Строение и роль витамина А в организме

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Витамин А.Строение и свойства

Роль и значение витамина А в организме человека

Источники витамина А

Гипо- и гепервитаминозы витамина А

Список литературы

Витамин А.Строение и свойства

ВИТАМИН А-группа природных соединений - производныхионона (формула I). Кристаллические вещества, не растворимы в воде, хорошо растворяются в органических растворителях. Разлагаются при взаимодействии с О₂. Склонны к цис-транс-изомеризации, особенно по связям 11 и 13. Важнейшие представители: ретинол (витамин А₁, витамин А₁-спирт, эксерофтол; формула II, R = = СН₂ОН), ретиналь (ретинен, ретинальдегид, витамин A₁-альдегид; II, R = СНО) и ретиноевая кислота (витамин А₂, II, R == СООН). У всех соединений, кроме 11-цис-ретиналя, присутствующего в сетчатке глаз, все двойные связи имеют транс-конфигурацию.

В организме в результате действия фермента 15,15-оксигеназы на каротин (главный провитамин витамина А; III) образуются две молекулы ретиналя. Незначительная часть его окисляется до ретиноевой кислоты, которая поступает в кровоток, а основная часть восстанавливается до ретинола. Последний этерифицируется пальмитиновой или другими высшими жирными кислотами и депонируется в печени. В результате последующего гидролиза эфиров свободный витамин секретируется из печени в кровоток. Там он образует комплекс со специфическим ретинолсвязывающим белком (мол. м. 22000), который обеспечивает его солюбилизацию, защиту от окисления и направленный перенос в ткани. Связанный ретинол в отличие от свободного не обладает мембранолитическим действием.

СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ, ВХОДЯЩИХ В ГРУППУ ВИТАМИНА А

Витамин А включает ряд близких по структуре соединений:

ретинол (витамин А-спирт, витамин А₁, аксерофтол);

дегидроретинол (витамин А₂);

ретиналь (ретинен, витамин А-альдегид);

ретинолевая кислота (витамин А-кислота);

эфиры этих веществ и их пространственные изомеры.

Дегидроретинол

Ретиналь (R = -CHO);

ретинол (R = -CH₂OH);

ретиноевая кислота (R = -COOH)

Ретинол (истинный витамин A, транс-9,13-Диметил-7-(1,1,5-триметилциклогексен-5-ил-6)-нонатетраен-7,9,11,13-ол) -- жирорастворимый витамин, антиоксидант. В чистом виде нестабилен, встречается только в продуктах животного происхождения. Поэтому производится и используется в формах ретинола ацетата и ретинола пальмитата. Был открыт в 1913 году двумя независимыми группами ученых (Мак-Коллут -- Дэвис и Осборн). Стал первым из открытых витаминов, поэтому его соединение стало обозначаться буквой A в соответствии с алфавитной номенклатурой

Ретинол является жирорастворимым, поэтому для его усвоения пищевым трактом требуются жиры, а также минеральные вещества. В организме его запасы остаются достаточно долго, чтобы не пополнять его запасы каждый день. Существует две формы этого витамина: это готовый витамин А (ретинол) и провитамин А (каротин), который в организме человека превращается в витамин A, поэтому его можно считать растительной формой витамина A. Витамин A имеет бледно-желтый цвет, который образуется из красного растительного пигмента бета-каротина

Каротин, впервые был выделен из моркови (от лат. carota - морковь). Известны 3 типа каротинов: б-, в- и г-каротины, отличающиеся друг от друга химическим строением и биологической активностью. Наибольшей биологической активностью обладает в-каротин, поскольку он содержит два в-иононовых кольца и при распаде в организме из него образуются две молекулы витамина А.

б-Каротин

При окислительном распаде б- и г-каротинов образуется только по одной молекуле витамина А, поскольку эти провитамины содержат по одному в-иононовому кольцу. Расщепление каротинов на молекулы витамина А происходит преимущественно в кишечнике под действием специфического фермента в-каротин-диоксигеназы (не исключена возможность аналогичного превращения и в печени) в присутствии молекулярного кислорода. При этом образуются 2 молекулы ретиналя, которые под действием специфической кишечной редуктазы восстанавливаются в витамин А. Степень усвоения каротинов и свободного витамина А зависит как от содержания жиров в пище, так и от наличия свободных желчных кислот, являющихся абсолютно необходимыми соединениями для процесса всасывания продуктов распада жиров.

Более подробно выяснено значение витамина А в процессе свето-ощущения. В этом важном физиологическом процессе большую роль играет особый хромолипопротеин - сложный белок родопсин, или зрительный пурпур, являющийся основным светочувствительным пигментом сетчатки, в частности палочек, занимающих ее периферическую часть. Установлено, что родопсин состоит из липопротеина опсина и простети-ческой группы, представленной альдегидом витамина A₁(ретиналь); связь между ними осуществляется через альдегидную группу витамина и свободную е-NH₂-группу лизина молекулы белка с образованием шиффова основания. На свету родопсин расщепляется на белок опсин и ретиналь; последний подвергается серии конформационных изменений и превращению в транс-форму. С этими превращениями каким-то образом связана трансформация энергии световых лучей в зрительное возбуждение - процесс, молекулярный механизм которого до сих пор остается загадкой. В темноте происходит обратный процесс - синтез родопсина, требующий наличия активной формы альдегида - 11-цис-ретиналя, который может синтезироваться из цис-ретинола, или транс-ретиналя, или транс-формы витамина А при участии двух специфических ферментов - дегидрогеназы и изомеразы. Более подробно цикл превращений родопсина в сетчатке глаза на свету и в темноте можно представить в виде схемы:

Таким образом, под действием кванта света родопсин через ряд промежуточных продуктов («оранжевый» и «желтый» белки) распадается на опсин и алло-транс-ретиналь, представляющий собой неактивную форму альдегида витамина А. Имеются сведения, что алло-транс-ретиналь может частично превращаться в активный 11-цис-ретиналь под влиянием света (на схеме - пунктирная стрелка). Однако главным путем образования 11-цис-ретиналя является ферментативное превращение транс-формы витамина А в цис-форму (под действием изомеразы) и последующее окисление ее при участии алкогольдегидрогеназы. витамин клинический организм

Следует отметить, что подобные зрительные циклы имеют место как в палочках, так и в колбочках. Показано, что сетчатка содержит 3 типа клеток-колбочек, каждый из которых наделен одним из трех цветочувствительных пигментов, поглощающих синий, зеленый и красный свет соответственно при 430, 540 и 575 нм. Оказалось, что все 3 пигмента, получившие название иодопсинов, также содержат 11-цис-ретиналь, но различаются по природе опсина (колбочные типы опсина). Некоторые формы цветовой слепоты (дальтонизм) вызваны врожденным отсутствием синтеза одного из 3 типов опсина в колбочках или синтезом дефектного опсина (люди не различают красный или зеленый цвет).

Роль и значение витамина А в организме человека

1. Витамин А участвует в окислительно-восстановительных процессах, регуляции синтеза белков, способствует нормальному обмену веществ, функции клеточных и субклеточных мембран, играет важную роль в формировании костей и зубов, а также жировых отложений; необходим для роста новых клеток, замедляет процесс старения.

2. Витамин А поддерживает ночное зрение путём образования пигмента, называемого родопсин, способного улавливать минимальный свет, что очень важно для ночного зрения. Он также способствует увлажнению глаз, особенно уголков, предохраняя их от пересыхания и последующего травмирования сетчатки.

3. Витамин А необходим для нормального функционирования иммунной системы и является неотъемлемой частью процесса борьбы с инфекцией. Применение ретинола повышает барьерную функцию слизистых оболочек, увеличивает фагоцитарную активность лейкоцитов и других факторов неспецифического иммунитета. Витамин А защищает от простуд, гриппа и инфекций дыхательных путей, пищеварительного тракта, мочевых путей. Наличие в крови витамина 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. Обеспеченность витамином А продлевает жизнь даже больным СПИДом.

4. Ретинол необходим для поддержания и восстановления эпителиальных тканей, из которых состоят кожа и слизистые покровы. Не зря практически во всех современных косметических средствах содержатся ретиноиды -- его синтетические аналоги. Действительно, витамин А применяется при лечении практически всех заболеваний кожи (акне, прыщи, псориаз и т. д.). При повреждениях кожи (раны, солнечные ожоги) витамин А ускоряет процессы заживления, а также стимулирует синтез коллагена, улучшает качество вновь образующейся ткани и снижает опасность инфекций.

5. Ввиду своей тесной связи со слизистыми оболочками и эпителиальными клетками витамин А благотворно влияет на функционирование легких, а также является стоящим дополнением при лечении некоторых болезней желудочно-кишечного тракта (язвы, колиты). [9]

6. Ретинол необходим для нормального эмбрионального развития, питания зародыша и уменьшения риска таких осложнений беременности, как малый вес новорожденного.

7. Витамин А принимает участие в синтезе стероидных гормонов (включая прогестерон), сперматогенезе, является антагонистом тироксина -- гормона щитовидной железы.

8. Как витамин А, так и в-каротин, будучи мощными антиоксидантами, являются средствами профилактики и лечения раковых заболеваний, в частности, препятствуя повторному появлению опухоли после операций.

9. И витамин А, и в-каротин защищают мембраны клеток мозга от разрушительного действия свободных радикалов, при этом в-каротин нейтрализует самые опасные виды свободных радикалов: радикалы полиненасыщенных кислот и радикалы кислорода.

10. Антиоксидантное действие в-каротина играет важную роль в предотвращении заболеваний сердца и артерий, он обладает защитным действием у больных стенокардией, а также повышает содержание в крови «полезного» холестерина.

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

12. В настоящее время показано участие витамина А в защите мембран клеток от окислителей - т. е. витамин А обладает антиоксидантной функцией.

13. Ещё один каротиноид -- ликопин (содержится в основном в помидорах) защищает от атеросклероза, предотвращая окисление и накопление на стенках артерий холестерина низкой плотности. Кроме того, это самый «сильный» каротиноид в отношении защиты от рака, особенно рака молочной железы, эндометрия и простаты.

Источники витамина А

Накопление запасов витамина А происходит в печени. Несмотря на то, что витамин А обнаружен только в продуктах животного происхождения, таких как: рыбий жир, жир молока, сливочное масло, сливки, творог, сыр, яичный желток, жир печени и жир других органов - сердца, мозга, в организме человека (в кишечной стенке и печени) витамин А может образовываться и из каротина, который широко распространен в растительных продуктах. Наибольшей активностью обладает b-каротин (провитамин А). Считается, что 1 мг b-каротина по эффективности соответствует 0,17 мг витамина А. Много содержится каротина в рябине, абрикосах, шиповнике, черной смородине, облепихе, желтых тыквах, арбузах, в красном перце, шпинате, капусте, ботве сельдерея, петрушке, укропе, кресс-салате, моркови, щавеле, зеленом луке, зеленом перце, крапиве, одуванчике, клевере. Отмечают, что количество витаминов изменяется в соответствии с окраской продуктов в красновато-желтый цвет: чем интенсивнее эта окраска, тем больше витамина в продукте. Количество витамина в жирах зависит от состава пищи, которой питается животное. Если пища животного богата витаминами или провитаминами, то жир его содержит высокий процент витамина; так, рыбий жир в 100 раз богаче витамином А, чем сливочное масло, потому что растительный и животный планктон, которым питаются рыбы, очень богат витамином А. Суточная потребность взрослого человека в витамине А (в пересчете на ретинол) - 1 мг, беременных и кормящих женщин - 1,25-1,5 мг, детей первого года жизни - 0,4 мг. Потребность повышается в период развития и роста, в период беременности, а также при диабете и заболеваниях печени. Потребность в каротине - в 2 раза больше.

Недостаточность витамина А или авитаминоз

Чаще встречается у детей в развивающихся странах Азии, Африки и Латинской Америки. Витаминная недостаточность сопровождает белковую недостаточность. При полноценном питании в организме создаются большие запасы ретинола, которые исключают явления недостаточности витамина А только через два - три года при его полном исключении из рациона.

Клинические проявления:

глазные проявления: нарушение цветового ощущения и ухудшение зрения в темноте ("куриная слепота") за счет изменений в сетчатке и зрительных нервах; за счет нарушения развития эпителия и образования многослойного ороговевающего эпителия в роговице и конъюнктиве, соответствующие участки становятся сухими, белесоватыми, непрозрачными (ксерофтальмия). В дальнейшем при отсутствии лечения могут развиваться язвы на роговице и некроз роговицы;

кожные изменения: наблюдается гиперкератоз, атрофия потовых и сальных желез. Кожа становится сухой, шелушащейся, развиваются часто гнойничковые поражения;

изменения слизистой оболочки: за счет изменения эпителия появляется утолщение слизистой оболочки полости рта, появляется сухость за счет снижения секреции слюнных желез;

из-за снижения защитной функции эпителия бронхов патогенные микробы легко проникают в легкие, вызывая развитие воспаления легких. При отсутствии лечения у экспериментальных животных такие пневмонии заканчиваются смертью.

Избыток витамина А в организме

Гипервитаминоз возникает при применении больших количеств витамина А, витаминизированного рыбьего жира, печени кита, медведя, тюленя, некоторых рыб. При острой форме заболевания у взрослых отмечаются головная боль, головокружение, сонливость, тошнота, рвота, повышение температуры тела, расстройства зрения, судороги; при хронической форме заболевания - головная боль, раздражительность, бессонница, тошнота, запоры или поносы, боли в суставах при ходьбе. Более чувствительны к избытку витамина А дети; у них помимо вышеперечисленных признаков интоксикации наблюдаются отек головного мозга, выпячивание родничка, задержка роста, выпадение волос, кожные высыпания. Препараты витамина А нельзя принимать самостоятельно, а только по назначению врача. При приеме избыточных количеств каротина с морковью, овощами и фруктами может появиться желтовато-оранжевое окрашивание кожи, не сопровождающееся признаками интоксикации. Взаимодействие витамина А с другими элементами

Витамин E (токоферол) предохраняет витамин А от окисления как в кишечнике, так и в тканях. Следовательно, если имеется недостаток витамина Е, организм не может усвоить нужное количество витамина А, и поэтому эти два витамина нужно принимать вместе.

Дефицит цинка может привести к нарушению превращения витамина А в активную форму. Поскольку организм в отсутствие достаточного количества цинка не может синтезировать белок, связывающий витамин А, -- молекулу-переносчика, которая транспортирует витамин А через стенку кишечника и освобождает его в крови, -- дефицит цинка может привести к плохому поступлению витамина А к тканям. Эти два компонента взаимозависимы: так, витамин А способствует усвоению цинка, а цинк так же действует в отношении витамина А.

Минеральное масло может растворить жирорастворимые вещества (такие как витамин А и бета-каротин). Эти витамины затем проходят по кишечнику, не усваиваясь, поскольку они растворены в минеральном масле, из которого организм не может их извлечь. Постоянное применение минерального масла, таким образом, может привести к недостатку витамина А.

Список используемой литературы

Емельянова Т.П. Витамины и минеральные вещества: Полный справочник для врачей. М., 2001 г., 576 с.

Морозкина Т.С., Мойсеенок А.Г. Витамины. Краткое руководство для врачей и студентов медицинских, фармацевтических и биологических специальностей. М., Асар, 2002 г., 112 с.

Трактат о питании. - М., 1987.

http://lyubarev.narod.ru/science/vitamins.htm

http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00066/74000.htm

http://www.sunduk.ru/Encycl/ChemFood/C015.htm

http://www.vitamini.ru/encyclopedia/info.aspx?id=2

http://www.smed.ru/guides/435/#article

http://www.vipural.ru/index.php?mod=infopage&page=vitamin_a

http://slovari.yandex.ru/

http://www.xumuk.ru/biologhim/082.htmlф

Размещено на Allbest.ru