Vitamin A er navnet gitt til naturlige og syntetiske forbindelser med kjemisk lik struktur men ulik biologisk aktivitet. En enhetlig nomenklatur ble foreslått av IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature basert på de kjemiske likhetene (1982). I følge dette, vitamin A er en generisk betegnelse på forbindelser som ikke er det karotenoider og har den biologiske aktiviteten til retinol, vitamin A alkohol. Denne definisjonen av begrepet er problematisk med hensyn til ortomolekylær virkning, siden ikke alle vitamin A-derivater (derivater) har full vitamin A-aktivitet. Av denne grunn anbefales en klassifisering i henhold til biologisk-medisinske aspekter. Ifølge det gjelder navnet vitamin A forbindelser som har alle effektene av vitaminet. Disse forbindelsene inkluderer retinol og retinylestere (fettsyreestere av retinol), så som retinylacetat, palmitat og propionat, som kan metaboliseres til retinal og retinsyre, så vel som karotenoider med provitamin A-aktivitet, slik som beta-karoten. Retinoider - naturlige og syntetiske retinsyre-derivater - viser derimot ikke full vitamin A-aktivitet fordi de ikke kan metaboliseres til morsubstansen retinol. De har ingen effekt på spermatogenese (dannelse av sperm) eller på den visuelle syklusen. Den biologiske effekten av vitamin A uttrykkes i henholdsvis internasjonale enheter (IE) og retinolekvivalenter (RE):
- 1 IE vitamin A tilsvarer 0.3 µg retinol
- 1 RE tilsvarer 1 ug retinol 6 ug beta-karoten 12 µg annet karotenoider med provitamin A-effekt.
Det har imidlertid vist seg at biotilgjengelighet av fordøyelses- (diett) vitamin A-aktive karotenoider og deres biokonvertering (enzymatisk omdannelse) til retinol har tidligere blitt betydelig overvurdert. I følge nylige funn utviser provitamin A-karotenoider bare 50% av den tidligere antatte retinolaktiviteten. Dermed konverteringsfaktoren 6, som ble brukt til å beregne vitamin A-aktiviteten til beta-karoten, er nå rettet oppover. Det antas nå at 1 µg retinol.
- 12 ug beta-karoten, henholdsvis.
- 24 µg andre karotenoider med provitamin A-effekt tilsvarer.
Strukturelt trekk ved vitamin A er den flerumettede polyenstrukturen, bestående av fire isoprenoide enheter med konjugerte dobbeltbindinger (et kjemisk strukturelt trekk som veksler en enkeltbinding og en dobbeltbinding). Den isoprenoide sidekjeden er festet til en beta-iononring. På slutten av den acykliske delen er det en funksjonell gruppe som kan modifiseres i organismen. Dermed forestring (likevektsreaksjon der en alkohol reagerer med en syre) av retinol med fettsyrer fører til retinyl esterog oksidasjon av retinol reversibelt (reversibel) til henholdsvis retinal (vitamin A-aldehyd) og irreversibelt (irreversibel) til retinsyre. Både beta-iononringen og isoprenoidkjeden er molekylære forutsetninger for vitamin A-effekt. Endringer i ringen og en sidekjede med henholdsvis <15 C-atomer og <2 metylgrupper, føre til reduksjon i aktivitet. Dermed karotenoider med en oksygen-bærende ring eller uten ringstruktur har ingen vitamin A-aktivitet. Omdannelse av all-trans retinol til cis-isomerer resulterer i en strukturendring og er også assosiert med lavere biologisk aktivitet.
Syntese
Vitamin A finnes utelukkende i dyre- og menneskeorganismer. I denne sammenhengen er det i stor grad avledet fra nedbrytningen av karotenoider som henholdsvis mennesker og dyr inntar sammen med mat. Omdannelsen av provitaminer A skjer i tarmen og i leveren. Desentralisert spaltning av betakaroten med enzymet 15,15′-dioxygenase - karotenase - av enterocytter (celler i tynntarmen epitel) resulterer i 8'-, 10'- eller 12'-beta-apokaroten, avhengig av nedbrytningsstedet (nedbrytning) av molekylet, som omdannes til retinal ved henholdsvis ytterligere nedbrytning eller kjedeforkorting. Ved sentral spaltning av betakaroten av leveren alkohol dehydrogenase, to molekyler av netthinnen regenereres (dannes). Retinal kan deretter enten reduseres til den biologisk aktive retinol - reversibel prosess - eller oksyderes til retinsyre - irreversibel konvertering. Imidlertid skjer oksidasjon av retinal til retinsyre i mye mindre grad. Omdannelsen av beta-karoten og andre provitaminer A til retinol varierer i forskjellige arter og avhenger av diettegenskaper som påvirker tarmene. absorpsjon og på individuell vitamin A-forsyning. Omtrent ekvivalent i effekt til 1 µg all-trans-retinol er:
- 2 µg betakaroten i melk; 4 µg betakaroten i fett.
- 8 µg betakaroten i homogeniserte gulrøtter eller kokte grønnsaker tilberedt med fett.
- 12 µg betakaroten i kokte, anstrengte gulrøtter.
Absorpsjon
Som alle fettløselige vitaminer, vitamin A absorberes (tas opp) i øvre del tynntarm under fordøyelsen av fett, dvs. tilstedeværelsen av fettstoffer som bærere av lipofile (fettløselige) molekyler, gallesyrer å oppløse (øke løseligheten) og danne miceller (danne transportperler som gjør fettløselige stoffer transportable i vandig løsning), og esteraser (fordøyelseskanal enzymer) for å spalte retinylestere er nødvendig for optimal tarm absorpsjon (absorpsjon gjennom tarmen). Vitamin A absorberes enten i form av provitamin - vanligvis betakaroten - fra plantefôr eller i form av fettsyreestere - vanligvis retinylpalmitat - fra animalske produkter. Retinylestrene spaltes hydrolytisk (ved reaksjon med Vann) i tarmlumen av kolesterylesterase (fordøyelsesenzym). Retinolen som frigjøres i denne prosessen når penselgrensemembranen til slimhinne celler (celler i tarmslimhinnen) som en komponent i de blandede micellene og er internalisert (absorberes internt) [1-4, 6, 9, 10]. De absorpsjon hastigheten av retinol varierer fra 70-90%, avhengig av litteraturen, og er sterkt avhengig av typen og mengden fett som tilføres samtidig. Mens du er i det fysiologiske (normalt for metabolisme) konsentrasjon område, forekommer absorpsjonen av retinol i henhold til metningskinetikken på en energiuavhengig måte som tilsvarer bærermediert passiv diffusjon, farmakologiske doser absorberes av passiv diffusjon. I enterocytter (celler i tynntarmen epitelretinol er bundet til cellulært retinol-bindende protein II (CRBPII) og forestret av enzymer lecithin-retinolacyltransferase (LRAT) og acyl-CoA-retinolacyltransferase (ARAT) med fettsyrer, primært palmitinsyre. Dette følges av inkorporering (opptak) av retinylestere i chylomikroner (lipidrike lipoproteiner), som kommer inn i perifere sirkulasjon via lymfe og blir nedbrutt til chylomicronrester (chylomicronrester med lite fett).
Transport og distribusjon i kroppen
Under transport til leveren, kan retinylestere tas opp i liten grad av enzymet lipoprotein lipase (LPL) i forskjellige vev, for eksempel muskler, fettvev og brystkjertler. Imidlertid er størstedelen av den forestrede retinol molekyler forbli i chylomicron-restene, som binder seg til spesifikke reseptorer (bindingssteder) i leveren. Dette resulterer i opptak av retinylestere i leveren og hydrolyse til retinol i lysosomene (celleorganeller) av parenkymale celler. I cytoplasmaet til parenkymcellene er retinol bundet til cellulært retinolbindende protein (CRBP). Retinol bundet til CRBP kan på den ene siden tjene som kortvarig lagring i parenkymcellene, brukes funksjonelt eller metaboliseres, og på den annen side lagres på lang sikt som overskudd av retinol av de perisinusoidale stjernecellene ( fettlagrende stellat- eller Ito-celler; 5-15% av levercellene) etter forestring - for det meste med palmitinsyre - som retinylestere. Retinylestere av perisinusoidale stellaceller utgjør ca 50-80% av kroppens totale vitamin A-basseng og ca. 90% av den totale leveren konsentrasjon. Lagringskapasiteten til stjerneceller er nesten ubegrenset. Dermed, selv med kronisk høye inntak, kan disse cellene holde mange ganger den vanlige lagringsmengden. Friske voksne har et gjennomsnitt konsentrasjon av retinylestere på 100-300 µg og barn på 20-100 µg per g lever. Halveringstiden for retinylestere lagret i leveren er 50-100 dager, eller mindre ved kronisk alkoholforbruk [1-3, 6, 9]. For å mobilisere lagret vitamin A, spaltes retinylestere av en spesifikk retinyl ester hydrolase (et enzym). Den resulterende retinol, opprinnelig bundet til CRBP, frigjøres til det intracellulære (plassert inne i cellen) apo-retinol-bindende protein (apo-RBP), bundet og utskilles (utskilles) i blod plasma som holo-RBP. Siden retinol-RBP-komplekset raskt vil gå tapt i det glomerulære filtratet av nyre på grunn av sin lave molekylvekt, reversibel binding av holo-RBP til transthyretin (TTR, tyroksin-binding prealbum) forekommer i blod. Retinol-RBP-TTR-komplekset (1: 1: 1) beveger seg til ekstrahepatisk (utenfor leveren) vev, som netthinnen, testis og lungehvor retinol tas opp av celler på en reseptormediert måte og bundet intracellulært til CRBP for transport både inne i cellen og gjennom blod/ vevsbarrierer. Mens den ekstracellulære gjenværende TTR er tilgjengelig for fornyede transportprosesser i blodplasma, kataboliseres (nedbrytes) Apo-RBP av nyre. I metabolismen av celler inkluderer konvertering følgende:
- Reversibel dehydrogenering (deling av hydrogen) av retinol - retinol ↔ retinal.
- Irreversibel oksidasjon av retinal til retinsyre - retinal → retinsyre.
- Isomeriseringer (omdanning av molekylet til en annen isomer) - trans ↔ cis - av retinol, retinal eller retinsyre.
- Forestring av retinol med fettsyrer - retinol ↔ retinyl ester - for å bygge bro over et kortsiktig forsyningsunderskudd.
Retinsyre - all-trans og 9-cis - samhandler i målceller, bundet til cellulært retinsyre-bindende protein (CRABP), med nukleære retinsyre-reseptorer - RAR og RXR med undertyper - tilhører steroid-skjoldbruskkjertelen (skjoldbrusk) reseptorfamilie. RXR binder fortrinnsvis 9-cis-retinsyre og danner heterodimerer (molekyler sammensatt av to forskjellige underenheter) ved kontakt med andre reseptorer, slik som all-trans-retinsyre, triiodothyronin (T3; skjoldbruskkjertelhormon), kalsitriol (vitamin D), østrogen, eller progesteron reseptorer. Som transkripsjonsfaktorer påvirker nukleære retinsyre-reseptorer gen ekspresjon ved binding til spesifikke DNA-sekvenser. Dermed er retinsyre en viktig regulator for vekst og differensiering av celle og vev.
utskillelse
Omtrent 20% av oralt tilført vitamin A absorberes ikke og elimineres via galle og avføring eller urin. For å omdanne vitamin A til en utskillelig form, gjennomgår den biotransformasjon, som alle lipofile (fettløselige) stoffer gjør. Biotransformasjon finner sted i leveren og kan deles i to faser:
- I fase I blir vitamin A hydroksylert (innsetting av en OH-gruppe) av cytokrom P-450-systemet for å øke løseligheten.
- I fase II skjer konjugering med høyt hydrofile (vannløselige) stoffer - for dette formålet overføres glukuronsyre til den tidligere innsatte OH-gruppen av vitamin A ved hjelp av glukuronyltransferase
Mye av metabolittene er ennå ikke belyst. Det kan imidlertid antas at utskillelsesproduktene hovedsakelig er henholdsvis glukuronidert og fri retinsyre og 4-ketoretiksyre.
