فايتمين أ هو الاسم الذي يطلق على المركبات الطبيعية والاصطناعية ذات التركيب الكيميائي المتشابه ولكن نشاط بيولوجي مختلف. تم اقتراح تسمية موحدة من قبل اللجنة المشتركة IUPAC-IUB حول التسميات الكيميائية الحيوية على أساس أوجه التشابه الكيميائية (1982). وفقا لهذا ، فيتامين (أ) هو عام مصطلح للمركبات التي ليست كذلك الكاروتينات ولها النشاط البيولوجي للريتينول ، و فيتامين (أ) كحول. يعد هذا التعريف للمصطلح إشكاليًا فيما يتعلق بالتأثير الجزيئي للجزيئات ، حيث لا تتمتع جميع مشتقات فيتامين أ (مشتقات) بنشاط كامل من فيتامين أ. لهذا السبب ، يوصى بالتصنيف وفقًا للجوانب البيولوجية الطبية. وفقًا لذلك ، فإن اسم فيتامين أ ينطبق على المركبات التي لها جميع تأثيرات الفيتامين. تشمل هذه المركبات إسترات الريتينول والريتينيل (إسترات الأحماض الدهنية للريتينول) ، مثل أسيتات الريتينيل ، بالميتات والبروبيونات ، والتي يمكن استقلابه إلى حمض الشبكية والريتينويك ، وكذلك الكاروتينات مع نشاط بروفيتامين أ ، مثل بيتا كاروتين. من ناحية أخرى ، لا تظهر الرتينويدات - مشتقات حمض الريتينويك الطبيعية والاصطناعية - نشاطًا كاملاً لفيتامين أ لأنه لا يمكن استقلابها إلى مادة الريتينول الأم. ليس لديهم أي تأثير على تكوين الحيوانات المنوية (تكوين نطفة) أو في الدورة المرئية. يتم التعبير عن التأثير البيولوجي لفيتامين أ بالوحدات الدولية (IU) ومكافئات الريتينول (RE) ، على التوالي:
- 1 وحدة دولية من فيتامين أ ما يعادل 0.3 ميكروغرام من الريتينول
- 1 RE يتوافق مع 1 ميكروغرام ريتينول 6 ميكروغرام بيتا كاروتين 12 ميكروغرام أخرى الكاروتينات مع تأثير بروفيتامين أ.
ومع ذلك ، فقد ثبت أن ملف التوافر البيولوجي من الكاروتينات الغذائية (الغذائية) النشطة بفيتامين أ وتحويلها الحيوي (التحويل الأنزيمي) إلى الريتينول قد تم المبالغة فيه بشكل كبير سابقًا. وفقًا للنتائج الأخيرة ، فإن بروفيتامين أ كاروتينات تظهر فقط 50 ٪ من نشاط الريتينول المفترض سابقًا. وهكذا ، تم استخدام معامل التحويل 6 لحساب نشاط فيتامين أ لـ بيتا كاروتين، تم تصحيحه الآن لأعلى. من المفترض الآن أن 1 ميكروغرام من الريتينول.
- 12 ميكروجرام بيتا كاروتين على التوالي.
- 24 ميكروغرام من الكاروتينات الأخرى مع تأثير بروفيتامين أ يتوافق مع.
السمة الهيكلية لفيتامين أ هي بنية البوليين المتعددة غير المشبعة ، التي تتكون من أربع وحدات إيزوبرينويد مع روابط مزدوجة مترافقة (ميزة هيكلية كيميائية تتناوب على رابطة واحدة ورابطة مزدوجة). ترتبط السلسلة الجانبية isoprenoid بحلقة بيتا أيونية. في نهاية الجزء غير الدوري توجد مجموعة وظيفية يمكن تعديلها في الكائن الحي. وهكذا ، فإن الأسترة (تفاعل التوازن الذي يكون فيه كحول يتفاعل مع حمض) الريتينول معه الأحماض الدهنية يؤدي إلى الريتينيل الاستر ، وأكسدة الريتينول بشكل عكسي (قابل للعكس) لشبكية العين (فيتامين أ ألدهيد) ولا رجعة فيه (لا رجعة فيه) إلى حمض الريتينويك ، على التوالي. تعد كل من حلقة بيتا أيونون وسلسلة الأيزوبرينويد من المتطلبات الجزيئية الأساسية لفعالية فيتامين أ. التغييرات في الحلقة والسلسلة الجانبية مع <15 ذرة C و <2 مجموعة ميثيل ، على التوالي ، قيادة للتخفيضات في النشاط. وهكذا ، فإن الكاروتينات ذات أكسجين- الحلقة الحاملة أو بدون بنية الحلقة ليس لها نشاط فيتامين أ. يؤدي تحويل الريتينول المتحول بالكامل إلى أيزومرات رابطة الدول المستقلة إلى تغيير هيكلي ويرتبط أيضًا بنشاط بيولوجي أقل.
تركيب
يوجد فيتامين أ حصريًا في الكائنات الحية البشرية والحيوانية. في هذا السياق ، يُشتق إلى حد كبير من انهيار الكاروتينات التي يتناولها الإنسان والحيوان ، على التوالي ، مع الطعام. يحدث تحويل البروفيتامينات أ في الأمعاء وفي كبد. الانقسام اللامركزي للبيتا كاروتين بواسطة إنزيم 15,15،XNUMX′-dioxygenase - carotenase - من الخلايا المعوية (خلايا الأمعاء الدقيقة ظهارة) ينتج عنه 8′- أو 10′- أو 12′-beta-apocarotene ، اعتمادًا على موقع تحلل (انهيار) الجزيء ، والذي يتم تحويله إلى شبكية من خلال مزيد من التدهور أو تقصير السلسلة ، على التوالي. عند الانقسام المركزي للبيتا كاروتين كبد كحول نازعة الهيدروجين ، اثنان الجزيئات يتم تجديد (تشكيل) شبكية العين. يمكن لاحقًا إما اختزال الشبكية إلى الريتينول النشط بيولوجيًا - عملية قابلة للعكس - أو أكسدة إلى حمض الريتينويك - تحويل لا رجعة فيه. ومع ذلك ، فإن أكسدة الشبكية إلى حمض الريتينويك تحدث بدرجة أقل بكثير ، ويختلف تحويل بيتا كاروتين وبروفيتامينات أ الأخرى إلى ريتينول باختلاف الأنواع ويعتمد على الخصائص الغذائية التي تؤثر على الأمعاء. امتصاص وعلى إمدادات فيتامين أ الفردية. ما يعادل تقريبًا 1 ميكروغرام من الريتينول المتحول بالكامل في التأثير:
- 2 ميكروغرام بيتا كاروتين في حليب؛ 4 ميكروجرام بيتا كاروتين في الدهون.
- 8 ميكروجرام بيتا كاروتين في جزر متجانس أو خضروات مطبوخة محضرة بالدهن.
- 12 ميكروجرام من بيتا كاروتين في جزر مطبوخ ومصفى.
امتصاص
مثل كل قابل للذوبان في الدهون الفيتامينات، فيتامين (أ) يمتص في الجزء العلوي الأمعاء الدقيقة أثناء هضم الدهون ، أي وجود الدهون الغذائية كناقلات للدهون (تذوب في الدهون) الجزيئات, الأحماض الصفراوية للذوبان (زيادة القابلية للذوبان) وتشكيل المذيلات (من حبيبات النقل التي تجعل المواد القابلة للذوبان في الدهون قابلة للنقل في محلول مائي) ، والإسترات (الهضمية الانزيمات) لشق استرات الريتينيل ضروري للأمعاء المثلى امتصاص (امتصاص عن طريق الأمعاء). يُمتص فيتامين أ إما في شكل البروفيتامين - عادةً بيتا كاروتين - من الأطعمة النباتية أو في شكل إسترات الأحماض الدهنية - عادة بالميتات الريتينيل - من المنتجات الحيوانية. يتم شق استرات الريتينيل بالماء (بالتفاعل مع ماء) في تجويف الأمعاء بواسطة كوليستريلستيراز (إنزيم هضمي). يصل الريتينول المنطلق في هذه العملية إلى غشاء حدود الفرشاة في الغشاء المخاطي خلايا (خلايا الغشاء المخاطي للأمعاء) كمكون للمذيلات المختلطة ويتم امتصاصها داخليًا (يتم امتصاصها داخليًا) [1-4 ، 6 ، 9 ، 10]. ال امتصاص يتراوح معدل الريتينول من 70-90٪ ، اعتمادًا على الأدبيات ، ويعتمد بشكل كبير على نوع وكمية الدهون التي يتم توفيرها في نفس الوقت أثناء وجوده في الفسيولوجية (طبيعي لعملية التمثيل الغذائي) من التركيز النطاق ، يحدث امتصاص الريتينول وفقًا لحركية التشبع بطريقة مستقلة عن الطاقة تتوافق مع الانتشار السلبي بوساطة الناقل ، ويتم امتصاص الجرعات الدوائية عن طريق الانتشار السلبي. في الخلايا المعوية (خلايا الأمعاء الدقيقة ظهارة) ، الريتينول مرتبط بالبروتين الخلوي المرتبط بالريتينول II (CRBPII) ويتم استراته بواسطة الانزيمات الليستين مادة دهنية-ريتينول أسيل ترانسفيراز (LRAT) وأسيل- CoA-retinol acyltransferase (ARAT) مع الأحماض الدهنية، حمض البالمتيك في المقام الأول. ويتبع ذلك دمج (امتصاص) إسترات الريتينيل في الكيلومكرونات (البروتينات الدهنية الغنية بالدهون) ، والتي تدخل إلى الأطراف. تداول عبر الليمفاوية وتتحلل إلى بقايا chylomicron (بقايا chylomicron قليلة الدسم).
النقل والتوزيع في الجسم
أثناء النقل إلى كبد، يمكن أن تؤخذ استرات الريتينيل إلى حد ضئيل بواسطة البروتين الدهني الإنزيم الليباز (LPL) في الأنسجة المختلفة ، على سبيل المثال ، العضلات والأنسجة الدهنية والغدة الثديية. ومع ذلك ، فإن غالبية الريتينول esterified الجزيئات تبقى في بقايا الكيلومكرونات ، والتي ترتبط بمستقبلات معينة (مواقع ربط) في الكبد. ينتج عن هذا امتصاص استرات الريتينيل في الكبد والتحلل المائي إلى الريتينول في الجسيمات الحالة (عضيات الخلية) من الخلايا المتنيّة. في السيتوبلازم للخلايا المتني ، يرتبط الريتينول ببروتين ربط الريتينول الخلوي (CRBP). يمكن أن يعمل الريتينول المرتبط بـ CRBP ، من ناحية ، كتخزين قصير الأجل في الخلايا المتني ، ويمكن استخدامه وظيفيًا أو استقلابه ، ومن ناحية أخرى ، يتم تخزينه على المدى الطويل كريتينول زائد بواسطة الخلايا النجمية حول الجين ( الخلايا النجمية التي تخزن الدهون ؛ 5-15 ٪ من خلايا الكبد) بعد الأسترة - معظمها مع حمض البالمتيك - مثل إسترات الريتينيل. تمثل استرات الريتينيل للخلايا النجمية المحيطة بالجين حوالي 50-80٪ من إجمالي تجمع فيتامين أ في الجسم وحوالي 90٪ من إجمالي الكبد من التركيز. سعة تخزين الخلايا النجمية غير محدودة تقريبًا. وبالتالي ، حتى مع المآخذ العالية المزمنة ، يمكن لهذه الخلايا أن تحتفظ بعدة مرات من كمية التخزين المعتادة. البالغين الأصحاء لديهم متوسط من التركيز من استرات الريتينيل 100-300 ميكروغرام والأطفال 20-100 ميكروغرام لكل غرام من الكبد. يبلغ عمر النصف لإسترات الريتينيل المخزنة في الكبد 50-100 يوم أو أقل في استهلاك الكحول المزمن [1-3 ، 6 ، 9]. لتعبئة فيتامين أ المخزن ، يتم شق إسترات الريتينيل بواسطة ريتينيل معين الاستر هيدرولاز (إنزيم). يتم إطلاق الريتينول الناتج ، المرتبط مبدئيًا بـ CRBP ، إلى البروتين الرابط بين الخلايا (الموجود داخل الخلية) (apo-RBP) ، المرتبط ، والإفراز (المفرز) في دم البلازما مثل holo-RBP. نظرًا لأن مركب الريتينول-RBP سوف يضيع بسرعة في الترشيح الكبيبي لـ الكلى نظرًا لوزنه الجزيئي المنخفض ، فإن الارتباط القابل للانعكاس لـ holo-RBP مع ترانستريتين (TTR ، هرمون الغدة الدرقية- prealbum ملزم) يحدث في دم. ينتقل مركب Retinol-RBP-TTR (1: 1: 1) إلى الأنسجة خارج الكبد (خارج الكبد) ، مثل شبكية العين والخصية و رئة، حيث يتم تناول الريتينول بواسطة الخلايا بطريقة بوساطة المستقبلات وترتبط داخل الخلايا بـ CRBP للنقل داخل الخلية وعبرها دم/ حواجز الأنسجة. بينما يتوفر TTR المتبقي خارج الخلية لعمليات النقل المتجددة في بلازما الدم ، يتم تقويض Apo-RBP (المتدهورة) بواسطة الكلى. في عملية التمثيل الغذائي للخلايا ، تشمل التحويلات ما يلي:
- نزع الهيدروجين العكسي (الانشقاق عن الهدرجة) الريتينول - الريتينول ↔ شبكية العين.
- أكسدة لا رجعة فيها لشبكية العين إلى حمض الريتينويك - شبكية العين ← حمض الريتينويك.
- الأيزومرات (تحويل الجزيء إلى أيزومر آخر) - ترانس - حمض الريتينول أو الشبكية أو الريتينويك.
- استرة الريتينول مع الأحماض الدهنية - ريتينول ↔ ريتينيل الاستر - لسد عجز العرض قصير الأجل.
يتفاعل حمض الريتينويك - all-trans and 9-cis - في الخلايا المستهدفة ، المرتبطة بالبروتين الخلوي الرابط لحمض الريتينويك (CRABP) ، مع مستقبلات حمض الريتينويك النووية - RAR و RXR مع الأنواع الفرعية - التي تنتمي إلى هرمون الغدة الدرقية (الغدة الدرقية). عائلة المستقبلات. يربط RXR بشكل تفضيلي حمض 9-cis-retinoic ويشكل جزيئات غير متجانسة (جزيئات مكونة من وحدتين فرعيتين مختلفتين) عن طريق التلامس مع مستقبلات أخرى ، مثل حمض الريتينويك بالكامل ، ثلاثي يودوثيرونين (T3 ؛ هرمون الغدة الدرقية) ، كالسيتريول (فيتامين (د)) أو الإستروجين أو البروجسترون مستقبلات. كعوامل نسخ ، تؤثر مستقبلات حمض الريتينويك النووية جينة التعبير عن طريق الارتباط بتسلسلات DNA محددة. وبالتالي ، يعد حمض الريتينويك منظمًا مهمًا لنمو الخلايا والأنسجة والتمايز.
إفراز
لا يتم امتصاص ما يقرب من 20٪ من فيتامين (أ) الذي يتم تناوله عن طريق الفم ويتم التخلص منه عن طريق النكد والبراز أو البول. لتحويل فيتامين (أ) إلى شكل قابل للإفراز ، فإنه يخضع لتحول أحيائي ، كما تفعل جميع المواد المحبة للدهون (القابلة للذوبان في الدهون). يحدث التحول الأحيائي في الكبد ويمكن تقسيمه إلى مرحلتين:
- في المرحلة الأولى ، يتم هيدروكسيل فيتامين أ (إدخال مجموعة OH) بواسطة نظام السيتوكروم P-450 لزيادة قابلية الذوبان.
- في المرحلة الثانية ، يحدث الاقتران مع مواد شديدة الماء (قابلة للذوبان في الماء) - لهذا الغرض ، يتم نقل حمض الجلوكورونيك إلى مجموعة OH التي تم إدخالها مسبقًا من فيتامين أ بمساعدة الجلوكورونيل ترانسفيراز
لم يتم توضيح الكثير من المستقلبات بعد. ومع ذلك ، يمكن افتراض أن منتجات الإخراج هي أساسًا غلوكورونيد وحمض ريتينويك مجاني وحمض 4-كيتوريتيك ، على التوالي.