Витамин А (антиксерофтальмический, роста, ретинол, дегидроретинол, ретиналь, дегидроретиналь)

Наиболее изучены следующие формы этого незаменимого пищевого компонента: витамин А₁ – ретинол, витамин А₂ – дегидроретинол и транс-ретиноевая кислота. Этот БАВ содержится только в пище животного происхождения, а растительные продукты: жёлто-оранжевые, бордово-вишнёвые, зелёные части растений богаты его предшественниками – каротинами. В печени и кишечнике травоядных, всеядных животных и человека регистрируется каротиндиоксигеназа, которая преобразует каротины в витамин А.

Гепатоциты накапливают его в виде эфиров высших жирных кислот (ретинолпальмитата). У новорождённых имеется его определенный запас, но к 4-5 месяцам он исчерпывается, что необходимо иметь в виду при назначении прикорма. Правда, грудное молоко содержит достаточные величины данного натурального фактора. У взрослых печёночное депо ретинола соответствует резерву потребности на 1,0-1,5 года.

Он транспортируется по лимфатической системе в составе ретинолсвязывающего белка к различным органам-мишеням, в первую очередь к производным эктодермы, то есть коже, волосам, ногтям, слизистым.

Механизм действия

1. Ретинолы в клетках окисляются до транс-ретиноевой кислоты (третиноина), к которой имеются рецепторы в ядерных мембранах, что позволяет ей легко проникать в ядро для выполнения функций гормоновитамина. Ретиноевая кислота, взаимодействует с ГЧЭ транскриптонов, активирует РНК-полимеразу, стимулируя синтез протеинов, в том числе иммунных (интерферона, лизоцима, иммуноглобулинов) и структурных (соединительной ткани и эпителия), активирует пролиферацию и дифференцировку этих тканей.

2. Витамин А локализуется в клеточных мембранах; а) чем обеспечивает их текучесть, микровязкость и проницаемость; б) за счёт наличия сопряжённой системы служит антиоксидантом прямого действия; реагируя со свободными радикалами ПНЖК, он принимает от последних неспаренный электрон, делокализует заряд, оставаясь при этом стабильной частицей («ловушка свободных радикалов»). Это свойство помогает сохранить архитектонику мембран.

3. Рецептором, воспринимающим световые фотоны в палочках, служит родопсин - комплекс опсина и 11-цис-ретиналя. Под действием света происходят его конформационные изменения, приводящие к образованию активного изомера - транс-формы. Модификация родопсина запускает цепь реакций, что приводит к закрытию Nа+-вых каналов, гиперполяризации мембраны, в результате зрительный сигнал поступает в зрительный нерв.

4. Регулирует обмен серосодержащих соединений: а) ингибирует сульфатазы и гидролазы фосфоаденозинфосфосульфата (ФАФС), что обеспечивает сульфатирование биополимеров (гликозамингликанов, гликопротеидов), способствуя нормальному созреванию и росту соединительной, в первую очередь, хрящевой ткани (отсюда клиническое название ретинола – витамин роста); б) предотвращает окисление НS-групп цистеина протеинов, в первую очередь, кератина – основного белка покровных тканей.

В последние годы особое внимание стали уделять самостоятельному значению каротиноидов, в частности, бета-каротину. Их считают сильнейшими АО. В настоящее время данное свойство бета-каротина выходит на первый план из-за снижения толщины озонового слоя, роста опасности повреждающего действия УФ-излучения. При этом поверхность кожи защищается за счёт непрерывного поступления с кожным салом каротинов, токоферола.

Кроме того, эти циклы обладают противоаллергическим, противовоспалительным, иммуностимулирующим, антианафилактическим действием.

Гиповитаминозы

Симптомы дефицита витамина А могут быть спровоцированы вегетарианством, так как бета-каротин в продуктах легко разрушается под влиянием света, кислорода, а также влаги и тепла.

В основе патогенеза экзогенного гиповитаминозалежат:а) подавление экспрессии генов, что угнетает генез структурных протеинов, отсюда пролиферацию, дифференцировку тканей,иммунных белков; уменьшает резистентность организма;б) развитие дисбаланса в статусе серы, что влечёт за собой сдвиги в архитектонике хрящевой, костной, эпителиальной тканях;в) усиление свободнорадикальных реакций;г) инактивация родопсина.

Все эти интимные сдвиги проявляются следующей клиникой.

Наиболее ранним признаком расстройства зрения служит нарушение сумеречного зрения – гемералопия (куриная слепота). В основе этого явления лежит замедленное или недостаточное восстановление зрительного пурпура, в результате чего повреждается функция палочек сетчатки, регулирующих световую адаптацию. Позднее развиваются ксерофтальмия (сухость роговицы) из-за преобразования эпителия слёзного канала в многослойный ороговевающий, что затрудняет поступление слёзной жидкости к глазному яблоку; кератомаляция (размягчение роговицы) за счёт присоединения инфекции из-за недостатка лизоцима, обладающего антибактериальным действием. Весь процесс развивается быстро (в течение 24-48 часов). Характерна метаплазия эпителия: преобразование всех видов этой ткани в многослойный плоский ороговевающий, что провоцирует нарушение функций полых органов, в том числе протоков слёзных (см. выше), сальных желёз. Страдают дыхательные пути (риниты, бронхиты, пневмонии), ЖКТ (диспепсии, гастриты, колиты), мочевыводящая система (пиелонефриты, уретриты, циститы). Грубо изменяется покровный эпителий: развиваются сухость, мелкое отрубевидное шелушение кожи, частичное ороговение фолликулов, сухие ломкие волосы, поперечная исчерченность ногтей, а одновременное снижение сопротивляемости провоцирует опрелости, дерматиты и пролежни, особенно у грудных детей.

Примером первичного эндогенного гиповитаминоза является синдром Дарье. У больных детей эпидермис имеет выраженный роговой слой, поэтому повреждения носят особый характер: шелушение в виде плотных чешуек («рыбья чешуя»), ихтиоз принимает коричневатую окраску. Сальные и потовые железы атрофируются, фолликулы кожи изменяются с последующим ороговением и дегенерацией волосяных мешочков. Из-за конверсии эпителия протоков сальных желёз нарушается их проходимость, секрет скапливается в себоцитах. В результате образуются плотные папулки (фринодерма - «жабья кожа»). Нередка умственная отсталость.

Болезни печени, пищеварительной системы, приём слабительных с минеральными маслами, такие лекарства, как аспирин, барбитураты, некоторые пищевые добавки, рацион с низким содержанием жиров, белков могут спровоцировать развитие вторичного эндогенного гиповитаминоза, симптомы которого сходны с экзогенным дефицитом ретинола.

Гипервитаминоз

Витамин А токсичен. Описанные в литературе случаи гипервитаминоза А обусловлены в основном употреблением печени птицы, которой в корм в качестве стимуляторов роста добавляли ацетат ретинола.

Острое отравление возникает после приёма 100-150 г печени белого, бурого медведей, морских рыб и животных. У пациентов увеличивается секреция спинномозговой жидкости, повышается внутричерепное давление. Они жалуются на головные боли, сонливость, а также на выпадение волос, ломкие ногти, потоотделение; появляются артралгии, тошнота, рвота, гипертермия, симптомы менингизма. Это обусловлено тем, что повреждаются структура и функции клеточных и субклеточных мембран, активируются свободнорадикальные реакции, в результате развиваются альтерации различных органов и тканей. В печени подавляется синтез факторов свёртывающей системы крови, страдает биотрансформация веществ, высок риск жировой дистрофии.

Хроническое отравление: бессонница, анорексия (отсутствие аппетита), диарея, раздражительность, алопеция (выпадение волос), ломкость ногтей, сухость кожи, склонность к переломам костей; у беременных - вероятность рождения уродов (тератогенный эффект), рост числа выкидышей.

Суточная потребность витамина А: 1,0-1,5 мг (минимум 650-700 мкг). Доза бета-каротина для детей: 3-5 мг; для взрослых – 10 мг.

Пищевые источники каротинов: абрикосы, персики, хурма, апельсины, грейпфруты, морковь, томаты, тыква, свекла, бобы, цветная капуста, болгарский перец, зелень лука, салата, укропа, петрушки, облепиха, черника;

витамина А: летнее сливочное масло, сливки, сыр, яичный желток, печень, жир рыб (палтуса, трески), кетовая икра.

2.2. Витамин Д (антирахитический, эргокальциферол, Д₂,

холекальциферол, Д₃)

Для человека важны витамин Д₂ – эргокальциферол и Д₃ – холекальциферол, в основе которых лежит структура циклопентанпергидрофенантрена.

В печени из ацетил-КоА образуется холестерин. Часть его дегидрируется в 7-дегидрохолестерин, который в коже под действием УФО подвергается фотолизу в холекальциферол. В комплексе с витамин Д₃-связывающим белком он транспортируется в печень, где подвергается микросомальному окислению с образованием 25-гидроксихолекальциферола, который с током жёлчи попадает в кишечник, где до 85% его всасывается (энтерогепатическая рециркуляция) и в составе хиломикронов через лимфу - кровь доставляется в почки. Там с помощью 1-альфа-гидроксилазы вновь гидроксилируется в 1,25 - дигидроксихолекальциферол (кальцитриол), являющийся по своей функции гормоном.

Механизм действия

Как и все стероидные гормоны, кальцитриол обладает внутриклеточной рецепцией. Проникая в цитоплазму клеток органов-мишеней, в первую очередь, кишечника, костной ткани, почек, достигает ядра, где экспрессирует определённые гены; связываясь с их ГЧЭ, запускает транскрипцию и трансляцию. В результате осуществляется генез: 1) Са-связывающих белков (кальбиндинов), 2) щелочной фосфатазы, Са,- Мg – АТФазы и некоторых других энзимов (креатинкиназы, цитохрома Р 450).

В зависимости от мест синтеза образовавшиеся протеины обусловливают различные эффекты: в кишечнике и в почках они меняют скорость абсорбции кальция и фосфатов, а взаимодействие этих ионов с остеокальцином (кальбиндином) хрящевой ткани способствует созреванию органических структур, остеообразованию за счет комплексирования Са²⁺ и фосфатов с коллагеном и другими полипептидами хондроцитов и остеоцитов.

Катионы кальция считаются древнейшими гуморальными факторами, вызывающими разнообразные эффекты: изменения проницаемости цитолемм, сдвиги в скорости секреции различных гормонов; одним из подобных механизмов является его взаимодействие с аденилатциклазной системой, усиливающей многие функции клеток и, следовательно, тканей и органов.

Кальцитриол участвует в регуляции иммунных процессов, тормозя продукцию интерлейкина-2, иммуноглобулинов активированными лимфоцитами.

Гиповитаминозы

Экзогенный гиповитаминоз - витамин Д – дефицитный рахит. Первые его признаки у младенцев обусловлены нарушенным статусом кальция, что сказывается на работе центральной и вегетативной нервных систем, проявляется сонливостью или бессонницей, младенцы часто беспричинно плачут, беспокоятся, обильно потеют, что сопровождается облысением затылочка. Позже возникают симптомы поражения костной и мышечной систем (нарушаются сроки и порядок прорезывания зубов, запаздывает зарастание родничков, развивается «лягушачий» живот и т.д.). У взрослых (беременных и пожилых людей) возможны остеопороз, остеомаляция.

Первичный эндогенный гиповитаминоз - витамин Д-резистентный рахит (фосфат-диабет). Описаны витамин Д-резистентный рахит I типа - следствие недостаточности почечной 1-альфа-гидроксилазы, и витамин Д-резистентный рахит II типа, причиной которого является нечувствительность клеток к действию кальцитриола из-за отсутствия рецепторов. Клиника включает деформации скелета: долихоцефалический череп, О-образные голени, карликовость, низконависшие надбровные дуги. Успешность коррекции (парентерального введения кальцитриола) определяется ранним началом лечения.

Изменения костной системы, аналогичные витамин Д-дефицитному рахиту, могут иметь место при патологических состояниях щитовидной, паращитовидных желёз, крови (миеломной болезни, лейкозах, талассемиях и т.д.), желудочно-кишечного тракта, почек, печени, костной системы (вторичный эндогенный гиповитаминоз).

Гипервитаминоз

Витамин Д токсичен. В реальных условиях отравления возможны только при случайном использовании фальсифицированных продуктов (растительное масло для корма животных, обогащённое витамином Д).

Клиника острого отравления похожа на передозировку витамина А.

При хроническом приёме повышенных доз, неумеренном УФО обнаруживается гиперкальциемия, сопровождающаяся перераспределением кальция; он откладывается в необычных местах (почках, печени, мышцах, лёгких, сосудах, стенке кишечника и др.), что грозит преждевременным окостенением скелета, развитием краниостеноза, диэнцефального синдрома, нефрокальциноза, кальцификацией сердечных клапанов (приобретёнными пороками сердца), нарушениями сосудистого тонуса.

Мегадозы витамина Д обладают тератогенным (эмбриотоксическим) эффектом. Установлено, что перенесенный в детстве гипервитаминоз является фактором риска в раннем возникновении атеросклероза, так как избыток данного БАВ изменяет архитектонику клеточных мембран, структуру ЛП плазмы крови.

Суточная потребность: у детей - 10-15 мкг, у взрослых – 2 мкг.

Пищевые источники: печень, сливочное масло, яичный желток, жирная рыба (сельдь, макрель, треска, лосось).