El retinol , también conocido como vitamina A 1 , es una vitamina de la familia de la vitamina A [1] que se encuentra en los alimentos y se utiliza como suplemento dietético . [2] Como suplemento, se ingiere para tratar y prevenir la deficiencia de vitamina A , especialmente la que resulta en xeroftalmía . [1] 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. [3] También se utiliza para reducir el riesgo de complicaciones en quienes tienen sarampión . [3] Se usa por vía oral oinyección en un músculo . [1]
Datos clinicos | |
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AHFS / Drugs.com | Monografía |
Datos de licencia | |
Vías de administración | por vía oral, IM [1] |
Clase de droga | vitamina |
Código ATC | |
Estatus legal | |
Estatus legal |
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Identificadores | |
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Número CAS |
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PubChem CID | |
IUPHAR / BPS | |
ChemSpider | |
UNII |
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CHEBI | |
CHEMBL | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
Tarjeta de información ECHA | 100.000.621 |
Datos químicos y físicos | |
Fórmula | C 20 H 30 O |
Masa molar | 286,4516 g · mol −1 |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
Punto de fusion | 62 a 64 ° C (144 a 147 ° F) |
Punto de ebullición | 137–138 ° C (279–280 ° F) (10 −6 mm Hg ) |
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El retinol en dosis normales se tolera bien. [1] Las altas dosis puede resultar en un agrandamiento del hígado , piel seca, o hipervitaminosis A . [1] [4] Las dosis altas durante el embarazo pueden dañar al bebé. [1] Se convierte en el cuerpo en ácido retiniano y retinoico a través del cual actúa. [2] Las fuentes dietéticas incluyen pescado, productos lácteos y carne. [2]
El retinol se descubrió en 1909, se aisló en 1931 y se fabricó por primera vez en 1947. [5] [6] Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud . [7] El retinol está disponible como medicamento genérico y sin receta . [1]
Usos médicos
El retinol se usa para tratar la deficiencia de vitamina A .
Se pueden utilizar tres enfoques cuando las poblaciones tienen niveles bajos de vitamina A: [8]
- Mediante la modificación de la dieta que implica el ajuste de las opciones del menú de las personas afectadas a partir de las fuentes de alimentos disponibles para optimizar el contenido de vitamina A.
- Enriquecimiento de alimentos asequibles y que se consumen habitualmente con vitamina A, un proceso llamado enriquecimiento. 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 ingesta tolerable (UL) de vitamina A, para un hombre de 25 años, es de 3.000 microgramos / día, o aproximadamente 10.000 UI. Si está amamantando, la ingesta de vitamina A debe ser de 1200 a 1300 unidades de actividad de retinol (RAE). [9]
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 cuando es necesario, por lo tanto, los niveles altos de caroteno no son tóxicos en comparación con las formas éster (animal). Los hígados de ciertos animales, especialmente aquellos adaptados a ambientes polares como los osos polares y las focas, [10] 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 por vitamina A fue Xavier Mertz , un científico suizo que murió en enero de 1913 en una expedición antártica que había perdido sus suministros de alimentos y se puso a comer sus perros de trineo. Es posible que Mertz haya consumido cantidades letales de vitamina A al comerse el hígado de los perros. [11]
La toxicidad aguda por vitamina A ocurre cuando una persona ingiere vitamina A en grandes cantidades por encima del 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. [12] 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, el enriquecimiento y la suplementación de alimentos, todos los cuales se emplean para combatir la deficiencia de vitamina A. [13] La toxicidad se clasifica en dos categorías: aguda y crónica. El primero ocurre unas horas o días después de la ingestión accidental de grandes cantidades de vitamina A o mediante una terapia inapropiada. La toxicidad crónica se produce cuando se consumen aproximadamente 4.000 UI / kg o más de vitamina A durante un período prolongado. Los síntomas asociados con ambas toxicidades incluyen náuseas, visión borrosa, fatiga, pérdida de peso, anomalías menstruales, etc. [14]
También se sospecha que el exceso de vitamina A contribuye a la osteoporosis . Esto parece ocurrir en dosis mucho más bajas que las requeridas para inducir una intoxicación aguda. Solo la vitamina A preformada puede causar estos problemas porque la conversión de carotenoides en vitamina A se regula a la baja 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 del cáncer de pulmón cuando se estudió en un ensayo de prevención del cáncer de pulmón en hombres fumadores. En los no fumadores se ha observado el efecto contrario. [ cita requerida ]
El exceso de vitamina A preformada durante el embarazo temprano también se ha asociado con un aumento significativo de defectos de nacimiento. [15] Estos defectos pueden ser graves e incluso poner en peligro la vida. Incluso el doble de la cantidad diaria recomendada puede causar defectos de nacimiento graves. [16] La FDA actualmente recomienda que las mujeres embarazadas obtengan su vitamina A de alimentos que contienen β-caroteno y que deben asegurarse de no consumir más de 5,000 UI de vitamina A preformada (si la hubiera) 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 de la Colaboración Cochrane publicada en JAMA en 2007 encontró que la suplementación con β-caroteno o vitamina A aumentaba la mortalidad en un 5% y un 16%, respectivamente. [17]
Contrariamente a las observaciones anteriores, los estudios recientes que surgen de algunos países en desarrollo (India, Bangladesh e Indonesia) han sugerido firmemente que en las poblaciones en las que la deficiencia de vitamina A es común y la mortalidad materna es alta, la administración de dosis a las mujeres embarazadas puede reducir en gran medida la tasa de mortalidad materna. [18] De manera similar, administrar a los recién nacidos 50 000 UI (15 mg) de vitamina A en los dos días posteriores al nacimiento puede reducir significativamente la mortalidad neonatal. [19] [20]
Papel biológico
El retinol u otras formas de vitamina A son necesarios para la vista, el mantenimiento de la piel y el desarrollo humano. [1]
Embriología
El ácido retinoico a través del receptor del ácido retinoico influye en el proceso de diferenciación celular y, por tanto, en el crecimiento y desarrollo de los embriones. Durante el desarrollo, hay un gradiente de concentración de ácido retinoico a lo largo del eje anteroposterior (cabeza-cola). Las células del embrión responden al ácido retinoico de manera diferente según la cantidad presente. Por ejemplo, en los vertebrados, el rombencéfalo forma transitoriamente ocho rombómeros y cada rombómero tiene un patrón específico de genes que se expresan. Si el ácido retinoico no está presente, los últimos cuatro rombómeros no se desarrollan. En cambio, los rombómeros 1 a 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 celular. La deleción del gen Homeobox (Hox-1) del rombómero 4 hace que las neuronas que crecen en esa región se comporten como neuronas del rombómero 2. El ácido retinoico no es necesario para modelar la retina como se propuso originalmente, pero se secreta ácido retinoico sintetizado en la retina en el mesénquima circundante donde se requiere para prevenir el crecimiento excesivo del mesénquima perioptico que puede causar microftalmia, defectos en la córnea y el párpado, y rotación de la copa óptica. [21]
Biología de células madre
El ácido retinoico es un factor influyente utilizado en la diferenciación de las células madre hacia destinos más comprometidos, haciendo eco de la importancia del ácido retinoico en las vías de desarrollo embrionarias naturales. Se cree que inicia la diferenciación en varios linajes celulares diferentes al no secuestrar ciertas secuencias en el genoma.
Tiene numerosas aplicaciones en la inducción experimental de la diferenciación de células madre; entre estos se encuentran la diferenciación de células madre embrionarias humanas a linajes posteriores del intestino anterior y también a neuronas motoras funcionales .
Visión
La vitamina A es convertida por la proteína RPE65 dentro del epitelio pigmentario de la retina en 11-cis-retinal. Luego, 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 de opsina que activa una cascada compleja llamada ciclo visual. Este ciclo comienza con la absorción de luz de la retina 11-cis y la isomerización en la retina todo-trans. El cambio de forma de la molécula después de absorber la luz cambia a su vez la configuración de la proteína compleja rodopsina , el pigmento visual que se utiliza en niveles bajos de luz. [ cita requerida ] Esto representa el primer paso del ciclo visual. Esta es la razón por la que a menudo se dice que comer alimentos ricos en vitamina A permite que una persona vea en la oscuridad, aunque el efecto que tienen en la visión es insignificante.
Síntesis de glicoproteínas
La síntesis de glicoproteínas requiere un estado adecuado de vitamina A. En la deficiencia grave de vitamina A, la falta de glucoproteínas puede provocar úlceras o licuefacción de la córnea. [22]
Sistema inmune
La vitamina A es esencial para mantener intactos los tejidos epiteliales como barrera física contra la infección; también participa en el mantenimiento de varios tipos de células inmunitarias tanto del sistema inmunitario innato como del adquirido. [23] Estos incluyen los linfocitos ( células B , células T y células asesinas naturales ), así como muchos mielocitos ( neutrófilos , macrófagos , y mieloides células dendríticas ).
las células rojas de la sangre
La vitamina A puede ser necesaria para la formación normal de glóbulos rojos ; [24] [25] la deficiencia causa anomalías en el metabolismo del hierro . [26] La vitamina A es necesaria para producir glóbulos rojos a partir de células madre a través de la diferenciación de retinoides. [27]
Crecimiento
La vitamina A afecta la producción de la hormona del crecimiento humana . [28] Se requiere ácido retinoico para unirse a los receptores nucleares para ayudar en el crecimiento. [28]
Unidades de medida
Cuando se hace referencia a las asignaciones dietéticas o la ciencia nutricional , el retinol generalmente se mide en unidades internacionales (UI). UI se refiere a la actividad biológica y, por lo tanto, es única para cada compuesto individual; sin embargo, 1 UI de retinol equivale aproximadamente a 0,3 microgramos (300 nanogramos).
Nutrición
Propiedades de las vitaminas | |
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Solubilidad | gordo |
RDA (macho adulto) | 900 µg / día |
RDA (hembra adulta) | 700 µg / día |
Límite superior de la dosis diaria recomendada (hombre adulto) | 3000 µg / día |
Límite superior RDA (mujer adulta) | 3000 µg / día |
Síntomas de deficiencia | |
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Exceso de síntomas | |
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Fuentes comunes | |
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Esta vitamina juega un papel esencial en la visión, particularmente la visión nocturna, el desarrollo normal de los huesos y los dientes, la reproducción y la salud de la piel y las membranas mucosas (la capa secretora de moco que recubre 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 cánceres.
Hay dos fuentes de vitamina A en la dieta. Las formas activas, que están inmediatamente disponibles 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 deben ser convertidos en formas activas por el organismo, se obtienen de frutas y verduras que contienen pigmentos amarillos, naranjas y verde oscuro, 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). Un RE equivale 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 soluble en grasa y se puede almacenar en el cuerpo. La mayor parte de la vitamina A consumida se almacena en el hígado. Cuando lo requiere 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 diana.
La ingesta dietética
La ingesta dietética de referencia (DRI) de la cantidad diaria recomendada (RDA) de 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 más bajos, 700 microgramos para hombres y 600 microgramos para mujeres. [29]
Las estimaciones han cambiado con el tiempo de la velocidad a la que el β-caroteno se convierte en vitamina A en el cuerpo humano. Una estimación inicial de 6: 1 se revisó a 12: 1 y, a partir de estudios recientes y ensayos experimentales llevados a cabo en países en desarrollo, se revisó nuevamente a 21: 1. [18] La implicación de la estimación reducida es que se necesitan mayores cantidades de β-caroteno para producir el requerimiento dietético necesario de vitamina A. Esto significa que más continentes se ven afectados por la deficiencia de vitamina A 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. [18]
La Agencia de Normas Alimentarias establece que un adulto promedio no debe consumir más de 1500 microgramos (5000 UI) por día, porque esto aumenta la posibilidad de osteoporosis .
Durante el proceso de absorción en los intestinos , el retinol se incorpora a los quilomicrones en forma de éster, y son estas partículas las que median el transporte al hígado . Las células del hígado ( hepatocitos ) almacenan vitamina A como éster y, cuando se necesita retinol en otros tejidos, se desesterifica y se libera a la sangre en forma de alcohol. Luego, el retinol se une a un portador de suero, la proteína de unión al retinol , para su transporte a los tejidos diana. Una proteína de unión dentro de las células, la proteína de unión al ácido retinoico celular , sirve para almacenar y mover el ácido retinoico intracelularmente . La biodisponibilidad de carotenoides es de 1 ⁄ 10 a 1 ⁄ 5 del retinol. Los carotenoides se absorben mejor cuando se ingieren como parte de una comida grasosa. 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 cocinar o picar.
Deficiencia
La deficiencia de vitamina A es común en los países en desarrollo pero rara vez se observa 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. [30] La deficiencia de vitamina A en las mujeres embarazadas aumenta la tasa de mortalidad de los niños poco después del parto. [31] 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 mucho la córnea y dañar la retina y la córnea. [32]
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 a 7 oz (50 a 198 g):
- aceite de hígado de bacalao
- Manteca
- Hígado (res, cerdo, pollo, pavo, pescado)
- Huevos
- Queso , Leche [33]
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.
Hay tres rutas conocidas para el retinol que se utilizan industrialmente, todas las cuales comienzan con β-ionona. [34]
Vision nocturna
Ceguera la noche incapacidad de ver bien en la tenue luz se asocia con una deficiencia de vitamina A . Al principio, se influye en la proteína rodopsina más sensible a la luz (que contiene más retina) . 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 proteína-pigmento 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 del 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 retinol, la regeneración de rodopsina es incompleta y se produce ceguera nocturna.
Química
Son posibles muchos isómeros geométricos diferentes de retinol, retina y ácido retinoico como resultado de una configuración trans o cis de cuatro de los cinco dobles enlaces que se encuentran en la cadena poliénica . Los isómeros cis son menos estables y pueden convertirse fácilmente a la configuración todo trans (como se ve en la estructura de todo trans- retinol que se muestra en la parte superior de esta página). Sin embargo, algunos isómeros cis se encuentran de forma natural y cumplen funciones esenciales. Por ejemplo, el isómero 11- cis -retiniano es el cromóforo de la rodopsina , la molécula fotorreceptora de vertebrados . La rodopsina está compuesta por el 11-cis-retinal unido covalentemente a través de una base de Schiff a la proteína opsina (ya sea opsina de varilla o opsina de cono azul, rojo o verde). El proceso de la visión se basa en la isomerización inducida por la luz del cromóforo de 11- cis a todo- trans, lo que da como resultado un cambio de conformación y activación de la molécula fotorreceptora. Uno de los primeros signos de deficiencia de vitamina A es la ceguera nocturna seguida de una disminución de la agudeza visual.
George Wald ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1967 por su trabajo con los pigmentos de la retina (también llamados pigmentos visuales), lo que permitió comprender el 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 activando los receptores nucleares del ácido retinoico . [21] 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 crecimiento deficiente, la susceptibilidad a infecciones y los defectos de nacimiento observados en 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 luego es atacado por el agua creando dos grupos hidroxilo en el centro de la estructura. La escisión ocurre cuando estos alcoholes se reducen a aldehídos usando NADH. Este compuesto se llama retina. La retina luego se reduce a retinol por la enzima retinol deshidrogenasa . La retinol deshidrogenasa es una enzima que depende de NADH. [35]
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 la grasa butírica, también en 1913. [36] 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 los relatos históricos relacionados con la vitamina A y / o manifestaciones de deficiencia de la siguiente manera: relatos "antiguos"; Descripciones clínicas de los siglos XVIII al XIX (y sus supuestas asociaciones etiológicas); experimentos con 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. [18]
Durante la Segunda Guerra Mundial , los aviones bombarderos alemanes atacaron Gran Bretaña por la noche en lugar de por el día para evitar ser detectados, pero los aviones interceptores británicos utilizaron el sistema Airborne Intercept Radar , desarrollado en 1939, para localizar bombarderos que no podían ver. Para mantener la inteligencia artificial en secreto del ejército alemán, el Ministerio de Información dijo a los periódicos que el buen desempeño nocturno de los pilotos de la Royal Air Force se debió a una alta ingesta dietética de zanahorias ricas en vitamina A , propagando el mito de que las zanahorias permiten que la gente vea mejor en la oscuridad. [37]
Fabricar
La producción comercial de retinol requiere típicamente la síntesis retiniana mediante la reducción de un derivado de pentadieno y la acidificación e hidrólisis subsiguientes 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 suplemento dietético, el retinol se estabiliza como derivados de éster , acetato de retinilo o palmitato de retinilo .
Referencias
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enlaces externos
- Jane Higdon, " Vitamina A ", Centro de información sobre micronutrientes, Instituto Linus Pauling , Universidad Estatal de Oregón
- Oficina de Suplementos Dietéticos de los NIH - Vitamina A
- Deficiencia de vitamina A en el Manual de diagnóstico y terapia de Merck
- Publicaciones de la OMS sobre la deficiencia de vitamina A
- "Retinol" . Portal de información sobre medicamentos . Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.