-Composti organici essenziali per la vita

-La maggior parte dei vertebrati (tra cui l’uomo) non sono in grado di sintetizzarle (come gli amminoacidi essenziali)

-Sono assunte con la dieta

-Alcune malattie (rachitismo, scorbuto, beriberi, ecc.) sono dovute acarenze dietetiche di specifiche vitamine

-Una piccola quota (parte del complesso B, PP, K) è prodotta dalla nostra flora batterica. (i trattamenti antibiotici in parte distruggono la flora batterica, e vanno integrati da complessi vitaminici)

-Alcune vitamine entrano direttamentedirettamente in alcuni importanti processi vitali

-Altre vengono trasformate (precursori di coenzimi, ormoni-vit.A e D)

VITAMINE

LIPOSOLUBILI

Vitamina A Vitamina E Vitamina D Vitamina K Vitamina F o acidi grassi essenziali

• Apportate dall’alimentazione nelle loro diverse forme

• Assorbite nell’intestino tenue prossimale (la vit. K2 a livello del colon)

• Raggiungono in seguito il circolo sanguigno. Nel plasma le vit. A e D circolano legate a proteine specifiche,

• le vit. E e K legate alle lipoproteine HDL o LDL

• Eliminate nelle feci (la vit. A anche nelle urine)

-Le vitamine liposolubili vengono immagazinate nell’organismo per lungo tempo

-I principali siti di deposito sono:

Vit. A: fegato

Vit. D: tessuto adiposo e muscoli

Vit. E: tessuto adiposo, muscoli e fegato

-Non è necessario assumerle frequentemente per mantenere livelli efficaci normali

-Hanno un potenziale di tossicità molto elevato

VITAMINE LIPOSOLUBILI

Le vitamine liposolubili sono derivate da condensazione didiverse unità isopreniche

Retinoic Acid

Vitamina A, il suo precursore e i suoi derivati

VITAMINA A

La vitamina A o retinolo è un alcol primario presente in forma esterificata nei tessuti degli animali e dei pesci d’acqua salata, soprattutto nel

fegato

I retinoidi sono il retinolo e altri derivati a esso strettamente legati. Comprendono anche analoghi sintetici strutturalmente simili al retinolo, ma che non posseggono la sua attivitàvitaminica

Le provitamine A sono dei carotenoidi con un’attività biologica paragonabile (dal β-carotene si origina la vitamina A)

-Si lega covalentemente alla proteina opsina formando i pigmenti della visione nella retina (= rodopsina)

-Al buio il retinale della rodopsina è tutto in forma cis

-Quando la luce colpisce la retina, si modifica in tutto-trans-retinale per una serie di reazioni fotochimiche

-la rodopsina subisce una modificazione conformazionale che nelle cellule a bastoncello determina la formazione di un impulso nervoso

Le funzioni della vitamina A sono mediate dai suoi derivati

11-cis-retinale: pigmento della visione

acido retinoico

-L’acido retinoico è la forma attiva ormonale della Vit. A

-Ha recettori nelle cellule epiteliali (compresa la pelle), (retinoid-X receptor)e regola l’espressione genica durante lo sviluppo dei tessuti epiteliali

-ha funzioni nella crescita, differenziamento e trasformazione cellulare

• Ruolo essenziale nel funzionamento regolare della retina

• Necessaria per la crescita e differenziamento del tessuto epiteliale, crescita delle ossa, riproduzione e sviluppo embrionale

• Co-fattore nei sistemi enzimatici

• Rinforza il fisico contro le infezioni polmonari, aumenta le funzioni immunitarie, riduce le conseguenze di alcune malattie infettive e può proteggere dallo sviluppo dei tumori

• Aiuta nel trattamento dell’acne, dell’impetigine, dei foruncoli e delle ulcere cutanee quando applicata esternamente

Funzioni fisiologiche della Vit A

• La vitamina A è sensibile all’ossidazione, la luce e il calore

• Negli alimenti un ruolo di protezione della vit. A è svolto dalla presenza di materia grassa non ossidata e di vit. E

• Durante la cottura degli alimenti le perdite di vit. A non dovrebbero superare il 20%

L’adulto medio assume circa la metà della vitamina A sotto forma di retinolo e retinil estere, e il resto come β-carotene

La vit. A circola nel sangue legata a proteine specifiche (RBP)

La vitamina A è presente nei prodotti di origine animale

fegato, burro, formaggio, latte intero, tuorlo d’uovo, pesce

Il ββββ-carotene si trova nella frutta e nelle verdure gialle o verdi

carote, meloni, albicocche, spinaci, foglie verdi di insalata

• Diminuito adattamento alla luce di bassa intensità (emeralopatia)• Secchezza della congiuntiva e della cornea (xerolfalmia) • Cheratinizzazione e disidratazione della cute • Predisposizione alle infezioni virali e alle complicanze polmonari • Diarrea, perdita di peso • Lenta crescita delle ossa • Tra le anomalie riproduttive: difetti della spermatogenesi,

degenerazione dei testicoli, aborto e nascita di figli malformati

Le riserve tissutali di retinoidi nell’uomo adulto sono piuttosto elevate, solo un lungo periodo di deprivazione per indurre una carenza

carenza di vitamina A si verifica piùfacilmente nel corso di malattie croniche che influenzano l’assorbimento dei grassi

l’insufficienza biliare e pancreatica, la sprue, il morbo di Crohn, la cirrosi portale

dopo gastrectomia parziale o per estrema carenza dietetica cronica

Chi necessita di quantità addizionali ?

Il retinolo viene usato per la terapia della carenza di vitamina A e delle sindromi correlate

terapia a lungo termine con retinolo

Una dieta adeguata fornisce il fabbisogno normale

di vitamina A

Un apporto di vitamina A molto superiore ai fabbisogni: ipervitaminosi A

Intossicazione

Acutaquantità 100 volte superiore

Intossicazione

Cronicaquantità 10 volte superiore

Rischio

teratogeno

VITAMINA D3 o COLECALCIFEROLO

Deriva dal colesterolo ed èsintetizzato dagli organismi animali

Deriva dall’ergosterolo ed èpresente nelle piante

Produzione della Vitamina D dalla radiazioneultraviolette-B (UVB)

• Le radiazioni UVB (290-315 nm) convertono il 7-deidrocolesterolo in pre-vitamina D (pelle)

• La Previtamina D3 viene sottoposta a isomerizzazione terminale che comporta la formazione di vitamina D3 (25 idrossivitamina D (25(OH)D)) (pelle)

• Questa viene convertita a 1,25-diidrossivitamina D3 (1,25(OH)2D3) nel fegato e nel rene

2 tappe nella pelle

=ormone

La 1α-idrossilasi èstrettamente regolata

Deficit dietetico di vit. D, calcio e fosfato

Elevato apporto di vit. D, calcio e fosfato

1αPTH(1a-idrossilasi)

Dove agisce la 1,25-diidrossivitamina D ?

Intestino: aumenta l’assorbimento del calcio e del fosforo regolando l’espressione genica di una proteina che lega il calcio

Ossa: mobilizza il calcio e il fosforo e permette la mineralizzazionedel tessuto osteoide in associazione con il Paratormone

Rene: aumenta il riassorbimento del fosforo e forse anche del calcio

Altre funzioni

• Influenza la maturazione e il differenziamento delle cellule mononucleate nonché la produzione di citochine

• E’ necessaria per il buon funzionamento muscolare

• Inibisce la proliferazione e induce il differenziamento delle cellule tumorali

• Inibisce la proliferazione delle cellule epidermiche promuovendone il differenziamento (psoriasi volgare)

Meccanismo degli ormoni steroidei• Gli ormoni steroidei, agiscono attraverso il recettore della

vitamina D, una proteina nucleare

• Come i recettori per gli ormoni steroidei , il VDR possiede un

sito di legame all’ormone e un dominio di legame al DNA

Azioni della Vitamina D

• Il recettore della vitaminaD si complessa con altrirecettori intracellulari(retinoid-X receptor). Glieterodimeri si legano al DNA e modulanol’espressione genica

I complessi D3-recettori attivano o sopprimonol’espressione genica

• I recettori legano diverse forme di colicalciferolo. L’affinità per il 1,25-D3 ècirca 1000x della 25-D3 e ciò spiega la relativapotenza biologica

• VDR è presente in 30 tipi cellulari differenti

La somministrazione di Vitamina D ha effetto benefico sul rachitismo

• debolezza muscolare • fragilità ossea con tendenza alla rottura• forti dolori a livello osseo• deformità ossea

Osteomalacia

(Demineralizzazione delle ossa già formate)

Osteoporosi

demolizione della matrice osteoide

Se alla mancanza di una sintesi endogena si aggiunge una mancanza di apporto esogeno (insufficiente apporto alimentare o diminuito

assorbimento) compare la carenza

Rachitismo

(Insufficiente mineralizzazione del tessuto osseo e della matrice cartilaginea di neoformazione)

-incurvamento -gambe arcuate-malformazioni delle -giunture o delle ossa-fratture -lento sviluppo dei denti-debolezza muscolare

Fonti alimentari

olio di fegato di merluzzo, pesci grassi, tuorlo d’uovo, fegato, latte intero, burro e formaggi grassi

La sintesi cutanea soddisfa quasi tutto il fabbisogno dell’organismo

La vitamina D circola nel sangue legata a proteine specifiche (DBP)

Preparazioni contenenti Vitamina D

Ergocalciferolo o calciferolo (Vit. D2)

Colecalciferolo (Vit. D3)

Diidrotachisterolo (DHT)

1-idrossicolecalciferolo (alfacalcidolo)

1,25-diidrossicolecalciferolo (calcitriolo)

Prevenzione della carenza di vitamina D

Profilassi e cura del rachitismo nutrizionale

Trattamento del rachitismo e dell’osteomalacia di origine metabolica

Ipocalcemia dell’ipoparatiroidismo

Prevenzione e trattamento dell’osteoporosi post-menopausale (calcitriolo)

VITAMINA E-Termine generico per indicare di un gruppo di lipidi:

i tocoferoli

-Anello aromatico sostituito con una lunga catena isoprenoide

-otto tocoferoli naturali (α, β, γ, δ-tocoferoli e tocotrienoli)

-a causa della loro idrofobicità si associano alle membrane cellulari, ai lipidi di riserva e alle lipoproteine del sangue

-viaggiano in circolo legati alle lipoproteine HDL o LDL

-Antiossidanti biologici

VITAMINA E

L’ αααα-tocoferolo è quello più frequente e presenta l’attività biologica più elevata

I ββββ- e γγγγ-tocoferoli hanno un’attività vitaminica ridotta

(rispettivamente 30% e 15% circa dell’attività della forma α)

Il δδδδ-tocoferolo invece è praticamente inattivo

L’α-tocoferolo è uno dei più potenti antiossidanti biologici,

il più importante nel sangue umano

-previene la perossidazione degli acidi grassi insaturi delle membrane bilogiche in quanto neutralizza i ROS

Inoltre, la vitamina E agisce in sinergismo con altri sistemi antiossidanti ed in particolare alcuni enzimi:

glutatione perossidasi, catalasi, superossido dismutasi

Vitamina E come un antiossidante

O

R3

R2

HO

R1

Chromane Head

Phythyl Tail

R1 R2 R3

α CH3 CH3 CH3

β CH3 H CH3

γ H CH3 CH3

δ H H CH3

.

OCH3

CH3

CH3

O

CH3

(CH2)3CH(CH2)3CH(CH2)3CH(CH3)2

CH3 CH3

R....+ TOH →→→→ RH + TO....

Altri ruoli metabolici minori associati alle sue proprietà antiossidanti

Sembra esserci una relazione tra le vitamine A ed E:

L’assorbimento della vitamina A è potenziato dalla vitamina E ( aumenta la concentrazione nel fegato e in altre cellule): forse l’azione antiossidante della vitamina E impedisce la degradazione della vitamina A

Sembra che l’interazione della vitamina C con il radicale libero del tocoferolo, ricicli il potere antiossidante α-tocoferolo

Agisce come agente anti-coagulantePromuove la regolare formazione dei globuli rossi

Il fabbisogno di vitamina E è soddisfatto interamente dall’alimentazione

Buone fonti di vitamina E

uova e oli vegetalinoci, mandorle, pistacchi grano integrale

olio di germe di grano(la più importante fonte di vitamina E)

La vitamina. E viaggia in circolo legata alle lipoproteine HDL o LDL

VITAMINA KSintetizzato dalle piante verdi ed èl’unica vitamina K naturale disponibile per uso terapeutico

Sintetizzata nei batteri Gram-positivi e in quelli del tratto intestinale

Vitamina K come co-fattore della coagulazione

Protrombina attiva (enzima proteolitico)

Rottura dei legami peptidici nel fibrinogeno

Fibrina (proteina fibrosa insolubile)

Carbossilazione della protrombina

La vitamina K è il cofattore di una carbossilasi, che catalizza la carbossilazione di specifici residui di acido glutammico presenti in alcune proteine (acido γ-carbossiglutammico)

L’ acido γ-carbossiglutammico ha la proprietà di fissare il calcio e conferisce tale proprietà alla proteina di cui è costituente

Funzione fisiologicaVa incontro ad una serie ciclica di di reazioni di ossido riduzione

Proteine che subiscono questa reazione

Protrombina

Fattore VII, IX, X

Proteina S

Proteina C

Osteocalcina

Aterocalcina

(forma ridotta della vit. K)

(foma epossidica della vit. K)

La vitamina K èpresente nella maggior parte degli alimenti in quantità variabile

spinaci, lattuga, cavoli, broccoli

carne, patate, carote

La dieta media soddisfa i fabbisogni giornalieri;

la vitamina sintetizzata dalla flora batterica intestinale èdisponibile anche per l’ospite

La vitamina K si usa per correggere la tendenza al sanguinamento

o all’emorragia associata alla sua carenza

•La vitamina K viaggia in circolo legata alle lipoproteine HDL o LDL

Composto sintetico che agisce da inbitore competitivo della formazione della trombina attiva

Vitamina F o acidi grassi essenziali

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IMPORTANTI ACIDI GRASSI

Acido stearico 18:0

Acido linoleico 18: 2(9,12)

Acido oleico 18: 1(9)

Acido linolenico 18:3 (9,12,15)

L’acido linoleico è particolarmente importante poiché viene convertito, attraverso una serie di allungamenti e desaturazioni in acido arachidonico, un precursore della sintesi delle prostaglandine e altri eicosanoidi

Essi sono indispensabili:1) per la produzione di energia

2) per la formazione delle membrane cellulari

3) per il trasferimento dell'ossigeno dall'aria al sangue

4) per la sintesi di emoglobina

5) per la funzione delle prostaglandine

6) per il corretto equilibrio ormonale

7) per la produzione ormonale (ad esempio del testosterone).

La carenza di questi acidi produce astenia, pelle secca, deficit immunitario, ritardo della crescita, sterilità.

�L’organismo non riesce a produrre gli acidi grassi essenziali linoleico e linolenico.

�I grassi omega-3 si trovano nei pesci grassi, come il salmone, mentre quelli omega-6 in oli quali: l'olio di lino spremuto a freddo, l'olio di mais, di soia e di girasole.

�Gli acidi omega-3 aiutano persino a difendere il cervello dai disturbi da deficit di attenzione

L’acido arachidonico può essere sintetizzato dall’acido linoleico se esso è fornito all’organismo in quantitàsufficiente dalla dieta.

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Desaturazione dell’acido linoleico

18:2(9, 12) acido linoleico

18:3 (6,9,12) ac.γγγγ-linoleico

2CO2

20:3(8,11,14)

20:4(5,8,11,14) ac.arachidonico

O2

2H2O

NADPH(H)+

NADP

Nell’uomo le desaturasi non sono in grado di introdurre doppi legami tra l’atomo di C 10 e l’atomo di C del gruppo metilico terminale, per cui devono essere introdotti con la dieta e quindi sono essenziali:

L’acido linoleico

L’acido linolenico

NAPH(H)+ NADP+

O2 2H2O

l'acido linoleico (un acido 6 omega) l'acido linolenico (un acido 3 omega).

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L’ARACONOIDATO E’ IL PRINCIPALE PRECURSORE DEGLI ORMONI EICOSANOIDI ( prostaglandine, prostacicline, trombossani )

L’arachidinato può essere convertito in leucotrieni per azione della lipossigenasi

Questi composti scoperti inizialmente nei leucociti, contengono tre doppi legami coniugati

ciclo-ossigenasi

FANS

-

CORTICO-STEROIDI - -

49

derivano dall’acido arachidonico

Sono coinvolti nelle produzione di dolore e febbre, nellaregolazione della pressione sanguigna, della coagulazione del sangue e della riproduzione

L’aspirina inibisce la sintesi delle prostaglandine

Gli eicosanoidi

0.08Aumento del tempo di coagulazione; osteoporosi.

Richiesta per la sintesi epatica dei fattori della coagulazione 2°, 7°, 9° e 10°, e di osteocalcina

KSintetizzata dai batteri intestinali

1-2Non notiAnti-ossidante nelle membrane, lipoproteine e tessuto adiposo; stabilizza CoQ(respirazione mitocon.)

EMiscela di composti vegetali: tocoferoli

1-2Rachitismo nei bambini, osteomalacia nell’adulto.

Stimola assorbimento intestinale del Ca2+, inibisce l’escrezione renale e aumenta il riassorbimento di Ca2+ dall’osso (insieme a PTH)

D colecalciferolo, D3

7-deidrocol. è attivato a

D3 dalla luce UV. D3 è

attivato per idrossilazione

nel fegato e nel rene a

1,25-(OH)2D

6

β-carotene

Cecitànotturna, ipercheratosi, anemia.

Anti-ossidante, regola proliferazione e differenziamento cellulare, compone il pigmento visivo (rodopsina)

A retinolo, retinale, ac. retinoico

RDAmg

SINTOMI DA DEFICIT

FUNZIONEVITAMINA