Превращение каротина в витамин а реакция
Источники
С пищевыми продуктами в организм поступает как витамин А, так и каротиноиды – вещества, схожие с ним по строению.
- витамин А содержат рыбий жир, печень морских рыб, печень крупного рогатого скота и свиньи, жирномолочные продукты (сливочное масло, сливки, сметана), желток яиц,
- каротиноиды имеются в красных овощах (морковь, красный перец, томаты), в пальмовом и в облепиховом масле.
В последние десятилетия обратили внимание на каротиноиды лютеин, зеаксантин и ликопин.
Лютеин и зеаксантин – в желтом пятне сетчатой оболочки глаза ответственны за различение красного и зеленого цветов, за отфильтрование сине-фиолетовой зоны спектра, за снижение оптических аберраций и повышение четкости зрения, и выступают как антиоксиданты. Лютеин также находится в желтом теле яичников.
Ликопин (нециклический изомер β-каротина) – антиоксидант, в крови переносится в составе липопротеинов низкой плотности, защищает их от окисления и, поэтому обладает мощным антиатерогенным эффектом.
Суточная потребность
Потребность в витамине может измеряться как микрограммах, так и в международных единицах (МЕ) – 1,0 мг витамина А соответствует 3300 МЕ.
Физиологическая потребность для детей и взрослых составляет 1,5-2,5 мг (5000-8250 МЕ) в зависимости от возраста и физических нагрузок.
Метаболизм
Всасывается только 1/6 часть потребленных каротиноидов. После всасывания некоторые каротиноиды в кишечнике превращаются в ретинол, при этом из β-каротина образуется 2 молекулы витамина А.
Превращение β-каротина в витамин А осуществляется в стенке кишечника. Он расщепляется под действием фермента 15,15’-диоксигеназы в центральной части молекулы с образованием ретиналя, а затем восстанавливается ретинол-дегидрогеназой с участием NADH или NADPH.
Витамин B12 повышает активность диоксигеназы.
Плотоядные животные (например, кошачьи) из-за отсутствия 15-15′-диоксигеназы не могут преобразовать каротиноиды в ретиналь, поэтому для них каротиноиды не являются источником витамина A.
Строение
Ретиноиды представляют собой β-иононовое кольцо с метильными заместителями и изопреновой цепью. В организме спиртовая группа ретинола окисляется в свои активные формы: альдегидную (ретиналь) или карбоксильную (ретиноевая кислота) группы.
Строение витамина А и его активных форм
Строение β-каротина
Биохимические функции
1. Регуляция экспрессии генов
Ретиноевая кислота служит лигандом для суперсемейства ядерных рецепторов, к числу которых относятся рецепторы к стероидным гормонам (кортизол, тестостерон), к витамину D, трийодтиронину, простагландинам, к транскрипционным факторам. Таким образом, она абсолютно необходима для экспрессии генов, участвующих в процессах развития клетки и обеспечивающих чувствительность клеток к гормонам и ростовым стимулам. Благодаря такой функции ретиноевая кислота:
- регулирует нормальный рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма,
- стимулирует деление и дифференцировку клеток быстро делящихся тканей – хряща, костной ткани, сперматогенного эпителия, плаценты, эпителия кожи, слизистых оболочек, клеток иммунной системы.
Участие ретиноевой кислоты в дифференцировке,
делении и росте клеток
2. Участие в фотохимическом акте зрения
Ретиналь в комплексе с белком опсином формирует зрительный пигмент, который находится в клетках сетчатки глаза – в палочках (черно-белое сумеречное зрение) и в колбочках (дневное цветное зрение). Пигмент палочек обычно именуется родопсином, тогда как в колбочках он именуется йодопсином. В обоих случаях пигмент представляет собой семидоменный белок опсин и хромофор – ретиналь.
Участие ретинола в фотохимическом акте зрения
При попадании фотона света на молекулу родопсина последний распадается на опсин и полностью транс-ретиналь. При этом в мембране генерируется электрический сигнал, идущий в зрительный центр головного мозга. В дальнейшем,под влиянием ферментов, алло-транс-ретиналь превращается в 11-цис-ретиналь и связывается с опсином, снова образуя родопсин.
Максимум спектра поглощения родопсина (палочки) находится в области 500 нм.
В наружных сегментах трёх типов колбочек (сине-, зелено- и красно-чувствительных) содержатся зрительные пигменты, максимумы спектров поглощения которых находятся в синей (420 нм), зеленой (531 нм) и желтой (558 нм) областях спектра. В настоящее время эти пигменты изучены еще недостаточно хорошо, в качестве примера можно назвать эритролаб — красный пигмент, хлоролаб — зеленый пигмент. При поражении колбочек возникает светобоязнь: человек видит при слабом свете, но слепнет при ярком освещении.
3. Антиоксидантная функция
Благодаря наличию двойных связей в изопреновой цепи витамин А способен осуществлять нейтрализацию свободных кислородных радикалов, но особенно явно эта функция проявляется у каротиноидов.
Гиповитаминоз А
Причина
Помимо пищевой недостаточности и нарушения желчеотделения, причиной гиповитаминоза А может быть
- недостаточность витаминов Е и С, защищающих ретинол от окисления,
- гипотиреоз (снижение функции щитовидной железы), так как диоксигеназа, превращающая каротиноиды в витамин А, активируется тиреоидными гормонами,
- недостаток железа, входящего в состав диоксигеназы, и цинка, требуемого для белка, обеспечивающего всасывание витамина.
Клиническая картина
1. Стерильность – желтое тело беременности накапливает каротиноиды β-каротин и лютеин. Вероятно, они несут антиоксидантную нагрузку, обеспечивая жизнеспособность и нормальное функционирование желтого тела.
2. При сильном гиповитаминозе и авитаминозе происходит снижение синтеза родопсина и нарушение темновой адаптации – куриная слепота;
3. Задержка роста, похудание, истощение;
4. Специфические поражения глаз, слизистых оболочек, кожи:
- кожа – гиперкератоз (пролиферация и патологическое ороговение кожи, сухость и шелушение – т.н. «жабья кожа«) приводит к вторичным гнойным процессам,
- глаза – ороговение эпителия слезного канала (ксерофтальмия) приводит к его закупорке. Это порождает, во-первых, сухость роговой оболочки глаза, т.к. нет слезы, во-вторых, влечет за собой воспаление роговой оболочки из-за отсутствия лизоцима (антибактериального фермента слезы). Оба фактора приводят к кератомаляции – отек, изъязвление, размягчение роговой оболочки,
- слизистые оболочки – из-за снижения синтеза гликопротеинов и нарушения барьерной функции слизистых оболочек происходит поражение эпителия желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей и мочеполовой системы, также нарушение сперматогенеза.
В бедных развивающихся странах Африки и Азии ксерофтальмия поражает десятки тысяч детей в возрасте от 18 месяцев до 9 лет ежегодно.
В случае с поражением эпителия ЖКТ наблюдается возникновение порочного круга: нехватка витамина А вызывает поражение слизистых ЖКТ, а это провоцирует ухудшение всасывания веществ, в том числе и витамина А.
Поражение дыхательных путей приводит к снижению местного иммунитета, вплоть до ларинготрахеобронхита и пневмонии. Было показано, что коррекция содержания витамина А в диете детей тропических стран снижала смертность от инфекций на 30% !
Гипервитаминоз А
Причина
Избыточный прием витамина А с витаминными препаратами и, реже, с пищей.
Клиническая картина
Острое отравление сопровождается головной болью, тошнотой, слабостью, ступором, отеком соска зрительного нерва (вследствие ликворной гипертензии), может повышаться температура.
При хроническом отравлении нарушается пищеварение, исчезает аппетит, наступает потеря веса тела, снижается активность сальных желез кожи и развивается сухой дерматит, ломкость костей.
У витамина А в высоких дозах имеется нефротоксичность, канцерогенность и эмбриотоксичность.
Лекарственные формы
Ретинолацетат, ретинолпальмитат (в них функциональная ОН-группа защищена жирными кислотами).
Источник
none:
- Видео дня
- Богатые источники бета-каротина
- Превращение в ретинол
- Преобразование единиц
- Безопасность бета-каротина
Бета-каротин — это растительное соединение оранжевого цвета, содержащееся во многих фруктах и овощах, особенно морковь. Как и все другие каротиноиды, бета-каротин является сильным антиоксидантом, способным продувать потенциально вредные свободные радикалы. Ваше тело может превратить бета-каротин в ретинол — обычно известный как витамин А — при необходимости. Поглощение и превращение бета-каротина зависит от многих факторов.
Видео дня
Богатые источники бета-каротина
В дополнение к моркови отличные источники бета-каротина включают кресс-салат, тыкву, зимний сквош, сладкий картофель, ямс, абрикосы , папайи и манго. Темно-зеленые листовые овощи, такие как шпинат, капуста и брокколи, также являются очень хорошими источниками. Содержание бета-каротина в свежих продуктах сильно варьирует и зависит от состава почвы, времени года, зрелости и воздействия света и кислорода.
Превращение в ретинол
Бета-каротин называется провитамином А, потому что ваше тело может превратить его в витамин А или ретинол, когда уровни хранения в печени низкие. Другие каротиноиды, такие как альфа-каротин, также могут быть превращены. Как только в вашем тонком кишечнике бета-каротин расщепляется или разрезается определенным ферментом на две молекулы ретинола. Эффективность конверсии и абсорбции ретинола относительно невелика — от 9 до 22 процентов — и зависит от многих факторов, таких как потребность в витамине А, здоровье кишечника, производство желчи и количество диетического жира в кишечнике. Ретинол является жирорастворимым витамином, а это означает, что ему нужно немного жира, чтобы его можно было впитывать и хранить в организме. Если ретинол не нужен вашему телу, бета-каротин не расщепляется пополам в тонком кишечнике. Вместо этого он впитывается без изменений и хранится в основном под подкожным жиром прямо под вашей кожей.
Преобразование единиц
Витамин А, используемый для измерения в международных единицах, что было бы хорошо, чтобы учитывать ретинол из продуктов или добавок на основе животных, но было создано новое измерение для учета вашего тела способность превращать бета-каротин и другие каротиноиды в эквиваленты ретинола. Конверсия, согласованная американскими исследователями, составляет 1 эквивалент ретинола, равный либо 3. 33 международным единицам активности витамина А непосредственно из ретинола или 10 международных единиц активности витамина А из бета-каротина. Другими словами, ретинол из мяса или добавок оценивается в три раза эффективнее, чем витамин А, по сравнению с бета-каротином из растений или добавок. Это преобразование является лишь оценкой из-за вариабельности расщепления и абсорбции в тонком кишечнике.
Безопасность бета-каротина
Хотя бета-каротин — не самый эффективный способ обеспечить организм витамином А, он намного безопаснее, чем прямой ретинол.В больших дозах ретинол может быть токсичным, тогда как бета-каротин нетоксичен в своей естественной форме и не превращается в витамин А, если его организм не нуждается в нем. Вы не можете передозировать бета-каротин. Основной недостаток приема слишком большого количества бета-каротина заключается в том, что ваша кожа может временно стать оранжевой — состояние, называемое каротинозом.
Источник
Витамин А очень непрост. Например, по своему действию этот витамин во многом ближе к гормонам.
Есть две формы витамина А.
1. Бета-каротин, считающийся его предшественником или, говоря научно, провитамином. Вот его наш организм производить не может, и получать его надо с растительной пищей, так как в животной его практически нет. Бета-каротин сам по себе крайне полезен и нужен нашему организму, он является мощным антиоксидантом. Только часть этого вещества превращается в витамин А, считается, что из 12 молекул бета-каротина лишь одна идет на производство витамина. Оставшиеся 11 молекул «трудятся» на нашу пользу по-другому. Передозировка бета-каротина практически безопасна, её главное проявление — пожелтение кожи, больше похожее на загар, чем на желтуху.
2. Ретинол — или собственно витамин А. Его мы можем синтезировать из бета-каротина. И его же мы можем ещё получать в чистом виде из животных продуктов, птицы и рыбы, а также из поливитаминных препаратов. Это очень важное вещество, необходимое для дифференциации клеток (превращения стволовых клеток в специфические клетки печени, почек, мышц и других органов), для роста и развития организма, для зрения и иммунитета. Осуществляя эти функции, витамин А часто ведет себя как гормон: регулирует активность генов и тем самым оказывает сильное влияние на формирование нашего организма. И именно в такой форме, в виде ретинола, витамин А может быть очень токсичен: его крайне легко получить в избытке, потому что есть много продуктов, в одной порции которых содержится его дневная норма. А в некоторых — даже 9 дневных норм, как, например, в 100 граммах говяжьей печени.
Что следует из этих парадоксов?
Во-первых, не стоит стремиться получать весь витамин А из продуктов, содержащих его в виде ретинола. Получая его с овощами и фруктами в виде провитамина бета-каротина (см. таблицу), вы сможете избежать недостатка витамина А. Именно поэтому его практически не бывает у вегетарианцев.
Такое питание — с большим количеством овощей и фруктов (не менее 450-500 г в день) — считается очень полезным. Бета-каротин есть во всех желтых и оранжевых овощах и фруктах, именно он придает им такой цвет. Но его немало в зеленых и красных дарах природы. Просто в них бета-каротин «приглушен» другими пигментами и не так ярко себя проявляет. Например, его много в зеленых листьях, а видимым он становится, когда осенью зеленый пигмент хлорофилл разрушается и листья становятся желтыми. Поэтому у людей, питающихся правильно и сбалансированно, недостаток витамина А маловероятен.
Во-вторых, если основу питания составляют крахмалистые продукты (хлеб, картофель, каши и макароны) с преимущественно переработанным мясом (колбасы, сосиски и дешевый фарш), риск такого гиповитаминоза вполне реален. И — что скрывать — такой стиль питания для многих обычен. Не решают проблему соленья, квашенья и маринады, которые многие потребляют зимой вместо свежих овощей, богатых бета-каротином. Именно поэтому в прежние времена, когда таких овощей с середины осени до лета просто не было, часто развивалась «куриная слепота». Так называли состояние, когда человек начинал плохо видеть в сумерках и когда приходилось долго «настраивать» зрение при переходе из светлого помещения в затемненное. Это связано с тем, что ретинол нужен для зрительного пигмента родопсина, преобразующего в сетчатке глаза солнечный свет в электрические импульсы, идущие в мозг. Особенно часто эти проблемы со зрением раньше возникали после большого поста, когда молочные продукты и любые животные источники ретинола вообще исключались.
В-третьих, кроме недостатка витамина А (он обычно бывает в бедных странах Африки и Юго-Восточной Азии) не менее серьезную проблему представляет его передозировка. Особенно это актуально для развитых стран, где сформировалось так называемое общество потребления. Мы приближаемся к этому: у нас популярны препараты с витаминами (во многих очень приличные дозы ретинола). Плюс многие могут позволить себе избыточное количество животной пищи, дорогих печеночных паштетов, жирной рыбы, икры. Все это богато ретинолом и повышает риск передозировки (см. таблицу).
Количество витамина и бета-каротина в некоторых популярных продуктах
| Продукт | Доза ретинола, мкг на 100 грамм продукта | Доза бета-каротина, мкг на 100 грамм продукта |
| Морковь | 0 | до 9000 |
| Лук зеленый | 0 | 2000 |
| Зеленый салат | 0 | 1750 |
| Перец сладкий | 0 | 2000 |
| Помидоры | 0 | 1200 |
| Персики | 0 | 500 |
| Яйцо | 350 | 60 |
| Желток яйца | 1260 | 260 |
| Икра зернистая | 450 | 0 |
| Майонез | 600 | 0 |
| Рыбий жир | 18000 | 0 |
| Печень говяжья | 8200-9000 | 1000 |
Чем опасна передозировка?
Особенно опасно это для беременных. Превышение дневной дозы в 3000 мкг существенно повышает риск возникновения уродств у плода. Поэтому им не стоит злоупотреблять блюдами из печени и есть жирную рыбу чаще одного раза в неделю. Беременным, если они принимают поливитамины, очень важно знать, какая доза ретинола в них содержится. В некоторых препаратах его бывает очень много. Если вы посмотрите в них на дозу ретинола, то увидите, что она часто больше 1500 мкг. Более того, существует масса поливитаминов, в которых содержится свыше 3000 мкг ретинола (а это уже токсичная для беременных доза). А значит, «перебрать» витамина А совсем просто. При этом нужно еще учитывать и обычные пищевые продукты, в которых ретинола бывает очень много (см. таблицу).
Кроме того, даже умеренный избыток этого вещества может делать кости более слабыми, увеличивая риск переломов. Это было доказано в серьезном и многолетнем исследовании шведских ученых. Они оценивали не просто потребление витамина А по опросам, но конкретно определяли его содержание в крови, то есть исследование очень точное и ему можно полностью доверять. Исследователи подсчитали, что риск представляет даже ежедневный прием более 1500 мкг ретинола. Что это значит для обычного любителя поливитаминов? Эта доза примерно в полтора раза больше рекомендуемой дневной нормы потребления для мужчин и в 2 раза — для женщин.
Вот список других признаков, которые могут говорить о передозировке ретинола:
- Сухость кожи, трещины, зуд, усиленная чувствительность к солнечному свету;
- Хрупкие и ломкие ногти;
- Повышенная жирность волос, их выпадение;
- Воспаление десен;
- Раздражительность, быстрая утомляемость, сонливость, тревожность.
Как определить точную дозу ретинола
Если вы начнете подсчитывать дозы потребления витамина А, сравнивая инструкции к поливитаминам и данные из его содержания в продуктах, то, скорее всего, запутаетесь. Дело в том, что его могут указывать в разных единицах: микрограммах (мкг), международных единицах (МЕ), International Units (IU) и даже в каких-то странных «мкг RE» (это так называемый «ретиноловый эквивалент» — расчет дозы витамина А по одному ретинолу). А если добавить к этому ещё и перерасчет бета-каротина в ретинол, то точно ошибетесь. Даже врачи не всегда могут привести всё это к единому знаменателю, но мы вас этому научим.
Чтобы свободно производить перерасчеты между всеми этими единицами измерения, нужно пользоваться следующей формулой, связывающей их все вместе. Вот она:
1 мкг = 1 мкг RE = 3,33 МЕ = 3,33 IU = 12 мкг бета-каротина
Чем опасен дефицит витамина А
Кроме куриной слепоты (это первые признаки недостатка витамина А) он может вызывать самую настоящую слепоту. Если степень дефицита очень велика, возникает ксерофтальмия: сухость роговицы глаза, которая со временем переходит в бельмо.
Ретинол важен для кожи и слизистых, покрывающих все дыхательные пути и пищеварительный тракт. Поэтому при его нехватке часто бывают простуды, воспаление легких, проблемы с кишечником. Кожные покровы могут быть сухими, грубыми, шероховатыми, они часто выглядят как «гусиная кожа»: её формируют узелки в области волосяных фолликулов, которые обычно бывают на локтях, коленях, ягодицах и внешней поверхности бедер.
Ещё возможны проблемы с фертильностью (бесплодие), а у детей — задержка роста.
Кому и сколько витамина А (ретинола) нужно
| Возраст | Дневная потребность, мкг | Количество, при потреблении которого витамин А может быть токсичным, мкг |
| До 6 месяцев | 400 | 600 |
| С 7 до 12 месяцев | 500 | |
| 1-3 года | 300 | |
| 4-8 лет | 400 | 900 |
| 9-13 лет | 600 | 1700 |
| Старше 14 лет | Мальчикам – 900 Девочкам – 700 | 2800-3000 |
| Беременным | 770 | 3000 |
| Женщинам, кормящим грудью | 1300 | — |
Источник