Vitamine A is de naam die wordt gegeven aan natuurlijke en synthetische verbindingen met een chemisch vergelijkbare structuur maar met een verschillende biologische activiteit. Een uniforme nomenclatuur werd voorgesteld door de IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature op basis van de chemische overeenkomsten (1982). Volgens dit, vitamine A is een algemeen term voor verbindingen die dat niet zijn carotenoïden en hebben de biologische activiteit van retinol, de vitamine A alcohol Deze definitie van de term is problematisch met betrekking tot orthomoleculaire werking, aangezien niet alle vitamine A-derivaten (derivaten) volledige vitamine A-activiteit hebben. Om deze reden wordt een classificatie volgens biologisch-medische aspecten aanbevolen. Volgens haar is de naam vitamine A van toepassing op verbindingen die alle effecten van de vitamine hebben. Deze verbindingen omvatten retinol en retinylesters (vetzuuresters van retinol), zoals retinylacetaat, palmitaat en propionaat, die metaboliseerbaar zijn tot retinale en retinoïnezuur, evenals carotenoïden met provitamine A-activiteit, zoals beta-caroteen Retinoïden - natuurlijke en synthetische retinoïnezuurderivaten - vertonen daarentegen geen volledige vitamine A-activiteit omdat ze niet kunnen worden gemetaboliseerd tot de moederstof retinol. Ze hebben geen effect op de spermatogenese (vorming van sperma) of op de visuele cyclus. Het biologische effect van vitamine A wordt uitgedrukt in respectievelijk internationale eenheden (IE) en retinol-equivalenten (RE):
- 1 IE vitamine A komt overeen met 0.3 µg retinol
- 1 RE komt overeen met 1 µg retinol 6 µg beta-caroteen 12 µg andere carotenoïden met provitamine A-effect.
Er is echter aangetoond dat de biobeschikbaarheid van voedings (voedings) vitamine A-actieve carotenoïden en hun bioconversie (enzymatische omzetting) naar retinol zijn eerder aanzienlijk overschat. Volgens recente bevindingen vertonen provitamine A-carotenoïden slechts 50% van de eerder aangenomen retinolactiviteit. Dus de conversiefactor 6, die werd gebruikt om de vitamine A-activiteit van te berekenen beta-caroteen, is nu naar boven gecorrigeerd. Aangenomen wordt nu dat 1 µg retinol.
- 12 µg bètacaroteen.
- 24 µg van andere carotenoïden met provitamine A-effect komt overeen met.
Structureel kenmerk van vitamine A is de meervoudig onverzadigde polyeenstructuur, bestaande uit vier isoprenoïde eenheden met geconjugeerde dubbele bindingen (een chemisch structureel kenmerk dat een enkele binding en een dubbele binding afwisselt). De isoprenoïde zijketen is bevestigd aan een bèta-iononring. Aan het einde van het acyclische deel bevindt zich een functionele groep die in het organisme kan worden gemodificeerd. Dus verestering (evenwichtsreactie waarbij een alcohol reageert met een zuur) van retinol met vetzuren leidt tot retinyl ester, en oxidatie van retinol omkeerbaar (omkeerbaar) naar het netvlies (vitamine A-aldehyde) en onomkeerbaar (onomkeerbaar) naar retinoïnezuur, respectievelijk. Zowel de bèta-iononring als de isoprenoïde-keten zijn moleculaire voorwaarden voor de werkzaamheid van vitamine A. Veranderingen in de ring en een zijketen met respectievelijk <15 C-atomen en <2 methylgroepen, leiden tot vermindering van de activiteit. Carotenoïden met een zuurstof-dragende ring of zonder ringstructuur hebben geen vitamine A-activiteit. Omzetting van het all-trans-retinol in zijn cis-isomeren resulteert in een structurele verandering en gaat ook gepaard met een lagere biologische activiteit.
Synthese
Vitamine A komt uitsluitend voor in dierlijke en menselijke organismen. In deze context is het grotendeels afkomstig van de afbraak van carotenoïden die respectievelijk mens en dier via voedsel binnenkrijgen. De omzetting van provitamine A vindt plaats in de darm en in de lever Gedecentraliseerde splitsing van bètacaroteen door het enzym 15,15′-dioxygenase - carotenase - van enterocyten (cellen van de dunne darm epitheel) resulteert in 8′-, 10′- of 12′-beta-apocaroteen, afhankelijk van de plaats van afbraak (afbraak) van het molecuul, dat wordt omgezet in het netvlies door respectievelijk verdere afbraak of ketenverkorting. Bij centrale splitsing van bètacaroteen door lever alcohol dehydrogenase, twee moleculen van het netvlies worden geregenereerd (gevormd). Retinal kan vervolgens worden gereduceerd tot het biologisch actieve retinol - omkeerbare proces - of geoxideerd tot retinoïnezuur - onomkeerbare omzetting. Oxidatie van retina tot retinoïnezuur vindt echter in veel mindere mate plaats. De omzetting van bètacaroteen en andere provitaminen A in retinol verschilt per soort en is afhankelijk van voedingskenmerken die de darmen beïnvloeden. absorptie en op individuele vitamine A-voorziening. Ongeveer equivalent aan 1 µg all-trans-retinol zijn:
- 2 µg bètacaroteen in melk 4 µg bètacaroteen in vetten.
- 8 µg bètacaroteen in gehomogeniseerde wortelen of gekookte groenten bereid met vet.
- 12 µg bètacaroteen in gekookte, gezeefde wortelen.
Absorptie
Zoals alle vetoplosbare stoffen vitaminen, wordt vitamine A geabsorbeerd (opgenomen) in het bovendeel dunne darm tijdens vetvertering, dwz de aanwezigheid van voedingsvetten als transporteurs van lipofiele (in vet oplosbare) moleculen, galzuren om op te lossen (verhoging van de oplosbaarheid) en micellen te vormen (vorm transportkralen die vetoplosbare stoffen transporteerbaar maken in waterige oplossing), en esterasen (digestief enzymen) om retinylesters te splitsen is noodzakelijk voor een optimale darmwerking absorptie (opname via de darm). Vitamine A wordt opgenomen in de vorm van provitamine - meestal bètacaroteen - uit plantaardig voedsel of in de vorm van vetzuuresters - meestal retinylpalmitaat - uit dierlijke producten. De retinylesters worden hydrolytisch gesplitst (door reactie met water) in het darmlumen door cholesterylesterase (spijsverteringsenzym). Het retinol dat bij dit proces vrijkomt, bereikt het borstelrandmembraan van de slijmvlies cellen (cellen van het darmslijmvlies) als onderdeel van de gemengde micellen en wordt geïnternaliseerd (intern geabsorbeerd) [1-4, 6, 9, 10]. De absorptie Het gehalte aan retinol varieert van 70-90%, afhankelijk van de literatuur, en is sterk afhankelijk van het type en de hoeveelheid vet dat tegelijkertijd wordt aangevoerd. Terwijl in de fysiologische (normaal voor metabolisme) concentratie bereik, de absorptie van retinol gebeurt volgens de verzadigingskinetiek op een energieonafhankelijke manier die overeenkomt met door de drager gemedieerde passieve diffusie, farmacologische doses worden geabsorbeerd door passieve diffusie. In enterocyten (cellen van de dunne darm epitheel), wordt retinol gebonden aan cellulair retinol-bindend proteïne II (CRBPII) en veresterd door de enzymen lecithine-retinolacyltransferase (LRAT) en acyl-CoA-retinolacyltransferase (ARAT) met vetzuren, voornamelijk palmitinezuur. Dit wordt gevolgd door opname (opname) van retinylesters in chylomicronen (lipide-rijke lipoproteïnen), die de perifere circulatie via de weefselvocht en worden afgebroken tot chylomicronresten (magere chylomicronresten).
Transport en distributie in het lichaam
Tijdens transport naar de leverkunnen retinylesters in geringe mate worden opgenomen door het enzym lipoproteïne lipase (LPL) in verschillende weefsels, bijvoorbeeld spieren, vetweefsel en borstklier. Het merendeel van de veresterde retinol moleculen blijven in de chylomicronresten, die zich binden aan specifieke receptoren (bindingsplaatsen) in de lever. Dit resulteert in de opname van retinylesters in de lever en hydrolyse tot retinol in de lysosomen (celorganellen) van parenchymcellen. In het cytoplasma van de parenchymcellen wordt retinol gebonden aan cellulair retinol-bindend eiwit (CRBP). Het aan CRBP gebonden retinol kan enerzijds dienen als kortdurende opslag in de parenchymcellen, functioneel worden gebruikt of gemetaboliseerd, en anderzijds langdurig worden opgeslagen als overtollig retinol door de perisinusoïdale stellaatcellen ( vetopslag stellaat of Ito-cellen; 5-15% van de levercellen) na verestering - meestal met palmitinezuur - als retinylesters. Retinylesters van perisinusoïdale stellaatcellen zijn goed voor ongeveer 50-80% van de totale vitamine A-pool in het lichaam en ongeveer 90% van de totale lever concentratie De opslagcapaciteit van stellaatcellen is vrijwel onbeperkt. Dus zelfs bij chronisch hoge innames kunnen deze cellen vele malen de gebruikelijke hoeveelheid opslag bevatten. Gezonde volwassenen hebben een gemiddelde concentratie van retinylesters van 100-300 µg en kinderen van 20-100 µg per g lever. De halfwaardetijd van retinylesters die in de lever worden opgeslagen, is 50-100 dagen, of minder bij chronisch alcoholgebruik [1-3, 6, 9]. Om opgeslagen vitamine A te mobiliseren, worden retinylesters gesplitst door een specifieke retinyl ester hydrolase (een enzym). Het resulterende retinol, aanvankelijk gebonden aan CRBP, wordt afgegeven aan het intracellulaire (gelegen in de cel) apo-retinol-bindende eiwit (apo-RBP), gebonden en uitgescheiden in de bloed plasma als holo-RBP. aangezien het retinol-RBP-complex snel verloren zou gaan in het glomerulaire filtraat van de nier vanwege het lage molecuulgewicht, reversibele binding van holo-RBP aan transthyretine (TTR, thyroxine-binding prealbum) komt voor in het bloed Het retinol-RBP-TTR-complex (1: 1: 1) reist naar extrahepatische (buiten de lever) weefsels, zoals het netvlies, de testis en long, waarbij retinol op een receptorgemedieerde manier door cellen wordt opgenomen en intracellulair aan CRBP wordt gebonden voor transport zowel binnen de cel als door bloed/ weefselbarrières. Terwijl de extracellulaire resterende TTR beschikbaar is voor hernieuwde transportprocessen in bloedplasma, wordt Apo-RBP gekataboliseerd (afgebroken) door de nier Bij het metabolisme van cellen omvatten conversies het volgende:
- Omkeerbare dehydrogenering (afsplitsing van waterstof) van retinol - retinol ↔ retinal.
- Onomkeerbare oxidatie van retina tot retinoïnezuur - retinal → retinoïnezuur.
- Isomerisaties (omzetting van het molecuul in een ander isomeer) - trans ↔ cis - van retinol, retinale of retinoïnezuur.
- Verestering van retinol met vetzuren - retinol ↔ retinyl ester - om een aanbodstekort op korte termijn te overbruggen.
Retinoïnezuur - all-trans en 9-cis - interageert in doelwitcellen, gebonden aan cellulair retinoïnezuurbindend eiwit (CRABP), met nucleaire retinoïnezuurreceptoren - RAR en RXR met subtypen - die behoren tot het steroïde-schildklierhormoon (schildklierhormoon) receptorfamilie. RXR bindt bij voorkeur 9-cis-retinoïnezuur en vormt heterodimeren (moleculen die uit twee verschillende subeenheden bestaan) door contact met andere receptoren, zoals all-trans-retinoïnezuur, trijoodthyronine (T3; schildklierhormoon), calcitriol (vitamine D), oestrogeen of progesteron receptoren. Als transcriptiefactoren zijn de nucleaire retinoïnezuurreceptoren van invloed gen expressie door binding aan specifieke DNA-sequenties. Retinoïnezuur is dus een belangrijke regulator van cel- en weefselgroei en differentiatie.
afscheiding
Ongeveer 20% van de oraal toegevoerde vitamine A wordt niet opgenomen en wordt via gal en uitwerpselen of urine. Om vitamine A om te zetten in een uitscheidbare vorm, ondergaat het een biotransformatie, net als alle lipofiele (in vet oplosbare) stoffen. Biotransformatie vindt plaats in de lever en kan in twee fasen worden verdeeld:
- In fase I wordt vitamine A gehydroxyleerd (insertie van een OH-groep) door het cytochroom P-450-systeem om de oplosbaarheid te verhogen.
- In fase II vindt conjugatie plaats met sterk hydrofiele (in water oplosbare) stoffen - voor dit doel wordt glucuronzuur met behulp van glucuronyltransferase overgebracht naar de eerder ingevoegde OH-groep van vitamine A
Veel van de metabolieten zijn nog niet opgehelderd. Aangenomen kan echter worden dat de excretieproducten voornamelijk respectievelijk geglucuronideerd en vrij retinoïnezuur en 4-ketoretinezuur zijn.
