カロテノイド(CARs)の抗/プロ酸化特性に関連する分子メカニズムについて、有機溶媒、微小不均一環境、モデル脂質膜、および細胞懸濁液中で説明する。一重項酸素は皮膚や眼において重要であり、CARは効率的な一重項酸素(SO)クエンチャーであり、拡散制御に近い速度定数(典型的には約1010 M-1 s-1)を示し、リコピン(LYC)は有機溶媒中で最も効率的なクエンチングを示す。しかし、膜環境では、食餌性CAR間の消光効率にほとんど差はない。さらに、CAR、特に黄斑部（ルテインとゼアキサンチン）の凝集は、SOの消光効率を著しく低下させる。フリーラジカルとCARとの相互作用は、少なくとも3つのプロセス、電子移動、水素原子移動、付加物形成につながる。最も研究されているのは、CARが電子を失ってラジカルカチオンとなる電子移動である。このようなCARラジカルの反応性／寿命は、CARの抗酸化的挙動から抗酸化的挙動への転換につながる可能性がある。これらの反応はCARの酸化還元電位と関連しており、LYCが最も低い（最も酸化されやすい）ため、LYCは他の全てのCARラジカル陽イオンを還元/修復することができ、CARの混合物が酸化的環境に存在する場合にはLYCは「犠牲」となる。このような酸化還元制御反応は、健康に有益な効果だけでなく、有害な効果ももたらす可能性がある。
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