Carotenoidi | A Cosa Servono? Tipi, Benefici, Dieta e Salute

Cosa sono

I carotenoidi sono una grande famiglia di pigmenti, gialli, arancioni e rossi, sintetizzati dalle piante.

Ne sono stati individuati più di 750, che si concentrano soprattutto negli alimenti di origine vegetale.

Frutta e verdura forniscono la maggior parte dei 40-50 carotenoidi presenti nella dieta umana.

In generale, i carotenoidi abbondano nei frutti e nelle verdure di colore giallo, rosso o arancione (es. carote, zucche, peperoni, cavoli, pomodori, albicocche).

Inoltre, l’assorbimento dei carotenoidi dagli alimenti tende ad aumentare:

• in presenza di una fonte di grassi:
• con la lavorazione e la cottura.

Il consumo di alimenti ricchi di carotenoidi può rafforzare il sistema immunitario e migliorare la salute generale della pelle e dell’organismo.

Tipi di Carotenoidi

I carotenoidi si dividono in due gruppi: caroteni e xantofille ⁴¹:

• I caroteni, come α-carotene, β-carotene, γ -carotene e licopene, sono molecole non polari, che contengono solo atomi di carbonio e idrogeno (privi di ossigeno). In natura sono presenti circa 50 tipi di caroteni.
• Le xantofille, come β-criptoxantina, luteina, zeaxantina, astaxantina, fucoxantina e peridinina, sono una versione ossidata dei carotenoidi (contengono ossigeno e sono polari). Circa 800 tipi di xantofille sono state segnalate in natura fino al 2018.

Secondo alcuni studi, una dieta varia ed equilibrata fornisce circa 50 diversi tipi di carotenoidi assorbibili e metabolizzabili dall’organismo umano ^{42, 43}.

Tuttavia, solitamente, nel sangue si possono rilevare solo 8 carotenoidi principali, che sono β-carotene, α-carotene, β-criptoxantina, luteina, zeaxantina, licopene, fitoene e fitofluene ⁴⁴.

Funzioni

Precursori della Vitamina A

Alcuni carotenoidi possono essere convertiti dall’organismo in retinolo (vitamina A) e vengono pertanto definiti pro-vitamina A. È il caso ad esempio di α-carotene, β-carotene e β-criptoxantina.

Altri carotenoidi, invece, sono privi di attività pro-vitaminica. È il caso ad esempio di luteina, zeaxantina e licopene.

Il fegato è l’organo deputato alla sintesi di retinolo a partire dai carotenoidi precursori. Anche le cellule della pelle hanno la capacità di convertire il β-carotene in metaboliti attivi della vitamina A.

Il beta-carotene contribuisce per circa il 30 – 35% all’apporto dietetico di vitamina A nei paesi occidentali, mentre nei paesi in via di sviluppo (dove l’accesso agli alimenti carnei è minore) rappresenta la fonte più abbondante, e in alcuni casi unica, di vitamina A ^{1, 2}.

Ruolo Antiossidante

Ormai da diversi anni, i carotenoidi, in particolare il beta-carotene, sono balzati agli onori della cronaca per la loro imponente attività antiossidante.

Ulteriori studi hanno descritto l’importanza di altri carotenoidi, in particolare della luteina e del licopene, nella pelle umana, osservando come:

• un’appropriata supplementazione risultasse in grado di ottimizzare le concentrazioni tissutali di questi antiossidanti;
• l’esposizione a fattori pro-ossidanti, come fumo di sigaretta o radiazioni ultraviolette, ne riducesse sensibilmente la presenza.

Al momento, non è chiaro se gli effetti biologici dei carotenoidi nell’uomo siano correlati alla loro azione antiossidante e/o ad altre attività.

Tuttavia, nonostante negli studi osservazionali le diete ricche di β-carotene siano associate a una riduzione del rischio di malattie cardiovascolari, non ci sono prove che l’integrazione di β-carotene riduca il rischio di queste malattie ⁶.

Beta-Carotene

Il Beta-carotene è uno dei principali membri della vasta famiglia dei carotenoidi; è caratterizzato da un’intensa colorazione rosso-arancio e da una struttura chimico-fisica molto complessa, riconducibile alla vitamina A.

Questo pigmento è presente soprattutto nella frutta di colore giallo e arancio, come la papaya, le carote e le patate, ma anche nei vegetali a foglia verde come gli spinaci.

La più importante funzione del beta-carotene, oltre a quella di pro-Vitamina A, è rappresentata dalla capacità di detossificare l’ambiente cellulare dai radicali liberi dell’ossigeno, in particolare dall’ossigeno singoletto.

In ambito dermatologico, diversi studi hanno dimostrato come il Beta-Carotene possa:

• ridurre l’entità dell’eritema cutaneo successivo all’eccessiva esposizione a radiazioni ultraviolette;
• sostenere le difese immunitarie cutanee, potenzialmente compromesse dall’azione lesiva delle radiazioni ultraviolette;
• ridurre l’entità delle alterazioni strutturali e funzionali della matrice extracellulare, indotte dall’eccessiva esposizione alle radiazioni ultraviolette;
• proteggere le strutture cellulari dalle modificazioni indotte dai radicali liberi dell’ossigeno.

Protezione Solare

Molti studi hanno dimostrato che il beta-carotene e altri carotenoidi aiutano a proteggere la pelle dai raggi UV, esercitando effetti antiossidanti ^{7, 8}.

Secondo una meta-analisi di 7 studi (135 soggetti), l’integrazione di beta-carotene protegge dalle scottature solari. Tuttavia, la protezione diventa effettiva solo dopo un minimo di 10 settimane di integrazione ⁹.

Un altro studio su 30 donne sane ha esaminato l’effetto di 2 diverse dosi (30 e 90 mg/die) di beta-carotene su rughe, elasticità della pelle, contenuto di collagene e danno al DNA indotto dai raggi UV. È interessante notare che solo la bassa dose (30 mg/die) ha migliorato le rughe e l’elasticità del viso e ha contrastato il fotoinvecchiamento ¹⁰.

Dimagrimento

Una meta-analisi del 2021 ha analizzato 15 studi che avevano valutato la relazione tra carotenoidi e obesità. Dall’analisi dei dati è emerso che ¹⁸:

• i partecipanti in sovrappeso e obesi avevano una probabilità maggiore del 73% di avere basse concentrazioni di carotenoidi nel sangue rispetto ai partecipanti con peso normale;
• l’integrazione con carotenoidi (8 studi RCT) ha dimostrato di aumentare la riduzione del peso corporeo (-2,34 kg in media), del BMI (-0,95 kg/cm in media) e della circonferenza della vita (-1,84 cm in media) rispetto al placebo

Funzione cognitiva

Una meta-analisi di 9 studi randomizzati e controllati ha valutato il legame tra prestazioni cognitive e integrazione di carotenoidi (la maggior parte degli studi aveva utilizzato luteina, zeaxantina e astaxantina e un solo studio aveva valutato gli effetti del β-carotene) ¹⁸.

Gli Autori hanno scoperto che l’integrazione di carotenoidi era chiaramente associata a migliori prestazioni cognitive.

Un’altra meta-analisi di 25 studi osservazionali ha osservato che un maggior apporto alimentare di vitamina A e beta-carotene era associato a un rischio di depressione inferiore rispettivamente del 17% e del 37% (se paragonato agli apporti inferiori) ^18a.

Salute generale

I risultati degli studi osservazionali suggeriscono che le diete ricche di carotenoidi da frutta e verdura sono associate a rischi ridotti di malattie cardiovascolari, sindrome metabolica, diabete e alcuni tumori ^{11, 12, 13, 14, 14a}.

Al contrario, i supplementi di beta-carotene ad alte dosi non hanno ridotto il rischio di malattie cardiovascolari o di cancro in grandi studi randomizzati ¹⁵.

Inoltre, due studi randomizzati e controllati hanno scoperto che gli integratori di β-carotene ad alte dosi aumentavano il rischio di cancro ai polmoni nei fumatori e negli ex lavoratori dell’amianto ^{16, 17, 18}.

Alfa-Carotene

L’alfa carotene è la seconda forma più comune di carotene dopo quella beta.

Similmente al "cugino" abbonda nelle verdure di colore giallo-arancio e in quelle verde scuro.

Una meta-analisi del 2018 ha rilevato che sia l’α-carotene alimentare che i suoi livelli nel sangue sono associati a un rischio inferiore di mortalità per tutte le cause. In particolare, la categoria di α-carotene circolante più elevata, rispetto a quella più bassa, era associata a una riduzione del 32% del rischio di morte per tutte le cause, mentre un aumento dell’assunzione dietetica di α-carotene era collegato a una riduzione del 21% del rischio di mortalità per tutte le cause ^38a.

Secondo un’altra meta-analisi di 198 studi osservazionali, un maggiore apporto di carote e un più alto livello di alfa-carotene nel sangue sono stati entrambi associati a un ridotto rischio complessivo di cancro ^38a.

In particolare:

• rispetto a un’assunzione inferiore di carote/alfa-carotene, un’assunzione maggiore è stata associata a un rischio di cancro inferiore del 10% negli studi prospettici (50 studi) e del 33% in quelli retrospettivi (105 studi).
• Rispetto a livelli inferiori di alfa-carotene plasmatico, livelli più elevati sono stati associati a un rischio di cancro inferiore del 20% negli studi prospettici (30 studi) e del 39% negli studi retrospettivi (13 studi).
• Una porzione di carote (80 grammi) a settimana è stata associata a una riduzione del 4% del rischio di cancro, mentre 5 porzioni di carote a settimana sono state associate a una riduzione del 20% del rischio di cancro.

Licopene

Il licopene è un altro carotenoide importante per la salute umana, presente soprattutto nei pomodori e negli altri frutti di colore rosso-arancio, come le carote, l’anguria o la papaya.

L’azione antiossidante di questo pigmento si è osservata sia in seguito all’integrazione orale della molecola, sia dopo l’utilizzo topico della stessa.

Nei vari studi si è osservata la capacità del licopene di:

• ridurre la comparsa di rughe e segni dell’invecchiamento;
• ridurre il tasso proliferativo di alcune cellule maligne, potendo così espletare un’azione antitumorale. Studi per lo più effettuati in vitro.
• Controllare l’attività dei fibroblasti, cellule coinvolte nella rigenerazione della matrice extracellulare.

Al contrario, la maggior parte degli studi di intervento su piccola scala ha riscontrato un beneficio minimo o nullo degli integratori di licopene nel ridurre l’incidenza o la gravità del carcinoma prostatico nei pazienti ad alto rischio ²².

Licopene e Protezione Solare

In uno studio su 22 persone, il consumo di 40 g di pomodoro in pasta (equivalenti a circa 12 mg di licopene) al giorno per 10 settimane ha ridotto del 40% le scottature e i danni alla pelle ²³.

Secondo un altro gruppo di ricerca, il succo di pomodoro riduce le scottature di quasi il 50%, ma il licopene sarebbe responsabile soltanto di metà dell’effetto ²⁴. In effetti, i pomodori sono ricchi di licopene e altri composti protettivi per la pelle.

Luteina

La luteina è un’altra importante molecola appartenente alla famiglia dei carotenoidi, in particolare al sottogruppo delle xantofille.

Presente soprattutto nei vegetali a foglia verde come broccoli e spinaci, può essere presente anche in altri prodotti vegetali come il mais e in prodotti di origine animale come il tuorlo d’uovo.

Il suo ruolo di antiossidante cutaneo e sistemico è ormai stato ben caratterizzato, mentre restano da indagare ancora tutte le sue numerose potenzialità cliniche. Intanto, dagli studi sperimentali e dai dati epidemiologici emergono alcune importanti proprietà, come:

• quella antiinvecchiamento cutaneo, attribuibile alla capacità di mantenere integra la struttura della matrice extracellulare;
• quella antitumorale, come osservato in modelli sperimentali nei quali si è osservata una riduzione di oltre il 50% del rischio di carcinoma squamo cellulare e melanoma cutaneo;
• quella fotoprotettiva, che si concretizza nella riduzione dell’eritema post-esposizione solare e nel mantenimento dell’integrità strutturale della matrice;
• quella antiossidante, osservata in differenti studi nei quali l’uso di questa molecola si è rivelato prezioso nel ridurre i danni cellulari indotti dalle specie reattive dell’ossigeno.

Luteina e Salute degli Occhi

La luteina e la zeaxantina (un altro carotenoide) vengono depositate selettivamente nella macula dell’occhio, dove assorbono fino al 90% della luce blu e aiutano a mantenere una funzione visiva ottimale.

Studi osservazionali hanno suggerito che le diete ricche di luteina e zeaxantina possono aiutare a rallentare lo sviluppo della degenerazione maculare legata all’età (AMD) ^{25, 26, 27}.

Studi controllati randomizzati hanno scoperto che gli integratori di luteina e zeaxantina potrebbero migliorare l’acuità visiva e rallentare la progressione verso la degenerazione maculare senile avanzata in soggetti predisposti ^{28, 29, 30}.

Inoltre, potrebbero prevenire i fenomeni di cataratta nei pazienti a rischio ^{31, 32, 33, 34, 35}.

Astaxantina

L’astaxantina è un pigmento carotenoide presente soprattutto nelle microalghe e nei prodotti della pesca, come trote, salmone e gamberi.

Il suo apporto nella dieta è stato collegato a una pelle più sana e a una migliore salute del cuore e degli occhi, con riduzione dell’infiammazione e dei dolori articolari.

In un piccolo studio su 30 donne e 36 uomini, un trattamento che combinava l’astaxantina orale e topica ha ridotto le rughe e le macchie dell’età migliorando l’elasticità, la consistenza e l’idratazione della pelle. L’astaxantina orale da sola ha avuto effetti simili in un altro studio su 34 persone di mezza età ^{37, 38}.

In uno studio clinico su 44 persone sane, l’integrazione con astaxantina e collagene idrolizzato ha migliorato l’elasticità e l’integrità della pelle, riducendo al contempo la produzione di 2 proteine che degradano il collagene (MMP-1 e MMP -12) in risposta alle radiazioni UV ³⁹.

In un altro studio su 23 persone, l’astaxantina orale ha ridotto il rossore della pelle e la perdita di umidità dopo l’irradiazione UV, migliorandone al contempo la consistenza ⁴⁰.

Una meta-analisi di 19 studi RCT ha scoperto che l’integrazione con carotenoidi (licopene o astaxantina) ha ridotto la pressione sanguigna sistolica di 2,5 mmHg e quella diastolica di 1,6 mmHg. La certezza dell’evidenza è stata valutata come elevata per entrambi i risultati ⁴¹.

Nelle analisi dose-risposta, la riduzione maggiore della pressione arteriosa è stata osservata con una dose giornaliera di circa 15-20 mg di carotenoidi supplementari.

Considerazioni

Alla luce dei numerosi studi presenti in letteratura e dei vasti dati epidemiologici disponibili, appare evidente come una dieta ricca in frutta e vegetali possa rappresentare la prima strategia preventiva efficace nel preservare la pelle dall’aging strutturale e funzionale.

Il consumo giornaliero di almeno 5 porzioni tra frutta e verdure, dovrebbe rappresentare i pilastri su cui fondare l’intero protocollo anti-aging.