Licopè: definició, síntesi, absorció, transport i distribució

El licopè (derivat del nom científic Solanum lycopersicum: "tomàquet") pertany a la classe de carotenoides - aquells compostos vegetals secundaris (substàncies bioactives que no tenen una funció nutritiva que mantingui la vida, però es distingeixen per la seva health-efectes potenciadors - "ingredients anutritius") que són pigments lipòfils (liposolubles) colorants responsable dels colors groc, taronja i vermellós de nombroses plantes. Segons la seva estructura química, carotenoides es poden dividir en carotens, que es componen de carboni (C) i hidrogen (H) - hidrocarburs - i xantofil·les, que contenen oxigen (O), a més dels àtoms de C i H, hidrocarburs substituïts. El licopè pertany als carotens i té la fórmula molecular C40H56. De la mateixa manera, alfa-carotè i beta-Carotene representen els carotens, mentre que la luteïna, la zeaxantina i la beta-criptoxantina pertanyen al grup de les xantofil·les oxigenades. Característica estructural de licopè és l'estructura poliensenyada poliensaturada (compost orgànic amb múltiples carboni-doble enllaç carboni (CC)) format per 8 unitats isoprenoides biològiques (→ tetraterpè) i 13 dobles enllaços, 11 dels quals conjugats (dobles enllaços consecutius múltiples separats per exactament un únic enllaç). El sistema de dobles enllaços conjugats permet al licopè absorbir la llum visible en el rang de longituds d’ona més alt, cosa que confereix al carotè el seu color vermell. A més, l’estructura del polien és responsable d’algunes propietats fisicoquímiques del licopè que estan directament relacionades amb els seus efectes biològics (→ antioxidant potencial). A diferència d'altres carotenoides, com ara alfa i beta-Carotene, beta-criptoxantina, luteïna i zeaxantina, el licopè no porta un anell trimetilciclohexè als extrems de la cadena isoprenoide (→ estructura acíclica). A més, el carotè no té substituïts. El licopè és marcadament lipofílic (soluble en greixos), que afecta a lesintestí-relacionat) absorció a l’organisme. El licopè es pot presentar en diferents formes geomètriques (isomeria cis- / trans- i Z- / E, respectivament), que són convertibles entre si:

  • Tot-trans-licopè
  • 5-cis-licopè
  • 7-cis-licopè
  • 9-cis-licopè
  • 11-cis-licopè
  • 13-cis-licopè
  • 15-cis-licopè

A la planta, l’isòmer tot trans domina amb un 79-91%, mentre que a l’organisme humà més del 50% del licopè es troba en forma cis. El licopè totalment trans contingut en aliments vegetals s’isomera parcialment (es converteix) en formes cis per influències exògenes, com la calor i la llum, d’una banda, i el suc gàstric àcid, de l’altra, solubilitat, més alta absorció de velocitat, i un transport intracel·lular i extracel·lular més ràpid (dins i fora de la cèl·lula) en comparació amb els isòmers tot-trans a causa de la manca d’agregació (aglomeració) i capacitat de cristal·lització. No obstant això, en termes d’estabilitat, el licopè tot-trans supera la majoria dels seus isòmers cis (estabilitat més alta: 5-cis ≥ all-trans ≥ 9-cis ≥ 13-cis> 15-cis> 7-cis-> 11-cis: estabilitat més baixa). Dels aproximadament 700 carotenoides identificats, uns 60 són convertibles en vitamina A (retinol) pel metabolisme humà i, per tant, posseeixen activitat provitamina A. A causa de la seva estructura acíclica, el licopè no és una de les provitamines A [4, 6, 22, 28, 54, 56-58].

Síntesi

El licopè tot-trans és sintetitzat (format) per totes les plantes capaces de fotosíntesi, algues i els bacteris, i fongs. La substància inicial de la biosíntesi del licopè és l’àcid mevalonic (àcid gras hidroxi saturat de cadena ramificada; C6H12O4), que es converteix en pirofosfat de dimetilalil (DMAPP; C5H12O7P2) segons la ruta del mevalonat (via metabòlica per la qual, a partir de l’acetil-coenzim A , es produeix la biosíntesi dels isoprenoides (per construir esteroides i metabòlits secundaris) mitjançant mevalonat 5-fosfat, 5-pirofosfat de mevalonat i 5-pirofosfat d’isopentenil (IPP). DMAPP es condensa amb tres molècules del seu isòmer IPP (C5H12O7P2), donant lloc al geranilgeranil pirofosfat (GGPP; C20H36O7P2). Condensació de dos molècules de GGPP condueix a la síntesi de fitoè (C40H64), una substància central en la biosíntesi carotenoide. Com a resultat de diverses desaturacions (inserció de dobles enllaços, convertint un compost saturat en un insaturat), el fitoè es converteix en licopè all-trans. El licopè és la substància inicial de la resta de carotenoides. Així, la ciclització (tancament de l’anell) dels dos grups terminals d’isoprè del licopè dóna lloc a la biosíntesi de beta-Carotene, que es poden transformar (convertir) en xantofil·les oxigenades per hidroxilació (reacció amb eliminació of aigua). A les cèl·lules de l’organisme vegetal, tot el trans-licopè es localitza a les membranes, a les gotes de lípids o com un cristall al citoplasma. A més, s’incorpora als cromoplasts (plastids de color taronja, groc i vermellós pels carotenoides dels pètals, fruits o òrgans d’emmagatzematge (pastanagues) de les plantes) i cloroplasts (orgànuls de les cèl·lules d’algues verdes i plantes superiors que realitzen la fotosíntesi) - incorporat a una matriu complexa de proteïnes, lípids, i / o hidrats de carboni. Tot i que el carotè dels cromoplasts de pètals i fruits serveix per atreure animals (per a la transferència de pol·len i la dispersió de les llavors), proporciona protecció contra els danys fotooxidatius en els cloroplasts de les fulles de les plantes com a component dels complexos de recol·lecció de llum. Antioxidant la protecció s’aconsegueix mitjançant l’anomenat apagat (desintoxicació, inactivació) de reactiu oxigen compostos (1O2, oxigen senzill), on el licopè absorbeix directament (absorbeix) l’energia radiant mitjançant l’estat de triplet i la desactiva mitjançant l’alliberament de calor. Atès que la capacitat d’apagar augmenta amb el nombre de dobles enllaços, el licopè amb els seus 13 dobles enllaços té la major activitat d’apagat en comparació amb altres carotenoides. En comparació amb la luteïna, el licopè és molt menys abundant en plantes i animals. El colorant de pigment vermell es pot detectar esporàdicament en algunes esponges (Porifera; filum d’animals aquàtics dins del Tissueless), insectes i fotòtrofs. els bacteris (bacteris capaços d’utilitzar la llum com a font d’energia). Les principals fonts de licopè són les fruites i verdures madures, com ara els tomàquets (0.9-4.2 mg / 100 g) i els productes del tomàquet, l’aranja vermella (~ 3.4 mg / 100 g), la guaiaba (~ 5.4 mg / 100 g), la síndria (2.3 -7.2 mg / 100 g), papaia (~ 3.7 mg / 100 g), rosehip, i algunes espècies d’olives, per exemple, les drupes de l’herba olívica de corall Elaeagnus umbellata. En aquest context, els continguts de licopè estan subjectes a variacions considerables en funció del cultiu, la temporada, la maduresa, el lloc, el creixement, la collita i les condicions d’emmagatzematge i poden variar molt segons les parts de la planta. En els tomàquets i productes de tomàquet, el licopè és aproximadament 9 vegades més concentrat que el betacarotè. Al voltant del 80-85% de la ingesta dietètica de licopè es deu al consum de tomàquet i productes de tomàquet, com ara pasta de tomàquet, salsa de tomàquet, salsa de tomàquet i suc de tomàquet. La forta lipofilicitat (solubilitat en greixos) del licopè és la raó per la qual el carotè no es pot dissoldre en ambients aquosos, cosa que fa que s’agregui i cristal·litzi ràpidament. Per tant, el licopè dels tomàquets frescos està present en estat cristal·lí i es troba tancat en una matriu sòlida de cel·lulosa i / o proteïna que és difícil d’absorbir. Les operacions de processament d’aliments, com la trituració mecànica i el tractament tèrmic, produeixen l’alliberament de licopè de la matriu alimentària i augmenten la seva biodisponibilitat. Tanmateix, l'exposició a la calor no ha de ser massa llarga ni massa intensa, en cas contrari, l'oxidació, la ciclació (tancament de l'anell) i / o la isomerització cis del licopè tot-trans poden provocar pèrdues d'activitat superiors al 30%. Per raons superiors biodisponibilitat concentració de licopè, els productes de tomàquet, com ara la pasta de tomàquet, la salsa de tomàquet, el salsa de tomàquet i el suc de tomàquet, tenen un contingut de licopè significativament més alt que els tomàquets frescos. Per utilitzar-se a la indústria alimentària, el licopè es produeix sintèticament i s’extreu de concentrats de tomàquet mitjançant dissolvents orgànics. S'utilitza com a colorant alimentari (E 160d) i, per tant, és un ingredient colorant en sopes, salses, begudes aromatitzades, postres, espècies, confiteria i productes de forn, entre d'altres. A més, el licopè és un important precursor de aromatitzantsEs divideix per cooxidació amb l’ajut de lipoxigenases, en reaccionar amb reactius oxigen compostos i sota tèrmica estrès, resultant en compostos carbonílics amb un llindar d’olor baix. Aquests productes de degradació tenen un paper essencial en el processament de tomàquets i productes de tomàquet.

Resorció

A causa de la seva pronunciada lipofilicitat (solubilitat en greixos), el licopè s’absorbeix (absorbeix) a la part superior intestí prim durant la digestió de greixos. Això fa necessària la presència de greixos dietètics (3-5 g / menjar) com a transportadors, àcids biliars per a la solubilització i formació de micel·les, i esterases (digestives enzims) per a la divisió del licopè esterificat. Després de l’alliberament de la matriu alimentària, el licopè es combina a la llum de l’intestí prim amb altres substàncies lipòfiles i àcids biliars per formar micel·les mixtes (estructures esfèriques de 3-10 nm de diàmetre en què es troba el lípid molècules estan disposats de manera que els fitxers aigua- les porcions de molècules solubles es giren cap a l'exterior i les porcions de molècules insolubles en aigua es giren cap a l'interior) - fase micel·lar per a la solubilització (augment de la solubilitat) de lípids - que són captades per un procés de difusió passiva als enteròcits (cèl·lules de l’intestí prim) epiteli) del duodè (duodè) i jejun (jejun). Existeixen proves que intestinal absorció del licopè i altres carotenoides implica un transport epitelial específic que és saturable i l'activitat del qual depèn del carotenoide concentració. La taxa d’absorció del licopè dels aliments vegetals varia molt intra i interindividualment, i oscil·la entre el 30% i el 60%, depenent de la proporció de greixos subministrats simultàniament [3-5, 22, 50, 54, 57]. Pel que fa a la seva influència que afavoreix l’absorció del licopè, els àcids grassos saturats són molt més eficaços que els àcids grassos poliinsaturats (àcids grassos poliènics, PFS), que es poden justificar de la següent manera:

  • Els PFS augmenten la mida de les micel·les mixtes, cosa que disminueix la velocitat de difusió
  • Les PFS alteren la càrrega de la superfície micel·lar, disminuint l’afinitat (força d’unió) als enteròcits (cèl·lules de l’epiteli de l’intestí prim)
  • Els PFS (àcids grassos omega-3 i -6) ocupen més espai que els àcids grassos saturats de les lipoproteïnes (agregats de lípids i proteïnes -partícules similars a les micel·les- que serveixen per transportar substàncies lipofíliques a la sang), limitant així l’espai per a altres lipofílics molècules, inclòs el licopè
  • PFS, especialment omega-3 àcids grassos, inhibeixen la síntesi de lipoproteïnes.

La biodisponibilitat del licopè depèn dels següents factors endògens i exògens, a més de la ingesta de greixos [4, 5, 8, 14, 15, 22, 28, 29, 40, 46-48, 54, 62, 63, 68]:

  • Quantitat de licopè subministrat per via alimentària (a través de la dieta): a mesura que augmenta la dosi, disminueix la biodisponibilitat relativa del carotenoide
  • Forma isomèrica: el licopè, a diferència d’altres carotenoides com el betacarotè, s’absorbeix millor en la seva configuració cis que en la seva forma totalment trans; el tractament tèrmic, com la cocció, afavoreix la conversió de tot-trans a cis-licopè
  • Font d'aliments: a partir de suplements (licopè aïllat i purificat en solució oliosa - present lliure o esterificat amb àcids grassos), el carotenoide està més disponible que a partir d'aliments vegetals (licopè autòcton, unit al complex), com ho demostra un augment significativament més alt del sèrum nivells de licopè després de la ingestió de suplements en comparació amb la ingesta de quantitats iguals de fruites i verdures
  • Matriu alimentària en què s’incorpora licopè: a partir de productes de tomàquet, com la sopa de tomàquet i la pasta de tomàquet, el licopè s’absorbeix significativament millor que el dels tomàquets crus, ja que el processament (trituració mecànica, tractament tèrmic, etc.) es trenca les estructures cel·lulars de les plantes, els enllaços de licopè a proteïnes fibra dietètica es trenquen i es dissolen els agregats de carotenoides cristal·lins; barrejar aliments que contenen tomàquet amb oli augmenta encara més el biodisponibilitat de licopè.
  • Interaccions amb altres ingredients alimentaris:
    • La fibra dietètica, com les pectines dels fruits, disminueix la biodisponibilitat del licopè formant complexos poc solubles amb el carotenoide
    • Olestra (substitut del greix sintètic format per èsters de sacarosa i cadena llarga àcids grassos (→ polièster sacarosa) que no es pot trencar per lipases endògenes (trencar greixos) enzims) a causa d'un obstacle estèric i s'excreta sense canvis) redueix l'absorció de licopè; segons Koonsvitsky et al (1997) resulta d'una ingesta diària de 18 g d'Olestra durant un període de 3 setmanes, una disminució dels nivells sèrics de carotenoides en un 27%; segons Thornquist et al (2000) ja es registra després de petites ingestions d'Olestra (2 g / dia) una disminució dels nivells sèrics de carotenoides (un 15%).
    • Els fitosterols i -stanols (compostos químics de la classe d’esterols que es troben a les parts grasses de les plantes, com ara llavors, brots i llavors, que són molt similars a l’estructura del colesterol i inhibeixen la seva absorció) poden afectar l’absorció intestinal del licopè; per tant, l’ús regular d’extensions que contenen fitosterol, com la margarina, pot conduir a una disminució moderada (entre un 10 i un 20%) del nivell de carotenoides sèrics; augmentant simultàniament la ingesta diària de fruites i verdures riques en carotenoides, es pot evitar una reducció de la concentració sèrica de carotenoides pel consum de margarina que conté fitosterol.
    • La ingesta de mescles de carotenoides, com el licopè, el betacarotè, la criptoxantina, la zeaxantina i la luteïna, poden inhibir i promoure la captació de licopè intestinal a nivell d’incorporació (captació) a micel·les mixtes a la llum intestinal, enterocits durant l’intacel·lular -cel·lular) i incorporació a lipoproteïnes-amb fortes diferències interindividuals
      • Segons Olsen (1994), l'administració de dosis farmacològiques elevades de betacarotè resulta en una disminució de l'absorció de licopè i una disminució dels nivells sèrics de licopè, probablement a causa de processos de desplaçament cinètic al llarg de la mucosa intestinal; per tant, la monosuplementació preferent de dosis elevades de betacarotè sembla inhibir l’absorció intestinal, especialment d’aquells carotenoides que tenen un potencial protector més alt que el betacarotè, com el licopè, la zeaxantina i la luteïna, i que són presents al sèrum en quantitats significatives
      • Gaziano et al (1995) van demostrar una disminució del contingut de licopè en lipoproteïnes, especialment en la fracció LDL (lipoproteïnes de baixa densitat; lipoproteïnes riques en colesterol), després de sis dies d’ingestió de 100 mg de betacarotè sintètic i natural
      • Wahlquist et al (1994) van trobar un augment de les concentracions sèriques de licopè amb l'administració diària de 20 mg de beta-carotè durant un període d'un any
      • Gossage et al (2000) van complementar les dones de lactància materna i no lactants de 19 a 39 anys amb 30 mg cadascuna de betacarotè durant 28 dies, amb el resultat que les concentracions sèriques de licopè no es van veure afectades, mentre que els nivells sèrics d’alfa i beta-carotè van augmentar i el sèrum els nivells de luteïna van disminuir significativament
  • El rendiment digestiu individual, com la comminució mecànica a l’aparell digestiu superior, el pH gàstric, el flux biliar: una masticació completa i un pH baix del suc gàstric afavoreixen la interrupció cel·lular i l’alliberament de licopè lligat i esterificat, respectivament, cosa que augmenta la biodisponibilitat del carotenoide; la disminució del flux biliar disminueix la biodisponibilitat a causa de la formació de micel·les deteriorades
  • Estat de subministrament de l'organisme
  • Factors genètics

Transport i distribució al cos

En enteròcits (cèl·lules de l’intestí prim epiteli) de la part superior intestí prim, el licopè s’incorpora als quilomicrons (CM, lipoproteïnes riques en lípids), que són secretades (secretades) als espais intersticials dels enteròcits per exocitosi (transport de substàncies fora de la cèl·lula) i transportades a través del limfa. Mitjançant el truncus intestinal (tronc col·lector limfàtic no aparellat de la cavitat abdominal) i el conducte thoracicus (tronc col·lector limfàtic de la cavitat toràcica), els quilomicrons entren a la subclàvia vena (vena subclàvia) i vena jugular (vena jugular), respectivament, que convergeixen per formar la vena braquiocefàlica (costat esquerre) - angulus venosus (angle venós). vena cava (vena cava superior), que s'obre al aurícula dreta (atrium cordis dextrum). Els quilomicrons s’introdueixen al perifèric circulació per la força de bombament del cor. Els quilomicrons tenen una vida mitjana (temps en què un valor que disminueix exponencialment amb el temps es redueix a la meitat) d’aproximadament 30 minuts i es degraden fins a restes de quilomicrons (CM-R, partícules restants de quilomicron baix en greixos) durant el transport al fetge. En aquest context, la lipoproteïna lipasa (LPL) té un paper crucial, que es troba a la superfície de les cèl·lules endotelials (cèl·lules que recobreixen l’interior de sang gots) de capil·lars sanguinis i condueix a la captació de lliure àcids grassos i petites quantitats de licopè en diversos teixits, per exemple, múscul, teixit adipós i glàndula mamària, mitjançant escissió lipídica. Tanmateix, la majoria del licopè roman en CM-R, que s’uneix a receptors específics del fetge i s’administra a les cèl·lules parenquimàtiques del fetge mitjançant una endocitosi mediada pel receptor (invaginació dels membrana cel · lular → estrangulació de vesícules que contenen CM-R (orgànuls cel·lulars) a l’interior cel·lular). A la fetge cèl·lules, el licopè s’emmagatzema parcialment i una altra part s’incorpora a VLDL (molt baixa Densitat lipoproteïnes; lipoproteïnes que contenen lípids de densitat molt baixa), a través de les quals el carotenoide arriba als teixits extrahepàtics (“fora del fetge”) a través del sang circulació. Com VLDL que circula per sang s'uneix a cèl·lules perifèriques, lípids es divideixen per acció de LPL i les substàncies lipofíliques alliberades, inclòs el licopè, s’interioritzen (prenen internament) per difusió passiva. Això dóna lloc al catabolisme de VLDL a IDL (intermedi Densitat lipoproteïnes). Les partícules IDL poden ser captades pel fetge de manera mediada per receptors i degradades allà, o metabolitzades (metabolitzades) en el plasma sanguini mitjançant un triglicèrid lipasa (enzim divisor de greixos) a colesterol-ric LDL (baix Densitat lipoproteïnes). Licopè unit a LDL s’administra al teixit hepàtic i extrahepàtic per endocitosi mediada per receptors, d’una banda, i es transfereix a HDL (lipoproteïnes d’alta densitat), d’altra banda, que intervenen en el transport de licopè i altres molècules lipòfiles, especialment colesterol, des de les cèl·lules perifèriques fins al fetge. Es troba una barreja complexa de carotenoides en els teixits i òrgans humans, que està sotmesa a fortes variacions individuals tant qualitativament (patró de carotenoides) com quantitativamentconcentració de carotenoides). El licopè i el betacarotè són els carotenoides més abundants a la sang i als teixits. Mentre que el licopè domina a les glàndules suprarenals, els testicles (testicles), pròstatai el fetge, els pulmons i els ronyons tenen quantitats aproximadament iguals de licopè i betacarotè. Com que el licopè és marcadament lipòfil (soluble en greixos), també es localitza en el teixit adipós (~ 1 nmol / g de pes humit) i pell, però a concentracions més baixes que als testicles (testicles) i suprarenals (fins a 20 nmol / g de pes humit), per exemple [4, 15, 22, 28, 40, 50, 54, 56-58]. En les cèl·lules de teixits i òrgans individuals, el licopè és particularment un component de les membranes cel·lulars i influeix en el seu gruix, força, fluïdesa, permeabilitat (permeabilitat), així com efectivitat. Ja que el licopè és el més gran antioxidant potencial en comparació amb altres carotenoides i s’emmagatzema preferentment a pròstata teixit, es considera el factor amb més efectivitat en termes de pròstata càncer prevenció. A la sang, el licopè és transportat per lipoproteïnes compostes per molècules lipofíliques i apolipoproteïnes (fragment proteic, funciona com a bastiment estructural i / o reconeixement i acoblament de molècules, per exemple, per a receptors de membrana), com ara Apo AI, B-48, C-II, D i E. El carotenoide està unit al 75-80% LDL, 10-25% a HDLi un 5-10% a VLDL. Segons els hàbits alimentaris, la concentració sèrica de licopè és d’entre 0.05-1.05 µmol / l i varia segons el sexe, l’edat, health estat, greix corporal total massa, i nivell de alcohol tabac consum. En sèrum humà i la llet maternaFins ara s’han identificat 34 dels aproximadament 700 carotenoides coneguts, inclosos 13 isòmers geomètrics all-trans. Entre ells, a més del licopè, es trobaven els carotens alfa i beta-carotè i les xantofil·les luteïna, zeaxantina i criptoxantina. detectat amb més freqüència.

Excreció

El licopè no absorbit deixa el cos a les femtes (femta), mentre que el licopè absorbit intestinalment (a través de l’intestí) s’elimina per l’orina en forma de metabòlits. La degradació endògena del licopè es produeix per la beta-carotena dioxigenasa 2 (BCDO2), que divideix el carotè en pseudojonona, geranial i 2-metil-2-heptena-6-ona. Per convertir els productes de degradació del licopè en una forma excretable, se sotmeten a una biotransformació, igual que totes les substàncies lipòfiles (liposolubles). La biotransformació es produeix en molts teixits, especialment al fetge, i es pot dividir en dues fases:

  • A la fase I, els metabòlits (intermedis) del licopè són hidroxilats (inserció d’un grup OH) pel sistema del citocrom P-450 per augmentar la solubilitat
  • En la fase II, la conjugació es produeix amb substàncies altament hidrofíliques (solubles en aigua): amb aquest propòsit, l'àcid glucurònic es transfereix al grup OH anteriorment inserit dels metabòlits amb l'ajut de la glucuroniltransferasa.

Després d’un senzill administració, el temps de retenció dels carotenoides al cos és d'entre 5-10 dies.