Частное учреждение профессионального образования «Голицынский медицинский колледж» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Гигиена человека» на тему «Роль ретинола в жизни человека» Выполнила Преподаватель: Голицыно – 2023 2 Оглавление Введение ................................................................................................................... 3 Глава 1. История открытия ретинола .................................................................... 5 Глава 2. Свойства витаминов группы А ............................................................. 15 Глава 3. Значение витаминов группы А для организма человека.................... 19 Глава 3. Определение обеспеченности витамином А и его нормы ................. 22 Список литературы ............................................................................................... 25 3 Введение Всем хорошо известно мудрое изречение «Человек есть то, что он ест». В составе пищи, которую мы едим, содержатся различные вещества, необходимые для нормальной работы всех органов, способствующие укреплению организма, исцелению, а также наносящие вред здоровью. К незаменимым, жизненно важным компонентам питания наряду с белками, жирами и углеводами относятся витамины. Все жизненные процессы протекают в организме при непосредственном участии витаминов. Витамины входят в состав более 100 ферментов, запускающих огромное число реакций, способствуют поддержанию защитных сил организма, повышают его устойчивость к действию различных факторов окружающей среды, помогают приспосабливаться к ухудшающейся экологической обстановке. Витамины играют важнейшую роль в поддержании иммунитета, т.е. они делают организм человека более устойчивым к болезням. При всеобщей осведомленности о существовании витаминов и их необходимости для организма скрывается масса заблуждений и некорректных представлений о них. На смену жестоким авитаминозам прошлых столетий (цинга, бери-бери, пеллагра) пришли скрытые витаминно-дефицитные состояния — гиповитаминозы. Однако недостаточное потребление витаминов и жизненно необходимых минеральных веществ снижает как умственную, так и физическую заболеваниям, работоспособность, усиливает сопротивляемость отрицательное воздействие различным на организм неблагоприятных экологических условий, вредных факторов производства, нервно-эмоциональных напряжений и стрессов, повышает профессиональный травматизм, чувствительность организма к воздействию радиации, сокращает продолжительность активной трудоспособной жизни, препятствует формированию здорового поколения. Термин «витамин А» объединяет группу ненасыщенных питательных органических соединений, к которым относятся преформированный витамин 4 А, который существует в форме ретинола (спирт), ретиналя (альдегид), ретиноевой кислоты (необратимо окисленная форма ретинола) и нескольких провитаминных каротиноидов А (в основном бета-каротина). Преформированный витамин А может быть получен только с пищей животного происхождения и является наиболее распространенной формой витамина А в организме человека. Ретинол — это жирорастворимое вещество, усваиваемая форма витамина А, присутствующая в продуктах животного происхождения. Такая химическая структура делает его плохо растворимым в воде, но легко переносимым через мембранный бислой липидов в клетке. В курсовой работе представлены современные представления о витамине А 5 Глава 1. История открытия ретинола Куриная слепота — состояние, при котором человек не может видеть при тусклом освещении, была известна еще со времен Древнего Египта. Гиппократ, живший в 460–325 годах до н.э., описывая куриную слепоту, рекомендовал употреблять сырую печень в качестве лекарства и таким образом показал связь между куриной слепотой и питанием. Другие заболевания глаз, проявляющиеся сухостью роговицы и конъюнктив (ксерофтальмия), а в тяжелых случаях изъязвлением роговицы (кератомаляция), были так же описаны как «связанные с питание». В Японии синдром сухого глаза был известен с древних времен как «хикан». В 1863 году C.Bitot пришел к выводу, что куриная слепота и ксерофтальмия являются проявлениями одного и того же заболевания, которое, как позже обнаружил M. Mori, (1904) можно вылечить рыбьим жиром. Только в 1917 году C.E. Bloch, провел эксперимент по питанию истощенных детей и установил, что как ксерофтальмию, так и куриную слепоту можно вылечить с помощью диеты, включающей цельное молоко или сливочное масло. Фактор, содержащийся в этих продуктах, был обнаружен в 1913 году в результате экспериментальных исследований T.B. Osborne и L.B. Mendel, а также E.V. McCollum, и M. Davis, которые назвали его «жирорастворимым дополнительным фактором», получившим позже термин «жирорастворимый витамин А». Анатомическое строение сетчатки глаза было открыто Антони Ван Левенгуком (Antony Van Leeuwenhoek) после создания им микроскопа — ученый описал в 1742 году палочки и колбочки, которые находятся в тесном контакте с пигментным эпителием сетчатки, поддерживаемым сосудистой оболочкой глаза. Пигментацию палочек сетчатки впервые открыл R. Muller в 1851 году и описал ее как красную, считая, что ее цвет обусловлен содержанием гемоглобина. Позже F. Boll (1877) описал красный пигмент как 6 уникальный для палочек сетчатки. Примечательно, что M. F. Marmor, и L. J. Martin в публикации 1978 года, посвященной 100-летию открытия зрительного цикла, указали, что даже «…сегодня немногие офтальмологи видели яркий цвет живой небеленой сетчатки, поскольку на живом глазном дне преобладают гемоглобин и меланин». F. Boll (рисунок 1) в конце 70-х годов XIX века в экспериментальных исследованиях на лягушках, обнаружил, что красный цвет сетчатки сменился на желтый в течение 20 секунд, когда сетчатку извлекли из глаз, и стал бесцветным через 60 секунд. Сначала ученый подумал, что обесцвечивание пигмента произошло вследствие смерти животного. Но позже установил, что у лягушек, содержавшихся в темноте, пигментация сетчатки была красной, тогда как у лягушек при солнечном цвете сетчатка была бесцветной. Рисунок 1. Франц Болл (1849-1879). F. Boll пришел к фундаментальному открытию, что именно свет вызвал обесцвечивание сетчатки. В опубликованной им статье исследователь скромно написал, что открытый им феномен настолько очевиден, что ученый 7 не может претендовать на какие-либо особые заслуги перед наукой. Если лягушек сначала подвергнуть воздействию солнечного света, а затем подержать 2 часа в темноте, их сетчатка восстановит свой красный пигмент. Лягушки, убитые обезглавливанием после выдерживания в темноте, сохраняли свою красную сетчатку в течение 24 часов при условии, что головы так же хранились в темноте, — все это свидетельствовало о том, что обесцвечивание пигмента сетчатки было вызвано светом, а не смертью животного. F. Boll указывал, что в организме основной цвет сетчатки постоянно поглощается светом, падающим на глаз. Более длительное воздействие солнечного света полностью обесцвечивает сетчатку. В темноте цвет восстанавливается. Это изменение внешних сегментов палочек, бесспорно, является частью процесса зрения. Уже тогда ученый предположил, что внешние сегменты палочек содержат особое вещество, которое с помощью фотохимического процесса передает мозгу впечатление о света. Однако F. Boll не смог извлечь и изолировать пигмент сетчатки, но доказал, что при воздействии на глаз чистых спектральных цветов, генерируемых призмой, красный цвет сетчатки сохранялся при красном освещении, тускнел при желтом освещении и быстро исчезал при зеленом освещении. W. Kühne (рисунок 2), продолживший работу F. Boll, первым опроверг его ошибочное представление о том, что пигмент палочек был красным, и считал его фиолетовым, назвав «зрительным пурпуром» (родопсином). Экспериментируя с лягушками, как делал F. Boll, W. Kühne подтвердил, что пигмент палочек выцветает под действием света, но сохраняет свой цвет в темноте даже после смерти животного. Работая с простейшим оборудованием в темной комнате, освещенной красным светом, W. Kühne разработал метод изоляции сетчатки лягушек: сетчатка вместе с ее пигментным эпителием были вырезаны и закреплены в растворе алюминия; целые сетчатки затем отделялись от пигментного эпителия. Таким образом изолированные сетчатки могли сохраняться неповрежденными в течение длительного времени. 8 Рисунок 2. Вилли Кюне (1837–1900). W. Kühne обнаружил, что фиолетовый цвет находится в наружных сегментах палочек, а внутренние сегменты содержат протоплазму и ядра. Важным открытием было то, что желчь (или желчные соли) растворяют палочки и превращат родопсин в раствор. W. Kühne в своих публикациях описывал, как наружные сегменты палочек «взрываются, как ракеты, полные монет», когда их обрабатывают желчью. Он описывал палочки как окруженные белковой оболочкой и наблюдал, что они содержат «таблетки» (теперь известные как «диски») в промежуточном веществе. Изолированные сетчатки оставались фиолетовыми в темноте и становились бесцветными при освещении солнечным светом. Этот процесс выцветания происходил поэтапно следующим образом: сначала в оранжевый (смесь желтого и фиолетового), затем в желтый, затем в светло-коричневый и, наконец, в бесцветный. W. Kühne понял, что желтый цвет должен быть вызван 9 веществом, отличающимся от родопсина, потому что он поглощал больше света при более короткой длине волны по сравнению с родопсином. Бесцветное вещество, полученное из желтого, также должно было быть другим, потому что W. Kühne наблюдал синий флуоресцентный свет на темных палочках под ультрафиолетовым светом при использовании кварцевой призмы и солнечного света; этот свет менялся на зеленый флуоресцентный свет на выцветших (бесцветных) палочках. Позже было подтверждено, что выводы W. Kühne были правильными, когда был открыт 11-цис-ретиналь, который действительно является фиолетовым с синей флуоресценцией. W. Kühne изучал скорость выцветания и обнаружил, что она зависит от интенсивности света, от температуры и от длины волны света. Он определил как спектр действия выцветания, так и спектр поглощения родопсина с помощью призменного спектроскопа. Монохромный свет давал убывающие скорости выцветания от желтого к зеленому к синему к фиолетовому к красному. Параллельно этому поглощение света было наибольшим в желтом и наименьшим в фиолетовом регионе спектра. О W. Kühne предполагал, что выцветание должно быть фотохимической, а не тепловой реакцией, потому что инфракрасный свет не выцветал и его нельзя было видеть. Проведя химический анализ родопсина, W. Kühne обнаружил, что уксусная кислота превращает его в желтый цвет, который не может быть дальше высветлен светом. Цвет терялся при температуре выше 76°C. Ученый правильно предположил, что родопсин должен быть белком, потому что он не проникал через полупроницаемую мембрану и мог быть осажден с помощью сульфата аммония. Когда W. Kühne заставлял лягушку смотреть на пламя огня в течение 14 часов, а затем изолировал ее сетчатку в темной комнате, он видел выцветшую область на сетчатке вверх ногами в форме пламени. Он сравнивал сетчатку с фотографической пластинкой и обнаружил, что мог отпечатать форму окна на сетчатках кроликов или лягушек (рисунок 3), после того как 10 они смотрели на окно не более 3 минут. Он назвал это явление оптограммой. По всей видимости, именно этот феномен послужил развитию идей, что изображение убийцы, которое видела его жертва перед смертью, может быть отпечатано на сетчатке жертвы и таким образом можно идентифицировать преступника. Рисунок 3. Оригинальная иллюстрация W. Kühne, изображающая оптограмму сетчатки кролика: отчетливо видно перевернутое изображение окна лаборатории ученого; горизонтальные белые полосы — это миелиновые волокна (типичные для сетчатки кролика) по обе стороны диска зрительного нерва W. Kühne обладал великим даром формулировать правильные вопросы и отвечать на них с помощью простых экспериментов, что не часто делалось в то время. Так, когда он вырезал глазное яблоко лягушки и держал его на солнце в течение 30 минут — сетчатка выцветала; когда затем сетчатку 11 переносили в темную комнату, фиолетовый цвет появлялся заново, явно независимо от кровообращения и выглядя точно так же, как сетчатка у лягушки, адаптированной к темноте. Сетчатка, отделенная от пигментного эпителия, могла выцветать, но не восстанавливала фиолетовый цвет. Важнейшей с точки зрения фундаментальных открытий идеей W. Kühne было взять выцветшую сетчатку и положить ее на изолированное пигментное эпителий: родопсин восстанавливался. Если между сетчаткой и пигментным эпителием помещался кусок фарфора, регенерации не происходило. Ученый пришел к выводу, что пигментный эпителий необходим для регенерации. Когда выцветшая сетчатка была помещена на изолированный пигментный эпителий менее чем через 1 час после смерти лягушки, родопсин восстанавливался; когда пигментный эпителий был «мертв» более продолжительное время, регенерация не наступала. W. Kühne полагал, что выцветание прекращалась было чисто выше фотохимическим, 45°C, требовала но регенерация, определенного которая фермента. И действительно, позже было доказано, что 11-цис-ретиналь, образуется ферментативно в пигментном эпителии из all-транс-ретинола. Именно W. Kühne открыл, что сетчатки птиц и рептилий не содержат палочек и поэтому не содержат родопсина, но содержат пигментированные глобулы в их колбочках, которые являются их фоторецепторами. Однако они не обесцвечиваются светом. Ученый назвал этот процесс «видением без зрительного пурпура» и предположил о существовании второй зрительной системы для этих видов, а также обнаружил особенно длинные и интенсивно фиолетовые палочки в сетчатках ночных хищных птиц, таких как совы. Позже было доказано, что родопсин палочек, в отличие от зрительного пигмента колбочек, обеспечивает зрение при слабом освещении (черно-белое зрение). W. Kühne не смог обнаружить родопсин в колбочках центральной ямки человеческой сетчатки. Однако впоследствии было установлено, что колбочки содержат ретинал, связанный с белками, похожими на опсин (11-цис-ретиналь), но отличающимися от него и образующими 12 светочувствительные пигменты, которые обеспечивают цветовое зрение при ярком освещении. W. Kühne смог обнаружить электрические импульсы, испускаемые изолированными сетчатками при освещении, и связал их с процессом обесцвечивания. Вскоре после публикации результатов работ W. Kühne, в 19881 году M. Parinaud предположил, что ночная слепота вызывается чрезмерной освещенностью, которая вызывает разложение родопсина. Это делает палочки менее чувствительными к свету, тогда как колбочки ямки сохраняют свое зрение: «Существуют два типа чувствительности глаза к свету. Первый дает нам ощущение в рассеянном свете, независимо от цвета. Он зависит от зрительного пурпура, который образуется в палочках. Второй тип, присущий колбочкам, позволяет нам различать тонкие различия цвета и освещения». Учитывая работы M. Mori, (1904) и C.E. Bloch (1907), в которых было установлено, что дефицит липидного пищевого фактора, присутствующего в молоке и масле, является причиной ксерофтальмии и куринной слепоты у людей, а также результаты E.V. McCollum, и M. Davis, (1913), которые показали, что дефицит «растворимого в жире витамина А» вызывает ксерофтальмию у крыс, L.S. Fridericia и E. Holm,(1925) исследовали влияние диетического витамина А на родопсин сетчатки. Они давали одной группе крыс рацион с маслом из сливок, а другой группе — рацион с жиром. У последних развивались признаки ксерофтальмии в течение 4–7 недель. Обе группы находились в ярком свете несколько дней для обесцвечивания родопсина, затем всех крыс поместили в темноту. Глаза крыс удаляли последовательно в течение 3 часов, и регенерация родопсина измерялась путем сравнения появления фиолетового цвета изолированных сетчаток по произвольной шкале. Исследователи обнаружили, что крысы, питавшиеся жиром, показывали скорость регенерации на 1/3 меньше скорости у крыс, питавшихся маслом. Очевидно, что у крыс без «растворимого в жире витамина А» была «нарушена функция зрительного пурпура». 13 G. Wald (рисунок 4) в 1933 году с помощью спектроскопического анализа идентифицировал витамин А (ретинол) в целых сетчатках лягушек, овец и крупного рогатого скота и установил полный зрительный цикл. Он определил, что родопсин состоит из «ретинена» (сегодня известного как ретинал), связанного с белком (позднее названным опсином). Ученый доказал, что свет разлагает родопсин на ретинал и опсин. Ретинал может либо соединяться с опсином для образования родопсина, либо превращаться в свободный ретинол. Ретинол может образовывать родопсин, но только при наличии пигментного эпителия сетчатки, как ранее обнаружил W. Kühne. Рисунок 4. Джордж Уолд (1906–1997). G. Wald установил, что «витамин А является предшественником зрительного пурпура (родопсина), а также продуктом его разложения; зрительные процессы поэтому составляют цикл» (рисунок 5). Ученый открыл, что ретинол происходит от каротиноидов и что «зрительная система расходует витамин А и зависит от питания для его восполнения». Схема зрительного 14 цикла с биохимических позиций со времен открытия G. Wald остается неизменной, за что ученый был удостоен Нобелевской премии в 1964 году. Рисунок 5. Зрительный цикл по G. Wald (А) и зрительный цикл по современным представлениям (Б). Открытие зрительной функции витамина А служит наглядным примером поэтапного характера открытия в истории науки. История началась с решающего наблюдения, что свет выцветает цвет сетчатки. Впоследствии было доказана связь дефицита витамина А с куриной слепотой и другими заболеваниями глаз. Однако на сегодняшний день известно, что роль витамина А в организме человека не ограничивается его влиянием на зрительную функцию. 15 Глава 2. Свойства витаминов группы А Витамины группы А хорошо растворимы в жирах и жирорастворителях: бензоле, хлороформе, эфире, ацетоне и др. В организме они легко окисляются при участии специфических ферментов с образованием соответствующих циси транс-алъдегидов, получивших название ретиненов (ретинали), т.е. альдегидов витамина А. Они могут откладываться в печени в форме более устойчивых сложных эфиров с уксусной или пальмитиновой кислотой. К витаминам группы А относятся соединения, обладающие биологической активностью ретинола. Наиболее важными и широко распространенными из них являются: сам ретинол; ретинал и ретиноевая кислота. В животных тканях, ретинол чаще всего встречается в виде сложного эфира с пальмитиновой кислотой — ретинилпальмитата. В растительных тканях он встречается, главным образом, в виде провитамина каротиноидов, большая часть которых превращается в организме в витамин А. К ним относятся альфа- и бетта-каротины, ликопин, лютеин, криптоксантин и многие другие. Активность бетта-каротина в 2 раза выше остальных. Каротиноиды впервые были выделены из моркови. От латинского наименования этого корнеплода (Carota) они и получили свое название. Провитаминная активность структурных и пространственных изомеров каротина различна. Наиболее выраженной провитаминной активностью обладает транс-трансформа любого размера. Среди отдельных структурных изомеров наиболее активен бета-каротин, активность которого принимают за 100%. По сравнению с бета-каротином активность альфа- и гамма-каротинов и криптоксантина составляет соответственно 53%, 27% и 57% соответственно. Меньшая активность цис-изомеров по сравнению с транс-трансформой может быть объяснена тем, что молекула каротиноида в результате транс-трансизомеризации теряет свою первоначальную структуру, чем затрудняется 16 действие ферментной системы или систем, участвующих в превращении данного каротиноида в витамин А. Витамин А является жирорастворимым. Для того чтобы он хорошо усваивался в кишечнике, требуются адекватные количества жира, белка, а также минеральных веществ. Витамин А может сохраняться в организме, накапливаясь в печени, поэтому его запасы можно не пополнять каждый день. Жирорастворимость означает, что витамин А не растворяется в воде, хотя некоторая его часть (от 15 до 35%) теряется при варке, обваривании кипятком и консервировании овощей. Витамин выдерживает тепловую обработку при готовке, но может разрушаться при длительном хранении на воздухе. Биологическую активность витамина А выражают в международных единицах (ME) или ретиноловых эквивалентах (мг или мкг ретинола). 1 ME витамина А соответствует биологической активности 0,3 мкг ретинола или 0,344 мкг ретинилацетата (эфир ретинола и уксусной кислоты). Ретиноевая кислота обладает лишь частичной активностью витамина А: она поддерживает дифференцировку эпителия, но неактивна в процессах размножения и фоторецепции. В то же время, в процессах клеточной дифференцировки активность ретиноевой кислоты может в 10 раз превышать активность ретинола. Всасывание витамина А и каротина происходит в тонком кишечнике с участием желчи, обеспечивающей их эмульгирование. Эфиры ретинола подвергаются в просвете кишечника ферментативному гидролизу до свободного ретинола, который в процессе всасывания вновь этерифицируется в стенке кишечника, образуя ретинилпальмитат. Основным депо витамина А в организме является печень, содержащая значительные количества этого витамина, главным образом в форме ретинилпальмитата. Свободный ретинол присутствует в печени лишь в небольшом количестве, но, при необходимости, освобождается из эфиросвязанной формы и секретируется в кровоток со специфическим 17 ретинол связывающим белком (РСБ). РСБ обеспечивает солюбилизацию — коллоидное растворение, самопроизвольное и обратимое проникание какоголибо низкомолекулярного вещества (солюбилизата), слабо растворимого в данной жидкой среде, внутрь находящихся в ней мицелл поверхностноактивного вещества или молекулярных клубков (глобул) высокомолекулярного соединения) гидрофобной молекулы ретинола, защиту ее от окисления, а также транспорт ретинола кровью и его направленный перенос в ткани. В организме ретинол окисляется в ретинал и ретиноевую кислоту под влиянием соответствующих дегидрогеназ. Ретинал, занимающий ключевое положение в обмене витамина А, легко подвергается обратимому энзиматическому восстановлению в ретинол и необратимому окислению в ретиноевую кислоту. Витамин Е (токоферолы), предохраняя витамин А от окисления, улучшает его усвоение. Дефицит цинка может привести к нарушению превращения витамина А в активную форму, а также к замедлению поступления витамина к тканям. Эти два вещества взаимозависимы: витамин А способствует усвоению цинка, а цинк, в свою очередь, способствует усвоению витамина А. Прогоркшие жиры и жиры с большим количеством полиненасыщенных жирных кислот окисляют витамин А. “Врагом” также является ультрафиолет. К А-витаминной недостаточности приводят: продолжительный дефицит витамина в пище, несбалансированное питание (значительное ограничение количества пищевых жиров в течение долгого времени, дефицит полноценных белков, недостаток витамина Е и цинка), заболевания печени и желчевыводящих путей, поджелудочной железы, а также кишечника. Витамин А широко распространен в природе. В растительных тканях он встречается, главным образом, в виде провитамина - каротиноидов, большая часть которых превращается в организме в витамин А. Среди каротиноидов 18 наиболее распространен бетта-каротин, на который приходится 40-90% всех каротиноидов. В группу витаминов А включают несколько соединений, имеющих много общего с ретинолом. Это ретинол, дегидроретинол, ретиналь, ретиновая кислота эфиры и альдегиды ретинола. Перечисленные соединения содержатся только в продуктах животного происхождения. Наиболее богаты этим витамином следующие продукты животного происхождения: печень крупного рогатого скота и свиней, яичный желток, цельное молоко, масло, сметана, сливки. Особенно много свободного витамина А в жирах печени морского окуня, трески, палтуса, камбалы, лосося и морского зверя (киты, тюлени): в частности, в жире печени морского окуня содержание витамина А доходит до 35%. в рыбьей икре, в масле (в летнем - в 10 раз больше, чем в зимнем). В жире печени пресноводных рыб открыт витамин А2. При сушке продуктов активность витамина А уменьшается. Кроме того, в состав пищевых продуктов растительного происхождения входят оранжево-красные пигменты - провитамины А, относящиеся к группе каротиноидов, выделенных впервые из моркови. Изучены три типа каротинов: a-, b- и у-каротины, отличающиеся друг от друга химическим строением и биологической активностью. Основным источником каротина в рационе, являются продукты растительного происхождения: - овощи, плоды, ягоды (морковь, красный перец, томаты, тыква, зелень петрушки, салат, шпинат, абрикосы, облепиха, шиповник и др.). Витамины группы А образуются в организме из провитамина - каротина - желто-оранжевого пигмента. Известно около 40 каротиноподобных веществ (каротиноидов), которые содержатся в зеленых частях растений, в моркови, свекле, тыкве, томатах, шпинате, красном перце, брюкве, крапиве, абрикосах, в желтой и белой кукурузе. Хорошо сохраняются при квашении. Особенно много его в печени полярных животных, отчего она ядовита. 19 Глава 3. Значение витаминов группы А для организма человека Витамин А оказывает влияние на развитие молодых организмов, состояние эпителиальной ткани, процессы роста и формирование скелета, ночное зрение путем специфического участия в химии акта зрения. Витамин А участвует в нормализации состояния и функции биологических мембран, осуществляя связь между внутриклеточными белками и липидами. Избыток витамина А оказывает повреждающее действие на лизосомы и вызывает ряд изменений в мембранах митохондрий и эритроцитов. Изменения эпителиальной ткани при недостатке ретинола в организме проявляются в виде метаплазии эпителия кожи и слизистых оболочек, сопровождающейся превращением его в многослойный плоский ороговевающий эпителий (кератоз). Наблюдается атрофия железистого аппарата. Метаплазия эпителия слизистых оболочек верхних дыхательных путей сопровождается снижением резистентности тканей к инфекции, что влечет за собой учащение случаев ринита, ларингита и бронхита, а также развитие тяжелой пневмонии. На конъюнктиве глаз наблюдается явление ксероза. В тяжелых случаях А-витаминной недостаточности поражается роговица глаза (ксерофтальмия и кератомаляция). Под влиянием А-витаминной недостаточности явления метаплазии развиваются и в пищеварительной системе, особенно в слизистой оболочке пищевода и выводных протоках пищеварительных желез. Гидролиз эфиров витамина А в кишечнике осуществляется ферментами поджелудочной железы и эпителиальных клеток слизистой оболочки тонкого кишечника. Желчные кислоты участвуют во многих фазах всасывания витамина А: эмульгировании, гидролитическом расщеплении эфиров ретинола, солюбилизации продуктов гидролиза и транспорте их к клеткам кишечного эпителия. Возможно также, что они принимают определенное участие и в реэтерификации ретинола внутри эпителиальных клеток слизистой 20 оболочки. Желчные кислоты, по-видимому, препятствуют окислению витамина А и его эфиров, а также каротина в кишечном содержимом и тем самым повышают их усвояемость. Расщепление каротинов на молекулы витамина А происходит преимущественно в кишечнике под действием специфического фермента Вкаротин-диоксигеназы (не исключена возможность аналогичного превращения и в печени) в присутствии молекулярного кислорода и представляет собой сложный процесс. При этом образуются 2 молекулы ретиналя, которые под действием специфической кишечной редуктазы восстанавливаются в витамин А. Витамин А оказывает влияние на барьерную функцию кожи в слизистых оболочках, проницаемость клеточных мембран и биосинтез их компонентов, в частности определенных гликопротеинов. Действие витамина А в этих случаях связывают с его вероятной причастностью к синтезу белка. Существует предположение, что благодаря наличию двойных связей в молекуле витамин А может участвовать в окислительно-восстановительных реакциях, поскольку он способен образовывать перекиси, которые в свою очередь повышают скорость окисления других соединений. Более подробно выяснено значение витамина А в процессе светоощущения. В этом важном физиологическом процессе большую роль играет особый сложный белок хромолипопротеин - родопсин, или зрительный пурпур, являющийся основным светочувствительным пигментом сетчатки, в частности палочек, занимающих ее периферическую часть. Установлено, что родопсин состоит из липопротеина, опсина и простетической группы, представленной альдегидом витамина А (ретиналь). Связь между ними осуществляется через альдегидную группу витамина и свободную e-NHгруппу лизина молекулы белка с образованием шиффова основания. На свету родопсин расщепляется на белок опсин и ретиналь; последний подвергается серии конформационных изменений и превращению в транс-форму. С этими превращениями каким-то образом связана трансформация энергии световых 21 лучей в зрительное возбуждение - процесс, молекулярный механизм которого до сих пор остается загадкой. В темноте происходит обратный процесс-синтез родопсина, требующий наличия активной формы альдегида 11-циc-ретиналя, который может синтезироваться из цис-ретинола, или транс-ретиналя, или транс-формы витамина А при участии двух специфических ферментовдегидрогеназы и изомеразы. Следует отметить, что подобные зрительные циклы имеют место как в палочках, так и в колбочках. Оказалось, что все 3 пигмента, получившие название родопсинов, также содержат 11-цис-ретиналь, но различаются по природе опсина (колбочные типы опсина). Некоторые формы цветовой слепоты (дальтонизм) вызваны врожденным отсутствием синтеза одного из трех типов опсина в колбочках или синтезом дефектного опсина (люди не различают красный или зеленый цвет). 22 Глава 4. Определение обеспеченности витамином А и его нормы Важнейшими функциональными тестами для определения обеспеченности организма витамином А являются исследования темновой адаптации и полей зрения, нарушающихся уже на ранних стадиях Агиповитаминоза, а также электроретинография сетчатки глаза, биомикроскопия роговицы и др. В качестве прямого биохимического теста исследуют концентрацию ретинола в сыворотке крови, которая в норме у человека составляет от 40 до 50 мкг/100 мл. Снижение ее до 20-30 мкг/100 мл обычно сопровождается развитием фолликулярного гиперкератоза, а дальнейшее падение до 5-20 мкг/100 мл приводит к ухудшению темновой адаптации и патологическому изменению электроретинограммы. Поскольку запасы витамина А в печени способны в течение довольно длительного времени поддерживать концентрацию ретинола в сыворотке крови в пределах нормы, то далее при недостаточном поступлении витамина с пищей определение концентрации ретинола в сыворотке является ненадежным показателем его запасов в печени и уровня потребления с пищей. В связи с этим для определения последнего показателя более пригодны методы прямого исследования фактического рациона. Содержание ретинола в биологических объектах определяют: спектрофотометрически при длине волны 325 нм; колориметрически по реакции с треххлористой сурьмой (реакция Карр Прайса), дающей с ретинолом синее окрашивание с максимумом поглощения при 620 нм; спектрофлуориметрически при максимумах возбуждения и испускания флуоресценции 340 и 490 нм. Обработка ретинола смесью соляной и серной кислот или n-толуолсульфокислотой переводит его в ангидроретинол с максимумом поглощения при 371 нм, что также используется для количественного определения ретинола. 23 При определении эфиров ретинола, последние предварительно омыляют до свободного ретинола. Для разделения, очистки и определения отдельных форм витамина А широко используют методы тонкослойной, колоночной и жидкостной хроматографии высокого давления. Рекомендуемые нормы суточного потребления витамина А в мкг ретинолового эквивалента (1 мкг ретинолового эквивалента равен 1 мкг ретинола или 6 мкг бетта-каротина) составляют: для детей в возрасте 0-1 год 400 мкг ретинолового эквивалента, от 1 года до 3 лет - 450 мкг, от 4 до 6 лет 500 мкг, от 7 до 10 лет - 700 мкг, от 11 до 17 лет - 1000 мкг (мальчики, юноши) и 800 мкг (девочки, девушки), для мужчин в возрасте от 18 до 60 лет - 1000 мкг и для женщин 800 - 1000 мкг. При беременности и кормлении грудью потребность в витамине А увеличивается, соответственно, до 1200-1400 мкг ретинолового эквивалента. Усиленное физическое напряжение повышает потребность в витамине А до 2-2,5 мг ретинолового эквивалента в сутки. Средняя ежедневная доза, необходимая для взрослых, - 1,5 мг витамина А и 4,5 мг каротина. Следует отметить, что потребность в витамине А возрастает при увеличении массы тела, при тяжелой физической работе, большом нервном напряжении, инфекционных заболеваниях. Для того чтобы обеспечить организм достаточным количеством витаминов, важно знать не только, какие продукты богаты тем или иным витамином, но и как сохранить эти важнейшие пищевые компоненты. Различные факторы - кипячение, замораживание, высушивание, освещение и многие другие оказывают неодинаковое влияние на разные группы витаминов. Витамины и минеральные вещества нужно хранить в прохладном, темном месте, защищенном от прямых солнечных лучей, в плотно закрывающемся, желательно светонепроницаемом контейнере. Чтобы предохранить витамины и минералы от излишней влажности, можно поместить на донышко контейнера в качестве натурального адсорбента несколько рисовых зерен. Если витамины хранить в прохладном, темном 24 месте, в хорошо закрытой емкости, они сохраняют свои свойства два-три года. После того, как емкость с витаминами была открыта, их можно хранить не более 12 месяцев. Наш организм имеет свойство выделять с мочой принятые внутрь вещества в среднем через четыре часа и это особенно наглядно в отношении водорастворимых витаминов, таких, как витамины группы В и С. Жирорастворимые витамины А, D, Е и К остаются в организме приблизительно 24 часа, хотя излишки их могут сохраняться в печени гораздо дольше. Принятые в сухой форме витамины А и Е в организме долго не сохраняются. Каротин и ретинол разрушаются в значительной степени под влиянием теплоты, света, воздуха, нейтральной или щелочной среды. Весьма важна правильная тепловая обработка пищевых жиров. Их перегревание приводит к образованию пероксидов и эпоксидов, способствующих разрушению витамина А и, наряду с этим, токсически влияющих на организм, вплоть до проявления канцерогенного эффекта. Очищать и нарезать овощи и зелень нужно незадолго до приготовления из них соответствующих блюд. При варке овощи надо класть в кипящую жидкость (воду или бульон), а не в холодную, чтобы уменьшить потерю витаминов. 25 Список литературы 1. Wolf G. The Discovery of the Visual Function of Vitamin A. // J. Nutr. — 2001. — Vol. 131. — P. 647–1650. 2. Marmor M.F., Martin L.J. 100 Years of the Visual Cycle // Survey of ophthalmology. — 1978. — Vol. 22 (4). — P. 279–285. 3. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. — М., 1987. 4. Березовский В. М., Химия витаминов, М., 1959; Витамины. Научный обзор. — М., 1968. 5. Sommer A, West KP Jr. Vitamin A deficiency: health, survival, and vision. — Oxford University Press, 1996. 6. Tanumihardjo SA. Vitamin A: biomarkers of nutrition for development // Am J Clin Nutr. —2011. — Vol. 94 (2). — P.658S-665S. 7. Doldo E, Costanza G, Agostinelli S, Tarquini C, Ferlosio A, Arcuri G, Passeri D, Scioli MG, Orlandi A. Vitamin A, cancer treatment and prevention: the new role of cellular retinol binding proteins // Biomed Res Int. — 2015. — Vol. 2015. — P. 624627.
