Чрезвычайно интересный с химической точки зрения процесс конверсии каротина, согласно современным представлениям, происходит при участии специального фермента, названного каротиназой. Существование этого фермента, впрочем, нельзя считать еще полностью доказанным. Каротиназу изучали Олькотт и Мак Кэнн, которые демонстрировали реакцию конверсии каротина in vitro при действии печеночной ткани или водного экстракта печени животных. Подобные же опыты были осуществлены впоследствии и другими исследователями. Однако целый ряд авторов сообщает о том, что им не удалось воспроизвести этой реакции. Эйлер склонен отрицать существование каротиназы, приписывая ее роль крови. При действии на каротин свежей кровяной сыворотки быка ему удалось добиться некоторого эффекта конверсии.

Капланский и Балаба установили, что превращение каротина в витамин А может происходить в тканях щитовидной железы под действием тиреоглобулина. При иодировании казеина, сывороточного глобулина и некоторых других белков авторам удалось получить препараты, приблежающиеся к тиреоглобулину по своему гормональному действию. При обработке коллоидного раствора каротина иодированным казеином отмечено образование некоторого количества витамина А, обнаруживаемого спектофотометрическим путем.

Разрешение вопроса о возможности конверсии каротина химическим путем имеет исключительно большое практическое значение. При наличии такого метода, не связанного со слишком сложными операциями и дающего удовлетворительные выходы, была бы разрешена проблема получения препаратов витамина А из растительного сырья. Из приводимых фактов видно, что хотя каротин при оптимальных условиях его усвоения и равноценен почти полностью витамину А, все же непосредственному введению в организм препаратов витамина А сопутствует более быстрая ресорбция. Отпадает при этом и обусловленный факторами процесс конверсии. Литературные данные, касающиеся вопроса об искусственной конверсии каротина без применения каких-либо вытяжек животного происхождения, очень немногочисленны. Амад установил, что некоторые анаэробные бактерии обладают способностью переводить каротин в вещества, по спектральной характеристике приближающиеся к витамину А. Бауден и Снау подвергали растворы каротина в циклогексане облучению в атмосфере азота монохроматическим ультрофиолетом (265 mm) и получили продукты, близкие по характеристике к витамину А. Альдегид витамина А был получен Хантером и Вильямсом с очень малым выходом при действии на раствор b-каротина в хлороформе и ледяной уксусной кислоте перекисью водорода при тщательно контролируемых условиях. После хроматографического отделения от прочих продуктов окисления альдегид восстанавливался по Пондорффу в витамин А - спирт, обладавший ожидаемой биологической активностью.

С точки зрения общепринятой гипотезы о происхождении витамина А исключительно из каротина, на первый взгляд, кажется неясным - каким образом в жире печени целого ряда морских и пресноводных рыб накапливается огромное количество витамина А, в полторы тысячи раз превышающие максимальное содержание каротина в растениях. Существует заслуживающая внимания теория происхождения витамина А в рыбьих жирах из каротина зеленых водорослей. Путь этих превращений, однако, гораздо более сложен, чем при описанной выше непосредственной конверсии. За счет богатых каротином диатомовых водорослей развивается фитопланктон, являющийся пищей для мелких рыб. Хищные рыбы, питаются мелкими, сами уже не способны конвертировать каротин. Следовательно, где-то в средней цепи этих превращений должно происходить образование витамина, так как большему количеству фитопланктона в море соответствует большее содержание витамина А в печени крупных рыб. способность средних рыб увеличивать содержание витамина А при искусственном добавлении им в пищу каротина также говорит в пользу этой теории. Однако у копепод, являющихся основной составной частью фитопланктона северных морей, найдены лишь следы каротина и неактивный каротиноид астацин. Последний обнаружен также в яйцах некоторых видов фарели. Есть предложение, что астацин является промежуточным продуктом при образовании витамина А в организме рыб.

Конверсия каротина протекает, повидимому, иногда и не по центральной двойной связи, а по соседней с ней. В таком случае из одной половины молекулы каротина может образоваться b-апо-5-каротинол - гомолог витамина А - с 22 углеродными атомами и 6 конъюгированными двойными связями. Наличие этого гомолога названного витамином А2, отмечено в жирах пресноводных рыб.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КАРОТИНА И КАРОТИНОИДОВ

Биологическая активность каротина, т.е. степень способности его оказывать на организм такое же действие, как и витамин А, зависит эффективность процесса его усвоения и нормальной функции конвертирующего аппарата. Витамин А, как было указано выше, ресорбируется в кишечнике быстрее каротина и в увеличенных дозах совершеннее. К тому же витамин А, как препарат, поступает в организм исключительно в жировом растворе. Этап конверсии при применении витамина А полностью отпадает. Каротин же может вводиться в организм в самом разнообразном виде, происходя из различных источников. Таким образом А-витаминная активность каротиновых препаратов - функция многих переменных факторов.

Первые исследования каротина, как провитамина А, считали его активность равной активности самого витамина (в равных весовых количествах). Это справедливо в идеальном случае, когда чистый b-каротин, растворенный в масле, содержащем антиоксиданты, вводится небольшими дозами в нормально функционирующий организм. Тогда усвояемость того и другого препарата должна быть, примерно, одинаковой, и конверсия каротина в печени произойдет количественно. Следовательно, будет ли введен в организм витамин А или b-каротин в том же количестве - результирующей физиологический эффект должен быть тот же самый. Само собой разумеется, что подобное явление может иметь место только при наличии одного b-изомера каротина, симметричная молекула которого при конверсии распадается на две равноценных молекулы витамина А. В весовом количестве витамин А получается при этом даже немного больше, если принять в расчет две присоединяющихся при конверсии молекулы воды.

Целый ряд экспериментальных наблюдений действительно свидетельствует о том, что b-каротин и витамин А в разных весовых количествах почти одинаково восстанавливают рост крыс при небольших дозировках. Однако, наряду с этим, имеется значительное количество данных, свидетельствующих о более низкой активности каротина по сравнению с витамином А. Джилем с сотрудниками считают, что, вообще говоря, активность витамина А в 1,66 раза выше активности каротина. Андерхилл и Кауерд на основании биологической проверки пришли к заключению о вдвое высшей активности витамина А по сравнению с каротином. Каррером была найдена даже в десять раз высшая активность витамина А.

Все эти разноречивые данные с трудом поддаются сравнению, так как разным исследователям почти невозможно создать идентичные условия биологической пробы. К тому же и пределы ошибок при биологическом испытании активности могут превышать 100 процентов (Кауерд).С другой стороны, возможны ошибки и при химическом определении каротина в продуктах вследствии неучитываемого разложения и изомеризации. Кроме того, А-витаминная активность каротина может колебаться в зависимости от вида животного. Установленные закономерности для крыс нельзя механически переносить на других животных. Играет, повидимому, некоторую роль и возраст особи. Унгер утверждает, что для здорового взрослого человека нет различия усвояемости между витамином А и каротином. Однако для детей и стариков каротин, будто бы, не может заменить витамин А. Наряду с этим Сандлер подчеркивает благотворное влияние каротина на детей, что между прочим, подтверждается и известной нам практикой отечественных терапевтов.