Vitamin A

Vitamin A berkait dengan keluarga molekul yang mempunyai bentuk yang serupa, retinoids, yang melengkapkan baki turutan vitamin. Bahagian pentingnya adalah kumpulan retinyl, yang boleh didapati dalam beberapa bentuk. Dalam makanan berasaskan sumber haiwan, bentuk utama vitamin A adalah bentuk jarang oktagon pastry ester, terutamanya retinyl palmitate, yang ditukar kepada (retinol) alkohol dalam usus kecil. Vitamin A juga boleh wujud sebagai (retinal) aldehyde, atau sebagai asid (asid retinoic). Awalan kepada vitamin (provitamin) juga wujud dalam makanan berasaskan tumbuhan sebagai sebahagian ahli keluarga sebatian carotenoid.^[1]

Semua bentuk vitamin A memiliki cecincin beta-ionone yang mana rantaian isoprenoid ditambat. Struktur ini penting bagi aktiviti vitamin.^[1] Pewarna kuning bata bagi lobak - beta-carotene – boleh diwakili sebagai dua kumpulan retinyl bersambung, yang digunakan oleh badan bagi menyumbang kepada tahap Vitamin A. Kumpulan retinyl, apabila bergabung dengan protein khisus, merupakan satu-satunya penyerap cahaya utama dalam daya penglihatan (“visual perception”), dan nama sebatian berkait dengan retina pada mata. Vitamin A boleh didapati dalam pelbagai bentuk:

• retinol, bentuk vitamin A yang diserap apabila memakan sumber makanan berasaskan haiwan, adalah vitamin kuning, larut-lemak, yang penting bagi penglihatan dan pertumbuhan tulang. Oleh kerana bentuk alkohol adalah tidak stabil, vitamin ini biasanya dihasilkan dan diberikan dalam bentuk retinyl acetate atau palmitate.
• retinoid lain, kelas sebatian kimia yang berkait secara kimia dengan vitamin A, digunakan dalam perubatan.^[2]

Jumpaan vitamin A mungkin bermula dari penyelidikan sejak 1906, yang menunjukkan bahawa factor lain selain karbohidrat, protein, dan lemak adalah perlu bagi mengekalkan kesihatan ternakan lembu..^[3] Menjelang 1917 satu dari bahan ini dijumpai secara bebas oleh Elmer McCollum di Universiti Wisconsin–Madison, dan ahli kimia Lafayette Mendel dan Thomas Burr Osborne di Universiti Yale. Oleh kerana "factor B larut-air " (Vitamin B) baru dijumpai, penyelidik memilih nama "factor A larut-lemak " (vitamin A).^[3] Vitamin A pertama kali disistesis pada 1947 oleh dua ahli kimia Belanda, David Adriaan van Dorp dan Jozef Ferdinand Arens.

Oleh kerana sesetengah carotenoids boleh ditukar kepada vitamin A, cubaan telah dilakukan bagi menentukan jumlah dalam permakanan adalah sama dengan jumlah tertentu retinol, agar perbandingan boleh dilakukan mengenai kebaikan dalam makanan berbeza. Malangnya, keadaan mengelirukan kerana persamaan yang diterima telah bertukar. Untuk selama beberapa tahun, system persamaan yang telah digunakan di mana unit antarabangsa (“international unit – IU”) bersamaan kepada 0.3 μg retinol, 0.6 μg β-carotene, atau 1.2 μg carotenoids provitamin-A yang lain.^[4] Kemudian, unit yang dikenali sebagai setanding retinol (“retinol equivalent – RE”) diperkenalkan. 1 RE bersamaan dengan 1 μg retinol, 2 μg β-carotene dilarutkan dalam minyak (sebagai pil tambahan), 6 μg β-carotene dalam makanan biasa (kerana ia tidak diserap sebaik pil tambahan), dan 12 μg samaada α-carotene atau β-cryptoxanthin dalam makanan.

Bagaimanapun, penyelidikan lanjut menunjukkan bahaya penyerapan carotenoids provitamin-A hanya separuh dari apa yang difikirkan dahulu, dengan itu pada 2001 US “Institute of Medicine” mencadangkan unit baru, setanding aktiviti retinol (“retinol activity equivalent – RAE”). 1 μg RAE bersamaan dengan 1 μg retinol, 2 μg of β-carotene dalam minyak, 12 μg beta-carotene "permakanan", atau 24 μg permakanan carotenoids provitamin-A yang lain.^[5]

Bahan dan persekitaran kimianya	Mikrogram setanding retinol per mikrogram bahan
retinol	1
beta-carotene, larut dalam minyak	1/2
beta-carotene, permakanan biasa	1/12
alpha-carotene, permakanan biasa	1/24
beta-cryptoxanthin, permakanan biasa	1/24

Disebabkan penghasilan retinol melalui provitamins oleh badan manusia dikawal oleh jumlah retinol terdapat bagi badan, penukaran ini khusus hanya bagi manusia yang mengalami kekurangan vitamin A. Penyerapan provitamins juga sebahagian besarnya bergantung kepada jumlah lipid yang dimakan bersama provitamin; lipid meningkatkan penyerapan provitamin.^[6]

Satu rumusan yang boleh diambil daripada penyelidikan baru adalah buah dan sayuran tidak begitu berkesan membekalkan vitamin A sebagaiman yang pernah difikirkan—dalam kata lain, Kandungan IU yang dilaporkan hanya bernilai separuh dari jumlah IU yang sama dalam tambahan larut-lemak. Ini adalah penting bagi vegetarian. (Rabun malam boleh dihalang di negara di mana sedikit daging atau makanan ditambah vitamin A boleh didapati.) Contoh permakanan vegan bagi satu hari yang membekalkan vitamin A yang mencukupi telah diterbitkan oleh ’’Food and Nutrition Board ’’(muka surat 120^[5]). Sebaliknya, nilai rujukan bagi retinol atau yang standing dengannya, yang diberikan oleh ’’National Academy of Sciences’’, telah berkurangan. RDA (bagi lelaki dewasa) pada 1968 adalah 5000 IU (1500 μg retinol). Pada 1974 RDA ditetapkan kepada 1000 RE (1000 μg retinol), di mana kini Dietary Reference Intake adalah 900 RAE (900 μg atau 3000 IU retinol). Ini bersamaan dengan 1800 μg β-carotene tambahan (3000 IU) atau 10800 μg β-carotene dalam makanan (18000 IU).

Vitamin A
Rujukan Pengambilan Permakanan^[7]:

Kumpulan Tahap usia	RDA/AI* μg/sehari	UL μg/sehari
Bayi 0–6 bulan 7–12 bulan	400* 500*	600 600
Kanak-kanak 1–3 tahun 4–8 tahun	300 400	600 900
Lelaki 9–13 years 14–18 tahun 19 - >70 tahun	600 900 900	1700 2800 3000
Wanita 9–13 years 14–18 tahun 19 - >70 tahun	600 700 700	1700 2800 3000
Hamil <19 tahun 19 - >50 tahun	750 770	2800 3000
Menyusu <19 tahun 19 - >50 tahun	1200 1300	2800 3000

RDA = Recommended Dietary Allowances
AI* = Adequate Intakes
UL = Upper Limit

(Ambil perhatian bahawa had merujuk kepada bentuk retinoid sintatik dan semulajadi vitamin A. Bentuk Carotene dari sumber permakanan tidak beracun.^[8][9])

Menurut Institute of Medicine of the National Academies, "RDA di set bagi memenuhi keperluan hampir kesemua (97 hingga 98 peratus) individual dalam kumpulan. Bagi bayi sihat menyusu, AI adalah pengambilan purata. AI bagi tahap usia lain dan kumpulan jantina dipercayai mencakupi keperluan kesemua individual dalam kumpulan, tetapi kekurangan data menghalang bagi menyatakan dengan yakin peratusan individu yang dirangkumi oleh pengambilan ini."^[10]

Vitamin A terdapat secara semulajadi dalam banyak jenis makanan:

Nota: Nilai dalam kurungan adalah setara retinol dan peratusan bagi lelaki dewasa RDA ("Recommended Dietary Allowance") per 100g.

Vitamin A memainkan peranan dalam pelbagai fungsi di seluruh tubuh, seperti:

• Penglihatan
• Penyalinan Gen
• Fungsi imunisasi
• Perkembangan janin dan pembiakan
• Metabolis tulang
• Hematopoiesis
• Kesihatan kulit
• Aktiviti antioksidan

Peranan vitamin A dalam kitaran penglihatan adalah khusus berkait dengan bentuk retinal. Dalam mata, 11-cis-retinal terikat kepada rodopsin (rods) dan iodopsin (kon) pada sisa lysine kekal (“conserved lysine residues”). Apabila cahaya memasuki mata 11-cis-retinal menjadi isomerized kepada bentuk all-"trans". Retinal all-"trans" terpisah dari opsin dalam beberapa langkah berturutan yang dikenali sebagai pelunturan. Isomerisasi ini memicu isyarat saraf sepanjang saraf penglihatan kepada pusat penglihatan di otak. Apabila kitaran ini lengkap, retinal all-"trans" boleh dikitar dan ditukar kembali kepada bentuk retinal 11-"cis" melalui siri tindak balas enzim. Tambahan lagi, sesetengah retinal all-"trans" mungkin ditukar kepada bentuk retinol all-"trans" dan kemudiannya diangkut melalui protein pengikat- retinol (IRBP) ke sel epitelial pewarna. Esterifikasi lanjut kepada retinil esters all-"trans" membenarkan bentuk akhir ini disimpan dalam sel epitelial pewarna bagi digunakan semula apabila diperlukan.^[15] Penukaran akhir retinal-11-cis akan mengikat kepada opsin bagi membentuk rhodopsin dalam retina. Rhodopsin diperlukan bagi melihat hitam dan putih dan juga bagi melihat waktu malam. Ini merupakan punca kekurangan vitamin A akan menghalang pembentukan rhodopsin dan mendorong kepada rabun malam.^[16]

Vitamin A, dalam bentuk asid retinoik, memainkan peranan penting dalam pembentukan gen. Apabila retinol telah diserap oleh sel, ia boleh dioksida kepada retinal (oleh retinol dehydrogenases) dan kemudian retinal boleh di oksida kepada asid retinoic (melalui retinal oxidase). Perubahan retinal kepada asid retinoic adalah langkah tidak boleh diundur, bererti penghasilan asid retinoic dikawal ketat, disebabkan aktivitinya sebagai ligand bagi penerima nuklear (“nuclear receptors”).^[15] Asid retinoic mampu mengikat dua penerima nuklear bagi memulakan (atau mengekang) pembentukan gen: Penerima asid retinoic “(retinoic acid receptors – RAR”) atau penerima "X" retinoid (“retinoid "X" receptors –RXRs”). RAR dan RXR perlu dimerize sebelum ia mampu mengikat kepada DNA. RAR akan membentuk heterodimer dengan RXR (RAR-RXR), tetapi ia sukar membentuk homodimer (RAR-RAR). Sebaliknya, RXR mudah membentuk homodimer (RXR-RXR) dan akan membentuk heterodimer dengan kebanyakan penerima nuclear yang lain, termasuk penerima hormone thyroid (“thyroid hormone receptor - RXR-TR”), penerima Vitamin D₃ (RXR-VDR), penerima pengaktif-pengganda peroksisom ("peroxisome proliferator-activated receptor - RXR-PPAR) dan penerima "X" hati (RXR-LXR).^[17] RAR-RXR heterodimer mengenali tindak balas asid retinoid unsur (RAREs) pada DNA manakala RXR-RXR homodimer mengenali tindak balas retinoid "X" unsur (RXREs) pada DNA. Heterodimers RXR yang lain akan mengikat pada pelbagai unsur tindak balas lain pada DNA.^[15] Apabila sahaja asid retinoic terikat pada penerima dan dimerization telah berlaku, penerima menjalani pertukaran pematuhan (“conformational change” yang menyebabkan sesama-pemendam (“co-repressors”) menyingkir daripada penerima. Rakan pengaktif kemudian boleh mengikat pada kompleks penerima, yang mungkin membantu melonggarkan struktur chromatin daripada histones atau mungkin bertindak balas dengan mesin transkripsi.^[17] Penerima kemudiannya boleh mengikat pada unsure tindak balas pada DNA dan naikkawal (“upregulate”) atau turun kawal (“downregulate”) gambaran gen sasaran, seperti protin pengikat retinol selular (“cellular retinol-binding protein – CRBP”) termasuk juga gen yang mengkod bagi penerima itu sendiri.^[15]

Vitamin A kelihatannya berfungsi bagi mengekalkan kulit sihat normal. Mekanisma di belakang agen therepeutik retinoid dalam rawatan penyakit dermatologi sedang dikaji. Bagi rawatan jerawat, dadah yang paling berkesan adalah 13-cis asid retinoic (isotretinoin). Sungguhpun tindakan mekanismanya kekal tidak diketahui, ia satu-satunya retinoid yang mengurangkan saiz dan pengeluaran kelenjar sebum. Isotretinoin mengurangkan bilangan bacteria dalam kedua-dua liang dan permukaan kulit. Ini dipercayai terhasil akibat pengurangan sebum, sumber zat bagi bakteria. Isotretinoin mengurangkan keradangan dengan mengekang tindak balas chemotatic oleh monosit dan neutrophils.^[15] Isotretinoin juga dibuktikan memulakan perubahan kelanjar sebum; memicu perubahan dalam penonjolan gen yang menyebabkan apoptosis.^[18] Isotretinoin merupakan teratogen dan kegunaanya terhad kepada penyeliaan perubatan.

Kekurangan vitamin A dianggarkan menjejaskan jutaan kanak-kanak diseluruh dunia. Sekitar 250,000-500,000 kanak-kanak dinegara membangun menjadi buta setiap tahun akibat kekurangan vitamin A, dengan kejadian terbanyak di Asia Tenggara dan Afrika.^[19] Menurut Badan Kesihatan Sedunia (“World Health Organization – WHO”), kekurangan vitamin A adalah terkawal di Amerika Syarikat, tetapi di negara membangunkekurangan vitamin A adalah kebimbangan besar. Dengan kekurangan vitamin A yang meluas, WHO telah melaksanakan beberapa usaha bagi vitamin A tambahan bagi negara membangun. Sesetengah strategi ini termasuk pengambilan vitamin A melalui gabungan penyusuan, melalui permakanan, pengukuhan makanan, dan tambahan. Melalui usaha WHO dan rakan kongsinya, dianggarkan sekitar 1.25 juta kematian sejak 1998 di 40 negara akibat kekurangan vitamin A telah dihalang.^[20]

Kekurangan vitamin A boleh berlaku sebagai kekurangan utama atau kedua. Kekurangan utama berlaku dikalangan dewasa dan kanak-kanak yang tidak mengambil sayuran hijau dan kuning yang mencukupi, buah, dan hati. Berhenti menyusu awal juga meningkatkan risiko kekurangan vitamin A. Kekurangan vitamin A kedua dikaitkan dengan kecacatan penyerapan kronik lipids, penghasilan dan pembebasan hempedu terencat, permakanan lemak rendah, dan pendedahan kronik kepada oksida, seperti asap rokok. Vitamin A merupakan vitamin larut-lemak dan bergantung kepada kelarutan micelar bagi pengagihan pada usus kecil, yang mengakibatkan penggunaan vitamin A rendah akibat permakanan rendah lemak. Kekurangan zink turut melemahkan penyerapan, pengangkutan, dan metabolis vitamin A kerana ia penting bagi pensistesis protein pengangkut vitamin A dan pengoksidaan retinol kepada retinal. Dikalangan penduduk kebuluran, pengambilan rendah vitamin A dan zinc meningkatkan risiko kekurangan vitamin A dan mendorong kepada kejadian physiologi teruk.^[15] Kajian di Burkina Faso menunjukkan pengurangan besar kematian malaria dengan tambahan gabungan vitamin A dan zinc bagi kanak-kanak.^[21]

Oleh kerana fungsi unik kumpulan retinyl adalah penyerapan cahaya dalam protin retinylidene, salah satu tanda-tanda awal dan khusus bagi kekurangan vitamin A adalah penglihatan cacat, terutama dalam cahaya samara - Retinol. Kekurangan berkekalan menimbulkan siri perubahan, yang paling teruk pada mata. Sesetengah perubahan okular dirujuk sebagai xerophthalmia.

Oleh kerana fungsi unik kumpulan retinyl adalah penyerapan cahaya dalam protin retinylidene, salah satu tanda-tanda awal dan khusus bagi kekurangan vitamin A adalah penglihatan cacat, terutama dalam cahaya samara - Retinol#penglihatan malam rabun malam. Kekurangan berkekalan menimbulkan siri perubahan, yang paling teruk pada mata. Sesetengah perubahan okular dirujuk sebagai xerophthalmia. Pertama sekali berlaku kekeringan pada conjunctiva (xerosis) kerana lacrimal dan epithelium penghasir lendir normal kini diganti oleh keratinized epithelium. Ini diikuti dengan penebalan sisa keratin dalam kepingan lutcahaya kecil (titik Bitot) dan, akhirnya, hakisan pada permukaan kornel kasar dengan pelembutan dan kemusnahan kornea (keratomalacia) dan buta sepenuhnya.^[22] Perubahan lain termasuk kecacatan daya ketahanan, hipokeratosis (ketulin putih pada helaian folik rambut), keratosis pilaris dan squamous metaplasia pada lapisan epithelium pada bahagian atas laluan pernafasan dan pundi kencing menjadi keratinized epithelium. Berkait dengan pergigian, kekurangan Vitamin A mendorong kepada enamel hypoplasia.

Bekalan Vitamin A yang mencukupi adalah penting terutama bagi wanita yang mengandung dan menyusukan anak, kerana kekurangan tidak boleh diganti dengan tambahan lepas lahir postnatal.^[23][24].

Oleh kerana vitamin A adalah larut-lemak, menyingkir sebarang lebihan yang diambil melalui permakanan adalah lebih sukar berbanding vitamin B dan C yang larut-air. Oleh itu, keracunan vitamin A boleh terhasil. Ini boleh mendorong kepada mual, jaundise, resah, anorexia (jangan dikelirukan dengan anorexia nervosa, masalah permakanan), muntah, penglihatan kabur, sakit kepala, sakit otot dan perut dan lemah, mengantuk dan status mental berubah.

Keracunan akut biasanya berlaku pada dos 25,000 IU/kg dari berat badan, dengan keracunan kronik berlaku pada 4,000 IU/kg berat badan sehari bagi tempoh 6–15 bulan.^[25] Bagaimanapun, keracunan hati boleh berlaku pada tahap serendah 15,000 IU sehari sehingga 1.4 juta IU sehari, dengan purata harian dos keracunan pada 120,000 IU sehari. Bagi mereka dengan kegagalan ginjal 4000 IU mampu menyebabkan kerosakan teruk. Tambahan lagi pengambilan alkohol melampau boleh meningkatkan keracunan. Kanak-kanak boleh mencecah tahap keracunan pada 1500IU/kg dari berat badan.^[26]

Dalam kes kronik, kehilangan rambut, kulit kering, kekeringan selaput lendir, demam, insomnia, lesu, kehilangan berat badan, keretakan tulang, anemia, dan cirit-birit boleh menjadi bukti selain tanda-tanda yang dikaitkan dengan keracunan tidak serious.^[27]

Ianya telah dijangka bahawa 75% orang mungkin mengambil lebih dari yang disyorkan RDA untuk vitamin A pada kadar tetap di negara membangun. Pengambilan dua kali ganda RDA bagi vitamin A prabentuk secara kronik mungkin dikaitkan dengan osteoporosis dan keretakan tulang pinggul. Ini mungkin disebabkan fakta bahawa vitamin A melampau mampu menghalang tugas protein tertentu yang bergantung kepada vitamin K. Ini boleh secara hipotesis mengurangkan keberkesanan vitamin D, yang terbukti mempunyai peranan bagi menghalang osteoporosis dan juga bergantung kepada vitamin K bagi penggunaan yang betul^[28].

Pengambilan vitamin A yang tinggi telah dikaitkan dengan keretakan tulang tiba-tiba pada haiwan. Kajian struktur sel telah mengaitkan peningkatan semula tulang dengan pengambilan vitamin A yang tinggi. Interaksi ini muungkin berlaku kerana vitamin A dan D mungkin bersaing bagi penerima yang sama dan kemudian bertindak balas dengan hormon parathyroid yang mengawal kalsium.^[26] Malah, kajian oleh Forsmo et al. menunjukkan kaitan antara kekurangan kepadatan mineral tulang adn pengambilan vitamin A yang terlampau banyak.^[29]

Kesan keracunan vitamin A telah ditunjukkan memberi kesan buruk kepada perkembangan fetus. Dos therapeutik yang digunakan bagi rawatan jerawat telah dibuktikan menjejaskan aktiviti saraf sel cephalic. Janin amat sensetif kepada keracunan vitamin A semasa tempoh organogenesis.^[15]

Keracunan ini hanya berlaku dengan vitamin A prabentuk (retinoid) (seperti dari hati). Bentuk carotenoid (seperti beta-carotene yang dijumpai pada lobak), tidak menunjukkan simptom sebegitu, tetapi permakanan berlebihan beta-carotene boleh mendorong kepada carotenodermia, yang menyebabkan perubahan warna kulit kepada kuning-bata-kuning.^[30][31][32]

Penyelidik telah berjaya mencipta bentuk larut-air bagi vitamin A, yang mereka percaya mampu mengurangkan potensi keracunan.^[33] Bagaimanapun dalam kajian 2003 mendapati vitamin A larut-air adalah dianggarkan 10 kali ganda lebih beracun berbanding vitamin larut-lemak.^[34] Kajian 2006 mendapati bahawa kanak-kanak yang diberikan vitamin A dan D larut-air, yang biasanya larut-lemak, mengalami asthma dua kali ganda berbanding kumpulan kawalan yang mengambil vitamin larut-lemak.^[35]

Dos tinggi Vitamin A yang kronik mampu menyebabkan sindrom "pseudotumor cerebri".^[36] Sindrom ini termasuk sakit kepala, penglihatan kabur dan kekeliruan. Ia dikaitkan dengan peningkatan tekanan intraserebral.^[37]

• Beta carotene
• Retinoids
• Hypervitaminosis A

• Litwack, Gerald (2007). Vitamin A. Vitamins and Hormones. 75. San Diego, CA: Elsevier Academic Press. ISBN 9780127098753. Cite has empty unknown parameter: |coauthors= (bantuan)

• Vitamin+A dalam Tajuk Subjek Perubatan (MeSH) di Perpustakaan Perubatan Negara AS
• vitaminA.org