Витамин A и бета-каротин¶

Витамин A — группа жирорастворимых биологически активных соединений (ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота и их эфиры), необходимых для зрения, роста, дифференцировки клеток и работы иммунной системы. Бета-каротин — растительный пигмент из класса каротиноидов, который в организме человека превращается в витамин A и выполняет также самостоятельные антиоксидантные функции. Оба вещества объединяют в одну тему, поскольку бета-каротин служит основным провитамином A в пище растительного происхождения.

¶Химическая природа и формы

Витамин A существует в нескольких формах. Ретинол — спирт, депонируемая форма; ретиналь участвует в зрительном акте; ретиноевая кислота регулирует экспрессию генов. В животных продуктах преобладают ретиниловые эфиры и ретинол, в растениях — каротиноиды-провитамины.

Бета-каротин (C₄₀H₅₆) — димер из двух молекул ретиналя, соединённых «хвост к хвосту». Именно такая структура позволяет при расщеплении в организме давать две молекулы ретиналя, поэтому бета-каротин считается наиболее активным провитамином A. Другие каротиноиды (альфа-каротин, бета-криптоксантин) обладают меньшей провитаминной активностью.

¶История открытия

Существование фактора, необходимого для зрения и роста, предположили в начале XX века. В 1913 году Элмер Макколлум и Маргарита Дэвис выделили из сливочного масла и рыбьего жира вещество, названное «жирорастворимым фактором A». В 1919 году Стендлард доказал связь этого фактора с пигментом сетчатки. В 1931 году швейцарский химик Пауль Каррер установил структуру каротиноидов, а в 1937 году получил Нобелевскую премию по химии за работы по каротиноидам и витаминам. Синтез ретинола осуществили в 1947 году. Термин «бета-каротин» закрепился по греческой букве β, обозначавшей положение двойной связи в цикле.

¶Биологическая роль

Витамин A выполняет несколько ключевых функций:

• Зрение. Ретиналь в составе родопсина палочек и йодопсинов колбочек поглощает свет, запуская фототрансдукцию. Недостаток ведёт к «куриной слепоте» (гемералопии).
• Клеточная дифференцировка. Ретиноевая кислота через ядерные рецепторы регулирует рост и созревание эпителия, костей, эмбриональное развитие.
• Иммунитет. Поддерживает барьерные свойства слизистых и функцию иммунных клеток.
• Антиоксидантная защита. Бета-каротин нейтрализует свободные радикалы, особенно синглетный кислород.

¶Источники

Витамин A животного происхождения содержится в печени, рыбьем жире, яйцах, молочных продуктах. Бета-каротин — в растительной пище:

Усвоение бета-каротина из растений ниже, чем ретинола из животных продуктов, и зависит от присутствия жиров в пище.

¶Нормы потребления

Потребность выражают в микрограммах ретинолового эквивалента (мкг RAE). Ориентировочные нормы для взрослых: 700–900 мкг RAE в сутки. Для бета-каротина пересчёт приблизительный: 12 мкг β-каротина из пищи эквивалентны 1 мкг ретинола. Верхний допустимый уровень для преформированного витамина A у взрослых — около 3000 мкг RAE в сутки; для бета-каротина токсический порог не установлен, поскольку его превращение в ретинол регулируется.

¶Дефицит и избыток

Недостаток витамина A — значимая проблема здравоохранения в развивающихся странах. Проявления: гемералопия, ксерофтальмия, кератомаляция вплоть до слепоты, сухость кожи, нарушение иммунитета, задержка роста у детей. Всемирная организация здравоохранения относит дефицит витамина A к ведущим причинам предотвратимой детской слепоты.

Гипервитаминоз A развивается при избыточном приёме преформированного витамина: головная боль, тошнота, поражение печени, боли в костях, у беременных — риск пороков развития плода. Бета-каротин в высоких дозах не вызывает гипервитаминоза A, но длительный приём синтетических добавок у курильщиков ассоциировался в отдельных исследованиях с повышенным риском рака лёгких, что стало основанием для осторожных рекомендаций.

¶Применение

Витамин A и бета-каротин применяют в медицине (профилактика и лечение дефицита, дерматология — ретиноиды), в пищевой промышленности как краситель (E160a) и обогащающую добавку, в кормлении животных. Ретиноиды широко используются в дерматологии при акне и в косметологии.

¶Интересные факты

• Название «каротин» происходит от латинского carota — морковь, из которой пигмент впервые выделили в 1831 году.
• Бета-каротин придаёт оранжевый цвет моркови, тыкве, абрикосам и фламинго, питающимся рачками с каротиноидами.
• Печень полярного медведя содержит столько витамина A, что её употребление может вызвать острое отравление.