Danh pháp

Tên chung quốc tế

Beta-Carotene

Tên danh pháp theo IUPAC

1,3,3-trimethyl-2-[(1E,3E,5E,7E,9E,11E,13E,15E,17E)-3,7,12,16-tetramethyl-18-(2,6,6-trimethylcyclohexen-1-yl)octadeca-1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonaenyl]cyclohexene

Nhóm thuốc

Tiền Vitamin

Mã ATC

A – Đường tiêu hóa và chuyển hóa

A11 – Vitamin

A11C – Vitamin A và D, các dạng kết hợp với Vitamin A và D

A11CA – Vitamin A, đơn chất

A11CA02 – Betacarotene

D – Da liễu

D02 – Thuốc làm mềm và bảo vệ da

D02B – Thuốc chống tia cực tím UV

D02BB – Các thuốc chống tia cực tím UV dùng toàn thân

D02BB01 – Betacarotene

Phân loại nguy cơ cho phụ nữ có thai

C

Mã UNII

01YAE03M7J

Mã CAS

7235-40-7

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

C40H56

Phân tử lượng

536.9 g/mol

Cấu trúc phân tử

Beta-caroten là một carotene tuần hoàn thu được bằng cách giảm thiểu all-trans-retinol.

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 0

Số liên kết hydro nhận: 0

Số liên kết có thể xoay: 10

Diện tích bề mặt tôpô: 0Ų

Số lượng nguyên tử nặng: 40

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: 176-184ºC

Điểm sôi: 633-577ºC

Tỷ trọng riêng: 1.00 ở 20 °C

Độ tan trong nước: 0.0006g/l ở 25ºC

Hằng số phân ly pKa:

Chu kì bán hủy: 6-11 ngày

Dạng bào chế

Viên nang: 10000 đơn vị, 25000 đơn vị, 30000 đơn vị (1 đơn vị beta caroten tương đương với 0,6 mcg beta caroten.)

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Beta-carotene dễ bị phân hủy do tác động của ánh sáng, nhiệt độ cao và tác động của không khí. Điều này dẫn đến mất màu sắc và mất đi tính chất chống oxi hóa của beta-carotene, làm giảm hiệu quả của nó trong việc bảo vệ khỏi oxy hóa. Vì vậy, việc bảo quản và bảo vệ beta-carotene là rất quan trọng trong các ứng dụng thực tế.

Một số biện pháp để bảo vệ beta-carotene khỏi sự phân hủy bao gồm:

• Bảo quản ở nhiệt độ thích hợp: Tránh để beta-carotene ở nơi có nhiệt độ cao hoặc nơi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời.
• Đóng gói kín: Đảm bảo beta-carotene được đóng gói kín để ngăn cản sự tiếp xúc với không khí và ánh sáng.
• Sử dụng chất chống oxy hóa: Trong một số trường hợp, việc thêm chất chống oxy hóa có thể giúp bảo vệ beta-carotene khỏi sự phân hủy.
• Bảo quản trong môi trường không có ôxy hóa: Trong một số ứng dụng công nghiệp, beta-carotene có thể được bảo quản trong môi trường không có ôxy hóa để giảm thiểu quá trình phân hủy.

Nguồn gốc

Beta carotene là gì? Beta-caroten (β-caroten) là một loại sắc tố hữu cơ màu đỏ cam, có màu sắc đậm, được tìm thấy nhiều trong nấm, thực vật và trái cây. Trong khoảng 600 loại carotenoid tự nhiên đã được xác định, chỉ khoảng dưới 10% là tiền chất của vitamin A. Có nhiều loại carotenoid trong chế độ ăn uống, bao gồm cả có và không có hoạt tính tiền vitamin A, được phát hiện trong huyết thanh và các mô của con người.

Beta carotene là vitamin gì? Beta-caroten là loại carotenoid có hoạt tính dinh dưỡng cao nhất, chiếm từ 15-30% tổng lượng carotenoid trong huyết thanh. Nó chủ yếu đóng vai trò trong việc tạo thành vitamin A bằng cách phân cắt trung tâm phụ thuộc oxy của nó và các carotenoid tiền vitamin A khác.

Beta carotene là tiền chất gì? Beta-caroten là tiền chất của vitamin A, có vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe võng mạc; khi ở dạng retinal, nó kết hợp với opsin (sắc tố đỏ trong võng mạc) để tạo thành rhodopsin (màu tím trong thị giác), cần thiết cho thị giác trong bóng tối. Nó cũng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của xương, chức năng tinh hoàn và buồng trứng, sự phát triển của phôi thai và điều hòa sự phát triển và biệt hóa của các mô biểu mô.

Dược lý và cơ chế hoạt động

Về dược lý và cơ chế hoạt động, việc uống beta-caroten làm tăng nồng độ beta-caroten trong huyết thanh lên 60% nhưng không ảnh hưởng đến nồng độ trong tim, gan hoặc thận.

Beta carotene có tác dụng gì? Các nghiên cứu in vitro trên tế bào gan đã chỉ ra rằng beta-carotene cải thiện tình trạng cân bằng oxi hóa, tăng cường hoạt động chống oxi hóa và giảm quá trình tử chương trình. Không chỉ có tác dụng chống oxi hóa, beta-caroten còn có một số hoạt động khác nhau. Nó được cho là có tính khử độc, giúp tăng cường khả năng chống viêm và chống nhiễm trùng, đồng thời tăng phản ứng miễn dịch và tăng cường sản xuất RNA.

Với các đặc tính chống oxi hóa đáng kể, beta-caroten hoạt động như một chất thu gom các gốc tự do ưa mỡ trong màng của mọi tế bào. Nó cũng có khả năng điều chỉnh oxi hóa của LDL. Sự hiện diện của các chuỗi dài liên kết đôi liên hợp có trách nhiệm về tính chống oxi hóa của nó bằng cách cho phép beta-caroten chelate các gốc tự do oxy và tiêu thụ năng lượng của chúng. Chelation của các gốc tự do này ức chế quá trình peroxy hóa lipid.

Tác dụng của beta-caroten trong phản ứng miễn dịch được cho là liên quan đến tác động trực tiếp lên tuyến ức, thúc đẩy sản xuất các tế bào miễn dịch.

Tóm lại, beta-caroten có tầm quan trọng đáng kể trong bảo vệ sức khỏe con người, đặc biệt là vai trò quan trọng của nó trong hệ thống chống oxi hóa và cung cấp vitamin A thiết yếu cho nhiều chức năng cơ bản của cơ thể.

Ứng dụng trong y học

Các cơ quan y tế thường khuyến nghị lấy beta-carotene từ nguồn thực phẩm hơn là từ thực phẩm chức năng. Hiện vẫn chưa đủ nghiên cứu để xác định liệu mức tiêu thụ beta-carotene tối thiểu có cần thiết cho sức khỏe con người hay không và để xác định những vấn đề có thể phát sinh do thiếu lượng beta-carotene.

Thoái hóa điểm vàng

Bệnh thoái hóa điểm vàng (AMD) là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây mất thị lực không hồi phục ở người cao tuổi. AMD là một bệnh do stress oxy hóa, ảnh hưởng đến võng mạc và dẫn đến mất dần thị lực trung tâm. β-caroten được xác định có mặt trong biểu mô sắc tố của võng mạc người.

Các bài đánh giá về nghiên cứu quan sát đã báo cáo các kết quả khác nhau, một số cho thấy chế độ ăn giàu β-caroten có liên quan đến giảm nguy cơ mắc AMD, trong khi các nghiên cứu khác lại không thấy lợi ích gì. Đánh giá về các nghiên cứu can thiệp chỉ sử dụng β-caroten cũng cho thấy không có thay đổi về nguy cơ phát triển AMD.

Bệnh ung thư

Về bệnh ung thư, một phân tích tổng hợp đã kết luận rằng việc bổ sung β-carotene không giảm nguy cơ ung thư nói chung cũng như các loại ung thư cụ thể bao gồm tuyến tụy, đại trực tràng, tuyến tiền liệt, vú, khối u ác tính hoặc ung thư da nói chung.

Mức độ cao của β-carotene có thể tăng nguy cơ ung thư phổi ở những người hút thuốc hiện tại và trước đây. Điều này có thể do β-carotene không ổn định trong phổi tiếp xúc với khói thuốc lá, tạo thành các chất chuyển hóa bị oxi hóa có thể tạo ra các enzym kích hoạt sinh chất gây ung thư.

Tuy vậy, kết quả đối với ung thư tuyến giáp không rõ ràng và chỉ có một nghiên cứu lâm sàng nhỏ vào năm 1989 cho thấy β-carotene tự nhiên có thể giảm tổn thương dạ dày tiền ác tính.

Đục thủy tinh thể

Về đục thủy tinh thể, một đánh giá của Cochrane đã xem xét việc bổ sung β-carotene cùng vitamin C và vitamin E, độc lập và kết hợp, để kiểm tra sự khác biệt về nguy cơ đục thủy tinh thể, bóc tách thủy tinh thể, tiến triển và mất thị lực. Tuy nhiên, các nghiên cứu này không tìm thấy bằng chứng về bất kỳ tác dụng bảo vệ nào của việc bổ sung β-carotene trong việc ngăn ngừa và làm chậm quá trình đục thủy tinh thể do tuổi tác.

Một phân tích tổng hợp thứ hai tổng hợp dữ liệu từ các nghiên cứu về huyết thanh β-carotene có nguồn gốc từ chế độ ăn uống và báo cáo giảm 10% nguy cơ đục thủy tinh thể nhưng không đủ ý nghĩa thống kê.

Dược động học

Hấp thu

Sau khi dùng beta-caroten, một phần liều dùng được hấp thụ vào hệ thống tuần hoàn mà không có sự thay đổi và được lưu trữ trong mô mỡ. Kết hợp việc sử dụng beta-caroten với một chế độ ăn giàu chất béo giúp hấp thụ beta-caroten hiệu quả hơn. Việc hấp thụ cũng phụ thuộc vào dạng cấu trúc cis của phân tử, trong đó dạng cis được cho là có khả năng sinh học cao hơn.

Quá trình hấp thụ beta-caroten được cho là diễn ra trong khoảng 6-7 giờ. Diện tích dưới đường cong (AUC) của beta-caroten sau khi uống từ 0 đến 440 giờ sau lần dùng đầu tiên được báo cáo là 26,3 mcg.h/L. Nồng độ beta-caroten đạt mức cao nhất sau 6 giờ và sau 32 giờ sau lần dùng đầu tiên với nồng độ 0,58 micromol/L.

Phân bố

Hiện chưa có nghiên cứu dược động học nào liên quan đến thể tích phân bố của beta-caroten. Beta-caroten được cho là có liên kết cao với protein huyết tương và nó giữ lại trong chylomicron và vận chuyển trong VLDL. Sau khi hấp thụ, beta-caroten nhanh chóng chuyển thành retinol, một dạng vitamin A, và dạng này liên kết chặt chẽ với một số lượng lớn protein huyết tương.

Chuyển hóa

Beta-carotene bị phân hủy trong niêm mạc ruột non và gan bởi beta-carotene dioxygenase, chuyển thành retinal, một dạng vitamin A. Chức năng của enzyme này rất quan trọng vì nó quyết định xem beta-carotene có được chuyển hóa thành vitamin A hay nó lưu thông trong huyết tương dưới dạng beta-carotene. Chưa đến một phần tư lượng beta-caroten từ thức ăn được ăn vào từ rau củ và khoảng một nửa lượng beta-caroten từ rau lá xanh được chuyển hóa thành vitamin A.

Thải trừ

Caroten không được hấp thụ sẽ được tiết ra ngoài qua phân. Nó cũng được bài tiết qua phân và nước tiểu dưới dạng các chất chuyển hóa. Việc tiêu thụ chất xơ có thể làm tăng bài tiết chất béo và các hợp chất hòa tan trong chất béo như beta-carotene. Tốc độ thanh thải của beta-caroten sau khi uống đường uống là 0,68 nmol/L mỗi giờ. Thời gian bán hủy biểu kiến của beta-caroten là 6-11 ngày sau lần dùng đầu tiên.

Độc tính ở người

Beta caroten được dung nạp tốt. Carotenodermia thường là tác dụng phụ duy nhất. Bệnh nhân nên được cảnh báo trước rằng carotenodermia sẽ phát triển sau 2-6 tuần điều trị, thường được nhận thấy đầu tiên là vàng da ở lòng bàn tay hoặc lòng bàn chân và ở mức độ nhẹ hơn ở mặt. Một số bệnh nhân có thể bị đi ngoài phân lỏng trong khi điều trị bằng beta carotene, nhưng điều này không thường xuyên và có thể không cần phải ngừng điều trị. Vết bầm tím và đau khớp hiếm khi được báo cáo.

Tính an toàn

Beta carotene nên được sử dụng thận trọng ở những bệnh nhân bị suy thận hoặc chức năng gan yếu, vì hiệu quả an toàn của thuốc đối với những tình trạng này chưa được xác định.

Beta carotene chỉ nên được sử dụng trong thời kỳ mang thai khi lợi ích tiềm năng vượt qua những rủi ro có thể xảy ra cho thai nhi. Đáp ứng của beta carotene đối với khả năng sinh sản ở người chưa được rõ ràng.

Vì chưa biết beta caroten có phân bố vào sữa mẹ hay không, nên cần thận trọng khi sử dụng thuốc cho phụ nữ cho con bú.

Dữ liệu từ hai nghiên cứu lớn cho thấy tỷ lệ mắc bệnh ung thư phổi tăng lên khi bổ sung beta-carotene cho những người có tiền sử hút thuốc và/hoặc phơi nhiễm amiăng; do đó, không khuyến khích việc sử dụng các chất bổ sung beta-caroten trong nhóm này.

Tương tác với thuốc khác

Orlistat có thể làm giảm sự hấp thụ các vitamin tan trong chất béo (ví dụ: Beta Carotene) trong đường tiêu hóa. Orlistat và Beta Carotene nên được dùng cách nhau ít nhất 2 giờ (trước hoặc sau).

Hút thuốc lá có thể liên quan đến việc giảm nồng độ ascorbate và beta-carotene trong huyết thanh, điều này cho thấy phản ứng viêm mãn tính liên quan đến hút thuốc dẫn đến mất cân bằng nội môi chất oxy hóa/chất chống oxy hóa và có thể dẫn đến tổn thương mô và bệnh do oxy hóa.

Lưu ý khi sử dụng Beta Caroten

Việc sử dụng beta-caroten để điều trị thiếu vitamin A nên được thực hiện dưới sự chỉ định của bác sĩ.

Mặc dù nồng độ vitamin A trong máu bất thường không xảy ra trong quá trình điều trị bằng beta carotene, nhưng bệnh nhân dùng beta carotene không nên bổ sung thêm vitamin A, vì beta carotene đã đáp ứng đủ nhu cầu vitamin A.

Các loại rau củ có màu xanh hoặc vàng, hoặc nước ép hoặc chiết xuất của chúng không thể thay thế được beta carotene tinh thể, do đó tiêu thụ quá nhiều các loại thực phẩm này có thể gây ra tác dụng phụ như giảm bạch cầu hoặc rối loạn kinh nguyệt.

Tác dụng bảo vệ của beta carotene không phải là tuyệt đối và bệnh nhân vẫn có thể bị bỏng và phù nề đáng kể sau khi tiếp xúc đủ lâu với ánh sáng mặt trời. Mỗi bệnh nhân phải tự giới hạn thời gian tiếp xúc của mình.

Bổ sung beta-carotene 20 mg mỗi ngày hoặc nhiều hơn có liên quan đến tỷ lệ mắc ung thư phổi cao hơn ở những người hút thuốc. Những người hút thuốc nên tránh bổ sung beta-carotene trong khi chờ xác định liều lượng an toàn cho họ.

Phụ nữ mang thai và bà mẹ cho con bú nên hạn chế lượng beta-carotene lớn hơn 6 mg/ngày từ các thực phẩm chức năng.

Một vài nghiên cứu của Beta Caroten trong Y học

Tác dụng của β-caroten đối với bệnh loãng xương

Mục đích: Mục đích là đánh giá tác dụng của β-caroten đối với bệnh loãng xương và cung cấp bằng chứng định lượng.

Phương pháp: PubMed, Embase, Web of Science, và Cochrane Library đã được tìm kiếm cho các nghiên cứu đủ điều kiện. Mười lăm nghiên cứu đã được đưa vào. Mô hình hiệu ứng ngẫu nhiên đã được áp dụng để gộp tỷ lệ chênh lệch (OR). Nguy cơ loãng xương và gãy xương được so sánh giữa nhóm ăn ít β-caroten và nhóm ăn nhiều β-caroten.

Kết quả: Lượng tiêu thụ β-carotene không liên quan đến nguy cơ loãng xương nói chung [OR = 0,733, 95% Cl (0,528, 1,018), p = 0,064]. Phân tích phân nhóm cho thấy lượng tiêu thụ β-carotene có liên quan tiêu cực với nguy cơ loãng xương ở cả phân nhóm nam [OR = 0,7, 95% Cl (0,549, 0,893), I2 = 40,40%, p = 0,004] và phân nhóm nữ [OR = 0,684, 95% Cl (0,487, 0,960), I2 = 86,40%, p = 0,02 8].

Cũng có mối liên quan nghịch giữa lượng β-carotene và bệnh loãng xương ở phân nhóm Châu Á [OR = 0,512, 95% Cl (0,403, 0,650), I2 = 0,00%, p = 0], trong khi không có mối liên quan nào được quan sát thấy ở phân nhóm phương Tây [OR = 1,107, 95% Cl (0,908, 1,350), I2 = 2,30%, p = 0,314]. Ngoài ra, mô hình hiệu ứng ngẫu nhiên đã được áp dụng để tổng hợp sự khác biệt trung bình tiêu chuẩn (SMD) và kết quả cho thấy lượng β-carotene tiêu thụ có liên quan tích cực đến mật độ khoáng tổng thể của xương (BMD) [SMD = – 0,213, 95% Cl (- 0,391, – 0,034), I2 = 87,30%, p = 0,019].

Phân tích phân nhóm cho thấy lượng tiêu thụ β-carotene có liên quan tích cực với BMD ở những người tham gia châu Á [SMD = – 0,394, 95% Cl (- 0,461, – 0,328), I2 = 0, p = 0], trong khi không có mối liên hệ nào ở những người tham gia phương Tây [SMD = – 0,047, 95% Cl (- 0,314, 0,219), I2 = 78,9%, p = 0,7 27].

Kết luận: β-caroten có thể cải thiện BMD và giảm nguy cơ loãng xương và gãy xương. Tuy nhiên, những tác động này có thể thay đổi theo giới tính và chủng tộc và cần được xác nhận thêm bằng các nghiên cứu dài hạn.

Tài liệu tham khảo

1. Drugbank, Beta Caroten, truy cập ngày 23 tháng 7 năm 2023.
2. Gao, S. S., & Zhao, Y. (2023). The effects of β-carotene on osteoporosis: a systematic review and meta-analysis of observational studies. Osteoporosis international : a journal established as result of cooperation between the European Foundation for Osteoporosis and the National Osteoporosis Foundation of the USA, 34(4), 627–639. https://doi.org/10.1007/s00198-022-06593-7
3. Pubchem, Beta Caroten, truy cập ngày 23 tháng 7 năm 2023.
4. Bộ Y Tế (2012), Dược thư quốc gia Việt Nam, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội