维生素A:定义,合成,吸收,转运和分布

维生素A 是化学结构相似但生物学活性不同的天然和合成化合物的名称。 IUPAC-IUB生化命名联合委员会根据化学相似性提出了统一的命名法(1982年)。 根据这个, 维生素A 是一个 通用 非化合物的术语 类胡萝卜素 并具有视黄醇的生物活性, 维生素A 酒精。 该术语的定义在正分子作用方面是有问题的,因为并非所有的维生素A衍生物(衍生物)都具有完整的维生素A活性。 因此,建议根据生物医学方面进行分类。 据此,维生素A的名称适用于具有维生素所有作用的化合物。 这些化合物包括视黄醇和视黄酯(视黄醇的脂肪酸酯),例如乙酸视黄酯,棕榈酸酯和丙酸酯,它们可代谢为视网膜酸和视黄酸,以及 类胡萝卜素 含有维生素原A的活性,例如 β-胡萝卜素。 另一方面,类维生素A-天然和合成的维甲酸衍生物-不能表现出完全的维生素A活性,因为它们不能代谢为母体视黄醇。 它们对精子发生没有影响(形成 精子)或视觉循环。 维生素A的生物效应分别以国际单位(IU)和视黄醇当量(RE)表示:

然而,事实证明, 生物利用度 饮食中(饮食中)的维生素A活性类胡萝卜素的含量及其生物转化(酶促转化)为视黄醇的能力先前被高估了。 根据最近的发现,维生素原A类胡萝卜素仅表现出先前假定的视黄醇活性的50%。 因此,转换因子6可用于计算维生素A的活性 β-胡萝卜素,现在已向上修正。 现在假设1微克视黄醇。

  • β-胡萝卜素分别为12 µg。
  • 对应于24 µg具有维生素原A作用的其他类胡萝卜素。

维生素A的结构特征是多不饱和多烯结构,它由四个具有共轭双键的类异戊二烯单元组成(一种化学结构特征,它交替出现一个单键和一个双键)。 类异戊二烯侧链连接至β紫罗兰酮环。 在无环部分的末端,有一个可以在生物体中被修饰的官能团。 因此,酯化反应(平衡反应 酒精 与视黄醇的酸反应 脂肪酸 导致视黄基 ,视黄醇分别可逆地(可逆)氧化为视网膜(维生素A醛),不可逆地(不可逆)氧化为视黄酸。 β-紫罗兰酮环和类异戊二烯链都是维生素A功效的分子前提。 分别具有<15 C个原子和<2个甲基的环和侧链的变化, 减少活动。 因此,类胡萝卜素与 氧气-带有环或无环结构的分子没有维生素A活性。 全反式视黄醇向其顺式异构体的转化导致结构变化,并且还与较低的生物学活性有关。

综合

维生素A仅存在于动物和人类有机体中。 在这种情况下,它主要来自人类和动物分别通过食物摄取的类胡萝卜素的分解。 原维生素A的转化发生在肠内和肠道内 。 肠上皮细胞(小肠细胞)中的15,15'-双加氧酶(胡萝卜素酶)对β-胡萝卜素的分散切割 上皮)产生8'-,10'-或12'-β-apocar​​otene,具体取决于分子的降解位点(分解),分别通过进一步降解或链缩短而转化为视网膜。 在中央切割β-胡萝卜素时 酒精 脱氢酶,两个 分子 的视网膜被再生(形成)。 视网膜随后可以还原为具有生物活性的视黄醇-可逆过程-或氧化为视黄酸-不可逆转化。 然而,视网膜氧化为视黄酸的程度要小得多.β-胡萝卜素和其他维生素原A向视黄醇的转化率在不同物种中有所不同,并且取决于影响肠道的饮食特性 吸收 以及个人维生素A的供应。 与1 µg全反式视黄醇的等效作用为:

  • 含有2 µgβ-胡萝卜素 牛奶; 脂肪中含有4 µgβ-胡萝卜素。
  • 在均质的胡萝卜或用脂肪制成的煮熟的蔬菜中加入8 µgβ-胡萝卜素。
  • 在煮熟的拉紧胡萝卜中加入12 µgβ-胡萝卜素。

吸收

像所有脂溶性 维生素,维生素A在鞋面中被吸收(吸收) 小肠 在脂肪消化过程中,即饮食中脂肪作为亲脂性(脂溶性)转运蛋白的存在 分子, 胆汁酸 增溶(增加溶解度)并形成胶束(形成使脂溶性物质在水溶液中可运输的转运珠)和酯酶(消化 )裂解视黄酯对于最佳肠道是必不可少的 吸收 (通过肠道吸收)。 维生素A从植物性食品中以其原维生素(通常为β-胡萝卜素)的形式被吸收,或者从动物产品中以其脂肪酸酯(通常为棕榈酸视黄酯)的形式被吸收。 视黄酯被水解裂解(通过与 )在肠腔中被胆固醇酯酶(消化酶)。 在此过程中释放的视黄醇到达乳胶的刷状缘膜。 黏膜 细胞(肠粘膜细胞)作为混合胶束的组成部分,并被内化(内部吸收)[1-4、6、9、10]。 这 吸收 根据文献,视黄醇的比例为70-90%,高度依赖于同时供应的脂肪的类型和数量。 在生理状态下(新陈代谢正常) 浓度 在此范围内,视黄醇的吸收根据饱和动力学以能量独立的方式发生,对应于载体介导的被动扩散,药理学剂量通过被动扩散吸收。 在肠上皮细胞(小肠细胞)中 上皮),视黄醇与细胞视黄醇结合蛋白II(CRBPII)结合,并被 卵磷脂-视黄醇酰基转移酶(LRAT)和酰基-CoA-视黄醇酰基转移酶(ARAT) 脂肪酸,主要是棕榈酸。 然后将视黄基酯掺入(摄入)乳糜微粒(富含脂质的脂蛋白)中,乳糜微粒进入外周 循环 通过 淋巴 并降解为乳糜微粒残留物(低脂乳糜微粒残留物)。

在体内的运输和分配

在运输到 ,脂蛋白酶可能会在很小程度上吸收视黄酯 脂肪酶 (LPL)进入各种组织,例如肌肉,脂肪组织和乳腺。 但是,大多数酯化视黄醇 分子 保留在乳糜微粒残留物中,与肝脏中的特定受体(结合位点)结合。 这导致视黄醇酯进入肝脏,并在实质细胞的溶酶体(细胞器)中水解为视黄醇。 在实质细胞的细胞质中,视黄醇与细胞视黄醇结合蛋白(CRBP)结合。 与CRBP结合的视黄醇一方面可以在实质细胞中短期储存,可以在功能上使用或代谢,另一方面可以通过窦周星状细胞作为过量视黄醇长期储存(酯化后(主要是棕榈酸)视黄酯作为脂肪储存的星状或Ito细胞;占5-15%的肝细胞)。 鼻窦周围星状细胞的视黄酯占人体总维生素A总量的约50-80%,占肝脏总含量的约90% 浓度。 星状细胞的存储容量几乎是无限的。 因此,即使长期高摄入量,这些细胞也可以保持通常储存量的许多倍。 健康的成年人平均 浓度 每克肝脏含100-300 µg的视黄酯和20-100 µg的儿童。 储存在肝脏中的视黄酯的半衰期为50-100天,或者在长期饮酒中更少[1-3、6、9]。 为了调动储存的维生素A,视黄酯被特定的视黄酯裂解 水解酶(一种酶)。 最初与CRBP结合的生成的视黄醇释放到细胞内(位于细胞内)载脂蛋白-视黄醇结合蛋白(apo-RBP),结合并分泌(分泌)到细胞内。 血液 因为视黄醇-RBP复合物会迅速丢失于肾小球的肾小球滤过液中 由于其分子量低,全RBP与运甲状腺素蛋白(TTR, 甲状腺素结合前册)发生在 血液。 视黄醇-RBP-TTR复合物(1:1:1)到达肝外(肝外)组织,例如视网膜,睾丸和 ,其中视黄醇以受体介导的方式被细胞吸收,并在细胞内与CRBP结合,以在细胞内和通过细胞转运 血液/组织壁垒。 虽然细胞外剩余的TTR可用于血浆中的新运输过程,但Apo-RBP会被血脂分解代谢(降解)。 。 在细胞的新陈代谢中,转换包括以下内容:

  • 可逆脱氢 加氢)视黄醇–视黄醇↔视网膜。
  • 视网膜不可逆地氧化为视黄酸–视网膜→视黄酸。
  • 视黄醇,视黄醛或视黄酸的异构化(分子转化为另一种异构体)-反式顺式。
  • 视黄醇的酯化 脂肪酸 –视黄醇↔视黄基 –弥补短期供应短缺。

视黄酸-全反式和9-顺式-在靶细胞中相互作用,与细胞视黄酸结合蛋白(CRABP)结合,与核维甲酸受体– RAR和RXR亚型–属于类固醇-甲状腺(甲状腺)激素受体家族。 RXR优先结合9-顺式视黄酸并通过与其他受体接触而形成异二聚体(由两个不同的亚基组成的分子),例如全反式视黄酸,三碘甲腺氨酸(T3;甲状腺激素), 骨化三醇 (维生素D),雌激素或 黄体激素 受体。 作为转录因子,核视黄酸受体影响 基因 通过结合特定的DNA序列进行表达。 因此,视黄酸是细胞和组织生长和分化的重要调节剂。

排泄

约20%的口服维生素A不被吸收,并通过以下途径消除 胆汁 和粪便或尿液。 为了将维生素A转化为可排泄的形式,它与所有亲脂性(脂溶性)物质一样都经历了生物转化。 生物转化发生在肝脏中,可以分为两个阶段:

  • 在阶段I中,维生素A被细胞色素P-450系统羟化(插入OH基)以增加溶解度。
  • 在阶段II中,与高度亲水(水溶性)的物质发生共轭-为此,葡萄糖醛酸借助葡萄糖醛酸转移酶转移到先前插入的维生素A的OH基团中

许多代谢物尚未阐明。 然而,可以假设排泄产物主要是葡糖醛酸化的和游离的视黄酸和4-酮酸。