Роль витамина А в поддержании общего здоровья

Введение

В широком понимании, витамин А — это ряд незаменимых жирорастворимых соединений, три из которых — ретинол, ретиналь и ретиноевая кислота — играют важную роль в организме человека, при этом каждое из них выполняет функции, отличные от других. Так, ретинол является основной транспортной и депонируемой формой витамина А, а ретиноевая кислота действует как гормон, связываясь с рецепторами ядерных гормонов и влияя на экспрессию более пятисот генов. Провитамин А (каротиноиды) в настоящее время рекомендован в качестве предпочтительного нутриента для женщин репродуктивного возраста и является основным источником для вегетарианцев. Несмотря на то, что витамин А и провитамин А значительно различаются по биодоступности и биологической активности, недавно опубликованные исследования показывают, что значительное число людей не способны поглощать и/или превращать каротиноиды провитамина А в витамин А, так как этому превращению могут препятствовать многочисленные факторы.

Исследования по получению провитамина А из пищевых продуктов и его преобразованию в ретинол показали, что текущие данные об активности ретинола противоречивы, а значительный процент населения может находиться в дефиците витамина А. Принимая во внимание тот факт, что процесс старения характеризуется своеобразным «хроническим воспалительным статусом», ключевым аспектом которого является возрастзависимая экспансия эффекторных Т-клеток с потенциалом продукции провоспалительных цитокинов, а витамин А это один из ключевых индукторов иммунной функции, достаточность витамина А следует признать одним из важнейших факторов, способствующих долголетию.

В данной статье основное значение отводится описанию ключевой роли витамина А в стимулировании иммунитета, поддержании общего здоровья и долголетия организма, а также в комбинационном эффекте с витамином D.

1. Формы витамина А

Три различные формы витамина А, вместе называемые ретиноидами, активны в организме: ретинол (спирт), ретиналь (альдегид) и ретиноевая кислота (кислота).1,2,3

В продуктах животного происхождения основной формой витамина А является ретиниловый эфир, который гидролизуется в тонком кишечнике с образованием спирта (ретинол) и соответствующей жирной кислоты (пальмитат или стеарат). Каротиноиды провитамина А (β-каротин, α-каротин и β-криптоксантин) могут превращаться в ретиналь, а затем в ретинол. Превращение ретинола в ретиналь обратимо, а дальнейшее превращение ретиналя в ретиноевую кислоту — нет — важный факт, поскольку каждая форма витамина А выполняет функции, недоступные другим.

Большая часть (до 80%) запасов витамина А в организме (около 450 мг у здоровых взрослых, получающих достаточное количество витамина А) находится в печени, и это то количество, которое может покрывать потребность в витамине А в течение нескольких месяцев. Однако ряд факторов, к примеру, частое потребление алкоголя может быстро истощить эти запасы. Ретиноевая кислота и другие метаболиты витамина А могут конъюгироваться с глюкуронидом и выводиться с желчью, однако высокая эффективность кишечной абсорбции большинства ретиноидов сводит к минимуму потери и поддерживает обширную кишечно-печеночную рециркуляцию.

2.1 Ретинол

Ретинол является основной формой транспорта и депонирования витамина А. Ретинол всасывается из проксимального отдела тонкой кишки, а высвобождается из печени в составе ретинол-связывающего белка (RBP4), который поглощает молекулу ретинола, защищая ее от гидрофильной среды. После выхода из печени этот белок соединяется с транстиретином, образуя комплекс, транспортирующий ретинол в крови. При дефиците витамина А увеличивается выработка и высвобождение ретинол-связывающего белка печенью.

2.2 Ретиналь

Ретиналь служит промежуточным звеном в превращении ретинола в ретиноевую кислоту и это неотъемлемый компонент молекул пигмента в сетчатке, родопсина, который состоит из одной молекулы опсина, связанной с одной молекулой ретиналя. Когда свет проходит через роговицу и попадает на сетчатку, ретиналь в родопсине переходит из цис-конфигурации в транс-конфигурацию, которая не может оставаться связанной с опсином. Опсин меняет форму, генерируя электрический импульс, который передает визуальную информацию в нервную клетку, а оттуда далее в мозг.

В то время как большая часть ретиналя превращается обратно в свою цис-изоформу и рекомбинирует с опсином для регенерации родопсина, часть окисляется до ретиноевой кислоты. Таким образом, зрительная деятельность приводит к потерям ретиналя, которые необходимо постоянно восполнять из запасов ретинола, пищи или пищевых добавок для поддержания ее адекватной функции.

2.3 Ретиноевая кислота

Витамины A и D заметно отличаются от других витаминов тем, что их биологически активные метаболиты, ретиноевая кислота и 1,25-дигидроксивитамин D3 обладают гормоноподобными свойствами. Как 1,25(OH)2D3, так и ретиноевая кислота синтезируются из своих предшественников различными тканями и клетками организма и оказывают свое действие на отдаленные клетки-мишени, связываясь с рецепторами гормонов.4 Ретиноевая кислота регулирует нормальную энтодермальную дифференцировку, морфогенез, эмбриональное и детское развитие, и поддерживает сбалансированную клеточную пролиферацию, дифференцировку и апоптоз во взрослом возрасте. На настоящий момент, установлено, что более 532 генов прямо или косвенно регулируются ретиноевой кислотой.5,6,7

1. Функция витамина А и признаки его недостаточности

Поскольку витамин А необходим для поддержания функции зрения, здоровья кожи, иммунитета, регуляции роста клеток и метаболизма костей, недостаточность витамина А включает множество проявлений, таких как:

· ухудшение зрения — первоначально наиболее заметное при слабом освещении (например, куриная слепота из-за недостатка витамина А в сетчатке)

· ксерофтальмия — полная слепота в результате недостатка витамина А в роговице

· ксероз — аномальное высыхание кожи и слизистых оболочек

· сухая кожа и волосы

· зуд,

· дефекты ногтей, гиперкератоз, поражения кожи

· эпителиальный рак

Также важными признаками дефицита витамина А являются частые вирусные инфекции, особенно корь, ветряная оспа, пневмония и респираторно-синцитиальный вирус (наиболее частая причина бронхиолита и пневмонии у детей в возрасте до 1 года, которая в настоящее время считается важной причиной респираторных заболеваний у взрослых), инфекции дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочевыводящих путей, грибковые инфекции, воспалительные заболевания кишечника и аутоиммунные болезни.

1. Токсичен ли витамин А?

Чрезмерное потребление ретинола может увеличить риск переломов костей у пожилых людей, однако актуальные исследования показывают, что ретинол помогает предотвратить потерю костной массы в сочетании с приемом витамина D [8-12]. Это доказывает, что дисбаланс между витаминами A и D является более реальной проблемой.

Исследование с участием 3113 женщин в постменопаузе показало, что ретинол, полученный из жира печени трески, не оказывает пагубного влияния на здоровье костей. Ретинол, полученный из пищи был связан с повышенной резорбцией кости, а ретинол из пищевых добавок и пищи имеет разные эффекты, что может быть связано с тем фактом, что источник ретинола также содержит витамин D [13]. В другом исследовании выявлен умеренный риск переломов, связанный с повышенным общим потреблением витамина А или ретинол, однако эта связь наблюдалась только среди женщин с низким потреблением витамина D. Кроме того, не наблюдалось связи между потреблением витамина А и риском переломов бедра. Это подтверждает суждение о том, что вредное воздействие витамина А на кости может быть связано с его антагонистическими отношениями с витамином D [14].

Ретиноевая кислота и 1,25(OH)2D3 взаимодействуют с одними ядерными рецепторами. По этой причине 1,25(OH)2D3 и ретиноевая кислота естественным образом смягчают некоторые эффекты друг друга [15]. Кроме того, витамин А оптимизирует использование организмом витамина D. Так, недавние исследования показали, что витамин А при правильном балансе с витамином D, способствует улучшению здоровья костей [16,17]. Потребление витамина А > 3000 мкг/день на ранних сроках беременности может увеличить риск врожденных дефектов [1,3,4]. Поскольку такие результаты могут быть связаны с недостаточностью витамина D, поддержание баланса между витаминами A и D является особенно важным для женщин, планирующих беременность.

1. Источники витамина А

Только продукты животного происхождения содержат ретинол. Самые высокие концентрации ретинола обнаружены в печени, сливочном масле, твердых и сливочных сырах, яйцах и коровьем молоке.

Хорошие источники провитамина А включают морковь, сладкий картофель, шпинат, капусту и брокколи. Дыня, манго и многие другие фрукты и овощи темно-зеленого или оранжево-желтого цвета также являются хорошими источниками провитамина А. Однако в случае манго до 64% всего β-каротина присутствует в виде цис-изомера, который не поглощается и не транспортируется так же эффективно, как транс-изомер [1].

1. Витамин А и витамин D

Как витамин А, так и витамин D регулируют экспрессию ряда белков на эпителиальных клетках кишечника, которые имеют немаловажное значение для барьерной функции. Другие функции витамина А и витамина D включают поддержку жизнедеятельности лимфоцитов, которые продуцируют IL-22, подавление IFN-γ и IL-17 Т-клетками и индукцию регуляторных Т-клеток в тканях слизистых оболочек.

При этом, 1,25(OH)2D3 играет защитную роль в подавлении и ограничении потенциальных аутоиммунных реакций на клеточном уровне, а витамин А, особенно транс-ретиноевая кислота, которая снижает функцию эффекторных Т-клеток, также увеличивает популяцию и активность регуляторных Т-клеток. Это свидетельствует о том, что поли-недостаточность витамина D и/или витамина А может предрасполагать к гиперчувствительности и ряду аутоимунных реакций.

В подтверждение этой гипотезы было обнаружено, что как витамин А, так и витамин D, дефицитны у взрослых и детей с СД 1, у пациентов с системной красной волчанкой и обратно коррелируют с активностью заболевания у пациентов с ревматоидным артритом. Недостаточность как витаминов А, так и D обнаруживается у детей с рахитом, что подтверждает нехватку витамина A для поддержания защитных иммунных реакций.

И витамин А, и витамин D являются жирорастворимыми и содержатся в добавках с рыбьим жиром, который, согласно эпидемиологическим данным, способствует сниженной конверсией аутоантител, связанных с диабетом 1 типа. Это допускает «возможность того, что комбинация витаминов А и D в безопасных фармакологических дозах может быть полезна при терапии у людей с повышенным риском развития СД 1 типа» [18].

1. Витамин А и иммунитет

Витамин А является важным регулятором баланса Т-клеток TH1/TH17 и TH2 в иммунной системе. Достаточный уровень витамина А способствует нормальному протеканию иммунных реакций, характеризующихся продукцией противовоспалительных цитокинов [19,20]. Витамин А подавляет индукцию клеток Th17, одновременно способствуя индукции цитокинов. Доказано, что ретиноевая кислота заметно увеличивает пролиферацию В-клеток памяти, подавляя при этом пролиферацию наивных В-клеток. Таким образом, она играет роль в поддержании долгоживущей гуморальной памяти [19].

У долгожителей уровни витамина А сравнимы с таковыми у здоровых молодых людей, в отличие от более низких уровней витамина А, наблюдаемых у типичных пожилых людей с рядом соматических патологий. Влияние витамина А на иммунную регуляцию дает одно из вероятных объяснений этой корреляции [20-24].

1. Заключение

Большие индивидуальные различия в фактическом поглощении β-каротина из пищевых продуктов и его преобразовании в ретинол показывают, что современные исследования противоречивы, и что значительный процент населения может испытывать существенный дефицит витамина А, несмотря на тот факт, что продукты, содержащие витамин А и β-каротин, общедоступны. Учитывая недавние открытия, касающиеся важности этого витамина в синергии с витамином D и его ключевой роли в стимулировании иммунной функции, достаточность витамина А следует рассматривать как ключевой фактор здорового долголетия и одного из факторов предотвращения преждевременного старения.

Список литературы

1. Ross C. “Vitamin A & Carotenoids,” in Modern Nutrition in Health & Disease,10 ed. Lippincott Williams & Wilkins: New York, 2006, p. 351-375.
2. Noy N. “Vitamin A,” in Stipanuk M. ed., Biochemical, Physiological and Molecular Aspects of Human Nutrition (2nd ed.). Saunders: Philadelphia, 2006, p. 599-621.
3. Whitney E, Rolfes S. Chapter 11, “The Fat Soluble Vitamins”” in Understanding Nutrition, Wadsworth: Belmont, CA, 2008, p. 369-389.
4. Kohlmeier RH. “Vitamin A,” in “Fat soluble vitamins and non-nutrients,” Nutrient Metabolism, Elsevier: London, p. 464-478.
5. Moro JR, Iwata M, von Andriano UH. Vitamin effects on the immune system: vitamins A and D take center stage. Nat Rev Immunol. 2008 Sep;8(9):685-98.
6. Balmer JE, Blomhoff R. Gene expression regulation by retinoic acid. Lipid Res. 2002 Nov;43(11):1773-808.
7. Bastien J, Rochette-Egly C. Nuclear retinoid receptors and the transcription of retinoid-target genes. Gene. 2004 Mar 17;328:1-16.
8. Skillington J, Choy L, Derynck R. Bone morphogenetic protein and retinoic acid signaling cooperate to induce osteoblast differentiation of preadipocytes. J Cell Biol. 2002 Oct 14;159(1):135-46.
9. Takahashi K. [Bone morphogenetic protein (BMP): from basic studies to clinical approaches]. Nippon Yakurigaku Zasshi. 2000 Oct;116(4):232-40.
10. Li B. Bone morphogenetic protein-Smad pathway as drug targets for osteoporosis and cancer therapy. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2008 Sep;8(3):208-19.
11. Wan DC, Siedhoff MT, Kwan MD, et al. Refining retinoic acid stimulation for osteogenic differentiation of murine adipose-derived adult stromal cells. Tissue Eng. 2007 Jul;13(7):1623-31.
12. Wan DC, Shi YY, Nacamuli RP, et al. Osteogenic differentiation of mouse adipose-derived adult stromal cells requires retinoic acid and bone morphogenetic protein receptor type IB signaling. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Aug 15;103(33):12335-40.
13. Macdonald HM, Mavroeidi A, Barr RJ, et al. Vitamin D status in postmenopausal women living at higher latitudes in the UK in relation to bone health, overweight, sunlight exposure and dietary vitamin D. Bone. 2008 May;42(5):996-1003.
14. Caire-Juvera G, Ritenbaugh C, Wactawski-Wende J, et al. Vitamin A and retinol intakes and the risk of fractures among participants of the Women’s Health Initiative Observational Study. Am J Clin Nutr. 2009 Jan;89(1):323-30.
15. Ertesvåg A, Naderi S, Blomhoff HK. Regulation of B cell proliferation and differentiation by retinoic acid. Semin Immunol. 2009 Feb;21(1):36-41.
16. Sanchez-Martinez R, Castillo A, Steinmeyer A, et al. The retinoid X receptor ligand restores defective signaling by the vitamin D receptor. EMBO Rep. 2006 Oct;7(10):1030-4.
17. Bettoun DJ, Burris TP, Houck KA, et al. Retinoid X receptor is a nonsilent major contributor to vitamin D receptor-mediated transcriptional activation. Mol Endocrinol. 2003 Nov;17(11):2320-8.
18. Wasserfall C, Atkinson MA. Taking a daily vitamin to prevent type 1 diabetes?. Diabetes. 2009 Jan;58(1):24-5.
19. Ertesvåg A, Naderi S, Blomhoff HK. Regulation B cell proliferation and differentiation by retinoic acid. Semin Immunol. 2009 Feb;21(1):36-41.
20. Pino-Lagos K, Benson MJ, Noelle RJ. Retinoic acid in the immune system. Ann N Y Acad Sci. 2008 Nov;1143:170-87.
21. Basile G, Gangemi S, Lo Balbo C, et al. Correlation between serum retinol and alpha-tocopherol levels in centenarians. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 2003 Aug;49(4):287-8.
22. Mecocci P, Polidori MC, Troiano L, et al. Plasma antioxidants and longevity: a study on healthy centenarians. Free Radic Biol Med. 2000 Apr 15;28(8):1243-8.
23. Polidori MC, Mariani E, Baggio G, et al. Different antioxidant profiles in Italian centenarians: the Sardinian peculiarity. Eur J Clin Nutr. 2007 Jul;61(7):922-4.
24. Franceschi C, Bonafè M. Centenarians as a model for healthy aging. Biochem Soc Trans. 2003 Apr;31(2):457-61.