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

Наиболее изучены следующие формы этого жирорастворимого 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 фермент каротиндиоксигеназа, который преобразует каротины в витамин А. Из продуктов около 75% его количества поступает в виде ретинола, а 25% - составляют каротиноиды.

Гепатоциты накапливают его в виде эфиров высших жирных кислот (ретинолпальмитата). Установлено, что 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 экспрессирует гены, взаимодействуя с ГЧЭ транскриптонов, активирует РНК-полимеразу, то есть стимулирует синтез протеинов, в том числе иммунных (факторов неспецифической защиты организма - интерферона, лизоцима, секреторного иммуноглобулина) 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 по общему π- электронному облаку, оставаясь при этом стабильной частицей («ловушка свободных радикалов»). Это свойство помогает сохранить архитектонику мембран.

3. Рецептором, воспринимающим световые фотоны в дисках палочек, служит родопсин - комплекс белка опсина и 11-цис-ретиналя. Под действием света происходят конформационные изменения зрительного пигмента, приводя 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 ферменты сульфатазы и гидролазы, гидролизующие активную форму серной кислоты – фосфоаденозинфосфосульфат (ФАФС). Поэтому данное вещество накапливается и участвует в сульфатировании биополимеров (гликозамингликанов, гликопротеидов), обеспечивая нормальное созревание и рост соединительной, в первую очередь, хрящевой ткани (отсюда клиническое название ретинола – витамин роста);

б) предотвращает окисление НS-групп цистеина протеинов, особенно, 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, показано, что эти циклы проявляют себя как иммуностимуляторы, обладают противоаллергическим, противовоспали-тельным, 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 гиповитаминоза лежат:

1) подавление экспрессии генов, что нарушает генез

а) структурных протеинов, отсюда пролиферацию, дифференцировку тканей,

б) иммунных белков; последнее уменьшает резистентность организма;

2) развитие дисбаланса в статусе серы, что влечёт за собой сдвиги в архитектонике хрящевой, костной, эпителиальной тканях;

3) усиление свободнорадикальных реакций;

4) инактивация родопсина.

Все эти интимные сдвиги проявляются следующей клиникой:

1.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. В тяжёлых случаях наблюдается перфорация с выпадением радужки. Весь процесс развивается быстро (в течение 24-48 часов).

2.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 кожи 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»). Нередко присоединяется 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.

В доклинической стадии гиповитаминоза А определённую информацию могут дать величины ретинола в крови – в норме они колеблются в пределах 20-50 мкг% (0,70-1,75 мкмоль/л). Концентрация же менее 10 мкг% свидетельствует о выраженной витаминной недостаточности.

Замечено, что у людей с заболеваниями печени, почек, сахарным диабетом, гипотирозом возникают проблемы с преобразованием бета-каротина в витамин А. Неизменённый предшественник начинает откладываться в коже, усиливая её пигментацию. Подобные признаки, известные как каротинемическая псевдожелтуха, могут развиться у детей после неумеренного употребления моркови, мандаринов, тыквы. Отдифференцировать от истинной желтухи подобное состояние легко: при избытке бета-каротина белковая оболочка глаз не желтеет.

Гипервитаминоз

Витамин А токсичен.

У народов, живущих за Полярным кругом, испокон веков существовал неписанный закон – никогда, ни при каких обстоятельствах не употреблять печень белого медведя. Об этом они честно предупреждали белых пришельцев, которые, как правило, их не слушали и, завалив медведя, первым делом спешили полакомиться печёнкой. За это злые духи их сурово наказывали. Преступивших закон поражала страшная болезнь: они корчились от желудочных колик и рвоты, страдали от поноса, падали от головокружения и сходили с ума от головной боли. И в довершение ко всему у них начинала отслаиваться кожа. Очевидцы рассказывали, что кожа подошв этих бедолаг буквально отваливалась, как штукатурка, и люди не могли передвигаться до тех пор, пока у них не появлялась новая кожа. Загадка проклятия богов была решена только в 1943 году, когда окончательно доказали, что виновником несчастий бесстрашных исследователей Арктики послужил ретинол. Оказалось, что печень белого медведя содержит так много витамина А (18-27 тыс. МЕ/г), что потребление даже небольшого кусочка (не больше 250 г) превышает дневную норму ретинола более чем в 1000 раз. Описанные в литературе случаи гипервитаминоза А обусловлены в основном употреблением печени птицы, которой в корм в качестве стимуляторов роста добавляли ацетат ретинола.

Клиника острого отравления 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, вялость, усталость, а также выпадение волос, хрупкие, ломкие ногти, ночное потоотделение; появляются артралгии, тошнота, рвота, гипертермия, явления менингизма. Эти симптомы обусловлены тем, что при гипервитаминозе повреждаются структура и функции клеточных и субклеточных мембран (митохондрий, ядер, лизосом), активируются свободнорадикальные реакции, ПОЛ, в результате развиваются альтерации различных органов и тканей. В печени подавляется синтез факторов свёртывающей системы крови, страдает биотрансформация веществ, высок риск жировой дистрофии.

Клиника хронического отравления: бессонница, анорексия, тошнота, рвота, диарея, тяжёлые головные боли, раздражительность, головокружения, алопеция (выпадение волос), ломкость ногтей, сухость кожи (дерматит), склонность к переломам костей; у беременных - вероятность рождения уродов (тератогенный эффект), увеличением числа самопроизвольных абортов. Гипервитаминоз А возможен при питании продуктами с повышенным содержанием ретинола у алкоголиков и наркоманов вследствие синергизма токсинов и витамина.

Следует заметить, что хронический приём избытка каротинов, особенно на фоне постоянной интоксикации табачным дымом и алкоголем, повышает риск развития сердечных приступов и рака.

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.

 

Витамин Д (антирахитический, холекальциферол, Д₃)

Существуют несколько форм этого жирорастворимого БАВ. Для человека важное значение имеют витамин Д₂ – эргокальциферол и Д₃ – холекальциферол, в основе которых лежит химическая 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 (Д₃).

Известно, что количество данного вещества, синтезируемое в подобных целях, зависит от длины волны лучей, пигментации дермы. У тёмнокожих людей активируется меньшее количество предшественника, что увеличивает опасность развития симптомов дефицита холекальциферола.

В комплексе с витамин Д₃-связывающим белком он доставляется в печень, где подвергается микросомальному окислению с образованием 25-гидроксихолекальциферола. Это соединение с током жёлчи попадает в кишечник, где до 85% его всасывается (энтерогепатическая рециркуляция) и, как все липиды, 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.

По мнению многих исследователей, широкий спектр влияния кальцитриола объясняется:

1) наличием специфических рецепторов к нему у многих клеток;

2) его способностью возбуждать транспорт ионов кальция через мембраны.

Как известно, катионы этого металла считаются древнейшими гуморальными факторами, вызывающими самые 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 активированными Т-лимфоцитами и синтез иммуноглобулинов активированными В-лимфоцитами.

Установлено, что недоношенные младенцы, дети пониженного физического развития, а также перенесшие те или иные заболевания, особенно нуждаются в витамине Д. Для поддержания нормального статуса холекальциферола достаточно облучение солнечным светом только кожи лица и кистей рук ребёнка по несколько минут (2 часа в неделю), а УФО матери (1,5 минимальные эритемные дозы на всё тело в течение 90 сек) увеличивает содержание его в грудном молоке в 10 раз.

Гиповитаминозы

Экзогенный гиповитаминоз - витамин Д – дефицитный рахит. Основные факторы риска развития данной патологии рассмотрены в табл. 18.

Первые его признаки у младенцев обусловлены нарушенным статусом кальция, одной из функций которого является участие в работе центральной и вегетативной нервных систем, что проявляется сонливостью или бессонницей, младенцы часто капризничают, 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 (табл.19).

Таблица 18

Факторы риска развития рахита

 

Со стороны матери:	Со стороны детей:
-Возраст (меньше 17 и больше 35 лет)	-Недоношенные, маловесные, из двоен, троен
-Токсикозы беременности	-Родившиеся с признаками морфо-функциональной незрелости
-Экстрагенитальная патология (болезни обмена, заболевания сердца, почек, ЖКТ)	-Получающие неадекватные молочные смеси
-Дефекты питания при беременности и лактации (дефицит белков, кальция, фосфатов, витаминов Д, В1, В2, В6)	-Родившиеся с синдромом маль-абсорбции
-Гиподинамия, малая инсоляция	-с судорожным синдромом
-Неблагополучные социально-экономи-ческие условия	-со сниженной двигательной активностью (парезы, параличи, длительная иммобилизация)
	-с хронической патологией печени, жёлчевыводящих путей
	-Часто болеющие ОРВИ
	-С отягощённой наследственностью по нарушениям фосфорно-кальцие-вого обмена (фосфат-диабет, болезнь де Тони-Дебре-Фанкони, почечно-тубулярный ацидоз)

 

Таблица 19

Последствия дефицита витамина Д

 

Органы	Симптомы
Кости и костный мозг	-Остеопороз, остеомаляция, миелофиброз, анемия, миелоидная дисплазия
Желудочно-кишечный тракт	-Угнетение абсорбции кальция, фосфатов, магния, гепатолиенальный синдром, нарушение моторики ЖКТ
Лимфоидная система	-Снижение иммунитета, синтеза интерлейкинов, интерферона, подавление фагоцитоза
Мышечная система	-Гипотония мышц, судороги (спазмофилия)

 

 

Первичный эндогенный гиповитаминоз - витамин Д-резистентныйрахит (фосфат-диабет). Описаны витамин Д-резистентный рахит I типа, развивающийся вследствие 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 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, 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 вещества изменяет архитектонику клеточных мембран, структуру ЛП плазмы крови, что в сочетании с повреждением эндотелия и активацией макрофагов может способствовать образованию липопероксидов и стимулировать этот недуг. В последнии годы описаны случаи тяжёлых поражений почек, с высокой инвалидизацией пациентов после приёма растительного масла, обогащённого витамином Д.

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

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