 |
Витамин А, ретинол, антиксерофтальмический фактор
|
|
|
|
Биологическая роль:
– контролирует рост и дифференцировку быстро пролиферирующих тканей (эмбриональной, хрящевой, эпителиальной);
– участвует в фотохимическом акте зрения.
Механизм участия витамина А в светоощущении изучен достаточно хорошо. Известна и активная форма витамина - цис-ретиналь.
Остановимся на этом вопросе поподробнее.
Сетчатка человека содержит два типа рецепторных клеток: палочки и колбочки. Колбочки ответственны за цветное дневное зрение, а палочки – за ночное (сумеречное, черно-белое). Основным светочувствительным материалом палочек является пигмент родопсин или зрительный пурпур. В сетчатке глаза родопсин образуется из белка опсина и активной формы витамина А - цис-ретиналя. Этот процесс не требует участия света и происходит в темноте. На свету, за счет энергии поглощенного фотона происходят конформационные изменения родопсина, приводящие к его обесцвечиванию и диссоциации на опсин и транс-ретиналь. Эти изменения пигмента служат пусковым механизмом возбуждения в окончании зрительного нерва импульса, который затем передается в мозг.
Для восприятия следующей порции света необходима регенерация зрительного пурпура. Этот процесс может протекать двумя путями. Первый путь - это изомеризация транс-ретиналя в цис-ретиналь под действием ретинальизомеразы. Эта реакция протекает непосредственно в сетчатке глаза, но требует очень интенсивного освещения и идет очень медленно.
Другой путь регенерации активной формы витамина А протекает в печени и требует участия двух ферментов. Сначала в сетчатке глаза происходит восстановление транс-ретиналя в трас-ретинол при участии НАДН-зависимой ретинальредуктазы. Транс-ретинол транспортируется кровью в печень, где происходит его быстрая изомеризация в цис-ретинол ретинолизомеразой. Цис-ретинол вновь поступает в кровь и захватывается пигментным эпителием, где и окисляется до цис-ретиналя и включается в состав родопсина.
|
|
|
Процесс может быть представлен в виде схемы:
РОДОПСИН
в темноте на свету
ОПСИН
1. в сетчатке глаза
цис-ретиналь 
на свету медленно транс-ретиналь
 | |||
 | |||
НАД+ НАДН2
цис-ретинол транс-ретинол
2. в печени 
быстро
 |
Несмотря на то, что регенерация родопсина требует участия специализированных белковых транспортных систем и печени, в сетчатке глаза здорового человека при постоянном освещении имеет место устойчивое равновесие, при котором скорость обесцвечивания родопсина равна скорости его регенерации. При недостатке в пище витамина А развивается ночная (куриная) слепота. При этом в сетчатке понижено и содержание родопсина и скорость его регенерации.
Проявления недостаточности. Недостаточность витамина А наиболее тяжело протекает в детском возрасте. Это связано с двумя причинами:
1. характерные для недостаточности витамина изменения в скелете и нервной системе можно наблюдать только у растущего организма;
2. запасы витамина А в печени здорового взрослого человека могут быть достаточны для удовлетворения потребности в течение нескольких лет (»2 года). В печени новорожденных запаса витамина А нет.
Характерными проявлениями недостаточности витамина А у детей являются:
– остановка роста. Наблюдается утолщение и дисплазия костей, утрата ими тонкой архитектуры строения. Происходит сужение спинно-мозгового канала, отверстий через которые проходят нервы, ограничение размера черепа, что приводит к повреждению тканей ЦНС. Возможная роль витамина А в процессах роста костей связана с участием витамина в синтезе 3-фосфоаденозин-5-фосфосульфата (ФАФС). Это соединение является донором сульфатной группы при синтезе хондроитинсульфата - структурного компонента соединительной ткани.
|
|
|
– гиперкератоз (ороговевание эпителия). Эпителий слизистых оболочек (кожа, железистый эпителий, роговица, органы дыхания, пищеварительный тракт, почки и мочевыводящие пути) независимо от его формы, заменяется многослойным ороговевающим эпителием.
– ксерофтальмия – сухость роговицы.
– кератомаляция - размягчение роговицы глаза под действием микроорганизмов.
У взрослых недостаточность витамина А проявляется только в снижении зрительного порога (куриная слепота).
Суточная потребность 0.5-2.0 мг.
Пищевые источники. Источниками витамина А могут служить продукты как растительного, так и животного происхождения. В животных продуктах содержатся эфиры ретинола с высшими жирными кислотами. В кишечнике они расщепяются гидролитическим путем с высвобождением ретинола. Последний эмульгируется желчными кислотами и всасывается в составе мицелл вместе с пищевыми жирами. В растительных продуктах содержится b-каротин - провитамин А. Для его всасывания также необходимо присутствие в пище жира. В стенке кишечника каротин расщепляется до двух молекул витамина А. Из стенки кишечника ретинол транспортируется хиломикронами в печень, где депонируется. В плазме крови содержится специфический ретинолсвязывающий белок (РСБ) относящийся к фракции a1-глобулинам, осуществляющий дальнейший перенос витамина в организме.
Основные пищевые источники: зелень (зеленый лук, петрушка, салат), овощи - свекла, морковь, сладкий перец, красно- и желтомякотные плоды. Животная пища - печень животных и рыб.
2.4.2. Витамин D3, холекальциферол, антирахитический фактор
Строение. Холекальциферол - один из немногих витаминов, способных синтезироваться в клетках организма человека. Непосредственным предшественником (провитамином D3) служит 7-дегидрохолстерол.
7-дегидрохолестерол холекальциферол (D3)
Образующийся холекальциферол не обладает биологической активностью.
Витамин, всосавшийся в кишечнике или синтезированный в коже, далее транспортируется при участии специфического транспортного белка крови в печень, где подвергается активации.
|
|
|
Образование активных форм витамина D3 происходит в два этапа:
– сначала в печени происходит гидроксилирование по 25-му атому углерода с образованием 25-гидроксихолекальциферола или 25(ОН)D3;
– затем в почках 25(ОН)D3 подвергается ещё одной реакции гидроксилирования под действием специфической 1 a-гидроксилазы с образованием 1, 25-дигидроксихолекальциферола или 1,25(ОН)2D3. Реакции протекают при участии молекулярного кислорода, цитохрома Р450 и НАДФН2.
В общем, превращение витамина D3 в организме человека можно представить в виде схемы:
7-дегидрохолестерол Пищевые источники
УФ
кожа
холекальциферол
печень НАДФН, О2
25-оксихолекальциферол
почки НАДФН, О2
1,25-диоксихолекальциферол
1,25(ОН)2D3 является самым активным метаболитом витамина D3 и по своему регулирующему влиянию на организм относится к гормонам.
1,25-диоксихолекальциферол участвует в регуляции фосфорно-кальциевого обмена и называется кальцитриол. По механизму является гормоном прямого действия, способен проникать в ядра клеток и индуцировать транскрипцию генов. Рецепторы для кальцитриола обнаружены в остеобластах, клетках кишечных ворсинок, дистальных почечных канальцев и некоторых других тканей.
Биологическая роль. Активные формы витамина D3 принимают участие в регуляции фосфорно-кальциевого обмена.
Влияние витамина D3 на слизистую кишечника.
Витамин D стимулирует всасывание ионов кальция и фосфата стенкой кишечника. Установлено, что кальцитриол накапливается в ядрах клеток кишечных ворсинок и индуцирует синтез м-РНК, кодирующей кальций-связывающий белок (КСБ).
Механизм стимулирующего действия витамина D3 на всасывание фосфата не установлен.
Влияние витамина D3 на костную ткань.
Механизм действия витамина D3 на перенос ионов кальция между плазмой и костной тканью неизвестен. Однако установлено, что в ядрах клеток кости есть рецепторы для кальцитриола и вызванное им повышение Са2+ в кости связано с синтезом РНК и белков (возможно одного из КСБ). Одновременно витамин стимулирует мобилизацию кальция из предобразованного костного материала, способствуя перераспределению кальция между участками старой и молодой, растущей ткани.
|
|
|
Влияние витамина D3 на почки.
Стимулирует реабсорбцию кальция и фосфата в почечных канальцах. По-видимому, этот эффект опосредован через действие паратгормона.
Проявления недостаточности - рахит - заболевание детского возраста, которое характеризуется низким уровнем кальция и фосфатов в крови и нарушением минерализации костей. Основными симптомами D-гиповитаминоза являются:
– дисфункция вегетативной нервной системы (беспокойство, раздражительность, нарушение сна, потливость, расстройство функций кишечника)
–снижение мышечного тонуса;
– функциональные изменения со стороны сердца;
– деформация скелета - черепа, груди, позвоночника, нижних конечностей;
У детей раннего возраста возможны судороги, являющиеся проявлением повышенной нервно-мышечной возбудимости при снижении уровня кальция в крови
У взрослых недостаточность витамина D вызывает остеопороз вследствие нарушения минерализации костей.
Причины рахита.
1. Алиментарный гиповитаминоз – следствие недостатка витамина D3 в пище и (или) дефицита солнечного света в северных регионах.
2. Наследственный D-резистентный рахит обусловлен генетическими дефектами белков. I тип связан с нарушением превращения 25(ОН) D3 в 1,25(ОН)2 D3 (дефицит 1- a-гидроксилазы почек). II тип связан с отсутствием рецепторов для кальцитриола в клетках-мишенях.
3. Рахитоподобные состояния (вторичные гиповитаминозы): а) вторичные явления при заболеваниях печени и почек; б) следствие приема лекарств (барбитуратов), стимулирующих микросомальное окисление и, как следствие, ускоренный метаболизм витамина D.
Суточная потребность 10-25 мкг.
Основные пищевые источники: печень животных и рыб, яйца, молоко, сливочное масло.
|
|
|
