Vitamīns ir nosaukums dabīgiem un sintētiskiem savienojumiem ar ķīmiski līdzīgu struktūru, bet atšķirīgu bioloģisko aktivitāti. IUPAC-IUB Apvienotā bioķīmiskās nomenklatūras komisija ierosināja vienotu nomenklatūru, pamatojoties uz ķīmiskajām līdzībām (1982). Saskaņā ar to A vitamīns ir vispārējs termins savienojumiem, kas nav karotinoīdi un kam ir retinola bioloģiskā aktivitāte, A vitamīns alkohols. Šī termina definīcija ir problemātiska attiecībā uz ortomolekulāro darbību, jo ne visiem A vitamīna atvasinājumiem (atvasinājumiem) ir pilna A vitamīna aktivitāte. Šī iemesla dēļ ieteicams klasificēt pēc bioloģiski medicīniskiem aspektiem. Saskaņā ar to nosaukums A vitamīns attiecas uz savienojumiem, kuriem ir visas vitamīna iedarbības. Šie savienojumi ietver retinolu un retinilesterus (retinola taukskābju esterus), piemēram, retinilacetātu, palmitātu un propionātu, kas ir metabolizējami tīklenē un retīnskābē, kā arī karotinoīdi ar A provitamīna aktivitāti, piemēram, beta-karotīns. Retinoīdiem - dabīgiem un sintētiskiem retīnskābes atvasinājumiem - savukārt nav pilnīgas A vitamīna aktivitātes, jo tos nevar metabolizēt par sākotnējo vielu retinolu. Tie neietekmē spermatoģenēzi sperma) vai uz vizuālo ciklu. A vitamīna bioloģisko efektu izsaka attiecīgi starptautiskajās vienībās (SV) un retinola ekvivalentos (RE):
- 1 SV A vitamīna ir ekvivalents 0.3 µg retinola
- 1 RE atbilst 1 µg retinola 6 µg beta-karotīns 12 µg citas karotinoīdi ar A provitamīna efektu.
Tomēr ir pierādīts, ka biopieejamība barības (uztura) A vitamīna aktīvo karotinoīdu daudzums un to biokonversija (fermentatīvā konversija) uz retinolu iepriekš ir ievērojami pārvērtēta. Saskaņā ar jaunākajiem atklājumiem, provitamīna A karotinoīdiem ir tikai 50% no iepriekš pieņemtās retinola aktivitātes. Tādējādi konversijas koeficients 6, ko izmantoja, lai aprēķinātu A vitamīna aktivitāti beta-karotīns, tagad ir labots uz augšu. Tagad tiek pieņemts, ka 1 μg retinola.
- Attiecīgi 12 µg beta-karotīna.
- 24 μg citu karotinoīdu ar provitamīna A iedarbību atbilst.
A vitamīna strukturālā iezīme ir polinepiesātinātā poliēna struktūra, kas sastāv no četrām izoprenoīdu vienībām ar konjugētām dubultām saitēm (ķīmiskā strukturālā iezīme, kas pārmaiņus aizstāj vienu saiti un dubultu saiti). Izoprenoidālā sānu ķēde ir piestiprināta pie beta jonona gredzena. Acikliskās daļas beigās ir funkcionāla grupa, kuru organismā var modificēt. Tādējādi esterifikācija (līdzsvara reakcija, kurā an alkohols reaģē ar skābi) no retinola ar taukskābes noved pie retinila esterisun retinola oksidēšana atgriezeniski (atgriezeniski) attiecīgi par tīkleni (A vitamīna aldehīds) un neatgriezeniski (neatgriezeniski) par retīnskābi. Gan beta-jonona gredzens, gan izoprenoīdu ķēde ir molekulāri priekšnoteikumi A vitamīna efektivitātei. Izmaiņas gredzenā un sānu ķēdē ar attiecīgi <15 C atomiem un <2 metilgrupām, vadīt uz aktivitātes samazināšanu. Tādējādi karotinoīdi ar skābeklis-gredzena gredzenam vai bez gredzena struktūras nav A vitamīna aktivitātes. All-trans retinola pārveidošana par tā cis izomēriem izraisa strukturālas izmaiņas un ir saistīta arī ar zemāku bioloģisko aktivitāti.
Sintēze
A vitamīns ir atrodams tikai dzīvnieku un cilvēku organismos. Šajā kontekstā to lielā mērā iegūst no karotinoīdu sadalīšanās, kurus attiecīgi cilvēki un dzīvnieki uzņem ar pārtiku. Provitamīnu A konversija notiek zarnās un aknas. Decentralizēta beta-karotīna šķelšana ar enterocītu (tievās zarnas šūnu) enzīmu 15,15′-dioksigenāzi - karotenāzi epitēlijs) iegūst 8′-, 10′- vai 12′-beta-apokarotīnu, atkarībā no molekulas noārdīšanās (sadalīšanās) vietas, kas attiecīgi tiek pārveidota par tīkleni, turpinot sadalīšanos vai ķēdes saīsināšanu. Pēc centrālās beta-karotīna šķelšanas ar aknas alkohols dehidrogenāzes, divas molekulas tīklenes ir atjaunotas (izveidojušās). Pēc tam tīkleni var vai nu reducēt līdz bioloģiski aktīvam retinola atgriezeniskam procesam, vai arī oksidēt par retīnskābi - neatgriezenisku konversiju. Tomēr tīklenes oksidēšanās retīnskābē notiek daudz mazākā mērā. Beta-karotīna un citu provitamīnu A pārveidošana par retinolu dažādās sugās atšķiras un ir atkarīga no uztura īpašībām, kas ietekmē zarnu absorbcija un par individuālu A vitamīna daudzumu. Apmēram ekvivalents 1 µg all-trans-retinola iedarbībai ir:
- 2 µg beta-karotīna in piens; 4 µg beta-karotīna taukos.
- 8 µg beta-karotīna homogenizētos burkānos vai vārītos dārzeņos, kas sagatavoti ar taukiem.
- 12 μg beta-karotīna vārītos, izkāstos burkānos.
Absorbcija
Tāpat kā visi taukos šķīstošie vitamīni, A vitamīns tiek absorbēts (uzņemts) augšējā daļā tievā zarnā tauku sagremošanas laikā, ti, pārtikas tauku klātbūtne kā lipofilo (taukos šķīstošo) transportētāju molekulas, žultsskābes lai izšķīdinātu (palielinātu šķīdību) un veidotu micellas (veidotu transporta lodītes, kas taukos šķīstošās vielas pārvieto ūdens šķīdumā) un esterāzes (gremošanas fermenti), lai šķeltu retinilesterus, ir nepieciešama optimāla zarnu darbība absorbcija (absorbcija caur zarnām). A vitamīns tiek absorbēts vai nu tā provitamīna - parasti beta-karotīna - veidā no augu pārtikas, vai taukskābju esteru - parasti retinilpalmitāta - veidā no dzīvnieku izcelsmes produktiem. Retinilesterus hidrolītiski sašķeļ (reaģējot ar ūdens) zarnu lūmenā ar holesterilesterāzi (gremošanas fermentu). Šajā procesā izdalītais retinols sasniedz birstes robežas membrānu gļotādas šūnas (zarnu gļotādas šūnas) kā sajaukto micellu sastāvdaļa un tiek internalizētas (iekšēji absorbētas) [1-4, 6, 9, 10]. The absorbcija retinola līmenis svārstās no 70-90%, atkarībā no literatūras, un tas ir ļoti atkarīgs no vienlaikus piegādātā tauku veida un daudzuma. Atrodoties fizioloģiskajā (normāli metabolismā) koncentrācija diapazonā retinola absorbcija notiek saskaņā ar piesātinājuma kinētiku no enerģijas neatkarīgā veidā, kas atbilst nesēja izraisītai pasīvai difūzijai, farmakoloģiskās devas absorbē ar pasīvo difūziju. Enterocītos (tievās zarnas šūnās) epitēlijs), retinols ir saistīts ar šūnu retinolu saistošo proteīnu II (CRBPII) un esterificēts ar fermenti lecitīns-retinola aciltransferāzes (LRAT) un acil-CoA-retinola aciltransferāzes (ARAT) taukskābes, galvenokārt palmitīnskābe. Tam seko retinilesteru iekļaušana (uzņemšana) chilomikronos (ar lipīdiem bagāti lipoproteīni), kas nonāk perifērās apgrozība via limfa un tiek sadalīti līdz chilomicrona paliekām (ar zemu tauku saturu chilomicrona paliekām).
Transports un izplatīšanās organismā
Transporta laikā uz aknas, retinilesterus nelielā mērā var uzņemt enzīms lipoproteīns lipāze (LPL) dažādos audos, piemēram, muskuļos, taukaudos un piena dziedzeros. Tomēr lielākā daļa esterificētā retinola molekulas paliek chilomicrona paliekās, kas saistās ar specifiskiem receptoriem (saistīšanās vietām) aknās. Tā rezultātā notiek retinilesteru uzņemšana aknās un hidrolīze par retinolu parenhīmas šūnu lizosomās (šūnu organellos). Parenhīmas šūnu citoplazmā retinols ir saistīts ar šūnu retinolu saistošo olbaltumvielu (CRBP). Retinols, kas saistīts ar CRBP, no vienas puses, var kalpot kā īslaicīga uzglabāšana parenhīmas šūnās, to funkcionāli izmantot vai metabolizēt, un, no otras puses, perisinusoidālās stellāta šūnas ilgstoši var uzglabāt kā retinola pārpalikumu ( taukus uzglabājošas stellāta vai Ito šūnas; 5-15% aknu šūnu) pēc esterifikācijas - galvenokārt ar palmitīnskābi - kā retinilesterus. Perisinusoidālo stellātu šūnu retinilesteri veido apmēram 50-80% no kopējā ķermeņa A vitamīna kopuma un apmēram 90% no kopējā aknu daudzuma koncentrācija. Zvaigžņu šūnu uzglabāšanas jauda ir gandrīz neierobežota. Tādējādi pat ar hroniski lielu uzņemšanu šīs šūnas var turēt daudzkārt parasto uzglabāšanas apjomu. Veseliem pieaugušajiem ir vidējais rādītājs koncentrācija retinilesteru 100-300 µg un bērniem 20-100 µg uz g aknu. Aknu uzglabāto retinilesteru pussabrukšanas periods ilgst 50-100 dienas vai mazāk hroniska alkohola lietošanas laikā [1-3, 6, 9]. Lai mobilizētu uzkrāto A vitamīnu, retinilesterus sašķeļ specifisks retinils esteris hidrolāze (ferments). Iegūtais retinols, sākotnēji saistīts ar CRBP, izdalās intracelulārajā (atrodas šūnas iekšienē) apo-retinolu saistošajā proteīnā (apo-RBP), saistās un izdalās (izdalās) asinis plazma kā holo-RBP. Tā kā retinola-RBP komplekss ātri pazustu glomerulārajā filtrātā, niere zemas molekulmasas dēļ atgriezeniska holo-RBP saistīšanās ar transtiretīnu (TTR, tiroksīnssaistošs prealbum) notiek asinis. Retinola-RBP-TTR komplekss (1: 1: 1) pārvietojas uz ekstrahepatiskiem (ārpus aknām) audiem, piemēram, tīklenē, sēkliniekos un plaušu, kur retinols tiek uzņemts šūnās ar receptoru starpniecību un intracelulāri saistīts ar CRBP, lai to transportētu gan šūnā, gan caur asinis/ audu barjeras. Kaut arī ārpusšūnu atlikušais TTR ir pieejams atjaunotiem transporta procesiem asins plazmā, Apo-RBP katabolizē (noārda). niere. Šūnu metabolismā reklāmguvumi ietver:
- Atgriezeniska dehidrogenēšana (atdalīšana no ūdeņradis) retinola - retinola ↔ tīklene.
- Tīklenes neatgriezeniska oksidēšanās par retīnskābi - tīklene → retīnskābe.
- Retinola, tīklenes vai retīnskābes izomerizācijas (molekulas pārvēršanās citā izomērā) - trans is cis.
- Retinola esterifikācija ar taukskābes - retinols ↔ retinils esteris - mazināt īstermiņa piegādes deficītu.
Retīnskābe - all-trans un 9-cis - mijiedarbojas mērķa šūnās, saistoties ar šūnu retīnskābi saistošo proteīnu (CRABP), ar kodola retīnskābes receptoriem - RAR un RXR ar apakštipiem -, kas pieder steroīdu-vairogdziedzera (vairogdziedzera) hormonam. receptoru ģimene. RXR dod priekšroku 9-cis-retīnskābes saistīšanai un veido heterodimērus (molekulas, kas sastāv no divām dažādām apakšvienībām), saskaroties ar citiem receptoriem, piemēram, all-trans-retīnskābi, trijodtironīnu (T3; vairogdziedzera hormons), kalcitriols (D vitamīns), estrogēnu vai progesteronu receptori. Kā transkripcijas faktori ietekmē kodola retīnskābes receptorus gēns ekspresija, saistoties ar specifiskām DNS sekvencēm. Tādējādi retīnskābe ir svarīgs šūnu un audu augšanas un diferenciācijas regulators.
Izdalīšanās
Aptuveni 20% iekšķīgi ievadītā A vitamīna neuzsūcas un tiek izvadīti caur žults un izkārnījumi vai urīns. Lai pārveidotu A vitamīnu izdalāmā formā, tas tiek biotransformēts, tāpat kā visas lipofilās (taukos šķīstošās) vielas. Biotransformācija notiek aknās, un to var sadalīt divās fāzēs:
- I fāzē citohroma P-450 sistēma A vitamīnu hidroksilē (OH grupas ievietošana), lai palielinātu šķīdību.
- II fāzē konjugācija notiek ar ļoti hidrofilām (ūdenī šķīstošām) vielām - šim nolūkam glikuronskābe ar glikuroniltransferāzes palīdzību tiek pārnesta uz iepriekš ievietoto A vitamīna OH grupu.
Liela daļa metabolītu vēl nav noskaidroti. Tomēr var pieņemt, ka izdalīšanās produkti galvenokārt ir attiecīgi glikuronidēti, brīvā retīnskābe un 4-ketorētskābe.
