วิตามิน เป็นชื่อที่กำหนดให้กับสารประกอบจากธรรมชาติและสารสังเคราะห์ที่มีโครงสร้างทางเคมีคล้ายกัน แต่มีฤทธิ์ทางชีวภาพที่แตกต่างกัน ระบบการตั้งชื่อแบบรวมได้รับการเสนอโดยคณะกรรมาธิการร่วม IUPAC-IUB เกี่ยวกับระบบการตั้งชื่อทางชีวเคมีตามความคล้ายคลึงกันทางเคมี (1982) ตามนี้ วิตามิน คือ ทั่วไป คำศัพท์สำหรับสารประกอบที่ไม่ใช่ นอยด์ และมีฤทธิ์ทางชีวภาพของเรตินอล วิตามิน แอลกอฮอล์. คำจำกัดความของคำนี้มีปัญหาเกี่ยวกับการกระทำของออร์โธโมเลกุลเนื่องจากอนุพันธ์ของวิตามินเอ (อนุพันธ์) ไม่ใช่ทั้งหมดที่มีกิจกรรมของวิตามินเอเต็มรูปแบบ ด้วยเหตุนี้จึงแนะนำให้จัดประเภทตามลักษณะทางชีววิทยา - ทางการแพทย์ ตามที่กล่าวมาชื่อวิตามินเอใช้กับสารประกอบที่มีผลกระทบทั้งหมดของวิตามิน สารประกอบเหล่านี้ ได้แก่ เรตินอลและเรตินิลเอสเทอร์ (เอสเทอร์ของกรดไขมันของเรตินอล) เช่นเรตินิลอะซิเตทพัลมิเตทและโพรพิโอเนตซึ่งสามารถเผาผลาญได้กับกรดเรตินอลและเรติโนอิกเช่นเดียวกับ นอยด์ ด้วยกิจกรรมโปรวิทามินเอเช่น เบต้าแคโรที. เรตินอยด์ - อนุพันธ์ของกรดเรติโนอิกจากธรรมชาติและสังเคราะห์ - ในทางกลับกันจะไม่แสดงกิจกรรมวิตามินเอเต็มรูปแบบเนื่องจากไม่สามารถเผาผลาญไปยังเรตินอลของสารแม่ ไม่มีผลต่อการสร้างตัวอสุจิ (การก่อตัวของ สเปิร์ม) หรือในวงจรการมองเห็น ผลทางชีวภาพของวิตามินเอแสดงในหน่วยสากล (IU) และเทียบเท่าเรตินอล (RE) ตามลำดับ:
- 1 IU ของวิตามินเอเทียบเท่ากับเรตินอล 0.3 µg
- 1 RE สอดคล้องกับ 1 µg retinol 6 µg เบต้าแคโรที 12 µg อื่น ๆ นอยด์ ด้วยผลของโปรวิตามินเอ
อย่างไรก็ตามมีการแสดงให้เห็นว่าไฟล์ การดูดซึม ของแคโรทีนอยด์ที่ออกฤทธิ์ทางอาหาร (อาหาร) วิตามินเอและการเปลี่ยนทางชีวภาพ (การเปลี่ยนเอนไซม์) ไปเป็นเรตินอลได้รับการประเมินสูงเกินไปอย่างมีนัยสำคัญ จากผลการวิจัยล่าสุดพบว่าแคโรทีนอยด์ของ Provitamin A มีฤทธิ์เรตินอลที่สันนิษฐานไว้ก่อนหน้านี้เพียง 50% ดังนั้นปัจจัยการแปลง 6 ซึ่งใช้ในการคำนวณกิจกรรมของวิตามินเอ เบต้าแคโรทีตอนนี้ได้รับการแก้ไขแล้ว ตอนนี้สันนิษฐานว่าเรตินอล 1 g
- เบต้าแคโรทีน 12 µg ตามลำดับ
- แคโรทีนอยด์อื่น ๆ 24 ไมโครกรัมที่มีฤทธิ์ของโปรวิทามินเอสอดคล้องกับ
คุณสมบัติโครงสร้างของวิตามินเอคือโครงสร้างโพลีอีนไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนซึ่งประกอบด้วยหน่วยไอโซพรีนอยด์สี่หน่วยที่มีพันธะคู่คอนจูเกต (ลักษณะโครงสร้างทางเคมีที่สลับพันธะเดี่ยวและพันธะคู่) โซ่ด้านข้างของไอโซพรีนอยด์ติดอยู่กับวงแหวนเบต้าไอออน ในตอนท้ายของส่วน acyclic มีกลุ่มฟังก์ชันที่สามารถแก้ไขได้ในสิ่งมีชีวิต ดังนั้นเอสเทอริฟิเคชัน (ปฏิกิริยาสมดุลซึ่งมี แอลกอฮอล์ ทำปฏิกิริยากับกรด) ของเรตินอลด้วย กรดไขมัน นำไปสู่ retinyl เอสเตอร์และการเกิดออกซิเดชันของเรตินอลแบบย้อนกลับได้ (ย้อนกลับได้) ไปยังเรตินัล (วิตามินเออัลดีไฮด์) และกลับไม่ได้ (กลับไม่ได้) เป็นกรดเรติโนอิกตามลำดับ ทั้งวงแหวนเบต้า - ไอโอโนนและห่วงโซ่ไอโซพรีนอยด์เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นทางโมเลกุลสำหรับประสิทธิภาพของวิตามินเอ การเปลี่ยนแปลงของวงแหวนและโซ่ข้างที่มีอะตอม <15 C และ <2 หมู่เมธิลตามลำดับ นำ เพื่อลดกิจกรรม ดังนั้นแคโรทีนอยด์ที่มี ออกซิเจน- แหวนที่มีรูปร่างหรือไม่มีโครงสร้างของวงแหวนไม่มีกิจกรรมของวิตามินเอ การเปลี่ยนเรตินอลออลทรานส์เป็นไอโซเมอร์ของซิสส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและยังเกี่ยวข้องกับฤทธิ์ทางชีวภาพที่ลดลง
การสังเคราะห์
วิตามินเอพบเฉพาะในสิ่งมีชีวิตของสัตว์และมนุษย์ ในบริบทนี้ส่วนใหญ่มาจากการสลายแคโรทีนอยด์ที่มนุษย์และสัตว์กินเข้าไปพร้อมกับอาหารตามลำดับ การแปลงโปรวิตามินเอเกิดขึ้นในลำไส้และใน ตับ. ความแตกแยกของเบต้าแคโรทีนแบบกระจายอำนาจโดยเอนไซม์ 15,15′-dioxygenase - carotenase - ของ enterocytes (เซลล์ของลำไส้เล็ก เยื่อบุผิว) ส่งผลให้เกิด 8′-, 10′- หรือ 12′-beta-apocarotene ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของการย่อยสลาย (การสลาย) ของโมเลกุลซึ่งจะถูกแปลงเป็นเรตินาโดยการย่อยสลายเพิ่มเติมหรือการทำให้โซ่สั้นลงตามลำดับ เมื่อเกิดความแตกแยกของเบต้าแคโรทีนโดย ตับ แอลกอฮอล์ ดีไฮโดรจีเนสสอง โมเลกุล ของเรตินาถูกสร้างใหม่ (เกิดขึ้น) ต่อมาเรตินอลสามารถลดลงเป็นเรตินอลที่ใช้งานทางชีวภาพ - กระบวนการย้อนกลับได้ - หรือออกซิไดซ์เป็นกรดเรติโนอิก - การเปลี่ยนกลับไม่ได้ อย่างไรก็ตามการเกิดออกซิเดชันของเรตินอลเป็นกรดเรติโนอิกเกิดขึ้นได้ในระดับที่น้อยกว่ามากการเปลี่ยนเบต้าแคโรทีนและโปรวิตามินเอไปเป็นเรตินอลนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละชนิดและขึ้นอยู่กับลักษณะอาหารที่มีผลต่อลำไส้ การดูดซึม และปริมาณวิตามินเอของแต่ละบุคคล ผลกระทบที่เทียบเท่ากับ 1 µg ของ all-trans-retinol คือ:
- เบต้าแคโรทีน 2 µg ใน นม; เบต้าแคโรทีน 4 µg ในไขมัน
- เบต้าแคโรทีน 8 µg ในแครอทที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันหรือผักปรุงสุกที่ปรุงด้วยไขมัน
- เบต้าแคโรทีน 12 µg ในแครอทต้มสุก
การดูดซึม
เช่นเดียวกับที่ละลายในไขมัน วิตามินวิตามินเอจะถูกดูดซึม (ถ่ายขึ้น) ที่ส่วนบน ลำไส้เล็ก ในระหว่างการย่อยไขมัน ได้แก่ การมีไขมันในอาหารเป็นตัวขนส่งไลโปฟิลิก (ละลายในไขมัน) โมเลกุล, กรดน้ำดี ในการละลาย (เพิ่มความสามารถในการละลาย) และสร้าง micelles (รูปแบบเม็ดการขนส่งที่ทำให้สารที่ละลายในไขมันสามารถเคลื่อนย้ายได้ในสารละลายในน้ำ) และ esterases (ทางเดินอาหาร เอนไซม์) เพื่อแยกเรตินิลเอสเทอร์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับลำไส้ที่เหมาะสม การดูดซึม (การดูดซึมทางลำไส้). วิตามินเอจะถูกดูดซึมในรูปแบบของโปรวิตามิน - โดยปกติคือเบต้าแคโรทีน - จากอาหารจากพืชหรือในรูปของเอสเทอร์ของกรดไขมัน - โดยปกติคือเรตินิลพาลมิเตต - จากผลิตภัณฑ์จากสัตว์ เรตินิลเอสเทอร์ถูกแยกออกด้วยไฮโดรไลติก (โดยการทำปฏิกิริยากับ น้ำ) ในลูเมนในลำไส้โดย cholesterylesterase (เอนไซม์ย่อยอาหาร) เรตินอลที่ปล่อยออกมาในกระบวนการนี้จะไปถึงเมมเบรนขอบแปรงของ เยื่อเมือก เซลล์ (เซลล์ของเยื่อบุลำไส้) เป็นส่วนประกอบของไมเซลส์ผสมและถูกทำให้เป็นภายใน (ดูดซึมภายใน) [1-4, 6, 9, 10] การดูดซึม อัตราของเรตินอลอยู่ในช่วง 70-90% ขึ้นอยู่กับวรรณกรรมและขึ้นอยู่กับชนิดและปริมาณของไขมันที่ให้มาในเวลาเดียวกัน ในขณะที่สรีรวิทยา (ปกติสำหรับการเผาผลาญ) สมาธิ ช่วงการดูดซึมของเรตินอลเกิดขึ้นตามจลนพลศาสตร์ของความอิ่มตัวในลักษณะที่เป็นอิสระจากพลังงานซึ่งสอดคล้องกับการแพร่กระจายแบบพาสซีฟของผู้ให้บริการปริมาณทางเภสัชวิทยาจะถูกดูดซึมโดยการแพร่กระจาย ใน enterocytes (เซลล์ของลำไส้เล็ก เยื่อบุผิว) เรตินอลถูกจับกับโปรตีนที่จับกับเรตินอลระดับเซลล์ II (CRBPII) และถูกเอสเทอร์โดย เอนไซม์ เลซิติน-retinol acyltransferase (LRAT) และ acyl-CoA-retinol acyltransferase (ARAT) ด้วย กรดไขมันกรดปาล์มิติกเป็นหลัก ตามด้วยการรวมตัว (การดูดซึม) ของเรตินิลเอสเทอร์เข้ากับไคโลมิตรอน (ไลโปโปรตีนที่อุดมด้วยไขมัน) ซึ่งเข้าสู่อุปกรณ์ต่อพ่วง การไหลเวียน เมื่อ น้ำเหลือง และย่อยสลายให้เป็นเศษซากของไคโลมิกรอน (เศษซากโคโลมิกรอนไขมันต่ำ)
ขนส่งและจำหน่ายในร่างกาย
ระหว่างการขนส่งไปยัง ตับเรตินิลเอสเทอร์อาจถูกเอนไซม์ไลโปโปรตีนในระดับเล็กน้อย เอนไซม์ไลเปส (LPL) เข้าไปในเนื้อเยื่อต่างๆเช่นกล้ามเนื้อเนื้อเยื่อไขมันและต่อมน้ำนม อย่างไรก็ตามเรตินเอสเทอร์ไรด์ส่วนใหญ่ โมเลกุล ยังคงอยู่ในเศษซากของ chylomicron ซึ่งจับกับตัวรับเฉพาะ (พื้นที่ที่มีผลผูกพัน) ในตับ ส่งผลให้มีการดูดซึมของเรตินิลเอสเทอร์เข้าสู่ตับและไฮโดรไลซิสไปยังเรตินอลในไลโซโซม (ออร์แกเนลล์ของเซลล์) ของเซลล์พาเรนไคมัล ในไซโทพลาสซึมของเซลล์เนื้อเยื่อเรตินอลถูกจับกับโปรตีนที่จับกับเรตินอลของเซลล์ (CRBP) ในอีกด้านหนึ่งเรตินอลที่ผูกไว้กับ CRBP สามารถทำหน้าที่เป็นที่เก็บข้อมูลระยะสั้นในเซลล์เนื้อเยื่อถูกนำไปใช้งานหรือเผาผลาญและในทางกลับกันจะถูกเก็บไว้ในระยะยาวเป็นเรตินอลส่วนเกินโดยเซลล์สเตลเลตเพอริซิโนซัยด์ ( เซลล์สเตลเลตหรือเซลล์อิโตที่เก็บไขมัน 5-15% ของเซลล์ตับ) หลังเอสเทอริฟิเคชัน - ส่วนใหญ่มีกรดปาล์มิติกเป็นเรตินิลเอสเทอร์ Retinyl esters ของ perisinusoidal stellate cells คิดเป็นประมาณ 50-80% ของสระว่ายน้ำวิตามินเอในร่างกายทั้งหมดและประมาณ 90% ของตับทั้งหมด สมาธิ. ความจุของเซลล์สเตลเลตนั้นแทบไม่ จำกัด ดังนั้นแม้จะมีการบริโภคที่สูงอย่างต่อเนื่อง แต่เซลล์เหล่านี้สามารถกักเก็บข้อมูลได้หลายเท่าของปริมาณการจัดเก็บตามปกติ ผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีมีค่าเฉลี่ย สมาธิ เรตินิลเอสเทอร์ 100-300 ไมโครกรัมและลูก 20-100 ไมโครกรัมต่อกรัมของตับ ครึ่งชีวิตของเรตินิลเอสเทอร์ที่เก็บไว้ในตับคือ 50-100 วันหรือน้อยกว่าในการดื่มแอลกอฮอล์เรื้อรัง [1-3, 6, 9] ในการระดมวิตามินเอที่เก็บไว้เรตินิลเอสเทอร์จะถูกแยกออกโดยเรตินิลเฉพาะ เอสเตอร์ ไฮโดรเลส (เอนไซม์) เรตินอลที่ได้ซึ่งเริ่มแรกถูกผูกไว้กับ CRBP จะถูกปล่อยไปยังภายในเซลล์ (อยู่ภายในเซลล์) โปรตีนที่จับกับอะโป - เรตินอล (apo-RBP) ถูกผูกไว้และหลั่งออกมา (หลั่ง) เข้าไปใน เลือด พลาสม่าเป็น holo-RBP เนื่องจากคอมเพล็กซ์เรตินอล - อาร์บีพีจะหายไปอย่างรวดเร็วในการกรองไตของ ไต เนื่องจากน้ำหนักโมเลกุลต่ำการผูกย้อนกลับของ holo-RBP กับ transthyretin (TTR, ไธร็อกซีน-binding prealbum) เกิดขึ้นในไฟล์ เลือด. เรตินอล -RBP-TTR คอมเพล็กซ์ (1: 1: 1) เดินทางไปยังเนื้อเยื่อนอกตับเช่นเรตินาอัณฑะและ ปอดโดยที่เรตินอลถูกจับโดยเซลล์ในลักษณะที่เป็นสื่อกลางตัวรับและเชื่อมโยงภายในเซลล์กับ CRBP เพื่อการขนส่งทั้งภายในเซลล์และผ่าน เลือด/ เนื้อเยื่ออุปสรรค. ในขณะที่ TTR ที่เหลืออยู่นอกเซลล์สามารถใช้งานได้สำหรับกระบวนการขนส่งใหม่ในพลาสมาในเลือด Apo-RBP ถูก catabolized (ย่อยสลาย) โดย ไต. ในการเผาผลาญของเซลล์การแปลงรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:
- Dehydrogenation แบบย้อนกลับได้ (แยกออกจาก ไฮโดรเจน) ของเรตินอล - เรตินอล↔เรตินอล
- ออกซิเดชันย้อนกลับไม่ได้ของเรตินัลเป็นกรดเรติโนอิก - เรตินัล→กรดเรติโนอิก
- ไอโซเมอไรเซชัน (การแปลงโมเลกุลเป็นไอโซเมอร์อื่น) - ทรานส์↔ซิส - ของเรตินอลเรตินอลหรือกรดเรติโนอิก
- Esterification ของเรตินอลด้วย กรดไขมัน - เรตินอล↔เรตินอยด์ เอสเตอร์ - เพื่อลดการขาดดุลอุปทานในระยะสั้น
กรดเรติโนอิก - ออล - ทรานส์และ 9 ซิส - ทำปฏิกิริยาในเซลล์เป้าหมายโดยเชื่อมโยงกับโปรตีนที่จับกับกรดเรติโนอิกในเซลล์ (CRABP) โดยมีตัวรับกรดเรติโนอิกนิวเคลียร์ - RAR และ RXR ที่มีชนิดย่อยซึ่งเป็นของฮอร์โมนสเตียรอยด์ - ไทรอยด์ (ไทรอยด์) ครอบครัวตัวรับ RXR ควรจับกรด 9-cis-retinoic และสร้าง heterodimers (โมเลกุลประกอบด้วยสองหน่วยย่อยที่แตกต่างกัน) โดยการสัมผัสกับตัวรับอื่น ๆ เช่น all-trans-retinoic acid, triiodothyronine (T3; ไทรอยด์ฮอร์โมน) Calcitriol (D วิตามิน), เอสโตรเจนหรือ progesterone ผู้รับ ในฐานะที่เป็นปัจจัยการถอดความตัวรับกรดเรติโนอิกนิวเคลียร์จะมีอิทธิพลต่อ ยีน การแสดงออกโดยการเชื่อมโยงกับลำดับดีเอ็นเอที่เฉพาะเจาะจง ดังนั้นกรดเรติโนอิกจึงเป็นตัวควบคุมที่สำคัญของการเจริญเติบโตของเซลล์และเนื้อเยื่อ
การขับถ่ายออก
วิตามินเอที่ให้มาทางปากประมาณ 20% จะไม่ถูกดูดซึมและถูกกำจัดออกทาง น้ำดี และอุจจาระหรือปัสสาวะ ในการเปลี่ยนวิตามินเอให้อยู่ในรูปที่ขับถ่ายได้นั้นจะต้องผ่านการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพเช่นเดียวกับสารไลโปฟิลิก (ที่ละลายในไขมัน) ทั้งหมด การเปลี่ยนรูปทางชีวภาพเกิดขึ้นในตับและสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน:
- ในระยะที่ 450 วิตามินเอจะถูกไฮดรอกซิเลต (การแทรกกลุ่ม OH) โดยระบบไซโตโครม P-XNUMX เพื่อเพิ่มความสามารถในการละลาย
- ในระยะที่ XNUMX การผันคำกริยาเกิดขึ้นกับสารที่ชอบน้ำสูง (ที่ละลายน้ำได้) - เพื่อจุดประสงค์นี้กรดกลูคูโรนิกจะถูกถ่ายโอนไปยังกลุ่ม OH ของวิตามินเอที่ใส่ไว้ก่อนหน้านี้ด้วยความช่วยเหลือของ glucuronyltransferase
สารเมตาบอไลต์ส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการชี้แจง อย่างไรก็ตามสามารถสันนิษฐานได้ว่าผลิตภัณฑ์ในการขับถ่ายส่วนใหญ่เป็นกรดกลูคูโรนิเดตและกรดเรติโนอิกอิสระและกรด 4 คีโตเรติกตามลำดับ
