DSC53 (11)

42 1. Retinol i karotenoidy — witamina A i jej prowitaminy

1.10. Zależność aktywności biologicznej od budowy

Na podstawie licznych obserwacji i wyników badań na zwierzęta^ wykazano, że warunkiem zachowania wysokiej aktywności biologicznej wjf, miny A i związków jjokrewnych jest obecność w cząsteczce układu /?-jonn nowego. Analogi o strukturze bardzo zbliżonej do retinolu z układem a-jononowym nie wykazują żadnej aktywności witaminowej. Drugim nieztnier. nie istotnym czynnikiem mającym wpływ na aktywność biologiczną j^. konfiguracja przestrzenna izomerów geometrycznych. Wszystkie cis-izomery j. mniej aktywne od swoich odpowiedników w pełnej-frans formie. Dla przykłada można odnotować, że 13-cis-retinol wykazuje 75-80%, 11-cis-retinal 45-50% a 9-cis-retinol tylko 22% aktywności pełnego-trans-retinolu.

Również stopień utlenienia znajduje odzwierciedlenie w aktywności biologicznej.

Retinal ma o 5-10%, a kwas retinowy aż o 40-50%, mniejszą w porów-naniu z retinolem aktywność witaminową.

Wprowadzenie dodatkowego podwójnego wiązania w pierścieniu pociąga za sobą wyraźne zmniejszenie aktywności, co ilustruje przykład 3,4-didehyd-roretinolu (witaminy A₂), wykazującego ok. 40% aktywności retinolu.

Jak z tego widać, wszelkie zmiany budowy retinolu prowadzą do znacznego obniżenia, a niekiedy nawet do całkowitego zaniku aktywności biologicznej tych zmodyfikowanych struktur.

Niektóre syntetyczne pochodne retinolu, a przede wszystkim kwasu reti-nowego, aczkolwiek pozbawione aktywności witaminowej, mają znaczenie terapeutyczne w zwalczaniu różnych rodzajów raka, zwłaszcza takich, których wstępną fazą są zmiany w obrębie błon śluzowych i rogowacenie skóry.

Jeżeli chodzi o związki o charakterze antywitamin, to w przypadku witaminy A właściwie trudno wskazać konkretne przykłady. Jednym z nielicznych takich związków jest występujący w wielu olejkach eterycznych cytral, będący seskwiterpenowym aldehydem. Wykazuje on słabo wyrażoną aktywność antyretinolową i to dopiero przy zastosowaniu go w dużych dawkach.

Warto odnotować, że znane są liczne syntetyczne analogi, które mają określone znaczenie terapeutyczne, zwłaszcza w leczeniu niektórych chorób skóry i pewnych rodzajów raka, a jednocześnie charakteryzują się niewielką toksycznością. Dla przykładu można wymienić eter metyloretinylowy, 15--dimetyloretinol oraz arylotrienowy analog kwasu retinowego. Związki te charakteryzują się bardzo niewielką aktywnością witaminy A albo też nie wykazują żadnej aktywności witaminowej.

1.11. Karoteny — prowitaminy A

Spośród ok. pięciuset znanych nam karotenoidów zaledwie kilka wykazuje aktywność biologiczną prowitamin A. Są to przede wszystkim karoteny występujące np. w marchwi i z niej po raz pierwszy wyodrębnione, czemu zawdzięczają swoją nazwę (łac. Daucus car ot a — marchew).

Karotenoidy są niezmiernie szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Wśród naturalnych barwników zajmują one — obok chlorofilu — czołowe miejsce i odgrywają bardzo ważną rolę w żywych organizmach. Znaleziono je we wszystkich roślinach i niektórych mikroorganizmach. Liczne zwierzęta, a zwłaszcza ptaki, ryby i owady zawdzięczają swoje ubarwienie karotenoidom.

1.11.1. Budowa i nazewnictwo

Wszystkie karotenoidy są bądź to tetraterpenami, których podstawowy szkielet zbudowany jest z ośmiu reszt izoprenowych (C₅ x 8 = C₄₀), bądź też ich pochodnymi. Przykładem tego rodzaju związków jest likopen — czerwony barwnik pomidorów o wzorze sumarycznym C^H^. Z wzoru tego widać, że jest to nienasycony węglowodór polienowy z licznymi wiązaniami podwójnymi Jak wiadomo likopen jest intensywnie zabarwiony mimo braku w jego cząsteczce typowych grup chromoforowych. Fakt ten można objaśnić tylko tym, że te liczne wiązania podwójne są ze sobą sprzężone i to właśnie dzięki układowi sprzężonych wiązań podwójnych likopen i karoteny pochłaniają światło w widzialnej strefie widma, skutkiem czego są postrzegane przez nas jako substancje barwne.

Podstawowa struktura, charakterystyczna dla likopenu, może być zmodyfikowana w ten sposób, że na jednym lub na obydwu końcach długiego łańcucha węglowego występuje sześcioczłonowy (znacznie rzadziej pięcioczłonowy) pierścień. Widać to najlepiej na przykładzie ^-karotenu, żółtopomarańczowego barwnika marchwi. Jest on najważniejszym przedstawicielem karotenoidów, uznawanym za protoplastę wszystkich związków zaliczanych do tej grupy. Oprócz tego /J-karoten wykazuje największą aktywność biologiczną wśród prowitamin A.

Karotenoidy o charakterze węglowodorów i wzorze sumarycznym C₄₀H₅₆zwane są karotenami, natomiast wszystkie ich pochodne zawierające atom (atomy) tlenu nazywane są ksantofilami.

W ksantoGlach atom tlenu występuje w obrębie typowych tlenowych grup funkcyjnych, takich jak: hydroksylowa, alkoksylowa, karbonylowa, karboksylowa czy też epoksydowa. Grupy te są zazwyczaj zlokalizowane jako podstawniki w końcowych układach pierścieniowych.