Το λυκοπένιο (βλέπε χημική δομή), ένα καροτενοειδές στην ίδια οικογένεια με το β-καροτένιο, είναι αυτό που δίνει στο κόκκινο χρώμα τις ντομάτες, το ροζ γκρέιπφρουτ, τα βερίκοκα, τα κόκκινα πορτοκάλια, το καρπούζι, τα τριαντάφυλλα και τη γκουάβα. Το λυκοπένιο δεν είναι απλώς μια χρωστική ουσία. Είναι ένα ισχυρό αντιοξειδωτικό που έχει αποδειχθεί ότι εξουδετερώνει ελεύθερες ρίζες, ειδικά αυτά που προέρχονται από οξυγόνο, παρέχοντας έτσι προστασία έναντι του καρκίνου του προστάτη, του καρκίνου του μαστού, της αθηροσκλήρωσης και της σχετικής στεφανιαίας νόσου. Μειώνει την οξείδωση LDL (λιποπρωτεΐνη χαμηλής πυκνότητας) και βοηθά στη μείωση των επιπέδων χοληστερόλης στο αίμα. Επιπλέον, η προκαταρκτική έρευνα δείχνει ότι το λυκοπένιο μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο εκφυλιστικής νόσου της ωχράς κηλίδας, οξείδωσης λιπιδίων στον ορό και καρκίνων του πνεύμονα, της ουροδόχου κύστης, του τραχήλου και του δέρματος. Οι χημικές ιδιότητες του λυκοπενίου που είναι υπεύθυνες για αυτές τις προστατευτικές δράσεις είναι καλά τεκμηριωμένες.
Το λυκοπένιο είναι ένα φυτοχημικό, που συντίθεται από φυτά και μικροοργανισμούς αλλά όχι από ζώα. Είναι ένα ακυκλικό ισομερές β-καροτένιο. Αυτός ο πολύ ακόρεστος υδρογονάνθρακας περιέχει 11 συζευγμένους και 2 μη συζευγμένους διπλούς δεσμούς, καθιστώντας τον μακρύτερο από οποιοδήποτε άλλο καροτενοειδές. Ως πολυένιο, υφίσταται ισομερισμό cis-trans που προκαλείται από φως, θερμική ενέργεια και χημικές αντιδράσεις. Το λυκοπένιο που λαμβάνεται από φυτά τείνει να υπάρχει σε διαμόρφωση all-trans, την πιο θερμοδυναμικά σταθερή μορφή. Οι άνθρωποι δεν μπορούν να παράγουν λυκοπένιο και πρέπει να καταναλώνουν φρούτα, να απορροφούν το λυκοπένιο και να το επεξεργάζονται για χρήση στο σώμα. Στο ανθρώπινο πλάσμα, το λυκοπένιο υπάρχει ως ισομερές μείγμα, με 50% ως ισομερή cis.
Αν και είναι περισσότερο γνωστό ως αντιοξειδωτικό, τόσο οξειδωτικοί όσο και μη οξειδωτικοί μηχανισμοί εμπλέκονται στη βιοπροστατευτική δραστηριότητα του λυκοπενίου. ο διατροφικά Οι δραστηριότητες των καροτενοειδών όπως το β-καροτένιο σχετίζονται με την ικανότητά τους να σχηματίζουν βιταμίνη Α στο σώμα. Δεδομένου ότι το λυκοπένιο στερείται δομής δακτυλίου β-ιοντόνης, δεν μπορεί να σχηματίσει βιταμίνη Α και οι βιολογικές επιδράσεις του στον άνθρωπο έχουν αποδοθεί σε μηχανισμούς διαφορετικούς από τη βιταμίνη Α. Η διαμόρφωση του Lycopene του επιτρέπει να απενεργοποιεί τις ελεύθερες ρίζες. Επειδή οι ελεύθερες ρίζες είναι ηλεκτροχημικά ανισορροπημένα μόρια, είναι πολύ επιθετικές, έτοιμες να αντιδράσουν με τα κυτταρικά συστατικά και να προκαλέσουν μόνιμη βλάβη. Οι ελεύθερες ρίζες που προέρχονται από οξυγόνο είναι τα πιο αντιδραστικά είδη. Αυτές οι τοξικές χημικές ουσίες σχηματίζονται φυσικά ως υποπροϊόντα κατά τη διάρκεια του οξειδωτικού κυτταρικού μεταβολισμού. Ως αντιοξειδωτικό, το λυκοπένιο έχει απλή ικανότητα απόσβεσης οξυγόνου δύο φορές υψηλότερο από αυτό του βήτα-καροτενίου (σχετική με βιταμίνη Α) και δέκα φορές υψηλότερη από εκείνη της άλφα-τοκοφερόλης (σχετική με βιταμίνη Ε). Μία μη οξειδωτική δράση είναι η ρύθμιση της επικοινωνίας διακένου μεταξύ των κυττάρων. Το λυκοπένιο συμμετέχει σε ένα πλήθος χημικών αντιδράσεων που υποτίθεται ότι προλαμβάνουν την καρκινογένεση και την αθηρογένεση προστατεύοντας κρίσιμα κυτταρικά βιομόρια, συμπεριλαμβανομένων λιπιδίων, πρωτεϊνών και DNA.
Το λυκοπένιο είναι το πιο κυρίαρχο καροτενοειδές στο ανθρώπινο πλάσμα, που υπάρχει φυσικά σε μεγαλύτερες ποσότητες από το β-καροτένιο και άλλα διατροφικά καροτενοειδή. Αυτό δείχνει ίσως τη μεγαλύτερη βιολογική του σημασία στο ανθρώπινο αμυντικό σύστημα. Το επίπεδό του επηρεάζεται από διάφορους βιολογικούς και τρόπους ζωής. Λόγω της λιπόφιλης φύσης του, το λυκοπένιο συγκεντρώνεται σε κλάσματα λιποπρωτεΐνης χαμηλής και πολύ χαμηλής πυκνότητας του ορού. Το λυκοπένιο βρίσκεται επίσης να συγκεντρώνεται στα επινεφρίδια, στο ήπαρ, στους όρχεις και στον προστάτη. Ωστόσο, σε αντίθεση με άλλα καροτενοειδή, τα επίπεδα λυκοπενίου στον ορό ή τους ιστούς δεν συσχετίζονται καλά με τη συνολική πρόσληψη φρούτων και λαχανικών.
Η έρευνα δείχνει ότι το λυκοπένιο μπορεί να απορροφηθεί αποτελεσματικότερα από τον οργανισμό μετά την επεξεργασία του σε χυμό, σάλτσα, πάστα ή κέτσαπ. Στα φρέσκα φρούτα, το λυκοπένιο περικλείεται στον ιστό των φρούτων. Επομένως, απορροφάται μόνο ένα μέρος του λυκοπενίου που υπάρχει σε φρέσκα φρούτα. Η επεξεργασία φρούτων καθιστά το λυκοπένιο πιο βιοδιαθέσιμο αυξάνοντας την επιφάνεια που είναι διαθέσιμη για πέψη. Το πιο σημαντικό, η χημική μορφή του λυκοπενίου μεταβάλλεται από τις μεταβολές της θερμοκρασίας που εμπλέκονται στην επεξεργασία, ώστε να απορροφάται πιο εύκολα από το σώμα. Επίσης, επειδή το λυκοπένιο είναι λιποδιαλυτό (όπως και οι βιταμίνες, Α, Δ, Ε και β-καροτένιο), η απορρόφηση στους ιστούς βελτιώνεται όταν προστίθεται λάδι στη διατροφή. Αν και το λυκοπένιο διατίθεται σε μορφή συμπληρώματος, είναι πιθανό να υπάρχει συνεργιστικό αποτέλεσμα όταν είναι αντλείται από ολόκληρο τον καρπό, αντίθετα, όπου άλλα συστατικά του καρπού ενισχύουν τα λυκοπένια αποτελεσματικότητα.