リコピン （学名Solanum lycopersicum：「トマト」に由来）は、次のクラスに属します。 カロテノイド - それらの 二次植物化合物 （生命を維持する栄養機能を持たないが、それらによって区別される生物活性物質 健康-促進効果–親油性（脂溶性）色素である「栄養成分」） 染料 多くの植物の黄色、オレンジ、赤みがかった色を担当しています。 それらの化学構造によると、 カロテノイド カロチンに分けることができます。 カーボン （C）および 水素化 （H）–炭化水素–、およびキサントフィルを含む 酸素 （O）CおよびH原子に加えて–置換炭化水素。 リコピン カロチンに属し、分子式C40H56を持っています。 同様に、α-カロテンと ベータカロチン ルテイン、ゼアキサンチン、ベータクリプトキサンチンはカロチンを表し、酸素化キサントフィルのグループに属します。 の構造的特徴 リコピン はポリ不飽和ポリエン構造（複数の有機化合物 カーボン-炭素（CC）二重結合）8つの生物学的イソプレノイドユニット（→テトラテルペン）と13の二重結合で構成され、そのうち11は共役（正確にXNUMXつの単結合で分離された複数の連続した二重結合）です。 共役二重結合のシステムは、リコピンがより高い波長範囲の可視光を吸収することを可能にし、カロチンにその赤色を与えます。 さらに、ポリエン構造は、生物学的効果に直接関連するリコピンのいくつかの物理化学的特性に関与しています（→ 酸化防止剤 潜在的な）。 他と違って カロテノイド、alpha-や ベータカロチン、ベータ-クリプトキサンチン、ルテイン、およびゼアキサンチン、リコピンは、イソプレノイド鎖の末端にトリメチルシクロヘキセン環を持たない（→非環式構造）。 また、カロチンには置換基が付いていません。 リコピンは著しく親油性（脂溶性）であり、腸に影響を及ぼします（腸関連） 吸収 & ディストリビューション 生物の中で。 リコピンは、互いに変換可能なさまざまな幾何学的形態（それぞれシス-/トランス-およびZ- / E-異性）で発生する可能性があります。
- オールトランスリコピン
- 5-シス-リコピン
- 7-シス-リコピン
- 9-シス-リコピン
- 11-シス-リコピン
- 13-シス-リコピン
- 15-シス-リコピン
植物では、オールトランス異性体が79〜91％を占めていますが、人体では、リコピンの50％以上がシス型です。 植物性食品に含まれるオールトランスリコピンは、一方では熱や光などの外因性の影響によって、他方では酸性の胃液によって部分的に異性化（変換）されてシス型になります。溶解性、より高い 吸収 凝集（凝集）および結晶化能力の欠如により、オールトランス異性体と比較して、速度、および細胞内および細胞外（細胞の内側および外側）の輸送が速くなります。 ただし、安定性の点では、オールトランスリコピンはそのシス異性体のほとんどを上回っています（最高の安定性：5-シス≥オールトランス≥9-シス≥13-シス> 15-シス> 7-シス-> 11-シス：最低の安定性）。 同定された約700のカロテノイドのうち、約60は ビタミンA （レチノール）人間の代謝によって、したがってプロビタミンA活性を持っています。 その非環式構造のため、リコピンはプロビタミンAの4つではありません[6、22、28、54、56、58-XNUMX]。
合成
オールトランスリコピンは、光合成、藻類、および 細菌、および菌類。 リコペン生合成の出発物質はメバロン酸（分岐鎖、飽和ヒドロキシ脂肪酸; C6H12O4）であり、これはメバロン酸経路（アセチル補酵素Aから始まる代謝経路）に従ってジメチルアリルピロリン酸（DMAPP; C5H12O7P2）に変換されます。 、イソプレノイドの生合成が起こります–メバロン酸を介してステロイドと二次代謝産物を構築します5-リン酸塩、メバロン酸5-ピロリン酸およびイソペンテニル5-ピロリン酸（IPP）。 DMAPPはXNUMXつで凝縮します その異性体IPP（C5H12O7P2）の分解により、ゲラニルゲラニルピロリン酸（GGPP; C20H36O7P2）が生成されます。 XNUMXつの凝縮 GGPPの合成により、カロテノイド生合成の中心物質であるフィトエン（C40H64）が合成されます。いくつかの不飽和化（二重結合の挿入、飽和化合物の不飽和化合物への変換）の結果、フィトエンはオールトランスリコピンに変換されます。 リコピンは他のすべてのカロテノイドの出発物質です。 したがって、リコピンのXNUMXつの末端イソプレン基の環化（閉環）は、 ベータカロチン、ヒドロキシル化（との反応）によって酸素化キサントフィルに変換（変換）することができます 排除 of 水）。 植物生物の細胞では、オールトランスリコピンは膜内、脂肪滴内、または細胞質内の結晶として局在しています。 さらに、有色体（花弁、果物、または植物の貯蔵器官（ニンジン）のカロテノイドによってオレンジ、黄色、赤みがかった色素体）および葉緑体（光合成を行う緑藻および高等植物の細胞の細胞小器官）に組み込まれます。 –の複雑なマトリックスに組み込まれています タンパク質, 脂質、および/または 炭水化物。 花びらや果実の葉緑体に含まれるカロチンは、花粉の移動や種子散布のために動物を引き付ける働きをしますが、光収穫複合体の構成要素として、植物の葉の葉緑体の光酸化損傷に対する保護を提供します。 酸化防止剤 保護は、いわゆる焼入れによって達成されます（解毒、不活性化）の反応性 酸素 化合物（1O2、一重項酸素）。リコピンは三重項状態を介して放射エネルギーを直接吸収（吸収）し、熱放出を介して非活性化します。 二重結合の数が増えると消光能力が高まるため、13個の二重結合を持つリコピンは他のカロテノイドと比較して最も高い消光活性を示します。 ルテインと比較して、リコピンは植物や動物にはるかに少ないです。 赤い色素染料は、いくつかのスポンジ（Porifera;ティッシュレス内の水生動物門）、昆虫、および光合成生物で散発的に検出できます。 細菌 （光をエネルギー源として利用できるバクテリア）。 リコピンの主な供給源は、トマト（0.9-4.2 mg / 100 g）やトマト製品、赤グレープフルーツ（〜3.4 mg / 100 g）、グアバ（〜5.4 mg / 100 g）、スイカ（2.3 -7.2 mg / 100 g）、パパイヤ（〜3.7 mg / 100 g）、 ローズヒップ、および特定のオリーブ種、たとえば、サンゴ油草Elaeagnusumbellataの核果。 これに関連して、リコピンの含有量は、栽培品種、季節、熟度、場所、成長、収穫、および貯蔵条件に応じてかなり変動する可能性があり、植物のさまざまな部分で大きく異なる可能性があります。 トマトとトマト製品では、リコピンはベータカロチンよりも約9倍濃縮されています。 食事中のリコピン摂取量の約80〜85％は、トマトとトマトペースト、ケチャップ、トマトソース、トマトジュースなどのトマト製品の消費によるものです。 リコピンの強い親油性（脂溶性）は、カロチンが水性環境に溶解できず、急速に凝集して結晶化する理由です。 したがって、フレッシュトマト中のリコピンは結晶状態で存在し、吸収が困難な固体セルロースおよび/またはタンパク質マトリックスに封入されています。 機械的粉砕や熱処理などの食品加工作業は、食品マトリックスからのリコピンの放出をもたらし、その バイオアベイラビリティ。 ただし、熱への暴露が長すぎたり、厳しすぎたりしないようにしてください。そうしないと、オールトランスリコピンの酸化、環化（閉環）、および/またはシス異性化により、30％を超える活性損失が生じる可能性があります。 より高い理由で バイオアベイラビリティ & 濃度 リコピンのうち、トマトペースト、トマトソース、ケチャップ、トマトジュースなどのトマト製品は、フレッシュトマトよりもリコピン含有量が大幅に高くなっています。 食品産業で使用するために、リコピンは合成的に製造され、有機溶媒を使用してトマト濃縮物から抽出されます。 食品着色料（E 160d）として使用されているため、スープ、ソース、フレーバー飲料、デザート、スパイス、菓子、焼き菓子などの着色成分です。 さらに、リコピンはの重要な前駆体です 調味料。それは、反応性物質と反応することにより、リポキシゲナーゼの助けを借りて共酸化によって切断されます 酸素 化合物および熱の下で ストレス、臭気閾値の低いカルボニル化合物が得られます。 これらの分解生成物は、トマトおよびトマト製品の加工において重要な役割を果たします。
吸収
その顕著な親油性（脂溶性）のために、リコピンは上部で吸収（吸収）されます 小腸 脂肪消化中。 これは、トランスポーターとして食事脂肪（3-5g /食事）の存在を必要とします、 胆汁酸 可溶化およびミセル形成、およびエステラーゼ（消化性 酵素）エステル化リコピンの開裂用。 食品マトリックスから放出された後、リコピンは小腸内腔で他の親油性物質と結合し、 胆汁酸 混合ミセル（脂質が直径3〜10 nmの球形構造）を形成する 次のように配置されています 水-可溶性分子部分は外側に向けられ、水不溶性分子部分は内側に向けられます）–の可溶化（溶解度の増加）のためのミセル相 脂質 –腸細胞（小腸の細胞）への受動拡散プロセスによって取り込まれます 上皮の） 十二指腸 （十二指腸）と空腸（空腸）。 その腸の証拠が存在します 吸収 リコピンおよび他のカロテノイドの分解には、飽和可能であり、その活性がカロテノイドに依存する特定の上皮輸送体が関与します 濃度。 植物性食品からのリコピンの吸収率は、同時に供給される脂肪の割合に応じて、30％から60％の範囲で、個人内および個人間で大きく異なります[3-5、22、50、54、57]。 リコピン吸収への影響を促進するという点では、飽和脂肪酸は多価不飽和脂肪酸（ポリエン脂肪酸、PFS）よりもはるかに効果的であり、次のように正当化できます。
- PFSは混合ミセルのサイズを大きくし、拡散速度を低下させます
- PFS はミセル表面の電荷を変化させ、腸細胞 (小腸上皮の細胞) への親和性 (結合強度) を低下させます。
- PFS（オメガ-3および-6脂肪酸）は、リポタンパク質（血中の親油性物質を輸送する働きをする脂質およびタンパク質の凝集体-ミセル様粒子-）の飽和脂肪酸よりも多くのスペースを占めるため、他の親油性物質のスペースが制限されますリコピンを含む分子
- PFS、特にオメガ-3 脂肪酸、リポタンパク質合成を阻害します。
リコピンのバイオアベイラビリティは、脂肪摂取量に加えて、以下の内因性および外因性の要因に依存します[4、5、8、14、15、22、28、29、40、46-48、54、62、63、68]。
- （食事を通して）消化的に供給されるリコピンの量–用量が増加するにつれて、カロテノイドの相対的な生物学的利用能は減少します
- 異性体–リコピンは、ベータカロチンなどの他のカロテノイドとは異なり、オールトランス型よりもシス型でよりよく吸収されます。 料理などの熱処理は、オールトランスからシスリコピンへの変換を促進します
- 食物源–サプリメント（油性溶液中の単離され精製されたリコピン–遊離存在または脂肪酸でエステル化された）から、カロテノイドは植物性食品（天然の複合体結合リコピン）よりも入手可能であり、血清の有意に高い増加によって証明されます果物と野菜からの同量の摂取と比較したサプリメントの摂取後のリコピンレベル
- リコピンが組み込まれた食品マトリックス–トマトスープやトマトペーストなどのトマト製品からのリコピンは、加工（機械的破砕、熱処理など）植物細胞構造が破壊されているため、生のトマトよりもはるかによく吸収されます。リコピンの タンパク質 & 食物繊維 切断され、結晶性カロテノイド凝集体が溶解します。 トマトを含む食品を油と混合すると、さらに増加します バイオアベイラビリティ リコピンの。
- 他の食品成分との相互作用：
- 果物からのペクチンなどの食物繊維は、カロテノイドと難溶性の複合体を形成することにより、リコピンの生物学的利用能を低下させます
- オレストラ（ショ糖と長鎖のエステルからなる合成脂肪代替品 脂肪酸 （→ショ糖ポリエステル）内因性リパーゼでは切断できない（脂肪切断） 酵素）立体障害のため、変化せずに排泄されます）リコピンの吸収を減らします。 Koonsvitsky et al（1997）によると、18週間にわたって3 gのオレストラを毎日摂取すると、カロテノイドの血清レベルが27％減少します。 Thornquist et al（2000）によると、オレストラの少量摂取（2 g /日）の後、記録するカロテノイド血清レベルの低下（15％）がすでに起こっています。
- 植物ステロールおよび-スタノール（コレステロールの構造に非常に類似しており、その吸収を競合的に阻害する、種子、芽、種子などの脂肪性植物部分に見られるステロールのクラスの化合物）は、リコピンの腸管吸収を損なう可能性があります。 したがって、マーガリンなどのフィトステロール含有スプレッドを定期的に使用すると、血清カロテノイドレベルが中程度に（10〜20％）低下する可能性があります。 カロテノイドが豊富な果物と野菜のXNUMX日の摂取量を同時に増やすことにより、フィトステロールを含むマーガリンの摂取によって血清カロテノイド濃度の低下を防ぐことができます。
- リコピン、ベータカロチン、クリプトキサンチン、ゼアキサンチン、ルテインなどのカロテノイド混合物の摂取は、腸内リコピンの取り込みを阻害および促進することができます-腸管腔内の混合ミセルへの取り込み（取り込み）のレベルで、細胞内（内-細胞）輸送、およびリポタンパク質への取り込み-個人間の強い違い
- Olsen（1994）によると、高用量のベータカロチンを投与すると、リコピン吸収が減少し、血清リコピンレベルが低下します。これはおそらく腸粘膜に沿った動的置換プロセスによるものです。 それにより、高用量のベータカロチンの優先的な単一補充は、特にリコピン、ゼアキサンチン、ルテインなどのベータカロチンよりも高い保護能力を持ち、血清中にかなりの量で存在するカロテノイドの腸管吸収を阻害するようです
- Gaziano et al（1995）は、100 mgの合成および天然ベータカロチンをXNUMX日間摂取した後、リポタンパク質、特にLDL（低密度リポタンパク質;コレステロールに富む低密度リポタンパク質）画分におけるリコピン含有量の減少を示しました。
- Wahlquist et al（1994）は、20mgのベータカロチンをXNUMX年間毎日投与すると、血清リコピン濃度が上昇することを発見しました。
- Gossage et al（2000）は、19〜39歳の母乳育児中および非母乳育児中の女性に30 mgのベータカロチンを28日間補給した結果、血清リコピン濃度は影響を受けませんでしたが、血清アルファおよびベータカロチンレベルは上昇し、血清ルテインレベルは大幅に減少しました
- 上部消化管での機械的粉砕、胃のpH、胆汁の流れなどの個々の消化能力–胃液の完全な咀嚼と低pHは、それぞれ細胞破壊と結合およびエステル化リコピンの放出を促進し、カロテノイドの生物学的利用能を高めます。 胆汁の流れが減少すると、ミセル形成の障害により生物学的利用能が低下します
- 生物の供給状況
- 遺伝的要因
体内での輸送と分布
腸細胞（小腸の細胞） 上皮）アッパーの 小腸、リコピンはカイロミクロン（CM、脂質に富むリポタンパク質）に組み込まれ、エキソサイトーシス（細胞外への物質の輸送）によって腸細胞の間質腔に分泌（分泌）され、 リンパ。 腸管（腹腔の対になっていないリンパ収集幹）および胸管（胸腔のリンパ収集幹）を介して、カイロミクロンは鎖骨下に入る 静脈 それぞれ（鎖骨下静脈）と頸静脈（頸静脈）が収束して腕頭静脈（左側）–腕頭静脈（静脈角）を形成します。両側の腕頭静脈が結合して対になっていない上腕を形成します。 大静脈 （上大静脈）、これは 右心房 （アトリウムコーディスデキストラム）。 カイロミクロンが末梢に導入される 循環 のポンプ力によって ハート。 カイロミクロンの半減期（時間とともに指数関数的に減少する値が半分になる時間）は約30分であり、カイロミクロンへの輸送中にカイロミクロンの残骸（CM-R、低脂肪カイロミクロンの残骸粒子）に分解されます。 肝臓。 この文脈では、リポタンパク質 リパーゼ （LPL）は、内皮細胞（内皮細胞の内側を覆う細胞）の表面に位置する重要な役割を果たします 血 船）毛細血管の、そして無料の摂取につながる 脂肪酸 脂質の切断により、筋肉、脂肪組織、乳腺などのさまざまな組織に少量のリコピンが注入されます。 ただし、リコピンの大部分はCM-Rに残り、CM-Rは 肝臓 受容体を介したエンドサイトーシスを介して肝臓の実質細胞に取り込まれます（陥入 細胞膜 → CM-R を含む小胞 (細胞小器官) の細胞内部への絞殺)。 の中に 肝臓 細胞、リコピンは部分的に保存され、別の部分はVLDLに組み込まれます（非常に低い 密度 リポタンパク質; カロテノイドが肝外（「肝臓の外側」）組織に到達するために、脂質を含む非常に低密度のリポタンパク質） 血 循環。 VLDLが循環しているように 血 末梢細胞に結合し、 脂質 LPLの作用によって切断され、リコピンを含む放出された親油性物質は、受動拡散によって内部移行（内部に取り込まれる）されます。 これにより、VLDLからIDL（中間）への異化作用が起こります。 密度 リポタンパク質）。 IDL粒子は、受容体を介した方法で肝臓に取り込まれ、そこで分解されるか、トリグリセリドによって血漿中で代謝（代謝）されます。 リパーゼ （脂肪分解酵素）から コレステロール-リッチ LDL （低い 密度 リポタンパク質）。 リコピンに結合 LDL 一方では受容体を介したエンドサイトーシスを介して肝臓および肝外組織に取り込まれ、 HDL （高密度リポタンパク質）一方、リコピンや他の親油性分子、特に コレステロール、末梢細胞から肝臓に戻る。 カロテノイドの複雑な混合物は、人間の組織や臓器に見られ、質的（カロテノイドのパターン）と量的（カロテノイドのパターン）の両方で強い個人差があります。濃度 カロテノイドの）。 リコピンとベータカロチンは、血液と組織に最も豊富に含まれるカロテノイドです。 リコピンは副腎で優勢ですが、精巣（test丸), 前立腺、肝臓、肺、腎臓には、ほぼ同量のリコピンとベータカロチンが含まれています。 リコピンは著しく親油性（脂溶性）であるため、脂肪組織にも局在し（〜1 nmol / g湿重量）、 皮膚、ただし、精巣（精巣）および副腎（最大20 nmol / g湿重量）よりも低濃度で、たとえば[4、15、22、28、40、50、54、56-58]。 個々の組織や臓器の細胞では、リコピンは特に細胞膜の成分であり、それらの厚さに影響を与えます。 力、流動性、透過性（透過性）、および有効性。 リコピンが最も大きいので 酸化防止剤 他のカロテノイドと比較して可能性があり、優先的に保存されます 前立腺 組織、それは前立腺の観点から最も効果的な要因と考えられています 癌 防止。 血液中では、リコピンは親油性分子で構成されるリポタンパク質によって輸送され、 アポリポタンパク質 （タンパク質部分、例えば膜受容体の構造的足場および/または認識およびドッキング分子として機能する）、Apo AI、B-48、C-II、DおよびEなど。カロテノイドは75-80％に結合している LDL、10〜25％〜 HDL、およびVLDLに対して5-10％。 食生活にもよるが、血清リコピン濃度は約0.05〜1.05 µmol / lであり、性別、年齢、 健康 ステータス、総体脂肪 質量、およびのレベル アルコール & タバコ 消費。 ヒト血清中および 母乳これまでに、34の幾何異性体を含む約700の既知のカロテノイドのうち13が同定されています。その中には、リコピンに加えて、カロテンのアルファカロチンとベータカロチン、キサントフィルのルテイン、ゼアキサンチン、クリプトキサンチンが含まれています。最も頻繁に検出されます。
排泄
吸収されなかったリコピンは体を糞便（便）に残しますが、腸で（腸を介して）吸収されたリコピンは代謝物の形で尿中に排出されます。 リコピンの内因性分解は、ベータカロチンジオキシゲナーゼ2（BCDO2）によって起こります。これは、カロチンをシュードジョノン、ゲラニアール、および2-メチル-2-ヘプテン-6-オンに切断します。 リコピンの分解生成物を排泄可能な形に変換するために、すべての親油性（脂溶性）物質と同様に、それらは生体内変化を受けます。 生体内変化は多くの組織、特に肝臓で起こり、XNUMXつの段階に分けることができます。
- フェーズIでは、リコピンの代謝物（中間体）がシトクロムP-450システムによってヒドロキシル化（OH基の挿入）され、溶解度が増加します。
- フェーズIIでは、親水性の高い（水溶性）物質との結合が起こります。この目的のために、グルクロン酸は、グルクロニルトランスフェラーゼの助けを借りて、以前に挿入された代謝物のOH基に移動します。
シングルの後 管理、体内のカロテノイドの保持時間は5〜10日です。
