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Caroténoïdes
Que sont les caroténoïdes?
Comme les polyphénols, les caroténoïdes font partie du grand groupe des substances végétales secondaires. Ils participent à la photosynthèse et servent à protéger les organismes végétaux des prédateurs, des dommages photo-oxydants ou du stress oxydatif. De plus, ils donnent à de nombreuses plantes, légumes et fruits leur couleur verte, jaune à rougeâtre. Les oiseaux ou les crustacés peuvent également obtenir leur couleur caractéristique des caroténoïdes lorsqu’ils les absorbent avec leur nourriture.
Structure chimique
Leur structure chimique est caractérisée par de longues chaînes de doubles liaisons de carbone disposées régulièrement, avec ou sans groupes terminaux cycliques (acycliques/cycliques).
Si les caroténoïdes cycliques contiennent aux «extrémités» la même structure cyclique que le rétinol (= vitamine A), ils peuvent être décomposés en vitamine A dans l’organisme.
Caroténoïdes de la provitamine A: peuvent être transformés par l’organisme en vitamine A
- Bêta-carotène
- Alpha-carotène
- Gamma-carotène
- Cryptoxanthine
La principale molécule précurseur de la vitamine A est sans aucun doute le bêta-carotène. Il peut être transformé en deux molécules de vitamine A par l’enzyme bêta-carotène monooxygénase 1.
En revanche, les autres précurseurs connus de la vitamine A (alpha-carotène, gamma-carotène et cryptoxanthine) ne fournissent qu’une molécule de vitamine A. Tous ces caroténoïdes de la provitamine A peuvent ainsi contribuer à couvrir les besoins en vitamine A.
Caroténoïdes importants sans propriétés de la provitamine A
Les caroténoïdes (toutefois sans propriétés de la provitamine A) comprennent également:
- Astaxanthine
Caroténoïde rouge vif issu de microalgues et de phytoplancton, qui donne sa couleur rouge orangé à de nombreux animaux marins
- Zéaxanthine
Caroténoïde jaune, contenu p. ex. dans le maïs
- Crocine
Obtenue à partir de safran
- Lutéine
- Lycopène
La conversion des caroténoïdes en vitamine A (rétinol)
Comme mentionné précédemment, certains caroténoïdes peuvent être transformés dans l’organisme en vitamine A (rétinol), mais seulement en cas de besoin. Un surdosage en vitamine A dû à l’apport de caroténoïdes n’est pas possible.
Les polymorphismes génétiques réduisent le taux de conversion
Le taux de conversion ne dépend pas seulement de l’apport et des besoins, mais aussi d’autres facteurs. Les polymorphismes génétiques peuvent réduire jusqu’à 60% l’activité enzymatique de la monooxygénase 1 (BCMO1), qui transforme le bêta-carotène en rétinol.
Les personnes possédant cette variante génétique ne peuvent donc pas transformer le bêta-carotène aussi efficacement en vitamine A – et ces variantes génétiques ne sont pas rares! Selon les études, jusqu’à 40% de la population serait concernée.1
En cas d’apport élevé en caroténoïdes, les porteurs des allèles correspondants ne présentent donc pas la même efficacité de conversion en vitamine A, ce qui entraîne d’autres schémas de distribution des caroténoïdes dans l’ensemble de l’organisme.1
Par exemple, l’apport en vitamine A peut être insuffisant chez les personnes qui se nourrissent principalement à base d’aliments d’origine végétale, lorsqu’un polymorphisme génétique est également présent. La mesure dans laquelle cela joue un rôle dans les maladies associées aux caroténoïdes fait actuellement l’objet de recherches.
Vitamine A et caroténoïdes dans les compléments alimentaires
Selon la loi sur les denrées alimentaires, seule la provitamine A sous forme de bêta-carotène est autorisée dans les compléments alimentaires – l’ajout de vitamine A (rétinol) n’est plus autorisé.
La raison principale de l’interdiction est certainement son potentiel effet tératogène à fortes doses.
C’est pourquoi la dose quotidienne de vitamine A (= 3000 μg de vitamine A) ne doit pas dépasser 10 000 UI pendant la grossesse.
Caroténoïdes: fonctions importantes dans différentes parties du corps
On sait que les caroténoïdes s’accumulent à des degrés divers dans différents tissus de l’organisme et y exercent des fonctions importantes.
Yeux
La macula lutea (la tache jaune où l’acuité visuelle est la plus élevée), une partie de la rétine de l’œil, contient notamment des quantités élevées de lutéine et de zéaxanthine. Ces caroténoïdes protègent l’œil des rayons du soleil et de la lumière bleue à ondes courtes et riche en énergie. Ainsi, il semble évident qu’une formulation contenant de la lutéine et de la zéaxanthine – combinées à d’autres antioxydants (vitamines C et E, cuivre, zinc) – peut être bénéfique pour les yeux.
Une étude montre une amélioration de la fonction visuelle
Dans l’étude à grande échelle AREDS2, une supplémentation de 12 mois de ces micronutriments a permis d’améliorer la fonction visuelle et de ralentir la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA), à la fois en prévention primaire et chez les personnes déjà atteintes de DMLA, notamment les personnes âgées.
Même après une période de suivi de 10 ans, les bénéfices à long terme pour les yeux ont été confirmés.2 Le risque de cancer du poumon n’a pas été augmenté avec cette combinaison contrairement à ce qui avait été démontré précédemment avec du bêta-carotène synthétique.
Cerveau
En plus du bêta-carotène, des concentrations plus élevées des deux caroténoïdes que sont la lutéine et la zéaxanthine se retrouvent également dans le cerveau. Des études prometteuses ont déjà été menées sur l’utilisation des caroténoïdes dans le domaine cognitif.3
Peau
La peau présente principalement des concentrations élevées de bêta-carotène, de lycopène et d’astaxanthine. On sait que les caroténoïdes s’accumulent dans la peau. Outre les effets photoprotecteurs et antioxydants dans le domaine du retardement/ralentissement du vieillissement cutané, l’utilisation thérapeutique dans le traitement des photodermatoses (p. ex. diverses protoporphyries) fait également l’objet de discussions.4
En outre, de nombreuses études suggèrent une réduction de l’incidence des cancers (notamment des cancers de la prostate et du sein) par différents caroténoïdes et une amélioration des facteurs de risque cardiovasculaires (lipides sanguins, incidence du diabète sucré de type 2, pression artérielle).
Conclusion
Les études sur la supplémentation en caroténoïdes, de même que de nombreuses études de corrélation, montrent souvent des effets positifs. Des combinaisons de caroténoïdes sont également étudiées. Au fur et à mesure que les études progresseront, les caroténoïdes gagneront en importance dans le domaine des compléments alimentaires.
Références
1 Feigl B et al. The relationship between BCMO1 gene variants and macular pigment optical density in persons with and without age-related macular degeneration. PLoS One 2014;9(2):e89069.
2Chew EY et al. Long-term Outcomes of Adding Lutein/Zeaxanthin and ω-3 Fatty Acids to the AREDS Supplements on Age-Related Macular Degeneration Progression: AREDS2 Report 28. JAMA Ophthalmol. 2022;140(7):692-698.
3 García-Romera MC. Effect of macular pigment carotenoids on cognitive functions: A systematic review. Physiol Behav 2022;254:113891.
4Meinke MC, Friedrich A, Tscherch K, Haag SF, Darvin ME, Vollert H, Groth N, Lademann J, Rohn S. Influence of dietary carotenoids on radical scavenging capacity of the skin and skin lipids. Eur J Pharm Biopharm. 2013 Jun;84(2):365-73. doi: 10.1016/j.ejpb.2012.11.012. Epub 2012 Dec 13. PMID: 23246796.
4Miller V et al. Fruit, vegetable, and legume intake, and cardiovascular disease and deaths in 18 countries (PURE): a prospective cohort study. Lancet 2017;390(10107):2037-2049.
Littérature complémentaire:
Meléndez-Martinez AJ. An overview of carotenoids, apocarotenoids, and vitamin A in agro-food, nutrition, health, and disease. Mol Nutr Food Res 2019;63:1801045.
Rodriguez-Conception M et al. A global perspective on carotenoids: Metabolism, biotechnology, and benefits for nutrition and health. Prog Lipid Res 2018;70:62-93.
Inoue T et al. Effect of Lycopene Intake on the Fasting Blood Glucose Level: A Systematic Review with Meta-Analysis. Nutrients 2022;15(1):122.
Bohn T et al. Host-related factors explaining interindividual variability of carotenoid bioavailability and tissue concentrations in human. Mol Nutr Food Res 2017;61(6):1600685.
Saini RK et al. Carotenoids: Dietary Sources, Extraction, Encapsulation, Bioavailability, and Health Benefits-A Review of Recent Advancements. Antioxidants (Basel) 2022;11(4):795.