Биологическая роль каротиноидов

пассивной диффузии - при более высоких концентрациях. По другим

данным, всасывание ретинола идет по активному механизму или путем

пиноцитоза.

Ресорбция каротина в кровь через кишечный эпителий зависит,

прежде всего, от характера воспринимаемого организмом каротинового

препарата. Само собой разумеется, что каротин сырых неизмельченных

овощей и плодов ресорбируется в минимальной степени, ибо он

находится внутри неподвижной клетки и окружен водной средой, не

являющейся для него растворителем. Значительно лучше протекает для

него ресорбция в случае применения мелко измельченного препарата

или подвергнуто предварительной обработке, ослабляющей клеточные

стенки.

Решающим фактором для ресорбции каротина является наличие жировой

среды. Богатая жиром диета облегчает усвоение каротина. При бедной

жирами диете даже чистый кристаллический каротин, принятый внутрь

без жира, не обладает почти никаким физиологическим действием.

Отсюда ясно, что наилучшей формой препарата каротина является его

масляный раствор или концентрат. Наибольшее количество каротина,

растворенного в масле, способны усваиваться организмом на 70-80 и

даже 90%. При этом природа самого масла имеет существенное

значение, о чем свидетельствуют многочисленные наблюдения. Тут

играет роль, повидимому и растворимость каротина в масле и наличие

в масле окисляющих каротин примесей или стабилизаторов, химический

состав масла и другие факторы, влияющие на степень ресорбции

каротина. Проведенные на крысах опыты Бомсков и Руфа показали, что

ресорбция каротина, растворенного в маргарине, практически равна

нулю. При добавлении к маргарину одного процента ненасыщенных

жирных кислот ресорбция каротина превышает 20%. Приведенные данные,

правда, не согласуются с позднейшими исследованиями Абрамсона и

Брюниуса, которые нашли, что (-каротин одинаково выявляет свойства

фактора роста, будучи растворенным в арахидном масле или маргарине.

Очевидно, рецептура маргарина имеет существенное значение.

Усвояемость организмом каротина и витамина А значительно повышается

в присутствии (-токоферола (витамин Е), являющегося стабилизатором-

антиоксидантом. Лучше всего ресорбируется каротин тех продуктов,

которые обладают наиболее высоким содержанием витамина Е.

Искусственное добавление (-токоферола к каротину в олифковом масле

и к моркови также влечет за собой увеличение усвояемости.

Характерно, что при этом увеличивается и содержание каротина в

кале животных, что также может быть объяснено предохраняющим

действием (-токоферола. Гуггенгейм считает наличие витамина Е

важнейшим фактором усвоения каротина и витамина А. Автор изучал

влияние природы масла на усвояемость каротина. В специально

поставленных опытах животным давался масляный раствор каротина с

концентрацией 1,6 мг пигмента в 1 мл. Получены следующие результаты:

Масло

Содержание витамина Е Биологическая

в мг% ценность

Оливковое

рафинированное............................................................

0,08 44

Кокосовое

нерафинированное..........................................................0,

03 45

Сезамовое

нерафинированное..........................................................0,

05 44

Хлопковое

нерафинированное.........................................................

0,92 72

Льняное

нерафинированное............................................................

..0,23 61

Данные таблицы свидетельствуют о несомненном влиянии содержания

витамина Е в маслах на биологическую ценность растворенного в них

каротина.

В процессе всасывания каротина кишечником принимают участия

желчные кислоты, прямо или косвенно играющие роль в переносе

каротина через кишечный эпителий. Опыты, проведенные на крысах,

показали, что наибольший эффект ресорбции каротина из кишечника

имеет место тогда, когда каротин растворен в триолеине или 40%

растворе желчи. При применении кокосового и коровьего масла

ресорбция понижалась. Нарушение желчного аппарата отрицательно

сказывается на усвояемости каротина, что наблюдается у лиц,

страдающих растройством желчного пузыря. В случае хронической

диарреи и закупоривание желчных протоков, а также и при других

расстройствах, связанных с длительным нарушением жирового обмена,

ресорбция каротина может быть полностью исключена, а усвояемость

витамина А значительно снижена. Мак Бейн склонен приписывать желчным

продуктам по отношению к каротину и витамину А действие,

аналогичное таковому инвертных мыл (улучшение растворимости).

Существуют указания о том, что скорость ресорбции каротина может

снижаться при определенных инфекционных заболеваниях и в течение

некоторого времени после них.

Кроме всех отмеченных выше факторов, на усвояемость каротина

животным организмом оказывает заметное влияние и степень

предварительного насыщения этого организма провитамином А, а также и

размеры дозировки. При неумеренном потреблении организмом каротина

неусвоившийся его избыток разлагается в кишечнике или, при наличии

стабилизаторов, выходит из организма с калом в частично не

поврежденном состоянии. Если же, вследствии хорошо работающего

ресорбционного аппарата, чрезмерное количество каротина всосалось в

кровь из пищеварительного тракта, избыток каротина способен

выделяться даже через кожу, которая благодаря этому приобретает

желтый цвет.

Ресорбция каротина и витамина А в масляных растворах при прочих

равных условиях протекает, примерно, с одинаковым конечным эффектом,

если это относится к умеренным дозировкам. Однако большие

количества каротина не усваиваются так хорошо, как витамин А. В

особенности это правильно, когда каротин вводится без жира или при

низкой жировой диете. Скорость ресорбции каротина и витамина А

также не одинакова, что зависит, видимо, от величины молекулы.

Девис и Мур определили, что максимальный уровень каротина в крови

у крыс достигается при ресорбции спустя 7-8 часов после введения

препарата. В случае витамина А аналогичный эффект достигается за 3-

5 часов.

После поступления в энтероцит ретинол этерифизируется жирными

кислотами, преимущественно пальмитиновой, тогда как каротин

подвергается расщеплению с образованием двух молекул ретинола.

Этерификация ретинола в энтероцитах происходит путем его

взаимодействия с ацил-КоА, катализируемого микросомальной ацил-КоА:

ретинолацилтрансферазой.

Превращение (-каротина в ретинол происходит в две стадии. На

первой стадии под влиянием (-каротин-15,15’-диоксигеназы каротин

расщепляется по месту центральной двойной связи полиеновой цепи,

соединяющей два его (-иононовых кольца, до двух молекул ретиналя.

На второй стадии ретиналь восстанавливается в ретинол при участии

другого НАДН-(НАДФН)-зависимого фермента слизистой тонкой кишки -

ретинальдегидредуктазы. По мнению некоторых исследователей, большая

часть каротина в кишечнике расщепляется не по центральной, а по

периферическим двойным связям, с образованием апокаратиналей и

низкомолекулярных продуктов окисления. Апокаротинали при участии НАД-

(НАДФ) - зависимой каротинольоксидазы превращаются затем в

апокаротиноевые кислоты. Однако убедительные эксперименты

доказательства в пользу физиологической значимости подобного

механизма не получены.

Перейдя в кровь, каротин, как уже отмечалось выше,

концентрируется преимущественно в печени. Известно также, что

определенное количество каротина через кровь откладывается в жировых

тканях человека, коровы, лошади. Известный уровень содержания

каротина поддерживается постепенно в крови. У млекопитающих каротин

частично переходит в молоко, откладывается в надпочечниках и желтых

телах яичника.

Доказано, что у большого количества животных каротин, поступающий

в печень, подвергается расщеплению по оси симметрии молекулы с

образованием витамина А. Конверсия происходит в клетках Купфера и

представляет собой медленный, изменчивый процесс, по всем вероятиям

ферментативного характера. Каротин постепенно исчезает, и параллельно

с этим накапливаются значительные количества витамина А. Динамика

данного процесса, а также способность печени аккумулировать в себе

каротин и витамин А зависят от особи. Начало конверсии у крыс,

кроликов, кур и коров наблюдается только через несколько дней

после введения каротина в организм животного.

Способность печени некоторых животных накапливать в себе большие

количества витамина А поистине изумительна. Крыса может за несколько

дней отложить такое количество витамина А, которое хватило бы на

пищевые потребности нескольких месяцев. Известен опыт Мура, который

специальной диетой добился насыщения печени крысы запасами витамина

А на сто лет жизни. Наряду с этим кролик и морская свинка

удерживают сравнительно малое количество витамина А даже при богатой

каротином диете. У человека накопление витамина А в печени имеет

тенденцию увеличиваться с возрастом.

Относительно невысокая степень конверсии каротина наблюдается у

коров. Поэтому и молоко коров, в зависимости от породы животного,

может содержать в себе преобладающие количества или каротина или

витамина А.

Способность конвертировать каротин в витамин А обладают не все

животные. Ее лишен организм кошек. Гаррис отрицает ее вообще у

всех плотоядных, которые вынуждены, таким образом, поддерживать

нормальный уровень витамина А в организме за счет животной пищи.

Факт конверсии каротина именно в печени выяснен с достаточной

убедительностью. Доказано, что при различных заболеваниях печени,

при фосфорном отравлении, при определенных болезнях скота, связанных

с нарушением функции печени, каротин остается неконвертированным в

клетках Купфера в больших количествах. Скорость расщепления каротина

в печени значительно понижается также при заболевании диабетом.

Чрезвычайно интересный с химической точки зрения процесс конверсии

каротина, согласно современным представлениям, происходит при

участии специального фермента, названного каротиназой. Существование

этого фермента, впрочем, нельзя считать еще полностью доказанным.

Каротиназу изучали Олькотт и Мак Кэнн, которые демонстрировали

реакцию конверсии каротина in vitro при действии печеночной ткани

или водного экстракта печени животных. Подобные же опыты были

осуществлены впоследствии и другими исследователями. Однако целый

ряд авторов сообщает о том, что им не удалось воспроизвести этой

реакции. Эйлер склонен отрицать существование каротиназы, приписывая

ее роль крови. При действии на каротин свежей кровяной сыворотки

быка ему удалось добиться некоторого эффекта конверсии.

Капланский и Балаба установили, что превращение каротина в

витамин А может происходить в тканях щитовидной железы под

действием тиреоглобулина. При иодировании казеина, сывороточного

глобулина и некоторых других белков авторам удалось получить

препараты, приблежающиеся к тиреоглобулину по своему гормональному

действию. При обработке коллоидного раствора каротина иодированным

казеином отмечено образование некоторого количества витамина А,

обнаруживаемого спектофотометрическим путем.

Разрешение вопроса о возможности конверсии каротина химическим

путем имеет исключительно большое практическое значение. При наличии

такого метода, не связанного со слишком сложными операциями и

дающего удовлетворительные выходы, была бы разрешена проблема

получения препаратов витамина А из растительного сырья. Из

приводимых фактов видно, что хотя каротин при оптимальных условиях

его усвоения и равноценен почти полностью витамину А, все же

непосредственному введению в организм препаратов витамина А

сопутствует более быстрая ресорбция. Отпадает при этом и

обусловленный факторами процесс конверсии. Литературные данные,

касающиеся вопроса об искусственной конверсии каротина без

применения каких-либо вытяжек животного происхождения, очень

немногочисленны. Амад установил, что некоторые анаэробные бактерии

обладают способностью переводить каротин в вещества, по спектральной

характеристике приближающиеся к витамину А. Бауден и Снау

подвергали растворы каротина в циклогексане облучению в атмосфере

азота монохроматическим ультрофиолетом (265 m() и получили продукты,

близкие по характеристике к витамину А. Альдегид витамина А был

получен Хантером и Вильямсом с очень малым выходом при действии

на раствор (-каротина в хлороформе и ледяной уксусной кислоте

перекисью водорода при тщательно контролируемых условиях. После

хроматографического отделения от прочих продуктов окисления альдегид

восстанавливался по Пондорффу в витамин А - спирт, обладавший

ожидаемой биологической активностью.

С точки зрения общепринятой гипотезы о происхождении витамина А

исключительно из каротина, на первый взгляд, кажется неясным - каким

образом в жире печени целого ряда морских и пресноводных рыб

накапливается огромное количество витамина А, в полторы тысячи раз

превышающие максимальное содержание каротина в растениях. Существует

заслуживающая внимания теория происхождения витамина А в рыбьих

жирах из каротина зеленых водорослей. Путь этих превращений,

однако, гораздо более сложен, чем при описанной выше

непосредственной конверсии. За счет богатых каротином диатомовых

водорослей развивается фитопланктон, являющийся пищей для мелких

рыб. Хищные рыбы, питаются мелкими, сами уже не способны

конвертировать каротин. Следовательно, где-то в средней цепи этих

превращений должно происходить образование витамина, так как

большему количеству фитопланктона в море соответствует большее

содержание витамина А в печени крупных рыб. способность средних рыб

увеличивать содержание витамина А при искусственном добавлении им в

пищу каротина также говорит в пользу этой теории. Однако у

копепод, являющихся основной составной частью фитопланктона северных

морей, найдены лишь следы каротина и неактивный каротиноид астацин.

Последний обнаружен также в яйцах некоторых видов фарели. Есть

предложение, что астацин является промежуточным продуктом при

образовании витамина А в организме рыб.

Конверсия каротина протекает, повидимому, иногда и не по

центральной двойной связи, а по соседней с ней. В таком случае

из одной половины молекулы каротина может образоваться (-апо-5-

каротинол - гомолог витамина А - с 22 углеродными атомами и 6

конъюгированными двойными связями. Наличие этого гомолога названного

витамином А2, отмечено в жирах пресноводных рыб.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КАРОТИНА И КАРОТИНОИДОВ

Биологическая активность каротина, т.е. степень способности его

оказывать на организм такое же действие, как и витамин А, зависит

эффективность процесса его усвоения и нормальной функции

конвертирующего аппарата. Витамин А, как было указано выше,

ресорбируется в кишечнике быстрее каротина и в увеличенных дозах

совершеннее. К тому же витамин А, как препарат, поступает в

организм исключительно в жировом растворе. Этап конверсии при

применении витамина А полностью отпадает. Каротин же может вводиться

в организм в самом разнообразном виде, происходя из различных

источников. Таким образом А-витаминная активность каротиновых

препаратов - функция многих переменных факторов.

Первые исследования каротина, как провитамина А, считали его

активность равной активности самого витамина (в равных весовых

количествах). Это справедливо в идеальном случае, когда чистый (-

каротин, растворенный в масле, содержащем антиоксиданты, вводится

небольшими дозами в нормально функционирующий организм. Тогда

усвояемость того и другого препарата должна быть, примерно,

одинаковой, и конверсия каротина в печени произойдет количественно.

Следовательно, будет ли введен в организм витамин А или (-каротин

в том же количестве - результирующей физиологический эффект должен

быть тот же самый. Само собой разумеется, что подобное явление

может иметь место только при наличии одного (-изомера каротина,

симметричная молекула которого при конверсии распадается на две

равноценных молекулы витамина А. В весовом количестве витамин А

получается при этом даже немного больше, если принять в расчет

две присоединяющихся при конверсии молекулы воды.

Целый ряд экспериментальных наблюдений действительно свидетельствует

о том, что (-каротин и витамин А в разных весовых количествах

почти одинаково восстанавливают рост крыс при небольших дозировках.

Однако, наряду с этим, имеется значительное количество данных,

свидетельствующих о более низкой активности каротина по сравнению с

витамином А. Джилем с сотрудниками считают, что, вообще говоря,

активность витамина А в 1,66 раза выше активности каротина.

Андерхилл и Кауерд на основании биологической проверки пришли к

заключению о вдвое высшей активности витамина А по сравнению с

каротином. Каррером была найдена даже в десять раз высшая

активность витамина А.

Все эти разноречивые данные с трудом поддаются сравнению, так

как разным исследователям почти невозможно создать идентичные

условия биологической пробы. К тому же и пределы ошибок при

биологическом испытании активности могут превышать 100 процентов

(Кауерд).С другой стороны, возможны ошибки и при химическом

определении каротина в продуктах вследствии неучитываемого разложения

и изомеризации. Кроме того, А-витаминная активность каротина может

колебаться в зависимости от вида животного. Установленные

закономерности для крыс нельзя механически переносить на других

животных. Играет, повидимому, некоторую роль и возраст особи. Унгер

утверждает, что для здорового взрослого человека нет различия

усвояемости между витамином А и каротином. Однако для детей и

стариков каротин, будто бы, не может заменить витамин А. Наряду с

этим Сандлер подчеркивает благотворное влияние каротина на детей,

что между прочим, подтверждается и известной нам практикой

отечественных терапевтов.

Большое значение для А-витаминной активности каротина имеет состав

изомеров в препарате. Если молекула (-каротина при конверсии

нацело распадается на две молекулы витамина А, то при конверсии

молекулы (- или (-каротинов должна быть равна только половине

активности (-каротина, что и доказано еще Куном и Брокманом в 1933

году. Однако и в этом, казалось бы вполне ясном вопросе, не

обошлось без противоречий. Эйлер, Каррер и Цубрис не установили

большой разницы между (- и (-каротинами, как факторами роста крыс.

Впрочем ростовая функция каротина, согласно современным

представлениям, уже не считается главнейшим и характерным признаком

его физиологического действия.

Биологическая активность каротина, вводимого с естественными

продуктами, зависит также от происхождения этих продуктов, от их

обработки перед употреблением в пищу, от способа введения их в

организм и величины дозировки, от влияния сопутствующих веществ и

от степени насыщенности организма каротином. Литературные данные по

этому вопросу, однако, достаточно разноречивы. Согласно Грейвсу

каротин зеленых растительных материалов более активен, чем каротин

желтых и оранжевых продуктов. Так, например, активность каротина в

варенной моркови, по данным автора достигает лишь 25% активности

витимина А. Активность же каротина спаржи равна активности витамина

А. По данным Эриксена и Хейгаарда каротин сырой моркови

усваивается организмом только на 1%, каротин вареной моркови - на

19%. Для шпината же эти данные соответственно равны 45 и 48%.

Шерман нашел, что каротин в шпинате обладает вдвое большей

биологической активностью, чем каротин в моркови. Наряду с этим

Смис и Отис утверждают, что активность каротина в шпинате равна

активности чистого кристаллического каротина, растворенного в масле;

активность же моркови - в шесть раз меньше. Такие же несовпадения

имеют место и для люцерны, если сравнить данные различных авторов.

Подобных примеров можно было бы привести еще большее количество.

Предпринятые Шерманом, а также Грейвсом, попытки обобщить все эти

наблюдения, следует признать несостоятельными. В вопросе о

сравнительной биологической активности витамина А и каротина,

попадающего в организм с различными продуктами, нет еще

окончательно установившейся определенности.

Биологическая активность содержащих каротин или витамин А

препаратов или продуктов выражается в настоящее время в

интернациональных единицах ( I. U.). Международная конференция по

витаминам, состоявшаяся в 1931 году в Лондоне, приняла в качестве

стандарта А-витаминной активности чистый, многократно

перекристаллизованный каротин, полученный из моркови. За

интернациональную единицу активности условились считать ту

активность, которой обладает 1 ( (одна тысячная миллиграмма) этого

международного стандарта каротина. Впоследствии, однако, выяснилось,

что каротин моркови состоит из смеси изомеров и что (-изомер

отличается по активности от (-изомера. Поэтому на следующей

конференции, 1934 году, в качестве стандарта А-витаминной активности

был принят чистый (-каротин, растворенный в кокосовом масле. На

основе сравнения активности старого стандарта с активностью (-

каротина было найдено, что интернациональная единица равна 0,6 ( (-

каротина. Такое выражение А-витаминной активности существует и до

сих пор. Гораздо реже можно встретить в литературе выражение А-

витаминной активности в так называемых “крысиных единицах”. Крысиная

единица - это то минимальное ежедневное количество (-каротина,

которое достаточно, чтобы предохранить крысу от А-авитаминоза (1,8-

3,0 ( (-каротина).

Следует помнить, что количество интернациональных единиц в единице

веса какого-либо каротинсодержащего продукта выражает именно

биологическую А-витаминную активность данного продукта, но отнюдь не

является мерилом количественного содержания каротина, что должно

быть ясным на основе всего, сказанного выше. Интернациональной

единице соответствует только 0,6 ( чистого (-каротина в кокосовом

масле, но не 0,6 ( каротина, воспринимаемого с различными

продуктами. Бутс и сотрудники ошибочно критикуют опубликованные

Пайком данные о А-витаминной активности овощей, полученной в

результате биологических испытаний. Сделав простой пересчет каротина,

определенного химическим путем в моркови, на витамин А, эти авторы

не основательно утверждали, что биологическая активность моркови

должна быть гораздо большей, чем это было определенно Пайком. Это,

к сожалению, не единичный случая. Другие исследователи иногда

также склонны характеризовать активность препаратов путем простого

деления в них каротина на эквивалент интернациональной единицы.

Такие данные соответствуют, конечно, не действительной, а, так

сказать, “потенциальной активности”, т.е. такой, которая имела бы

место, если бы каротин препарата при идеальных условиях максимально

усвоился организмом. Действительная же активность любого препарата

или продукта может быть установлена в результате биологического его

испытания по сравнению с принятым международным стандартом.

Большой интерес представляет вопрос о зависимости между

биологической активностью и строением изомеров каротина и

родственных им соединений. Вдвое меньшая активность (- и (-

каротинов по сравнению с (-каротином свидетельствует о том, что

как перемещение двойной связи в цикле, так и раскрытие цикла

влечет за собой потерю активности. Последнее подтверждается также

полным отсутствием А-витаминной активности у каротина и ликопина.

Однако и без раскрытия (-иононового цикла присоединение к нему

кислорода с образованием кетогруппы также связанно с потерей

активности. Аналогично влияет на активность и введение в цикл

гидроксила. Так, например, каротиноиды афанин (моно-кето-(-каротин) и

криптоксантин (моно-гидрокси-(-каротин) имеют половинную по сравнению

с (-каротином А-витаминную активность за счет сохранившихся в

одной половине молекулы неизмененных (-иононовых циклов.

Обобщая эти наблюдения, можно было бы вывести общее заключение,

что половинной, по сравнению с (-каротином, витаминной активностью

обладают только те каротиновые красящие вещества, у которых в

одной половине молекулы имеется неизмененный (-иононовый цикл

(криптоксантин, афанин, миксоксантин, семи-(-каротинон, дигидро-(-

каротин, (-каротин-моно-эпоксид, мутатохром и др.).

Результаты биологических испытаний соответствуют этим заключениям.

В 1940 году Шормиллер экспериментально подтвердил на большом

количестве объектов, что наличие в молекуле неизмененного (-

иононового цикла является как бы непременным условием биологической

активности соединений подобного типа.

Однако из этого правила есть некоторые исключения. Специальные

исследования показали, что живой организм способен переводить

некоторые первичные продукты окисления, гидрирования и галоидирования

(-иононового цикла обратно в (-ионон. Сказанное относится к (-

каротин-моно- и ди-эпоксиду, дигидрокаротину и (-каротин-ди-иодиду,

переходящем в организме в той или иной степени снова в (-каротин.

Винтерштейн и Функ утверждают, что таким путем можно получить А-

витаминно-активное соединение из заведомо неактивного каратиноида

родоксантина. Дигидросоединение последнего имеет (-иононовое строение,

в противоположность самому родоксантину, обладающему (-иононовым

строением. Эйлер, Каррер и Цубрис получили активные соединения из

неактивных каротиноидов зеаксантина и лютеина, имеющих

гидроксилированные циклы, путем замещения гидроксилов на бром

действием трехбромистого фосфора.

Способность животного организма восстанавливать эпоксиды до

образования свободных от кислорода соединений отмечена в последнее

время также Каррером и его сотрудниками. А-витаминная активность (-

каротин-эпоксида, (-каротин-ди-эпоксида и лютеохрома была установлена

экспериментально на крысах. Обнаружено, что (-каротин-эпоксид активен

в дозе 10 (, (-каротин-ди-эпоксид в дозе 17 ( и лютеохром в дозе

18 (. Следовательно, животный организм способен частично переводить

эти соединения соответственно в (-каротин, (-каротин и мутатохром.

Становится также понятным отсутствие активности у аурохрома, так

как последний обладает кислородными атомами, заключенными в двух

фураноидных группировках, не способных к восстановлению.

Второй структурный элемент молекулы - промежуточная алифатическая

цепь - представляется, с первого взгляда, не имеющей никакого

влияния на активность, так как она совершенно одинакова у всех

каротиновых красящих веществ - активных и неактивных. Однако это не

так. Один (-ионон, как известно, А-витаминной активностью не

обладает. Наличие полиметиновой цепи является непрерывным условием

физиологического действия его производных. Каррер в упоминавших выше

работах по получению (-апо-каротиналей и соответствующих им

каротинолов установил, что (-апо-2- и (-апо-4-каротинали и

каротинолы обладают А-витаминной активностью. Обладает ею,

естественно, и (-апо-6-каротинол. При дальнейшем же укорочении

алифатической цепи активность исчезает. Следовательно активность при

наличии (-иононового цикла обусловливается также и наличием

определенной длины цепи конъюгации, включающей в себя не менее

пяти двойных связей. Таким образом витамин А является наиболее

экономной природной формой активного соединения, содержащего одни

лишь необходимые для биологической активности структурные элементы.

Нарушение конъюгации в алифатической цепи влечет за собой потерю

активности. К такому же результату приводит и полное насыщение

двойных связей (пергидрокаротин). Активность сохраняется лишь тогда,

когда примыкающая к (-иононовому циклу часть алифатической цепи

построена минимум из двух изопреновых остатков.

Исследования последних лет показали, что А-витаминную активность (-

каротина, находящегося в полной трансформе, за 100, то получается

следующая картина относительных активностей некоторых стериоизомеров

(по результатам биологического испытания на крысах):

(-

каротин..................................................................100

нео-(-каротин

U........................................................38

(-

каротин...................................................................53

нео-(-каротин

U.......................................................13

(-

каротин....................................................................2

8

про-

(каротин..............................................................44

Из приведенных данных вполне очевидно, что наличие цис-

конфигураций в молекуле каротина связано с заметным понижением

активности. Таким образом с целью предохранения от потери

активности изомеризации (длительное нагревание, действующих кислот,

света и при производстве препаратов каротина необходимо избегать

условий, благоприятствующих его т.д.).

КАРОТИНОИДНЫЙ СОСТАВ СЫВОРОТКИ КРОВИ

При исследовании в 1992-97 гг. методом ВЭЖХ содержания

каротиноидов в сыворотке крови различных групп населения России

недостаточная обеспеченность этими пищевыми веществами ( суммарный

уровень в крови <80 мкг\дл ) была выявлена у 31% взрослого

населения г. Москвы, у 53% - г. Норильска, у 59% здоровых детей г.

Норильска и у 69-87% детей, страдающих различными заболеваниями, (

г. Москва ). В каротиновом спектре обследованных жителей России

преобладают три основных каротиноида: ликопин, (-каротин, лютеин, на

долю которых приходится в среднем 32,0%, 24,0% и 23,6% ( лютеин

с зеаксантином ) соответственно. За ним следует (-каротин (7,0%), (-

криптоксантин (5,4%), (-криптоксантин (0,9%) и неидентифицированные

каротиноиды (7,1%).

Женщины обеспечены каротиноидами лучше, чем мужчины, что, в

первую очередь, обусловлено более высоким содержанием в их

сыворотки крови (-каротина.

Среднее значения суммарного содержания каротиноидов в сыворотке

крови частоболеющих детей, детей с хроническими заболеваниями ЖКТ и

врожденными нарушениями обмена веществ (фенилкетонурия, гликогеноз,

митохондриальная патология ) существенно снижены и составляют 41 - 67

мкг/дл.

Установлены средние арифметические значения и пределы колебаний

содержания отдельных каротиноидов ( мкг/дл ) в сыворотке крови

характерные для взрослых людей, обеспеченность которых всей суммой

каротиноидов соответствует норме ( 80 - 230 мкг/дл ): ликопин - 42,3 ;

(-каротин - 32,2; лютеин+зеаксантин - 27,3; (-каротин - 8,5; (-

криптоксантин - 7,9; (-криптоксантин - 1,4.

Каротиновый спектр сыворотки крови мужчин, женщин, беременных

женщин и детей с низким содержанием суммы каротиноидов ( ниже 80

мкг/дл) отличается от спектра соответствующих групп людей с

нормальной обеспеченностью этими пищевыми веществами ( сумма

каротиноидов в пределах 80 - 230 мкг/дл ) преимущественным снижением

содержания основных каротиноидов: ликопина, лютеина, (-каротина и (-

криптоксантина, на долю которых приходится от 62,6 до 96,0% всей

суммы каротиноидов, присутствующих в крови.

Включение в рацион взрослых людей и детей, страдающих различными

заболеваниями, пищевых продуктов (крекеры, кукурузные палочки,

растительное масло), обогащенных (-каротином, в количестве,

обеспечивающем дополнительное потребление 5 мг этого каротиноида в

сутки в течении трех недель, приводило к увеличению концентрации (-

каротина в сыворотке крови обследуемых в среднем в 2-4 раза, не

влияя существенным образом на содержание других каротиноидов.

ВИТАМИН А И ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЙ РОСТ

Это вопрос служит в последние годы предметом многочисленных

исследований, получивших отражение в ряде обстоятельных обзоров.

Исследования на экспериментальных животных показали, что ретиноиды

обладают способностью тормозить развитие опухолевого процесса.

Наиболее убедительный эффект ретиноиды проявляют в отношении

химического канцерогенеза, в особенности, в случае рака кожи,

грудной железы и мочевого пузыря. Во всех этих случаях развитие

рака происходит, как полагают, в соответствии с двухстадийной

схемой (стадия инициации и стадия промоции), причем ретиноиды

выступают в качестве типичных антипромоторов, то есть соединений,

блокирующих не инициацию канцерогенеза, а его прогрессирование. В

связи с этим их действие оказывается эффективным и при достаточно

значительном временном интервале между воздействием канцерогена и

применением ретиноидов.

Алиментарная недостаточность витамина А у животных ведет к

повышению их чувствительности к действию канцерогенов, в частности,

афлатоксина, диметилгидрозина, 3-метилхолант-рена и др. В то же

время имеются данные и о противоположном эффекте: дефицит витамина

А подавлял рост опухолей толстой кишки, вызванный интраректальным

введением N - метил-нитро - N - нитрозомочевины.

В отличии от данных о преимущественно ингибирующем действии

ретиноидов на химический канцерогенез, данные об их эффектах в

отношении вирусного канцерогенеза, трансплантируемых опухолей, а

также опухолей, вызываемых УФ-облучением, противоречивы и, в

основном, указывают на отсутствие способности ретиноидов к

торможению роста опухолей этого происхождения.

В серии массовых эпидемиологических исследований была выяснена

связь между сниженным потреблением с пищей витамина А и повышенной

частотой возникновения рака. При этом была обнаружена особая роль

достаточного потребления с пищей (-каротина, который, как было уже

отмечено, может оказывать эффекты, не связанные с его превращением

в организме в витамин А.

Была показана возможность использования ретиноидов не только для

профилактики, но и для лечения злокачественных новообразований, в

частности, рака легкого, головы и шеи у людей. Исключительно

важным достоинством ретиноидов является их способность повышать, а

не понижать, в отличии от других противоопухолевых препаратов и

лучевой терапии, иммунный ответ организма, которому принадлежит

важнейшая роль в борьбе организма с опухолями. В связи с этим

указывают на особую перспективность сочетания лучевой терапии с

ретиноидами при лечении больных с новообразованиями.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ КАРОТИНА

Как было отмечено выше, каротин в животном организме

расщепляется с образованием витамина А. В соответствии с этим и

оказываемое каротинолом физиологическое действие, в основном, такое

же, как и действие витамина А.

Авитаминозы и гиповитаминозы А чрезвычайно разнообразны. Они

выражаются в задержке развития и роста организма, падение в весе,

поражении кожных покровов и слизистых оболочек и в связанном с

этим понижением сопротивляемости инфекционным заболеваниям. Недостаток

витамина А вызывает понижение остроты зрения и болезни глаз -

куриную слепоту, кератомаляцию и ксерофтальмию. Авитаминозы и

гиповитаминозы А сопровождаются также общим исхуданием, потерей

аппетита, растройством нервной системы и деятельности кишечника,

нарушением деятельности полового аппарата, поражением дыхательных

путей и слизистых оболочек носа и гортани и пр.

Патологические последствия авитаминоза А одинаковы для людей и

большого количества животных, для которых при этом особенно

характерно заболевание дыхательной и пищеварительной систем, медленное

эмбриональное развитие плода, склонность к абортам, потускнение

волосяного покрова. У птиц снижаются инкубационные качества и

витаминность яиц, повышается смертность цыплят.

В настоящее время известно, что большинство витаминов отличается

многосторонним физиологическим действием. Однако для целого ряда из

них характерна, наряду с этим, все же определенная специфичность

(витамин С - цынга, витамин В1 - бери-бери, витамин D - рахит и т.д.).

Для каротина и витамина А такой специфичности установить нельзя.

Первоначально каротин и витамин А считались факторами роста.

Известно, что отсутствие в пище витамина А влечет за собой

приостановку роста молодых животных и детей и падение их веса.

Однако подобные явления наблюдаются и при отсутствии других

витаминов, некоторых минеральных солей, аминокислот и пр.

Обнаруженное впоследствии свойство каротина и витамина А

способствовать стойкости организма против инфекционных заболеваний

дало право назвать витамин А “антиинфекционным”. С другой стороны,

предохраняющая роль витамина А (и каротина) против глазных болезней,

в частности ксерофтальмии, послужила основанием назвать его

“антиксерофтальмическим”. За последние время исследователи

физиологического действия каротина и витамина А склонны рассматривать

их гормональную функцию, как одну из наиболее существенных для

организма человека и животных. Последнее дает право предполагать

наличие если не общности, то во всяком случае определенных точек

соприкосновения в роли каротина для растительных и животных

организмов.

Здоровый организм человека и животных нуждается в систематическом

введении извне с пищевыми продуктами или препаратами необходимыми

для его нормального функционирования определенных количеств витамина

А или каротина. Применение последних в качестве профилактических и

лечебных агентов показано также и в ряде специфических случаев.

Каротин или витамин А необходим беременным женщинам и кормящим

матерям для нормального питания и роста плода. Чрезмерное

употребление витамина А на ранних стадиях беременности может в

некоторых случаях привести к появлению дефектов у новорожденных.

Как показало исследование специалистов Бостонского университета, для

женщин, принимающих витамин А в дозе свыше 10 тысяч МЕ

(международных стандартных единиц) в день, существует вероятность

рождения детей с деформацией лица, головы, сердца или дефектами

нервной системы.

В ходе исследования, которое проводилось с середины 80-х годов,

были обследованы 22748 беременных женщин. В 339 случаях у

новорожденных обнаружили врожденные дефекты. При этом исследователи

выяснили, что примерно 2% будущих мам слишком “налегали” на

витамин А.

В наборах поливитаминов, продающихся в США без рецепта, как

правило, витамин А содержится около 5 тысяч МЕ. В то же время в

продажу поступает и витамин А в капсулах, содержащих до 25 тысяч

МЕ. “Все будущие матери должны знать о потенциальной опасности

чрезмерного употребления витамина А”, - отметил автор исследования

доктор Кеннет Ротман. Предостережение не распространяться на (-

каротин, содержащийся в моркови и других овощах. Эту “растительную”

форму витамина А исследователи считают совершенно безвредной.

Детям витамин А полезен для нормального роста и правильного

развития организма. Каротин и витамин А оказывают благотворное

влияние на течение инфекционных детских болезней (корь, дифтерит,

коклюш, бронхит, пневмония и др.). Поддерживая в нормальном

состоянии слизистые оболочки носа, горла и др., каротин и витамин А

повышают сопротивляемость организма людей всех возрастов к

инфекционным заболеваниям и являются необходимыми при лечении

хронических насморков, ларингитов, болезней дыхательных путей и пр.

Препараты каротина и витамина А рекомендуется принимать при камнях

печени, почек, мочевого пузыря, при заболеваниях сальных, потовых и

слезных желез, при гиперфункции щитовидной железы и базедовой

болезни, а также при лечении пораженных участков кожи, ожогах,

обмораживаниях, асептических и гнойных ранах. У здоровых людей

каротин и витамин А улучшают способность применяться к изменению

освещения, повышают остроту зрения. Каротин и витамин А являются,

повидимому, единственным радикальным средством для предупреждения и

излечения перечисленных выше глазных болезней - гемералоптии (куриной

слепоты), кератомаляции и ксерофтальмии.

Не следует, однако, считать, что физиологическое действие каротина

связано только лишь с фактом перехода его в витамин А. В ряде

случаев каротин, повидимому, обладает и самостоятельным

физиологическим действием. Достаточно убедительные данный в пользу

этого предположения приводится, например, Рачевским.

Истинная природа физиологического действия каротина на животный

организм не поддается еще в настоящее время сколько-нибудь точной

обобщенной интерпретации, несмотря на обилие накопленного

эмпирического материала. Наиболее ясна картина участия структурных

элементов молекулы каротина в химических процессах, происхождения в

зрительном аппарате (главным образом работы Гехта с сотрудниками и

Вальда). Установлено, что структурные элементы молекулы каротина

входят в состав ретинена, являющегося простетической группой

белкового вещества родопсина (зрительного пурпура). Последний

выполняет роль в процессе зрения, как фотосенсибилизатор и

автоматический регулятор чувствительности глаза к свету.

Случаи гиперкаротиноза значительно более редкий, чем случаи

гипервитаминоза А. При чрезмерном снабжении организма каротином

последний обычно ресорбируется отчасти. Если же ресорбция достигла

значительных размеров, избыточное количество каротина может

выделяться даже через кожу (“ксантоз”). Редкий случай

гипервитаминоза, повлекший за собой расширение печени катаракт и

другие серьезные расстройства.

Потребность человеческого организма в каротине или витамине А,

согласно современным данным, равна 3-5 мг для взрослых и 2-3 мг

для детей. Интересно отметить возникновение за последние годы новой

области применения каротина и витамина А в животноводстве - при

разведении пушных зверей. Витаминизация кормов, при этом,

способствует получению блестящего, красивого и прочного меха.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Савинов Б.Г. Каротин (провитамин А) и

получение его препаратов. - Киев: Издательство

Академии Наук Украинской ССР, 1948 .

2. Душейко А.А. Витамин А - Киев: Наукова Думка,

1988.

3. Дмитровский А.А. Экспериментальная

витаминология, Ред. Островский Ю.М. - Минск:

Наука и техника, 1979.

4. Поздняков С.П. Успехи современной биологии -

1985. - 100, вып. 2 (5).

5. Плецитый К.Д., Лидак М.Ю. Витамин А и

синтетические ретиноиды в иммунологии и

онкологии. - Рига: Зинатне, 1984.

6. Сисакян Н.М., Биохимия и физиология

витаминов. 1953

7. Таранова А.Г. Каротиновый состав сыворотки

крови разных групп населения и влияние на

него пищевых продуктов, обогощенных бета-

каротином: Автореф. - Москва , Ин-т питания АМН

России, 1998.

8. Потапов В.М Органическая химия. - Москва: -

Просвещение, 1983

9. Механизм межвитаминных взаимодействий.

Минск, Наука и техника, 1973 г.

10. Стайлер Л. Биохимия (в 3-х томах) - Москва: Мир,

1985.

11. Конъ И.Я. Биохимические механизмы действия

витамина А: Автореф. дис. док. мед. наук. - Москва,

Ин-т питания АМН СССР, 1987.

12. Журнал “Здоровье”, март, 1998.

Страницы: 1, 2