Vitamin je ime naravnih in sintetičnih spojin s kemično podobno strukturo, vendar različno biološko aktivnostjo. Skupna komisija za biokemijsko nomenklaturo IUPAC-IUB je na podlagi kemijskih podobnosti (1982) predlagala enotno nomenklaturo. Glede na to vitamin A je generično izraz za spojine, ki niso karotenoidi in imajo biološko aktivnost retinola, vitamin A alkohol. Ta opredelitev izraza je problematična v zvezi z ortomolekularnim delovanjem, saj vsi derivati vitamina A (derivati) nimajo polne aktivnosti vitamina A. Zaradi tega je priporočljiva razvrstitev glede na biološko-medicinske vidike. Po njej ime vitamin A velja za spojine, ki imajo vse učinke vitamina. Te spojine vključujejo retinol in retinil estre (estri maščobnih kislin retinola), kot so retinil acetat, palmitat in propionat, ki se presnavljajo v mrežnici in retinojski kislini, pa tudi karotenoidi z aktivnostjo provitamina A, kot npr beta karoten. Retinoidi - naravni in sintetični derivati retinojske kisline - po drugi strani ne kažejo polne aktivnosti vitamina A, ker se ne morejo presnavljati v matično snov retinol. Ne vplivajo na spermatogenezo (nastanek sperme) ali na vizualni cikel. Biološki učinek vitamina A je izražen v mednarodnih enotah (ie) in ekvivalentih retinola (RE):
- 1 ie vitamina A ustreza 0.3 µg retinola
- 1 RE ustreza 1 µg 6 µg retinola beta karoten 12 µg drugo karotenoidi z učinkom provitamina A.
Vendar se je pokazalo, da biološko uporabnost prehranskih (prehranskih) karotenoidov, aktivnih z vitaminom A, in njihova biokonverzija (encimska pretvorba) v retinol sta bila že prej precenjena. Po nedavnih ugotovitvah karotenoidi provitamina A kažejo le 50% prej predvidene aktivnosti retinola. Tako je bil pretvorbeni faktor 6, ki je bil uporabljen za izračun aktivnosti vitamina A beta karoten, je bil popravljen navzgor. Zdaj se domneva, da je 1 µg retinola.
- 12 µg beta-karotena.
- 24 µg drugih karotenoidov z učinkom provitamina A ustreza.
Strukturna značilnost vitamina A je polinenasičena polienska struktura, sestavljena iz štirih izoprenoidnih enot s konjugiranimi dvojnimi vezmi (kemijska strukturna značilnost, ki izmenjuje enojno in dvojno vez). Izoprenoidna stranska veriga je pritrjena na beta-iononski obroč. Na koncu acikličnega dela je funkcionalna skupina, ki jo je mogoče spremeniti v organizmu. Tako esterifikacija (ravnotežna reakcija, v kateri alkohol reagira s kislino) retinola z maščobne kisline vodi v retinil estra, in oksidacija retinola reverzibilno (reverzibilno) v mrežnico (vitamin A aldehid) oziroma ireverzibilno (ireverzibilno) v retinojsko kislino. Tako beta-jononski obroč kot izoprenoidna veriga sta molekularna predpogoja za učinkovitost vitamina A. Spremembe v obroču in stranski verigi z <15 C atoma in <2 metilnima skupinama, vodi do zmanjšanja aktivnosti. Tako karotenoidi z an kisik-obročni obroč ali brez obročaste strukture nimajo aktivnosti vitamina A. Pretvorba trans-retinola v njegove cis izomere povzroči strukturno spremembo in je povezana tudi z nižjo biološko aktivnostjo.
Sinteza
Vitamin A najdemo izključno v živalskih in človeških organizmih. V tem kontekstu v veliki meri izhaja iz razgradnje karotenoidov, ki jih ljudje zaužijemo s hrano. Pretvorba provitaminov A poteka v črevesju in v jetra. Decentralizirano cepljenje beta-karotena z encimom 15,15′-dioksigenaza - karotenaza - enterocitov (celic tankega črevesja epitelija) povzroči 8′-, 10′- ali 12′-beta-apokaroten, odvisno od mesta razgradnje (razgradnje) molekule, ki se z nadaljnjo razgradnjo oziroma krajšanjem verige pretvori v mrežnico. Po centralnem cepljenju beta-karotena z jetra alkohol dehidrogenaza, dva molekule mrežnice se regenerirajo (oblikujejo). Retinalno mrežo lahko nato zmanjšamo v biološko aktivni retinol - reverzibilen postopek - ali oksidiramo v irevertno kislino - nepovratno pretvorbo. Vendar se oksidacija mrežnice v retinojsko kislino pojavi v precej manjšem obsegu. Pretvorba beta-karotena in drugih provitaminov A v retinol se pri različnih vrstah razlikuje in je odvisna od prehranskih lastnosti, ki vplivajo na črevesno absorpcija in na posamezne zaloge vitamina A. Približno enakovredni po učinku 1 μg celotnega trans-retinola so:
- 2 µg beta-karotena v mleko; 4 µg beta-karotena v maščobah.
- 8 µg beta-karotena v homogeniziranem korenju ali kuhani zelenjavi, pripravljeni z maščobo.
- 12 µg beta-karotena v kuhanem, pasiranem korenju.
Absorpcija
Kot vsi topni v maščobah vitamini, vitamin A se absorbira (prevzame) v zgornjem delu Tanko črevo med prebavo maščob, tj. prisotnost prehranskih maščob kot nosilcev lipofilnih (topnih v maščobah) molekule, žolčne kisline da se raztopijo (povečajo topnost) in tvorijo micele (tvorijo transportne kroglice, zaradi katerih so snovi, topne v maščobi, prenosljive v vodni raztopini) in esteraze (prebavne encimi) za cepitev retinil estrov je potrebno za optimalno črevesje absorpcija (absorpcija skozi črevesje). Vitamin A se absorbira bodisi v obliki provitamina - običajno beta-karotena - iz rastlinske hrane bodisi v obliki estrov maščobnih kislin - običajno retinil palmitat - iz živalskih proizvodov. Retinil estri se hidrolizno cepijo (po reakciji z voda) v črevesnem lumnu s pomočjo holesterolesteraze (prebavnega encima). Retinol, ki se sprosti v tem procesu, doseže mejno membrano krtače sluznica celice (celice črevesne sluznice) kot sestavni del mešanih micel in se ponotranji (absorbira znotraj) [1-4, 6, 9, 10]. The absorpcija Stopnja retinola je od 70 do 90%, odvisno od literature in je zelo odvisna od vrste in količine dovedene maščobe hkrati. Medtem ko je v fiziološki (normalno za presnovo) koncentracija absorpcije retinola pride v skladu s kinetiko nasičenja na energijsko neodvisen način, ki ustreza pasivni difuziji, ki jo posreduje nosilec, farmakološki odmerki pa se absorbirajo s pasivno difuzijo. V enterocitih (celice tankega črevesja epitelija), je retinol vezan na celični protein, ki veže retinol (CRBPII), in esterificiran z encimi lecitin-retinol-aciltransferaza (LRAT) in acil-CoA-retinol-aciltransferaza (ARAT) z maščobne kisline, predvsem palmitinska kislina. Sledi vključitev (prevzem) retinil estrov v hilomikrone (lipidi bogati lipoproteini), ki vstopijo na kroženje preko limfna in se razgradijo na ostanke hilomikrona (ostanki hilomikrona z nizko vsebnostjo maščob).
Prevoz in porazdelitev v telesu
Med prevozom do jetra, retinil estre lahko v majhni meri prevzame encim lipoprotein lipaza (LPL) v različna tkiva, na primer v mišice, maščobno tkivo in mlečno žlezo. Vendar pa večina esterificiranega retinola molekule ostanejo v ostankih hilomikrona, ki se vežejo na specifične receptorje (vezna mesta) v jetrih. Posledica tega je vnos retinil estrov v jetra in hidroliza retinola v lizosome (celične organele) parenhimskih celic. V citoplazmi parenhimskih celic je retinol vezan na celični protein, ki veže retinol (CRBP). Retinol, vezan na CRBP, lahko na eni strani služi kot kratkotrajno skladišče v parenhimskih celicah, se lahko funkcionalno uporablja ali presnavlja, po drugi strani pa perisinusoidne zvezdaste celice dolgoročno shranijo kot presežek retinola ( maščobne zvezdne ali Ito celice; 5-15% jetrnih celic) po esterifikaciji - večinoma s palmitinsko kislino - kot retinil estri. Retinil estri perisinusoidnih zvezdastih celic predstavljajo približno 50-80% celotnega telesnega bazena vitamina A in približno 90% celotnih jeter koncentracija. Kapaciteta zvezdnih celic je skoraj neomejena. Tako lahko tudi s kronično visokim vnosom te celice shranijo velikokrat več kot običajno. Zdravi odrasli imajo povprečje koncentracija retinil estrov 100-300 µg in otroci 20-100 µg na g jeter. Razpolovni čas retinil estrov, shranjenih v jetrih, je 50-100 dni ali manj pri kroničnem uživanju alkohola [1-3, 6, 9]. Za mobilizacijo shranjenega vitamina A se retinil estri cepijo s posebnim retinilom estra hidrolaze (encim). Nastali retinol, sprva vezan na CRBP, se sprosti v znotrajcelični (ki se nahaja znotraj celice) protein, ki veže apo-retinol (apo-RBP), veže in izloči (izloči) v kri plazmi kot holo-RBP, ker bi se kompleks retinol-RBP hitro izgubil v glomerularnem filtratu ledvice zaradi nizke molekulske mase reverzibilna vezava holo-RBP na transtiretin (TTR, tiroksin-vezujoči predalbum) se pojavi v kri. Kompleks retinol-RBP-TTR (1: 1: 1) potuje v ekstrahepatična (zunaj jeter) tkiva, kot so mrežnica, testis in pljuč, kjer celice receptor posredujejo retinolu in ga znotraj celice vežejo na CRBP za transport tako znotraj celice kot skozi kri/ tkivne ovire. Medtem ko je zunajcelični preostali TTR na voljo za obnovljene transportne procese v krvni plazmi, Apo-RBP katabolizira (razgradi) ledvice. Pri presnovi celic pretvorbe vključujejo naslednje:
- Reverzibilna dehidrogenacija (odcepitev vodik) retinola - retinol ↔ mrežnica.
- Nepovratna oksidacija mrežnice v retinojsko kislino - mrežnica → retinojska kislina.
- Izomerizacije (pretvorba molekule v drug izomer) - trans-cis - retinola, mrežnice ali retinojske kisline.
- Esterifikacija retinola z maščobne kisline - retinol ↔ retinil estra - premostiti kratkoročni primanjkljaj ponudbe.
Retinojska kislina - celotna trans in 9-cis - medsebojno deluje v ciljnih celicah, vezana na celični protein, ki veže retinojsko kislino (CRABP), z jedrskimi receptorji retinojske kisline - RAR in RXR s podtipi - pripadajo steroidno-ščitničnemu (ščitničnemu) hormonu družina receptorjev. RXR prednostno veže 9-cis-retinojsko kislino in tvori heterodimere (molekule, sestavljene iz dveh različnih podenot) v stiku z drugimi receptorji, kot so trans-retinojska kislina, trijodotironin (T3; ščitnični hormon), kalcitriol (vitamin D), estrogen ali progesteron receptorji. Kot transkripcijski faktorji vplivajo receptorji jedrske retinojske kisline gen izražanje z vezavo na specifična zaporedja DNA. Tako je retinojska kislina pomemben regulator rasti in diferenciacije celic in tkiv.
Izločanje
Približno 20% oralno dobavljenega vitamina A se ne absorbira in se izloči preko žolč in iztrebki ali urin. Za pretvorbo vitamina A v obliko, ki se izloča, se podvrže biotransformaciji, tako kot vse lipofilne (v maščobi topne snovi). Biotransformacija poteka v jetrih in jo lahko razdelimo v dve fazi:
- V fazi I vitamin A hidroksilira (vstavitev OH skupine) s sistemom citokroma P-450, da poveča topnost.
- V fazi II pride do konjugacije z visoko hidrofilnimi (vodotopnimi) snovmi - v ta namen se glukuronska kislina s pomočjo glukuroniltransferaze prenese v predhodno vstavljeno OH skupino vitamina A
Veliko presnovkov še ni pojasnjenih. Lahko pa domnevamo, da so produkti izločanja večinoma glukuronizirani oziroma prosta retinojska kislina oziroma 4-ketoretična kislina.
