Biologické funkcie vitamínu A

Biologické funkcie vitamínu A
 
Zrak, videnie
 
Svetlo prenikajúce šošovkou dopadá na sietnicu nachádzajúcu sa v zadnej časti oka, kde sa premieňa na nervový impulz vedúci optickým nervom do mozgu na spracovanie a vyhodnotenie. Vyhodnotenie vnímania dopadu svetla na sietnicu je princípom videnia.

Očná sietnica obsahuje špeciálne farbivo rodopsín schopné reagovať na dopad svetla. Na vznik rodopsínu je potrebný retinol – Vitamín A. Pigmentové bunky sietnice vychytávajú retinol z krvi a uskladňujú vo forme retynyl-esteru. Podľa potreby sa retynyl-ester rozkladá a izomerizuje na 11-cis-retinol, prípadne ďalej oxiduje na 11-cis-retinál. 11-cis-retinál sa viaže s bielkovinou opsín a vytvára rodopsín – farbivo zabezpečujúce videnie, citlivosť na nízku intenzitu svetla, nočné videnie. Nedostatok retinolu vedie k oslabeniu funkcie videnia pri slabom svetle, spôsobuje takzvanú nočnú slepotu.
 
Aktivácia genetických informácii
 
Vitamín A ani zďaleka neznamená len „ostrý zrak.“ Izoméry kyseliny retinovej (RA) sú priestorovo odlišne orientované molekuly, pôsobia ako hormóny. Aktivujú gény a riadia mnohé biologické procesy. Napríklad all-trans-RA a 9-cis-RA izoméry vytvárajú aktívne komplexy s receptorovými bielkovinami (odomykajú biologické zámky). Tým že sú biologické procesy mnohonásobne vzájomne previazané, retinoidy nepriamo ovplyvňujú napríklad aj funkciu štítnej žlazy alebo biologické účinky vitamínu D, čiže imunitu.
 
Všetky bunky nemôžu robiť odrazu všetko, preto je pre funkčnosť organizmu ako celku nesmierne dôležitá „prísna deľba práce.“ Retinoidy (vitamín A) prostredníctvom stimulácie alebo útlmu funkcie jednotlivých génov zohrávajú veľmi dôležitú úlohu v špecializácii – rozdeľovaní biologických úloh bunkám, dozrievaní buniek na formy zabezpečujúce vysoko špecifické úlohy.

Imunita – anti-infekčný vitamín A
 
Vitamín A je možno menej známy svojou nenahraditeľnou úlohou v obrane pred infekciami. Patrí do kategórie „anti-infekčných vitamínov.“ Ak máme pri posilňovaní imunity na mysli vitamín C, určite by sme nemali vynechať vitamíny A a D.
Biologické procesy sú vzájomne úzko previazané, preto vynechanie jediného faktora ako napríklad vitamínu A môže vážne narušiť celkovú funkčnosť imunity.

Dozrievanie bielych krviniek
 
Biele krvinky, zložka imunity vznikajú ako zárodočné, nešpecializované bunky v kostnej dreni. Aby dokázali dozrieť a plniť svoje úlohy, potrebujú vitamín A, ktorý aktivuje špecializáciu na jednotlivé druhy. Zabezpečenie aktivácie T-lymfocytov je jednou z najvýznamnejších úloh rýchlej a cielenej imunitnej odpovede.
 
Obranyschopnosť slizníc
 
Pokožka a slizice dýchacích ciest, tráviaceho traktu, močového ústrojenstva fungujú ako baréry pred inváziou infekčných mikroorganizmov. Retinol a metabolity retinolu sú v tomto zmysle nevyhnutné pre zachovanie celistvosti a bariérové funkcie buniek.
 
Modulácia imunity
 
Retinoidy ovplyvňujú lymfopoézu – tvorbu bielych krviniek, apoptózu – schopnosť poškodených a napadnutých buniek programovo zaniknúť, tvorbu cytokínov – signálnych bielkovín, imunoglobulínov – nrutralizačných bielkovín.
Vitamín A v prenesenom význame znamená rozdelovanie „obrany“ podľa potrieb, výcvik špecialistov, plnenie špeciálnych úloh.
Rast a vývoj
 
Nedostatok ako aj nadbytok vitamínu A sú známe ako príčiny porúch vývoja a vrodených abnormalít. Retinol a kyselina retinová sú esenciálne pre normálny zárodočný vývoj plodu. Retinoidy riadia napríklad formovanie končatín, vývoj srdca, očí, uší. Rovnako sa zúčastňujú regulácie účinkov rastového hormónu, riadenia rastu. U detí s oslabeným rastom sa odporúča kontrolovať hladiny a zabezprčiť optimálny príjem vitamínu A.

Retinoidy pomáhajú zastaviť rakovinu
 
Štúdie na bunkových kultúrach a zvieracích modeloch prikladajú retinoidom schopnosť inhibovať karcinogenézu, čiže zamedziť procesu vzniku rakoviny.

Protirakovinové účinky retinoidov sa pripisujú spomaleniu rastu buniek, blokovaním bunkového cyklu, zvýšením apoptózy a cytotoxickej schopnosti imunitných buniek.
 
Uvedené protirakovinové účinky sa najvýraznejšie prejavili pri zamedzení procesov vzniku rakoviny kože, pečene, hrubého čreva, prostaty, ako aj pri ďaľších typoch karcinogenézy. Avšak štúdie u ľudí zaoberajúce sa vzťahom príjmu vitamínu a možného ovplyvnenia rakoviny sú menej jednoznačné, vyžadujú detailnejší a rozsiahlejší výskum.
 
S istotou však možno konštatovať že v súčasnosti sa retinoidy veľmi úspešne využívajú aj terapeuticky – v liečbe rakoviny kože a rakoviny krvi a lymfy. Rakovina krvi a lymfy je charakteristická deficitom diferenciácie buniek a neobmedzeným opakovaním delenia buniek, retinoidy zvyšujú premenu rakovinových buniek s vlastnosťami nešpecifických zárodočných buniek na bunky špecializované s obmedzeným počtom deliacich cyklov.
 
V experimentálnej in-vitro štúdii týmu Dr.Fernandéz vystavili vedci 4 rozličné typy buniek rakoviny prsníka pôsobeniu rôznych koncentrácií kyseliny retinovej – derivátu vitamínu A vznikajúcom v tele premenou z retinolu. Pozorovali významnú zmenu vo vlastnostiach prekanceróznych buniek. Bunky nielen zmenili tvar, ale aj zmenili genetickú informáciu v zmysle premeny na normálne bunky. Vedecký tím identifikoval v bunkách 443 prekanceróznych génov. Po aplikácii kyseliny retinovej sa gény zmenili na normálne. Z výskumu vyplýva schopnosť kyseliny retinovej modulovať epigenóm bunky v zmysle návratu k normálnej funkcii.
 
Lymfóm
 
Podľa štúdie Blomhoff a kol. 2004, fyziologické hladiny kyseliny retinovej modulujú funkčnosť imunity predovšetkým aktiváciou T-lymfocytov.

Kým u B-lymfocytov dochádza pôsobením fyziologických koncentrácii kyseliny retinovej k výraznému spomaleniu proliferácie, čiže delenia vo fáze prechodu z G1 na S, pôsobením na T-lymfocyty dochádza k opačnému efektu, k zrýchleniu delenia a súčasne k obmedzeniu apoptózy – samozániku. Výsledkom pôsobenia kyseliny retinovej (aktívny metabolit vitamínu A) je aktivácia T-lymfocytového kompartmentu imunity. Výrazné spomalenie delenia B-lymfocytov je využiteľné pri liečbe lymfómov, kde je potrebné obmedziť nekontrolované delenie a obnoviť samozánik buniek.
 
Podľa výsledkov výskumu Niitsua a kol. 2002, sú B-lymfocyty lymfómu v prítomnosti kyseliny retinovej (all-trans-retinoic acid, ATRA) citlivejšie na pôsobenie interferónu-γ (IFG). Koncentrácia IFG potrebná k navodeniu apoptózy B-lymfocytov bola 40-krát nižšia za spolupôsobenia kyseliny retinovej.

Neuroblastóm
 
Neuroblastóm je typom tumoru s pomerne častým výskytom v ranom detstve. Vzniká z embryonálnych neuronálnych buniek z ktorých by sa nornálnych okolností mal vytvárať autonómny nervový systém.
Podľa in vitro pozorovaní môžu retinoidy spomaliť nekontrolované delenie, prinútiť bunky k diferencovaniu – dozretiu a tým strate schopnosti neobmedzeného delenia.
Doterajšie klinické skúsenosti s terapiou retinoidmi u detí s neuroblastómom naznačujú zlepšenie výsledkov ako sprievodná liečba spolu s konvenčnou chemoterapiou. Avšak 50% pacientov sa dostáva po istom čase do relapsu – návratu ochorenia.
Z uvedeného vyplýva že samotné retinoidy nebudú na úplnú remisiu a vyliečenie ochorenia stačiť, je zrejmé že bude potrebné nahradiť konvenčnú chemoterapiu poškodzujúcu imunitný systém za cielenú imunoterapiu a nešpecifické metabolické modifikácie (ketogénny metabolizmus, kyselina alfa-lipoová).

Ochorenia kože
 
Prirodzené aj polosyntetické deriváty retinoidov sa používajú v liečbe kožných ochorení, ako napríklad psoriáza, akné. Retinoidy môžu ovplyvňovať rastové faktory kože a bariérovú imunitnú funkciu dôležitú pre zvládnutie infekcie sprevádzajúcej akné.
 
 
Zdroje:
Klaassen I, Braakhuis BJ.:Anticancer activity and mechanism of action of retinoids in oral and pharyngeal cancer; Oral Oncol. 2002.
Niitsua n. et al.: Human B-cell lymphoma cell lines are highly sensitive to apoptosis induced by all-trans retinoic acid and interferon-γ; Leukemia Research 2002
Blomhoff K et al.: Vitamin A regulates proliferation and apoptosis of human T- and B-cells; Biochemical SocietyTransaction 2004.
Fernandez et al.: All trans-retinoic acid (ATRA) induces re-differentiation of early transformed breast epithelial cells. International Journal of Oncology, 2014.
Zito G et al.: Spontaneous tumour regression in keratoacanthomas is driven by Wnt/retinoic acid signalling cross-talk; Nat Commun. 2014
 
 

Comments are closed, but trackbacks and pingbacks are open.