Дія вітаміну A (ретинолу та бета-каротину)
Вітамін A бере участь в окислювально-відновних процесах, регуляції синтезу білків, сприяє нормальному обміну речовин, функції клітинних та субклітинних мембран, грає важливу роль у формуванні кісток та зубів, жирових відкладень, необхідний для розвитку нових клітин, сповільнює процеси старіння.
Вітамін A має вплив на бар'єрну функцію шкіри, слизових оболонок, проникність клітинних мембран та біосинтез їхніх компонентів, а саме певних глікопротеїнів. Дію вітаміну A пов'язують у даному випадку з його можливою причетністю до синтезу білка. Існує припущення, що завдяки наявності подвійних зв'язків у молекулі вітамін A може брати участь в окислювально-відновних реакціях, оскільки він здатний утворювати перекиси, які у свою чергу підвищують швидкість окислення інших з'єднань.
Ще у далекі часи було відомо про корисну дію вітаміну на зір. Використовували варену печінку — одне з основних джерел вітаміну A — для покращення сутінкового зору.
Вітамін A має надзвичайно важливе значення для фоторецепції, він забезпечує нормальну діяльність зорового аналізатора, бере участь у синтезі зорового пігменту сітківки ока та сприйняття оком світла. У цьому важливому процесі велику роль відіграє особливий хромоліпротеїн — складний білок родопсин, або зоровий пурпур, який є основним світлочутливим пігментом сітківки ока, а саме паличок, які займають периферичну частину. Встановлено, що родопсин складається з ліпопротеїну опсину та простетичної групи, яка подана альдегідом вітаміну A1 (ретиналь); зв'язок між ними здійснюється через альдегідну групу вітаміну та вільну ε-NH2-групу лізину молекули білка з утворенням шиффової основи. На світлі родопсин розщеплюється на білок опсин та ретиналь; останній піддається ряду конформаційних змін та перетворюється у транс-форму. Із цими перетвореннями пов'язана трансформація енергії світлових променів у зорове збудження — процес, молекулярний механізм якого поки що остаточно не визначено. В темноті відбувається зворотній процес — синтез родопсину, який потребує наявності активної форми альдегіду — 11-цис-ретиналю, який може синтезуватись з цис-ретинолу, транс-ретиналю чи транс-форми вітаміну A за участю двох специфічних ферментів — дегідрогенази та ізомерази. Більш детально цикл перетворення родопсину у сітківці ока на світлі та у темряві поданий на схемі
Таким чином під дією кванта світла родопсин через ряд проміжних продуктів ("помаранчевий" та "жовтий" білки) розкладається на опсин та алло-транс-ретиналь, який являє собою неактивну форму альдегіду вітаміну A. Є дані, що алло-транс-ретиналь може частково перетворюватись у активний 11-цис-ретиналь під дією світла (на схемі позначено пунктирною рискою). Проте головним шляхом утворення 11-цис-ретиналю є ферментативне перетворення транс-форми вітаміну A у цис-форму (під дією ізомерази) та подальше окислення її з участю алкогольдегідрогенази. Поглинутий фотон вже через декілька піко(мілі)секунд викликає утворення ряду проміжних продуктів фотолізу, які відрізняються спектрами поглинання (прелюміродопсин (543 нм), люміродопсин (497 нм), метародопсин І (480 нм), метародопсин ІІ (380 нм)). Останній протягом кількох секунд повністю гідролізується на опсин та транс-ретиналь.
Варто зауважити, що подібні зорові цикли мають місце як в паличках так і у колбочках. Сітківка містить 3 типи клітин-колбочок, кожний з яких наділений одним з трьох світлочутливих пігментів, які поглинають синій, зелений та червоний кольори відповідно при 430 нм, 540 нм, 575 нм. Виявилось, що усі 3 пігменти, які називаються йодопсини, також містять 11-цис-ретиналь, але розрізняються природою опсину (типи опсину за колбочками). Деякі форми кольорової сліпоти (дальтонізм) викликані вродженою відсутністю синтезу одного з трьох типів опсину у колбочках чи синтезом дефектного опсину (коли люди не розрізняють червоний чи зелений кольори).
Вітамін A необхідний для нормального функціонування імунної системи та є невід'ємною частиною процесу боротьби з інфекціями. Застосування ретинолу підвищує бар'єрну функцію слизових оболонок, збільшує фагоцитозну активність лейкоцитів та інших факторів неспецифічного захисту. Вітамін A захищає від простуд, грипу та інфекцій дихальних шляхів, травного тракту, сечових шляхів. Наявність у крові дітей вітаміну A - один з факторів, відповідальних за те, що в розвинутих країнах діти набагато легше переносять такі хвороби як кір, вітряна віспа, тоді як у країнах з низьким рівнем життя смертність дітей від цих хвороб значно вища. Вітамін A також допомагає продовжити тривалість життя хворим на СНІД.
Ретинол необхідний для підтримування та відновлення епітеліальних тканин, з яких складаються шкіра та слизові оболонки. Не даремно багато сучасних косметичних засобах вміщують ретиноїди — синтетичні аналоги вітаміну. Вітамін A застосовується при захворюваннях шкіри (вугрі, прищі, псоріаз). При ушкодженнях шкіри (рани, сонячні опіки) вітамін A прискорює процеси загоєння, стимулює синтез колагену, покращує якість тканини, яка утворюється та знижує небезпеку від інфекцій.
Вітамін A сприятливо впливає на функціонування легенів, а також є додатковим засобом при лікуванні хвороб травного тракту (виразок, колітів).
Ретинол необхідний для нормального ембріонального розвитку, живлення зародку та зменшує ризик появи новонародженого з малою вагою.
Вітамін A приймає участь у синтезі стероїдних гормонів (прогестерон), сперматогенезі, є антагоністом тироксину — гормону щитовидної залози.
Вітамін A і β-каротин є сильними антиоксидантами, є засобами профілактики та лікування ракових захворювань, попереджують повторну появу пухлин після операції.
Вітамін A і β-каротин захищають мембрани клітин мозку від руйнівної дії вільних радикалів, при цьому бета-каротин нейтралізує найнебезпечніші види вільних радикалів: поліненасичені та кисню.
Антиоксидантна дія бета-каротину грає важливу роль у попередженні захворювань серця та артерій, допомагає хворим на стенокардію, підвищує рівень корисного холестерину у крові.
Лютеїн та зеаксантин — головні каротиноїди, які захищають очі, вони сприяють попередженню катаракти, знижують ризик дегенерації жовтої плями (важливого органу зору), яка є причиною втрати зору у кожному третьому випадку.
Ще один каротиноїд — лікопін (міститься в помідорах) захищає від атеросклерозу, попереджує окислення та накопичення на стінках артерій холестерину низької густини. Допомагає у захисті проти раку, особливо молочної залози, ендометрію та простати.