W najnowszym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nutrients, naukowcy badają związek między systemem dostarczania pokarmu a karotenoidami. Spożywanie owoców i warzyw zostało powiązane ze zmniejszonym ryzykiem chorób przewlekłych, takich jak choroby sercowo-naczyniowe, niektóre nowotwory i choroby jelit. Karotenoidy i ich metabolity, na przykład, zostały powiązane z różnymi cechami, szczególnie z ich wpływem na wewnątrzkomórkowe kaskady sygnalizacyjne. Badania nad systemem dostarczania karotenoidów do przewodu pokarmowego, stabilnością, procesami trawienia i rolą karotenoidów, a także ich wpływem na mikrobiotę jelitową, pozostają ograniczone. Autorzy obecnej pracy przeprowadzili wyszukiwanie artykułów badawczych na temat interakcji pomiędzy karotenoidami i mikrobiotą jelitową przy użyciu słów kluczowych "mikrobiota jelitowa", "karotenoidy" i "interakcja" w PubMed i Science Direct. Abstrakty artykułów zostały przeanalizowane i podzielone na dwie grupy obejmujące wpływ karotenoidów na zdrowie człowieka i ich interakcję z mikrobiotą jelitową. Fitochemikalia i dietetyczne lipidy zostały zasugerowane jako mające wpływ na trawienie, mikrobiotę jelitową i zapobieganie chorobom. W szczegółowym procesie skupiono się na fitochemikaliach i lipidach pokarmowych, a nie na karotenoidach, pomimo ich włączenia do tych kategorii. Podkreślono brak informacji o karotenoidach, ponieważ proces jest tylko przypuszczeniem opartym na ich chemicznych i strukturalnych podobieństwach z innymi dietetycznymi lipidami. W jednym z wcześniejszych badań stwierdzono, że przerost szkodliwych bakterii, takich jak Proteobacteria, spowodował uszkodzenie komórek nabłonka śluzówki i zwiększenie przepuszczalności jelit, co doprowadziło do zmniejszenia absorpcji karotenoidów. W jednym z ostatnich badań stwierdzono, że karotenoidy są metabolizowane podczas fermentacji próbek kału z jelita grubego, co spowodowało powstanie nowych związków. Sugeruje to, że mikrobiota jelitowa odgrywa rolę w wytwarzaniu tych związków. Wchłanianie karotenoidów różni się w zależności od osoby. Jednak wcześniejsze badania wykazały, że zawartość mikrobioty jelitowej odgrywa znaczącą rolę w metabolizmie i wchłanianiu karotenoidów. Według jednego z badań, ksantofile takie jak zeaksantyna i luteina mają większy wpływ na zmianę składu mikrobioty jelitowej niż karoteny. Ponadto karotenoidy mają różne struktury i mogą mieć różny wpływ na skład mikrobiomu jelitowego. Karotenoidy nie tylko pełnią funkcję oczyszczającą, ale także mają pośrednie działanie, które może obejmować interakcje z komórkowymi kaskadami sygnalizacyjnymi, w tym z kinazą białkową aktywowaną przez mitogen (MAPK), czynnikiem jądrowym związanym z erytroidami 2 (Nrf2) i czynnikiem jądrowym κB (NF-κB). Stwierdzono, że karotenoidy regulują NF-κB poprzez oddziaływanie z podjednostkami NF-κB i kinazą IκB (IKK), co powoduje inaktywację szlaku NF-κB i zmniejszenie transkrypcji genów cytokin prozapalnych. Ponadto stwierdzono, że astaksantyna zabezpiecza komórki nabłonka siatkówki przed stresem oksydacyjnym wywołanym przez nadtlenek wodoru (H2O2). Osiągnięto to poprzez aktywację Nrf2 i redukcję wewnątrzkomórkowych reaktywnych form tlenu (ROS). W niektórych badaniach stwierdzono, że translokacja Nrf2 jest hamowana w różnych stężeniach. Nieznane metabolity powstają podczas drogi karotenoidów przez przewód pokarmowy. Apokarotenoidy są rodzajem metabolitów, które mają krótszą długość łańcucha i modyfikację tlenową, która zwiększa ich rozpuszczalność w wodzie i zdolność do reagowania z elektronami, dzięki czemu są bardziej skuteczne w ukierunkowaniu niektórych czynników transkrypcyjnych, takich jak NF-κB. W rezultacie, metabolity te mają pewne efekty biologiczne. Niektóre mikroby w okrężnicy produkują karotenoidy, które mają działanie podobne do prebiotyku i mogą powodować korzystne zmiany bakteryjne związane z poprawą zdrowia. Na metabolizm i wchłanianie karotenoidów może znacząco wpływać mikrobiota jelitowa. Zmiany w mikrobiocie jelitowej mogą promować lub utrudniać wzrost pewnych gatunków bakterii, które mogą mieć działanie ochronne lub szkodliwe. Różne czynniki, takie jak struktura fizykochemiczna naturalnych pigmentów, spożycie wraz z innymi związkami, zmienne gospodarza oraz przewaga i rodzaj matrycy pokarmowej, mogą znacząco wpływać na efektywność karotenoidów. Konieczne są dalsze badania, aby w pełni zrozumieć istotne role biologiczne karotenoidów w organizmie człowieka, które mogą obejmować potencjał zapobiegania niektórym z najbardziej śmiertelnych chorób na świecie.