Funktion beziehungsweise Wirkung der Vitamin A-Derivate [9]

Sehvorgang

• Rhodopsin bildet den Sehfarbstoff in der Retina (Netzhaut) und ist eine Verbindung des Proteins Opsin und Retinal
• 11-cis Retinal kann Licht absorbieren und wird bei Lichteinfall in die all-trans Form umgewandelt
• Abspaltung des Retinals vom Rhodopsin
• Aktivierung der Rhodopsin-Moleküle, welche im Anschluss Transducin-Moleküle aktivieren
• Das Resultat ist eine Hyperpolarisation – Erhöhung des Membranpotenzials – mit der Folge eines Nervenimpulses, der zur Sinneswahrnehmung führt
• Umwandlung des All-trans-Retinals in das 11-cis Retinal, welches sich an Opsin bindet und so wieder in das Rhodopsin-Molekül eingebracht wird [2, 3, 7]

Embryogenese

• Retinsäure-abhängige Rezeptoren werden schon in sehr frühen Entwicklungsphasen exprimiert und regeln die Entwicklung des Skelettsystems, des Neuralrohrs, verschiedener Organe und Gewebe
• Sowohl eine zu hohe als auch eine zu niedrige Vitamin-A-Zufuhr kann zu Fehlbildungen beim Ungeborenen führen [2]

Zellproliferation und -differenzierung 

• Vitamin A-Derivate sind in der Lage, das Wachstum verschiedener Zellen zu hemmen oder zu fördern beziehungsweise differenzierende oder dedifferenzierende Effekte einzuleiten – dies geschieht entweder durch Angriff von Vitamin A am Retinoidrezeptor, oder auch unabhängig davon [2, 3]
• Häufig ist die Wirkung auf Wachstum und Differenzierung gekoppelt – durch Retinsäure wird das Wachstum einer neoplastischen Zelle gehemmt und gleichzeitig kommt es zur Differenzierung normaler Zellen [3]
• Vitamin A regelt vor allem die regelrechte Differenzierung der Schleimhaut der Atemwege und der Haut [4]
• Vitamin A beeinflusst auch das Wachstum und die Differenzierung von Epithel-, Zahn- und Knochengewebe sowie plazentarem und embryonalem Gewebe [6, 7, 8, 10].

Durch die Beeinflussung von Zellwachstum und -differenzierung ist Vitamin A unerlässlich für eine gesunde Entwicklung von Haut, Haaren, Augen, Schleimhäuten, Lymphgefäßen, Geschlechtszellen, Knochen und Zähne [9].

Immunsystem 

• Retinol und seine Derivate schützen (durch die Aufrechterhaltung der Struktur und Funktion der Zellmembranen) Haut- und Mukosazellen (Schleimhautzellen) der Luftwege, des Verdauungstraktes und der Harnwege, die eine Barriere für Bakterien, Viren und Parasiten und damit für Infektionen darstellen [9]
• Retinol und Retinylester sind an der Produktion von Antikörpern beteiligt – verstärkte Stimulation der Antikörperbildung in Leukozyten (weiße Blutkörperchen) – und Aktivierung der T-Lymphozyten (die wichtigsten Regulatorzellen des Immunsystems) [7, 9]
• Den Carotinoiden werden neben antioxidativen und immunmodulierenden auch antikanzerogene Eigenschaften zugeschrieben [7]

Der Schutz der Haut- und Mukosazellen und die gesteigerte Antikörperbildung durch Vitamin A sind Voraussetzungen für ein funktionierendes Immunsystem [7, 9].

Weitere Funktionen des Vitamins A

• Initiierung und Steuerung der Produktion von Steroidhormonen, einschließlich der Corticosteroide [9]
• Erythropoese (Produktion roter Blutkörperchen) – zur Differenzierung von Stammzellen in Erythrozyten (rote Blutkörperchen) sind Retinoide erforderlich [9]
• Eisentransport – Vitamin A mobilisiert Eisen aus den Speichern, zum Einbau in das Hämoglobin (Blutfarbstoff) der Erythrozyten (rote Blutkörperchen) [9]
• Neben der Synthese von Proteinen und Fetten spielt Vitamin A auch in der Bildung von Androgenen und Östrogenen eine wesentliche Rolle – eine normale Spermienzahl, -form und -beweglichkeit setzt einen optimalen Vitamin-A-Status voraus [8, 10]
• Essentiell für das Hören, Schmecken und Riechen [8, 10]
• Myelinsynthese im Nervensystem [9]
• Erhöhung der Größe der dendritischen Stacheln und Verbesserung der Fähigkeit, Signale zwischen Neuronen zu übertragen [11]
• Regeneration von Knochenbrüchen [9]
• Antikanzerogene Wirkung der Retinsäure durch Beeinflussung der Genexpression in der Promotionsphase von Hautkrebs [1, 5]

Literatur

1. Bayer W, Schmidt KH: Vitamine in Prävention und Therapie. Hippokrates, Stuttgart 1991
2. Biesalski HK, Köhrle J, Schümann K: Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. 6-8, Georg Thieme Verlag; Stuttgart/New York 2002
   
3. Biesalski HK, Fürst P, Kasper H, Kluthe R, Pölert W, Puchstein Ch, Stähelin HB: Ernährungsmedizin. 111-114, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1999
   
4. Chytil F: The lungs and vitamin A. Amer J Physiol. 1992: 262; L517-27
5. De Luca LM, Darwiche N, Celli G, Kosa K, Jones C: Vitamin A in epithelial differentiation and skin carcinogenesis. Nutr Rev. 1994 Feb;52(2 Pt 2):S45-52.
   
6. Hahn A: Nahrungsergänzungsmittel. 127-128, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart 2001 
7. Leitzmann C, Müller C, Michel P, Brehme U, Hahn A, Laube H: Ernährung in Prävention und Therapie. 30, 2005 Hippokrates Verlag in MVS Medizinverlage Stuttgart GmbH & Co. KG 
8. Russel RM: The vitamin A spectrum: from deficiency to toxicity. Am J Clin Nutr. 2000 Apr;71(4):878-84.
9. Schmidt E, Schmidt N: Leitfaden Mikronährstoffe. 96 - 102, Urban & Fischer Verlag; München, Februar 2004 
10. Solomons NW: Vitamin A and carotenoids. In: Present Knowledge in Nutrition. 8^th Edition. Bowman BA, Russel RM (Eds.). ILSI (2001)
11. Lenz M et al.:  All-Trans Retinoic Acid induces synaptic plasticity in human cortical neurons. eLife 2021;10:e63026. doi: https://doi.org/10.7554/eLife.63026