β-胡萝卜素的生理功能
维生素A的重要来源
β-胡萝卜素，摄入人体消化器官后，可以转化成维生素A，是较安全补充维生素A的产品（单纯补充化学合成维生素A，过量时会使人中毒）。它可以维持眼睛和皮肤的健康，改善夜盲症、皮肤粗糙的状况，有助于身体免受自由基的伤害。
1919年Steenkbock发现β-胡萝卜素可能具有维生素A活性。1928年发现一分子的β-胡萝卜素在体内酶的作用下可转变为二分子的维生素A，且在食物中含量最丰富，因而被认为是人体维生素A的主要来源。Moore（1929）通过实验发现，缺乏VA的大鼠补饲β-胡萝卜素后能显著提高体内V A水平，从而证实了β-胡萝卜素能在体内酶的作用下转化为维生素A，发挥维生素A的作用，所以又称维生素A原。该转化酶能在体内VA缺乏时将β-胡萝卜素转化为VA，当体内VA增加到需要量时，酶即停止转化，从而通过酶的自动控制来维持体内VA的需要。全世界，特别是发展中国家人体所需的VA60%-70%来源于β-胡萝卜素。此外，VA是合成糖蛋白的载体，糖蛋白是细胞的重要结构物质，尤其是上皮细胞，如果缺少糖蛋白将对眼、呼吸道、消化道、泌尿道及生殖器官产生影响。免疫球蛋白也是一种糖蛋白，VA缺乏将会影响抗体的形成。因此，VA对保证正常的生长和发育及抗感染具有重要作用。
抗氧化作用
β-胡萝卜素的抗氧化性主要表现为它具有清除自由基的能力。β-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，易被氧化，从而保护机体不被破坏。生物体中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发生，β-胡萝卜素的存在可减少脂质过氧化。因此，类胡萝卜素可以清除自由基以及淬灭单线态氧的活性受到了普遍的关注。
在人体正常的新陈代谢过程中也会产生活性氧，活性氧具有不稳定性和高能水平，可将能量迅速传递给其它分子而产生自由基。自由基由于含有不成对的电子，所以性质异常活跃，它可损伤核酸、蛋白质、细胞膜、细胞，导致细胞突变或死亡，从而引起人体早衰。日益增加的证据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。例如心血管疾患的发病机理之一是低密度脂蛋白的氧化损伤而导致的；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β-胡萝卜素具有多个双键是一种有效的抗氧化剂，能传递高能量从而使活性氧变成稳定的氧分子。现已知1分子β-胡萝卜素可抑制1000个分子的活性氧，同时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，从而减少它对细胞的损伤。马爱国在探讨抗氧化营养对DNA氧化损伤保护作用时，经实验发现连续服用β-胡萝卜素、维生素E和维生素C，可显著降低由过氧化氢诱发DNA的损伤。
建立在以人口为基础的研究表明：人如果每日吃四份或更多富含β-胡萝卜素的水果和蔬菜，那么他们患心脏病或癌症的机率会更低。然而有趣的是，其他的研究却指出刻意补充β-胡萝卜素的人实际上更有可能患上此类疾病。研究人员认为，健康、合理、营养丰富的饮食比单一地补充β-胡萝卜素将更有效。
促进细胞缝隙间连接交流
细胞间形成的间隙连接使细胞质相互沟通，通过交换小分子来调节代谢反应。早在1958年，人们已观察到这一结果，现已清楚间隙连接的基本单位是连接子，每个连接子由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连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等发现β-胡萝卜素和其它类胡萝卜素可加强细胞间隙连接的交流能力。
其他功能
有研究表明高剂量的β-胡萝卜素会减少人们对太阳的敏感度，尤其对那些由于被太阳暴晒而引起皮肤病（例如： erythropoietic protoporphyria红细胞生成性原卟啉病，一种暴露在日光下而引起寻麻疹或湿疹的病症）的人特别有帮助。他们可以在保健专业人士适当的指导下，有针对性地补充β-胡萝卜素，他们的症状可在大约数个星期后慢慢地得到改善。 在临床应用方面，研究证实口服β-胡萝卜素发生光敏性红斑者数量明显减少。
最近还有研究证明，β-胡萝卜素添加到动物食品中作为饲料添加剂对动物具有一定的特异功能。如在用不含β-胡萝卜素饲料喂养的母牛时，经常观察到“无症状”的发热，以及延期排卵，卵泡囊肿，拖延和减少黄体的形成，严重时，可导致繁殖障碍，胎盘停滞。所有的这些症状均可通过在饲料中添加β-胡萝卜素而加以纠正；吃了富含β-胡萝卜素饲料的产蛋鸡可提高产蛋率，且蛋黄颜色加深，这是因为鸡能把未水解为VA的过量β-胡萝卜素储备起来。
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