absorbera.
Les longueurs d'onde qui ne sont pas absorbées sont réfléchies et sont ce que nous voyons comme la couleur d'une plante.
Par conséquent, différentes espèces contiendront des caroténoïdes avec des longueurs de queue différentes leur permettant d'absorber et de refléter différentes couleurs.
E160 (Les caroténoïdes) participent également à différents types de signalisation cellulaire.
Ils sont capables de signaler la production d'acide absicisique, qui régule la croissance des plantes, la dormance des graines, la maturation et la germination des embryons, la division et l'allongement cellulaires, la croissance florale et les réponses au stress.
Propriétés
E160 (Les caroténoïdes) appartiennent à la catégorie des tétraterpénoïdes (c'est-à-dire qu'ils contiennent 40 atomes de carbone, étant construits à partir de quatre unités terpéniques contenant chacune 10 atomes de carbone).
Structurellement, E160 (Les caroténoïdes) prennent la forme d'une chaîne d'hydrocarbure de polyène qui est parfois terminée par des anneaux, et peut ou non avoir des atomes d'oxygène supplémentaires attachés.
E160 (Les caroténoïdes) avec des molécules contenant de l'oxygène, comme la lutéine et la zéaxanthine, sont connus sous le nom de xanthophylles.
E160 (Les caroténoïdes) non oxygénés (sans oxygène) tels que l'α-carotène, le β-carotène et le lycopène sont appelés carotènes.
Les carotènes ne contiennent généralement que du carbone et de l'hydrogène (c'est-à-dire qu'ils sont des hydrocarbures) et appartiennent à la sous-classe des hydrocarbures insaturés.
Leur couleur, allant du jaune pâle à l'orange vif en passant par le rouge profond, est directement liée à leur structure.
Les xanthophylles sont souvent jaunes, d'où leur nom de classe.
Les doubles liaisons carbone-carbone interagissent les unes avec les autres dans un processus appelé conjugaison, qui permet aux électrons de la molécule de se déplacer librement à travers ces zones de la molécule.
À mesure que le nombre de doubles liaisons conjuguées augmente, les électrons associés aux systèmes conjugués ont plus de place pour se déplacer et nécessitent moins d'énergie pour changer d'état.
Cela entraîne une diminution de la gamme des énergies de la lumière absorbée par la molécule.
Au fur et à mesure que davantage de longueurs d'onde de lumière sont absorbées à partir de l'extrémité la plus longue du spectre visible, les composés acquièrent une apparence de plus en plus rouge.
E160 (Les caroténoïdes) sont généralement lipophiles en raison de la présence de longues chaînes aliphatiques insaturées comme dans certains acides gras.
L'absorption physiologique de ces vitamines liposolubles chez l'homme et d'autres organismes dépend directement de la présence de graisses et de sels biliaires.
nourriture
Le bêta-carotène, présent dans les citrouilles, les patates douces, les carottes et les courges d'hiver, est responsable de leurs couleurs jaune orangé.
Les carottes séchées contiennent la plus grande quantité de carotène de tous les aliments par portion de 100 grammes, mesurée en équivalents d'activité de rétinol (équivalents de provitamine A).
Le fruit gac vietnamien contient la plus forte concentration connue de lycopène caroténoïde.
Bien que le vert, le chou frisé, les épinards, le chou vert et les feuilles de navet contiennent des quantités substantielles de bêta-carotène.
Le régime alimentaire des flamants roses est riche en caroténoïdes, conférant les plumes de couleur orange de ces oiseaux.
Morphologie
E160 (Les caroténoïdes) sont situés principalement à l'extérieur du noyau cellulaire dans différents organites du cytoplasme, gouttelettes lipidiques, cytosomes et granules.
Ils ont été visualisés et quantifiés par spectroscopie Raman dans une cellule d'algue.
Avec le développement d'anticorps monoclonaux contre le trans-lycopène, il a été possible de localiser ce caroténoïde dans différentes cellules animales et humaines.
Oxygénation
E160 (Les caroténoïdes) jouent un rôle important dans l'oxygénation biologique. Dans les cellules végétales, ils sont impliqués dans le contrôle du transport transmembranaire de l'oxygène moléculaire libéré lors de la photosynthèse.
Chez les animaux, E160 (Les caroténoïdes) jouent un rôle important pour soutenir l'oxygène dans son transport, son stockage et son métabolisme.
Transport
E160 (Les caroténoïdes) sont hydrophobes et sont généralement présents dans les lipoprotéines plasmatiques et les structures lipidiques cellulaires.
L'oxygène moléculaire étant également une molécule hydrophobe, les lipides offrent un environnement plus favorable à la solubilité de l'O2 que dans les milieux aqueux.
En protégeant les lipides des dommages des radicaux libres, qui génèrent des peroxydes lipidiques chargés et d'autres dérivés oxydés, E160 (Les caroténoïdes) soutiennent l'architecture cristalline et l'hydrophobicité des lipoprotéines et des structures lipidiques cellulaires, d'où la solubilité de l'oxygène et sa diffusion dans celles-ci.
Stockage
E160 (Les caroténoïdes) ont été suggérés pour la première fois que E160 (Les caroténoïdes) peuvent être impliqués dans le dépôt intracellulaire d'oxygène en 1973 par V.N. Karnaukhov.
Plus tard, on a découvert que E160 (Les caroténoïdes) peuvent également stimuler la formation de gouttelettes lipidiques intracellulaires, qui peuvent stocker de l'oxygène moléculaire supplémentaire.
Ces propriétés des caroténoïdes aident les animaux à s'adapter aux stress environnementaux, à la haute altitude, aux infections intracellulaires et à d'autres conditions hypoxiques.
Respiration
E160 (Les caroténoïdes), en augmentant la diffusion d'oxygène et la capacité de transport d'oxygène des lipoprotéines plasmatiques, peuvent stimuler l'apport d'oxygène dans les tissus corporels.
Cela améliore l'oxygénation des tissus et des cellules et stimule la croissance et la respiration des mitochondries.
Modalité synergétique
L'oxygène est nécessaire dans de nombreuses réactions intracellulaires, y compris l'hydroxylation, qui est importante pour l'activation métabolique des promédicaments et des prohormones, comme la vitamine D3.
E160 (Les caroténoïdes) fournissent non seulement un soutien à l'oxygénation intracellulaire, mais peuvent également améliorer l'efficacité de ces molécules.
E160 (Les caroténoïdes) peuvent former des complexes physiques avec différentes molécules.
Avec des molécules hydrophobes, cela pourrait être un auto-assemblage.
Avec des composés amphiphiles ou hydrophiles, l'utilisation de technologies de lycosome ou de CO2 supercritique, ou d'autres méthodes, est requise.
E160 (Les caroténoïdes) de ces complexes fournissent une nouvelle modalité de soutien et de stimulation de l'oxygénation des tissus, qui pourrait être bénéfique de manière synergique pour les objectifs thérapeutiques de différentes molécules nutraceutiques ou pharmaceutiques.
Effets physiologiques
Les revues d'études épidémiologiques cherchant des corrélations entre la consommation de caroténoïdes dans les aliments et les résultats cliniques ont abouti à diverses conclusions :
Une étude de 2015 a révélé que les aliments riches en caroténoïdes semblent protéger contre les cancers de la tête et du cou.
Une autre revue de 2015 examinant si les caréténoïdes peuvent prévenir le cancer de la prostate a révélé que si plusieurs études ont révélé que des corrélations entre les régimes riches en caroténoïdes semblaient avoir un effet protecteur, les preuves manquent pour déterminer si cela est dû aux caroténoïdes en soi.
Une étude de 2014 n'a trouvé aucune corrélation entre la consommation d'aliments riches en caroténoïdes et en vitamine A et le risque de contracter la maladie de Parkinson.
Une autre revue de 2014 n'a trouvé aucun résultat contradictoire dans les études sur la consommation alimentaire de caroténoïdes et le risque de cancer du sein.
E160 (Les caroténoïdes) sont également des composants importants de la mélanine, un pigment brun foncé, que l'on trouve dans les cheveux, la peau et les yeux.
La mélanine absorbe la lumière à haute énergie et protège ces organes des dommages intracellulaires.
Plusieurs études ont observé des effets positifs des régimes riches en caroténoïdes sur la texture, la clarté, la couleur, la force et l'élasticité de la peau.
Une étude de 1994 a noté que les régimes riches en caroténoïdes aidaient à réduire les symptômes de fatigue oculaire (œil sec, maux de tête et vision floue) et à améliorer la vision nocturne.
Les humains et les autres animaux sont pour la plupart incapables de synthétiser E160 (Les caroténoïdes) et doivent les obtenir par leur alimentation.
E160 (Les caroténoïdes) sont une caractéristique commune et souvent ornementale chez les animaux.
Par exemple, la couleur rose du saumon et la coloration rouge des homards cuits et des écailles de la forme jaune des lézards des murailles sont dues aux caroténoïdes.
Il a été proposé que E160 (Les caroténoïdes) soient utilisés dans les traits ornementaux (pour des exemples extrêmes, voir les oiseaux macareux) car, compte tenu de leurs propriétés physiologiques et chimiques, ils peuvent être utilisés comme indicateurs visibles de la santé individuelle, et sont donc utilisés par les animaux lors de la sélection de partenaires potentiels.
Couleurs des plantes
E160 (Les caroténoïdes) les plus courants sont le lycopène et le β-carotène précurseur de la vitamine A.
Chez les plantes, la lutéine de xanthophylle est le caroténoïde le plus abondant et son rôle dans la prévention des maladies oculaires liées à l'âge est actuellement à l'étude.
La lutéine et les autres pigments caroténoïdes trouvés dans les feuilles matures ne sont souvent pas évidents en raison de la présence masquante de chlorophylle.
Lorsque la chlorophylle n'est pas présente, comme dans le feuillage d'automne, les jaunes et les oranges des caroténoïdes sont prédominants.
Pour la même raison, les couleurs caroténoïdes prédominent souvent dans les fruits mûrs après avoir été démasquées par la disparition de la chlorophylle.
E160 (Les caroténoïdes) sont responsables des jaunes et des oranges brillants qui teintent le feuillage à feuilles caduques (comme les feuilles d'automne mourantes) de certaines espèces de feuillus comme le caryer, le frêne, l'érable, le peuplier jaune, le tremble, le bouleau, le cerisier noir, le sycomore, le peuplier deltoïde, le sassafras et l'aulne.
E160 (Les caroténoïdes) sont le pigment dominant dans la coloration des feuilles d'automne d'environ 15 à 30 % des espèces d'arbres.
Cependant, les rouges, les violets et leurs combinaisons mélangées qui décorent le feuillage d'automne proviennent généralement d'un autre groupe de pigments dans les cellules appelées anthocyanes.
Contrairement aux caroténoïdes, ces pigments ne sont pas présents dans la feuille tout au long de la saison de croissance, mais sont activement produits vers la fin de l'été.
Couleurs des oiseaux et sélection sexuelle
E160 (Les caroténoïdes) alimentaires et leurs dérivés métaboliques sont responsables de la coloration jaune vif à rouge chez les oiseaux.
Des études estiment qu'environ 2956 espèces d'oiseaux modernes présentent une coloration caroténoïde et que la capacité de mettre en italique ces pigments pour la coloration externe a évolué indépendamment à plusieurs reprises dans l'histoire de l'évolution aviaire.
La coloration des caroténoïdes présente des niveaux élevés de dimorphisme sexuel, ce qui signifie que les oiseaux mâles ont tendance à afficher une coloration plus vibrante que les femelles de la même espèce.
Ces différences sont dues à la sélection de la coloration jaune et rouge chez les mâles par préférence féminine.
Chez de nombreuses espèces d'oiseaux, les femelles investissent plus de temps et de ressources dans l'élevage de leur progéniture que leurs partenaires mâles.
Par conséquent, il est impératif que les oiseaux femelles sélectionnent avec soin des partenaires de haute qualité.
La littérature actuelle soutient la théorie selon laquelle la coloration vibrante des caroténoïdes est corrélée à la qualité masculine, soit par des effets directs sur la fonction immunitaire et le stress oxydatif, soit par une connexion entre les voies de métabolisation des caroténoïdes et les voies de la respiration cellulaire.
Produits chimiques aromatiques
Les produits de dégradation des caroténoïdes tels que les ionones, les damascones et les damascénones sont également des produits chimiques de parfum importants qui sont largement utilisés dans l'industrie des parfums et des fragrances.
La β-damascénone et la β-ionone, bien que faiblement concentrées dans les distillats de rose, sont les principaux composés contribuant à l'odeur des fleurs.
En fait, les douces odeurs florales présentes dans le thé noir, le tabac vieilli, le raisin et de nombreux fruits sont dues aux composés aromatiques résultant de la dégradation des caroténoïdes.
Maladie
Certains caroténoïdes sont produits par des bactéries pour se protéger des attaques immunitaires oxydatives.
Le pigment aureus (doré) qui donne à certaines souches de Staphylococcus aureus leur nom est un caroténoïde appelé staphyloxanthine.
Ce caroténoïde est un facteur de virulence avec une action antioxydante qui aide le microbe à échapper à la mort par les espèces réactives de l'oxygène utilisées par le système immunitaire de l'hôte.
E160 (Les caroténoïdes) sont une classe de plus de 750 pigments naturels synthétisés par les plantes, les algues et les bactéries photosynthétiques.
Ces molécules richement colorées sont à l'origine des couleurs jaune, orange et rouge de nombreuses plantes.
Les fruits et légumes fournissent la plupart des 40 à 50 caroténoïdes présents dans l'alimentation humaine.
L'α-carotène, le β-carotène, la β-cryptoxanthine, la lutéine, la zéaxanthine et le lycopène sont E160 (Les caroténoïdes) alimentaires les plus courants.
L'α-carotène, le β-carotène et la β-cryptoxanthine sont des caroténoïdes de la provitamine A, ce qui signifie qu'ils peuvent être convertis par l'organisme en rétinol.
La lutéine, la zéaxanthine et le lycopène sont des caroténoïdes non provitamine A car ils ne peuvent pas être convertis en rétinol.
Absorption, métabolisme et biodisponibilité
Pour que E160 (Les caroténoïdes) alimentaires soient absorbés par l'intestin, ils doivent être libérés de la matrice alimentaire et incorporés dans des micelles mixtes (mélanges de sels biliaires et de plusieurs types de lipides).
La transformation et la cuisson des aliments aident à libérer E160 (Les caroténoïdes) intégrés dans leur matrice alimentaire et à augmenter l'absorption intestinale.
De plus, l'absorption des caroténoïdes nécessite la présence de matières grasses dans un repas.
Aussi peu que 3 à 5 g de lipides dans un repas semblent suffisants pour assurer l'absorption des caroténoïdes, bien que la quantité minimale de lipides alimentaires requise puisse être différente pour chaque caroténoïde.
Le type de gras (p. ex., triglycérides à chaîne moyenne ou à longue chaîne), la présence de fibres solubles, ainsi que le type et la quantité de caroténoïdes (p. ex., estérifiés ou non estérifiés) dans l'aliment semblent également influer sur le taux et le degré d'absorption des caroténoïdes.
Parce qu'ils n'ont pas besoin d'être libérés de la matrice végétale, les suppléments de caroténoïdes (dans l'huile) sont absorbés plus efficacement que E160 (Les caroténoïdes) dans les aliments.
Bien que l'on ait initialement pensé que E160 (Les caroténoïdes) étaient absorbés dans les cellules qui tapissent l'intestin (entérocytes) uniquement par diffusion passive, des recherches récentes ont identifié les transporteurs membranaires apicaux, Scavenger Receptor-class B type I (SR-BI) et Cluster Determinant 36 (CD36) , suggérant également une absorption active des caroténoïdes.
Dans les entérocytes, E160 (Les caroténoïdes) de la provitamine A peuvent être clivés soit par la β-carotène 15,15'-oxygénase 1 (BCO1), soit par la β-carotène 9',10'-oxygénase 2 (BCO2).
Le BCO1 catalyse le clivage des caroténoïdes de la provitamine A en rétinal, qui est ensuite réduit en rétinol (vitamine A) ou oxydé en acide rétinoïque (la forme biologiquement active de la vitamine A).
Le β-apocaroténal dérivé du clivage du β-carotène par BCO2 peut être clivé davantage par BCO1 pour produire du rétinal.
Bien que E160 (Les caroténoïdes) provitamine A puissent être convertis en apocaroténals par le BCO2, l'activité de cette enzyme est plus élevée vis-à-vis des caroténoïdes non provitamine A. À l'inverse, BCO1 montre une affinité limitée envers E160 (Les caroténoïdes) non provitamine A.
Dans les entérocytes, E160 (Les caroténoïdes) non clivés et les esters de rétinyle (dérivés du rétinol) sont incorporés dans des lipoprotéines riches en triglycérides appelées chylomicrons, sécrétées dans les vaisseaux lymphatiques, puis libérées dans la circulation sanguine.
Les triglycérides sont épuisés à partir des chylomicrons circulants grâce à l'activité d'une enzyme appelée lipoprotéine lipase, entraînant la formation de restes de chylomicrons.
Les restes de chylomicrons sont absorbés par le foie, où E160 (Les caroténoïdes) peuvent être clivés par BCO1/BCO2 ou incorporés dans des lipoprotéines et sécrétés dans la circulation pour être acheminés vers les tissus extrahépatiques.
Il convient de noter que davantage de molécules hydrophiles dans les entérocytes, telles que l'acide rétinoïque et les apocaroténales, peuvent être transportées directement vers le foie via le système sanguin porte.
La conversion des caroténoïdes de la provitamine A en rétinol est influencée par le statut en vitamine A de l'individu.
Le mécanisme de régulation impliquant le facteur de transcription homéobox spécifique de l'intestin (ISX) peut bloquer l'absorption des caroténoïdes et la production de vitamine A en inhibant l'expression de SR-BI et BCO1.
L'ISX est sous le contrôle de mécanismes dépendants de l'acide rétinoïde et du récepteur de l'acide rétinoïque (RAR) tels que, lorsque les réserves de vitamine A sont élevées, l'ISX est activé et à la fois l'absorption des caroténoïdes de la provitamine A et la conversion en rétinol sont inhibées.
À l'inverse, lors d'une insuffisance en vitamine A, l'expression de SR-BI et de BCO1 n'est plus réprimée par ISX, permettant l'absorption des caroténoïdes de la provitamine A et la conversion en rétinol.
Les variations interindividuelles des concentrations sanguines et tissulaires de caroténoïdes ont été attribuées à des différences génétiques entre les individus.
Plus précisément, un certain nombre de polymorphismes mononucléotidiques (SNP) - correspondant à des modifications d'un nucléotide dans la séquence des gènes - ont été identifiés dans des gènes codant pour des protéines impliquées dans l'absorption intestinale, le transport et le métabolisme des caroténoïdes.
Plus précisément, les SNP dans les gènes codant pour SR-BI, CD36 et BCO1 sont soupçonnés d'affecter l'expression et/ou l'activité de ces protéines et, par conséquent, le statut caroténoïde individuel.
Que sont E160 (Les caroténoïdes) ?
E160 (Les caroténoïdes) sont des pigments présents dans les plantes, les algues et les bactéries photosynthétiques.
Ces pigments produisent les couleurs jaune vif, rouge et orange des plantes, des légumes et des fruits.
E160 (Les caroténoïdes) agissent comme un type d'antioxydant pour les humains.
Il existe plus de 600 types différents de caroténoïdes.
Certains peuvent être convertis en vitamine A lorsqu'ils sont libérés dans le corps.
Voici quelques-uns des caroténoïdes les plus courants :
-alpha-carotène
-bêta-carotène
-bêta cryptoxanthine
-lutéine
-zéaxanthine
-lycopène
E160 (Les caroténoïdes) doivent être consommés par l'alimentation.
Ils sont mieux absorbés par une source de graisse.
Les aliments riches en caroténoïdes comprennent :
-ignames
-chou frisé
-épinard
-pastèque
-cantaloup
-poivrons
-tomates
-les carottes
-mangues
-des oranges
Comment fonctionnent E160 (Les caroténoïdes) ?
E160 (Les caroténoïdes) sont des composés liposolubles, ce qui signifie qu'ils sont mieux absorbés avec les graisses.
Contrairement à certains aliments et légumes riches en protéines, la cuisson et le hachage d'aliments riches en caroténoïdes augmentent la force des nutriments lorsqu'ils pénètrent dans la circulation sanguine.
E160 (Les caroténoïdes) sont classés en deux groupes principaux : les xanthophylles et les carotènes.
Les deux types de caroténoïdes ont des propriétés antioxydantes.
De plus, certains caroténoïdes peuvent être convertis en vitamine A, un composant essentiel pour la santé et la croissance humaines.
Ces caroténoïdes de provitamine A comprennent l'alpha-carotène, le bêta-carotène et la bêta-cryptoxanthine.
E160 (Les caroténoïdes) autres que la provitamine A comprennent la lutéine, la zéaxanthine et le lycopène.
Xanthophylles
Les xanthophylles contiennent de l'oxygène et ont parfois plus d'un pigment jaune.
E160 (Les caroténoïdes) de xanthophylle vous protègent d'un excès de soleil.
Ils sont les plus associés à la santé oculaire.
La lutéine et la zéaxanthine appartiennent à la catégorie des xanthophylles.
Les aliments qui appartiennent à la catégorie xanthophylle comprennent :
-chou frisé
-épinard
-courge d'été
-citrouille
-avocat
-fruits à chair jaune
-maïs
-jaunes d'œuf
Carotènes
Les carotènes ne contiennent pas d'oxygène et sont plutôt associés à un pigment orange.
E160 (Les caroténoïdes) carotènes jouent un rôle important dans la croissance des plantes.
Le bêta-carotène et le lycopène entrent dans cette catégorie de caroténoïdes.
Les aliments de la catégorie carotène comprennent :
-les carottes
-cantaloup
-patates douces
-Papaye
-citrouille
-mandarines
-tomates
- courge d'hiver
Utilisations agricoles
E160 (Les caroténoïdes) sont une grande classe de pigments généralement situés dans les membranes thylakoïdes du grana dans les chloroplastes, sous la forme de complexes caroténoprotéiques.
La structure générale des caroténoïdes est celle des polyènes aliphatiques et aliphatiques-alicycliques avec quelques polyènes aromatiques.
Ils sont largement distribués dans les plantes et agissent comme des pigments photosynthétiques dans les cellules dépourvues de chlorophylle.
Ils ont la même structure de base que la vitamine A et sont convertis en vitamine A dans le foie des animaux.
Plus de 300 caroténoïdes sont connus et ce nombre est en augmentation.
Il existe plusieurs fonctions biochimiques dans lesquelles E160 (Les caroténoïdes) jouent un rôle, en dehors de leur rôle bien connu de pigments photosynthétiques.
E160 (Les caroténoïdes) agissent comme des pigments de collecte de lumière bleue, protègent les systèmes biologiques des dommages photodynamiques et sont des colorants alimentaires sûrs.
E160 (Les caroténoïdes) sont des pigments végétaux responsables des teintes rouge vif, jaune et orange de nombreux fruits et légumes.
Ces pigments jouent un rôle important dans la santé des plantes.
Les personnes qui consomment des aliments contenant des caroténoïdes bénéficient également de bienfaits protecteurs pour la santé.
E160 (Les caroténoïdes) sont une classe de phytonutriments ("produits chimiques végétaux") et se trouvent dans les cellules d'une grande variété de plantes, d'algues et de bactéries.
Ils aident les plantes à absorber l'énergie lumineuse pour une utilisation dans la photosynthèse.
Selon le Linus Pauling Institute de l'Oregon State University, ils ont également une fonction antioxydante importante en désactivant les radicaux libres - des atomes d'oxygène uniques qui peuvent endommager les cellules en réagissant avec d'autres molécules.
E160 (Les caroténoïdes) agissent également comme antioxydants dans le corps humain.
Ils ont de fortes propriétés anticancéreuses, selon le Comité des médecins pour une médecine responsable.
Certains caroténoïdes sont convertis par l'organisme en vitamine A, qui est essentielle à la vision et à la croissance et au développement normaux.
E160 (Les caroténoïdes) ont également des avantages anti-inflammatoires et immunitaires et sont parfois associés à la prévention des maladies cardiovasculaires.
Sources de caroténoïdes
Les aliments contenant des caroténoïdes sont souvent rouges, jaunes ou oranges, mais pas toujours.
Louis Premkumar, professeur de pharmacologie à la Southern Illinois University School of Medicine et auteur de "Fascinating Facts about Phytonutrients in Spices and Healthy Food" (Xlibris, 2014), a déclaré à Live Science que les carottes, les ignames, les patates douces, la papaye, la pastèque, le cantaloup , les mangues, les épinards, le chou frisé, les tomates, les poivrons et les oranges font partie des fruits et légumes dans lesquels on trouve des caroténoïdes.
Les animaux ne peuvent pas fabriquer eux-mêmes des caroténoïdes ; ils doivent l'intégrer à leur régime alimentaire.
E160 (Les caroténoïdes) doivent être consommés avec une graisse pour que le corps les absorbe.
Selon le Linus Pauling Institute de l'Oregon State University, E160 (Les caroténoïdes) doivent quitter les aliments dans lesquels ils sont entrés et faire partie de micelles mixtes, qui sont des combinaisons de sels biliaires et de lipides.
La présence d'une matière grasse rend ce processus possible.
La famille des caroténoïdes
Il existe plus de 600 types de caroténoïdes.
Les plus courants dans l'alimentation occidentale, et les plus étudiés, sont l'alpha-carotène, le bêta-carotène, la bêta-cryptoxanthine, la lutéine, la zéaxanthine et le lycopène, selon l'Institut Linus Pauling.
Il existe deux grandes catégories de caroténoïdes : les carotènes et les xanthophylles, a déclaré Premkumar.
La différence entre les deux groupes est chimique : les xanthophylles contiennent de l'oxygène, tandis que les carotènes sont des hydrocarbures et ne contiennent pas d'oxygène.
De plus, les deux absorbent différentes longueurs d'onde de lumière pendant le processus de photosynthèse d'une plante, de sorte que les xanthophylles sont plus jaunes tandis que les carotènes sont oranges.
Sur le plan nutritionnel, il existe un autre groupe de caroténoïdes, potentiellement plus utile : la provitamine A et la non-provitamine A.
E160 (Les caroténoïdes) provitamine A peuvent être transformés en vitamine A (rétinol) dans l'intestin ou le foie.
La vitamine A est un élément important pour la santé humaine.
Il aide à maintenir la santé des yeux, des muqueuses saines et l'immunité.
L'alpha-carotène, le bêta-carotène et la bêta-cryptoxanthine sont des caroténoïdes de la provitamine A ; la lutéine, la zéaxanthine et le lycopène ne le sont pas.
Xanthophylles
Lutéine et zéaxanthine
La lutéine et la zéaxanthine sont principalement associées à la santé oculaire.
Souvent, les études ne séparent pas la lutéine et la zéaxanthine car ce sont les seuls caroténoïdes présents dans la rétine.
"La lutéine et la zéaxanthine s'accumulent dans la rétine humaine au niveau de la macula lutea, qui est responsable de la vision centrale et protège la rétine de la lumière bleue, qui peut provoquer une ionisation et endommager la rétine", a expliqué Premkumar.
Les scientifiques semblent en savoir plus sur la lutéine et les suppléments contiennent généralement beaucoup plus de lutéine que de zéaxanthine.
La lutéine et la zéaxanthine sont probablement "efficaces dans la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA), l'une des principales causes de cécité", a déclaré Premkumar.
« Une étude de six ans du National Eye Institute a conclu que la lutéine réduit le risque de DMLA.
Il a été démontré qu'il réduit l'incidence de la cataracte (opacité du cristallin) et la sensibilité à la lumière s'il est consommé en quantité adéquate sur une base quotidienne.
Premkumar a noté que la lutéine pourrait également être bonne pour le cœur.
« La lutéine est connue pour prévenir la formation d'athérosclérose, qui est composée de plaques qui limitent le flux sanguin vers le muscle cardiaque ; lorsqu'il est occlus, il conduit complètement à une crise cardiaque », a-t-il déclaré.
Lorsque la lutéine est dans le sang, elle peut avoir un effet antioxydant sur le cholestérol, empêchant ainsi le cholestérol de s'accumuler dans les artères et de les obstruer.
Une étude publiée dans Circulation a révélé que les participants qui ajoutaient des suppléments de lutéine à leur alimentation avaient moins d'épaississement de la paroi artérielle que ceux qui ne le faisaient pas.
Les bonnes sources de lutéine et de zéaxanthine comprennent le chou frisé, les épinards, les feuilles de navet, la courge d'été, la citrouille, le paprika, les fruits à chair jaune et l'avocat, a déclaré Premkumar.
La lutéine est également disponible dans les œufs enrichis.
Une étude publiée dans le Journal of Nutrition a révélé que la lutéine des œufs enrichis était mieux absorbée que la lutéine des épinards ou des suppléments.
Bêta-cryptoxanthine
La bêta-cryptoxanthine est un caroténoïde xanthophylle qui est également de la provitamine A.
Il peut être une source de vitamine A, mais il en produit deux fois moins que le bêta-carotène.
Premkumar a cité la papaye, la mangue et les oranges comme de bonnes sources.
La bêta-cryptoxanthine se trouve généralement dans les aliments jaunes, tels que le maïs et les poivrons, et est présente dans les produits laitiers de couleur jaune, tels que les jaunes d'œufs et le beurre.
La bêta-cryptoxanthine peut être utile pour réduire le risque de polyarthrite inflammatoire, qui comprend la polyarthrite rhumatoïde.
Les scientifiques soupçonnent que c'est parce que ses capacités antioxydantes peuvent réduire l'inflammation chronique.
Dans une étude européenne à grande échelle publiée dans l'American Journal of Clinical Nutrition, les chercheurs ont découvert que les participants qui développaient une polyarthrite inflammatoire avaient 40% de bêta-crytpxanthine en moins que ceux qui n'en avaient pas.
Les participants qui consommaient le plus de bêta-cryptoxanthine étaient significativement moins susceptibles de développer une polyarthrite inflammatoire.
Les chercheurs ont indiqué qu'une légère augmentation de la bêta-cryptoxanthine, comme un verre de jus d'orange par jour, pourrait être utile pour prévenir l'arthrite.
Carotènes
Bêta-carotène
Parmi E160 (Les caroténoïdes) provitamine A, le bêta-carotène est le plus puissant lorsqu'il s'agit de se transformer en vitamine A ; deux fois plus de bêta-carotène devient de la vitamine A que l'alpha-carotène ou la bêta-cryptoxanthine.
Le bêta-carotène a été le premier et le plus largement étudié des caroténoïdes.
Il semble être capable d'effets à la fois positifs et négatifs, en particulier pour les fumeurs qui le prennent en complément.
Deux études ont montré que les fumeurs et les anciens travailleurs de l'amiante qui prenaient des suppléments de bêta-carotène augmentaient leur risque de cancer du poumon, selon l'Institut Linus Pauling.
Les médecins conseillent actuellement aux fumeurs de ne pas prendre de suppléments de bêta-carotène.
Cependant, de grandes quantités de bêta-carotène provenant des aliments ne semblent pas comporter ce risque; le pire qu'ils puissent faire est de rendre temporairement votre peau orange, selon les National Institutes of Health.
Le cantaloup, les mangues, la papaye, les carottes, les patates douces, les épinards, le chou frisé et la citrouille sont de bonnes sources de bêta-carotène, a déclaré Premkumar.
Le bêta-carotène donne aux aliments orange leur couleur ; en fait, le mot carotène vient du mot latin pour carotte.
Le bêta-carotène peut aider à protéger contre les coups de soleil, selon une méta-analyse publiée dans Photochemistry and Photobiology.
Les chercheurs ont examiné plusieurs études et ont découvert que les participants qui prenaient des suppléments de bêta-carotène pendant 10 semaines présentaient des taux de coups de soleil inférieurs.
Pour chaque mois de supplémentation supplémentaire, le niveau de protection a augmenté.
Le bêta-carotène peut aider à réduire le risque de syndrome métabolique, au moins chez les hommes d'âge moyen et les hommes âgés, selon une étude publiée dans le Journal of Nutrition.
Le syndrome métabolique se caractérise par une pression artérielle élevée, une glycémie élevée, des taux de cholestérol anormaux et un excès de graisse autour de la taille.
Les hommes consommant le plus de bêta-carotène présentaient le risque le plus faible de syndrome métabolique, ainsi qu'un tour de taille réduit.
Les scientifiques soupçonnent que cela est le résultat des activités antioxydantes du bêta-carotène.
Les premières études ont suggéré que le bêta-carotène était associé à un risque réduit de cancer du poumon, selon une revue publiée dans le Journal of Nutrition.
Des études plus récentes ont montré que cette relation n'était pas fiable, bien que d'autres caroténoïdes comme l'alpha-carotène, le lycopène et la bêta-cryptoxanthine se soient révélés prometteurs.
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Alpha-carotène
L'alpha-carotène produit la moitié de la vitamine A que le bêta-carotène produit.
L'alpha-carotène se trouve dans des aliments similaires au bêta-carotène et est souvent étudié en conjonction avec ce caroténoïde, bien qu'il soit plus rare et moins bien compris.
Récemment, les scientifiques ont accordé plus d'attention à l'alpha-carotène et ont trouvé des avantages potentiels pour la longévité, en plus des bienfaits de la vitamine A que l'alpha-carotène peut fournir.
Une étude publiée dans Archives of Internal Medicine a trouvé une corrélation entre l'apport en alpha-carotène et la longévité.
En examinant les résultats de l'étude de 14 ans, les chercheurs ont découvert que des taux sanguins élevés d'alpha-carotène étaient inversement associés aux décès par cancer, aux maladies cardiovasculaires et à toutes les autres causes de maladie.
La corrélation entre des niveaux élevés d'alpha-carotène et un risque plus faible de décès dû au diabète et aux maladies des voies respiratoires inférieures était particulièrement élevée.
Il convient de noter que, comme l'alpha-carotène n'est pas largement disponible sous forme de supplément, ces participants obtenaient leur alpha-carotène à partir de fruits et de légumes.
Une étude japonaise publiée dans le Journal of Epidemiology a révélé que les participants ayant les niveaux sanguins les plus élevés d'alpha-carotène étaient moins susceptibles de mourir d'une maladie cardiaque - encore moins susceptibles que les participants ayant des niveaux élevés de bêta-carotène.
Avec le lycopène, l'alpha-carotène a été associé à un risque réduit de cancer du poumon dans une étude de deux grandes cohortes publiée dans l'American Journal of Clinical Nutrition.
Les bonnes sources d'alpha-carotène comprennent la citrouille, les carottes, les tomates, le chou vert, les mandarines, les courges d'hiver et les pois, a déclaré Premkumar.
Lycopène
Le lycopène est un pigment rouge vif responsable de la couleur des pastèques, des tomates, des goyaves et des pamplemousses.
D'autres bonnes sources incluent la papaye, les carottes, les asperges, le chou rouge, les poivrons rouges et le persil.
Le lycopène dans les tomates est absorbé beaucoup plus facilement si les tomates sont cuites, selon l'Institut Linus Pauling.
"Le lycopène peut agir comme un puissant antioxydant", a déclaré Premkumar.
Dans une étude en tube à essai publiée dans Archives of Biochemistry and Biophysics, les chercheurs ont découvert que, de tous E160 (Les caroténoïdes), le lycopène était le plus efficace pour désactiver l'oxygène singulet (un radical libre nocif).
Cela peut être dû au fait que le lycopène a une forme de molécule unique qui est très efficace pour désactiver les radicaux libres.
Le lycopène est également associé à un risque réduit de cancer de la prostate.
Une étude à grande échelle portant sur près de 50 000 hommes et publiée dans le Journal of the National Cancer Institute a révélé une relation inverse entre les niveaux de lycopène et le risque de cancer de la prostate.
Les hommes ayant les niveaux les plus élevés de lycopène étaient 21% moins susceptibles de développer un cancer de la prostate que ceux ayant les niveaux de lycopène les plus bas.
Ces hommes ont obtenu leur lycopène à partir de tomates, ce qui a démontré l'efficacité du lycopène à partir de sources alimentaires plutôt que de suppléments.
Cependant, les effets peuvent provenir d'autres nutriments contenus dans les tomates.
Le lycopène peut favoriser la santé des os et aider à prévenir le développement de l'ostéoporose, a déclaré Premkumar.
De plus, le lycopène peut réduire le risque d'AVC, du moins chez les hommes.
Avec l'alpha-carotène, le lycopène a été associé à un risque réduit de cancer du poumon dans une étude de deux grandes cohortes publiée dans l'American Journal of Clinical Nutrition.
