Vitamin naziv je koji se daje prirodnim i sintetičkim spojevima s kemijski sličnom strukturom, ali različitom biološkom aktivnošću. Zajedničko povjerenstvo za biokemijsku nomenklaturu IUPAC-IUB predložilo je jedinstvenu nomenklaturu na temelju kemijskih sličnosti (1982). Prema tome, vitamina je opći izraz za spojeve koji to nisu karotenoidi i imaju biološku aktivnost retinola, vitamina alkohol. Ova je definicija pojma problematična s obzirom na ortomolekularno djelovanje, jer nemaju svi derivati vitamina A (derivati) potpunu aktivnost vitamina A. Iz tog razloga preporučuje se klasifikacija prema biološko-medicinskim aspektima. Prema njemu, naziv vitamin A odnosi se na spojeve koji imaju sve učinke vitamina. Ti spojevi uključuju retinol i retinil estere (estere masnih kiselina retinola), kao što su retinil acetat, palmitat i propionat, koji se mogu metabolizirati u mrežnicu i retinoičnu kiselinu, kao i karotenoidi s aktivnošću provitamina A, kao što je betakaroten. Retinoidi - prirodni i sintetski derivati retinoične kiseline - s druge strane, ne pokazuju punu aktivnost vitamina A jer se ne mogu metabolizirati u matičnu tvar retinol. Nemaju utjecaja na spermatogenezu (stvaranje sperma) ili na vizualni ciklus. Biološki učinak vitamina A izražava se u međunarodnim jedinicama (IU) i ekvivalentima retinola (RE):
- 1 IU vitamina A ekvivalentno je 0.3 µg retinola
- 1 RE odgovara 1 µg retinola 6 µg betakaroten 12 µg ostalo karotenoidi s učinkom provitamina A.
Međutim, pokazalo se da bioraspoloživost prehrambenih (dijetalnih) karotenoida s aktivnim vitaminom A i njihova biokonverzija (enzimska konverzija) u retinol prethodno su bili značajno precijenjeni. Prema nedavnim nalazima, karotenoidi provitamina A pokazuju samo 50% prethodno pretpostavljene aktivnosti retinola. Dakle, konverzijski faktor 6, koji je korišten za izračunavanje aktivnosti vitamina A u betakaroten, sada je ispravljeno prema gore. Sada se pretpostavlja da je 1 µg retinola.
- 12 µg beta-karotena.
- Odgovara 24 µg ostalih karotenoida s učinkom provitamina A.
Strukturna značajka vitamina A je polinezasićena struktura poliena, koja se sastoji od četiri izoprenoidne jedinice s konjugiranim dvostrukim vezama (kemijska strukturna značajka koja izmjenjuje jednostruku i dvostruku vezu). Bočni lanac izoprenoida pričvršćen je na beta-jononski prsten. Na kraju acikličkog dijela nalazi se funkcionalna skupina koja se može modificirati u organizmu. Dakle, esterifikacija (reakcija ravnoteže u kojoj an alkohol reagira s kiselinom) retinola sa masnih kiselina dovodi do retinila ester, i oksidacija retinola reverzibilno (reverzibilno) u mrežnicu (vitamin A aldehid), odnosno ireverzibilno (ireverzibilno) u retinoičnu kiselinu. I beta-jononski prsten i izoprenoidni lanac molekularni su preduvjeti za učinkovitost vitamina A. Promjene u prstenu i bočnom lancu s <15 C atoma, odnosno <2 metilne skupine, dovesti do smanjenja aktivnosti. Dakle, karotenoidi s an kisik-prsten koji nosi prsten ili nema strukturu prstena nema aktivnost vitamina A. Konverzija all-trans retinola u njegove cis izomere rezultira strukturnom promjenom, a povezana je i s nižom biološkom aktivnošću.
Sinteza
Vitamin A nalazi se isključivo u životinjskim i ljudskim organizmima. U tom je kontekstu uglavnom izveden iz razgradnje karotenoida koje ljudi, odnosno životinje, unose hranom. Pretvorba provitamina A odvija se u crijevima i u crijevima jetra. Decentralizirano cijepanje beta-karotena enzimom 15,15′-dioksigenaza - karotenaza - enterocita (stanica tankog crijeva) epitelijum) rezultira 8′-, 10′- ili 12′-beta-apokarotenom, ovisno o mjestu razgradnje (razgradnje) molekule, koja se daljnjom razgradnjom ili skraćivanjem lanca pretvara u mrežnicu. Nakon središnjeg cijepanja beta-karotena od strane jetra alkohol dehidrogenaza, dva molekule mrežnice se regeneriraju (formiraju). Mrežnica se naknadno može ili reducirati u biološki aktivan retinol - reverzibilan postupak - ili oksidirati u ireverzibilnu konverziju u retinoičnu kiselinu. Međutim, oksidacija mrežnice u retinoičnu kiselinu događa se u mnogo manjoj mjeri. Pretvorba beta-karotena i drugih provitamina A u retinol razlikuje se kod različitih vrsta i ovisi o prehrambenim karakteristikama koje utječu na crijevne apsorpcija i na pojedinačnu opskrbu vitaminom A. Približno ekvivalentni po učinku 1 μg all-trans-retinola su:
- 2 µg beta-karotena u mlijeko; 4 µg beta-karotena u mastima.
- 8 µg beta-karotena u homogeniziranoj mrkvi ili kuhanom povrću pripremljenom s masnoćom.
- 12 µg beta-karotena u kuhanoj, procijeđenoj mrkvi.
Apsorpcija
Kao i svi topivi u mastima vitamini, vitamin A se apsorbira (uzima) u gornjem dijelu tankog crijeva tijekom probave masti, tj. prisutnost prehrambenih masti kao prijenosnika lipofilnih (topivih u mastima) molekule, žučne kiseline otapati (povećati topivost) i oblikovati micele (tvoriti zrnca koja čine tvari topive u mastima prijenosnim u vodenoj otopini) i esteraze (probavni enzimi) za cijepanje retinil estera potrebno je za optimalnu crijevnu apsorpcija (apsorpcija kroz crijeva). Vitamin A apsorbira se bilo u obliku svog provitamina - obično beta-karotena - iz biljne hrane ili u obliku estera masnih kiselina - obično retinil palmitat - iz životinjskih proizvoda. Retinilski esteri se hidrolitički cijepaju (reakcijom sa voda) u lumenu crijeva pomoću holesterolesteraze (probavnog enzima). Retinol koji se oslobađa u ovom procesu doseže rubnu membranu četke sluznica stanice (stanice crijevne sluznice) kao komponenta miješanih micela i internalizira se (apsorbira iznutra) [1-4, 6, 9, 10]. The apsorpcija Stopa retinola kreće se od 70-90%, ovisno o literaturi, i uvelike ovisi o vrsti i količini masti koja se daje istovremeno. Dok je u fiziološkom (normalno za metabolizam) koncentracija opseg, apsorpcija retinola događa se u skladu s kinetikom zasićenja na energetski neovisan način koji odgovara pasivnoj difuziji posredovanoj nosačem, a farmakološke doze apsorbiraju se pasivnom difuzijom. U enterocitima (stanice tankog crijeva epitelijum), retinol je vezan za stanični protein koji veže retinol II (CRBPII) i esterificiran enzimi lecitin-retinol aciltransferaza (LRAT) i acil-CoA-retinol aciltransferaza (ARAT) s masnih kiselina, prvenstveno palmitinska kiselina. Nakon toga slijedi ugradnja (unos) retinil estera u hilomikrone (lipoproteini bogati lipidima), koji ulaze u perifernu Cirkulacija putem limfa a razgrađuju se na ostatke hilomikrona (ostaci hilomikrona s niskim udjelom masti).
Transport i raspodjela u tijelu
Tijekom prijevoza do jetra, retinil estere može u maloj mjeri uzeti enzim lipoprotein lipaza (LPL) u razna tkiva, na primjer, mišiće, masno tkivo i mliječnu žlijezdu. Međutim, većina esterificiranog retinola molekule ostaju u ostacima hilomikrona, koji se vežu za određene receptore (mjesta vezanja) u jetri. To rezultira unošenjem retinil estera u jetru i hidrolizom do retinola u lizosomima (stanične organele) parenhimskih stanica. U citoplazmi parenhimskih stanica retinol je vezan za stanični protein koji veže retinol (CRBP). Retinol vezan za CRBP može, s jedne strane, poslužiti kao kratkotrajno skladište u parenhimskim stanicama, može se funkcionalno koristiti ili metabolizirati, a s druge strane perizinusoidalne zvjezdaste stanice mogu dugoročno čuvati kao višak retinola ( zvjezdane ili Ito stanice koje pohranjuju masnoće; 5-15% stanica jetre) nakon esterifikacije - uglavnom palmitinskom kiselinom - kao retinil esteri. Retinilski esteri perisinusoidnih zvjezdastih stanica čine oko 50-80% ukupnog tjelesnog bazena vitamina A i oko 90% ukupne jetre koncentracija. Kapacitet skladišta zvjezdastih stanica gotovo je neograničen. Dakle, čak i s kronično visokim unosom, ove stanice mogu zadržati mnogo puta veću količinu od uobičajene količine. Zdrave odrasle osobe imaju prosjek koncentracija retinil estera od 100-300 µg i djece od 20-100 µg po g jetre. Poluvrijeme retinil estera pohranjenih u jetri je 50-100 dana ili manje u kroničnom uzimanju alkohola [1-3, 6, 9]. Da bi mobilizirali uskladišteni vitamin A, retinil esteri se cijepaju određenim retinilom ester hidrolaze (enzim). Rezultirajući retinol, u početku vezan za CRBP, oslobađa se unutarstaničnom (smještenom unutar stanice) proteinu koji veže apo-retinol (apo-RBP), vezan i luči (luči) krv plazme kao holo-RBP. Budući da bi se kompleks retinol-RBP brzo gubio u glomerularnom filtratu bubreg zbog svoje male molekularne težine, reverzibilnog vezanja holo-RBP na transtiretin (TTR, tiroksina-vezujući predalbum) javlja se u krv. Kompleks retinol-RBP-TTR (1: 1: 1) putuje u ekstrahepatična (izvan jetre) tkiva, poput mrežnice, testisa i ment, gdje stanice uzimaju retinol na receptorski posredovani način i vežu se unutarstanično na CRBP za transport i unutar stanice i kroz krv/ tkivne barijere. Dok je preostali izvanstanični TTR dostupan za obnovljene transportne procese u krvnoj plazmi, Apo-RBP katabolizira (razgrađuje) bubreg. U metabolizmu stanica pretvorbe uključuju sljedeće:
- Reverzibilna dehidrogenacija (odvajanje od vodik) retinola - retinol ↔ retina.
- Nepovratna oksidacija mrežnice u retinoičnu kiselinu - retina → retinoična kiselina.
- Izomerizacije (pretvorba molekule u drugi izomer) - transccis - retinola, mrežnice ili retinoične kiseline.
- Esterifikacija retinola sa masnih kiselina - retinol ↔ retinil ester - premošćivanje kratkoročnog deficita opskrbe.
Retinoična kiselina - sve-trans i 9-cis - djeluje u ciljnim stanicama, vezan za stanični protein koji veže retinoinsku kiselinu (CRABP), s receptorima nuklearne retinoične kiseline - RAR i RXR s podtipovima - koji pripadaju steroidno-tiroidnom (štitnjačnom) hormonu obitelj receptora. RXR preferirano veže 9-cis-retinoičnu kiselinu i tvori heterodimere (molekule sastavljene od dvije različite podjedinice) u dodiru s drugim receptorima, poput potpuno trans-retinoične kiseline, trijodotironina (T3; hormon štitnjače), kalcitriol (Vitamin D), estrogen ili progesteron receptori. Kao čimbenici transkripcije utječu receptori nuklearne retinoične kiseline gen ekspresija vezanjem na specifične sekvence DNA. Dakle, retinoična kiselina važan je regulator rasta i diferencijacije stanica i tkiva.
izlučivanje
Otprilike 20% oralno dobavljenog vitamina A ne apsorbira se i eliminira se putem žuč i izmeta ili mokraće. Da bi vitamin A pretvorio u oblik koji se može izlučiti, on se podvrgava biotransformaciji, kao i sve lipofilne (topive u mastima) tvari. Biotransformacija se odvija u jetri i može se podijeliti u dvije faze:
- U fazi I vitamin A se hidroksilira (umetanje OH skupine) sustavom citokroma P-450 radi povećanja topljivosti.
- U fazi II dolazi do konjugacije s visoko hidrofilnim (vodotopivim) tvarima - u tu svrhu glukuronska kiselina se prebacuje u prethodno umetnutu OH skupinu vitamina A uz pomoć glukuroniltransferaze
Većina metabolita još nije razjašnjena. Međutim, može se pretpostaviti da su proizvodi izlučivanja uglavnom glukuronizirani, odnosno slobodna retinoična kiselina i 4-ketoretska kiselina.
