Le Prince du Lac

Le bêta-carotène est un pigment rouge orangé de la famille des caroténoïdes, elle-même rangée parmi les terpènes. C’est avant tout une provitamine A : l’organisme humain sait le transformer en vitamine A. Sur ce site, il est cité dans 52 fiches de plantes.

I. Sa formule

Sa formule brute est C₄₀H₅₆, pour une masse molaire de 536,89 g/mol : la molécule ne contient que du carbone et de l’hydrogène. Elle se présente comme une longue chaîne terminée à chaque bout par un cycle de six atomes. Tout le long de cette chaîne alternent des liaisons simples et des liaisons doubles, onze liaisons doubles au total en comptant celles des deux cycles. La molécule est symétrique. Chez les mammifères, dont l’être humain, une enzyme appelée BCO1 la coupe exactement en son milieu, et chaque moitié donne du rétinal, l’une des formes de la vitamine A : c’est ce qui fait du bêta-carotène une provitamine.

La formule dessinée ci-contre, celle de la forme dite « tout-trans », a été tracée par ordinateur à partir de la description officielle de la molécule, et non dessinée à la main : chaque liaison y est exacte.

II. Ce qu’il fait dans la plante

Chez la plante, les caroténoïdes remplissent plusieurs fonctions : ils protègent l’appareil de la photosynthèse contre l’excès de lumière, ils colorent certains organes, et ils servent de matière première à des hormones végétales, dont l’acide abscissique et les strigolactones. Le bêta-carotène tient une place particulière dans la première de ces tâches. Lorsque la lumière est trop forte ou que la plante souffre, le cœur de la photosynthèse produit de l’oxygène singulet, une forme de l’oxygène très réactive, considérée comme la première cause des dégâts que la lumière inflige aux feuilles. Deux molécules de bêta-carotène sont placées précisément à cet endroit. Elles sont les premières cibles de cet oxygène et s’oxydent à son contact.

La plante tire parti de cette oxydation. Les fragments issus du bêta-carotène oxydé agissent comme des signaux d’alerte : ils modifient l’activité de nombreux gènes et mettent en route les défenses de la plante contre le stress. Les chercheurs qui étudient ce mécanisme y voient un véritable capteur, qui permet à la feuille de percevoir l’excès de lumière et d’y répondre.

III. Où on le trouve et ce que l’on en absorbe

D’après l’ANSES, l’Agence nationale de sécurité sanitaire, les aliments les plus riches en bêta-carotène sont la carotte, la patate douce, les légumes à feuilles vertes, la mangue et le melon. Il résiste bien mieux à la conservation que la vitamine C : dans une étude sur des feuilles de chénopode blanc et de fenugrec gardées un à deux jours, il n’a perdu que 0 à 3 %, au réfrigérateur comme à 30 °C, alors que la vitamine C en perdait 45 à 67 % à 30 °C.

Ce que l’organisme en retire est très variable. Une revue de 2012 indique que l’on absorbe entre 5 et 65 % du bêta-carotène des végétaux, selon la manière dont il est enfermé dans l’aliment, la préparation, la quantité de matière grasse et de fibres du repas, l’état des réserves en vitamine A et même certaines particularités génétiques. Il faut, selon les aliments, de 3,8 à 28 mg de bêta-carotène pour obtenir 1 mg de vitamine A, et plutôt 10 à 28 mg pour des légumes. Pour ses calculs, l’ANSES retient une valeur moyenne de 12 pour 1.

IV. Ce que l’on sait chez l’être humain

L’être humain ne fabrique pas de caroténoïdes : il les trouve dans son alimentation. Une fois transformé en vitamine A, le bêta-carotène participe, selon l’ANSES, à la vision au crépuscule, au fonctionnement du système immunitaire et à la formation des muqueuses, notamment celle de l’œil. Dans des pays en développement, fournir aux femmes et aux enfants des fruits et des légumes riches en bêta-carotène a amélioré leur statut en vitamine A.

L’histoire du bêta-carotène isolé est plus instructive encore. Les études d’observation avaient associé les régimes riches en fruits et légumes pourvus de caroténoïdes à un moindre risque de cancer du poumon. On a donc voulu vérifier si la molécule seule, en gélule, reproduisait cet effet. En Finlande, un grand essai a donné 20 mg de bêta-carotène par jour pendant cinq à huit ans à des fumeurs âgés de 50 à 69 ans. Parmi les 29 133 hommes de l’essai, ceux qui recevaient le bêta-carotène ont eu 18 % de cancers du poumon en plus, et leur mortalité totale a été supérieure de 8 %. Une méta-analyse de 2010, qui réunit neuf essais, conclut que le bêta-carotène isolé n’a montré d’effet protecteur contre aucun cancer, et qu’à la dose de 20 à 30 mg par jour, il augmente le risque de cancer du poumon et de l’estomac, en particulier chez les fumeurs et les travailleurs exposés à l’amiante.

Ces résultats ne disent rien de la carotte ni des plantes sauvages. Ils portent sur une molécule isolée, prise à des doses élevées. L’ANSES note d’ailleurs que cet effet chez les fumeurs ne semble pas lié à l’activité de provitamine A du bêta-carotène.

V. Précautions

Consommé dans les fruits, les légumes et les plantes, le bêta-carotène fait partie de l’alimentation humaine de toujours. Une consommation très abondante peut colorer la peau en jaune orangé, surtout sur les zones épaisses comme la paume des mains ; une revue d’une centaine de cas décrit une coloration qui a duré de quatorze jours à quatre ans et demi. Les réserves sérieuses concernent le complément isolé à forte dose, que les travaux cités ici déconseillent tout particulièrement aux fumeurs et aux personnes exposées à l’amiante. L’ANSES estime que les données sont insuffisantes pour fixer une limite supérieure de sécurité. Une personne qui envisage un complément doit en parler à son médecin.

Les plantes du site qui en contiennent

Cette liste reprend les fiches du site qui citent ce composé dans la composition de la plante. Si le texte ci-dessus contredit l’une d’elles, c’est lui qui fait foi : la fiche sera revue.

Les 52 fiches qui citent la Bêta-carotène sont rangées ci-dessous par famille. Chaque nom mène à la fiche de la plante.

Amaranthacées — Chénopode blanc, Chénopode bon-henri.

Amaryllidacées — Ciboulette.

Apiacées — Aneth odorant, Carotte, Carotte sauvage, Cerfeuil commun, Persil.

Arécacées — Palmier nain.

Asphodélacées — Aloe vera.

Astéracées — Souci officinal.

Brassicacées — Barbarée commune, Cardamine hérissée, Chou sauvage, Cresson de fontaine, Diplotaxis à feuilles étroites, Diplotaxis fausse roquette.

Campanulacées — Raiponce en épi, Raiponce orbiculaire.

Caprifoliacées — Chèvrefeuille des alpes.

Cucurbitacées — Jiaogulan, Pastèque sauvage.

Ericacées — Arbousier.

Éléagnacées — Argousier.

Fucacées — Fucus vésiculeux.

Lamiacées — Basilic commun.

Moracées — Figuier commun.

Moringacées — Moringa.

Plantaginacées — Plantain moyen.

Poacées — Blé dur, Brize intermédiaire.

Polygonacées — Oseille commune, Patience à feuilles obtuses.

Portulacacées — Claytonie perfoliée, Pourpier potager.

Rosacées — Abricotier, Églantier, Rosier des champs, Rosier pimprenelle, Sorbier des oiseleurs, Sorbier domestique.

Solanacées — Coqueret alkékenge, Coqueret du pérou, Morelle jaune, Piment, Tomate.

Tropaeolacées — Capucine.

Urticacées — Grande ortie.

Valérianacées — Mâche à fruits hérissés, Mâche à fruits lisses, Mâche à fruits sillonnés.

Vitacées — Vigne rouge.

Sources

• Wikidata, entrée Q306135 « bêta-carotène » (formule brute, identifiant PubChem 5280489, clé InChI OENHQHLEOONYIE-JLTXGRSLSA-N) ; formule développée et masse molaire calculées avec RDKit à partir de la structure publiée.
• Morelli L., Rodriguez-Concepcion M., « Open avenues for carotenoid biofortification of plant tissues », Plant Communications, 2023, 4(1), 100466. PMID 36303429.
• D’Alessandro S., Havaux M., « Sensing β-carotene oxidation in photosystem II to master plant stress tolerance », New Phytologist, 2019, 223(4), 1776-1783. PMID 31090944.
• Harrison E.H., Kopec R.E., « Enzymology of vertebrate carotenoid oxygenases », Biochimica et Biophysica Acta. Molecular and Cell Biology of Lipids, 2020, 1865(11), 158653. PMID 32035229.
• ANSES, « Les références nutritionnelles en vitamines et minéraux », avis et rapport d’expertise collective, saisine n° 2018-SA-0238, mars 2021, chapitre 2.2.1 « Vitamine A », p. 23-28.
• Haskell M.J., « The challenge to reach nutritional adequacy for vitamin A: β-carotene bioavailability and conversion — evidence in humans », American Journal of Clinical Nutrition, 2012, 96(5), 1193S-1203S. PMID 23053560.
• Yadav S.K., Sehgal S., « Effect of home processing and storage on ascorbic acid and beta-carotene content of Bathua (Chenopodium album) and fenugreek (Trigonella foenum graecum) leaves », Plant Foods for Human Nutrition, 1997, 50(3), 239-247. PMID 9373874.
• The 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 », New England Journal of Medicine, 1994, 330(15), 1029-1035. PMID 8127329.
• Druesne-Pecollo N., Latino-Martel P., Norat T., Barrandon E. et coll., « Beta-carotene supplementation and cancer risk: a systematic review and metaanalysis of randomized controlled trials », International Journal of Cancer, 2010, 127(1), 172-184. PMID 19876916.
• Kapsetaki M.E., « Diet-induced carotenodermia: a literature review », International Journal of Dermatology, 2024, 63(2), 161-168. PMID 37916485.