Es sind mehr als 600 natürliche Carotinoide bekannt. Mit der Nahrung werden üblicherweise 40 davon aufgenommen, und im menschlichen Serum können 6 davon nachgewiesen werden. Solche Carotinoide wie β-Carotin, α-Carotin und Cryptoxanthin können zu Vitamin A umgewandelt werden, Lutein und Lycopin jedoch nicht. Im Gegensatz zu Retinol, das im Gastrointestinaltrakt gut resorbiert wird, werden β-Carotin und andere Carotinoide der Nahrung nur zu einem Drittel aufgenommen. Die Resorption der Carotinoide ist relativ unspezifisch und hängt von der Anwesenheit von Galle und Fetten ab. Bei Steatorrhoe, chronischen Durchfällen und deutlichem Fettmangel in der Nahrung wird sie deutlich reduziert. Ein Teil des β-Carotins wird in der Dünndarmwand zu Retinol umgewandelt; zunächst wird die Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen C-15 und C-15′ gespalten und es entstehen zwei Moleküle Retinal. Ein Teil des Retinals wird dann weiter zu Retinsäure oxidiert, und etwa die Hälfte davon wird zu Retinol reduziert, das, wie oben beschrieben, verestert und in die Lymphe gelangt. Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass neben der symmetrischen Spaltung des β-Carotins (dem Hauptabbauweg) auch eine unsymmetrische Spaltung mit Bildung anderer Derivate auftreten kann. Nach der Resorption gelangen die Carotinoide über die Lymphgefäße in die Leber. Im Blut befinden sie sich in den Lipoproteinpartikeln und werden nicht nur in der Leber, sondern auch in den Nebennieren, Hoden und im Fettgewebe nachgewiesen. In vielen Geweben, einschließlich der Leber, werden die Carotinoide zu Vitamin A umgewandelt. Ein gewisser Teil des β-Carotins wird unverändert resorbiert und in die Lipoproteine eingebaut. Offensichtlich gelangt das β-Carotin in die Gewebefette, und in vielen Geweben, einschließlich der Leber, kann es zu Vitamin A umgewandelt werden. Bei der Aufnahme großer Mengen an Carotinoiden tritt eine Carotinämie auf (die Carotinkonzentration im Blut kann bis zu 300 μg%, oder 5,6 μmol/l, erreichen), wodurch die Haut eine gelbe Färbung annimmt. Die Skleren verfärben sich dabei im Gegensatz zur Gelbsucht nicht gelb. Eine Hypervitaminose entwickelt sich jedoch wahrscheinlich nicht, da die Umwandlung von Carotin in Retinol begrenzt ist.
Biologische Wirkungen
Carotinoide und ihre Metaboliten beeinflussen verschiedene biologische Prozesse. Durch ihre Umwandlung zu Retinoiden wirken sie als fettlösliche Antioxidantien. Ergebnisse von Fall-Kontroll-Studien und anderen epidemiologischen Daten weisen darauf hin, dass ein niedriger Verzehr von Obst und Gemüse, die Carotinoide enthalten, mit einem erhöhten Krebsrisiko (insbesondere Lungen- und Magenkrebs) einhergeht. Zahlreiche Versuche, mit β-Carotin und anderen Nahrungsantioxidantien vorzubeugen, waren jedoch erfolglos. Laut Ergebnissen einer großen Studie (Alpha-Tocopherol, β-Carotene Cancer Prevention Study Group, 1994) erhöhen Zusätze von β-Carotin sogar das Lungenkrebsrisiko; in einer anderen Studie wurde kein schützender Effekt in Bezug auf Dickdarmkrebs beobachtet. Niedrige Spiegel von Nahrungsantioxidantien im Plasma sind auch mit einem erhöhten Risiko für koronare Herzkrankheit assoziiert, wobei die Oxidation eines Teils der LDL-Partikel als initiierender Schritt der Atherogenese angesehen wird. Zusätze von β-Carotin allein scheinen jedoch die Empfindlichkeit der LDL-Partikel gegenüber Oxidation nicht zu verringern, vor Myokardinfarkt und Schlaganfall nicht zu schützen und die Sterblichkeit an Herz-Kreislauf-Erkrankungen nicht zu senken.
Häufig gestellte Fragen
Was sind Carotinoide?
Carotinoide sind eine Gruppe von über 600 natürlichen Farbstoffen, die in Pflanzen und Mikroorganismen vorkommen. Mit der Nahrung nehmen wir etwa 40 verschiedene Carotinoide auf, von denen 6 im menschlichen Blut nachgewiesen werden können.
Wie werden Carotinoide im Körper verwertet?
Carotinoide wie β-Carotin, α-Carotin und Cryptoxanthin können vom Körper zu Vitamin A umgewandelt werden. Andere Carotinoide wie Lutein und Lycopin haben diese Fähigkeit nicht. Carotinoide werden im Darm nur zu etwa einem Drittel resorbiert und gelangen über die Lymphbahn in die Leber. Im Blut sind sie in den Lipoproteinen gebunden und werden in verschiedenen Geweben, wie Leber, Nebennieren und Fettgewebe, angereichert.
Welche biologischen Wirkungen haben Carotinoide?
Carotinoide und ihre Abbauprodukte beeinflussen verschiedene biologische Prozesse. Als fettlösliche Antioxidantien können sie oxidativen Stress reduzieren. Epidemiologische Studien deuten darauf hin, dass ein niedriger Verzehr von carotinoidhaltigen Obst- und Gemüsesorten mit einem erhöhten Krebsrisiko, insbesondere für Lungen- und Magenkrebs, assoziiert ist. Allerdings konnten Präventionsversuche mit Carotinoid-Supplementen bisher keine schützende Wirkung zeigen.
Wie äußert sich eine Überdosierung von Carotinoiden?
Bei sehr hoher Aufnahme von Carotinoiden kann eine Carotinämie auftreten, bei der die Haut eine gelbliche Verfärbung annimmt. Die Skleren bleiben dabei im Gegensatz zur Gelbsucht weiß. Eine Überdosierung mit gesundheitlichen Schäden tritt jedoch normalerweise nicht auf, da die Umwandlung von Carotinoiden in Vitamin A begrenzt ist.