DSC51 (13)

38 1. Retinol i karotenofdy - witamina A i jej prowitaminy

Retinal jest przekształcany w retinol (i odwrotnie) przy udziale układ enzymatycznego — dehydrogenazy retinalowej, którego koenzymem jest NĄj) Wiadomo, że rodopsyna regeneruje się z produktów jej fotodegradacjj jednak w izolowanej siatkówce oka proces ten zachodzi w bardzo _nj_c‘ wielkim stopniu lub w ogóle nie następuje. Udało się to wyjaśnić w stosun. kowo prostym, acz wielce interesującym eksperymencie. Rzecz w tym, że gdy opsynę umieszczono w roztworze koncentratu witaminy A z wątroby ryb i dodano odpowiednią ilość dehydrogenazy alkoholowej, pozostawiając tę mieszaninę w ciemności, to po pewnym czasie utworzyła się rodopsyn o identycznych właściwościach fotooptycznych, jakie ma rodopsyna występują, ca w żywym oku. W przypadku zastąpienia koncentratu witaminy A kry$. talicznym retinolem, otrzymanym metodą syntezy chemicznej, w analogicznym doświadczeniu z opsyną i dehydrogenazą alkoholową rodopsyna nie po. wstawała. Z obserwacji tej wynikało jednoznacznie, że w procesie resyntezy rodopsyny uczestniczą izomeryczne formy retinolu i retinalu, lecz nie pełne--trans-izomery.

Przeprowadzone w latach pięćdziesiątych naszego stulecia badania siat-kówki oka wykazały istnienie trzech rodzajów czopków absorbujących światło

0 różnej długości fali, a w szczególności promieniowanie niebieskie, zielone

1 czerwone. Maksima absorpcji trzech receptorów barw przypadają u człowieka na 426 (niebieskie), 530 (zielone) i 560 nm (czerwone). Białka fotorecep-torowe czopków zawierają w charakterze grupy chromoforowej 11-cis-retinal, podobnie jak to ma miejsce w fotoreceptorach pręcików. Można sądzić, że różnice polegają na zmianach konformacji białek i zróżnicowanym charakterze wiązania chromoforu z białkiem. W procesie recepcji światła kwas retinowy nie może być zamiennikiem retinolu czy retinalu.

1.8.2. Witamina A jako czynnik wzrostowy

W doświadczeniach na zwierzętach wykazano ponad wszelką wątpliwość, że retinol, a także jego utlenione formy — retinal i kwas retinowy są stymulatorami wzrostu tych zwierząt, zwłaszcza młodych osobników. Niedobór witaminy A u dzieci w wieku szkolnym objawia się przede wszystkim poprzez zahamowanie wzrostu, co jest następstwem zmian w metabolizmie białek.

Jest rzeczą interesującą, która z tych trzech form witaminy A jest w procesie wzrostu i dyferencjacji komórek najbardziej efektywna. Fakt występowania kwasu retinowego w wielu organizmach zwierzęcych zdaje się wskazywać, że to właśnie ta forma witaminy A ma duże znaczenie dla wzrostu i rozwoju młodego organizmu. Kwas retinowy wykazuje również działanie przeciw-rakowe i jest w tej mierze bardziej efektywny od retinolu i retinalu.

1.8. Rola blologlc/na witaminy A 39

Wpływ witaminy A na wzrost i różnicowanie komórek najwyraźniej uwidacznia się w odniesieniu do tkanek nabłonkowych. Dotyczy to w szczególności śluzówki jamy ustnej, przewodu pokarmowego, układu moczowego, dróg oddechowych i narządu wzroku.

Przy omawianiu znaczenia biologicznego witaminy A nie można pominąć jej roli w procesach reprodukcji zwierząt. W tym przypadku retinol i retinal mają wyraźnie większy wpływ na wytwarzanie plemników i rozwój embrionu w łonie matki niż kwas retinowy.

Aktywność biologiczna witaminy A w istotnej mierze uzależniona jest od białek, służących do transportu określonych form tej witaminy. Znanych jest kilka tego rodzaju białek, a w szczególności:

— RBP, tj. białko wiążące retinol (retinol binding protein) i IRBP, tj. jelitowe białko wiążące retinol (intestinal retinol binding protein). Obydwa te nośniki służą do transportu retinolu z wątroby do tkanek i organów poprzez układ krwionośny;

— zróżnicowane białka wewnątrzkomórkowe wiążące odpowiednio retinol, retinal lub kwas retinowy i służące do transportu tej witaminy wewnątrz komórek;

— opsyna wiążąca 11-cis-retinal w fotoreceptorowych komórkach siatkówki oka.

Na tym tle warto podkreślić, że w przypadku dawek witaminy A wielokrotnie przewyższających zapotrzebowanie naszego organizmu, a także ze względu na ograniczoną możliwość zmagazynowania tak znacznej nadwyżki w wątrobie, część retinolu czy też jego estrów, np. palmitynianu retinylu, nie jest związana z białkiem nośnikowym z powodu wykorzystania całej puli tego białka. Właśnie te pozbawione „białkowej bazy” formy witaminy A, występujące w układzie krwionośnym, a także w narządach i tkankach naszego organizmu, wykazują oddziaływanie toksyczne określane mianem hiperwitami-nozy. Toksyczność retinoidów zawierających w łańcuchu bocznym grupy hydrofitowe jest zdecydowanie większa od związków z hydrofobowym charakterem tegoż łańcucha.

Ze względu na mnogość i dużą różnorodność związków wykazujących aktywność witaminy A zaistniała potrzeba ujednolicenia sposobu wyrażania stopnia tej aktywności, określanej zazwyczaj w doświadczeniach na zwierzętach. Początkowo wprowadzono pojęcie jednostki międzynarodowej (j.m. lub z ang. IU), która była równoważna aktywności pełnego-trans-retinolu w dawce 0,3 pg. Przy uwzględnieniu różnicy w masach cząsteczkowych oznaczało to 0,344 pg octanu retinylu lub 0,535 pg palmitynianu retinylu, rzecz jasna, pełnych-frans-izomerów obu tych estrów.

Obecnie aktywność witaminy A i związków pokrewnych wyraża się w tzw. równoważnikach retinolu (RR; ang. RE — retinol equivalents\ tj. po prostu w mikrogramach pełnego-rrans-retinolu. W tym kontekście konieczne stało się