Витамин А

Витамин А: Метаболизм

Всасывается витамин А аналогично липидам - этот процесс включает эмульгирование и гидролиз его эфиров в просвете желудочно-кишечного тракта, адсорбцию и транспорт его в клетки слизистой оболочки, реэстерификацию ретинола в них и последующее поступление витамина А в печень в составе хиломикронов.

Всасывание витамина А происходит главным образом в тонком кишечнике, преимущественно в его верхнем отделе. Витамин А в нормальных условиях при потреблении его в физиологических дозах всасывается почти полностью. Однако полнота всасывания витамина А в значительной степени зависит от его количества (в частности, при увеличении дозы всасывание пропорционально снижается). Такое снижение, по-видимому, связано с повышенным окислением и нарушением механизмов активного всасывания витамина А в кишечнике, что обусловлено адаптивными механизмами, направленными на предохранение организма от авитаминной интоксикации.

Эмульгирование ретинола является необходимым этапом в процессе всасывания его в желудочно-кишечном тракте. В присутствии липидов и желчных кислот свободный витамин А адсорбируется слизистой кишечника, а его эфиры - после гидролиза ферментами поджелудочной железы и слизистой оболочки тонкого кишечника (гидролаза эфиров карбоновых кислот).

До 40% каротина всасывается в неизмененном виде. Усвоению каротина способствуют полноценные белки в питании. Улучшается усвоение ß-каротина из вареных, гомогенизированных продуктов вместе с эмульсией жиров (особенно ненасыщенных жирных кислот) и токоферолов. β-каротин в слизистой кишечника подвергается окислению по центральной двойной связи с участием специфического фермента тонкого кишечника каротиндиоксигеназы (каротиназы), при этом образуются 2 молекулы активного ретиналя. Активность каротиназы стимулируется гормонами щитовидной железы. При гипотиреозе этот процесс может быть нарушен, что ведет к развитию каротинемической псевдожелтухи.

У детей до 1 года каротиназа малоактивна, поэтому усвоение каротина происходит плохо. Воспаления слизистой кишечника и холестаз приводят к тому, что каротины и витамин А плохо всасываются.

В слизистой кишечника на внутренней поверхности ворсинок витамин А подобно триглицеридам подвергается ресинтезу, образуя эфиры с жирными кислотами. Этот процесс катализируется ферментом ретинолсинтетазой. Вновь синтезированный эфир ретинола поступает в лимфу и в составе хиломикронов (80%) транспортируется в печень, где захватывается звездчатыми ретикулоэндотелиоцитами, а затем гепатоцитами. Эфирная форма – ретинилпальмитат накапливается в клетками печени, и запасов его у взрослого человека хватает на 23 года. Ретинолэстераза освобождает ретинол, который переносится в крови транстиретином. Освобождение ретинола печенью – цинкзависимый процесс. Печень является не только основным депо витамина А, но и главным местом синтеза «ретинолсвязывающего белка» (РСБ), с которым витамин А специфически связывается в крови. РСБ относится к преальбуминовой фракции, молекулярная масса его составляет 21 кД. Концентрация РСБ в плазме человека составляет 4 мг на 1 мл. РСБ в связи с ретинолом вступает в комплекс с белком значительно большей молекулярной массы – тироксинсвязывающим преальбумином и транспортируется в виде сложного комплекса: витамин А + ретинолсвязывающий белок + тироксинсвязывающий преальбумин.

Комплекс витамин А  и РСБ имеет существенное физиологическое значение, которое заключается не только в солюбилизации нерастворимого в воде ретинола и доставке его из депо (печень) к органаммишеням, но и в предохранении нестабильной свободной формы молекулы ретинола от химического распада (например, витамин А  становится устойчивым к окислительному воздействию алкогольдегидрогеназы печени). РСБ обладает защитной функцией в случаях поступления в организм высоких доз витамина А, что проявляется в предохранении тканей от токсического, в частности мембранолитического, воздействия витамина. Интоксикация витамином А развивается, когда витамин А  в плазме и мембранах находится не в комплексе с РСБ, а в другой форме.

Кроме печени витамин А депонируется также в сетчатке, несколько меньше в почках, сердце, жировых депо, легких, в лактирующей молочной железе, в надпочечниках и других железах внутренней секреции. Внутриклеточно витамин А локализуется преимущественно в микросомальной фракции, митохондриях, лизосомах, в мембранах клеток и органелл.

В тканях витамин А превращается в ретинилпальмитат, ретинилацетат (сложные эфиры ретинола с пальмитиновой и уксусной кислотами) и ретинилфосфат (фосфорный эфир ретинола).

Часть ретинола в печени (витамин А - спирт)  превращается в ретиналь (витамин А-альдегид) и ретиноевую кислоту (витамин А - кислота), то есть происходит окисление спиртовой группы, витамеров А1 и А2, соответственно, в альдегидную и карбоксильную.

Витамин А и его производные находятся в организме в трансконфигурации (линейная форма), за исключением сетчатки глаза, где обязуются цисизомеры (11-цисретинол и 11-цисретиналь  складчатая форма).

Биологической активностью обладают все формы витамина А: ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота и их эфиропроизводные.

Ретиналь, ретиноевая кислота выделяются гепатоцитами в составе желчи в виде глюкуронидов, ретинолглюкоронид выделяется с мочой.

Элиминирование ретинола осуществляется медленно, поэтому при применении его как лекарственного препарата, возможно коммулирование с развитием передозировки.

Как витамин А влияет на организм?

Витамин А восстанавливаетс форму и крепость ногтей, он способствует хорошему заживлению ран, благодаря ему быстрее растут волосы, они выглядят более здоровыми и блестящими.

Витамин А – антиоксидант, он борется со старением, укрепляет иммунную систему, повышает сопротивляемость к вирусам и болезнетворным бактериям.

Витамин А очень хорош для репродуктивной системы мужчин и женщин, повышает активность выработки половых гормонов, а также борется с таким серьезным заболеванием, как куриная слепота (гемералопатия).

Биологические функции витамина А

Витамин А обладают широким спектром биологического действия. В организме витамин А (его активная форма  ретиналь) контролирует следующие процессы:

• Регулирует нормальный рост и дифференцировку клеток развивающегося организма (эмбриона, молодого организма).
• Регулирует биосинтез гликопротеидов внешних цитоплазматических мембран, определяющих уровень процессов клеточной дифференциации.
• Повышает синтез белка в хрящевой и костной тканях, что определяет рост костей и хряща в длину.
• Стимулирует эпителизацию и предотвращает избыточное ороговение эпителия  гиперкератоз. Регулирует нормальную функцию однослойного плоского эпителия, выполняющего барьерную роль.
• Повышает количество митозов в эпителиальных клетках, витамин А регулирует деление и дифференцировку в быстро пролиферирующих (делящихся) тканях, препятствует накоплению в них кератогиалина (хрящ, костная ткань, эпителий кожных покровов и слизистых, сперматогенный эпителий и плацента).
• Способствует синтезу РНК и сульфатированных мукополисахаридов, играющих важную роль в проницаемости клеточных и субклеточных, особенно лизосомальных мембран.
• Благодаря липофильности, встраивается в липидную фазу мембран и оказывает модифицирующее действие на мембранные липиды, контролирует скорость цепных реакций в липидной фазе, может образовывать перекиси, которые в свою очередь повышают скорость окисления других соединений. Поддерживает антиокислительный потенциал различных тканей на постоянном уровне (этим объясняется использование витамина А в косметологии, особенно в препаратах для увядающей кожи).
• Имея большое количество ненасыщенных связей, витамин А активирует окислительно-восстановительные процессы, стимулирует синтез пуриновых и пиримидиновых оснований, участвует в энергообеспечении метаболизма, создавая благоприятные условия для синтеза АТФ.
• Участвует в синтезе альбумина и активирует окисление ненасыщенных жирных кислот.
• Участвует в биосинтезе гликопротеидов, в качестве липидного переносчика через клеточную мембрану гидрофильных остатков моно- и олигосахаридов на места их соединения с белковой основой (к эндоплазматической сети). В свою очередь гликопротеиды обладают в организме широкими биологическими функциями и могут быть ферментами и гормонами, участвуют во взаимоотношениях антиген-антитело, участвуют в транспорте металлов и гормонов, в механизмах свертывания крови.
• Участвует в биосинтезе мукополисахаридов, входящих в состав слизи, выполняя защитное действие.
• Повышает резистентность организма к инфекции, витамин А усиливает образование антител и активирует фагоцитоз.
• Необходим для нормального обмена холестерина в организме:
  • регулирует биосинтез холестерина в кишечнике и его всасывание, при недостатке витамина А всасывание холестерина ускоряется и происходит накопление его в печени.
  • участвует в биосинтезе гормонов коры надпочечников из холестерина, витамин А стимулирует синтез гормонов, при недостатке витамина снижается неспецифическая реактивность организма.
• Тормозит образование тиреолиберинов и является антагонистом йодтиронинов, подавляет функцию щитовидной железы, а сам тироксин способствует распаду витамина.
• Витамин А и его синтетические аналоги способны тормозить рост некоторых опухолей. Противоопухолевый эффект связывают со стимуляцией иммунитета, активацией гуморального и клеточного иммунного ответа.

Ретиноевая кислота участвует в стимуляции роста только костей и мягких тканей:

• Регулирует проницаемость клеточных мембран, повышая их стабильность, за счет контроля биосинтеза их компонентов, в частности отдельных гликопротеинов и тем самым оказывает влияние на барьерную функцию кожи и слизистых оболочек.
• Стабилизирует мембраны митохондрий, регулирует их проницаемость и активирует ферменты окислительного фосфорилирования, биосинтеза коэнзима Q.

Витамин А обладает широким спектром биологического действия. Он способствует росту и развитию организма, дифференцировке тканей. А так же обеспечивает нормальную функцию эпителия слизистых и кожных покровов, повышает устойчивость организма к инфекциям, участвует в процессах фоторецепции и репродукции.

Наиболее широко известная функция витамина А в механизме ночного зрения. Он участвует в фотохимическом акте зрения путем образования пигмента родопсина, способного улавливать даже минимальный свет, что очень важно для ночного зрения. Еще египетские врачи в 1500 г. до н. э., описывали признаки «куриной слепоте» и в качестве лечения предписывали, есть печень быка. Не зная про витамин А, полагаясь на эмпирические знания того времени.

Прежде всего, витамин А является структурным компонентом клеточных мембран, поэтому одной из составляющих его функций является его участие в процессах пролиферации и дифференцировки различных типов клеток. Витамин А регулирует рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма, а также деление и дифференцировку быстро пролиферирующих тканей, в первую очередь, эпителиальных клеток, особенно эпидермиса и железистого эпителия, вырабатывающего слизистый секрет, за счет контроля синтеза белков цитоскелета. Недостаток витамина А приводит к нарушению синтеза гликопротеинов (точнее, реакций гликозилирования, т. е. присоединения углеводного компонента к белку), что проявляется потерей защитных свойств слизистых оболочек. Ретиноевая кислота, обладая гормоноподобным действием, регулирует экспрессию генов некоторых рецепторов факторов роста, при этом она предупреждает метаплазию железистого эпителия в плоский ороговевающий.

Эсли витамина А мало, происходит кератинизация железистого эпителия различных органов, что нарушает их функцию и способствует возникновению тех или иных заболеваний. Это связано с тем, что одна из основных функций барьерной защиты – механизм клиренса не справляется с инфекцией, так как нарушен процесс созревания и физиологической десквамации, а также и процесс секретовыделения. Все это ведет к развитию циститов и пиелитов, ларинготрахеобронхитов и пневмоний, инфекций кожи и других заболеваний.

Витамин А необходим для синтеза хондроитинсульфатов костной и других видов соединительной ткани, при его дефиците нарушается рост костей.

Витамин А принимает участие в синтезе стероидных гормонов (включая прогестерон), сперматогенезе, является антагонистом тироксина – гормона щитовидной железы. Вообще в настоящее время большое внимание в мировой литературе уделяется производным витамина А – ретиноидам. Полагают, что их механизм действия сходен со стероидными гормонами. Ретиноиды действуют на специфические рецепторные белки в клеточных ядрах. Далее такой лигандрецепторный комплекс связывается со специфическими участками ДНК, которые контролируют транскрипцию специальных генов.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13]

Антиоксидантное действие витамина А

Витамин А и, особенно, каротиноиды являются важнейшими компонентам антиоксидантной защиты организма. Наличие сопряженных двойных связей в молекуле витамин А способствует взаимодействию его со свободными радикалами различных типов, в том числе и со свободными радикалами кислорода. Эта важнейшая особенность витамина позволяет считать его эффективным антиоксидантом.

Антиоксидантное действие ретинола проявляется также в том, что витамин Азначительно усиливает антиоксидантное действие витамина Е. Вместе с токоферолом и витамином С он активирует включение селена в состав глутатионпероксидазы (фермента, обезвреживающего перекиси липидов). Витамин А способствует поддержанию SHгрупп в восстановленном состоянии (SH-группам многообразного класса соединений также присуща антиоксидантная функция). В частности, препятствуя окислению SH-содержащих белков и образованию в них поперечных SS-сшивок в составе кератина, витамин А тем самым уменьшает степень кератинизации эпителия (усиление кератинизации кожи приводит к развитию дерматита и раннему старению кожи). Однако витамин А может проявлять себя и как прооксидант, так как он легко окисляется кислородом с образованием высокотоксичных перекисных продуктов. Полагают, что симптомы гипервитаминоза А как раз и обусловлены его прооксидантным действием на биомембраны, особенно усиливается процесс перекисного окисления липидов в лизосомных мембранах, к которым витамин А проявляет выраженную тропность. Витамин Е, предохраняя ненасыщенные двойные связи ретинола от окисления и образования вследствие этого свободнорадикальных продуктов самого ретинола, препятствует проявлению его прооксидантных свойств. Необходимо отметить и синергичную с токоферолом роль аскорбиновой кислоты в этих процессах.

Антиоксидантное действие витамина А и β-каротина играет важную роль в предотвращении заболеваний сердца и артерий, витамин А обладает защитным действием у больных стенокардией, а также повышает содержание в крови «полезного» холестерина (ЛПВП). Они защищают мембраны клеток мозга от разрушительного действия свободных радикалов, при этом β-каротин нейтрализует самые опасные виды свободных радикалов: радикалы полиненасыщенных кислот и радикалы кислорода. Будучи мощными антиоксидантами, витамин А являются средствами профилактики и лечения раковых заболеваний, в частности, препятствуя повторному появлению опухоли после операций.

Наиболее мощным антиоксидантным действием обладает содержащийся в красном вине и арахисе каротиноид – резерватол. Ликопин, которым богаты помидоры, отличается от всех каротиноидов выраженным тропизмом к жировой ткани и липидам, ему присущ антиоксидантный эффект в отношении липопротеидов, некоторое антитромбогенное действие.

Кроме того, это самый «сильный» каротиноид в отношении защиты от рака, особенно рака молочной железы, эндометрия и простаты.

Лютеин и зеаксентин – главные каротиноиды, защищающие наши глаза: они способствуют предупреждению катаракты, а также снижают риск дегенерации желтого пятна, которая в каждом третьем случае является причиной слепоты. При авитаминозе витамина А развивается кератомаляция.

Витамин А и иммунотропное действие

Витамин А необходим для нормального функционирования иммунной системы и является неотъемлемой частью процесса борьбы с инфекцией. Применение ретинола повышает барьерную функцию слизистых оболочек. За счет ускоренной пролиферации клеток иммунной системы увеличивается фагоцитарную активность лейкоцитов и других факторов неспецифического иммунитета. β-каротин значительно увеличивает активность макрофагов, поскольку в них идут специфические перекисные процессы, требующие большого количества антиоксидантов. Макрофаги помимо фагоцитоза, осуществляют презентацию антигена и стимулируют функцию лимфоцитов. Существует множество публикаций, касающихся влияния β-каротина на увеличение количества Т-хелперов. Наибольший эффект показан у лиц (людей и животных), испытывающих стресс (неправильная диета, заболевания, пожилой возраст). У полностью здоровых организмов эффект часто минимальный или отсутствует. Это связано, в том числе с ликвидацией пероксидных радикалов тормозящих процессы пролиферации Т-клеток. По аналогичному механизму витамин А стимулирует и выработку антител плазматическим клетками.

Иммуноактивное действие витамина А связано еще и с влиянием его на арахидоновую кислоту и ее метаболиты. Предполагается, что витамин А подавляет производство продуктов арахидоновой кислоты (относится к омегажирным кислотам), за счет этого ингибирует выработку простагландина Е2 (липидное физиологически активное вещество). Простагландин Е2 является супрессором NK-клеток, снижая его содержание, бетакаротин усиливает активность NK-клеток и стимулирует их пролиферацию.

Считается, что витамин А защищает от простуд, гриппа и инфекций дыхательных путей, пищеварительного тракта, мочевых путей. Витамин А является одним из главных факторов, ответственных за то, что дети в более развитых странах гораздо легче переносят такие инфекционные заболевания как корь, ветряная оспа, тогда как в странах с низким уровнем жизни намного выше смертность от этих «безобидных» вирусных инфекций. Витамин А продлевает жизнь даже больным СПИДом.

Витамин А: особые свойства

Витамин А почти не теряет своих свойств при тепловой обработке, но в соединении с воздухом при длительном хранении разрушается. При тепловой обработке теряется от 15 до 30% витамина А.

От того, как выращиваются овощи с витамином А, зависит его содержание в этих продуктах. Например, если почвы слишком бедные, то витамина А в них остается намного меньше. Если овощи выращиваются с большим содержанием нитратов, они имеют свойство разрушать витамин А – и в организме, и в самих растениях.

Овощи, которые выращиваются зимой, имеют в 4 раза меньше витамина А, чем те, что выращиваются летом. Тепличное выращивание тоже обедняет овощи на витамины примерно в 4 раза. Если в овощах нет витамина Е то витамин А будет усваиваться намного хуже.

Молоко (натуральное) содержит много витамина А. Но только в том случае, если коров кормят растениями, выращенными на богатых удобрениями почвах и если в их рационе присутствует витамин Е. Он защищает витамин А от разрушения.

Чтобы получить витамин А в виде каротина из растительной пищи, нужно разрушить стенки клеток, за которыми каротин содержится. Поэтому клетки эти нужно измельчить. Это можно сделать посредством жевания, измельчения ножом или способом варки. Тогда витамин А хорошо усваивается и хорошо всасывается в кишечник.

Чем мягче овощи, из которых мы берем каротин, тем лучше витамин А будет усваиваться.

Лучший источник каротина, из которого он сразу же усваивается, - фреши. Правда, пить их нужно сразу, потому что в соединении с кислородом полезные свойства фреша разрушаются. Фреш нужно выпить не раньше чем на протяжении 10 минут.