Витамин А- группа природных соединениий- производных β-ионона.

Представители: 1) ретинол (витамин А₁, витамин А₁-спирт, эксерофтол)

2) ретин аль (ретинен, ретинальдегид, витамин A₁-альдегид)

3) ретиноевая к-та (витамин А₂)

Кишечник, печень

β-каротин

2 Молекулы ретиналя

Депонируется в печени

Гидролиз эфиров

Свободный витамин секретируется в кровоток

Образует комплекс с ретинолсвязывающим белком

Обеспечивает его солюбилизацию, защиту от окисления и направленный перенос в ткани

15,15'-диоксигеназа

каротиндиоксигеназа

Ретинол

Этерификация с ВЖК (Пальмитиновая)-Ретиниловые эфиры

Всасывается в энтероциты

В комплексе с хиломикронами

Комплекс специфически связывается с поверхностью пигментных клеток сетчатки

Зрительный цикл. Темновая адаптация.

Транс-ретинол

в печени, кишечнике

NAD⁺

Алкогольдегидрогеназа

Ретиналь-редуктаза

Транс-ретиналь

NADH

Ретиналь-изомераза

11-Цис-ретиналь

Соединяется с ОПСИНОМ

Родопсин

Квант света

Опсин+ частично транс-ретиналь

Фотородопсин

Батородопсин

Люмиродопсин

Метародопсин I

Метародопсин II

Метародопсин III

Опсин + полностью транс-ретиналь

Опсин

Транс-ретиналь

Транс-ретинол

Алкогольдегидрогеназа

Ретиналь-изомераза

Палочка состоит из двух основных частей, наружного и внутреннего сегментов. В дисках наружного сегмента (специализированных замкнутых мембранах) локализован родопсин, интегральный мембранный белок, светочувствительный хромопротеин, включающий 7 трансмембранных тяжей (α-спиралей). Геометрия многих спиралей отклоняется от «идеальной» (т.е., содержит «изломы»); сильнее всего искажена спираль ТМ6 за счет влияния остатка ПРО-267 . ( внутренние сегменты (ВС) отвечают за обеспечение клетки энергией и питательными веществами).

Длина аминокислотной последовательности родопсина — 348 остатков, масса белка — около 38 кДа, а длина ТМ спиралей варьирует от 20 до 33 остатков. ТМ домен белка составляет ~65% его общей массы, а размеры вне- и внутриклеточных областей примерно равны. Хромофор (ретиналь) связывается в ТМ области белка, ковалентно присоединяясь к остатку ЛИЗ-296.

Сигнальный каскад

Гуанилатциклаза

В ТЕМНОТЕ

цГМФ

Открытые Na⁺ и Ca²⁺- каналы

(поступают в клетку)

При этом зрительная клетка постоянно выбрасывает нейромедиатор глутамат в синаптическую щель.

КВАНТ СВЕТА

Трансдуцин

R^*

Тα-ГДФ-Тβγ

ГТФ

ГДФ

Тβγ

R^*

Тα-ГТФ

Активация ц-ГМФ-зависимой фосфодиэстеразы

Гидролиз цГМФ

Закрытие ц ГМФ-зависимых Na, Ca-каналов ( выходят из клетки)

деполяризация мембраны → возникновение электрического импульса → преобразование импульса в зрительное восприятие в мозге.

Прекращение выброса глутамата

Спустя короткое время

Инактивация

По принципу обратной связи инициация Гуанилатциклазы

Метародопсин III

Тα-ГДФ-Тβγ

Увеличение уровня цГМФ

Опсин

Транс-ретиналь

Биологическая роль:

2) Витамин А принимает участие в синтезе стероидных гормонов (включая прогестерон), сперматогенезе,

3) Является антагонистом тироксина — гормона щитовидной железы.

4) Является антиокисдантом. Благодаря наличию сопряженных двойных связей в молекуле ретинол способен взаимодействавать со свободными радикалами различных типов, в том числе и со свободными радикалами кислорода. Эта важнейшая особенность витамина позволяют считать его эффективным антиоксидантом.

Антиоксидантное действие ретинола проявляется также в том, что он значительно усиливает антиоксидантное действие витамина Е. Вместе с токоферолом и витамином С он активирует включение Se в состав глутатионпероксидазы (фермента, обезвреживающего перекиси липидов). Витамин А способствует поддержанию SH-групп в восстановленном состоянии (SH-группам многообразного класса соединений также присуща антиоксидантная функция). В частности, препятствуя окислению SH-содержаших белков и образованию в них поперечных S-S- сшивок в составе кератина, ретинол тем самым препятствует кератинизации эпителия (усиление кератинизации кожи приводит к усиленному слущиванию эпителия, развитию дерматита и ее раннему старению).

Однако витамин А может проявлять себя и как прооксидант, так как он легко окисляется кислородом с образованием высокотоксичных перекисных продуктов. Полагают, что симптомы гипервитаминоза А как раз и обусловлены его прооксидантным действием на биомембраны, особенно усиливается процесс ПОЛ в лизосомных мембранах, к которым витамин А проявляет выраженную тропность. Витамин Е, предохраняя ненасыщенные двойные связи ретинола от окисления и образования вследствие этого свободнорадикальных продуктов самого ретинола, тем самым препятствует проявлению его прооксидантных свойств. Необходимо отметить и синергичную с токоферолом роль аскорбиновой кислоты в данных процессах.

5) Повышает содержание в крови «полезного» холестерина (ЛПВП)

6) Синтез основного вещества соединительной ткани- хондроитинсерной, гиалуроновой кислот.

7) является структурным компонентом клеточных мембран;

8) регулирует рост и дифференцировку клеток эмбриона и молодого организма, а также деление и дифференцировку быстро пролиферирующих тканей, в первую очередь, эпителиальных, хряща и костной ткани. Он контролирует синтез белков цитоскелета, реакции распада и синтеза гликопротеинов. Синтез последних осуществляется в аппарате Гольджи. Недостаток витамина А приводит к нарушению синтеза гликопротеинов, что проявляется потерей защитных свойств слизистых оболочек;

9) витамин А и ретиноиды стимулируют реакции клеточного иммунитета, в частности увеличивают активность Т-киллеров;

10) витамин А является антиканцерогеном, так как при его недостатке в организме увеличивается заболеваемость раком легкого и раком других локализаций.

11) производные витамина А – ретиноиды. Полагают, что их механизм действия сходен со стероидными гормонами. Специфические рецепторные белки в клеточных ядрах связывают ретиноиды и возникающий комплекс взаимодействует с участками ДНК, которые контролируют транскрипцию специальных генов.

Врожденные нарушения обмена витамина А.

Гиперкаротинемия. Причиной заболевания является отсутствие кишечной β-каротин-оксигеназы,.катализирующей реакцию образования ретинола из каротиов. Основными симптомами являются “куриная слепота” и помутнение роговицы. Резко снижено содержание ретинола в крови.

Фолликулярный кератоз Дарье. При этом наследственном заболевании наряду с изменениями кожи и слизистых оболочек отмечаются отставание умственного развития и психозы. Типичны продольная исчерченность и зазубренность ногтей. Эффективно длительное назначение повышенных доз витамина А.

Гиповитаминоз. Наиболее ранним симптомам недостаточности витамина А является «куриная слепота» - резкое снижение темновой адаптации. Характерным является поражение эпителиальных тканей: кожи (фолликулярный гиперкератоз), слизистых оболочек кишечника (вплоть до развития язв), бронхов (частые бронхиты), мочеполовой системы (легкое инфицирование).

Дерматиты сопровождаются патологической пролиферацией, кератинизацией и слущиванием эпителия. Десквамация эпителия слезных каналов может приводить к их закупорке и уменьшению смачивания роговицы глаза слезной жидкостью – она высыхает (ксерофтальмия) и размягчается (кератомаляция) с образованием язв и «бельма». Поражение роговицы может развиваться очень быстро, так как нарушение защитных свойств эпителия приводит к присоединению вторичной инфекции.

Витамин А называется также витамином роста. Особенно демонстративно отставание в росте и гибель животного при недостатке ретинола прослеживаются у хищников, которые не способны синтезировать этот витамин из каротинов.

В качестве эффективного антиоксиданта витамин А защищает организм от “пероксидного стресса” – важнейшего патогенетического звена многих тяжелых заболеваний.

Гипервитаминоз. Для гипервитаминоза А характерны следующие симптомы: воспаление роговицы глаза, гиперкератоз, потеря аппетита, тошнота (при остром отравлении – рвота), понос, головные боли, боли в суставах, увеличение печени. Развивается общее истощение организма.

Хроническое отравление витамином наблюдается при регулярном употреблении высоких доз витамина, больших количеств рыбьего жира. Случаи острого отравления со смертельным исходом наблюдали при употреблении в пищу печени акулы, белого медведя, морских животных (печень и жировая ткань – основные депо витамина).

Оценка обеспеченности организма ретинолом. Степень обеспеченности определяется по содержанию витамина в крови. Используются также показатели темновой адаптации, электроренограмма. Косвенный показатель – увеличение активности лизосомных ферментов.

Суточная потребность в витамине А составляет 1,5-2 мг.