Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин (стр. 3 )

Нормальна концентрація вітаміну у плазмі крові дорівнює 0,70–1,75 мкмоль/л. Зниження вмісту ретинолу спостерігається при гіповітамінозі та гострих інфекційних захворюваннях.

Транспортування. Ефіри ретинолу та β-каротин, що не перетворився на вітамін А, транспортуються у складі хіломікронів до печінки. У гепатоцитах близько 95 % вітаміну А депонується у вигляді ефірів з оцтовою та пальмітиновою кислотою. Ці накопичення дозволяють забезпечити організм людини вітаміном А упродовж одного –двох років, без екзогенного надходження.

Ретина

Печінка

Транс-ретинол Транс-ретинол

НАД+

Цис-ретинол НАДН2

Транс-ретиналь

Ретеніл-пальмітат Опсин

Родопсин

Опсин

Цис-ретиналь

Цис-ретинол

Хіломікрон

Ретинол→ретиноєва β-Каротин Їжа

кислота

Епітеліальні Каротиназа

клітини Ретиналь Ефір

ретинолу

Редуктаза

Ефір Ретинол Ретинол

ретинолу

Клітина

кишечнику

Рисунок 2 – Схема метаболізму вітаміну А

За фізіологічної потреби ефіри вітаміну А перетворюються на ізомери ретинолу, які вивільняються у плазму крові. Вітамін А-спирт зв'язується у крові зі специфічним транспортним білком ретинолзв'язувальним протеїном, а також із преальбуміном – транстиретином і у складі цих комплексів переноситься до органів і тканин. Ретиноєва кислота транспортується білком, який є специфічним саме для ретиноєвої кислоти.

Поширення у тканинах. В організмі вітамін А поширений нерівномірно. Найбільша кількість його зосереджена у печінці та сітківці ока, менша – у нирках, серці, адипоцитах, легенях, молочній залозі у період лактації, наднирникових та інших залозах внутрішньої секреції. Основною формою депонування вітаміну є ретинолпальмітат, запаси якого повільно, але постійно оновлюються.

У тканинах вітамін А локалізується в основному у мікросо-мах, мітохондріях, лізосомах, у мембранах клітин та органел.

Екскреція. Ретинол, ретиналь, ретиноєва кислота виділя-ються з гепатоцитів у складі жовчі та із сечею у вигляді кон′югатів ретинолу з глюкуроновою кислотою.

Вітамін А міститься виключно у клітинах тварин. У природі немає іншого шляху його утворення, ніж ендогенний синтез у кишечнику з провітамінів – каротиноїдів. До них належать α-, β-, γ-каротиноїди, лютеїн, лікопін, зеаксантин, загалом близько 500 сполук. Каротиноїди містяться у рослинах, деяких грибах, водоростях.

Джерела:

· продукти тваринного похо­дження: печінка морських риб та великої рогатої худоби, яєчний жовток, молоко, вершкове масло, сир;

· продукти рослинного похо­дження містять лише каротиноїди: морква, томати, червоний перець, гарбуз, жовто-зелені овочі (цибуля, кукурудза, салат, шпинат), фрукти та ягоди жовтого та помаранчевого кольору (обліпиха, горобина, абрикоси, папайя). Водорость спіруліна.

Добова потреба у вітаміні А для дорослої людини становить 1,5 – 2,5 мг/добу, або 3 – 5 мг/добу каротиноїдів.

Сучасні дослідження показують, що близько 40 % дорослого населення та дітей не отримують достатню кількість вітаміну з їжею. Жоден із рослинних або тваринних продуктів не може повністю задовольнити потреби людини у вітаміні А, тому в окремих випадках необхідне його додаткове приймання.

Потреби у ретиноїдах зростають у період вагітності, лактації, при гострій білковій недостатності, низькому вмісті жирів у їжі, алкоголізмі, інфекційних хворобах, захворюваннях шкіри, інтенсивному фізичному навантаженні, під час рентгенів-ського опромінення. У людей похилого віку потреба у вітаміні підвищується через уповільнення його всмоктування та засвоєн-ня. У жінок, що приймають оральні контрацептиви, потреба у вітаміні знижується.

Потреба у вітаміні А значно змінюється залежно від клімату. Холодний клімат не впливає на добову потребу та обмін вітаміну, але при підвищенні температури навколишнього середовища та збільшенні часу перебування на сонці потреба у вітаміні різко підвищується.

Біологічна роль

Найбільш вивченою функцією вітаміну А є забезпечення нормального зору через його участь у синтезі зорового пігменту сітківки – родопсину.

1. Вітамін А-альдегід бере участь у процесі темнової адаптації

Загальний механізм, за яким вітамін А впливає на зір, має назву «цикл родопсину» (рис. 3).

Альдегідна форма вітаміну А – 11-цис-ретиналь є просте - тичною групою світочутливого хромопротеїну родопсину, який міститься у паличках сітківки ока.

· Цис-ретинол, що надходить у сітківку з крові, ізомеризується на цис-ретиналь під дією алкогольдегідрогенази.

· Цис-ретиналь утворює комплекс із білком опсином і формує «зоровий пурпур» – родопсин.

· Родопсин сприймає квант (один фотон) світла, трансфор-муючи його у гіперполяризацію мембрани, тобто запускає акт зору.

Родопсин

(опсин + цис-ретиналь)

Темрява (активний) Світло

Опсин

Цис-ретиналь УФ-світло Транс-ретиналь

(неактивний)

НАДН+Н+

Алкогольдегідрогеназа

НАД+

Цис-ретинол Ретинолізомераза Транс-ретинол

УФ-світло (неактивний)

Захоплення

цис-ретинолу Кров Цис-ретинол Печінка

ретиною з крові

Рисунок 3 – Цикл родопсину

· Сприйняття родопсином кванта світла ініціює ізомеризацію зв'язаного з опсином 11-цис-ретиналю на повністю транс- ретиналь. Ізомеризація вітаміну А призводить до зміни конформації білкової час­тини молекули і утворення декількох проміжних інтермедіатів родопсину: фотородоп-сину – батородопсину – люміродопсину – метародопсину І – метародопсину ІІ.

· Метародопсин II, або "фотозбуджений родопсин", індукує каскад біохімічних реакцій (рис. 4). Цей каскад є механізмом передачі хімічного сигналу від збудженого родопсину через білок трансдуцин на фосфодіестеразу, що гідролізує цГМФ;

· зменшення рівня цГМФ призводить до закриття Nа+-каналів у зовнішніх мембранах паличок, її гіперполяризації; гіперполяризація, що настає, є сигналом для подальшого електрохімічного реагування нейронів сітківки;

Транс-ретинол

↓

11-цис-ретинол

↓

11-цис-ретиналь+Н2N Опсин

↓

Родопсин

Світло → ↓

Фотородопсин

↓

Батородопсин

↓

Люміродопсин Опсин +транс-ретиналь

↓

Метародопсин І

↓

Метародопсин ІІ Метародопсин ІІІ

(збуджений родопсин)

+ βγ- субодиниці

(αβγ- субодиниці) Трансдуцин-ГДФ- Трансдуцин-ГТФ*-α- субодиниця