Витамин А

Источник:
Клиническая фармакология по Гудману и Гилману, том 4.
Редактор: профессор А.Г. Гилман Изд.: Практика, 2006 год.

Содержание

Витамин А

Организм нуждается в поступлении витамина А извне, но большинство эффектов этого витамина (как и витамина D) опосредуется рецепторами, сходными с рецепторами гормонов. Действие витамина А на клетки, в том числе на их дифференцировку, весьма разнообразно и конечно, не сводится к известному влиянию этого витамина на зрение. Аналоги витамина А, активно влияющие на дифференцировку эпителия, находят применение при различных кожных заболеваниях; изучается их роль и в профилактике рака.

Историческая справка

Гемералопия (куриная слепота) была описана еще в древнем Египте (почти за 1500летдон.э.).Хотяв то время ее и не связывали с дефицитом каких-то веществ в пище, все же рекомендовалось прикладывать запеченную или обжаренную печень. Впоследствии Гиппократ советовал в качестве лечения употреблять говяжью печень в пищу. Зависимость гемералопии от питания с определенностью выяснилась лишь в 1800-х гг. В 1865 г. впервые описана «бразильская офтальмия» болезнь глаз, поражавшая преимущественно истощенных рабов. Позднее было замечено, что у грудных детей, матери которых плохо питались, развивается спонтанный некроз роговицы. Вскоре кератомаляция при неполноценном питании была описана во многих странах, включая США.

Однако к открытию витамина А привели не клинические, а экспериментальные наблюдения. В 1913 г. две группы исследователей (Мак-Коллум и Дейвис; Осборн и Мендель) независимо друг от друга описали патологическое состояние у животных, получавших искусственную диету, в которой единственным источником жира служило топленое свиное сало. Это состояние, проявлявшееся в основном ксерофтапьмией (сухостью и утолщением конъюнктивы), удавалось излечивать добавлением к рациону сливочного масла, яичного желтка и рыбьего жира. Сходство причин клинического и экспериментального авитаминоза А выяснилось во время Первой мировой войны, когда было установлено, что ксерофтальмия у человека — результат отсутствия сливочного масла в диете.

Строение и терминология

Витамином А вначале называли вполне определенные химические соединения — ретинол и его эфиры, но в настоящее время этим термином чаще обозначают любые вещества, обладающие биологической активностью ретинола. За собственно ретинолом и его природными производными закрепилось название ретиноиды. К ретиноидам (большинство эффектов которых опосредуется связыванием со специфическими внутриклеточными рецепторами и с изменением экспрессии генов) относят и синтетические аналоги, лишенные активности витамина A (Evans and Kaye, 1999).

Содержание витамина А в овощах влияет на их цвет, и это простое наблюдение (Steenbock, 1919) открыло путь к выделению витамина и определению его структуры. Особенно богатым источником витамина А оказался очищенный растительный пигмент каротин (провитамин А).

Ретинол, первичный спирт, в форме эфиров присутствует в тканях животных и морских рыб (главным образом в печени). Его структурная формула следующая:

Возможность цис-транс-изомерш (вокруг двойных связей боковой цепи молекулы) обусловливает существование рада стереоизомеров ретинола. Рыбий жир содержит смесь стереоизомеров; синтетический ретинол представляет собой полностью транс-изомер. В организме изомеры ретинола легко превращаются друг в друга. В фоторецепторах родопсин образуется только при присоединении 11-цис-изомера ретиналя (альдегида витамина А) к белку опсину.

Рисунок 64.1. А. Структурная формула β-каротина. Б. Семейство витамина А.

Простые и сложные эфиры ретинола также обладают биологической активностью. Для ее проявления необходимо наличие в молекуле циклического фрагмента (β-иононового кольца в ретиноле или более ненасыщенного дегидро-β-иононового кольца в 3-дегидроретиноле); гидрогенизация лишает молекулу биологической активности. Среди известных производных ретинола наибольшей биологической активностью обладают полностью транс-ретинол и его альдегид; 3-дегидроретинол действует примерно на 60% слабее.

Ретиноевая кислота (производное ретинола с окисленной спиртовой группой) обладает не всеми свойствами ретинола и у некоторых видов животных с авитаминозом А не восстанавливает зрение и репродуктивную функцию. Однако она оказывает мощное стимулирующее влияние на рост и дифференцировку эпителиальных тканей. Полностью транс-ретиноевая кислота (третиноин) является, по-видимому, активной формой витамина А во всех тканях, за исключением сетчатки. In vitro третиноин в 10— 100 раз активнее ретинола. В организме третиноин изомеризуется в изотретиноин (13-цис-ретиноевую кислоту), который действует на эпителиальные ткани почти так же, как третиноин, но в 5 раз менее активно вызывает симптомы гипервитаминоза А.

Синтезированы многочисленные аналоги ретиноевой кислоты, в том числе этретинат — этиловый эфир активного вещества ацитретина. Эти соединения являются представителями так называемых ретиноидов второго поколения, содержащих ароматическое кольцо; на одни процессы они действуют сильнее, а на другие — слабее, чем третиноин. Высокоактивные ретиноиды третьего поколения содержат два ароматических кольца, которые ограничивают гибкость полиеновой боковой цепи. Ароматические ретиноиды этого класса называют аротиноидами; к ним относится карбоновая кислота Ro 13-7410, а также этилсу-льфон Ro 15-1570. Строение ретиноевых кислот и некоторых ароматических ретиноидов показано на рис. 64.2. Структурно-функциональной зависимости у синтетических ретиноидов посвящен специальный обзор (Symposium, 1989b). Физиологические функции и фармакологическое действие. Витамин А выполняет в организме ряд важнейших функций. Он необходим для работы сетчатки, пролиферации и дифференцировки эпителия, остеогенеза, размножения и эмбрионального развития. Наряду с некоторыми каротиноидами витамин А повышает иммунитет, ослабляет последствия ряда инфекционных заболеваний и может препятствовать развитию злокачественных новообразований. Все это привлекает большое внимание к ре-тиноидам как возможным средствам профилактики онкологических заболеваний и лечения предраковых состояний. Ретиноиды и их аналоги применяются при ряде кожных заболеваний, включая старческие изменения кожи и последствия солнечного ожога (гл. 65).

Функции витамина А осуществляют разные производные ретинола. В процессах зрения участвует ретиналь, а на пролиферацию, дифференцировку и трансформацию тканей влияет, по-видимому, ретиноевая кислота. Ретиналь и зрительный цикл. Давно известно, что дефицит витамина А нарушает способность видеть в сумерках; такое состояние называют гемералопией (куриной слепотой). Пониманию этого феномена способствовал ряд фундаментальных исследований (Wald, 1968 и др).

Свет воспринимается двумя видами специализированных клеток сетчатки, папочками и колбочками. Палочки особенно чувствительны к слабому свету, а колбочки воспринимают сильный свет и ответственны за цветовое зрение. Вначале свет поглощается хромофором, связанным с рецепторным белком. Хромофором как палочек, так и колбочек служит 11 -цис-ретиналь. В палочках 11 -цис-ретиналь в качестве простетической группы связан с белком опсином, образуя родопсин. Колбочки трех разных видов (воспринимающие красную, зеленую и синюю части спектра) содержат разные, но близкие фоторецепторные белки, лучше всего реагирующие на свет с соответствующей длиной волны.

Обратимое превращение 11-цис-ретинола в 11 -цис-ретиналь требует присутствия пиридиновых нуклеотидов. Затем 11-цис-ретиналь присоединяется к е-аминогруппе определенного остатка лизина в молекуле опсина, в результате чего образуется родопсин. Большая часть родопсина локализуется в мембранах дисков, расположенных в наружных сегментах палочек. Молекула белка семь раз пронизывает клеточную мембрану, что характерно для всех известных рецепторов, сопряженных с G-белками (гл. 2).

Зрительный цикл изображен на рис. 64.3. Поглощая фотон, родопсин последовательно проходит через ряд нестабильных конформаций и обесцвечивается; 11-цис-ретиналь при этом изомеризуется в полностью транс-форму и отщепляется от опсина. Активированный таким образом рецепторный белок быстро взаимодействует с другим белком наружного сегмента палочки — G-белком, называемым трансдуцином, или Gt. Трансдуцин стимулирует фосфодиэстеразу цГМФ и снижает его концентрацию в клетке, что приводит к снижению проводимости цГМФ-зависимых натриевых каналов клеточной мембраны и ее гиперполяризации — рецепторному потенциалу. Далее сигнал передается по клеткам сетчатки, и в конечном счете возникает потенциал действия, который по зрительному нерву поступает в головной мозг (Stryer, 1991).

Полностью транс-ретиналь либо сразу изомеризуется в 11-ф/с-ретиналь (который присоединяется к опсину, образуя родопсин), либо восстанавливается в полностью транс-ретинол, который вначале превращается в 11-цис-ретинол, а затем уже в 11-цис-ретиналь (рис. 64.3).

В отсутствие витамина А нарушается темновая адаптация. Функция палочек страдает в большей степени, чем функция колбочек. После истощения запасов ретинола в печени и крови (о чем свидетельствует падение его сывороточной концентрации ниже 20 мкг%, или 0,7 мкмоль/л) концентрации ретинола и родопсина уменьшаются и в сетчатке. Без стабилизирующего действия ретиналя опсин распадается, повреждаются наружные сегменты палочек. У крыс, не получающих витамин А, возникают необратимые ультраструктурные изменения в сетчатке и примерно в течение 10 мес развивается слепота.

Рисунок 64.3. Цикл превращения родопсина.

Рисунок 64.2. Структурные формулы синтетических производных ретиноевой кислоты и природной полностью транс-ретиноевой кислоты.

При кратковременном дефиците витамина А темновую адаптацию можно нормализовать путем добавления к пище ретинола. Однако это происходит лишь через несколько недель потребления нормального количества витамина А. Причина столь длительного отсутствия эффекта не известна.

Витамин А и эпителиальные структуры

От витамина А зависит функциональная и структурная целость всех эпителиальных тканей. Ему принадлежит основная роль в индукции и регуляции дифференцировки базальных клеток эпителия — их превращения в клетки, секретирующие слизь, или в кератиноциты. В присутствии ретинола или ретиноевой кислоты базальные клетки эпителия начинают секретировать слизь. Избыток ретиноидов приводит к образованию толстого слоя муцина, подавлению ороговения и появлению бокаловидных клеток.

В отсутствие витамина А секретирующие слизь бокаловидные клетки исчезают; базальные клетки эпителия пролиферируют и превращаются в многослойный ороговеваюший эпителий. Угнетение секреторных процессов способствует раздражению и инфицированию эпителия. Все эти изменения исчезают после введения ретинола, ретиноевой кислоты или других ретиноидов. Аналогичные процессы в роговице обусловливают тяжелую гиперкератинизацию (ксерофтальмию), которая может стать причиной необратимой слепоты. Ксерофтальмия остается одной из наиболее частых причин слепоты во всем мире.

Механизм действия

В культуре фибробластов или в эпителиальных тканях ретиноиды усиливают синтез одних белков (например, фибронектина) и тормозят синтез других (например, коллагеназы и некоторых видов кератина). Эти эффекты можно целиком отнести на счет изменений процессов транскрипции в клеточных ядрах (Мап-gelsdorfet al., 1994). Ретиноевая кислота в данном отношении гораздо активнее ретинола.

Ретиноевая кислота влияет на экспрессию генов, связываясь с внутриклеточными рецепторами. Описано множество ретиноидных рецепторов. Среди них выделяют два семейства. Семейство RAR-рецепторов включает рецепторы, обозначаемые буквами а, (В и у, которые кодируются генами, локализованными у человека соответственно на 17, 3 и 12-й хромосомах. Семейство RXR-pe-цепторов также состоит из а-, β- и у-изоформ (Chambon, 1995). Ретиноидные рецепторы обнаруживают широкую гомологию аминокислотных последовательностей как в ДНК-связывающем, так и в рецепторном доменах и принадлежат к суперсемейсгву рецепторов, к которому относятся также рецепторы кальцитриола, стероидных и тиреоидных гормонов (Mangelsdorf et al., 1994; см. также гл. 2). Реакции клеток на тиреоидные и стероидные гормоны, кальцитриол и ретиноевую кислоту усиливаются в присутствии ядерных экстрактов, содержащих ретиноидные RXR-рецепторы. Регулируемые этими веществами гены содержат в промоторных участках специфические для каждого вещества чувствительные регуляторные элементы. Активация таких генов происходит при связывании активированного рецептора с соответствующим регуляторным элементом и последующей димеризации этого рецептора с комплексом лиганд— RXR-pe-цептор. Эндогенным лигандом ретиноидных RXR-pe-цепторов служит 9-цис-ретиноевая кислота (Heyman et al., 1992; Levin etal., 1992). Рецептор для ретинола до сих пор не найден. Возможно, прежде чем подействовать на клетки-мишени, ретинол окисляется в ретиноевую кислоту.

Ретиноиды изменяют экспрессию рецепторов некоторых гормонов и факторов роста и таким образом могут не только прямо, но и косвенно влиять на пролиферацию, дифференцировку и функцию клеток-мишеней (Love and Gudas, 1994).

Витамин А и канцерогенез

Роль витамина А в процессах дифференцировки и пролиферации эпителия обусловила большой интерес к возможному влиянию ретинола и близких соединений на канцерогенез (Moon etal., 1994; Hong and Itri, 1994). Авитаминоз А у человека увеличивает риск рака; базальные клетки различных эпителиальных структур подвергаются выраженной гиперплазии и слабее дифференцируются. Введение экспериментальным животным ретинола или других ретиноидов приводит к обратному развитию подобных изменений в эпителии дыхательных путей, молочных желез, мочевого пузыря и кожи, то есть замедляет или даже полностью блокирует опухолевую трансформацию клеток (Moon et al., 1994). Противоопухолевое действие ретиноидов наблюдается при индукции как эпителиальных, так и мезенхимных опухолей химическими агентами, вирусами, облучением и факторами роста. На уже существующие опухоли и метастазы, а также на рост перевиваемых опухолей у животных ретиноиды влияют слабее.

Точный механизм противоопухолевого действия ретиноидов не известен. Эффект сохраняется даже тогда, когда ретиноиды вводят через много недель после воздействия канцерогенов, что свидетельствует о торможении ретиноидами определенных стадий канцерогенеза. Возможно, ретиноиды индуцируют дифференцировку опухолевых клеток в морфологически зрелые нормальные клетки. Действительно, ретиноиды регулируют синтез некоторых белков (например, кератина), необходимых для дифференцировки эпителия. Кроме того, витамин А специфически влияет на синтез гликопротеидов и гликолипидов клеточной поверхности, которые участвуют в процессах межклеточного взаимодействия. В эпителиальных клетках ретинол превращается в ретинилфосфат, который используется микросомами для синтеза маннозилретинилфосфата (Rosso et al., 1975) — гликозилированного производного ретинола, которое переносит ман-нозу на отдельные гликопротеиды клеточной поверхности. При авитаминозе А образование этих гликопротеидов резко уменьшается. Такого рода реакциями можно объяснить влияние витамина А на многие процессы, зависящие от состояния поверхности клеток, в частности противоопухолевый эффект этого витамина после действия канцерогенов. Возможно, витамин А усиливает также иммунитет. Очень маловероятно, что ретиноиды обладают прямым цитотоксическим действием (Hong and ltri, 1994).

Во многих эпидемиологических исследованиях обнаружена обратная зависимость между потреблением витамина А, с одной стороны, и заболеваемостью раком (особенно раком легких) и смертностью от него — с другой. Однако связь этих показателей с потреблением именно ретинола не доказана (Hong and Itri, 1994). Поэтому сейчас особое внимание уделяется не ретинолу, а β-каротину и другим каротиноидам (см. ниже «Кароти-ноиды»).

Витамин А и иммунитет

Давно известно, что авитаминоз А повышает восприимчивость к бактериальным, паразитарным и вирусным инфекциям. Снижение сопротивляемости инфекциям в таких условиях продемонстрировано на многих экспериментальных моделях. Даже небольшой дефицит витамина А увеличивает тяжесть и продолжительность инфекционных заболеваний. Хотя у некоторых животных при авитаминозе А отмечено уменьшение числа клеток в лимфоидной ткани и массы этой ткани, однако этот эффект непостоянен, а его величина зависит от вида животного, выраженности и продолжительности авитаминоза. При авитаминозе А замедляется пролиферация лимфоцитов селезенки и уменьшается цитотоксическая активность NK-лимфоцитов. Результаты исследования гуморального иммунитета зависят от используемого антигена. У животных выявлена связь между уровнем витамина А и образованием антител к столбнячному анатоксину. В некоторых (но не во всех) исследованиях у истощенных людей, получавших витамин А, наблюдалось усиление реакций на противостолбнячную вакцинацию. Широко изучалась связь между потреблением витамина А и заболеваемостью корью. По данным крупных клинических исследований, введение витамина А детям значительно уменьшает заболеваемость корью и смертность от нее (Hussey and Klein. 1990). Совместная публикация ВОЗ и ЮНИСЕФ рекомендует в тех странах, где смертность от кори превышает 1%, [сразу же после установления диагноза давать детям витамина А, в дозе 30—60 мг (100 000—200 000 М Е) в зависимости от возраста (Anonymous, 1987). Зависимость иммунитета и течения инфекционных заболеваний от уровня витамина А рассматривается в обзоре Ross (1992).

Симптомы дефицита

Тканевые запасы ретиноидов позволяют взрослому человеку длительное время обходиться без поступления этих веществ извне. Авитаминоз А обычно наблюдается лишь при хроническом нарушении всасывания жиров (например при заболеваниях желчных путей и поджелудочной железы. спру, болезни Крона с поражением дистального отдела подвздошной кишки, циррозе печени и после частичной гастрэктомии) или при значительном длительном дефиците витамина А в пище.

Авитаминоз А — одно из самых тяжелых проявлений недостаточного питания в настоящее время. Он широко распространен в Юго-Восточной Азии, на Среднем Востоке, в Африке, а также в Центральной и Южной Америке, особенно у голодающих детей. Авитаминоз А иногда приводит к смерти, он особенно опасен для новорожденных и детей младшего возраста, страдающих квашиоркором и маразмом. Ежегодно во всем мире из-за недостаточного потребления витамина А более чем у четверти миллиона детей развивается необратимая слепота. Даже легкая ксерофтальмия сопровождается повышенным риском поноса и инфекций дыхательных путей, а также увеличивает смертность от этих состояний и от кори (Sommer в Symposium, 1989а). Примерно у 3% практически здоровых жителей США сывороточная концентрация ретинола не достигает нижней границы нормы — 20 мкг% (0,7 мкмоль/л). Большинство из них — дети, в том числе новорожденные.

Проявления легкого авитаминоза А малозаметны. К самым ранним симптомам относятся поражения кожи, такие, как фолликулярный гиперкератоз и инфекции, но наиболее яркий признак — гемералопия (куриная слепота) — появляется лишь при выраженном авитаминозе А. Иногда у детей замедляется рост, но это удается заметить только после восполнения дефицита витамина А. К авитаминозу А обычно более чувствительны быстро пролиферирующие клетки, которые легче теряют дифференцировку.

Глаза. При серьезных нарушениях питания у детей младшего возраста иногда остро развивается кератомаляция, характеризующаяся сухостью и изъязвлением роговицы и конъюнктивы. Обычно ей предшествует гемералопия — самый ранний глазной симптом авитаминоза А. В конце концов возникают тяжелые нарушения зрения вплоть до полной слепоты.

Дыхательные пути. При авитаминозе А эпителий дыхательных путей теряет секреторную активность и ороговевает, что приводит к учашению респираторных инфекций. Снижается и эластичность легочной и других тканей.

Кожа. Наблюдается ороговение и сухость эпидермального слоя; иногда, особенно на конечностях, возникают папулезные высыпания, захватывающие волосяные фолликулы.

Мочеполовая система. Авитаминоз А часто сопровождается мочекаменной болезнью. Эпителий мочевых путей изменяется так же, как и все другие эпителиальные структуры. Вокруг его обрывков в моче и формируются камни. У животных отмечаются нарушения сперматогенеза, атрофия яичек, самопроизвольные аборты, рассасывание плода или пороки его развития.

ЖКТ. В слизистой кишечника уменьшается количество бокаловидных клеток, но ороговение отсутствует. Часто наблюдаются повреждения кишечного эпителия и метаплазия эпителия протока поджелудочной железы, что может стать причиной поноса.

Потовые железы. Потовые железы могут подвергаться атрофии и плоскоклеточной метаплазии с ороговением.

Кости. У животных авитаминоз А сопровождается нарушением остеогенеза; кости утолщаются, и в них увеличивается содержание губчатого вещества.

Прочие симптомы. Ороговение эпителиальных структур при авитаминозе А часто приводит к изменению вкусовых и обонятельных ощущений. Может нарушаться и слух. Иногда страдает эритропоэз, но из-за увеличения потерь жидкости это трудно обнаружить. Описаны неврологические нарушения, повышение внутричерепного давления и гидроцефалия.

Гипервитаминоз А

Потребление ретиноидов в количествах, значительно превышающих потребности, приводит к развитию токсического синдрома, называемого гипервитаминозом А. Некоторые или даже все признаки этого состояния могут возникать и при лечении кожных заболеваний природными или синтетическими ретиноидами (гл. 65).

Гипервитаминоз А у детей чаще всего связан с тем, что родители дают им чрезмерно много витаминов с профилактической целью. У взрослых токсические эффекты возникают в результате самолечения или особых пищевых пристрастий, а также при использовании ретиноидов для лечения угревидной сыпи или других кожных заболеваний. Токсичность ретинола зависит от дозы и длительности его применения, а также от возраста больного. Хотя у взрослых потребление ретинола в дозе до 30 мг/суг редко сопровождается токсическими явлениями, легкие симптомы хронической интоксикации отмечались при приеме даже 10 мг/сут в течение 6 мес (Bendich and Langseth, 1989). У детей же потребление ретинола в дозе всего 7,5— 15 мг/сут в течение 1 мес приводило к интоксикации. Разовая доза ретинола более более 500 мг у взрослых, 100 мгу детей младшего возраста или 30 мг у новорожденных часто приводит к отравлению. Острое и иногда смертельное отравление возможно также при употреблении в пишу печени белого медведя, в 1 г которой содержится до 12 мг ретинола. Департамент по пищевым продуктам и питанию Национального исследовательского совета не рекомендует принимать ретинол в дозе более 7,5 мг/сут. Тем не менее почти 5% жителей США потребляют витамин в более высоких дозах.

Ранние проявления хронической интоксикации ретиноидами включают сухость и шелушение кожи, зуд, эритродермию, нарушение роста волос, трещины губ, болезненность костей, гиперостозы, головную боль, застойные диски зрительных нервов, потерю аппетита, отеки, утомляемость, раздражительность и кровоточивость. Может повышаться внутричерепное давление; неврологическая симптоматика иногда напоминает опухоль головного мозга. Повышение внутричерепного давления у детей рано проявляется выбуханием родничка и рвотой. Возникает гепатоспленомегалия; в печени происходит гипертрофия жировых клеток, наблюдаются фиброз, склероз центральных вен и цирроз. В результате развиваются портальная гипертензия и асцит. Из-за стимуляции остеобластов возрастает активность щелочной фосфатазы в плазме; в ряде случаев у детей отмечалась гиперкальциемия. Повышается концентрация триглицеридов, и снижается концентрация ЛПВП в плазме.

Клинические проявления острого отравления: вялость, раздражительность или непреодолимая сонливость, сильная головная боль (из-за повышения внутричерепного давления), головокружение, гепатомегалия, рвота, отек дисков зрительных нервов и спустя 24 ч — шелушение кожи.

При гипервитаминозе А сывороточная концентрация ретинола обычно превышает 100 мкг% (3,5 мкмоль/л). При отмене ретинола большинство симптомов исчезает через неделю, но шелушение кожи и гиперостозы сохраняются в течение нескольких месяцев; в редких случаях костные деформации остаются навсегда. Наблюдается также хроническое, иногда необратимое поражение печени.

Риск гипервитаминоза А возрастает при снижении концентрации ретинолсвязывающего белка (см. ниже) в плазме, что наблюдается при общем истощении и заболеваниях печени. Поскольку витамины А и D часто находятся в одних и тех же пищевых продуктах, некоторые проявления гипервитаминоза А (например, гиперкальциемия) на самом деле могут быть следствием избытка витамина D. Большие дозы витамина А даже препятствуют влиянию избытка витамина D на костную ткань. Гипопротромбинемия при гипервитаминозе А может быть связана с тем, что витамин А противодействует эффекту витамина К. Введение витамина Е экспериментальным животным устраняет некоторые признаки гипервитаминоза А. Аналогичный эффект у человека не доказан, но в препараты витамина А, которые в развивающихся странах назначают в больших дозах, включают некоторое количество витамина Е (Bendich and Langseth, 1989).

У детей, матери которых на протяжении I триместра беременности потребляли ретинол в дозе 7,5—12 мг/сут, отмечались врожденные пороки (Bernhardt and Dorsey, 1974). Поэтому потребление ретиноидов беременными женщинами не должно превышать рекомендованных количеств. Кроме того, женщинам, получавшим синтетические ретиноиды (накапливающиеся в жировой ткани), следует избегать беременности и после лечения до тех пор, пока организм полностью не освободится от препарата. При длительном применении этретината этот срок иногда растягивается до 2 лет и более (см. ниже). Потребность. Ранее о потребностях в витамине А судили по его количествам, устраняющим симптомы экспериментального авитаминоза. Современные рекомендации Департамента по пищевым продуктам и питанию Национального исследовательского совета исходят из количества витамина, необходимого для сохранения темновой адаптации глаза; к этому добавляют еще небольшое количество для компенсации индивидуальных колебаний всасывания и метаболизма ретинола. Норма суточной потребности для здоровых взрослых мужчин и женщин составляет соответственно 1000 и 800 эквивалентов ретинола в сутки (5000 и 4000 ME, исходя из того что 50% витамина А пищи поступает в виде ретинола, а 50% — в виде β-каротина). Суточные потребности детей разного возраста приведены в табл. XIII. 1. Пищевые источники. Примерно половина витамина А, потребляемого взрослым жителем США, приходится на ретинол и его эфиры, а остальное количество — на каротиноиды. Основными пищевыми источниками витамина А служат печень, сливочное масло, сыр, цельное молоко, яичный желток и рыба. В желтых и зеленых фруктах и овощах присутствует β-каротин. Эти пищевые продукты содержат также множество каротиноидов, которые, хотя и не превращаются в ретинол, могут быть полезны в качестве антиоксидантов (Symposium, 1989а).

Всасывание, обмен и экскреция

Ретинол. В пищевых продуктах более 90% ретинола находится в форме эфиров, в основном в виде ретинола пальмитата. Большинство эфиров ретинола, подобно триглицеридам, перед всасыванием гидролизуются ферментами поджелудочной железы в просвете кишки и ферментами щеточной каемки. Несмотря на свою липофильную природу, ретинол поглощается клетками ЖКТ с помощью особого переносчика, а присутствие цитоплазматического белка, избирательно и с высоким сродством связывающего ретинол, облегчает всасывание витамина. Этот белок, сходный с соответствующими белками других клеток (см. ниже), называют клеточным ретинолсвязывающим белком II. Он присутствует только в клетках тонкой кишки, где происходит всасывание ретинола и где на долю этого белка приходится примерно 1% всех растворимых белков (Ong et al., 1994). Большая часть ретинола в этих клетках вновь этерифицируется (превращаясь главным образом в ретинилпапьмитат) и включается в состав хиломикронов. После приема больших доз ретинола значительные количества эфиров ретинола циркулируют в крови в составе ЛПНП. В кровь попадает и неэтерифицированный ретинол, взаимодействующий с ретинолсвязывающим белком плазмы.

В количестве, соответствующем суточной потребности, ретинол всасывается полностью, но при большем потреблении некоторая его часть выделяется с калом. Сывороточная концентрация эфиров ретинола достигает максимума примерно через 4 ч после его приема. При нарушении всасывания жиров (например, при заболеваниях поджелудочной железы и печени, кишечных инфекциях и муковисцидозе) уменьшается всасывание и ретинола. В таких случаях следует использовать водные микроэмульсии витамина.

После всасывания основная часть эфиров ретинола вместе с остаточными компонентами хиломикронов поглощается клетками печени путем опосредованного рецепторами эндоцитоза (гл. 36). Концентрация ретинола в крови возрастает только после насыщения печени эфирами ретинола. Средняя концентрация эфиров ретинола в печени человека составляет 100—300 мкг/г, а нормальная сывороточная концентрация ретинола равна 30— 70 мкг% (1,1—2,4 мкмоль/л). При прекращении поступления ретинола или его предшественников с пищей сывороточная концентрация ретинола много месяцев поддерживается за счет его запасов в печени; Т1/2 ретинола в печени составляет 50—100 сут. Поэтому сывороточная концентрация ретинола — недостаточно чувствительный показатель количества витамина А в организме. Тем не менее низкие сывороточные концентрации ретинола указывают на истощение его запасов в печени. Признаки авитаминоза А появляются при сывороточной концентрации ретинола менее 10—20 мкг% (0,35—0,7 мкмоль/л) и концентрации ретиноидов в печени менее 5—20 мкг/г. При алкогольном поражении печени содержание ретиноидов в ней резко падает (Leo and Lieber, 1982).

До поступления из печени в кровь эфиры ретинола гидролизуются и 90—95% ретинола соединяется с агглобулином, молекула которого обладает одним связывающим ретинол участком. Этот ретинолсвязывающий белок синтезируется печенью и циркулирует в крови в комплексе со стабилизирующим его транстиретином. Образование такого комплекса защищает ретинолсвязывающий белок (и ретинол) от распада и почечной экскреции.

В норме более 95% ретинола связано с ретинолсвязывающим белком плазмы. При насыщении печени и ретинолсвязывающего белка витамином (при избыточном потреблении последнего или поражении печени) почти 65% ретиноидов плазмы остаются в виде эфиров ретинола в составе липопротеидов. Эфиры ретинола накапливаются в крови и при однократном потреблении большого количества алкоголя. Поскольку связанный с белком ретинол биологически неактивен, токсические эффекты в таких случаях обусловлены, по-видимому, именно эфирами ретинола.

Ретинол в комплексе с ретинолсвязывающим белком плазмы достигает клеточных мембран различных орга-нов-мишеней, где этот комплекс взаимодействует со специфическими участками клеточной поверхности. Ретинол переносится в клетки мембранным белком (родственным растворимому клеточному ретинолсвязывающе-му белку) и этерифицируется. Образующийся эфир расщепляется мембранной гидролазой, но только при условии, что в цитоплазме имеется свободный клеточный ретинолсвязывающий белок. Этот ретинолсвязывающий белок присутствует почти во всех тканях, за исключением, в частности, сердечной и скелетных мышц, а также слизистой подвздошной кишки, которая содержит сходный с ним клеточный ретинолсвязывающий белок II (см. выше). Клеточный ретинолсвязывающий белок не только участвует в поглощении ретинола клетками, но и служит депо, откуда ретинол доставляется в те участки клетки, где превращается в активные соединения. В сетчатке ретинол превращается в 11-цис-ретиналь, который включается в родопсин; здесь присутствует и специфический связывающий белок (отличающийся от остальных клеточных ретинолсвязывающих белков). В других тканях ретинол, по-видимому, окисляется в ретиноевую кислоту, которая в комплексе со связывающим ее белком переносится к рецепторам, расположенным в ядре клетки. Тканевое распределение белка, связывающего ретиноевую кислоту, почти совпадает с распределением клеточного ретинолсвязывающего белка. Исключение составляет, по-видимому, печень у взрослых, где белок, связывающий ретиноевую кислоту, отсутствует (Ong et al., 1994).

Сывороточная концентрация ретинола и его доставка к тканям зависят от концентрации ретинолсвязывающего белка плазмы. При авитаминозе А синтез ретинолсвязывающего белка продолжается, но его секреция, по-видимому, тормозится. Поэтому его содержание в печени увеличивается, а в сыворотке снижается. Как только появляется ретинол, печень быстро выбрасывает ретинолсвязывающий белок в кровь для доставки витамина в ткани. При общем дефиците белка (например, при истощении, квашиоркоре или поражении паренхимы печени) уменьшается концентрация и ретинолсвязывающего белка плазмы; сывороточная концентрация ретинола при этом снижается, несмотря на его нормальные запасы в печени. Поэтому введение одного только ретинола в таких условиях бесполезно; необходимо восполнение энергетических субстратов и белка.

Концентрации ретинола и ретинолсвязывающего белка меняются и при других патологических состояниях. При муковисцидозе, алкогольном циррозе печени и других ее поражениях, когда нарушается синтез или секреция ретинолсвязывающего белка, сывороточная концентрация ретинола снижается. Резкое падение уровня ретинола при протеинурии, лихорадке или стрессе отчасти обусловлено усиленным его выведением с мочой. При ХПН распад ретинолсвязывающего белка замедляется, в силу чего сывороточные концентрации ретинола и ретинолсвязывающего белка возрастают.

Эстрогены и пероральные контрацептивы увеличивают концентрацию ретинолсвязывающего белка в плазме. Влияние беременности более сложно: в I триместре средняя сывороточная концентрация ретинола снижается, затем она несколько возрастает, нормализуясь лишь ко времени родов. По-видимому, из-за повышения потребности в ретиноле в начале беременности он исчезает из крови быстрее, чем выделяется из печени. Плацента ограничивает поступление ретинола и каротиноидов в организм плода. Опыты на животных показывают, что на ранних стадиях беременности ретинолсвязывающий белок проходит через плаценту, но затем плод начинает синтезировать собственный белок. Поэтому концентрация ретинола в крови плода ниже, чем в крови матери. Новорожденный получает ретинол с молозивом и молоком. Если количество ретинола, которое мать получаете пищей, достаточно для его запасания в печени, концентрация ретинола в женском молоке стабильно поддерживается на максимальном уровне.

В печени ретинол частично образует конъюгат β-глюкуронид, который претерпевает кишечно-печеночный кругооборот и окисляется в ретиналь и ретиноевую кислоту. Предполагают, что глюкурониды ретинола могут обладать определенной биологической активностью (Zi-le et al., 1982). Так, они стимулируют дифференцировку клеток некоторых линий. Механизм действия этих соединений остается неясным. Они не взаимодействуют с ретиноидными рецепторами. Возможно, происходит внутриклеточный гидролиз с образованием полностью транс-ретиноевой кислоты или ковалентное присоединение ретиноевой кислоты к белкам (Olson, 1993). Глюкурониды ретинола гораздо менее токсичны, чем другие ретиноиды, что открывает новые перспективы лечебного применения этих соединений.

С мочой и калом выводятся и некоторые другие водорастворимые метаболиты ретинола. Сам ретинол в моче здорового человека не обнаружен.