Vitamina A: definición, síntesis, absorción, transporte y distribución

Vitamina A es el nombre que se le da a los compuestos naturales y sintéticos con estructura químicamente similar pero con diferente actividad biológica. La Comisión Conjunta de Nomenclatura Bioquímica IUPAC-IUB propuso una nomenclatura unificada basada en las similitudes químicas (1982). De acuerdo a esto, vitamina A es un genérico término para compuestos que no son carotenoides y tienen la actividad biológica del retinol, el vitamina A alcohol. Esta definición del término es problemática con respecto a la acción ortomolecular, ya que no todos los derivados de la vitamina A (derivados) tienen una actividad completa de la vitamina A. Por ello, se recomienda una clasificación según aspectos biológico-médicos. Según él, el nombre de vitamina A se aplica a compuestos que tienen todos los efectos de la vitamina. Estos compuestos incluyen retinol y ésteres de retinilo (ésteres de ácidos grasos de retinol), como acetato de retinilo, palmitato y propionato, que son metabolizables a ácido retiniano y retinoico, así como carotenoides con actividad de provitamina A, como beta-caroteno. Los retinoides, derivados del ácido retinoico naturales y sintéticos, por otro lado, no exhiben una actividad completa de vitamina A porque no pueden metabolizarse a la sustancia original retinol. No tienen ningún efecto sobre la espermatogénesis (formación de esperma) o en el ciclo visual. El efecto biológico de la vitamina A se expresa en Unidades Internacionales (UI) y equivalentes de retinol (RE), respectivamente:

  • 1 UI de vitamina A equivale a 0.3 µg de retinol
  • 1 RE corresponde a 1 µg de retinol 6 µg beta-caroteno 12 µg otros carotenoides con efecto provitamina A.

Sin embargo, se ha demostrado que el biodisponibilidad de los carotenoides activos de vitamina A en los alimentos (dietéticos) y su bioconversión (conversión enzimática) en retinol han sido previamente sobreestimados significativamente. Según hallazgos recientes, los carotenoides provitamina A exhiben solo el 50% de la actividad del retinol previamente asumida. Por tanto, el factor de conversión 6, que se utilizó para calcular la actividad de vitamina A de beta-caroteno, ahora se ha corregido al alza. Ahora se supone que 1 µg de retinol.

  • 12 µg de betacaroteno, respectivamente.
  • Corresponden a 24 µg de otros carotenoides con efecto provitamina A.

La característica estructural de la vitamina A es la estructura de polienos poliinsaturados, que consta de cuatro unidades isoprenoides con dobles enlaces conjugados (una característica estructural química que alterna un enlace simple y un enlace doble). La cadena lateral isoprenoide está unida a un anillo de ionona beta. Al final de la parte acíclica hay un grupo funcional que puede modificarse en el organismo. Por tanto, la esterificación (reacción de equilibrio en la que alcohol reacciona con un ácido) de retinol con ácidos grasos conduce al retinilo éstery oxidación del retinol de forma reversible (reversible) a retiniana (aldehído de vitamina A) e irreversiblemente (irreversible) a ácido retinoico, respectivamente. Tanto el anillo de beta-ionona como la cadena de isoprenoides son requisitos previos moleculares para la eficacia de la vitamina A. Cambios en el anillo y una cadena lateral con <15 átomos de C y <2 grupos metilo, respectivamente, Lead a reducciones de actividad. Por tanto, los carotenoides con un oxígeno-anillos portadores o sin estructura de anillo no tienen actividad de vitamina A. La conversión del retinol todo trans en sus isómeros cis da como resultado un cambio estructural y también se asocia con una menor actividad biológica.

Síntesis

La vitamina A se encuentra exclusivamente en organismos animales y humanos. En este contexto, se deriva en gran medida de la descomposición de los carotenoides que los humanos y los animales, respectivamente, ingieren con los alimentos. La conversión de provitaminas A tiene lugar en el intestino y en el hígado. Escisión descentralizada del betacaroteno por la enzima 15,15′-dioxigenasa (carotenasa) de los enterocitos (células del intestino delgado). epitelio) da como resultado 8'-, 10'- o 12'-beta-apocaroteno, dependiendo del sitio de degradación (ruptura) de la molécula, que se convierte en retina por degradación adicional o acortamiento de la cadena, respectivamente. Tras la escisión central del betacaroteno por hígado alcohol deshidrogenasa, dos moléculas de la retina se regeneran (forman). Posteriormente, la retina puede reducirse al retinol biológicamente activo - proceso reversible - o oxidarse a ácido retinoico - conversión irreversible. Sin embargo, la oxidación de la retina a ácido retinoico ocurre en un grado mucho menor. La conversión de betacaroteno y otras provitaminas A en retinol difiere en diferentes especies y depende de las características dietéticas que afectan el intestino. absorción y en el suministro individual de vitamina A. Aproximadamente equivalentes en efecto a 1 µg de todo-trans-retinol son:

  • 2 µg de betacaroteno en leche; 4 µg de betacaroteno en grasas.
  • 8 µg de betacaroteno en zanahorias homogeneizadas o verduras cocidas preparadas con grasa.
  • 12 µg de betacaroteno en zanahorias cocidas y coladas.

Absorción

Como todos los solubles en grasa vitaminas, la vitamina A se absorbe (capta) en la parte superior intestino delgado durante la digestión de las grasas, es decir, la presencia de grasas en la dieta como transportadores de grasas lipofílicas (solubles en grasa) moléculas, ácidos biliares para solubilizar (aumentar la solubilidad) y formar micelas (formar perlas de transporte que hacen que las sustancias liposolubles sean transportables en solución acuosa) y esterasas (digestivas enzimas Cas) para escindir los ésteres de retinilo es necesario para una óptima absorción (absorción a través del intestino). La vitamina A se absorbe en forma de provitamina, generalmente betacaroteno, de alimentos vegetales o en forma de ésteres de ácidos grasos, generalmente palmitato de retinilo, de productos animales. Los ésteres de retinilo se escinden hidrolíticamente (por reacción con agua) en la luz intestinal por colestérilesterasa (enzima digestiva). El retinol liberado en este proceso alcanza la membrana del borde en cepillo de la mucosa células (células de la mucosa intestinal) como componente de las micelas mixtas y se internalizan (absorben internamente) [1-4, 6, 9, 10]. los absorción La tasa de retinol varía del 70 al 90%, según la bibliografía, y depende en gran medida del tipo y la cantidad de grasa suministrada al mismo tiempo. Mientras que en el fisiológico (normal para el metabolismo) concentración rango, la absorción de retinol ocurre de acuerdo con la cinética de saturación de una manera independiente de la energía correspondiente a la difusión pasiva mediada por portador, las dosis farmacológicas se absorben por difusión pasiva. En enterocitos (células del intestino delgado epitelio), el retinol se une a la proteína II de unión al retinol celular (CRBPII) y se esterifica por enzimas Cas lecitina-retinol aciltransferasa (LRAT) y acil-CoA-retinol aciltransferasa (ARAT) con ácidos grasos, principalmente ácido palmítico. Esto es seguido por la incorporación (captación) de ésteres de retinilo en quilomicrones (lipoproteínas ricas en lípidos), que ingresan a la periferia. circulación mediante el linfa y se degradan a restos de quilomicrones (restos de quilomicrones bajos en grasa).

Transporte y distribución en el cuerpo

Durante el transporte al hígado, los ésteres de retinilo pueden ser absorbidos en pequeña medida por la enzima lipoproteína lipasa (LPL) en varios tejidos, por ejemplo, músculo, tejido adiposo y glándula mamaria. Sin embargo, la mayor parte del retinol esterificado moléculas permanecen en los restos de quilomicrones, que se unen a receptores específicos (sitios de unión) en el hígado. Esto da como resultado la absorción de ésteres de retinilo en el hígado y la hidrólisis a retinol en los lisosomas (orgánulos celulares) de las células parenquimatosas. En el citoplasma de las células parenquimatosas, el retinol se une a la proteína de unión al retinol celular (CRBP). El retinol unido a CRBP puede, por un lado, servir como almacenamiento a corto plazo en las células parenquimatosas, ser utilizado o metabolizado funcionalmente y, por otro lado, ser almacenado a largo plazo como exceso de retinol por las células estrelladas perisinusoidales ( células estrelladas o Ito que almacenan grasa; 5-15% de las células hepáticas) después de la esterificación, principalmente con ácido palmítico, como ésteres de retinilo. Los ésteres de retinilo de las células estrelladas perisinusoidales representan aproximadamente el 50-80% de la reserva total de vitamina A del cuerpo y aproximadamente el 90% del hígado total. concentración. La capacidad de almacenamiento de las células estrelladas es casi ilimitada. Por lo tanto, incluso con ingestas crónicamente elevadas, estas celdas pueden contener muchas veces la cantidad habitual de almacenamiento. Los adultos sanos tienen un promedio concentración de ésteres de retinilo de 100-300 µg y niños de 20-100 µg por g de hígado. La vida media de los ésteres de retinilo almacenados en el hígado es de 50 a 100 días, o menos en el consumo crónico de alcohol [1-3, 6, 9]. Para movilizar la vitamina A almacenada, los ésteres de retinilo son escindidos por un retinilo específico. éster hidrolasa (una enzima). El retinol resultante, inicialmente unido a CRBP, se libera a la proteína de unión a apo-retinol (apo-RBP) intracelular (ubicada dentro de la célula), se une y se secreta (secreta) en el interior de la célula. sangre plasma como holo-RBP Dado que el complejo retinol-RBP se perdería rápidamente en el filtrado glomerular del riñón debido a su unión reversible de bajo peso molecular de holo-RBP a transtiretina (TTR, tiroxina-preálbum de unión) se produce en el sangre. El complejo retinol-RBP-TTR (1: 1: 1) viaja a los tejidos extrahepáticos (fuera del hígado), como la retina, los testículos y pulmón, donde el retinol es absorbido por las células de una manera mediada por receptores y se une intracelularmente a CRBP para su transporte tanto dentro de la célula como a través de sangre/ barreras tisulares. Mientras que el TTR extracelular restante está disponible para renovados procesos de transporte en el plasma sanguíneo, Apo-RBP es catabolizado (degradado) por el riñón. En el metabolismo de las células, las conversiones incluyen lo siguiente:

  • Deshidrogenación reversible (separación de hidrógeno) de retinol - retinol ↔ retinal.
  • Oxidación irreversible de retina a ácido retinoico - retina → ácido retinoico.
  • Isomerizaciones (conversión de la molécula a otro isómero) - trans ↔ cis - de retinol, ácido retinal o retinoico.
  • Esterificación de retinol con ácidos grasos - retinol ↔ retinilo éster - colmar un déficit de oferta a corto plazo.

El ácido retinoico - todo-trans y 9-cis - interactúa en las células diana, unido a la proteína de unión al ácido retinoico celular (CRABP), con receptores nucleares de ácido retinoico - RAR y RXR con subtipos - pertenecientes a la hormona esteroide-tiroidea (tiroides) familia de receptores. Los RXR se unen preferentemente al ácido 9-cis-retinoico y forman heterodímeros (moléculas compuestas por dos subunidades diferentes) por contacto con otros receptores, como el ácido todo-trans-retinoico, triyodotironina (T3; hormona tiroidea), calcitriol (vitamina D), estrógeno o progesterona receptores. Como factores de transcripción, los receptores nucleares del ácido retinoico influyen genoma expresión uniéndose a secuencias de ADN específicas. Por tanto, el ácido retinoico es un importante regulador del crecimiento y la diferenciación celular y tisular.

Excreción

Aproximadamente el 20% de la vitamina A administrada por vía oral no se absorbe y se elimina por vía oral. bilis y heces u orina. Para convertir la vitamina A en una forma excretable, se somete a biotransformación, al igual que todas las sustancias lipofílicas (solubles en grasa). La biotransformación tiene lugar en el hígado y se puede dividir en dos fases:

  • En la fase I, la vitamina A es hidroxilada (inserción de un grupo OH) por el sistema del citocromo P-450 para aumentar la solubilidad.
  • En la fase II, la conjugación ocurre con sustancias altamente hidrofílicas (solubles en agua); para este propósito, el ácido glucurónico se transfiere al grupo OH de la vitamina A previamente insertado con la ayuda de la glucuroniltransferasa

Muchos de los metabolitos aún no se han dilucidado. Sin embargo, se puede suponer que los productos de excreción son principalmente ácido glucuronidado y retinoico libre y ácido 4-cetorético, respectivamente.