Витамин а (антиксерофтальмический)

ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

ВИТАМИН А (АНТИКСЕРОФТАЛЬМИЧЕСКИЙ)

Строение. Функции витамина А в организме выполняют ретинол, ретиналь и ретиноевая кислота, которые представляют собой производные b-ионона с изопреноидной боковой цепью и различными терминальными функциональными группами.

b-иононовое кольцо изопреноидная цепь

R₁=СН₂ОН – ретинол, R₂=СНО – ретиналь, R₃=СООН – ретиноевая кислота

Рис.2.1. Структура витамина А

Источники. Витамин А содержится только в продуктах животного происхождения. Его пищевыми источниками являются сливочное масло, яичный желток, печень (особенно много его в печени рыб и морских животных). В пищевых продуктах витамин присутствует в виде своего эфира ретинилпальмитата. Важными источниками витамина А являются каротиноиды. В клетках слизистой кишечника часть пищевых каротиноидов превращаются в витамин А. Наибольшей активностью среди них обладает b-каротин, который состоит из двух молекул ретиналя, соединенных альдегидными концами их углеводородных цепей. При его расщеплении образуются две молекулы ретиналя. Примерно только 1/6 часть пищевого b-каротина метаболизируется в витамин А. Наиболее богаты им морковь, щавель, шпинат, красный перец, рябина красноплодная и желтые фрукты.

Рис.2.2. Структура b-каротина с указанием точки оксидативного расщепления.

Метаболизм и функции. Эфиры ретинола, растворенные в пищевом жире, эмульгируются желчными кислотами, гидролизуются эстеразами поджелудочной железы и кишечника, а затем абсорбируются клетками эпителия кишечника. Нарушение желчеобразования или поступления ее в кишечник приводит к почти полному прекращению абсорбции витамина А. Часть всосавшегося b-каротина подвергается оксидативному расщеплению b-каротин-диоксигеназой. Это расщепление требует одной молекулы кислорода и приводит к образованию 2 молекул ретиналя. Другая часть b-каротина усваивается в неизменном виде.

В клетках слизистой кишечника ретиналь восстанавливается в ретинол специфической ретинальредуктазой с использованием НАДФН. Небольшая часть ретиналя окисляется до ретиноевой кислоты. Ретинол подвергается этерификации насыщенными жирными кислотами и включается в хиломикроны. Ремнантные (выпотрошенные) хиломикроны поглощаются печенью вместе с содержащимся в них ретинолом.

В печени витамин А сохраняется в этерифицированной форме в липоцитах. При адекватном питании запасы витамина А в среднем составляют 150–200 мг. Эти количества теоретически способны обеспечить адекватное снабжение организма витамином в течение 100–120 дней. Для транспорта в ткани эфиры витамина гидролизуются, связываются с ретинолсвязывающим белком и секретируются в плазму, где к комплексу присоединяется транстиретин (преальбумин). Возникший тройной комплекс является специфической транспортной формой ретинола. Ретиноевая кислота транспортируется в плазме в комплексе с альбуминами. Внутри внепеченочных клеток ретинол связывается клеточным ретинолсвязывающим белком. Токсичность витамина А проявляется в тех случаях, когда его количество становится больше емкости ретинолсвязывающего белка и клетки экспонируются свободному ретинолу. Это может происходить при избыточном потреблении продуктов, богатых витамином А или витаминных препаратов. Ретинол и ретиналь могут взаимно превращаться друг в друга в присутствии НАД- и НАДФ - зависимой дегидрогеназы, имеющейся во многих тканях.

Ретиноевая кислота не может превращаться ни в ретинол, ни в ретиналь, но может из них образовываться.

Витамин А из организма выделяется в виде комплексных соединений с глюкуроновой кислотой.

Функции витамина. Каждая из указанных выше форм витамина А наделена собственной функцией. Ретиноевая кислота может поддерживать рост и дифференцировку тканей, но не способна заменить ретиналь, необходимый для осуществления акта сумеречного зрения, а также ретинол, поддерживающий функцию репродуктивной системы. Можно считать доказанным участие ретиноевой кислоты в промотировании роста и дифференцировки тканей. Эта функция связана с участием в синтезе гликопротеинов и гликозамингликанов, так как ретиноевый фосфат функционирует как переносчик олигосахаридов через бислой мембран. Недостаточность витамина А ведет к накоплению низко-молекулярных олигосахаридлипидов - интермедиатов гликопротеинового синтеза.

Ретинол, включаясь в состав клеточного ретинолсвязы-вающего белка транспортируется в ядро, где вовлекается в контроль экспрессии определенных генов. Этот аспект действия ретинола сходен со стероидными гормонами, и, по-видимому, вовлечен в поддержание функции репродуктивной системы, иммунологического и гематологического статуса, клеточной пролиферации.

Наиболее детально изучено участие ретиналя в акте зрения, в котором необходим 11-цис-ретиналь – компонент светочувствительных пигментов сетчатки глаза. Сетчатка человека имеет два типа клеток: колбочки и палочки. Палочки реагируют на освещение низкой интенсивности, колбочки на достаточно сильное освещение.

В палочках содержится зрительный пигмент родопсин, в колбочках находится иодопсин. Оба пигмента являются белками с 11-цис-ретиналем в качестве простетической группы. Как следует из схемы (рис. 2.3), кванты света вызывают в родопсине изомеризацию 11-цис-ретиналя в транс-ретиналь, после чего происходит распад пигмента через ряд промежуточных продуктов на опсин и транс-ретиналь, представляющий собой неактивную форму ретиналя. Пигменты встроены в мембраны светочувствительных клеток сетчатки, поэтому фотоизомеризация ретиналя вызывает местную деполяризацию мембраны. Это приводит к возникновению электрического импульса, который распространяется по нервному волокну.

Рис.2.3. Превращения витамина А в процессе зрительного акта.

Далее происходит регенерация исходного пигмента путем частичного превращения транс-ретиналя в активный цис-ретиналь на свету (показано на схеме стрелкой). Основная часть транс-ретиналя восстанавливается в транс-ретинол, который изомеризуется в 11-цис-ретинол. Последний окисляется под действием алкогольдегидрогеназы в 11-цис-ретиналь. Цис-форма в темноте образует с опсином родопсин. Отсутствие регенерации родопсина приводит к ослаблению сумеречного зрения (куриной слепоте).

b-каротин выполняет самостоятельную функцию антиоксиданта, действующего как ловушка свободных радикалов в липидной фазе.

Дозы витамина А принято выражать в МЕ (3300 МЕ равны 1 мг витамина А) или ретиноловых эквивалентах (1 RE равен 1 мкг ретинола или 6 мкг b-каротина).

Суточная потребность в витамине А повышена у спортсменов тех видов спорта, которые связаны с напряжением зрения.