زانثوفيل

الزانثوفيلات (أصلها الفيلوكسانثينات ) هي أصباغ صفراء واسعة الانتشار في الطبيعة، وتشكل أحد القسمين الرئيسيين لمجموعة الكاروتينات ؛ أما القسم الآخر فيتكون من الكاروتينات . اسمها مشتق من اليونانية: xanthos ( ξανθός )، وتعني "أصفر"، ^{[ 1 ]} و phyllon ( φύλλον )، وتعني "ورقة"، ^{[ 2 ]} وذلك بسبب تكوينها للشريط الأصفر الذي يظهر في المراحل الأولى من فصل أصباغ الأوراق بالكروماتوغرافيا .

بما أن كلاً من الزانثوفيل والكاروتينات من الكاروتينات، فإنهما متشابهان في التركيب، إلا أن الزانثوفيل يحتوي على ذرات أكسجين ، بينما الكاروتينات هيدروكربونات خالصة لا تحتوي على الأكسجين. يُضفي محتوى الأكسجين على الزانثوفيل قطبيةً أكبر (في التركيب الجزيئي) من الكاروتينات، مما يُسهّل فصلها عنها في العديد من أنواع الاستشراب . (عادةً ما يكون لون الكاروتينات برتقاليًا أكثر من الزانثوفيل). يُظهر الزانثوفيل الأكسجين إما على شكل مجموعات هيدروكسيل و/أو على شكل ذرات هيدروجين مُستبدلة بذرات أكسجين عند عمله كجسر لتكوين الإيبوكسيدات .

كغيرها من الكاروتينات، توجد الزانثوفيل بكميات كبيرة في أوراق معظم النباتات الخضراء ، حيث تعمل على تنظيم طاقة الضوء، وربما تعمل كعامل تثبيط غير ضوئي للتعامل مع الكلوروفيل الثلاثي (وهو شكل مُثار من الكلوروفيل)، الذي يُفرط في إنتاجه عند مستويات الضوء العالية في عملية التمثيل الضوئي. وتُستمد الزانثوفيل الموجودة في أجسام الحيوانات، بما فيها الإنسان، وفي المنتجات الحيوانية الغذائية، في نهاية المطاف من مصادر نباتية في النظام الغذائي. فعلى سبيل المثال، يأتي اللون الأصفر لصفار بيض الدجاج ودهونه وجلده من الزانثوفيل المُتناول، وخاصة اللوتين ، الذي يُضاف إلى علف الدجاج لهذا الغرض.

ينتج اللون الأصفر للبقعة الصفراء ( البقعة الصفراء ) في شبكية العين البشرية عن وجود اللوتين والزياكسانثين . وكما ذكرنا سابقًا، يتطلب وجود هذين المركبين الزانثوفيلين في العين البشرية وجودهما في النظام الغذائي. يمتصان الضوء الأزرق والأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي يحميان الشبكية من الأخيرة؛ لكن الزانثوفيلين لا يؤديان دورًا في آلية الإبصار نفسها، إذ لا يمكن تحويلهما إلى ريتينال (يُسمى أيضًا ريتينالدهيد أو ألدهيد فيتامين أ ). يُعتقد أن ترتيبهما الفيزيائي في البقعة الصفراء هو سبب ظاهرة " فرشاة هايدنجر" ، وهي ظاهرة بصرية داخلية تُمكّن من إدراك الضوء المستقطب .

تضم مجموعة الزانثوفيل (من بين العديد من المركبات الأخرى) اللوتين ، والزياكسانثين ، والنيوكسانثين ، والفيولاكسانثين ، والفلافوكسانثين ، وألفا- وبيتا- كريبتوكسانثين . يُعدّ المركب الأخير الزانثوفيل الوحيد المعروف باحتوائه على حلقة بيتا-أيونون، وبالتالي فإن بيتا- كريبتوكسانثين هو الزانثوفيل الوحيد المعروف بامتلاكه نشاطًا مُحفزًا لفيتامين أ لدى الثدييات. مع ذلك، فهو فيتامين فقط للثدييات العاشبة التي تمتلك الإنزيم اللازم لتحويل الكاروتينات التي تحتوي على بيتا-أيونون إلى ريتينال (تفتقر بعض الحيوانات اللاحمة إلى هذا الإنزيم). في الأنواع الأخرى غير الثدييات، قد تتحول بعض الزانثوفيل إلى نظائر ريتينال مهدرجة تعمل مباشرة في الرؤية. على سبيل المثال، باستثناء بعض أنواع الذباب، تستخدم معظم الحشرات النظير R المشتق من الزانثوفيل لـ 3-هيدروكسي ريتينال للأنشطة البصرية، مما يعني أن β- كريبتوكسانثين والزانثوفيلات الأخرى (مثل اللوتين والزياكسانثين) قد تعمل كأشكال من "فيتامين أ" البصري بالنسبة لها، في حين أن الكاروتينات (مثل بيتا كاروتين) لا تفعل ذلك.

تتضمن دورة الزانثوفيل إزالة مجموعات الإيبوكسي من الزانثوفيلات (مثل فيولاكسانثين ، وأنثيراكسانثين ، وديادينوكسانثين ) بواسطة الإنزيمات، لتكوين ما يُسمى بالزانثوفيلات منزوعة الإيبوكسي (مثل دياتوكسانثين ، وزياكسانثين ). وقد وُجد أن هذه الدورات الإنزيمية تلعب دورًا محوريًا في تحفيز تبديد الطاقة داخل بروتينات هوائيات حصاد الضوء عن طريق التخميد غير الضوئي - وهي آلية لتقليل كمية الطاقة التي تصل إلى مراكز التفاعل الضوئي. يُعد التخميد غير الضوئي أحد الطرق الرئيسية للحماية من التثبيط الضوئي . ^{[ 3 ]} في النباتات الراقية، توجد ثلاثة أصباغ كاروتينويدية نشطة في دورة الزانثوفيل: فيولاكسانثين، وأنثيراكسانثين، وزياكسانثين. أثناء التعرض للضوء، يتحول الفايولاكسانثين، أي يُختزل، إلى زياكسانثين عبر وسيط الأنثيراكسانثين، الذي يؤدي دورًا مباشرًا في الحماية الضوئية، حيث يعمل كمضاد للأكسدة يحمي الدهون ، ويحفز إخماد الضوء غير الضوئي داخل البروتينات الحاصدة للضوء. يتم هذا التحويل للفايولاكسانثين إلى زياكسانثين بواسطة إنزيم فيولاكسانثين دي-إيبوكسيداز ( EC 1.23.5.1 )، بينما يتم التفاعل العكسي، أي الأكسدة، بواسطة زياكسانثين إيبوكسيداز ( EC 1.14.15.21 ). ^{[ 4 ]}

في الدياتومات والسوطيات الدوارة ، تتكون دورة الزانثوفيل من صبغة الديادينوكسانثين ، التي تتحول إلى دياتوكسانثين (في الدياتومات) أو دينوكسانثين (في السوطيات الدوارة) في ظل ظروف الإضاءة العالية. ^{[ 5 ]}

وجد رايت وآخرون (فبراير 2011) أن "الزيادة في الزياكسانثين تتجاوز على ما يبدو الانخفاض في الفيولاكسانثين في السبانخ"، وعلقوا بأن هذا التباين يمكن تفسيره بـ"تخليق الزياكسانثين من بيتا كاروتين"، إلا أنهم أشاروا إلى ضرورة إجراء المزيد من الدراسات لاستكشاف هذه الفرضية. ^{[ 6 ]}

توجد الزانثوفيل في جميع الأوراق الصغيرة وفي الأوراق المُصفرّة . ومن الأمثلة الأخرى على المصادر الغنية بها البابايا والخوخ والبرقوق والكوسا ، التي تحتوي على إسترات اللوتين. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} يحتوي الكرنب على حوالي 18 ملغ من اللوتين والزياكسانثين لكل 100 غرام، والسبانخ على حوالي 11 ملغ/100 غرام، والبقدونس على حوالي 6 ملغ/100 غرام، والبازلاء على حوالي 3 ملغ/110 غرام، والكوسا على حوالي 2 ملغ/100 غرام، والفستق على حوالي 1 ملغ/100 غرام. ^{[ 10 ]}      

• Demmig-Adams, B & WW Adams, 2006. الحماية الضوئية في سياق بيئي: التعقيد الملحوظ لتبديد الطاقة الحرارية، عالم النبات الجديد، 172: 11-21.

• الزانثوفيل في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب