Витамин А (ретинол)

Витамины группы А
-ретинол или витамин А1,
-неоретинол - стереоизомер А1
-стереоизомер А2.
Витамин А был открыт Н. Друммондом в 1916 году, а синтезирован в 1933 году.  Впервые витамин А был выделен из моркови, поэтому от английского carrot (морковь) произошло название группы витаминов А - каротиноиды.

Содержание витамина А в животных и растительных продуктах
        
№ Растительный продукт мг% Животный продукт  мг%
1 Шпинат 37 Печень 25
2 Морковь 11 Яйцо куриное 10
3 Томат 7,2 Масло сливочное 7,5
4 Капуста 5-7 Молоко коровье 1
5 Дыня 2,1-6,2 Сыр 3,25
6 Перец краный 1,75 Рыбий жир  19

Собственно витамин А содержится только в животных продуктах (печень, рыбий жир, сливочное масло и др.). В растительной пище содержится каротиноиды - провитамины А ( альфа и бэта-каротин, лютеин, ликопен, зеаксантин. Всего известно порядка 500 каротиноидов) Наиболее известным каротиноидом является бэта-каротин.(в печени он превращается в витамин А в результате окислительного расщепления).
Единицы измерения
1 ЭР (эквивалент ретинола) = 1 мкг ретинола = 6 мкг б-каротина. 1 мкг = 3,33 МЕ (Международные единицы)
 β-каротин,  под влиянием фермента каротиназы в желудочно-кишечном тракте превращается в витамин А1. Этот процесс стимулируется тиреоидными гормонами., поэтому при нарушениях функции щитовидной железы (гипотиреоз) недостаток витамина А в организме лучше корректируется не каротином, а ретинолом.
Ретинол (транс-9,13-Диметил-7-(1,1,5-триметилциклогексен-5-ил-6)-нонатетраен-7,9,11,13-ол) представляет собой непредельный одноатомный спирт, состоящий из β -иононового кольца, а также боковой цепи, содержащей два остатка изопрена и первичную спиртовую группу.
Витамин А2 отличается от ретинола наличием дополнительной двойной связи в β -иононовом кольце.

Суточная потребность человека в витамине А составляет 1,5 мг (5000МЕ), новорожденного - 0,5 мг (1500МЕ), детей и подростков - 0,5 -1,5мг (1500-5000МЕ).

Метаболизм
Витамин А поступает в организм как в свободном так в этерифицированном виде. Эфиры сначала гидролизуются при помощи фермента гидролазы эфиров карбоновых кислот с образование свободного ретинола.
Для всасывания витамина А в кишечнике нужны желчные кислоты. В слизистой кишечника ретинол образует эфиры с жирными кислотами, поступает в составе хиломикронов сначала в лимфу, а затем в кровь. В плазме крови ретинол связывается с ретинолсвязывающим белком и доставляется в ткани. В печени эфиры ретинола депонируются: часть ретинола окисляется в ретиналь, а затем в ретиноевую кислоту, которая выводится с желчью в связанном виде с глюкуроновой кислотой в виде глюкуронидов. В тканях ретинол окисляется в, в результате включения в его состав молекулярного кислорода. Одним из известных метаболитов витамина А является цис-ретиналь.
Биохимические функции
Различные формы витамина А (ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота) участвуют в следующих процессах:

1.          регулируют нормальный рост и дифференцировку клеток развивающегося организма (эмбриона, молодого организма);

2.          регулируют деление         и дифференцировку быстро пролиферирующих (делящихся тканей) - хряща и костной ткани, сперматогенного эпителия и плаценты, эпителия кожи и слизистых;
3.          обесцвечивают фотохимический акт зрения. Биохимическая   основа   действия   витамина   А   чаще   всего   связана  с
влиянием на проницаемость мембран. Витамин А необходим для нормального эмбрионального развития, а его окисленная форма - ретиноевая кислота -контролирует ростовые процессы. В частности ретиноевая кислота стимулирует рост костей и мягких тканей. Остальные формы витамина А обеспечивают все основные его биологические функции. Предполагается, что влияние витамина А на деление и дифференцировку клеток обусловлено его действием на инициацию репликации, а на рост костной ткани - участием в синтезе хондроитин-сульфата.
Детально изучено влияние витамина А на зрительный акт. Эти данные легли в основу биохимической концепции, выдвинутой в 50-х годах XX века группой ученых под руководством Хаббарда. Согласно этой концепции, витамин А участвует в акте зрения в виде 11-цис-ретиналя, который является компонентом светочувствительных пигментов сетчатки глаза.
 
В сетчатке глаза ретинол превращается в ретиналь, который включается в состав зрительного пигмента родопсина, сложного белка-хромопротеида, входящего в состав внутриклеточных мембран палочек, открыого более ста лет тому назад (1876 г.) Ф. Болом. Связь между ретиналем и опсином осуществляется через альдегидную группу витамина и свободную ℇ-NH2-группу лизина молекулы белка с образованием шиффова основания.
При фотохимической реакции происходит поглощение квантов света световой энергии зрительным пигментом родопсином. Родопсин, который в качестве хромофора содержит 11-цис-ретиналь, под действием света превращается в нестабильный продукт люмиродопсин (оранжевого цвета) и метародопсин (желтого цвета). При этом происходит изменение конформации молекулы родопсина, которое инициирует формирование нервного импульса, передающегося в мозг. Затем в результате фотоизомеризации образуется транс-ретиналь, который приводит приводит к диссоциации родопсина на белок опсин и транс-ретиналь, пигмент обесцвечивается. Регенерация исходного пигмента возможна прямым путем с участием ретинальизомеразы (это медленный процесс), протекающий на свету или опосредованно, в темноте. В этом случае регенерация родопсина осуществляется быстрее и протекает через образование транс-ретинола, цис-ретинола и 11-цис-ретиналя. Последний вновь соединяется с опсином.
Таким образом, под действием кванта света родопсин через ряд промежуточных продуктов («оранжевый» и «желтый» белки) распадается на опсин и аллотрансретиналь, представляющий собой неактивную форму альдегида витамина А.
Вместе с тем теория Хаббарда полностью не смогла объяснить механизма цветового зрения, а также ряда патологических нарушений зрения. В связи с этим большой интерес представляет теория процесса световосприятия, разработанная группой Фултона Дж. Т. Согласно этой теории, хромоген ретинол в пигментных клетках окисляется свободно-радикальным механизмом при участии цитохрома Р-450 в серию хромофоров, называемых родопсинами. Доказано, что в пигментных клетках образуется 4 вида таких родопсинов, обладающих в отличие от ретинола и ретиналя, индивидуальным спектром поглощения трех основных цветов видимого спектра и ультрафиолета. После образования родонины перемещаются к фоторецепторным клеткам и адсорбируются в них в виде опсинсодержащих комплексов. Фоторецепторы в зависимости от структуры родонина специализированы для восприятия красного, желтого или синего цвета, либо ультрафиолета.
Согласно теории Фултона фотон вызывает возбуждение родопсина, что приводит к появлению потока электронов в фоторецепторных клетках, направленных в сторону их специального устройства, называемого Актив. В нем электронный сигнал усиливается и направляется в другие группы клеток -горизонтальные, биполярные, которые путем суммации импульсов от разных фоторецепторных клеток дают представление о яркости и цвете объекта. Затем информация передается по зрительному нерву в специализированные отделы центральной нервной системы. При недостатке витамина А нарушается световосприятие во всех фоторецепторных клетках.
Гипо- и авитаминоз
Наиболее ранним признаком недостаточности является нарушение темновой адаптации и ночная слепота (гемералопия). Кроме того, возможна задержка роста в молодом возрасте, фолликулярный гиперкератоз (избыточное ороговение кожи, вызванное задержкой смены эпителия), сухость слизистых, (тоже вследствие замедленного обновления эпителия), ксерофтальмия, (сухость роговицы глаза) с последующим ее размягчением под действием микрофлоры (кератомаляция). Исходом кератомаляции может быть помутнение роговицы - образование бельма - ведущего к слепоте - амблиопии. Нарушение роста клеток мозгового слоя почек (метаплазия) связанное с недостаточностью витамина А, может привести к образованию почечных камней. По этой же причине могут атрофироваться семенники, что ведет к стерильности, нарушению репродуктивной системы.
Гиповитаминоз у детей
Чаще всего недостаточность ретинола наблюдается у грудных детей, особенно недоношенных, это связано с тем, что в печени новорожденных детей запасов витамина А нет. Кроме этого, у грудных детей не происходит образование витамина А из каротина, т.к. у них нет фермента каротиназы. Именно поэтому такое проявление гиповитаминоза А, как ксерофтальмия, чаще всего наблюдается у детей. Ежегодно десятки тысяч детей в возрасте 18-36 месяцев в тропических странах теряют зрение из-за ксерофтальмии. Кроме этого у детей при авитаминозе А наблюдается остановка роста костей, связанная с нарушением синтеза белка, кератоз эпителия желудочно-кишечного тракта, мочеполовой и дыхательной систем. Прекращение роста костей черепа приводит к повреждению тканей центральной нервной системы, а также к повышению давления спинномозговой жидкости. В итоге у ребенка развивается умственная отсталость, гидроцефалия, парез лицевого нерва.
В митохондриях отмечается снижение синтеза РНК и повышение активности РНК-азы и ДНК-азы. Повышается более, чем в 3 раза отложение Са2+   в печени, почках, легких. Снижается резистентность организма.
У детей старше 4 лет наиболее частыми симптомами являются поражения глаз (ксерофтальмия, кератомаляция)
Авитаминоз оказывает существенное влияние на эмбриогенез. При этом оплодотворенное яйцо с трудом имплантируется, нарушается строение и васкуляризация плаценты, удлиняется срок беременности. Также нередки тяжелые роды. У детей, рожденных от авитаминозных матерей, наблюдаются поражения глаз, мочеполовой системы, сосудов и т.п.
Проявления гиповитаминоза А в полости рта.
Возникают гиперороговения слизистых оболочек (гиперекератоз, снижение секреции слюнных желез, гипосаливация), «зубы как мелом покрыты», угнетение синтеза антител и фагоцитоза, снижение иммунитета. Слизистая оболочка теряет блеск, становится мутной, появляются беловатые наслоения, напоминающие лейкоплакию. Отмечается сухость во рту и эпидермация губ в зоне красной каймы.
Не менее тяжелая картина развивается и при гипервитаминозе, который в последние годы часто регистрируется у детей в связи с передозировкой витамина. При этом отмечается торможение многих синтетических процессов, что сопровождается падением веса, потерей аппетита, рвотой, диспепсическими явлениями, гиперлипидемией и гиперхолестеролемией; наблюдается выпадение волос. Нарушается минеральный обмен. При этом усиливается процесс деминерализации костей (возрастает активность щелочной фосфатазы, что способствует вымыванию фосфатов из костей с одновременным выведением их из организма) - происходят спонтанные переломы, истончаются кости черепа, отмечается ограничение подвижности конечностей, боли в костях и   в   области   суставов,   диффузное   утолщение   костей,   увеличивается отложение меди в органах, увеличивается печень и селезенка. Повышается проницаемость мембран эритроцитов и клеток гематоэнцефалического барьера, что приводит к изменению пигментации кожи, бледности слизистых, петехиям, кровоизлияниям. Повышается внутричерепное давление, развивается гидроцефалия.
У грудных детей после дачи большой дозы витамина А (350 тыс. ME) уже на следующий день развивается бледность слизистых, появляется рвота, повышается внутричерепное давление, при осмотре обращают на себя внимание выбухание большого родничка, приступы удушья.
В случае длительного применения (3-6 мес.) повышенных количеств ретинола (75-500 тыс. МЕ/сутки) у детей 1-4 лет отмечаются отсутствие аппетита, быстрая возбудимость, шершавая кожа, зуд, боли в костях, увеличение печени, желтушность. Вскоре после отмены препарата эти явления начинают стихать.

Практическое применение
В медицинских целях используют природные и синтетические препараты витамина А для лечения гипо- и авитаминозов, инфекционных и простудных заболеваний, поражений кожи (раны, ожоги, псориаз, экзема), заболеваний глаз (ретинит, гемералопия, кератомаляция), заболеваний органов пищеварения (хронические колиты, язвенная болезнь), для профилактики камнеобразования в желчных и мочевыводящих путях, при гипертиреозе.
Возможно применение витамина А как средства профилактики у людей, работа которых связана с напряжением зрения, для стимуляции роста и развития у детей, усиления регенерации плохо заживающих тканей, повышения сопротивляемости инфекциям, для профилактики бесплодия.
В стоматологии витамин А используют для ускорения эпителизации эрозий и язв, для уменьшения сухости в полости рта, при лечении лейкоплакии, красного плоского лишая, ангулярного хейлита, ожогов.
Препараты витамина А
Ретинола ацетат, Ретинола пальмитат, рыбий жир, Этритинат (Тигазон), Изотретиноин (Роаккутан), Апрол каротин, Каротолин, Каротинил. Ретинол, витамин А (синонимы: Авитол, Аксерол, Аксерофтал, Алфалин, Алфастерол, Анавит, Афаксин, Виаденин, Витаплекс А, Воган, Ксерофтал, Примавит и др.) Рыбий жир очищенный для внутреннего и наружного применения.
Формы выпуска
Таблетки, капсулы, драже, масляные растворы (в т.ч. капсульные), аэрозоль.