El retinol, también conocido como Vitamina A 1, es una Vitamina que se encuentra en los alimentos y se utiliza como suplemento dietético. Como suplemento, se usa para tratar y prevenir la Deficiencia de vitamina A, especialmente lo que resulta en Xeroftalmia. En las regiones donde la deficiencia es común, se recomienda una sola dosis grande a las personas con alto riesgo un par de veces al año.
También se usa para reducir el riesgo de complicaciones en quienes tienen sarampión. Se usa por vía oral o inyección en un músculo.
El retinol a dosis normales es bien tolerado. Las altas dosis puede resultar en un agrandamiento del hígado, piel seca, o Hipervitaminosis A. Dosis altas durante el embarazo pueden causar daño al bebé. El retinol pertenece a la familia de la vitamina A. Se convierte en el cuerpo en ácido retiniano y retinoico a través del cual actúa.
Las fuentes dietéticas incluyen pescado, productos lácteos y carne.
El retinol fue descubierto en 1909, aislado en 1931 y fabricado por primera vez en 1947. Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud, los medicamentos más seguros y efectivos necesarios en un sistema de salud. El retinol está disponible como medicamento genérico y de venta libre.
El costo mayorista en el mundo en desarrollo es de aproximadamente US $ 0.02–0.30 por 50,000 unidades. En los Estados Unidos no es muy caro.
Usos médicos
El retinol se usa para tratar la deficiencia de vitamina A.
Se pueden usar tres enfoques cuando las poblaciones tienen niveles bajos de vitamina A :
A través de la modificación de la Dieta que implica el ajuste de las opciones de menú de las personas afectadas de las fuentes de alimentos disponibles para optimizar el contenido de vitamina A.
Enriqueciendo los alimentos comúnmente consumidos y asequibles con vitamina A, un proceso llamado fortificación. Implica la adición de vitamina A sintética a alimentos básicos como margarina, pan, harinas, cereales y otras fórmulas infantiles durante el procesamiento
Al administrar altas dosis de vitamina A a la población deficiente objetivo, un método conocido como suplementación.
Efectos secundarios
El nivel máximo de consumo tolerable (UL) para la vitamina A, para un hombre de 25 años, es de 3.000 microgramos / día, o alrededor de 10.000 UI. Si está amamantando, la Ingesta de vitamina A debe ser de 1.200 a 1.300 unidades de actividad de retinol (RAE).
Un exceso de vitamina A en forma de retinoides puede ser dañino o fatal, dando como resultado lo que se conoce como Hipervitaminosis A. El cuerpo convierte la forma dimerizada, Caroteno, en vitamina A según sea necesario, por lo tanto, los altos niveles de caroteno no son tóxicos en comparación con las formas de éster (animal).
Los hígados de ciertos animales, especialmente aquellos adaptados a ambientes polares como osos polares y focas, a menudo contienen cantidades de vitamina A que serían tóxicas para los humanos. Por lo tanto, la toxicidad de la vitamina A se informa típicamente en exploradores del Ártico y personas que toman grandes dosis de vitamina A sintética.
La primera muerte documentada posiblemente causada por envenenamiento con vitamina A fue Xavier Mertz, un científico suizo que murió en enero de 1913 en unExpedición antártica que había perdido sus suministros de alimentos y cayó a comer sus perros de trineo. Mertz puede haber consumido cantidades letales de vitamina A al comer los hígados de los perros.
La toxicidad aguda de la vitamina A ocurre cuando un individuo ingiere vitamina A en grandes cantidades más que el valor diario recomendado en el umbral de 25,000 UI / kg o más. A menudo, el individuo consume entre 3 y 4 veces la especificación de la RDA. Se cree que la toxicidad de la vitamina A está asociada con los métodos de intervención utilizados para aumentar los niveles de vitamina A en el cuerpo, como la modificación de alimentos, la fortificación y la suplementación, todos los cuales se emplean para combatir la deficiencia de vitamina A.La toxicidad se clasifica en dos categorías:
Aguda y crónica. La primera ocurre unas pocas horas o días después de la ingestión de grandes cantidades de vitamina A accidentalmente o mediante una terapia inapropiada. La toxicidad crónica ocurre cuando se consumen alrededor de 4,000 UI / kg o más de vitamina A durante un período prolongado de tiempo.
Los síntomas asociados con ambas toxicidades incluyen náuseas, visión borrosa, fatiga, pérdida de peso, anomalías menstruales, etc.
También se sospecha que el exceso de vitamina A contribuye a la osteoporosis. Esto parece suceder a dosis mucho más bajas que las requeridas para inducir intoxicación aguda. Solo la vitamina A preformada puede causar estos problemas, porque la conversión de carotenoides en vitamina A se regula negativamente cuando se cumplen los requisitos fisiológicos.
Sin embargo, una absorción excesiva de carotenoides puede causar carotenosis.
La suplementación dietética con β-caroteno se asoció con un aumento en el cáncer de pulmón cuando se estudió en un ensayo de prevención del cáncer de pulmón en fumadores masculinos. En los no fumadores, se ha observado el efecto contrario.
El exceso de vitamina A preformada durante el embarazo temprano también se ha asociado con un aumento significativo de defectos congénitos. Estos defectos pueden ser graves, incluso mortales. Incluso el doble de la cantidad diaria recomendada puede causar defectos de nacimiento graves. La FDA actualmente recomienda que las mujeres embarazadas obtengan su vitamina A de los alimentos que contienen β-caroteno y que deben asegurarse de que no consuman más de 5,000 UI de vitamina A preformada (si la hay) por día.
Aunque la vitamina A es necesaria para el desarrollo fetal, la mayoría de las mujeres tienen reservas de vitamina A en sus células grasas, por lo que se debe evitar estrictamente la suplementación excesiva.
Una revisión de todos los ensayos controlados aleatorios en la literatura científica realizada por la Colaboración Cochrane publicada en JAMA en 2007 encontró que la suplementación con β-caroteno o vitamina A aumentó la mortalidad en un 5% y 16%, respectivamente.
Contrariamente a las observaciones anteriores, estudios recientes que surgen de algunos países en desarrollo (India, Bangladesh e Indonesia) han sugerido firmemente que en poblaciones en las que la deficiencia de vitamina A es común y la mortalidad materna es alta, la administración de madres embarazadas puede reducir en gran medida la tasa de mortalidad materna.
Del mismo modo, dosificar a los recién nacidos con 50,000 UI (15 mg) de vitamina A dentro de los dos días posteriores al nacimiento puede reducir significativamente la mortalidad neonatal.
Rol biológico
El retinol u otras formas de vitamina A son necesarias para la vista, el mantenimiento de la piel y el desarrollo humano.
Embriología
El ácido retinoico a través del receptor de ácido retinoico influye en el proceso de diferenciación celular, por lo tanto, en el crecimiento y desarrollo de embriones. Durante el desarrollo hay un gradiente de concentración de ácido retinoico a lo largo del eje anteroposterior (cabeza-cola). Las células en el embrión responden al ácido retinoico de manera diferente dependiendo de la cantidad presente.
Por ejemplo, en los vertebrados, el cerebro posterior forma transitoriamente ocho romboresy cada rombo tiene un patrón específico de genes que se expresan. Si el ácido retinoico no está presente, no se desarrollan los últimos cuatro rombómeros. En cambio, los rombómeros 1–4 crecen para cubrir la misma cantidad de espacio que los ocho ocuparían normalmente.
El ácido retinoico tiene sus efectos activando un patrón diferencial de genes Homeobox (Hox) que codifican diferentes factores de transcripción del homeodominio que a su vez pueden activar genes específicos del tipo de célula. La eliminación del gen Homeobox (Hox-) del rombo 4 hace que las neuronas que crecen en esa región se comporten como las neuronas del rombo 2.
El ácido retinoico no es necesario para el patrón de la retina como se propuso originalmente, pero el ácido retinoico sintetizado en la retina se secreta en el mesénquima circundante, donde es necesario para prevenir el crecimiento excesivo del mesénquima perioptico que puede causar microftalmia,
Biología de células madre
El ácido retinoico es un factor influyente utilizado en la diferenciación de las células madre a destinos más comprometidos, haciéndose eco de la importancia del ácido retinoico en las vías de desarrollo embrionario natural. Se cree que inicia la diferenciación en un número de diferentes linajes celulares al no secuestrar ciertas secuencias en el genoma.
Tiene numerosas aplicaciones en la inducción experimental de la diferenciación de células madre; entre estos están la diferenciación de las células madre embrionarias humanas a los linajes posteriores del intestino anterior y también a las neuronas motoras funcionales.
Visión
La vitamina A es convertida por la Proteína RPE dentro del epitelio pigmentario de la retina en 11-cis-retinal. Esta molécula se transporta a las células fotorreceptoras de la retina, donde actúa como un interruptor molecular activado por la luz dentro de las proteínas opsina que activa una cascada compleja llamada ciclo visual.
Este ciclo comienza con 11-cis retina que absorbe la luz y se isomeriza en la retina todo trans. El cambio en la forma de la molécula después de absorber la luz a su vez cambia la configuración de la compleja proteína rodopsina, el pigmento visual utilizado en niveles bajos de luz.Esto representa el primer paso del ciclo visual.
Es por eso que a menudo se dice que comer alimentos ricos en vitamina A permite que un individuo vea en la oscuridad, aunque el efecto que tiene en la visión es insignificante. De hecho, el consumo excesivo de vitamina A puede causar toxicidad en el nervio óptico y pérdida permanente de la visión.
Células epiteliales
La vitamina A es esencial para el correcto funcionamiento de las células epiteliales. En la deficiencia de vitamina A, las células secretoras de moco son reemplazadas por células productoras de queratina, lo que conduce a la xerosis.
Síntesis de glicoproteínas
La síntesis de glucoproteínas requiere un estado adecuado de vitamina A. En la deficiencia severa de vitamina A, la falta de glucoproteínas puede conducir a úlceras corneales o licuefacción.
Sistema inmune
La vitamina A es esencial para mantener intactos los tejidos epiteliales como barrera física para la infección; También participa en el mantenimiento de varios tipos de células inmunes tanto del sistema inmunitario innato como adquirido. Estos incluyen los linfocitos ( células B, células T y células asesinas naturales ), así como muchos mielocitos ( neutrófilos, macrófagos, y mieloides células dendríticas ).
Glóbulos rojos
La vitamina A puede ser necesaria para la formación normal de glóbulos rojos; la deficiencia causa anormalidades en el metabolismo del Hierro. La vitamina A es necesaria para producir los glóbulos rojos de las células madre a través de la diferenciación de retinoides.
Crecimiento
La vitamina A afecta la producción de la hormona del crecimiento humano. Se requiere ácido retinoico para unirse a los receptores nucleares para ayudar en el crecimiento.
Unidades de medida
Al referirse a las dietas o la ciencia nutricional, el retinol generalmente se mide en unidades internacionales (UI). IU se refiere a la actividad biológica y, por lo tanto, es único para cada compuesto individual, sin embargo, 1 UI de retinol es equivalente a aproximadamente 0.3 microgramos (300 nanogramos).
nutrición
Esta vitamina juega un papel esencial en la visión, particularmente la visión nocturna, el desarrollo normal de huesos y dientes, la reproducción y la salud de la piel y las membranas mucosas (la capa secretora de moco que recubre las regiones del cuerpo, como el tracto respiratorio). La vitamina A también actúa en el cuerpo como antioxidante, un químico protector que puede reducir el riesgo de ciertos tipos de cáncer.
Hay dos fuentes de vitamina A en la dieta. Las formas activas, que están disponibles inmediatamente para el cuerpo, se obtienen de productos animales. Estos se conocen como retinoides e incluyen retinaldehído y retinol. Los precursores, también conocidos como provitaminas, que el cuerpo debe convertir en formas activas, se obtienen de frutas y verduras que contienen pigmentos amarillos, naranjas y verdes oscuros, conocidos como carotenoides, siendo el más conocido el β-caroteno.
Por esta razón, las cantidades de vitamina A se miden en equivalentes de retinol (RE). Una RE es equivalente a 0.001 mg de retinol, o 0.006 mg de β-caroteno, o 3.3 Unidades internacionales de vitamina A.
En el intestino, la vitamina A está protegido de ser cambiado químicamente por la Vitamina E. La vitamina A es liposoluble y puede almacenarse en el cuerpo. La mayor parte de la vitamina A consumida se almacena en el hígado. Cuando es requerido por una parte particular del cuerpo, el hígado libera algo de vitamina A, que es transportada por la sangre y entregada a las células y tejidos objetivo.
Ingesta dietética
La cantidad diaria recomendada (RDA) de la ingesta de referencia dietética (DRI) para la vitamina A para un hombre de 25 años es de 900 microgramos / día, o 3000 UI. Los valores diarios recomendados por el NHS son ligeramente inferiores a 700 microgramos para hombres y 600 microgramos para mujeres.
Las estimaciones han cambiado con el tiempo de la tasa a la cual el β-caroteno se convierte en vitamina A en el cuerpo humano. Una estimación inicial de 6: 1 se revisó a 12: 1 y de estudios recientes y ensayos experimentales realizados en países en desarrollo se volvió a revisar a 21: 1. La implicación de la estimación reducida es que se necesitan mayores cantidades de β-caroteno para producir los requerimientos dietéticos necesarios de vitamina A.
Esto significa que la deficiencia de vitamina A afecta a más continentes de lo que se pensaba anteriormente. Cambiar las opciones dietéticas en África, Asia y América del Sur no será suficiente, y las prácticas agrícolas en esos continentes deberán cambiar.
La Agencia de Normas Alimentarias establece que un adulto promedio no debe consumir más de 1500 microgramos (5000 UI) por día, ya que esto aumenta las posibilidades de osteoporosis.
Durante el proceso de absorción en los intestinos, el retinol se incorpora a los quilomicrones como forma de éster, y son estas partículas las que median el transporte al hígado. Las células del hígado ( hepatocitos ) almacenan la vitamina A como el éster, y cuando se necesita retinol en otros tejidos, se desesterifica y se libera en la sangre como el alcohol.
El retinol luego se une a un portador de suero, la proteína de unión al retinol, para el transporte a los tejidos objetivo. Una proteína de unión dentro de las células, la proteína de unión del ácido retinoico celular, sirve para almacenar y mover el ácido retinoico intracelularmente. Carotenoides biodisponibilidad es 1 / 10a 1 / 5 que de retinol.
Los carotenoides se absorben mejor cuando se ingieren como parte de una comida rica en grasas. Además, los carotenoides en los vegetales, especialmente aquellos con paredes celulares duras (por ejemplo, zanahorias), se absorben mejor cuando estas paredes celulares se rompen al cocinarlas o picarlas.
Deficiencia
La deficiencia de vitamina A es común en los países en desarrollo, pero rara vez se ve en los países desarrollados. Aproximadamente 250,000 a 500,000 niños desnutridos en el mundo en desarrollo quedan ciegos cada año por una deficiencia de vitamina A. La deficiencia de vitamina A en las mujeres embarazadas aumenta la tasa de mortalidad de los niños poco después del parto.
La ceguera nocturna es uno de los primeros signos de deficiencia de vitamina A. La deficiencia de vitamina A contribuye a la ceguera al resecar la córnea y dañar la retina y la córnea.
Fuentes
Los retinoides se encuentran naturalmente solo en alimentos de origen animal. Cada uno de los siguientes contiene al menos 0.15 mg de retinoides por 1.75–7 oz (50–198 g):
- Aceite de hígado de bacalao
- Mantequilla
- Hígado (carne de res, cerdo, pollo, pavo, pescado)
- Huevos
- Queso, leche
Fuentes sintéticas
El retinol sintético se comercializa con los siguientes nombres comerciales: Acon, Afaxin, Agiolan, Alphalin, Anatola, Aoral, Apexol, Apostavit, Atav, Avibon, Avita, Avitol, Axerol, Dohyfral A, Epiteliol, Nio-A-Let, Prepalin, Testavol, Vaflol, Vi-Alpha, Vitpex, Vogan y Vogan-Neu.
Existen tres rutas conocidas para el retinol que se usan industrialmente, todas las cuales comienzan con la β-ionona.
Visión nocturna
Ceguera la noche incapacidad de ver bien en la tenue luz se asocia con una deficiencia de vitamina A. Al principio, la proteína rodopsina más sensible a la luz (que contiene más retina) está influenciada. Menos pigmentario de la retina iodopsins (tres formas / colores en los seres humanos), responsable de la visión del color y la detección relativamente alta intensidad de luz (visión diurna), se deteriora menos en las primeras etapas de la vitamina A deficiencia.
Todos estos complejos de proteínas y pigmentos se encuentran en las células sensibles a la luz en la retina del ojo.
Cuando es estimulada por la luz, la rodopsina se divide en una proteína y un cofactor: opsina y todo trans- retinal (una forma de vitamina A). La regeneración de la rodopsina activa requiere opsina y 11- cis- retinal. La regeneración de 11- cis- retinal ocurre en vertebrados a través de una secuencia de transformaciones químicas que constituyen «el ciclo visual» y que ocurre principalmente en las células epiteliales pigmentadas de la retina.
Sin cantidades adecuadas de retina, la regeneración de rodopsina es incompleta y se produce ceguera nocturna.
Química
Son posibles muchos isómeros geométricos diferentes de retinol, retinal y ácido retinoico como resultado de una configuración trans o cis de cuatro de los cinco dobles enlaces encontrados en la cadena de polieno. Los isómeros cis son menos estables y pueden convertirse fácilmente a la configuración all- trans (como se ve en la estructura de all- trans- retinol que se muestra en la parte superior de esta página).
Sin embargo, algunos isómeros cis se encuentran naturalmente y llevan a cabo funciones esenciales. Por ejemplo, el isómero 11- cis- retinal es el cromóforo de la rodopsina, el vertebrado Molécula fotorreceptora. La rodopsina está compuesta por la 11-cis-retinal unida covalentemente a través de una base de Schiff a la proteína opsina (ya sea opsina de barra u opsinas de cono azul, rojo o verde).
El proceso de visión se basa en la isomerización inducida por la luz del cromóforo de 11- cis a todo- trans, lo que resulta en un cambio de la conformación y activación de la molécula fotorreceptora. Uno de los primeros signos de deficiencia de vitamina A es la ceguera nocturna seguida de disminución de la agudeza visual.
George Wald ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1967 por su trabajo con pigmentos de retina (también llamados pigmentos visuales), lo que llevó a la comprensión del papel de la vitamina A en la visión.
Muchas de las funciones no visuales de la vitamina A están mediadas por el ácido retinoico, que regula la expresión génica mediante la activación de los receptores nucleares de ácido retinoico. Las funciones no visuales de la vitamina A son esenciales en la función inmunológica, la reproducción y el desarrollo embrionario de los vertebrados, como lo demuestra el deterioro del crecimiento, la susceptibilidad a las infecciones y los defectos de nacimiento observados en las poblaciones que reciben vitamina A subóptima en su dieta.
Biosíntesis
El retinol se sintetiza a partir de la descomposición del β-caroteno. Primero, el β-caroteno 15-15′-monooxigenasa escinde el β-caroteno en el doble enlace central, creando un epóxido. Este epóxido es atacado por el agua creando dos grupos hidroxilo en el centro de la estructura. La escisión ocurre cuando estos alcoholes se reducen a los aldehídos usando NADH.
Este compuesto se llama retinal. La retina se reduce a retinol por la enzima retinol deshidrogenasa. La retinol deshidrogenasa es una enzima que depende de NADH.
Historia
En 1913, Elmer McCollum, bioquímico de la Universidad de Wisconsin – Madison, y su colega Marguerite Davis identificaron un Nutriente liposoluble en la Grasa de mantequilla y el aceite de hígado de bacalao. Su trabajo confirmó el de Thomas Burr Osborne (1859-1929) y Lafayette Mendel (1872-1935), en Yale, que sugirió un nutriente liposoluble en grasa de mantequilla, también en 1913.
La vitamina A 1 se sintetizó por primera vez en 1947 por dos químicos holandeses, David Adriaan van Dorp (1915-1995) y Jozef Ferdinand Arens (1914-2001).
Aunque la vitamina A no se identificó hasta el siglo XX, las observaciones escritas de las condiciones creadas por la deficiencia de este nutriente aparecieron mucho antes en la historia. Sommer (2008) clasificó las cuentas históricas relacionadas con la vitamina A y / o las manifestaciones de deficiencia de la siguiente manera:
Cuentas «antiguas»; Descripciones clínicas del siglo XVIII al XIX (y sus supuestas asociaciones etiológicas); experimentos de animales de laboratorio de principios del siglo XX y observaciones clínicas y epidemiológicas que identificaron la existencia de este nutriente único y las manifestaciones de su deficiencia.
Durante la Segunda Guerra Mundial, los bombarderos alemanes atacarían por la noche para evadir las defensas británicas. Para mantener en secreto la invención de un nuevo sistema de radar de intercepción aerotransportada a bordo de 1939 de los bombarderos alemanes, el Ministerio de Información dijo a los periódicos que el éxito defensivo nocturno de los pilotos de la Royal Air Force se debió a una alta ingesta de zanahorias ricas en Vitaminas.
A, propagando el mito de que las zanahorias permiten a las personas ver mejor en la oscuridad.
Productos químicos relacionados
- Tretinoína (Nombre comercial: Retin-A)
- Isotretinoína (nombre comercial: Accutane (EE. UU.), Roaccutane)
- Palmitato de retinilo («palmitato de vitamina A»)
Todas las formas retinoides de vitamina A se usan en aplicaciones cosméticas y médicas aplicadas a la piel. El ácido retinoico, denominado tretinoína en uso clínico, se usa en el tratamiento del acné y la queratosis pilar en una crema tópica. La isotretinoína, un isómero de tretinoína, también se usa por vía oral (bajo los nombres comerciales Accutane y Roaccutane ), generalmente para el acné severo o recalcitrante.
La tretinoína, bajo el nombre alternativo de ácido retinoico todo trans, se usa como quimioterapia para la leucemia promielocítica aguda, un subtipo de leucemia mielógena aguda. Esto se debe a que las células de este subtipo de leucemia son sensibles a los agonistas de los receptores de ácido retinoico.
Otras formas
Todos los productos químicos enumerados a continuación están en forma de aldehído relevantes para la visión. Ver retina § opsins.
Vitamina A2 : 3,4- deshidroretinal, en vertebrados (incluidos los humanos) pero más importante en peces.
Vitamina A3: 3-hidroxi-retinal, utilizada junto con la retina en artrópodos.
Vitamina A4: 4-hidroxiretinal, utilizada por algunos crustáceos.
Vitamina A5: 9-cis-,14-Dihidroretinal, que se encuentra en mamíferos como un ligando RXR y posiblemente parte de una opsina de alta Energía en ratones.
Fabricación
La producción comercial de retinol típicamente requiere síntesis retiniana mediante la reducción de un derivado de pentadieno y la posterior acidificación e hidrólisis del isómero resultante para producir retinol. El retinol puro es extremadamente sensible a la oxidación y se prepara y transporta a bajas temperaturas y atmósferas libres de oxígeno.
Cuando se prepara como un suplemento dietético, el retinol se estabiliza como derivados del éster, acetato de retinilo o palmitato de retinilo.