番茄红素对心血管系统的保护作用主要体现在以下几个方面：
调节血脂
降低胆固醇和甘油三酯水平：
番茄红素可以通过影响脂质代谢相关基因的表达和酶的活性，来调节体内脂质的合成、转运和代谢过程。研究表明，它能够抑制肝脏中脂肪酸合成酶的活性，减少脂肪酸的合成，从而降低血液中甘油三酯的含量。同时，番茄红素还能促进胆固醇逆向转运，将沉积在血管壁等组织中的胆固醇转运到肝脏进行代谢和排出，降低血液中总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）的水平，增加高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）的含量，有助于维持血脂平衡。
抑制脂质过氧化：血液中的 LDL-C 容易被氧化成氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL），而 ox-LDL 具有很强的致动脉粥样硬化作用。番茄红素强大的抗氧化能力可以阻止 LDL-C 的氧化修饰，减少 ox-LDL 的形成，从而降低了脂质过氧化对血管内皮细胞的损伤，保护血管的正常功能。
保护血管内皮细胞
减少氧化应激损伤：血管内皮细胞在维持血管的正常生理功能中起着关键作用。在正常生理状态下，血管内皮细胞能够合成和释放一氧化氮（NO）等血管活性物质，调节血管的舒张和收缩。然而，在氧化应激等病理条件下，内皮细胞会受到损伤，导致 NO 合成减少，血管舒张功能受损。番茄红素可以清除血管内皮细胞内的自由基，减轻氧化应激反应，维持细胞内氧化还原平衡，保护内皮细胞的正常功能，促进 NO 的正常合成和释放，使血管保持良好的舒张状态，有助于稳定血压，减少心血管疾病的发生风险。
抑制炎症反应：炎症反应在血管内皮细胞损伤和动脉粥样硬化的发生发展过程中起着重要作用。番茄红素可以通过抑制核转录因子 κB（NF-κB）等炎症信号通路的激活，减少炎症细胞因子如白细胞介素 - 6（IL-6）、C 反应蛋白（CRP）等的产生和释放，降低血管壁的炎症反应，减轻炎症对血管内皮细胞的损伤，维持血管内皮的完整性和正常功能。
抑制血小板聚集
调节血小板功能：血小板聚集是血栓形成的关键环节之一。番茄红素可以通过调节血小板内的信号传导通路，抑制血小板的活化和聚集。它能够降低血小板内钙离子浓度，抑制磷脂酶 C 等信号分子的活性，减少血小板释放血栓素 A2 等促凝物质，从而降低血小板的聚集能力，防止血栓形成，降低心肌梗死、脑卒中等心血管疾病的发生风险。
改善血液流变学特性：番茄红素还可以通过降低血液的黏稠度，改善血液的流动性，减少血液在血管内的瘀滞，进一步降低血栓形成的可能性，对心血管系统起到保护作用。