En els organismes vegetals, la luteïna, com a component essencial dels fotosistemes, compleix les funcions de recollida de llum i fotoprotecció, entre d’altres. Un fotosistema consisteix en un complex d’antenes o complex de captació de llum (trampa de captació de llum) i un centre de reacció, i és una col·lecció de proteïnes i pigment molècules - clorofil·les i carotenoides. Es localitza a la membrana interna (membrana tilacoide) dels cloroplasts, llocs de la fotosíntesi. El complex de captació de llum de cada fotosistema està compost per unes 250 o 300 proteïnes molècules associats amb pigments de clorofil·la i carotenoides. La llum incident fa pujar el complex de l’antena a un estat excitat d’alta energia. Luteïna i altres carotenoides aquí tenen la tasca d’absorbir els quants de llum i passar la seva energia d’una molècula a la següent al centre de reacció del fotosistema. Un cop al centre de reacció, l’energia és absorbida per la clorofil·la-a molècules. Aquests utilitzen l’energia per produir equivalents d’energia química. El centre de reacció dels fotosistemes proporciona en última instància una trampa irreversible per a quants lleugers. A més, la luteïna té una antioxidant té una funció protectora vital per a les cèl·lules vegetals i animals. És capaç d’interceptar el singlet destructor de cèl·lules oxigen. Singlet oxigen pertany als radicals lliures amb els quals poden reaccionar lípids, especialment poliinsaturats àcids grassos i colesterol, proteïnes, àcids nucleics, hidrats de carboni així com l’ADN i modificar-los o destruir-los: oxidatius estrès. Durant desintoxicació de singlet oxigen, la luteïna actua com a transportadora d’energia intermèdia - allibera l’energia en interacció amb el seu entorn en forma de calor - procés de “apagat”. D’aquesta manera, l’oxigen reactiu singlet queda inofensiu. Estudis sobre organismes mutants, en els quals carotenoides, principalment la luteïna estaven completament absents, va demostrar que les cèl·lules eren destruïdes en presència d'oxigen. Els components de la cèl·lula - lípids, proteïnes i àcids nucleics - estaven indefenses contra els compostos reactius d’oxigen. El resultat va ser la mort cel·lular.
Luteïna i malalties
Luteïna i malaltia ocular Luteïna i zeaxantina tenen un paper important en la profilaxi de cataracta (cataracta) i la degeneració macular relacionada amb l'edat (AMD). Les dues malalties oculars són les dues principals causes de deficiència visual i ceguesa, abans de retinopatia diabètica - una malaltia del retina de l'ull caused by diabetis mellitus. La degeneració macular relacionada amb l'edat (AMD) La màcula lutea (taca groga) es troba prop del centre de la retina, un teixit nerviós prim, transparent i sensible a la llum compost per cèl·lules fotoreceptores, les barres i els cons. El taca groga té uns 5 mil·límetres de diàmetre i en té el més gran Densitat de varetes i cons. Des de la zona exterior (perifòvea) fins a la zona interna (parafovea) de la màcula, la proporció de varetes disminueix, de manera que a la fòvea central només s’esperen cons (cèl·lules visuals responsables de la percepció del color). La fòvea centralis de la taca groga és l'àrea de visió més nítida i està especialitzada per obtenir la màxima resolució espacial. Per tant, és obvi que cap a la fòvea és central el contingut de luteïna i zeaxantina augmenta fortament per proporcionar una protecció suficient per als cons sensibles. A més de luteïna i zeaxantina, la meso-zeaxantina també es va trobar en quantitats apreciables a la retina. Presumiblement, la meso-zeaxantina representa un producte de conversió de la luteïna. A la fòbia central, la luteïna sembla experimentar una reacció química. Mitjançant compostos reactius es podria oxidar a oxoluteïna i, com a resultat de la reducció, es podria convertir en zeaxantina i meso-zeaxantina. El enzims necessaris per a aquest procés encara no s'han identificat. Atès que la retina dels nens conté més luteïna i menys meso-zeaxantina en comparació amb la dels adults, aquest mecanisme no sembla estar tan fortament desenvolupat en l'organisme del nen. Les barres i cons de la retina tenen un alt contingut d’insaturats àcids grassos i, per tant, són extremadament sensibles a la peroxidació lipídica. També estan exposats a alts nivells de radiació lumínica: alt risc de danys fotooxidatius. La luteïna actua a la retina, d’una banda, com a filtre de llum i, de l’altra, com a filtre antioxidantLa xantofil·la té la capacitat de filtrar els rajos de llum blava d’ones curtes del rang espectral normal de la llum. Es creu que, sobretot, la llum blava d’alta energia és la responsable de la formació d’oxigen senzill i altres compostos reactius d’oxigen convertint els fotosensibilitzadors exògens i endògens en un estat excitat. Així, la luteïna protegeix l’ull de l’atac radical i del dany fotooxidatiu. A més, la luteïna pot inactivar les espècies reactives d’oxigen –apagar-, interrompre les reaccions en cadena dels radicals lliures i, per tant, reduir la peroxidació dels lípids. Això impedeix la formació de lipofuscina, per exemple, una substància fotorreactiva. La lipofuscina pertany a un grup químicament no clarament definit de diverses estructures agregades complexes de lípids i proteïnes. La substància prooxidant augmenta el risc de patir la degeneració macular relacionada amb l'edat. Els pigments de xantofil·la de la fòvea central de la taca groga estan orientats preferentment i, per tant, només poden absorbir la llum polaritzada en determinades direccions. En absorbir preferentment la llum polaritzada des de certs angles, la luteïna pot reduir els efectes de brillantor i enlluernament. A més, es creu que la luteïna pot mitigar els efectes de l’aberració cromàtica (aberracions de les lents òptiques) i, per tant, millorar l’agudesa visual, sobretot en el rang de longituds d’ona curta. En pacients amb degeneració congènita de la retina, l’augment de la ingesta de luteïna mitjançant un major consum d’espinacs o col arrissada, per exemple, resulta en una millor agudesa del contrast, menys enlluernament i una percepció millorada del color. Els estudis de pacients amb DMAE morts van trobar que les seves retines s'havien reduït significativament la luteïna i la zeaxantina nivells. Finalment, les altes concentracions de luteïna i zeaxantina a la retina s’associen amb un risc fins a un 82% menor de DMAE. La ingesta adequada d’aliments rics en luteïna i zeaxantina té, per tant, un paper essencial. L’augment de la ingesta de luteïna i zeaxantina pot augmentar significativament les concentracions a la màcula lútea de la retina. Els nivells de xantofil·les a la retina es correlacionen amb els seus nivells sèrics. Els processos d’acumulació requereixen fins a diversos mesos, de manera que l’augment de la ingesta de luteïna i zeaxantina ha de ser a llarg termini. En els estudis corresponents, les concentracions d'ambdues xantofil·les no havien augmentat significativament al cap d'un mes. L’augment de la ingesta de luteïna no s’associa amb efectes secundaris com la hipercarotenèmia, la carotenderma i els canvis en els processos hematològics o bioquímics. Cataracta (cataracta) De manera similar a la DMAE, estudis científics confirmen l'efecte profilàctic de la luteïna a la cataracta. En termes de antioxidant propietat, la luteïna impedeix la generació fotoquímica d’espècies reactives d’oxigen (ROS) en els diferents teixits de l’ull, que podrien ser el desencadenant de la malaltia. Radicals d’oxigen lead a, entre altres coses, la modificació de les proteïnes de l'cristal·lí, l'acumulació de glicoproteïnes, productes d'oxidació de l'aminoàcid triptòfan, i nombroses molècules fluorescents de fonts exògenes i endògenes. Aquests sensibilitzadors són finalment responsables de l’opacificació de les lents. En reduir significativament els efectes nocius de la llum i l’oxigen mitjançant una ingesta a llarg termini, regular i elevada d’aliments rics en luteïna, el risc de cataracta es redueix fins a un 50%. La luteïna actua de forma sinèrgica amb altres antioxidants, com el enzims superòxid dismutasa, catalasa i glutat peroxidasa. Les altes concentracions de luteïna i zeaxantina a la retina es correlacionen amb les lents transparents. Altres estudis epidemiològics van concloure que els individus amb un augment de la ingesta de luteïna i zeaxantina, però no d'altres carotenoides o vitamina A, tenia un risc significativament reduït de cirurgia de cataracta. Olmedilla et al 2001 van mostrar que la luteïna condueix a una millora de la visió, una disminució de la sensibilitat a l’enlluernament i un augment de l’agudesa visual en pacients de cataracta.
Funcions en els aliments
Com que la luteïna és relativament estable en l’emmagatzematge durant el processament dels aliments, només es produeixen pèrdues menors, la luteïna com a única substància o component de la planta extractes troba aplicació com a colorant alimentari. La luteïna proporciona un color groc taronja i es troba, per exemple, en sopes, salses, begudes aromatitzades, postres, espècies, confiteria i productes de forn. La luteïna també s'utilitza per a la coloració indirecta mitjançant l'alimentació animal. En particular, s'afegeix a l'alimentació del pollastre, millorant el groc característic del rovell d'ou. A més, la luteïna és un precursor important de les substàncies aromatitzants. La xantofil·la es degrada per cooxidació amb l’ajut de lipoxigenases, mitjançant la reacció amb compostos reactius d’oxigen i sota temperatura estrès. Els compostos carbonílics amb un llindar d’olor baix es formen a partir de la luteïna.
