Vitamín je názov pre prírodné a syntetické zlúčeniny s chemicky podobnou štruktúrou, ale odlišnou biologickou aktivitou. Jednotná nomenklatúra bola navrhnutá Spoločnou komisiou pre biochemickú nomenklatúru IUPAC-IUB na základe chemických podobností (1982). Podľa tohto, vitamín je generic termín pre zlúčeniny, ktoré nie sú karotenoidy a majú biologickú aktivitu retinolu, vitamín alkohol. Táto definícia tohto pojmu je z hľadiska ortomolekulárneho pôsobenia problematická, pretože nie všetky deriváty (deriváty) vitamínu A majú úplnú aktivitu vitamínu A. Z tohto dôvodu sa odporúča klasifikácia podľa biologicko-medicínskych aspektov. Podľa neho sa názov vitamín A vzťahuje na zlúčeniny, ktoré majú všetky účinky tohto vitamínu. Tieto zlúčeniny zahŕňajú retinol a retinylestery (estery mastných kyselín s retinolom), ako je retinylacetát, palmitát a propionát, ktoré sú metabolizovateľné na kyselinu retinovú a retinovú, ako aj karotenoidy s aktivitou provitamínu A, ako napr beta-karotén. Retinoidy - prírodné a syntetické deriváty kyseliny retinovej - na druhej strane nevykazujú úplnú aktivitu vitamínu A, pretože sa nemôžu metabolizovať na pôvodnú látku retinol. Nemajú žiadny vplyv na spermatogenézu (tvorbu spermie) alebo na vizuálnom cykle. Biologický účinok vitamínu A je vyjadrený v medzinárodných jednotkách (IU) a ekvivalentoch retinolu (RE):
- 1 IU vitamínu A zodpovedá 0.3 µg retinolu
- 1 RE zodpovedá 1 ug retinolu 6 ug beta-karotén 12 µg ďalších karotenoidy s účinkom provitamínu A.
Ukázalo sa však, že biologická dostupnosť Alimentárnych (diétnych) karotenoidov aktívnych na vitamín A a ich biokonverzia (enzymatická konverzia) na retinol boli predtým významne nadhodnotené. Podľa posledných zistení vykazujú karotenoidy provitamínu A iba 50% predtým predpokladanej aktivity retinolu. Teda konverzný faktor 6, ktorý sa použil na výpočet aktivity vitamínu A z beta-karotén, bol teraz opravený smerom nahor. Teraz sa predpokladá, že 1 ug retinolu.
- 12 ug beta-karoténu.
- 24 µg ďalších karotenoidov s účinkom provitamínu A zodpovedá.
Štrukturálnym znakom vitamínu A je polynenasýtená polyénová štruktúra pozostávajúca zo štyroch izoprenoidových jednotiek s konjugovanými dvojitými väzbami (chemický štruktúrny znak, ktorý strieda jednoduchú väzbu a dvojitú väzbu). Izoprenoidový bočný reťazec je pripojený k beta-ionónovému kruhu. Na konci acyklickej časti je funkčná skupina, ktorú je možné v organizme modifikovať. Teda esterifikácia (rovnovážna reakcia, pri ktorej an alkohol reaguje s kyselinou) retinolu s mastné kyseliny vedie k retinylu estera oxidácia retinolu reverzibilne (reverzibilne) na retinal (vitamín A aldehyd) a ireverzibilne (ireverzibilne) na kyselinu retinovú. Beta-ionónový kruh aj izoprenoidový reťazec sú molekulárnymi predpokladmi účinnosti vitamínu A. Zmeny v kruhu a v bočnom reťazci s <15 atómami uhlíka, respektíve <2 metylovými skupinami, viesť k zníženiu aktivity. Karotenoidy teda s kyslík-nášajúci krúžok alebo bez krúžkovej štruktúry nemajú aktivitu vitamínu A. Konverzia all-trans retinolu na jeho cis izoméry vedie k štrukturálnym zmenám a je tiež spojená s nižšou biologickou aktivitou.
syntéza
Vitamín A sa nachádza výlučne v živočíšnych a ľudských organizmoch. V tejto súvislosti sa to vo veľkej miere odvodzuje z rozkladu karotenoidov, ktoré ľudia a zvieratá prijímajú v potrave. Premena provitamínov A sa uskutočňuje v čreve a v pečeň. Decentralizované štiepenie betakaroténu enzýmom 15,15′-dioxygenázou - karotenázou - enterocytov (bunky tenkého čreva epitel) vedie k 8'-, 10'- alebo 12'-beta-apokaroténu v závislosti od miesta degradácie (rozkladu) molekuly, ktorá sa ďalšou degradáciou alebo skrátením reťazca premení na sietnicu. Pri centrálnom štiepení betakaroténu pôsobením pečeň alkohol dehydrogenáza, dva molekuly sietnice sa regenerujú (tvoria). Retinal môže byť následne buď redukovaný na biologicky aktívny retinol - reverzibilný proces - alebo oxidovaný na kyselinu retinovú - ireverzibilná premena. Oxidácia sietnice na kyselinu retinovú sa však vyskytuje v oveľa menšej miere. Konverzia betakaroténu a iných provitamínov A na retinol sa u rôznych druhov líši a závisí od stravovacích charakteristík ovplyvňujúcich črevné bunky. vstrebávanie a na individuálnom príjme vitamínu A. Približne ekvivalentné s účinkom na 1 µg all-trans-retinolu sú:
- 2 µg beta-karoténu v mlieko; 4 µg beta-karoténu v tukoch.
- 8 µg beta-karoténu v homogenizovanej mrkve alebo varenej zelenine pripravenej s tukom.
- 12 µg beta-karoténu vo varenej, prepasírovanej mrkve.
Vstrebávanie
Ako všetky rozpustné v tukoch vitamíny, vitamín A sa vstrebáva (vstrebáva) v hornej časti tenké črevo počas trávenia tukov, tj. prítomnosť tukov v strave ako lipofilných transportérov (rozpustných v tukoch) molekuly, žlčové kyseliny solubilizovať (zvyšovať rozpustnosť) a vytvárať micely (tvoria transportné guľôčky, vďaka ktorým sú látky rozpustné v tukoch prenosné vo vodnom roztoku) a esterázy (tráviace enzýmy) na štiepenie retinylesterov je nevyhnutné pre optimálne fungovanie čreva vstrebávanie (vstrebávanie cez črevo). Vitamín A sa vstrebáva buď vo forme provitamínu - zvyčajne beta-karoténu - z rastlinných potravín, alebo vo forme esterov mastných kyselín - zvyčajne retinylpalmitátu - zo živočíšnych produktov. Retinylestery sa hydrolyticky štiepia (reakciou s voda) v črevnom lúmene cholesterylesterázou (tráviacim enzýmom). Retinol uvoľnený v tomto procese sa dostane na membránu hraničnej kefy sliznice bunky (bunky črevnej sliznice) ako zložka zmiešaných micel a je internalizovaná (absorbovaná interne) [1-4, 6, 9, 10]. The vstrebávanie miera retinolu sa pohybuje od 70 do 90%, v závislosti od literatúry, a veľmi závisí od typu a množstva dodaného tuku súčasne. Zatiaľ čo je fyziologický (normálny pre metabolizmus) koncentrácie rozmedzí, absorpcia retinolu nastáva podľa kinetiky saturácie energeticky nezávislým spôsobom zodpovedajúcim pasívnej difúzii sprostredkovanej nosičom, farmakologické dávky sú absorbované pasívnou difúziou. V enterocytoch (bunkách tenkého čreva epitel), retinol sa viaže na bunkový proteín II viažuci retinol (CRBPII) a esterifikuje sa enzýmy lecitín-retinol acyltransferáza (LRAT) a acyl-CoA-retinol acyltransferáza (ARAT) s mastné kyseliny, predovšetkým kyselina palmitová. Nasleduje inkorporácia (absorpcia) retinylesterov do chylomikrónov (lipoproteíny bohaté na lipidy), ktoré vstupujú do periférnych obeh cez lymfa a degradujú sa na zvyšky chylomikrónu (zvyšky chylomikrónu s nízkym obsahom tuku).
Transport a distribúcia v tele
Počas prepravy na pečeň, retinylestery môžu byť v malej miere absorbované enzýmom lipoproteín lipáza (LPL) do rôznych tkanív, napríklad do svalu, tukového tkaniva a mliečnej žľazy. Avšak väčšina esterifikovaného retinolu molekuly zostávajú v zvyškoch chylomikrónu, ktoré sa viažu na špecifické receptory (väzobné miesta) v pečeni. To má za následok absorpciu retinylesterov do pečene a hydrolýzu na retinol v lyzozómoch (bunkových organelách) parenchýmových buniek. V cytoplazme parenchymálnych buniek je retinol viazaný na bunkový proteín viažuci retinol (CRBP). Retinol naviazaný na CRBP môže na jednej strane slúžiť ako krátkodobé uskladnenie v parenchymálnych bunkách, môže sa funkčne využiť alebo metabolizovať a na druhej strane sa môže perisinusoidnými hviezdicovými bunkami dlhodobo uchovávať ako prebytok retinolu ( tuky ukladajúce hviezdicovité alebo Ito bunky; 5 - 15% pečeňových buniek) po esterifikácii - väčšinou kyselinou palmitovou - ako retinylestery. Retinylestery perisinusoidných hviezdicových buniek tvoria asi 50-80% celkového množstva vitamínu A v tele a asi 90% celkového množstva pečene koncentrácie. Skladovacia kapacita hviezdicových buniek je takmer neobmedzená. Preto aj pri chronicky vysokom príjme môžu tieto bunky obsahovať mnohonásobok obvyklého množstva pamäte. Zdraví dospelí majú priemer koncentrácie retinylesterov 100 - 300 µg a detí 20 - 100 µg na g pečene. Polčas retinylesterov uložených v pečeni je 50 - 100 dní alebo menej pri chronickej konzumácii alkoholu [1-3, 6, 9]. Na mobilizáciu uskladneného vitamínu A sú retinylestery štiepené špecifickým retinylom ester hydroláza (enzým). Výsledný retinol, pôvodne viazaný na CRBP, sa uvoľňuje do intracelulárneho (nachádza sa vo vnútri bunky) proteínu viažuceho apo-retinol (apo-RBP), viaže sa a vylučuje sa (vylučuje sa) do krv plazma ako holo-RBP. Pretože komplex retinol-RBP by sa rýchlo stratil v glomerulárnom filtráte oblička vďaka svojej nízkej molekulovej hmotnosti, reverzibilnej väzbe holo-RBP na transtyretín (TTR, tyroxín-väzbový prealbum) sa vyskytuje v krv. Komplex retinol-RBP-TTR (1: 1: 1) cestuje do extrahepatálnych (mimo pečene) tkanív, ako je sietnica, semenníky a pľúca, kde je retinol prijímaný bunkami receptorom sprostredkovaným spôsobom a viazaný intracelulárne na CRBP na transport tak v bunke, ako aj cez krv/ tkanivové bariéry. Zatiaľ čo extracelulárny zostávajúci TTR je k dispozícii pre obnovené transportné procesy v krvnej plazme, Apo-RBP je katabolizovaný (odbúravaný) oblička. V metabolizme buniek konverzie zahŕňajú nasledujúce:
- Reverzibilná dehydrogenácia (odštiepená od vodík) retinolu - retinol ↔ sietnice.
- Ireverzibilná oxidácia sietnice na kyselinu retinovú - sietnica → kyselina retinová.
- Izomerizácie (premena molekuly na iný izomér) - trans ↔ cis - retinolu, retinalu alebo kyseliny retinovej.
- Esterifikácia retinolu s mastné kyseliny - retinol ↔ retinyl ester - preklenúť krátkodobý deficit dodávok.
Kyselina retinová - all-trans a 9-cis - interaguje v cieľových bunkách naviazaných na bunkový proteín viažuci kyselinu retinovú (CRABP) s nukleárnymi receptormi kyseliny retinovej - RAR a RXR s podtypmi - patriacimi do hormónu steroid-štítna žľaza (štítna žľaza) rodina receptorov. RXR prednostne viažu kyselinu 9-cis-retinovú a tvoria heterodiméry (molekuly zložené z dvoch rôznych podjednotiek) kontaktom s inými receptormi, ako je kyselina all-trans-retinová, trijódtyronín (T3; hormón štítnej žľazy), kalcitriol (vitamín D), estrogén alebo progesterón receptory. Ako transkripčné faktory ovplyvňujú receptory kyseliny retinovej gen expresia väzbou na špecifické sekvencie DNA. Kyselina retinová je teda dôležitým regulátorom rastu a diferenciácie buniek a tkanív.
vylučovanie
Asi 20% perorálne dodaného vitamínu A sa neabsorbuje a vylučuje sa prostredníctvom žlč a výkaly alebo moč. Na premenu vitamínu A na vylúčiteľnú formu prechádza biotransformáciou, rovnako ako všetky lipofilné látky (rozpustné v tukoch). Biotransformácia prebieha v pečeni a možno ju rozdeliť do dvoch fáz:
- Vo fáze I je vitamín A hydroxylovaný (inzercia skupiny OH) systémom cytochrómu P-450 na zvýšenie rozpustnosti.
- Vo fáze II dochádza ku konjugácii s vysoko hydrofilnými (vo vode rozpustnými) látkami - za týmto účelom sa kyselina glukurónová prenáša na predtým vloženú OH skupinu vitamínu A pomocou glukuronyltransferázy
Mnoho metabolitov ešte nie je objasnených. Dá sa však predpokladať, že vylučovacími produktmi sú hlavne glukuronidovaná a voľná kyselina retinová a kyselina 4-ketoretová.
