Retinale

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Retinale
All-trans-Retinal2.svg
Nome IUPAC
(2E,4E,6E,8E)-3,7-dimetil-9-(2,6,6-trimetilcicloesen-1-il)nona-2,4,6,8-tetraenale
Nomi alternativi
aldeide della vitamina A
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare C20H28O
Massa molecolare (u) 284,436 g/mol
Aspetto cristalli arancio da etere di petrolio.[1]
Numero CAS [116-31-4]
PubChem 1070
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acqua molto poco solubile
Temperatura di fusione 61-64 °C[1]
Indicazioni di sicurezza

Il retinale, o aldeide della vitamina A, è una delle molte forme della vitamina A (il numero delle cui forme varia da specie a specie). Il retinale, il cui nome deriva dalla sua presenza nella retina dell'occhio, è un cromoforo polienico che, legato a delle proteine dette opsine, costituisce la base chimica della vista. Il retinale, legato a proteine dette rodopsine di tipo 1, permette ad alcuni microorganismi di convertire la luce in energia metabolica.

I vertebrati assumono il retinale direttamente con la dieta. Alternativamente possono produrre retinale a partire da uno dei quattro carotenoidi (alfa-, beta- e gamma-carotene e beta-Criptoxantina), ottenuti da piante o da altri organismi fotosintetizzanti. Altri carotenoidi non possono essere convertiti dagli animali in retinale, e alcuni carnivori non possono convertire nemmeno questi. Oltre al retinale le altre principali forme della vitamina A sono il retinolo ed una forma parzialmente attiva dell'acido retinoico, entrambe prodotte a partire dal retinale.

Gli invertebrati, come ad esempio gli insetti ed i calamari, usano forme idrossilate di retinale nel loro sistema visivo, che derivano dalla conversione di altre xantofille.

Caratteristiche strutturali e fisiche[modifica | modifica sorgente]

La forma 11-cis è costituita da cristalli prismatici arancioni con punto di fusione pari a 63-65 °C. La forma tutto-trans è costituita da cristalli arancioni con punto di fusione pari a 61-64 °C, Retinale è solubile in alcool, in cloroformio, in cicloesano, in etere di petrolio e negli oli. Risulta praticamente insolubile in acqua.

Metabolismo della vitamina A[modifica | modifica sorgente]

Gli organismi viventi producono retinale (RAL) per scissione ossidativa dei carotenoidi.[2]

Ad esempio

beta-carotene + O2 → 2 retinale

catalizzata da beta-carotene 15,15'-monoossigenasi[3] o da beta-carotene 15,15'-diossigenasi[4] I carotenoidi sono i precursori del retinale, il quale a sua volta è il precursore di altre forme della vitamina A. Il retinale si interconverte in retinolo (ROL), che costituisce la forma di trasporto ed immagazzinamento della vitamina A.

retinale + NADPH + H+ → retinolo + NADP+
retinolo + NAD+ → retinale + NADH + H+

catalizzata dalle retinolo deidrogenasi (RDHs)[5] e dalle alcol deidrogenasi (ADHs)[6]

Il retinolo è anche chiamato alcool della vitamina A o, più spesso, semplicemente vitamina A. Il retinale può anche essere ossidato ad acido retinoico (RA).

retinale + NAD+ + H2O → acido retinoico + NADH + H+ (catalizzata da RALDH)
retinale + O2 + H2O → acido retinoico + H2O2 (catalizzata dalla retinale ossidasi)

catalizzate dalle retinale deidrogenasi[7], anche note come retinalaldeide deidrogenasi (RALDHs)[6], così come dalle retinale ossidasi[8] L'acido retinoico, talvolta chiamato acido della vitamina A, è un importante molecola attiva ed un ormone nei vertebrati.

Vista[modifica | modifica sorgente]

La fotorecezione avviene per mezzo di due tipi di cellule retiniche specializzate: i bastoncelli, sensibili alla luce di bassa intensità (visione scotopica o monocromatica), e i coni, sensibili alla luce di alta intensità e responsabili invece della visione cromatica. La luce viene assorbita in primo luogo da un cromoforo legato alla proteina recettrice. Tale cromoforo, che può appartenere tanto ai coni che ai bastoncelli, è l'11-cis-retinale.[9] Esso, legandosi alla proteina opsina con formazione di una base di Schiff, forma il pigmento visivo rodopsina. Quest'ultima, quando viene a contatto con un fotone di luce, subisce una fotodecomposizione, o imbianchimento, che porta alla dissociazione della molecola con formazione di retinale tutto-trans e opsina. Nella fotodecomposizione viene generato il potenziale d'azione che si propaga attraverso il nervo ottico fino all'encefalo.[10][11] Il retinale tutto-trans può essere isomerizzato direttamente a 11-cis-retinale ed essere subito disponibile per combinarsi nuovamente con l'opsina, o può essere ridotto a 11-cis-retinolo, che, attraverso reazioni reversibili in cui intervengono nucleotidi e piridina, viene riconvertito a 11-cis-retinale. Il retinale esiste in 16 possibili stereoisomeri di cui 13 sono stati sintetizzati.

Usi clinici[modifica | modifica sorgente]

Il retinale trova indicazione nella profilassi e terapia della carenza di vitamina A e delle sindromi associate, ad esempio la emeralopia, la xeroftalmia e la discheratosi cutanea.

Effetti collaterali ed indesiderati[modifica | modifica sorgente]

In alcuni soggetti la terapia con vitamina A può determinare cefalea, dolore addominale, nausea, vomito, diarrea, anomalia nei test di funzionalità epatica, ittero, cirrosi. Altri effetti possibili sono l'orticaria, la dermatite esfoliativa, eczema, alopecia.

Controindicazioni[modifica | modifica sorgente]

Il farmaco è controindicato nei soggetti con ipersensibilità nota al principio attivo. È inoltre controindicato in corso di gravidanza. Nelle donne in età fertile è necessario verificare, attraverso un test di gravidanza, che la paziente non sia incinta ad inizio trattamento in quanto la vitamina A per dosaggi superiori a 10.000 UI può risultare teratogena se somministrata durante il primo trimestre di gravidanza.

Interazioni[modifica | modifica sorgente]

  • Contraccettivi orali: l'uso concomitante di contraccettivi orali e retinale può comportare un aumento dei livelli plasmatici della vitamina A.
  • antiacidi a base di alluminio, l’olio di paraffina, la colestiramina ed il colestipolo: la co-somministrazione con retinale può ridurre l’assorbimento della vitamina A.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ a b Merck Index, 13ª edizione, 8249.
  2. ^ J. von Lintig, Filling the Gap in Vitamin A Research. MOLECULAR IDENTIFICATION OF AN ENZYME CLEAVING beta -CAROTENE TO RETINAL in Journal of Biological Chemistry, vol. 275, n. 16, 2000, pp. 11915–11920. DOI:10.1074/jbc.275.16.11915.
  3. ^ Wolf-D. Woggon, Oxidative cleavage of carotenoids catalyzed by enzyme models and beta-carotene 15,15´-monooxygenase in Pure and Applied Chemistry, vol. 74, n. 8, 2002, pp. 1397–1408. DOI:10.1351/pac200274081397.
  4. ^ Y.-S. Kim, N.-H. Kim, S.-J. Yeom, S.-W. Kim, D.-K. Oh, In Vitro Characterization of a Recombinant Blh Protein from an Uncultured Marine Bacterium as a -Carotene 15,15'-Dioxygenase in Journal of Biological Chemistry, vol. 284, n. 23, 2009, pp. 15781–15793. DOI:10.1074/jbc.M109.002618.
  5. ^ M. Liden, Understanding Retinol Metabolism: Structure and Function of Retinol Dehydrogenases in Journal of Biological Chemistry, vol. 281, n. 19, 2006, pp. 13001–13004. DOI:10.1074/jbc.R500027200.
  6. ^ a b Gregg Duester, Retinoic Acid Synthesis and Signaling during Early Organogenesis in Cell, vol. 134, n. 6, 2008, pp. 921–931. DOI:10.1016/j.cell.2008.09.002.
  7. ^ M. Lin, Mouse Retinal Dehydrogenase 4 (RALDH4), Molecular Cloning, Cellular Expression, and Activity in 9-cis-Retinoic Acid Biosynthesis in Intact Cells in Journal of Biological Chemistry, vol. 278, n. 11, 2003, pp. 9856–9861. DOI:10.1074/jbc.M211417200.
  8. ^ KEGG ENZYME: 1.2.3.11 retinal oxidase. URL consultato il 10 marzo 2009.
  9. ^ RR. Birge, CM. Einterz; HM. Knapp; LP. Murray, The nature of the primary photochemical events in rhodopsin and isorhodopsin. in Biophys J, vol. 53, n. 3, Mar 1988, pp. 367-85. DOI:10.1016/S0006-3495(88)83114-X, PMID 2964878.
  10. ^ R. Hubbard, A. Kropf, THE ACTION OF LIGHT ON RHODOPSIN. in Proc Natl Acad Sci U S A, vol. 44, n. 2, Feb 1958, pp. 130-9. PMID 16590155.
  11. ^ B. Honig, T. Ebrey; RH. Callender; U. Dinur; M. Ottolenghi, Photoisomerization, energy storage, and charge separation: a model for light energy transduction in visual pigments and bacteriorhodopsin. in Proc Natl Acad Sci U S A, vol. 76, n. 6, Jun 1979, pp. 2503-7. PMID 288039.