Ретинол - Retinol

Ретинол
All-trans-Retinol2.svg
Ретинол 3D шары.png
Ретинол
Клинические данные
AHFS / Drugs.com Монография
Данные лицензии
Пути
администрирования
устно, IM
Класс препарата витамин
Код УВД
Легальное положение
Легальное положение
Идентификаторы
  • (2 E , 4 E , 6 E , 8 E ) -3,7-диметил-9- (2,6,6-триметилциклогекс-1-ен-1-ил) нона-2,4,6,8-тетраен -1-ол
Количество CAS
PubChem CID
IUPHAR / BPS
ChemSpider
UNII
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
Панель управления CompTox ( EPA )
ECHA InfoCard 100.000.621 Отредактируйте это в Викиданных
Химические и физические данные
Формула С 20 Н 30 О
Молярная масса 286,4516 г · моль -1
3D модель ( JSmol )
Температура плавления 62–64 ° C (144–147 ° F)
Точка кипения 137–138 ° C (279–280 ° F) (10 -6  мм рт.ст. )
  • OC / C = C (C) / C = C / C = C (C) / C = C / C1 = C (C) / CCCC1 (C) C
  • InChI = 1S / C20H30O / c1-16 (8-6-9-17 (2) 13-15-21) 11-12-19-18 (3) 10-7-14-20 (19,4) 5 / h6,8-9,11-13,21H, 7,10,14-15H2,1-5H3 / b9-6 +, 12-11 +, 16-8 +, 17-13 + проверитьY
  • Ключ: FPIPGXGPPPQFEQ-OVSJKPMPSA-N

Ретинол , также называемый витамином A 1 , является витамином из семейства витаминов A, который содержится в пище и используется в качестве пищевой добавки . В качестве добавки он используется для лечения и профилактики дефицита витамина А , особенно того, который приводит к ксерофтальмии . В регионах, где дефицит является обычным явлением, людям с высоким риском рекомендуется однократная большая доза два раза в год. Он также используется для снижения риска осложнений у больных корью . Его принимают внутрь или путем инъекции в мышцу .

Ретинол в обычных дозах переносится хорошо. Высокие дозы могут вызвать увеличение печени , сухость кожи, и гипервитаминоз А . Высокие дозы во время беременности могут нанести вред плоду. Организм превращает ретинол в сетчатку и ретиноевую кислоту , через которую он действует. Источники питания включают рыбу, молочные продукты и мясо.

Ретинол был открыт в 1909 году, выделен в 1931 году и впервые произведен в 1947 году. Он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения . Ретинол доступен в виде универсального лекарства и без рецепта .

Медицинское использование

Ретинол используется для лечения дефицита витамина А .

Когда у населения низкий уровень витамина А, можно использовать три подхода:

  1. Путем модификации диеты, включающей корректировку выбора меню пострадавших людей из доступных источников пищи для оптимизации содержания витамина А.
  2. Обогащение обычно употребляемых и доступных по цене продуктов витамином А - процесс, называемый обогащением. Он включает добавление синтетического витамина А к основным продуктам питания, таким как маргарин , хлеб, мука, крупы и другие детские смеси во время обработки.
  3. Давая высокие дозы витамина А целевой группе населения с дефицитом, метод, известный как добавка.

Побочные эффекты

Приемлемый верхнего впускного уровня (UL) для витамина А, в течение 25-летнего человека, составляет 3000 мкг / день, или примерно 10000 МЕ. У кормящих матерей потребление витамина А должно составлять от 1200 до 1300 единиц активности ретинола (РАЭ).

Слишком много витамина А в ретиноидов форме может привести к вредным или смертельным гипервитаминоз . Организм превращает димеризованную форму каротина в витамин А по мере необходимости, поэтому высокие уровни каротина не токсичны, в то время как сложноэфирные (животные) формы токсичны. Печень некоторых животных, особенно адаптированных к полярным условиям, таких как белые медведи и тюлени, часто содержит количество витамина А, токсичное для человека. Таким образом, токсичность витамина А обычно отмечается у исследователей Арктики и людей, принимающих большие дозы синтетического витамина А. Первой задокументированной смертью, возможно вызванной отравлением витамином А, была смерть Ксавьера Мерца , швейцарского ученого, который умер в январе 1913 года во время антарктической экспедиции. который потерял запасы пищи и начал есть своих ездовых собак. Мерц, возможно, потреблял смертельное количество витамина А, поедая печень собак.

Острая токсичность витамина А возникает, когда человек употребляет витамин А в больших количествах, превышающих рекомендованное суточное значение, пороговое значение 25 000 МЕ / кг или более. Часто больной потребляет примерно в 3–4 раза больше рекомендованной суточной нормы. Считается, что токсичность витамина А связана с методами увеличения количества витамина А в организме, такими как модификация пищи, обогащение и добавление, все из которых используются для борьбы с дефицитом витамина А. Токсичность подразделяется на две категории: острая и хроническая. Первое происходит через несколько часов или дней после приема большого количества витамина А. Хроническая токсичность проявляется, когда около 4000 МЕ / кг или более витамина А потребляются в течение длительного времени. Симптомы обоих включают тошноту, нечеткость зрения, усталость, потерю веса и нарушения менструального цикла.

Предполагается, что избыток витамина А способствует развитию остеопороза . Кажется, это происходит при гораздо более низких дозах, чем те, которые требуются для индукции острой интоксикации. Только предварительно сформированный витамин А может вызвать эти проблемы, потому что преобразование каротиноидов в витамин А снижается, когда удовлетворяются физиологические потребности; но чрезмерное потребление каротиноидов может вызвать каротиноз .

Пищевая добавка с бета-каротином была связана с увеличением заболеваемости раком легких, когда это было изучено в испытании по профилактике рака легких у курящих мужчин. У некурящих отмечен обратный эффект.

Избыток преформированного витамина А на ранних сроках беременности связан со значительным увеличением врожденных дефектов. Эти дефекты могут быть серьезными и даже опасными для жизни. Даже двукратное превышение рекомендуемой дневной нормы может вызвать серьезные врожденные дефекты. FDA рекомендует беременным женщинам получать витамин А из продуктов, содержащих бета-каротин, и следить за тем, чтобы они потребляли не более 5000 МЕ предварительно сформированного витамина А (если есть) в день. Хотя витамин А необходим для развития плода, у большинства женщин запасы витамина А находятся в жировых клетках, поэтому следует строго избегать его чрезмерного приема.

Обзор всех рандомизированных контролируемых исследований в научной литературе Кокрановского сотрудничества, опубликованный в JAMA в 2007 году, показал, что добавление бета-каротина или витамина А увеличивает смертность на 5% и 16% соответственно.

Вопреки предыдущим наблюдениям, недавние исследования, проведенные в некоторых развивающихся странах (Индия, Бангладеш и Индонезия), убедительно показали, что в группах населения, в которых дефицит витамина А является обычным явлением, а материнская смертность высока, дозирование беременных женщин может значительно снизить материнскую смертность. Аналогичным образом, введение новорожденным младенцам 50 000 МЕ (15 мг) витамина А в течение двух дней после рождения может значительно снизить неонатальную смертность.

Биологическая роль

Ретинол или другие формы витамина А необходимы для зрения, ухода за кожей и развития человека.

Эмбриология

Ретиноевая кислота через рецептор ретиноевой кислоты влияет на процесс дифференцировки клеток, следовательно, на рост и развитие эмбрионов. Во время развития существует градиент концентрации ретиноевой кислоты вдоль передне-задней оси (голова-хвост). Клетки эмбриона по-разному реагируют на ретиноевую кислоту в зависимости от ее количества. Например, у позвоночных задний мозг временно формирует восемь ромбомеров, и каждый ромбомер имеет специфический паттерн экспрессии генов. Если ретиноевой кислоты нет, последние четыре ромбомера не развиваются. Вместо этого ромбомеры 1–4 растут и покрывают то же пространство, которое обычно занимают все восемь. Ретиноевая кислота оказывает свое действие, включая дифференциальный паттерн генов гомеобокса (Hox), которые кодируют различные факторы транскрипции гомеодоменов, которые, в свою очередь, могут включать гены, специфичные для определенного типа клеток. Удаление гена гомеобокса (Hox-1) из ромбомера 4 заставляет нейроны, растущие в этой области, вести себя как нейроны из ромбомера 2. Ретиноевая кислота не требуется для формирования паттерна сетчатки, как первоначально предполагалось, но ретиноевая кислота, синтезируемая в сетчатке, секретируется в окружающую мезенхиму, где это необходимо для предотвращения чрезмерного роста периоптической мезенхимы, которая может вызвать микрофтальмию, дефекты роговицы и века и вращение глазного бокала.

Биология стволовых клеток

Ретиноевая кислота является влиятельным фактором, используемым в дифференцировке стволовых клеток с более совершенными судьбами, что подтверждает важность ретиноевой кислоты в естественных путях эмбрионального развития. Считается, что он инициирует дифференцировку в ряд различных клеточных линий путем отмены секвестра определенных последовательностей в геноме.

Он имеет множество применений в экспериментальной индукции дифференцировки стволовых клеток; Среди них - дифференцировка эмбриональных стволовых клеток человека в клоны задней передней кишки, а также в функциональные двигательные нейроны .

Зрение

Витамин А превращается белком RPE65 в пигментном эпителии сетчатки в 11-цис-ретиналь. Затем эта молекула транспортируется в фоторецепторные клетки сетчатки, где она действует как активируемый светом молекулярный переключатель в белках опсина, который активирует сложный каскад, называемый зрительным циклом. Этот цикл начинается с того, что 11-цис-ретиналь поглощает свет и изомеризуется в сетчатку, полностью являющуюся транс-сетчаткой. Изменение формы молекулы после поглощения света, в свою очередь, изменяет конфигурацию сложного протеина родопсина , зрительного пигмента, используемого при низких уровнях освещения. Это представляет собой первый шаг визуального цикла. Вот почему часто говорят, что употребление в пищу продуктов, богатых витамином А, позволяет человеку видеть в темноте, хотя их влияние на зрение незначительно.

Синтез гликопротеинов

Синтез гликопротеинов требует адекватного статуса витамина А. При серьезном дефиците витамина А недостаток гликопротеинов может привести к язвам роговицы или разжижению.

Иммунная система

Витамин А необходим для поддержания целостности эпителиальных тканей в качестве физического барьера для инфекции; он также участвует в поддержании ряда типов иммунных клеток как врожденной, так и приобретенной иммунной системы. К ним относятся лимфоциты ( В-клетки , Т-клетки и естественные клетки-киллеры ), а также многие миелоциты ( нейтрофилы , макрофаги и миелоидные дендритные клетки ).

красные кровяные клетки

Витамин А может быть необходим для нормального образования красных кровяных телец ; дефицит вызывает нарушения метаболизма железа . Витамин А необходим для производства красных кровяных телец из стволовых клеток посредством дифференцировки ретиноидов.

Рост

Витамин А влияет на выработку гормона роста человека . Ретиноевая кислота необходима для связывания с ядерными рецепторами, чтобы способствовать росту.

Меры измерения

Что касается диетических добавок или диетологии , ретинол обычно измеряется в международных единицах (МЕ). МЕ относится к биологической активности и, следовательно, уникальна для каждого отдельного соединения, однако 1 МЕ ретинола эквивалентна примерно 0,3 микрограмм (300 нанограмм).

Питание

Свойства витаминов
Растворимость Толстый
RDA (взрослый мужчина) 900 мкг / день
RDA (взрослая женщина) 700 мкг / день
Верхний предел RDA (взрослый мужчина) 3000 мкг / день
Верхний предел RDA (взрослая женщина) 3000 мкг / день
Симптомы дефицита
Симптомы избытка
Общие источники

Этот витамин играет важную роль в зрении, особенно в ночном зрении, нормальном развитии костей и зубов, репродукции и здоровье кожи и слизистых оболочек (секретирующего слизь слоя, выстилающего такие области тела, как дыхательные пути). Витамин А также действует в организме как антиоксидант, защитное химическое вещество, которое может снизить риск некоторых видов рака.

Существует два источника диетического витамина А. Активные формы, которые немедленно становятся доступными для организма, получают из продуктов животного происхождения. Они известны как ретиноиды и включают ретинальдегид и ретинол. Предшественники, также известные как провитамины, которые организм должен преобразовывать в активные формы, получают из фруктов и овощей, содержащих желтый, оранжевый и темно-зеленый пигменты, известные как каротиноиды , наиболее известным из которых является β-каротин. По этой причине количество витамина А измеряется в эквивалентах ретинола (RE). Один RE эквивалентен 0,001 мг ретинола, или 0,006 мг β-каротина, или 3,3 международных единиц витамина A.

В кишечнике, витамин А защищена от химически изменены витамин Е . Витамин А жирорастворим и может накапливаться в организме. Большая часть потребляемого витамина А сохраняется в печени. Когда это требуется определенной части тела, печень выделяет некоторое количество витамина А, который переносится кровью и доставляется к клеткам-мишеням и тканям.

Диетическое потребление

Диетические номер всасывания (DRI) Рекомендуемая ежедневная сумма (RDA) витамина А в течение 25-летнего мужчины составляет 900 мкг / день, или 3000 МЕ. Рекомендуемые дневные нормы NHS немного ниже - 700 мкг для мужчин и 600 мкг для женщин.

Со временем оценки изменились в отношении скорости превращения β-каротина в витамин А в организме человека. Первоначальная оценка 6: 1 была изменена до 12: 1, а по результатам недавних исследований и экспериментальных испытаний, проведенных в развивающихся странах, она была снова пересмотрена до 21: 1. Смысл уменьшенной оценки состоит в том, что для обеспечения необходимой пищевой потребности в витамине А необходимо большее количество β-каротина. Это означает, что от дефицита витамина А страдает больше континентов, чем считалось ранее. Одного изменения рациона питания в Африке, Азии и Южной Америке будет недостаточно, и необходимо будет изменить методы ведения сельского хозяйства на этих континентах.

Агентство по пищевым стандартам заявляет, что средний взрослый не должен потреблять более 1500 микрограммов (5000 МЕ) в день, потому что это увеличивает вероятность остеопороза .

В процессе абсорбции в кишечнике ретинол включается в хиломикроны в виде сложноэфирной формы, и именно эти частицы опосредуют транспорт в печень . Клетки печени ( гепатоциты ) хранят витамин А в виде сложного эфира, и, когда ретинол необходим в других тканях, он деэтерифицируется и попадает в кровь в виде алкоголя. Затем ретинол присоединяется к сыворотке-носителю, ретинол-связывающему белку , для транспортировки к тканям-мишеням. Связывающий белок внутри клеток, клеточные кислоты связывающего белка ретиноевого, служит для хранения и перемещений ретиноевой кислоты внутриклеточно . Каротиноидов биодоступность составляет 1 / 10 до 1 / 5 , что ретинола. Каротиноиды лучше усваиваются при приеме внутрь с жирной пищей. Кроме того, каротиноиды в овощах, особенно с твердыми клеточными стенками (например, морковь), лучше усваиваются, когда эти клеточные стенки разрушаются при варке или измельчении.

Дефицит

Распространенность дефицита витамина А в 1995 г.

Дефицит витамина А распространен в развивающихся странах, но редко встречается в развитых странах. Приблизительно от 250 000 до 500 000 детей, страдающих от недоедания, в развивающихся странах ежегодно слепнут из-за дефицита витамина А. Дефицит витамина А у будущих матерей увеличивает уровень смертности детей вскоре после родов. Куриная слепота - один из первых признаков дефицита витамина А. Дефицит витамина А способствует слепоте, делая роговицу очень сухой и повреждая сетчатку и роговицу.

Источники

Ретиноиды в природе встречаются только в продуктах животного происхождения. Каждый из следующих компонентов содержит не менее 0,15 мг ретиноидов на 50–198 г (1,75–7 унций):

Синтетические источники

Синтетический ретинол продается под следующими торговыми названиями: Acon, Afaxin, Agiolan, Alphalin, Anatola, Aoral, Apexol, Apostavit, Atav, Avibon, Avita, Avitol, Axerol, Dohyfral A, Epiteliol, Nio-A-Let, Prepalin, Testavol. , Вафлол, Ви-Альфа, Витпекс, Воган и Воган-Ной.

Есть три известных способа получения ретинола, которые используются в промышленности, и все они начинаются с β-ионона.

Ночное видение

Куриная слепота-неспособность видеть при тусклом свете-связано с дефицитом витамина А . Сначала воздействуют на наиболее светочувствительный (содержащий больше ретиналя) белок родопсин . Менее пигментированные йодопсины сетчатки (три формы / цвета у людей), отвечающие за цветовое зрение и восприятие относительно высокой интенсивности света (дневное зрение), меньше страдают на ранних стадиях дефицита витамина А. Все эти белково-пигментные комплексы расположены в светочувствительных клетках сетчатки глаза .

При стимуляции с помощью света, родопсина расколов в белок и кофактора: опсина и all - транс - -retinal (форма витамина А). Для регенерации активного родопсина необходимы опсин и 11- цис- ретинал. Регенерация 11- цис- ретиналя происходит у позвоночных посредством последовательности химических преобразований, которые составляют «зрительный цикл» и происходят в основном в пигментированных эпителиальных клетках сетчатки.

Без достаточного количества ретинола регенерация родопсина будет неполной и возникает куриная слепота.

Химия

Многие различные геометрические изомеры ретинола, ретиналя и ретиноевой кислоты возможны в результате транс- или цис- конфигурации четырех из пяти двойных связей, обнаруженных в полиеновой цепи. Этот цис - изомеры менее стабильны и могут легко преобразовать к общероссийскому трансу - конфигурации (как показаны в структуре общероссийского транса -retinol , показанном в верхней части этой страницы). Тем не менее, некоторые цис- изомеры встречаются в природе и выполняют важные функции. Например, 11- цис - -retinal - изомер является хромофора из родопсина , то у позвоночных фоторецептор молекулы. Родопсин состоит из 11-цис-ретиналя, ковалентно связанного через основание Шиффа с белком опсина (либо стержневым опсином, либо синим, красным или зеленым опсином колбочек). Процесс зрения основан на индуцированной светом изомеризации хромофора с 11- цис на алл- транс, что приводит к изменению конформации и активации молекулы фоторецептора. Одним из первых признаков дефицита витамина А является куриная слепота, за которой следует снижение остроты зрения.

Джордж Вальд получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1967 года за работу с пигментами сетчатки (также называемыми зрительными пигментами), что привело к пониманию роли витамина А в зрении.

Многие из невидимых функций витамина А опосредуются ретиноевой кислотой, которая регулирует экспрессию генов, активируя ядерные рецепторы ретиноевой кислоты . Невидимые функции витамина А важны для иммунологической функции, репродукции и эмбрионального развития позвоночных, о чем свидетельствуют нарушения роста, восприимчивость к инфекциям и врожденные дефекты, наблюдаемые у популяций, получающих неоптимальный витамин А с пищей.

Биосинтез

Биосинтез витамина А

Ретинол синтезируется при расщеплении β-каротина . Во-первых, 15-15'-монооксигеназа β-каротина расщепляет β-каротин по центральной двойной связи, образуя эпоксид. Затем этот эпоксид подвергается воздействию воды, создавая две гидроксильные группы в центре структуры. Расщепление происходит, когда эти спирты восстанавливаются до альдегидов с использованием НАДН. Это соединение называется сетчаткой. Затем ретиналь восстанавливается до ретинола ферментом ретинолдегидрогеназой . Ретинолдегидрогеназа - это фермент, который зависит от НАДН.

История

В 1913 году Элмер Макколлум , биохимик из Университета Висконсин-Мэдисон , и его коллега Маргерит Дэвис определили жирорастворимое питательное вещество в молочном жире и масле печени трески . Их работа подтвердила работу Томаса Берра Осборна (1859-1929) и Лафайетта Менделя (1872-1935) из Йельского университета , которые также в 1913 году предложили жирорастворимое питательное вещество в молочном жире. Впервые витамин A 1 был синтезирован в 1947 году двумя голландцами. химики, Давид Адриан ван Дорп (1915–1995) и Йозеф Фердинанд Аренс (1914–2001).

Хотя витамин А не был идентифицирован до 20-го века, письменные наблюдения за условиями, созданными дефицитом этого питательного вещества, появились намного раньше в истории. Соммер (2008) классифицировал исторические отчеты, связанные с витамином А и / или проявлениями дефицита, следующим образом: «древние» отчеты; Клинические описания 18-19 веков (и их предполагаемые этиологические ассоциации); эксперименты на лабораторных животных в начале 20-го века, а также клинические и эпидемиологические наблюдения, которые выявили существование этого уникального питательного вещества и проявления его дефицита.

Во время Второй мировой войны немецкие бомбардировщики атаковали Великобританию ночью, а не днем, чтобы избежать обнаружения, но британские самолеты-перехватчики использовали систему воздушного перехвата (AI), разработанную в 1939 году, для обнаружения бомбардировщиков, которые они не могли видеть. Чтобы сохранить ИИ в секрете от немецких вооруженных сил, Министерство информации сообщило газетам, что хорошие ночные характеристики пилотов Королевских ВВС были связаны с высоким потреблением моркови, богатой витамином А , и распространяли миф о том, что морковь позволяет людям видеть лучше в темноте.

Производство

Коммерческое производство ретинола обычно требует синтеза на сетчатке глаза путем восстановления производного пентадиена и последующего подкисления и гидролиза полученного изомера с образованием ретинола. Чистый ретинол чрезвычайно чувствителен к окислению, его готовят и транспортируют при низких температурах и в бескислородной атмосфере. Недавно apicdmo объявила об обновлении ретинола до гидроксипинаколона ретиноата (HPR) и начала массовое коммерческое производство. При приготовлении в качестве пищевой добавки ретинол стабилизируется в виде сложноэфирных производных ретинилацетата или ретинилпальмитата .

использованная литература

внешние ссылки