Chcesz wydać pracę habilitacyjną, doktorską czy monografię? Zrób to w Wydawnictwie Borgis – jednym z najbardziej uznanych w Polsce wydawców książek i czasopism medycznych. W ramach współpracy otrzymasz pełne wsparcie w przygotowaniu książki – przede wszystkim korektę, skład, projekt graficzny okładki oraz profesjonalny druk. Wydawnictwo zapewnia szybkie terminy publikacji oraz doskonałą atmosferę współpracy z wysoko wykwalifikowanymi redaktorami, korektorami i specjalistami od składu. Oferuje także tłumaczenia artykułów naukowych, skanowanie materiałów potrzebnych do wydania książki oraz kompletowanie dorobku naukowego.

© Borgis - Postępy Fitoterapii 1/2010, s. 38-41
*Edyta Kwiatkowska
Likopen w profilaktyce chorób cywilizacyjnych
Lycopene in preventing of civilization diseases
Zakład Ekonomiki i Finansów, Instytut Turystyki i Rekreacji, Akademia Wychowania Fizycznego w Warszawie
Dyrektor Instytutu: dr hab. Ludwik Mazurkiewicz, prof. AWF
Summary
Lycopene is a hydrocarbon carotenoid. Evidence suggests that lycopene has recently received attention for its potential role in preventing cancer and cardiovascular disease in humans. Although similar in structure to the β-carotene, lycopene does not have provitamin A activity. The many conjugated double bonds of carotenoids make them potentially powerful antioxidants. Lycopene has the strongest singlet oxygen-quenching capacity of several carotenoids. Lycopene is a fat-soluble pigment that gives tomatoes, guava, pink grapefruit, watermelon and a limited number of other foods their red color. Tomato products, including ketchup, tomato juice and pizza sauce are the richest sources of lycopene. The mechanism of absorption of lycopene is not completely understood. Lycopene may play a role in the regulation of cholesterol metabolism. Several studies examined the relation between dietary intake of antioxidants and lipid peroxidation to try to determine which antioxidants may play a role in preventing cardiovascular disease. Lycopene may have a cholesterol synthesis-inhibiting effect and may enhance LDL degradation. Available evidence suggests that intimal wall thickness and risk of myocardial infarction are reduced in persons with higher adipose tissue concentrations of lycopene.
Wstęp
Nieracjonalne i niezbilansowane odżywianie, prowadzące do niedoborów lub nadmiarów składników odżywczych, a także niewłaściwa jakość zdrowotna żywności, są przyczyną występowania chorób na tle wadliwego żywienia, czyli chorób dietozależnych. Obecnie znanych jest ponad 80 jednostek chorobowych, u których podłoża leży nieprawidłowo zbilansowana dieta. Przeciętne racje pokarmowe Polaków charakteryzują się dużą zawartością tłuszczów, cukrów rafinowanych, mięsa i jego przetworów, a niską zawartością owoców i warzyw oraz włókna pokarmowego.
Badania wskazują, że składniki zawarte w produktach roślinnych mogą znacznie obniżać ryzyko występowania chorób dietozależnych. Rośliny obok składników odżywczych zawierają wiele wtórnych metabolitów, które mają właściwości przeciwutleniające i mogą być ważnym elementem w profilaktyce wielu chorób. Jedną z grup składników o takim działaniu są terpenoidy, a wśród nich karotenoidy, do których należy likopen. Karotenoidy są bardzo silnymi naturalnymi przeciwutleniaczami i dzięki temu zapobiegają powstawaniu wolnych rodników oraz zapobiegają ich szkodliwemu działaniu. Wolne rodniki wywołują wiele zmian na poziomie komórkowym i subkomórkowym. Wpływają niekorzystnie na strukturę i funkcje białek, lipidów i kwasów nukleinowych. Kwasy dezoksyrybonukleinowe są atakowane głównie przez rodniki hydroksylowe, które mogą powodować pękanie ich łańcuchów oraz mutacje.
W wielu badaniach wykazano, że stres oksydacyjny stanowi ważny mechanizm patofizjologii szeregu schorzeń (1).
Klasyfikacja, występowanie i budowa likopenu
Karotenoidy należą do izoprenoidów i obejmują kilkaset związków, z których około 50 występuje w żywności. Są polienowymi barwnikami roślinnymi rozpuszczalnymi w tłuszczach i nierozpuszczalnymi w wodzie, o barwie czerwonej. Są syntetyzowane przez rośliny wyższe, grzyby, bakterie i algi. Głównymi przedstawicielami karotenoidów są: α-, β- i γ-karoten oraz likopen. Najsilniejszą aktywność przeciwutleniającą wykazuje likopen i dlatego jest jednym z ważniejszych przedstawicieli karotenoidów (2). Sumaryczny wzór likopenu wynosi C40H56, a jego masa molowa wynosi 536,85 g/mol (3).
Zbudowany jest z ośmiu reszt izoprenowych, które tworzą łańcuch węglowy o 40 atomach węgla, 11 sprzężonych i 2 niesprzężonych podwójnie wiązań (ryc. 1). Wiązania podwójne mogą ulegać izomeryzacji z pozycji trans do mono lub cis izomerów pod wpływem światła, temperatury i reakcji chemicznych. W świeżych pomidorach ponad 90% całego likopenu występuję w formie trans, natomiast pod wpływem procesów technologicznych z wysoką temperaturą, może przekształcać się w formę cis (4). Likopen występuje głównie w pomidorach i jego przetworach oraz w czerwonej papryce i grejpfrutach (5). Zawartość likopenu w niektórych owocach i warzywach przedstawiono w tabeli 1. Zawartość likopenu w świeżych pomidorach zależy od wielu czynników, między innymi od odmiany, uprawy i czasu zbioru. Zawartość likopenu w pomidorach i jego przetworach przedstawiono w tabeli 2.
Tabela 1. Zawartość likopenu w niektórych owocach i warzywach (8).
ProduktZawartość w mg/100 g świeżej masy
Grejpfrut różowy3,36
Guawa5,4
Papaja2,0-5,3
Pomidory3,1-7,74
Tabela 2. Zawartość likopenu w produktach dostępnych na polskim rynku (9).
ProduktŚrednia zawartość likopenu w mg/100 g
Pomidory3,58 ? 1,70
Koncentraty pomidorowe38,88 ? 8,79
Ketchupy11,12 ? 1,51,
Soki pomidorowe7,05 ? 1,08
Zupy pomidorowe w proszku20,86 ? 3,57
Sosy pomidorowe w proszku23,88 ? 1,75
Ryc. 1. Wzór strukturalny likopenu.
Zawartość likopenu w pomidorach wzrasta wraz z dojrzewaniem warzywa. W przeprowadzonych w Chorwacji badaniach, w 24 odmianach świeżych pomidorów oznaczono likopen w ilości od 1,82 do 11,19 mg/100 g, natomiast w produktach pomidorowych, takich jak przecier pomidorowy, ketchup, koncentrat pomidorowy i sok pomidorowy, w ilości 3,80 do 52,20 mg/100 g (6). Likopen z przetworów pomidorowych jest znacznie lepiej przyswajalny, niż ze świeżych pomidorów (7). Podczas technologicznego przetwarzania w wysokiej temperaturze odnotowano minimalne straty likopenu (4).
Porównując zawartość likopenu w pomidorach z produkcji konwencjonalnej i ekologicznej odnotowano, że zawartość likopenu jest wyższa w pomidorach produkowanych konwencjonalnie (10, 11).
Metabolizm likopenu
Likopen podlega różnym przemianom w organizmie człowieka (12). Ulega przemianom podobnym do tłuszczów, po strawieniu w żołądku oraz dwunastnicy tworzy wraz z monoglicerydami i wolnymi kwasami tłuszczowymi, w obecności soli kwasów żółciowych, agregaty umożliwiające utrzymanie ich w wodzie w postaci roztworu micelarnego (9). Następnie za pośrednictwem chylomikronów, tworzących się w enterocytach, są wydzielane do naczyń chłonnych i transportowane do wątroby. Stamtąd, w zależności od potrzeb organizmu, są transportowane między wątrobą a tkankami w postaci lipoprotein (13).
Na procesy wchłaniania i wykorzystania likopenu wpływają różne czynniki. Między innymi na zwiększenie wykorzystania likopenu przez organizm wpływają procesy technologiczne. Z badań wynika, że procesy technologiczne, między innymi ogrzewanie, wpływają na zwiększenie wykorzystania likopenu z diety (2, 5). Zauważono, że obecność tłuszczu w diecie znacznie poprawiała biodostępność likopenu (14). Przy spożywaniu pomidorów z tłuszczem (oliwa, masło) następuje przejście likopenu do nośnika lipidowego, z którego likopen jest łatwiej przyswajalny. Podawanie badanym osobom soku pomidorowego podgrzanego z pewną ilością tłuszczu powodowało trzykrotny wzrost wykorzystania likopenu, w porównaniu do soku nie poddanego obróbce cieplnej (14).
Stężenie likopenu w tkankach jest różne i zależne od podaży likopenu w diecie oraz biodostępności. Poziom likopenu w osoczu waha się w granicach od 50 do 900 nmol/l (15). Zawartość likopenu obniża się wraz z wiekiem. Badania wskazują, że dostępność i absorpcja likopenu zależą od przetwarzania i od zawartości tłuszczu w posiłku. Wielu naukowców sugeruje, że wysoka zawartość likopenu we krwi wiąże się ze zmniejszonym ryzykiem zachorowań na nowotwory oraz choroby serca.
Efekty biologiczne likopenu
Likopen należy do grupy karotenoidów. Karotenoidy mają silne właściwości przeciwutleniające, ale aktywność przeciwutleniająca likopenu jest trzykrotnie wyższa, niż innych karotenoidów. Likopen łatwo reaguje z atomowym tlenem i reaktywnymi formami tlenu (RFT). Powstawanie wolnych rodników jest procesem naturalnym i występującym nieustannie. W warunkach prawidłowych w organizmie istnieje równowaga pomiędzy utleniaczami a przeciwutleniaczami. Wzrost produkcji wolnych rodników lub spadek aktywności antyoksydacyjnej powoduje zachwianie tej równowagi w kierunku reakcji utleniania, co nazywamy stresem oksydacyjnym. Wpływ RFT na jądro komórkowe prowadzi do uszkodzenia zasad wchodzących w skład DNA, a więc zahamowania replikacji DNA i powstawania mutacji. Coraz więcej jest dowodów na to, że wolne rodniki są odpowiedzialne za patogenezę wielu chorób, określanych w ostatnim czasie jako choroby cywilizacyjne. Oto główne schorzenia związane z patologicznym działaniem stresu oksydacyjnego (1):
– miażdżyca,
– niedokrwienna choroba serca,
– zawał,
– udar,
– procesy karcinogenne,
– zaćma starcza,
– schorzenia autoimmunologiczne,
– schorzenia neurodegeneracyjne,
– artretyzm reumatoidalny,
– cukrzyca,
– procesy starzenia.
Likopen może odgrywać rolę w metabolizmie cholesterolu (16). Zapobiega on utlenianiu frakcji LDL cholesterolu i obniża ogólny poziom cholesterolu (17). W ten sposób obniża ryzyko wystąpienia chorób układu krążenia. W badaniu EURAMIC stwierdzono, że likopen wykazywał efekt ochronny, a osoby z wysokim poziomem tego związku w osoczu krwi były o połowę mniej zagrożone ryzykiem zawału mięśnia sercowego (18). W badaniach Fuhrman i wsp. (19) odnotowano, że likopen tłumił syntezę cholesterolu w hodowlach makrofagów poprzez hamowanie reduktazy HMGCoA. Badania wskazują, że regularne spożywanie 60 mg likopenu dziennie zmniejsza w 30-40% ryzyko zawału mięśnia sercowego poprzez obniżenie poziomu cholesterolu (20).
Upatruje się, że likopen ma korzystne właściwości przeciwnowotworowe, ponieważ wykazuje działanie antymutagenne (17). Likopen dzięki swoim właściwościom przeciwutleniającym może zahamować tworzenie się wolnych rodników lub innych szkodliwych cząsteczek. Przy ochronie przed nowotworami badacze wykryli przede wszystkim dwa mechanizmy: utrudnienie tworzenia się substancji wywołujących nowotwory oraz hamowanie nienaturalnego podziału komórek w organizmie (21). Likopen ma również działanie indukujące apoptozę, co stwierdzono w badaniach przedklinicznych (22). Badania epidemiologiczne sugerują, że osoby ze stosunkowo wysokim spożyciem likopenu w diecie, mają niższe ryzyko powstania raka prostaty (23, 25). Wyniki badań wskazują, że 30 mg likopenu spożywane codziennie przez 3 tygodnie może być wystarczające by modulować rozwój raka prostaty (24). Spożywanie likopenu w diecie też jest łączone ze zmniejszonym ryzykiem innych nowotworów, szczególnie płuc i żołądka (25). Badania sugerują, że likopen wykazuje również działanie ochronne w przypadku nowotworu szyjki macicy. Na podstawie badań biochemicznych i oceny spożycia odnotowano odwrotnie proporcjonalną zależność pomiędzy poziomem likopenu w osoczu krwi, a występowaniem ryzyka zachorowania na nowotwór szyjki macicy (26). Również zaobserwowano obniżenie ryzyka zachorowania na nowotwór piersi u kobiet z wysokim poziomem likopenu w surowicy krwi (27).
Podsumowanie
Na podstawie przeglądu wielu badań in vitro i in vivo można stwierdzić, że likopen pełni ważną rolę w żywieniu człowieka oraz ma znaczenie w prewencji chorób, w tym chorób nowotworowych i układu krążenia, których etiologia jest dietozależna. Właściwości chemiczne likopenu warunkują jego działanie przeciwutleniające na organizm człowieka, dzięki czemu odgrywają rolę prozdrowotną. Warto zauważyć, że związek ten coraz częściej stanowi składnik wielu suplementów diety, które znalazły się na rynku polskim. Jednak należy pamiętać, że najlepszym źródłem witamin i składników mineralnych oraz związków polifenolowych są świeże owoce i warzywa.
Piśmiennictwo
1. Wartanowicz M, Ziemlański Ś. Stres oksydacyjny oraz mechanizmy obronne. Żyw Człow Metab 1999; 1:67-80. 2. Di Mascio P, Kaiser S, Sies H. Lycopene as the most efficient biological carotenoid singlet oxygen quancher. Arch Biochem Biophys 1989; 274:532-8. 3. Rao AV, Agarwal S. Role of likopene as antioxidant carotenoid in the prevention of chronic diseases. A review. Nutr Res 1999; 19(2):305-23. 4. Shi J, Le Maguer M. Lycopene in tomatoes: chemical and physical properties affected by food processing. Crit Rev Biotechnol 2000; 20:293-334. 5. Nguyen ML, Schwatz SJ. Lycopene: chemical and biological properties. Food Technol 1999; 53:38-45. 6. Markovic K, Hruskar M. Lycopene content of tomato products and their contribution to the lycopene intake of Croatians. Nutr Res 2006; 26:556-60. 7. Czapski J. Wykorzystanie owoców i warzyw w produkcji żywności funkcjonalnej. Żywność Supl. 1999; 4(21):90-101. 8. Moshfgh AJ. Importance and consumption patterns of fruits and vegetables. Quality and safety. Maryland 1998: 75-81. 9. Hamułka J, Wawrzyniak A. Likopen i luteina. Wyd. SGGW 2004:39-40. 10. Hallmann E, Rembiałkowska E. Estimation of fruits quality of selected tomato cultivars from organic and conventional cultivation with special consideration of bioactive compounds content. J Res Applicat Agric Engin 2007; 52:55-60. 11. Toor RK, Savage GP, Lister CE. Seasonal variation in the antioxidant composition of greenhouse tomatoes. J Food Comp Anal 2006; 19:1-10. 12. Van den Berg H, Faulkus R, Granado H i wsp. Review. The potential for the improvement of carotenoid levels in foods and the likely systemic effects. J Sci Food Agric 2000; 80:880-912. 13. Deming DM, Erdman JW. Mammalian carotenoid absorption and metabolism. Pure Appl Chem 1999; 71:2213-23. 14. Stahl W, Sies H. Uptake of lycopene and its geometrical isomers is greater from heat-processed than from unprocessed tomato juice in humans. J Nutr 1992; 122:2161-6. 15. Brady WE, Mares-Perlman JA, Bowen P i wsp. Human serum karotenoid concentrations are related to physiologic and life style factors. J Nutr 1996; 126:129-37. 16. Sesso HD, Liu S, Gaziano JM i wsp. Dietary lycopene, Tomato-based food products and cardiovascular disease in woman. J Nutr 2003; 133:2336-41. 17. Grajek W. Rola przeciwutleniaczy w zmniejszaniu ryzyka wystąpienia nowotworów i chorób układu krążenia. Żywn Nauk Technol Jakość 2004; 1:3-11. 18. Kohlmeier L, Kark JD, Gomez-Gracia E i wsp. Lycopene and myocardial infarction risk in the EURAMIC Study. Am J Epidemiol 1997; 146:618-26. 19. Fuhrman B, Elis A, Aviram M.: Hypocholesterolemic effect of lycopene and beta-carotene is related to suppression of cholesterol synthesis and augmentation of LDL receptor activity in macrophages. Biochem Biophys Res Commun 1997; 233:658-62. 20. Peto R, Collins R, Gray R. Large-scale randomized evidence: large, simple trials and overviews of trials. J Clin Epidemiol 1995; 48:23-40. 21. Rao AV, Fleshner N, Agarwal S. Serum and tissue lycopene and biomarkers of oxidation in prostate cancer patients: A case-control study. Nutr Cancer 1999; 33:159-64. 22. Dobrek Ł, Szcześniak P, Thor P i wsp. Aktualne kierunki w poszukiwaniach nowych leków przeciwnowotworowych. Geriatria 2008; 2:37-46. 23. Giovannucci E. Tomato products, lycopene, and prostate cancer: a review of the epidemiological literature. J Nutr 2005; 135:S2030-31. 24. Kocuk O, Sarkar F, Sakr W i wsp. Phase II randomized clinical trial of lycopene supplementation before radical prostatectomy. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2001; 10:861-8. 25. Giovannucci E. Tomatoes, tomato-based products, lycopene and cancer: review of the epidemiologic literature. J Natl Cancer Inst 1999; 91:317-31. 26. Ain MG, Rohan TE, Howe GR i wsp. A cohort study of nutritional factors and endometrial cancer. Eur J Epidemiol 2000; 16:899-905. 27. Borek C. Antioxidants and the prevention of hormonally regulated cancer. J Men Health Gender 2005; 2:346-52.
otrzymano: 2010-01-22
zaakceptowano do druku: 2010-02-04

Adres do korespondencji:
*Edyta Kwiatkowska
Zakład Ekonomiki i Finansów
Instytut Turystyki i Rekreacji
Akademia Wychowania Fizycznego w Warszawie
ul. Marymoncka 34, 00-968 Warszawa
tel.: (22) 834-04-31
e-mail: Edyta_Kwiatkowska@interia.eu

Postępy Fitoterapii 1/2010
Strona internetowa czasopisma Postępy Fitoterapii