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1.1.2 天然胡萝卜素具有抗氧化作用
天然胡萝卜素的抗氧化性主要表现在它具有清除自由基的能力。天然胡萝卜素分子中含有多个双键，在光、热、氧气及活泼性较强的自由基离子的存在下，容易被氧化，从而可以保护机体不被破坏[3]。生物体重存在大量的脂质过氧化和自由基反应，从而导致细胞功能的下降、机体的衰老以及疾病的产生，天然胡萝卜素的存在可以减少脂质的过氧化。因此，类胡萝卜素可以清除自由基并且淬灭单线态氧的活性都受到了广泛的关注。在人体正常的新陈代谢过程中也会产生活性氧，活性氧具有较高的能量，性质不稳定，可以将能量迅速地传递给其它分子从而产生自由基，自由基由于含有不成对的电子，所以性质异常活跃，它可以损坏核酸、蛋白质、细胞膜、细胞，导致细胞突变或者死亡，从而引起人体早衰。大量的实验表明与衰老过程相关联的多种缺陷是细胞内的多点位氧化损伤积累的直接后果。例如：心血管疾病的发病机理之一是由于低密度脂蛋白的氧化损伤；一些光化学对晶体所造成的损伤会导致白内障的形成等。而天然胡萝卜素具有多个双键，是一种有效的抗氧化剂，可以通过传递高能量使活性氧变成稳定的氧分子。荷兰的一项研究发现，具有摄取含天然胡萝卜素这种健康饮食的老年人，发生心力衰竭的危险性较低[4]。现已知，1分子天然胡萝卜素可抑制1000个分子的活性氧，同时它还可作为一种弱氧化剂直接与自由基反应，阻止自由基的连锁反应，从而减少对细胞的损伤。马爱国在探讨氧化营养对DNA氧化损伤保护作用时，通过实验发现连续服用天然胡萝卜素、维生素C和维生素E，可显著降低由过氧化氢诱发DNA带来的损伤。
1.1.3 天然胡萝卜素可以促进细胞缝隙间连接交流
细胞间形成的间隙连接可以使细胞质相互沟通，通过交换小分子来调节代谢反应。早在1958年，人们已经观察到这一现象，现已清楚间隙连接的基本单位是链接子，每个链接子由2个相同或相似的跨膜蛋白亚单位环绕，中心形成一个直径约1.5nm的孔道，相邻细胞质膜上的两个链接子相对便形成一个间隙单位。它允许小的代谢物、细胞内信息及离子自由出入。但是蛋白质、mRNA等大分子则被排除在外，以保持各细胞的遗传一致性。Bertram等发行天然胡萝卜素和其他类胡萝卜素可以加强细胞间隙的连接交流能力，从而抑制或降低癌症的发生和发展；Yamasaki也指出构成细胞连接通道的链接蛋白，在转化阶段的癌细胞会由于在通道内受阻从而干扰细胞交换，这种交换是控制生长的因素之一，从而抑制癌症诱导细胞升级到恶化阶段[5]。目前，有关天然胡萝卜素抗癌机理有以下几种：转化为类视黄醇而起作用、抗氧化机制和提高机体免疫力等。但在二十世纪80年代末90世纪初时，Pung、Bertram等首次提出并证明了有关天然胡萝卜素与转化为类视黄醇及抗氧化机制无关的抗癌作用机制：天然胡萝卜素可以增强细胞间隙连接通讯，抑制细胞的恶性转化。研究表明，天然胡萝卜素是细胞间通讯的诱导剂，它能增强转化的癌起始细胞与健康细胞之间的交流作用，而且，目前研究人员通过荧光燃料示踪技术已获得天然胡萝卜素增强转化细胞和未转化细胞间的GJIC功能的直接证据，但是对于其具体的调节机理目前还不清楚。
1.1.4 天然胡萝卜素可以增强人体免疫力
免疫系统的两个主要功能是抵御细菌或者病毒的侵染和防止癌症的发生。天然胡萝卜素在增强人体的免疫能力等方面具有明显的作用。目前，已经有很多关于服用类胡萝卜素对免疫活性变化的报道。80年代初，Seifter和他的工作组发现，吃富含天然胡萝卜素的食物可以降低肺癌的发病率，增强生物机体的特异性以及非特异性免疫功能。1981年，流行病学专家Richard Sherell提供了令人注目的科研成果，自1957年以来，研究人员跟踪了2000人，研究其关于食用195种特定食物与肺癌发病率的关系。结论是：食用还有天然胡萝卜素高的食物可以减少患肺癌的危险对于那些有多年吸烟习惯的人也有同样的效果；相反，食用低含量天然胡萝卜素食物的人群，患肺癌的可能性比食用高含量天然胡萝卜素食物的人群高7倍。1987年，霍普金森大学公共卫生学院的Merllyn Merkes博士研究发现，血液中天然胡萝卜素含量低的人群容易在9年后出现肺癌。1974年，研究者就采集的血样分析其中的天然胡萝卜素含量，1983年，回访献血者，发现血液中天然胡萝卜素含量低的人群，其中有99%的人患了肺癌[6]。1990年，在日本召开的第九次国际胡萝卜素会议上，与会科学家在开发天然胡萝卜素抗癌上取得了惊人的一致。在11项流行病学研究报告中，有10项说明经常食用富含类胡萝卜素的蔬菜、水果，可以有效的防止肺癌的发病率。Siong Tee也发现天然胡萝卜素具有一定的抗癌作用[7]。1991年，Bendich指出，类胡萝卜素可以增强免疫系统中B细胞的活力，从而消灭外源病原菌的入侵；类胡萝卜素能提高淋巴辅助T细胞（CD4细胞）的活力，能协助B细胞产生抗体，提高其他免疫组分的活性；类胡萝卜素能增加自然杀伤细胞的数目，从而消除机体内被感染的细胞或者癌细胞。有实验表明，男性青年在服用高剂量天然胡萝卜素（18毫克/天，14天）后，其循环的辅助性T细胞数量明显增加。辅助性T细胞数量的增加对艾滋病患者是有益的，因为这类细胞是艾滋病病毒感染和攻击的靶细胞。因此，用天然胡萝卜素辅助治疗艾滋病可能有一定的效果。Bendiah在其综述中指出论文网：（1）类胡萝卜素能增强免疫系统中B细胞的活力，B细胞能在机体内循环，使机体能消灭外源入侵的病原体；（2）类胡萝卜素能提高CD4细胞的能力，能协助B细胞产生抗体，并提高其它免疫组分的活性；（3）类胡萝卜素能增加嗜中性白血球的数目，它可以包围细菌，并分泌包围细菌的酶；（4）类胡萝卜素能增加自然杀伤细胞的数目，从而消除机体内被感染的细胞或癌细胞。在人体实验中尤以老年人，类胡萝卜素可以减缓由于衰老引起的免疫能力下降[8]。