Bitamina A ay ang pangalang ibinigay sa natural at synthetic compound na may katulad na kemikal na istraktura ngunit magkakaibang biological na aktibidad. Ang isang pinag-isang nomenclature ay iminungkahi ng IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature batay sa pagkakatulad ng kemikal (1982). Ayon dito, bitamina A ay isang panlahat kataga para sa mga compound na hindi carotenoids at magkaroon ng biological na aktibidad ng retinol, ang bitamina A alkohol. Ang kahulugan ng term na ito ay may problema tungkol sa pagkilos ng orthomolecular, dahil hindi lahat ng derivatives ng bitamina A (derivatives) ay may buong aktibidad ng bitamina A. Para sa kadahilanang ito, inirekomenda ang isang pag-uuri ayon sa mga biological-medical na aspeto. Ayon dito, ang pangalang bitamina A ay nalalapat sa mga compound na mayroong lahat ng mga epekto ng bitamina. Ang mga compound na ito ay may kasamang mga retinol at retinyl esters (fatty acid esters ng retinol), tulad ng retinyl acetate, palmitate at propionate, na maaaring mapag-metabolize ng retinal at retinoic acid, pati na rin carotenoids may provitamin Isang aktibidad, tulad ng beta-karotina. Ang Retinoids - natural at synthetic retinoic acid derivatives - sa kabilang banda, ay hindi nagpapakita ng buong aktibidad ng bitamina A sapagkat hindi sila maaaring ma-metabolize sa parent na sangkap na retinol. Wala silang epekto sa spermatogenesis (pagbuo ng tamud) o sa visual cycle. Ang biological na epekto ng bitamina A ay ipinahayag sa International Units (IU) at retinol na katumbas (RE), ayon sa pagkakabanggit:
- Ang 1 IU ng bitamina A ay katumbas ng 0.3 µg ng retinol
- Ang 1 RE ay tumutugma sa 1 µg retinol 6 µg beta-karotina 12 µg iba pa carotenoids may provitamin Isang epekto.
Gayunpaman, ipinakita na ang bioavailability ng alimentary (pandiyeta) bitamina A-aktibong carotenoids at ang kanilang bioconversion (pagbabalik ng enzymatic) sa retinol ay dating masidhing sobra sa pag-overestimate. Ayon sa kamakailang mga natuklasan, ang provitamin A carotenoids ay nagpapakita lamang ng 50% ng dating ipinapalagay na aktibidad ng retinol. Kaya, ang kadahilanan ng conversion 6, na ginamit upang makalkula ang aktibidad ng bitamina A ng beta-karotina, naitama na ngayon paitaas. Ipinapalagay ngayon na 1 µg ng retinol.
- 12 betag beta-carotene, ayon sa pagkakabanggit.
- 24 µg ng iba pang mga carotenoids na may provitamin Ang isang epekto ay tumutugma sa.
Ang tampok na istruktura ng bitamina A ay ang polyunsaturated polyene na istraktura, na binubuo ng apat na mga unit ng isoprenoid na may conjugated double bond (isang tampok na istruktura ng kemikal na kahalili ng isang solong bono at isang dobleng bono). Ang kadena ng isoprenoid sa gilid ay nakakabit sa isang beta ionone ring. Sa pagtatapos ng bahagi ng acyclic mayroong isang gumaganang pangkat na maaaring mabago sa organismo. Sa gayon, ang esterification (reaksyong balanse kung saan ang a alkohol tumutugon sa isang acid) ng retinol na may mataba acids humahantong sa retinyl ester, at oksihenasyon ng retinol na nababaligtad (nababaligtad) sa retinal (bitamina A aldehyde) at hindi maibabalik (hindi maibabalik) sa retinoic acid, ayon sa pagkakabanggit. Parehong singsing na beta-ionone at kadena ng isoprenoid ay mga molekular na kinakailangan para sa pagiging epektibo ng bitamina A. Ang mga pagbabago sa singsing at isang kadena sa gilid na may <15 C atoms at <2 methyl group, ayon sa pagkakabanggit, mamuno sa mga pagbawas sa aktibidad. Kaya, ang mga carotenoid na may isang oksiheno-bearing ring o walang istraktura ng singsing ay walang aktibidad ng bitamina A. Ang pagbabago ng all-trans retinol sa mga comer isomer nito ay nagreresulta sa isang pagbabago sa istruktura at nauugnay din sa mas mababang aktibidad na biological.
Pagbubuo
Ang bitamina A ay matatagpuan sa mga organismo ng hayop at tao. Sa kontekstong ito, higit sa lahat ito nagmula sa pagkasira ng mga carotenoid na ang mga tao at hayop, ayon sa pagkakabanggit, nakakain ng pagkain. Ang pag-convert ng mga provitamins A ay nagaganap sa bituka at sa atay. Desentralisadong cleavage ng beta-carotene ng enzyme na 15,15′-dioxygenase - carotenase - ng mga enterosit (mga cell ng maliit na bituka epithelium) nagreresulta sa 8'-, 10 'o 12'-beta-apocarotene, nakasalalay sa site ng pagkasira (pagkasira) ng molekula, na kung saan ay na-convert sa retinal sa pamamagitan ng karagdagang pagkasira o pag-ikli ng kadena, ayon sa pagkakabanggit. Sa gitnang cleavage ng beta-carotene ng atay alkohol dehydrogenase, dalawa molecule ng retinal ay binubuo (nabuo). Ang retina ay maaaring magkakasunod na mabawasan sa aktibong biologically retinol - proseso na nababaligtad - o na-oxidize sa retinoic acid - hindi maibabalik na pagbabago. Gayunpaman, ang oksihenasyon ng retinal sa retinoic acid ay nangyayari sa mas kaunting lawak. Ang pag-convert ng beta-carotene at iba pang mga provitamins A sa retinol ay magkakaiba sa iba't ibang mga species at nakasalalay sa mga katangian ng pandiyeta na nakakaapekto sa bituka pagsipsip at sa indibidwal na supply ng bitamina A. Tinatayang katumbas na epekto sa 1 µg ng all-trans-retinol ay:
- 2 betag beta-carotene sa gatas; 4 betag beta-carotene sa fats.
- 8 betag beta-carotene sa homogenized carrots o lutong gulay na inihanda na may taba.
- 12 betag beta-carotene sa mga lutong, pilit na karot.
Pagsipsip
Tulad ng lahat ng natutunaw na taba bitamina, ang bitamina A ay hinihigop (kinuha) sa itaas maliit na bituka sa panahon ng pagtunaw ng taba, ibig sabihin, ang pagkakaroon ng mga pandiyeta na taba bilang mga tagadala ng lipophilic (natutunaw sa taba) molecule, mga acid ng apdo upang matunaw (dagdagan ang solubility) at bumuo ng mga micelles (bumubuo ng mga bead sa transportasyon na gumagawa ng mga sangkap na natutunaw sa taba na maaaring ilipat sa may tubig na solusyon), at mga esterase (digestive enzymes) upang ma-cleave ang mga estilong retinyl ay kinakailangan para sa pinakamainam na bituka pagsipsip (pagsipsip sa pamamagitan ng bituka). Ang bitamina A ay hinihigop alinman sa anyo ng provitamin nito - karaniwang beta-carotene - mula sa mga pagkaing halaman o sa anyo ng mga fatter acid na ester - na kadalasang retinyl palmitate - mula sa mga produktong hayop. Ang mga estilong retinil ay hydrolytically cleaved (sa pamamagitan ng reaksyon ng tubig) sa bituka lumen ng cholesterylesterase (digestive enzyme). Ang retinol na inilabas sa prosesong ito ay umabot sa lamad ng border ng brush ng mauhog ang mga cell (cells ng bituka mucosa) bilang isang bahagi ng halo-halong micelles at pinapaloob (na hinihigop ng panloob) [1-4, 6, 9, 10]. Ang pagsipsip saklaw ng rate ng retinol mula 70-90%, depende sa panitikan, at lubos na nakasalalay sa uri at dami ng taba na ibinibigay nang sabay. Habang nasa pisyolohikal (normal para sa metabolismo) walang halo saklaw, ang pagsipsip ng retinol ay nangyayari ayon sa mga saturation kinetics sa isang independiyenteng enerhiya na paraan na naaayon sa carrier-mediated passive diffusion, ang mga dosis ng pharmacological ay hinihigop ng passive diffusion. Sa mga enterosit (mga cell ng maliit na bituka epithelium), ang retinol ay nakasalalay sa cellular retinol-binding protein II (CRBPII) at na-esterified ng enzymes lecithin-retinol acyltransferase (LRAT) at acyl-CoA-retinol acyltransferase (ARAT) na may mataba acids, pangunahin ang palmitic acid. Sinundan ito ng pagsasama (pagkuha) ng mga estilong retinil sa mga chylomicron (lipid-rich lipoproteins), na pumapasok sa paligid sirkulasyon sa pamamagitan ng lymph at napasama sa mga labi ng chylomicron (mga labi ng low-fat chylomicron).
Transport at pamamahagi sa katawan
Sa panahon ng pagdadala sa atay, ang mga estilong retinil ay maaaring makuha hanggang sa isang maliit na lawak ng enzyme lipoprotein lipase (LPL) sa iba't ibang mga tisyu, halimbawa, kalamnan, adipose tissue, at mammary gland. Gayunpaman, ang karamihan ng esterified retinol molecule manatili sa mga labi ng chylomicron, na nagbubuklod sa mga tukoy na receptor (nagbubuklod na mga site) sa atay. Nagreresulta ito sa pag-agaw ng mga estilong retinyl sa atay at hydrolysis sa retinol sa lysosomes (cell organelles) ng mga parenchymal cells. Sa cytoplasm ng mga parenchymal cells, ang retinol ay nakasalalay sa cellular retinol-binding protein (CRBP). Ang retinol na nakatali sa CRBP ay maaaring, sa isang banda, ay nagsisilbing panandaliang pag-iimbak sa mga cell na parenchymal, maaaring magamit nang epektibo o mapetema, at, sa kabilang banda, ay maiimbak ng pangmatagalang labis na retinol ng mga perisinusoidal stellate cells ( stellate na nagtatago ng taba o Ito cells; 5-15% ng mga cell sa atay) pagkatapos ng esterification - karamihan ay may palmitic acid - bilang mga estilong retinil. Ang mga estilong retinil ng perisinusoidal stellate cells ay umabot sa halos 50-80% ng kabuuang body vitamin A pool at halos 90% ng kabuuang atay walang halo. Ang kapasidad ng pag-iimbak ng mga stellate cells ay halos walang limitasyong. Kaya, kahit na sa mga matagal na pag-inom, ang mga cell na ito ay maaaring magtaglay ng maraming beses sa karaniwang dami ng imbakan. Ang mga malulusog na matatanda ay may average walang halo ng mga estilong retinyl na 100-300 µg at mga bata na 20-100 µg bawat g ng atay. Ang kalahating buhay ng mga estilong retinyl na nakaimbak sa atay ay 50-100 araw, o mas mababa sa talamak na pag-inom ng alak [1-3, 6, 9]. Upang mapakilos ang nakaimbak na bitamina A, ang mga estilong retinyl ay inaalis ng isang tukoy na retinyl ester hydrolase (isang enzyme). Ang nagresultang retinol, na unang nakagapos sa CRBP, ay inilabas sa intracellular (matatagpuan sa loob ng cell) apo-retinol-binding protein (apo-RBP), nakatali, at isekreto (itinago) sa dugo plasma bilang holo-RBP. Dahil ang retinol-RBP complex ay mabilis na mawawala sa glomerular filtrate ng klase dahil sa mababang bigat na molekular, nababaligtad na binding ng holo-RBP sa transthyretin (TTR, thyroxine-binding prealbum) ay nangyayari sa dugo. Ang retinol-RBP-TTR complex (1: 1: 1) ay naglalakbay sa extrahepatic (sa labas ng atay) na mga tisyu, tulad ng retina, testis, at ment, kung saan ang retinol ay kinuha ng mga cell sa isang receptor-mediated na paraan at nakagapos nang intracellularly sa CRBP para sa transportasyon kapwa sa loob ng cell at sa pamamagitan ng dugo/ mga hadlang sa tisyu. Habang ang natitirang extracellular na TTR ay magagamit para sa mga nai-bagong proseso ng transportasyon sa plasma ng dugo, ang Apo-RBP ay catabolized (degraded) ng klase. Sa metabolismo ng mga cell, kasama sa mga conversion ang mga sumusunod:
- Mababalik na pag-aalis ng tubig (paghihiwalay ng Hydrogenation) ng retinol - retinol ↔ retinal.
- Hindi maibabalik na oksihenasyon ng retinal sa retinoic acid - retinal → retinoic acid.
- Isomerisasyon (pagbabago ng Molekyul sa isa pang isomer) - trans ↔ cis - ng retinol, retinal o retinoic acid.
- Esterification ng retinol na may mataba acids - retinol ↔ retinyl ester - upang tulay ng isang panandaliang kakulangan sa supply.
Ang retinoic acid - all-trans at 9-cis - ay nakikipag-ugnay sa mga target na cell, na nakasalalay sa cellular retinoic acid-binding protein (CRABP), na may mga receptor ng retinoic acid na Rucle - RAR at RXR na may mga subtypes - na kabilang sa steroid-thyroid (teroydeo) na hormon pamilya ng receptor. Mas gusto ng RXR na magbigkis ng 9-cis-retinoic acid at bumubuo ng mga heterodimer (mga molekula na binubuo ng dalawang magkakaibang mga subunit) sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa iba pang mga receptor, tulad ng all-trans-retinoic acid, triiodothyronine (T3; thyroid hormone), calcitriol (bitamina D), estrogen, o progesterone mga receptor Bilang mga salik ng transcription, nakakaimpluwensya ang mga receptor ng nuclear retinoic acid gene expression sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga tiyak na pagkakasunud-sunod ng DNA. Kaya, ang retinoic acid ay isang mahalagang regulator ng paglago at pagkita ng cell at tisyu.
Eksklusibo
Humigit-kumulang 20% ng binibigyan ng pasalita na bitamina A ay hindi hinihigop at natanggal sa pamamagitan ng apdo at dumi o ihi. Upang gawing isang excretable form ang bitamina A, sumasailalim ito sa biotransformation, tulad ng lahat ng sangkap na lipophilic (nalulusaw sa taba). Ang biotransformation ay nagaganap sa atay at maaaring nahahati sa dalawang yugto:
- Sa phase I, ang bitamina A ay hydroxylated (pagpapasok ng isang grupo ng OH) ng cytochrome P-450 system upang madagdagan ang matutunaw.
- Sa yugto II, nangyayari ang pagsasabay na may mataas na hydrophilic (nalulusaw sa tubig) na mga sangkap - para sa layuning ito, ang glucuronic acid ay inililipat sa dating naipasok na OH na pangkat ng bitamina A sa tulong ng glucuronyltransferase
Karamihan sa mga metabolite ay hindi pa naipaliwanag. Gayunpaman, maaari itong ipagpalagay na ang mga produktong pagpapalabas ay higit sa lahat na glucuronidated at libreng retinoic acid at 4-ketoretic acid, ayon sa pagkakabanggit.