Ezerarcú A-vitamin

Vitamin. Ez az a szó, amely napjainkban majdnem olyan sokszor mosolyog vissza ránk a színes hirdetőtáblákról, mint a Coca-Cola  felirat. Mégis, ha kérdezősködnék egy buszmegállóban, még a tájékozottabb válaszadók közül is kevesen tudnának természettudományos értékű definíciót adni. Sokan kapásból rávágnák: „vitamin az, ami kell a szervezet működéséhez”. Ez így igaz. Azonban ennek a kritériumnak eleget tesz egy gáznemű elem, az oxigén is.  Minden állat (és növény) szervezetének szüksége van rá, hiszen az eukarióta sejtek mindegyike bizonyos tápanyagok „elégetésével” nyer energiát. Tehát az a gázkeverék, amit belélegzünk, 21% vitamint tartalmaz? Az interjúalany erre talán így korrigál: „a vitaminok táplálékban találhatók”. Ez szintén igaz kijelentés. Tegyük fel, hogy van nálam egy alma, amit jóízűen rágcsálni kezdek áldozatom faggatása közben. Mindeközben mit fogok hasznosítani a gyümölcsből? Először is víz, szénhidrátok, szervetlen ionok szívódnak fel. Ezek nélkül sem lehetne élni. De vajon „vitaminnnak” tekinthetjük-e az előbb felsoroltakat? Itt már jó esély van rá, hogy megkönyörülünk a felénk sugárzó értetlen-kérlelő tekintet tulajdonosán, és megkockáztatjuk a szakszerű magyarázatot.

Per definitionem, a vitamin olyan kis molekulájú szerves vegyület, amelyet az adott szervezet nem tud előállítani (a rendelkezésére álló „építőelemekből”) önnön enzimkészletével; mással nem helyettesíthető, de elengedhetetlenül szükséges egyes meghatározott funkciók betöltéséhez, így mindenképpen külső forrásból kell bejutnia. A vitaminok egy vagy több biológiai folyamat kivitelezésében vesznek részt, méghozzá olyan folyamatokéban, amelyek nem mehetnének végbe más módon.

A vitaminokat már a XX. század elején két csoportba sorolták: kezdetben A-vitaminnak nevezték a zsírban-, és B-vitaminnak keresztelték a vízben oldódót.  Hamarosan kiderült, hogy mindkét betű több komponenst takar. A „zsíros szekció” vizsgálata során először elkülönített anyag azonban nem csak kronológiailag volt befutó (meg is tartotta „csoportjának” nevét), de az is beigazolódott, hogy az A-vitamin szerepe a gerinchúrosok (Chordata) törzsétől kezdve olyan univerzális jelentőségű az állatvilágban, hogy méltán érdemelte ki első helyét a „vitamin ABC”-ben.

Bonyolítja a helyzetet, hogy a konvencionális A-vitamin elnevezés mai fogalmaink szerint már nem egyetlen vegyületet, hanem vegyületcsaládot jelöl. Ezen vegyületeket retinoidoknak nevezzük. A retinoidok béta-jonon molekularészt és konjugált kettős kötésrendszerrel rendelkező tetraterpén láncot tartalmaznak; utóbbi a molekulák jellegzetes színéért, illetve a speciális energetikai viszonyokkal rendelkező kötésrendszer gerjeszthetősége folytán azok fényérzékenységéért felelős. Fontosabb azonban, hogy mindkét vonás – a gyűrű és a lánc – részt vesz a vitaminhatás kialakításában.

A retinoidok provitaminokként – melyek leggyakoribb formája a sárgarépában is megtalálható béta-karotin-, valamint úgynevezett preformált A-vitaminként, – retinol formájában – szívódnak fel. A felvett provitamin és vitamin hatása között jelentős különbség van. A retinoidok és előanyagaik felhalmozódhatnak a nehezen ürülő zsírraktárakban és a májban. A provitamint ennek ellenére korlátlan mennyiségben bevihetjük (a sárgarépa valószínűleg csak fulladásos halált okozhat), mert állatokban lényeges biológiai funkciója nincs, míg a „kész” vitamin, amely már jelentős hatással rendelkezhet, túladagolva halálos lehet! Erre egy sarkkutató szomorú esete hívta fel a figyelmet: 1913-ban Xavier Mertz kényszerű utolsó vacsorája nem volt más, mint egy szánhúzó kutya mája. Mint később bebizonyosodott, a sarki állatok májában hihetetlen mennyiségben akkumulálódik a retinol. Mielőtt azonban kidobnánk az uzsonnára bekészített májkrémes kenyeret (hacsak nem jegesmedvéből készült), megjegyzem, hagyományos háziállataink belsőségei messze nem tartalmaznak toxikus mennyiséget.

A retinol, jóllehet már önmagában képes bizonyos folyamatokat mediálni, egy oxidációs folyamatsorban sokkal aktívabb vegyületté, retinsavvá alakulhat. Maga a retinsav, mivel nagyon bomlékony vegyület, nem mozog jelentős mértékben sem a vérben, sem a szövetekben – megteszi ezt helyette a stabilabb retinol, amely apoláris molekula lévén sejten kívüli szállítófehérjékhez kötődik (pl.: RBP, albumin). A szállítófehérjék nem csak járművéül, de testőréül is szolgálnak a retinolmolekulának (stabilizálják), ezen felül speciális receptorfehérjékhez kötődve irányíthatják egy – a receptorral rendelkező – adott sejtpopulációba juttatását is.

A bekerült retinol ezután a sejt igényei szerint alakulhat tovább: vagy zsírsavakkal kapcsolódva (észteresítve) raktározódik, vagy pedig retinsav lesz belőle és valamilyen hatást vált ki. Azt, hogy végül melyik utat „választja”, bonyolult szabályozási hálózat irányítja. Ezt a rendszert kívülről jövő impulzusok és maga a végtermék, a retinsav befolyásolja. Utóbbi fokozza a retinol észteresítését, így több kerül a raktárakba, ahelyett, hogy felhasználódna. A retinsav negatív visszacsatolással állítja be önmaga állandó koncentrációját – legalábbis fiziológiás körülmények ( és dózisok) között. A retinol retinsavvá való oxidációja két lépésben zajlik. Először retinal képződik, majd a retinalból továbboxidálódva retinsav.  A folyamatsor kulcslépése a retinal retinsavvá konvertálása. Ezt több izoenzim katalizálja. Ugyan a reakció végterméke ugyanaz, ezek a dehidrogenáz enzimek különböző hatásfokkal, elhelyezkedéssel (szervezeti, szöveti és sejtszinten is) és szabályozással működnek. Feltételezik, hogy az adott enzimek meghatározott szállítófehérjéknek címzik a „futószalagról lekerült” retinsavat, így előre determinálhatják annak felhasználását is.

A retinsav – a többi apoláris vitamin és hormonmolekulához hasonlóan – úgynevezett magi receptorokon keresztül fejti ki hatását, amelyek meghatározott DNS motívumokat ismernek fel. Ez élettani értelemben azt jelenti, hogy a retinsavat kötött – így aktivált – receptor közvetlenül a magi DNS-en hatva befolyásolhatja gének kifejeződését vagy éppen elcsendesítését, már ha azok rendelkeznek a fent említett bázisszekvenciával (retinoid responsive element – RARE). Jelenleg több száz ilyen retinsavra érzékeny gént ismerünk. Ez is mutatja, hogy milyen általánosan fontos molekuláról van szó. Már az ivarsejtek képződéséhez és éréséhez (spermatogenesis, oogenesis) is nélkülözhetetlen, szintúgy az embrionális struktúrák kialakításának szinte minden lépéséhez.  Persze születésünk után is rabjai maradunk.

Sokat vizsgálták az idegi struktúrákra való hatását. Nem csak az embrionális idegrendszer fejlődésében, hanem az érett idegszövet morfológiájának és működésének fenntartásában is kulcsfontosságú. Egyfajta „túlélő faktora” a neuronoknak: szükséges életben maradásukhoz, normális funkciójuk betöltéséhez. Segíti az új szinapszisok kialakítását és a már meglévők megtartását, így lényeges szerepet játszik olyan komplex, központi idegrendszeri folyamatokban, mint a memória, a tanulás vagy épp az oxigénhiány okozta sérülés utáni idegi regeneráció.

A retinsav másik kiemelt – s éppoly összetett –célpontja az immunrendszer. Potenciálja a T-lymphocyták és más immunsejtek érését, bizonyos géntermékek mennyiségének szabályozásán keresztül „kordában tartja” a gyulladásos folyamatokat.

Kutatócsoportunk azt tűzte ki célul, hogy e két szervrendszert „egy kalap alá hozva”, neuroimunológiai folyamatokban vizsgálja a retinsav képződését és szerteágazó hatásait. Vizsgálataink során arra keressük a választ, hogy a közvetlenül intracranialisan indukált gyulladás milyen hatással van a központi idegrendszer endogén retinsavmetabolizmusára. Mivel valóságos kulcsszereplője egy seregnyi folyamatnak, bármilyen érzékelhető szintváltozás jelentős változásokat okozhat az idegi és immunműködések lefolyásában. Korábbi méréseink során igazoltuk, hogy a felnőtt agyi liqorból egy speciális analitikai eljárással (HPLC) a retinsav mennyisége pontosan kimutatható. Ez azt bizonyítja, hogy érett idegrendszerben a liquor, mint diffúziós közeg, lényeges lehet a neuronok megfelelő retinsavellátásában. Fontos megjegyezni, hogy a felnőtt retinsavszintézis színhelyei intracranialisan nem mások, mint az agyhártyák és magát a liquort termelő agykamrai érfonatok. Amellett, hogy ezen képletek nagy felületen keresztül választhatnak ki retinoidokat a folyadéktérbe, fontos határstruktúrát alkotnak, így jelentős szerepet játszhatnak a periféria és az agy neuroimmunológiai kommunikációjában is. Akár koponyán belül, akár kívül söpör végig a „gyulladásos tűzvész”, a két oldal között élénk párbeszéd zajlik. Az agyi erek – „békeidőben” – jól záródó védőfalként alkotják a vér-agy gátat. Ez a védvonal gyulladásos stimulus hatására megnyílhat, így a vérből immunsejtek áramolhatnak be az agyba, küzdelemre és „ölésre” készen. Ennek nyilvánvalóan fontos szerepe van a kórokozók elpusztításában, kontroll alól kikerülve azonban jelentős kárt tehet a károsító hatásokra érzékeny neuronokban. A retinsav, mint neuroprotektív, elharapódzó immunfolyamatokat féken tartó és az agyi endothelréteget zártabb állapotban tartó hatóanyag nagyon fontos szerepet játszhat a destruktív hatások megelőzésében. Eddigi eredményeink alapján azt várjuk, hogy egy markáns gyulladásos stimulus során az agyhártyák és az érfonatok retinsavtermelése fokozódik, így előzve meg az immunrendszer „pürrhoszi győzelmét”.

Ma a drága gyógyszerek korát éljük. Az ilyen mechanizmusok felfedezése és leírása azonban óhatatlanul arra irányítja a figyelmet, hogy akár egy megfelelően dozírozott vitamin, vagy hatékony, de olcsón előállítható és így bárki számára hozzáférhető vitamin analóg kiegészítő terápiát vagy akár alternatívát jelenthet olyan elterjedt neurológiai kórképek kezelése során, mint például a sclerosis multiplex, az agyhártyagyulladás vagy a stroke. Megfontolandó lenne az A-vitamin származékokon alapuló terápiás módszerek sokkal szélesebb körű tesztelése.

Addig is, míg eljutunk a biztonságosan alkalmazható retinoidokig; büntetlenül élvezhetjük a béta-karotin tartalmú zöldségek áldásos hatásait és elhitethetjük magunkkal, hogy a megfelelő provitaminszint biztosításával elegendő retinsav képződik ahhoz, hogy egészséges idegi működésünket kihasználva megtanuljunk elfütyülni egy dalocskát…