Suplementy diety

Beta-karoten

Zaktualizowano · 22 źródła

Beta-karoten to barwnik roślinny występujący w wielu żółtych, pomarańczowych i ciemnozielonych warzywach liściastych oraz w niektórych owocach (Albanes et al., JNCI 1996). Jest karotenoidem „prowitaminy A”: organizm może go rozszczepić, aby wytworzyć witaminę A. Sprzedaje się go jako suplement diety, używa jako barwnika spożywczego, a dawniej był lekiem na receptę (Solatene) stosowanym w rzadkim zaburzeniu nadwrażliwości na światło.

Najważniejszy fakt na jego temat jest negatywny. W dwóch dużych badaniach randomizowanych suplementy beta-karotenu w wysokich dawkach zwiększyły liczbę zachorowań na raka płuca u osób palących i pracowników narażonych na azbest, a amerykańska US Preventive Services Task Force (USPSTF, grupa ekspertów ds. usług profilaktycznych) zaleca obecnie, by nie stosować suplementów beta-karotenu w celu zapobiegania nowotworom ani chorobom serca. Beta-karoten z żywności nie wykazał takiego szkodliwego działania.

Ta strona podsumowuje to, co podają raporty National Academies dotyczące składników odżywczych, badania randomizowane i organy regulacyjne. Służy wyłącznie celom edukacyjnym i nie stanowi porady medycznej.

Właściwość Szczegóły
Klasa Karotenoid prowitaminy A (barwnik roślinny)
Wzór / masa cząsteczkowa C₄₀H₅₆; 536,9 g/mol
Wartość jako witamina A 2 µg beta-karotenu z suplementu w oleju lub 12 µg z żywności = 1 µg równoważnika aktywności retinolu (RAE)
Dawki w głównych badaniach 15–30 mg/dobę lub 50 mg co drugi dzień; 15–180 mg/dobę w badaniach nad protoporfirią
Okres półtrwania w osoczu Około 5–7 dni (przegląd farmakokinetyczny)
Górny tolerowany poziom spożycia Nie ustalono; Institute of Medicine uznał suplementy za „niewskazane” dla ogółu populacji
Status w USA Składnik suplementów diety; wymieniony dodatek barwiący do żywności i składnik odżywczy GRAS; dawny lek na receptę Solatene 30 mg (NDA 017589, wycofany z rynku)
USPSTF Zaleca nie stosować w celu zapobiegania chorobom sercowo-naczyniowym ani nowotworom (stopień D, 2022)

Czym jest

Beta-karoten to węglowodór o 40 atomach węgla, z długim łańcuchem naprzemiennych wiązań podwójnych, zakończonym pierścieniem na każdym końcu (PubChem). Nie zawiera atomów tlenu, a ta węglowodorowa budowa sprawia, że jest nierozpuszczalny w wodzie (IOM 2000).

Spośród sześciu karotenoidów najczęstszych w diecie mieszkańców Ameryki Północnej trzy mogą być przekształcane w witaminę A: alfa-karoten, beta-karoten i beta-kryptoksantyna. Likopen, luteina i zeaksantyna nie mogą (IOM 2000). Institute of Medicine (IOM) stwierdził, że jedyną znaną funkcją karotenoidów u ludzi jest bycie źródłem witaminy A. Działanie przeciwutleniające i inne efekty to proponowane mechanizmy, a nie ustalone funkcje.

Enzym w ścianie jelita, beta-karoten 15,15′-dioksygenaza, rozszczepia cząsteczkę w środku, wytwarzając witaminę A (retinal). Inne, „niecentralne” szlaki rozszczepienia dają szereg mniejszych produktów rozpadu.

To, ile witaminy A dostarcza beta-karoten, zależy w dużym stopniu od jego źródła. IOM ustalił następujące współczynniki przeliczeniowe (IOM 2001):

Źródło Ilość odpowiadająca 1 µg RAE
Retinol (gotowa witamina A) 1 µg
Beta-karoten z suplementu w oleju 2 µg
Beta-karoten w żywności 12 µg
Inne karotenoidy prowitaminy A w żywności 24 µg

6-krotna różnica między suplementami a żywnością odzwierciedla to, jak słabo beta-karoten uwalnia się z matrycy roślinnej.

Jak działa w organizmie

Aby beta-karoten mógł się wchłonąć, musi zostać rozpuszczony w micelach kwasów żółciowych, dlatego tłuszcz w diecie poprawia jego wchłanianie (IOM 2000). W komórkach jelita część jest przekształcana w witaminę A, a część w postaci niezmienionej trafia do chylomikronów (cząstek transportujących tłuszcze), które przechodzą do limfy. We krwi na czczo krąży głównie w cząstkach LDL, a magazynowany jest głównie w tkance tłuszczowej i wątrobie.

Parametr Wynik Źródło
Czas do osiągnięcia szczytu po pojedynczej dawce 24–48 h IOM 2000
Wchłanianie z wysoce biodostępnego źródła 60–75% przekształcane w witaminę A, plus około 15% wchłaniane w postaci niezmienionej IOM 2000
Wchłanianie z niektórych produktów spożywczych Nawet tylko 2% IOM 2000
Okres półtrwania w fazie eliminacji Około 5–7 dni Schwedhelm et al., Clin Pharmacokinet 2003
Konwersja przy dawkach 6 mg i 126 mg Około 27% wobec 2% Schwedhelm et al. 2003

Konwersja do witaminy A maleje wraz ze wzrostem dawki. W badaniu krzyżowym 7 ochotników przyjęło 20 mg i 40 mg beta-karotenu znakowanego deuterem (Novotny et al., J Nutr 2010). Podwojenie dawki podwoiło ekspozycję krwi na beta-karoten, ale zwiększyło ilość powstałej z niego witaminy A tylko o 36%.

Ten wbudowany hamulec jest powodem, dla którego IOM zauważył, że długotrwałe przyjmowanie suplementów beta-karotenu nie zwiększa stężenia retinolu w surowicy u osób, które mają już wystarczającą ilość witaminy A. Górna granica spożycia witaminy A wynosząca 3000 µg/dobę dotyczy gotowej witaminy A, a nie beta-karotenu (IOM 2001).

Status regulacyjny

  • Suplement diety i składnik żywności. FDA (amerykańska Agencja Żywności i Leków) wymienia beta-karoten jako dodatek barwiący zwolniony z certyfikacji, służący do barwienia żywności w ogóle (21 CFR 73.95). Jest też uznany za ogólnie bezpieczny (GRAS) jako suplement odżywczy, bez limitu innego niż dobra praktyka produkcyjna (21 CFR 184.1245).
  • Dawny lek na receptę. Solatene firmy Roche, kapsułki doustne 30 mg, został zatwierdzony na podstawie wniosku NDA 017589 i figuruje jako wycofany z rynku (Drugs@FDA).
  • Brak górnego tolerowanego poziomu spożycia. IOM uznał dane za zbyt niespójne, by ustalić górny tolerowany poziom spożycia (UL). Zamiast tego stwierdził, że suplementy beta-karotenu są niewskazane dla ogółu populacji, z wyjątkiem sytuacji, gdy służą jako źródło witaminy A tam, gdzie istnieje ryzyko niedoboru, lub w protoporfirii erytropoetycznej (IOM 2000).
  • USPSTF, stopień D. W 2022 r. grupa ekspertów stwierdziła z umiarkowaną pewnością, że szkody wynikające z suplementów beta-karotenu przewyższają korzyści w zapobieganiu chorobom sercowo-naczyniowym lub nowotworom (USPSTF, JAMA 2022).

Co pokazują badania

Badania nad zapobieganiem nowotworom i chorobom serca

Badania obserwacyjne wykazały, że osoby jedzące więcej produktów roślinnych bogatych w karotenoidy lub mające wyższe stężenie beta-karotenu we krwi rzadziej zapadają na raka płuca. Następnie cztery duże badania randomizowane bezpośrednio sprawdziły działanie suplementów:

Badanie Populacja Dawka Główny wynik
ATBC (Finlandia) 29 133 mężczyzn palących w wieku 50–69 lat; 5–8 lat 20 mg/dobę Rak płuca +18% (95% przedział ufności, PU, 3–36%); śmiertelność ogólna +8% (95% PU 1–16%)
CARET (USA) 18 314 osób palących, byłych palaczy i pracowników narażonych na azbest; średnio 4 lata 30 mg/dobę plus 25 000 j.m. palmitynianu retinylu Rak płuca RR (ryzyko względne) 1,28 (1,04–1,57); zgon z jakiejkolwiek przyczyny RR 1,17 (1,03–1,33); przerwane 21 miesięcy przed planowanym terminem
Physicians’ Health Study (USA) 22 071 lekarzy mężczyzn; 12 lat 50 mg co drugi dzień Brak wpływu: jakikolwiek nowotwór RR 0,98 (0,91–1,06); brak różnic w zawałach serca, udarach mózgu i zgonach
Women’s Health Study (USA) 39 876 kobiet w wieku 45 lat lub starszych; mediana 2,1 roku leczenia 50 mg co drugi dzień Brak wpływu: jakikolwiek nowotwór RR 1,03 (0,89–1,18)

Źródła: ATBC Study Group, NEJM 1994; Omenn et al., NEJM 1996; Hennekens et al., NEJM 1996; Lee et al., JNCI 1999.

W badaniu ATBC dodatkowe zgony wynikały głównie z raka płuca i choroby niedokrwiennej serca. Obraz jest spójny: brak korzyści u kogokolwiek, a szkody skoncentrowane u osób, których płuca były silnie narażone na dym lub azbest.

Analizy zbiorcze

Przegląd dowodów będący podstawą zalecenia USPSTF z 2022 r. połączył wyniki badań nad beta-karotenem, z witaminą A lub bez niej (O’Connor et al., JAMA 2022):

Punkt końcowy Iloraz szans (95% PU) Badania (n)
Rak płuca 1,20 (1,01–1,42) 4 (94 830)
Zgon z przyczyn sercowo-naczyniowych 1,10 (1,02–1,19) 5 (94 506)

Przegląd Cochrane dotyczący suplementów antyoksydacyjnych doszedł do podobnego wniosku. W badaniach o niskim ryzyku błędu systematycznego beta-karoten wiązał się z wyższą śmiertelnością ogólną: RR 1,05 (95% PU 1,01–1,09), 26 badań (Bjelakovic et al., Cochrane 2012).

Zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem

W pierwotnym badaniu AREDS zrandomizowano 3640 osób w wieku 55–80 lat z objawami zwyrodnienia plamki żółtej związanego z wiekiem (AMD) i obserwowano je średnio przez 6,3 roku (AREDS Research Group, Arch Ophthalmol 2001). Tabletka antyoksydacyjna zawierała witaminę C 500 mg, witaminę E 400 j.m. i beta-karoten 15 mg; cynk testowano osobno i w połączeniu.

  • Antyoksydanty z cynkiem zmniejszyły szansę na zaawansowane AMD: OR (iloraz szans) 0,72 (99% PU 0,52–0,98).
  • Same antyoksydanty nie osiągnęły istotności statystycznej: OR 0,80 (99% PU 0,59–1,09).

W badaniu AREDS2 sprawdzono następnie usunięcie beta-karotenu ze składu u 4203 uczestników (AREDS2 Research Group, JAMA 2013). Usunięcie go nie miało widocznego wpływu na postęp AMD. Rak płuca występował częściej z beta-karotenem niż bez niego (23 przypadki, 2,0%, wobec 11 przypadków, 0,9%; nominalne p = 0,04), głównie u byłych palaczy. Badacze zasugerowali luteinę z zeaksantyną jako karotenoid zastępczy.

Protoporfiria erytropoetyczna

Protoporfiria erytropoetyczna (EPP) to wrodzone zaburzenie, w którym gromadzi się aktywowany światłem związek, protoporfiryna, powodujący bolesne reakcje skóry na światło słoneczne. Beta-karoten był pierwotnym leczeniem farmakologicznym.

  • Wczesne badania otwarte dały wynik pozytywny. W niekontrolowanej serii 133 osób z EPP, którym podawano 15–180 mg/dobę, u 84% tolerancja światła słonecznego wzrosła co najmniej trzykrotnie (Mathews-Roth et al., Arch Dermatol 1977).
  • Badanie kontrolowane dało wynik negatywny. W badaniu krzyżowym kontrolowanym placebo nie stwierdzono istotnej różnicy między beta-karotenem a placebo; objawy zależały raczej od liczby godzin nasłonecznienia (Corbett et al., Br J Dermatol 1977).
  • Aktualne przeglądy. Przegląd systematyczny z 2023 r. obejmujący 40 badań wykazał, że badania kontrolowane nie wykazały działania doustnego beta-karotenu, natomiast implant z afamelanotydem (zob. Melanotan I) i nieorganiczny filtr przeciwsłoneczny miały umiarkowane korzystne działanie (Heerfordt et al., Biomed Pharmacother 2023).

Mięśnie, wydolność i regeneracja

Nie znaleźliśmy żadnego badania randomizowanego, w którym oceniano by sam beta-karoten pod kątem masy mięśniowej, siły, wydolności wysiłkowej lub regeneracji. Twierdzenia, że wspomaga on regenerację po treningu, opierają się na jego chemii antyoksydacyjnej, a nie na danych o wynikach klinicznych. Jak wspomniano wyżej, IOM nie uważa aktywności antyoksydacyjnej za ustaloną funkcję karotenoidów u ludzi.

Działania niepożądane i ryzyko

Rak płuca u osób palących i narażonych na azbest

To główna udokumentowana szkoda, która pojawia się przy suplementach, a nie przy żywności. W badaniu ATBC nadmiar ryzyka wydawał się silniejszy u mężczyzn, którzy palili co najmniej 20 papierosów dziennie (RR 1,25, 95% PU 1,07–1,46), oraz u tych, którzy pili co najmniej 11 g alkoholu dziennie, czyli nieco mniej niż jeden drink (RR 1,35, 95% PU 1,01–1,81) (Albanes et al., JNCI 1996). Badacze opisali te efekty jako silniejsze, ale nie istotnie różne od efektów w pozostałych podgrupach.

Szkodliwe działanie ustępowało po przerwaniu przyjmowania tabletek. W obserwacji ATBC prowadzonej po zakończeniu badania, obejmującej 25 563 mężczyzn nadmiar ryzyka nie był już widoczny 4–6 lat po zakończeniu suplementacji (Virtamo et al., JAMA 2003). Badacze ATBC doszli do wniosku, że osoby palące powinny unikać suplementów beta-karotenu. AREDS2 dodaje sygnał u byłych palaczy.

Karotenodermia

Wysokie spożycie może nadać skórze żółtawy odcień. IOM opisuje tę karotenodermię jako nieszkodliwą i odwracalną po przerwaniu przyjmowania, i zauważa, że może wystąpić przy 30 mg/dobę lub więcej przyjmowanych przez długi czas (IOM 2000). Różni się od żółtaczki tym, że białkówki oczu pozostają białe.

IOM odnotował też brak działań toksycznych przy bardzo wysokich dawkach (około 180 mg/dobę) stosowanych w protoporfirii oraz brak dowodów na wady wrodzone, mutacje lub nowotwory w długotrwałych badaniach na zwierzętach.

Interakcje

  • Orlistat (Xenical). Ten lek na odchudzanie zmniejszał wchłanianie suplementów beta-karotenu o 30% w badaniu farmakokinetycznym. Etykieta zaleca codzienną multiwitaminę zawierającą witaminy A, D, E, K i beta-karoten (etykieta Xenical).
  • Połączone produkty z witaminą A. W badaniu CARET beta-karoten połączono z 25 000 j.m. palmitynianu retinylu dziennie, więc jego wyniki odzwierciedlają działanie obu składników. Gotowa witamina A ma własną górną granicę spożycia i własną toksyczność, w przeciwieństwie do beta-karotenu.

Kto powinien unikać suplementów

Na podstawie dowodów z badań oraz stanowisk IOM i USPSTF grupy, w których udokumentowano szkody, to:

  • osoby obecnie palące, zwłaszcza intensywnie;
  • byli palacze (sygnał raka płuca w badaniu AREDS2);
  • osoby, które w przeszłości miały kontakt z azbestem (CARET).

Najważniejsze informacje

  • Prekursor witaminy A, a nie sam w sobie niezbędny składnik odżywczy. Organizm przekształca go w witaminę A w miarę potrzeb, a konwersja maleje wraz ze wzrostem dawki.
  • Żywność i suplementy różnią się. Beta-karoten z suplementu w oleju jest około 6 razy bardziej dostępny niż beta-karoten w żywności, a szkodliwe działanie powiązano tylko z suplementami.
  • Brak korzyści profilaktycznych. Cztery duże badania z ponad 100 000 uczestników nie wykazały ochrony przed nowotworami ani chorobami serca.
  • Realna szkoda u osób palących. Rak płuca zwiększył się o 18% w badaniu ATBC i o 28% w badaniu CARET, a USPSTF zaleca nie stosować suplementów beta-karotenu w profilaktyce.
  • Słabe dowody dla jedynego zastosowania leczniczego. Wczesne badania w protoporfirii były pozytywne, ale badania kontrolowane nie potwierdziły korzyści.
  • Brak dowodów dla treningu i regeneracji. Żadne badanie randomizowane nie oceniało samego beta-karotenu pod kątem wyników dotyczących mięśni lub wydolności.

Źródła

  1. Institute of Medicine. β-Carotene and other carotenoids. In: Dietary Reference Intakes for Vitamin C, Vitamin E, Selenium, and Carotenoids. Washington, DC: National Academies Press; 2000:325–382. doi:10.17226/9810. NAP.
  2. Institute of Medicine. Vitamin A. In: Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Washington, DC: National Academies Press; 2001. doi:10.17226/10026. NAP.
  3. National Center for Biotechnology Information. Beta-Carotene, PubChem CID 5280489. PubChem.
  4. US Food and Drug Administration. 21 CFR 73.95, β-Carotene (color additive), and 21 CFR 184.1245, Beta-carotene (GRAS). eCFR 73.95; eCFR 184.1245.
  5. US Food and Drug Administration. Solatene (beta carotene) 30 mg capsule, NDA 017589, Roche. Drugs@FDA.
  6. Schwedhelm E, Maas R, Troost R, Böger RH. Clinical pharmacokinetics of antioxidants and their impact on systemic oxidative stress. Clin Pharmacokinet. 2003;42(5):437–459. PubMed.
  7. Novotny JA, Harrison DJ, Pawlosky R, Flanagan VP, Harrison EH, Kurilich AC. Beta-carotene conversion to vitamin A decreases as the dietary dose increases in humans. J Nutr. 2010;140(5):915–918. PubMed.
  8. Alpha-Tocopherol, Beta Carotene Cancer Prevention Study Group. The effect of vitamin E and beta carotene on the incidence of lung cancer and other cancers in male smokers. N Engl J Med. 1994;330(15):1029–1035. PubMed.
  9. Albanes D, Heinonen OP, Taylor PR, et al. Alpha-Tocopherol and beta-carotene supplements and lung cancer incidence in the alpha-tocopherol, beta-carotene cancer prevention study: effects of base-line characteristics and study compliance. J Natl Cancer Inst. 1996;88(21):1560–1570. PubMed.
  10. Virtamo J, Pietinen P, Huttunen JK, et al. Incidence of cancer and mortality following alpha-tocopherol and beta-carotene supplementation: a postintervention follow-up. JAMA. 2003;290(4):476–485. PubMed.
  11. Omenn GS, Goodman GE, Thornquist MD, et al. Effects of a combination of beta carotene and vitamin A on lung cancer and cardiovascular disease. N Engl J Med. 1996;334(18):1150–1155. PubMed.
  12. Hennekens CH, Buring JE, Manson JE, et al. Lack of effect of long-term supplementation with beta carotene on the incidence of malignant neoplasms and cardiovascular disease. N Engl J Med. 1996;334(18):1145–1149. PubMed.
  13. Lee IM, Cook NR, Manson JE, Buring JE, Hennekens CH. Beta-carotene supplementation and incidence of cancer and cardiovascular disease: the Women’s Health Study. J Natl Cancer Inst. 1999;91(24):2102–2106. PubMed.
  14. US Preventive Services Task Force, Mangione CM, Barry MJ, et al. Vitamin, mineral, and multivitamin supplementation to prevent cardiovascular disease and cancer: US Preventive Services Task Force recommendation statement. JAMA. 2022;327(23):2326–2333. PubMed.
  15. O’Connor EA, Evans CV, Ivlev I, et al. Vitamin and mineral supplements for the primary prevention of cardiovascular disease and cancer: updated evidence report and systematic review for the US Preventive Services Task Force. JAMA. 2022;327(23):2334–2347. PubMed.
  16. Bjelakovic G, Nikolova D, Gluud LL, Simonetti RG, Gluud C. Antioxidant supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various diseases. Cochrane Database Syst Rev. 2012;(3):CD007176. PubMed.
  17. Age-Related Eye Disease Study Research Group. A randomized, placebo-controlled, clinical trial of high-dose supplementation with vitamins C and E, beta carotene, and zinc for age-related macular degeneration and vision loss: AREDS report no. 8. Arch Ophthalmol. 2001;119(10):1417–1436. PubMed.
  18. Age-Related Eye Disease Study 2 Research Group. Lutein + zeaxanthin and omega-3 fatty acids for age-related macular degeneration: the Age-Related Eye Disease Study 2 (AREDS2) randomized clinical trial. JAMA. 2013;309(19):2005–2015. PubMed.
  19. Mathews-Roth MM, Pathak MA, Fitzpatrick TB, Harber LH, Kass EH. Beta carotene therapy for erythropoietic protoporphyria and other photosensitivity diseases. Arch Dermatol. 1977;113(9):1229–1232. PubMed.
  20. Corbett MF, Herxheimer A, Magnus IA, Ramsay CA, Kobza-Black A. The long term treatment with beta-carotene in erythropoietic protoporphyria: a controlled trial. Br J Dermatol. 1977;97(6):655–662. PubMed.
  21. Heerfordt IM, Lerche CM, Philipsen PA, Wulf HC. Experimental and approved treatments for skin photosensitivity in individuals with erythropoietic protoporphyria or X-linked protoporphyria: a systematic review. Biomed Pharmacother. 2023;158:114132. PubMed.
  22. H2-Pharma. Xenical (orlistat) capsules, prescribing information. DailyMed.