Биологическая роль каротиноидов
дов паприки - подобно
криптоксантину имеет в своей молекуле один гидроксилированный (-
иононовый цикл. На другом же конце молекулы капсантина - псевдоцикл:
Следующая подгруппа каротиноидов принадлежит к оксосоединениям. Из
них наиболее изучен родоксантин С40Н50О2:
В свое время родоксантин считался единственным кетопроизводным
каротина. Однако теперь известны также афанин С40Н54О, являющийся
монокетопроизводным (-каротина:
и миксоксантин С40Н54О - аналогичное производное (-каротина:
К монокетонам относится также, как выяснилось, и каротиноид
животного происхождения эхиненон С40Н58О + Н2.
Из каротиноидов с числом углеродных атомов, меньшим 40, наиболее
известны кроцетин и биксин ( карбоновые кислоты ) и азафрин
(оксикислота). Вообще говоря, представители этой группы каротиноидов
гораздо реже встречаются в природе и накапливаются только в
растениях. Среди них не найдено углеводородов. Существуют
предположения, в связи с этим, что каротиноиды с числом углеродных
атомов 40 образуются в органах растений путем окисления
каротиноидов с 40 углеродными атомами в молекуле.
Кроцетин С20Н24О4 является желтым пигментом шафрана. В нем четыре
кислородных атома находятся в двух карбоксильных группах:
Популярный краситель для пищевых жиров биксин С24Н30О - красный
пигмент семян Bixa orellana - представляет собой метиловый эфир
дикарбоновой кислоты норбиксина С24Н28О4:
Другой краситель для жиров - азафрин С27Н38О4, получаемый из
тропических растений видов Scrophulariacea, является оксикислотой со
следующим строением:
Из каротиноидов животного происхождения нельзя еще не упомянуть
ретинен, извлеченный из сетчатки глаза, адаптированной в темноте.
Ретин является продуктом распада зрительного пурпура - родопсина и
играет важную роль в механизме процесса зрения.
СВОЙСТВА КАРОТИНА
Кристаллический каротин представляет собой вещество темного медно-
красного цвета с блестящим металлическим оттенком. Чистые изомеры
каротина отличаются по оттенку окраски. Кристаллы (-каротина -
оранжево-красные с ярким блеском, (-каротин образует фиолетовые
кристаллы с металлическим блеском, (-каротин -темнокрасные.
Форма кристаллов каротина еще недостаточно изучена. Следует
предполагать наличие полиморфизма, главным образом в зависимости от
природы растворителя. Олкович и Маттилл отмечают, кроме того,
зависимость формы кристаллов от условий кристаллизации - температуры,
концентрации, скорости охлаждения, продолжительности стояния раствора.
По Цехмейстеру, каротин из смеси сероуглерода и спирта
выкристаллизовывается в четко выраженных кубиках, из петролейного
эфира, выпадает в виде призм; (-каротин из бензина
выкристаллизовывается в виде призм или пучков игл. Олкович и
Маттилл наблюдали при кристаллизации каротина образование ромбоэдров
( из петролейного эфира ), треугольных пластинок (из ацетона), игл
(из хлороформа и метанола ), пучков игл (из сероуглерода и
абсолютного спирта), квадратных пластинок (из петролейного эфира и
метанола). Авторы считают, что, несмотря на различие формы, каротин
всегда кристаллизуется в гексагональной системе.
Совершенно чистый каротин не имеет запаха. Однако в связи с
тем, что даже при самом тщательном хранении каротина в нем всегда
образуется некоторое количество продуктов разложения, каротин
приобретает приятный запах корней флорентийской фиалки, вызываемый (-
иононом.
КАРОТИН КАК ПРОВИТАМИН А
общие сведения
Провитаминная сущность каротина заключается в том, что этот
пигмент способен расщепляться в организме человека и многих
животных с образованием витамина А. Таков, повидимому, единственный
путь образования витамина А, не синтезирующегося самостоятельно в
природных условиях. В 1931 году Каррер установил, что витамин А
является ненасыщенным спиртом состава С20Н29ОН с пятью
конъюгированными двойными связями и (-иононовым циклом:
Иначе говоря, витамин А представляет собой гидролизованную
половину молекулы симметричного (-каротина и получается из него
путем окислительного распада по средней (центральной) двойной связи:
С40Н56 + 2Н2О = 2С20Н29ОН
Однако прошло довольно много времени, пока была обнаружена эта
взаимосвязь между каротином и витамином А. В течении почти столетия
каротин рассматривался исключительно, как широко распространенный
растительный пигмент - спутник хлорофилла, не имеющий перспектив
практического использования в качестве красителя вследствие своей
легкой окисляемости.
Окончательному установлению взаимосвязи между каротином и витамином
А предшествовала длительная научная дискуссия между биохимиками и
физиологами.
В 1918 году в печати появилась статья Стинбока и сотрудников.
Авторы приводили результаты своих наблюдений над физиологической
ростовой активностью многих растений и растительных вытяжек, которая
была аналогична по своему характеру активности ранее уже
известного фактора А рыбьих жиров. В этой работе и в последующих
исследованиях Стинбока и его сотрудников, было отмечено, что
специфическое физиологическое действие растительных материалов
находится в прямой зависимости от содержания в них липохромов,
т.е. жирорастворимых красно-оранжевых и желтых пигментов. Дреммонд в
1919 году высказал первоначально предложение о том, что один из
этих пигментов должен быть идентичен витамину А. Стинбок обратил
внимание на каротин и нашел, что он способен стимулировать рост
крыс в отсутствии витамина А. Однако в последующих своих работах
Дреммонд и сотрудники выступили с возражением против идентичности
каротина с витамином А. Чистый кристаллический каротин в опытах
этих авторов не оказывал ожидаемого физиологического эффекта.
Дреммонд утверждал, что положительный результат у Стинбока получен
за счет каких-либо примесей к недостаточно чистому препарату
каротина. Другое возражение, выставленное Дреммондом, заключалось в
том, что наиболее эффективный препарат витамина А - жир печени рыб,
а также и ряд других жиров, обладающих А-витаминной активностью,
не содержат каротина и не окрашены в характерный для него красно-
оранжевый цвет.
Дискуссия между американским биохимиком Стинбоком и английским
физиологом Дреммондом шла по явно неправильному пути. Вопрос был
разрешен лишь после появления экспериментальных работ Эйлера и его
сотрудников и Мура. Обнаружилось, что каротин способен быть
фактором роста лишь при наличии витамина D, который сопутствует
витамину А в рыбьих жирах, но в применяемой Дреммондом диете для
крыс, кормящихся каротином, полностью отсутствовал. Вторая ошибка
Дреммонда заключалась в том, что он не учитывал незначительной
степени ресорбции кристаллического каротина организмом без жировой
Среды.
В 1929-1930 гг. была окончательно установлена А-витаминная
физиологическая активность каротина, полученного из различных
растительных материалов, и впервые обнаружено, что в печени
кроликов, питающихся морковью, откладывается не каротин, а какое-то
более бледно окрашенное вещество. Вскоре выяснилось, что это
вещество и является витамином А. При кормлении крыс жировой диетой,
лишенной витамина А, но содержащей определенные дозы простейшего,
двенадцать раз перекристаллизованного каротина, Мур обнаруживал
появление в печени витамина А с характерной для него полосой
поглощения при 328 m(, дающего по Карр-Прайсу интенсивную окраску с
треххлористой сурьмой в хлороформе с максимумами поглощения 606 и
572 m(. Каппер, подвергнув спектральному исследованию препараты Мура,
пришел к аналогичному заключению.
Наличие доказанной связи между каротином и витамином А уже
значительно облегчило расшифровку строения последнего. Анализ
витамина А, произведенный Каррером, дал эмпирическую формулу
соединения С20Н30О.
В 1933 году был синтезирован пергидровитамин А ( С20Н39ОН ),
совершенно идентичный пергидросоединению природного витамина А, а в
1937 году осуществлен синтез и самого витамина А. Таким образом
окончательно подтвердилось строение молекулы витамина А и его
взаимосвязь с каротином.
усвоения каротина организмом и образование витамина А
Витамин А присутствует в пищевых продуктах в виде эфиров
ретинола, в основном, с пальмитиновой кислотой. Наряду с ними,
чрезвычайно важным источником витамина А в питании служит каротин.
Каротин, попадая в организм человека, всасывается через стенки
кишечника, накапливается, преимущественно, в печени, где и
расщепляется с образованием витамина
| | скачать работу |
Биологическая роль каротиноидов |