LE VITAMINE

• La richiesta giornaliera varia in funzione di alcune

condizioni come la taglia corporea, la velocità di

crescita, l’esercizio fisico e la gravidanza.

• Le vitamine A e D sono immagazzinate nel fegato,

mentre la maggior parte delle vitamine idrosolubili

devono essere assunte costantemente perché non

esistono sistemi di conservazione nell’organismo.

Vitamine

A 5000 IU

Tiamina 1.5 mg

Riboflavina 1.8 mg

Niacina 20 mg

Ac. Ascorbico 45 mg

D 400 IU

E 15 IU

K 70 μg

Ac. Folico 0.4 mg

B12 3 μg

Piridossina 2 mg

Ac. Pantotenico Ignoto

FABBISOGNO GIORNALIERO

Classificazione • le vitamine sono classificate in base alla loro solubilità in acqua:

Vitamine idrosolubili Vitamine liposolubili

Vitamina C Vitamina A

Tiamina Vitamina D

Riboflavina Vitamina E

Vitamina B6 Vitamina K

Vitamina B12

Folato

Biotina

Niacina

Ac. pantotenico

A retinolo fototrasduzione

D colecalciferolo (D3) ergocalciferolo (D2)

rimodellamento osseo

E tocoferoli antiossidante

K fillochinone (K1) menachinone (K2)

coagulazione rimodellamento osseo

B1 tiamina metabolismo dei carboidrati B2 riboflavina redox, respirazione

B3 niacina (PP) redox

B6 piridossina piridossamina piridossale

metabolismo degli aa glicogenolisi

B5 acido pantotenico tca, ag e colesterolo

B7 biotina gluconeogenesi, tca, ag, aa

B12 cobalamina 1C&H metabolism

B9 acido folico 1C metabolism

C acido ascorbico idrossilazione

Colina ac, fosfolipidi

Quali e quante e perché?

Vitamine idrosolubili •Non sono immagazzinate estensivamente

• richieste regolarmente nella dieta

•generalmente non tossiche se in eccesso

Tutte le vitamine del complesso B sono coenzimi nei processi metabolici.

Vitamine idrosolubili

Vitamina C

Tiamina

Riboflavina

Vitamina B6

Vitamina B12

Folato

Biotina

Niacina

Ac. pantotenico

Vitamine liposolubili • immagazzinate nel

fegato

• non assorbite o escrete facilmente

• a volte tossiche se in eccesso (particolarmente A e D)

Vitamine liposolubili

Vitamina A

Vitamina D

Vitamina E

Vitamina K

L’assorbimento delle vitamine liposolubili dipende:

-dai processi di digestione e assorbimento dei lipidi e

dalla secrezione di bile. Qualunque processo che

comprometta il metabolismo lipidico nel tratto GI,

compromette anche l’assorbimento e l’utilizzo di queste

vitamine.

Sono metabolizzate a livello renale, dove vengono

trasportate legate a lipoproteine o proteine plasmatiche.

La mancanza di queste vitamine causa problemi su lunghe distanze

temporali, fatta eccezione per la vitamina K.

Vitamine liposolubili

DISTRIBUZIONE

Le vitamine nel circolo sanguigno circolano in diversi modi.

Sotto forma libera nel

plasma

Legate ad una proteina specifica

Legate ad una proteina

aspecifica

Legate alle lipoproteine

All’interno dei globuli rossi

Vitamine

Liposolubili

A, D E,K

Vitamine

Idrosolubili

C B8, B12 B9 B1, B2, PP, B5, B6

Alcune vitamine sono sintetizzate dall’uomo o da batteri intestinali anche se tale sintesi non e’ sufficiente a coprire il fabbisogno.

Sintesi endogena Sintesi Batterica

Vitamine Liposolubili

D (a livello della pelle partendo dal 7-deidrocolesterolo)

K2

Vitamine Idrosolubili

PP (partendo dal triptofano) B1, B2, B6

VITAMINA A

Esiste in tre forme principali:

retinolo (alcool),

retinale (aldeide)

acido retinoico, derivato dal retinale, si trova nei tessuti animali

come retinolo.

Si trova come pre-vitamina in alcuni cibi vegetali sotto forma di

carotenoidi che a livello epatico sono trasformati in retinolo.

In natura sono presenti centinaia di carotenoidi, ma solo pochi

hanno la capacità di essere convertiti in vitamina A. Il

carotenoide più comune nel cibo è il β-carotene.

Cibi ricchi di vitamina A sono:

fegato, l’olio di fegato di pesce, tuorlo d’uovo, latte e burro.

Alimenti contenenti carotenoidi convertibili in vitamina A sono:

carote, spinaci, broccoli, albicocche.

È trasportata nel plasma da una proteina-legante-retinolo con una

concentrazione di 45-65mg/100ml. Viene immagazzinata a livello epatico dove i

carotenoidi sono irreversibilmente convertiti a retinale.

VITAMINA A

CAROTENOIDI (costituiti da 8 unità isopreniche)

I carotenoidi sono presenti nelle piante; alcuni hanno attività

vitaminica e sono denominati provitamina A

Si trovano negli alimenti di origine vegetale (frutta, verdura, olio d’oliva)

VITAMINA A o retinolo (costituito da 4 unità isopreniche) Si trova negli alimenti di origine animale (fegato, olio di pesce, pesce, latte non

scremato, burro, tuorlo)

principale

provitamina:

beta carotene

C C

CH3

CH3 CH3

CH3 CH3

Struttura chimica: dimero della vitamina A

ma da un punto di vista metabolico la bioconversione si assume di 1:12

tutto-trans retinolo

(forma alcolica)

Vitamina

COOH acido retinoico

Ligando di fattori di

trascrizione

retinale

(forma aldeidica)

Ruolo nella visione

Il gruppo alcolico è esterificato da acidi

grassi (in genere acido palmitico) nella

forma di riserva della vitamina

CHO

CH2OH

retinolo deidrogenasi + NAD (reazione reversibile di ossidazione ad aldeide)

retinale deidrogenasi + NAD (reazione irreversibile di ossidazione ad acido)

II. FUNZIONE TRASCRIZIONALE

Lega fattori di trascrizione: Recettori dell’ Acido Retinoico (RXR)

RXR forma eterodimeri con i recettori per

- ormoni steroidei

- Vit D

- ormoni tiroidei .

Anche questi recettori sono fattori trascrizionali attivati dal legame

con l’ormone e dalla dimerizzazione con RXR, con conseguente

inibizione o attivazione di specifici geni

Questo spiega i numerosi fenomeni biologici in cui è coinvolta la

vitamina A

.

Contenuto Vitamina A

CIBO IU (unità internazionali)

Carota 20.250

Succo di carota (1/2 bicchiere) 12.915

Patata dolce 7.015

Spinaci cotti (1 piatto) 7.395

Minestrone (1 piatto) 5.880

Cavolfiore cotto (1 piatto) 4.130

Spinaci (1 cespo) 2.015

Succo di Albicocca (1/2 bicchiere) 1.650

Succo di pomodoro (100 mL circa) 1.010

Pisellini primavera cotti (1 piatto) 535

Pesca 525

L’unità di misura della vitamina A è il retinolo equivalenti (RE). Un RE = 1 µg di retinolo = 6 µg di ß-carotene = 12 µg carotenoidi. Il livello raccomandato di assunzione di vitamina A dal LARN è di 350/die primo anno di vita, 400-500 RE/die nel bambino, 600-700 RE/die adolescenti e adulti 700 RE/die gravidanza, 950 RE/die allattamento. per le femmine.

È fondamentale per la formazione del pigmento visivo, ma anche per la crescita e la proliferazione delle cellule dell’organismo, specialmente di quelle epiteliali. Inoltre è coinvolta nella sintesi di glicoproteine della plasmamembrana. La deficienza di vitamina A causa: • Cecità notturna • Cheratinizzazzione della cornea • Cessazione dell’accrescimento scheletrico • Mancanza della funzione riproduttiva • Infezione delle strutture normalmente protette da epiteli

VITAMINA D

VITAMINA D

- È coinvolta nel metabolismo di calcio e fosforo.

- Può essere sintetizzata endogenamente a livello della pelle,

previa esposizione alla luce solare.

-La vitamina D viene assunta con la dieta e dopo assorbimento

negli enterociti per diffusione viene incorporata in chilomicroni.

- Parte della vitamina viene complessata con la proteina-

legante-vitamina D e distribuita ai vari organi.

-La carenza di vitamina D causa una sintomatologia legata a

difetti nella calcificazione e nell’accrescimento delle ossa.

Dal punto di vista chimico la vitamina D è un secosteroide, in cui l’anello B del tipico nucleo

steroideo è sostituito da un ponte 5,7-diene, coniugato con un altro doppio legame, a formare

il sistema cis-trienico che impartisce alla molecola importanti caratteristiche biologiche quali

le interazioni biochimiche con gli enzimi idrossilanti, con molecole recettoriali e proteine di

legame. Le forme più note di vitamina D sono la D2 e la D3.

Le principali forme di Vit D presenti in natura sono la Vit D2 e D3

Le due forme di vitamina D utilizzate dall’uomo, D2 e D3, hanno

inizialmente quattro anelli intatti. Gli UVB di un’opportuna (290-315

nm), possono alterare la struttura del precursore 7-deidrocolesterolo

presente nella pelle rompendo il legame tra il C-9 e C-10 dell’anello B.

Ergosterolo

Colesterolo

B

7-Deidrocolesterolo

Il 7-deidrocolesterolo (7-DHC) è

presente in tutti gli strati della

pelle nell’uomo.

Approssimativamente il 65% del

7-DHC si trova nell’epidermide e

più del 95% della previtamina D3

che viene prodotta si trova

nell’epidermide vitale e quindi

non può essere eliminata dal

lavaggio della pelle.

Successivamente, per effetto

termico la previtamina D è

isomerizzata in vit D3. In seguito

ad una lunga esposizione della

pelle ai raggi UVB la

previtamina D può essere anche

sottoposta a conversione in

lumisterolo o tachisterolo che

sono forme inattive sul

metabolismo del calcio. Questo

meccanismo serve per controllare

la produzione di vitamina D ed

evitare delle intossicazioni.

Tachisterolo o

Lumisterolo

Lunghe esposizioni agli

U.V. B

Una volta sintetizzata la

Vit. D3 è espulsa dalle

membrane plasmatiche dei

cheratinociti ed è

trasportata nei capillari del

derma legata alla proteina

(alfa-1-globulina) legante

la vit D (DBP).

La vit D introdotta con gli alimenti è

incorporata nei chilomicroni che sono

rilasciati nella circolazione linfatica e

quindi entrano nella circolazione

venosa dove viene legata da DBP e

lipoproteine e quindi trasportata al

fegato.

Le vit D2 e D3 arrivate al fegato vengono idrossilate da una D-25-

idrossilasi (CYP2R1) per produrre il maggior metabolita circolante

rappresentato da 25-(OH)D. Il 25-(OH)D è quindi idrossilato i

posizione 1 da una α-idrossilasi (CYP27B1) presente nel rene e viene

convertito nella forma attiva di 1α,25-diidrossivitamina D [1,25(OH)2D].

Il 25(OH)D legato alla DBP è filtrata dal rene e captato dalle cellule dei tubuli prossimali

attraverso endocitosi megalina mediata.

La DBP è degradata mentre il 25(OH)D è consegnati all’enzima 1α-idrossilasi da IDBP-3

o reimmesso in circolazione legato a DBP

IDROSSILAZIONE RENALE DI 25(OH)D

L’attività renale dell’enzima α-idrossilasi è strettamente regolata.

• aumentata dall’ormone paratiroideo PTH

• aumentata dall’ipocalcemia e ipofosfatemia

• inibita da iperfosfatemia e ipercalcemia

• inibita dal fattore di crescita dei fibroblasti 23

• inibita dallo stesso 1,25(OH)2D il quale è in grado di attivare la 24-OHasi

Marcata carenza alimentare di calcio

-60%

VITAMINA D ED IPERAPARATIROIDISMO

A livello delle cellule paratiroidee reprime

l’espressione del gene del PTH e la sintesi di

PTH

Bienaimé F et al. Mol Cell Endocr 2011;347:30

L’1,25(OH)2D svolge la maggior parte delle sue funzioni biologiche regolando la trascrizione

genica attraverso un recettore nucleare della vitamina D ad alta affinità (VDR). Dopo legame del

recettore con la forma attiva della vit D, questo eterodimerizza con il recettore X dell’acido

retinoico (RXR). L’eterodimero si lega a specifiche sequenze del DNA note come elementi

responsivi alla vit D.

INTERAZIONE CON IL RECETTORE SPECIFICO: VDR

Funzioni endocrine paracrine e

intacrine della vit D

Numerose cellule presentano il recettore per la vitamina D (Vitamin D Receptor, VDR)

Il 1,25(OH)2 D svolge le seguenti

funzioni:

- nell’intestino tenue interagisce con

VDR induce un aumento nel

riassorbimento del calcio e del

fosforo

- nell’osso, dopo interazione con

VDR degli osteoclasti ed attivazione

di fattori trascrizionali stimola la

conversione di immaturi

proosteoclasti in osteoclasti attivi

nel riassorbimento di calcio e

fosforo dall’osso per mantenere i

livelli ematici di calcio e fosforo

costanti

-nel rene stimola il riassorbimento

del calcio dal filtrato glomerulare

Meccanismo del 1,25-(OH)2D3 a livello intestinale

Risposte genomiche e non genomiche del

legame al recettore dell’1,25(OH)2D.

Shin et al. Placenta (2010)

Lo status della vitamina D è valutato misurando la 25(OH) D sierica

APPORTO DIETETICO

PRODUZIONEENDOGENA

POOL CIRCOLANTE E DI DEPOSITO

25(OH) D sierica

EMIVITA ~ 3 SETTIMANE

definizione di deficienza o insufficienza di vitamina D basate sulla concentrazione sierica

di 25(OH)D

DEFICIENZA E INSUFFICIENTE QUANTITA’ DI 25(OH)D

Davies JH & Shaw NJ. Arch Dis Child. 2010

FATTORI CHE CONCORRONO ALLO SVILUPPO DI CARENZA DI VIT D

Latitudine

Pigmentazione della pelle

Creme solari – Fattore 8 ↓ sintesi di Vit D >95%

Inquinamento atmosferico

Obesità

Propensione genetica

Invecchiamento

Dieta a basso contenuto di calcio e ricche di fibra

15 South Asians

109 Whites

Farrar et al Am J Clin Nutr. 2011;94(5):1219-24.

Serum 25(OH) Levels after Simulated Summer Sunlight Exposures

in Whites & South Asians

South Asians need 4 times longer Exposure

2 Hours of Summer Sunlight Exposure 3 x Week

VITAMINA D ed IPERAPARATIROIDISMO

Malassorbimento della vitamina D ma è ancora possibile la

produzione di 25 OH vitamina D Incapacità della produzione di

25 OH vitamina D

Perdita urinaria di 25 OH vitamina D

Riduzione della escrezione di fosforo e di ridotta produzione di 1, 25 OH vitamina D

Ipocalcemia Iperparatiroidismo secondario

Malattia renale ossea

HolickM. N EnglJ Med 2007;357:266-281 EFE 2012

Cause di deficit di vitamina D

Decreased synthesis of 25-dihydroxyvutamin D

Liver failure

Holick BMJ June 2008;336:1318-1319

POSSIBILI CONSEGUENZE DEL DEFICIT DI VITAMINA D

VITAMINA E

VITAMINA E

Comprende una classe di sostanze con attività simile. Ci sono

circa 8 vitamine E suddivise in due classi principali che sono i

tocoferoli (α, β, γ,δ) e tocotrienoli (α, β, γ,δ).

La forma più attiva e diffusa è l’ α-tocoferolo. I siti di deposito

sono costituiti da fegato, tessuto adiposo, muscolo scheletrico e

lipoproteine. La funzione dominante della vitamina E è quella

antiossidante per il mantenimento dell’integrità della membrana

cellulare. La carenza di vitamina E è una situazione che non si

verifica quasi mai, anche perché i depositi endogeni sono tali da

garantire quasi un anno di autonomia, senza assunzione. In ogni

caso ci si aspetta una degenerazione delle membrane cellulari

con risultante anemia, debolezza muscolare e atassia cerebrale.

VITAMINA E

scoperta nel 1922 nei vegetali verdi (è sintetizzata solo dalle

piante fotosintetiche)

messa in relazione con la fertilità e chiamata tocoferolo: tokos

(nascita) phero (porto) olo (alcol)

STRUTTURA CHIMICA

anello funzionale fenolico

con una catena laterale isoprenica

-tocoferolo

FUNZIONE

protezione da auto-ossidazione degli acidi grassi polinsaturi.

previene ossidazione lipoproteine (LDL)

MECCANISMO: antiossidante che interrompe la catena di radicali che

reagiscono più velocemente con la vi tE che con acidi grassi

ROO• + Vit E-OH Vit E-O• + ROOH

Vi E-O• reagisce con vitamina C o altro donatore di di idrogeno e ridiventa

Vit E-OH

Contenuto Vitamina E

CIBO IU (unità internazionali)

Olio di germe di grano (1 cucchiaio) 26.2

Mandorle tostate (30 gr circa) 7.5

Olio di girasole (1 cucchiaio) 4.7

Olio di mais (1 cucchiaio) 2.9

Olio di semi (1 cucchiaio) 2.5

Arachidi (30 gr circa) 2.1

Maionese fatta con olio di semi (1 cucchiaio) 1.6

Broccoli bolliti (1/2 piatto) 1.5

Pistacchi (30 gr circa) 1.2

Spinaci bolliti (1/2 piatto) 0.85

kiwi 0.85

Recenti risultati sembrano dimostrare che la vitamina E possa aiutare a prevenire o ritardare malattie coronariche limitando l’ossidazione delle LDL responsabili della formazione della placca ateromasica a livello dei vasi coronarici. È provato che un’aumentata assunzione di vitamina E con la dieta diminuisce l’incidenza di patologie coronariche.

VITAMINA K

Anche questo è un gruppo di sostanze attive, di cui quella più

diffusa nelle piante verdi è il fillochinone. La fonte principale di

vitamina è rappresentata dalle piante.

La vitamina K deriva a livello intestinale da batteri anaerobi

come Escherichia coli e Bacillus fragilis e questa produzione è

migliorata in presenza di prodotti del latte quali yogurt. A livello

intestinale la vitamina entra negli enterociti e poi passa nel

torrente linfatico e quindi in quello sanguigno. Viene

scarsamente immagazzinata a livello epatico e quindi deve

essere assunta con la dieta.

VITAMINA K: naftochinone con una catena laterale poli-isoprenica

6-11

fillochinone, sintetizzata dalle piante

menachinone, sintetizzato dai batteri della flora

intestinale

forma sintetica farmacologica, non attiva come tale,

ma viene isoprenilata dall’organismo

menadione

Farmaci con azione antivitaminica

• anticoagulanti: warfarina

• antibiotici: cefalosporina inibitore della vit k-epossido reduttasi

FUNZIONE BIOCHIMICA cofattore di carbossilasi per la sintesi

dell'acido -carbossiglutammico (Gla)

a partire dall’acido glutammico di

proteine

Ciò fa sì che possano venir rese attive

alcune proteine:

la protrombina ed i fattori VII,

IX ed X della coagulazione,

La forma funzionale è l’idrochinone che nell’attività

catalitica è ossidato a chinone, e quindi rigenerato da

reduttasi NADPH dipendente. Inibitori della reduttasi

sono anticoagulanti.

Dicumarolo

Dicumarolo: antivitamina presente in

alcune piante; inibitore della reduttasi che

rigenera la forma attiva della vitamina

È fondamentale nei processi di

coagulazione del sangue in risposta

ad eventi emorragici.

Fra le vitamine è quella che meno

viene trasferita da madre a feto,

tanto che ai neonati la vitamina K

viene somministrata fin da primi

giorni per via esogena.

La fonte principale di vitamina K con il cibo è rappresentata da frutta e verdura.

Adeguato un apporto di 1 µg per Kg

di peso corporeo al giorno

Rischi derivanti dall’eccessivo intake di vitamine liposolubili

Vitamina A: l’ipervitaminosi A è collegata ad un eccessivo deposito di vitamina

A nell’organismo che può causare effetti tossici quali:

• Difetti nella nascita

• Anormalità epatiche

• Ridotta densità dell’osso che può indurre osteoporosi

Segni di intossicazione acuta, che derivano in genere dall’utilizzo di

supplementi dietetici, includono nausea e vomito, mal di testa,

scoordinamento muscolare.

Vitamina D: vi è un elevato rischio nell’eccesso di vitamina D. Sintomi

caratteristici sono nausea, vomito, inappetenza, debolezza, perdita di peso. Si

ha aumento dei livelli serici di calcio, che causano disturbi a livello mentale. Si

ha accumulo di calcio e fosforo a livello renale.

Vitamina E: il rischio di eccesso di vitamina E è basso. Non si manifestano

effetti apprezzabili a carico del metabolismo generale, del peso corporeo,

delle funzioni renali, ormonali e sanguigne.

Vitamina K: Benché siano possibili reazioni allergiche, non sono noti casi di

tossicità associati con alti dosaggi di K1 (fillochinone), K2 (menachinone). Nel

caso invece di K3 (menadione), questo può interferire con la funzione del

glutatione con risulante danno ossidativo alle membrane cellulari. Può indurre

epatotossicità e anemia emolitica.

A differenza delle vitamine liposolubili, le vitamine idrosolubili sono direttamente coinvolte in reazioni metaboliche come co-fattori in pathway metaboliche di proteine, carboidrati, lipidi e etanolo. Eccezioni sono la vitamina C, B12 e l’acido folico che non entrano in queste pathway, ma in altri processi fondamentali.

Vitamine idrosolubili

VITAMINA C (acido ascorbico)

VITAMINA C (acido ascorbico) Fu identificata sulla base delle ricerche fatte su marinai affetti da

scorbuto.

L’ascorbato è un derivato del glucosio, ma l’uomo non è in grado di

sintetizzare la vitamina C per mancanza di enzimi coinvolti nella

trasformazione. Alcuni animali, come ratti e polli sono in grado di farlo.

Può rapidamente cedere o accettare atomi di idrogeno e ha buone

proprietà antiossidanti, si degrada facilmente in soluzioni alcaline e si

scioglie rapidamente in acqua. È molto adatto come antiossidante per i

cibi, soprattutto quelli in scatola. Presenta due isomeri, D e L, ma

quello attivo è l’isomero L.

Ferro e rame rapidamente ossidano l’ascorbato distruggendone

l’attività

Viene assorbita a livello intestinale grazie ad un meccanismo Na+-

dipendente.

Contenuto Vitamina C

CIBO mg vit C

Succo d’arancia (1 tazza) 124

Arancia 70

Fragole (1 tazza) 84

Pompelmo 51

Cocomero (1 fetta) 15

Broccoli (1 tazza) 82

Cavolfiore (1 tazza) 71

Patata 29

Pomodoro 23

Peperoni verdi (1 tazza) 48

Entra come co-fattore dell’enzima idrossilasi nella formazione del collagene, la proteina più diffusa nell’organismo; promuove l’assorbimento del ferro; è importante per la formazione della carnitina; entra nel metabolismo della tirosina; permette il rilascio degli ormoni della midollare del surrene giocando un ruolo nella risposta allo stress. In più agisce come potente antiossidante nei confronti di ione superossido, radicali ossidrilici e acqua ossigenata.

La mancanza di vitamina C causa diversi sintomi che sono caratteristici dello scorbuto: •Crescita ossea anomala •Dolore alle giunture •Caduta dei denti •Emorragie petecchiali •Fragilità capillare •Gengive sanguinanti L’indebolimento dei capillari è dovuto alla mancanza di sintesi del collagene. Le emorragie avvengono intorno ai follicoli, alle gengive, nel tratto gi e nei reni. I denti tendono a cadere. In più squilibrio dei neurotrasmettitori, squilibri psichici.

VITAMINA B1 (Tiamina)

Si compone di un anello tiazolico e di uno pirimidinico uniti tra loro da un gruppo metilenico

VITAMINA B1 (Tiamina) La maggior parte della

tiamina proveniente da fonti animali è

fosforilata (tiamina pirofosfato),

tiamina monofosfato e tiamina

difosfato e quindi per poter essere

assorbita a livello intestinale (in

duodeno e digiuno) devono intervenire

delle fosfatasi. L’assorbimento è anche

in questo caso Na+-dipendente. È

fondamentale come co-fattore per

reazioni del metabolismo dei

carboidrati ed entra nel ciclo di Krebs. La deficienza di tiamina è responsabile di una patologia nota con il nome di beri-beri caratterizzata da crampi muscolari, confusione mentale, ipertrofia cardiaca accompagnata da aritmie e spesso sbilanciamento idrico.

Contenuto Vitamina B1

CIBO mg vit B1

Maiale arrosto (100gr) 0.9

Prosciutto, Manzo 0.45

Fegato 0.25

Noccioline (1 tazza) 0.64

Riso (2 tazze) 0.1

Pane (1 fetta) 0.1

Patata 0.1

Piselli (1 tazza) 0.4

Arancia 0.1

Avocado (2) 0.2

VITAMINA B2 (Riboflavina)

VITAMINA B2 (Riboflavina)

È sintetizzata in tutte le piante e microorganismi, ma non negli

organismi superiori.

Si trova nel latte, nello yogurt, nei vegetali a foglia verde chiaro,

nel fegato di manzo e altre carni. In genere è più stabile delle

vitamine precedenti, anche se è fotosensibile.

Similmente alle altre vitamine idrosolubili, anche questa è

facilmente eliminata con procedimenti di cottura particolari.

Contenuto Vitamina B2

CIBO mg vit B2

Latte intero (1 tazza) 0.4

Yogurt (1 tazza) 0.5

Fegato (100 gr) 0.24

Manzo (100 gr) 0.35

Tonno (100 gr) 0.12

Broccoli (2 tazze) 0.2

Spinaci cotti (2 tazze) 0.1

Uova 0.2

Pane (1 fetta) 0.8

Maccheroni (2 tazze) 0.1

Tessuti particolarmente ricchi di riboflavina sono il cuore, il fegato e i reni. Il FMN (flavin mononucleotide) è un co-fattore per l’enzima NADHdeidrogenasi che trasferisce elettroni dal NADH all’ubichinone. Il FAD è un co-fattore per gli enzimi citocromo-reduttasi, succinato-deidrogenasi (ciclo di Krebs), acil-CoA-deidrogenasi (β-ossidazione degli acidi grassi), xantinaossidasi (formazione dell’acido urico) ed altri.

La mancanza di riboflavina induce i primi problemi a livello di

sistema nervoso centrale per carenza di energia. Subentrano fotofobia, aumento della vascolarizzazione del globo oculare, desquamazione a livello di labbra e lingua, dermatiti seborroiche e spesso anoressia.

VITAMINA B3 (Niacina)

VITAMINA B3 (Niacina) È presente come acido nicotinico e nicotinamide ed è attiva nell’uomo sotto

forma di nicotinamideadenin-dinucleotide (NAD) e nicotinamide-adenin-

dinucleotide–fosfato (NADP), entrambi coinvolti nel trasporto di elettroni.

L’acido nicotinico e la nicotinamide si trovano distribuiti nella maggior parte dei

cibi.

I cibi di origine vegetale contengono acido nicotinico, mentre i cibi di origine

animale contengono nicotinamide. È una vitamina stabile alla maggior parte

delle cotture. L’acido nicotinico può anche essere formato nelle cellule umane a

partire dal triptofano, anche se il processo è sfavorevole: occorrono circa 60mg

di Trp per formare 1mg di niacina.

Contenuto Vitamina B3

CIBO mg vit B3

Fegato (100 gr) 16.5

Tonno (100 gr) 12.1

Salmone (100 gr) 8.1

Vitello (100 gr) 6.1

Maiale (100 gr) 5.3

Volatili (100 gr) 5.7

Asparagi (1 tazza) 1

Riso, scuro (2 tazze) 5.9

Riso, bianco (2 tazze) 2.9

Pane (1 fetta) 0.9

Latte (1 tazza) 0.2

La maggior parte dell’assorbimento avviene a livello intestinale. Acido nicotinico e nicotinamide sono assorbiti dagli enterociti grazie ad un processo Na+-dipendente saturabile. Circolano nel sangue in forma libera o legati a proteine. Entrambe le forme sono convertite a NAD che viene poi fosforilato. Il NAD è utilizzato nel ciclo di Krebs; viene formato NADH durante la β-ossidazione degli acidi grassi, nel metabolismo dell’etanolo dovuto all’alcool deidrogenasi. Il NAD è inoltre coinvolto nel metabolismo della vitamina B6 e in molti altri processi (anche sotto forma di NADP e NADPH).

La mancanza di niacina determina una sindrome detta pellagra caratterizzata da:

•Dermatiti

•Diarrea

•Demenza

•Morte

Sono comuni disturbi del tratto gi, stomatiti e severe diarree. Si sviluppano lesioni cutanee e comportamenti maniacali.

VITAMINA B6

VITAMINA B6 Si trova nel corpo umano in forme diverse che sono: piridossamina,

piridossale, piridossina, piridossolo. Tutte queste forme si trovano nei

cibi, variamente ripartite.

È abbastanza stabile alla cottura.

Il fegato è l’organo più coinvolto nel metabolismo di questa vitamina,

che viene veicolata nel sangue soprattutto dai globuli rossi. La vitamina

B6 è coinvolta in numerosi processi metabolici, fra cui importante è

l’azione nelle reazioni di transaminazione.

È coinvolta nella sintesi del GABA e della serotonina e di altri

neurotrasmettitori come istamina, dopamina e norepinefrina. Coadiuva

la formazione di aa non essenziali. Entra nella formazione degli

sfingolipidi e nella formazione dell’emoglobina.

Contenuto Vitamina B6

CIBO mg vit B6

Patata 0.70

Banana 0.68

Petto di Pollo 0.52

Lombo di maiale 0.42

Roast beef 0.32

Trota 0.29

Spinaci congelati 0.14

Salsa di pomodoro 0.20

Salmone 0.19

Tonno in scatola 0.18

Sintomi da carenza di vitamina B6 sono alterazioni a carico del SNC e causare convulsioni, sintomi depressive, neuriti periferiche. Inoltre si manifesta debolezza, insonnia, irritabilità, dermatite.

ACIDO FOLICO

acido folico

sintetico

supplementi, alimenti fortificati

R = unità monocarboniosa

tetraidrofolato (THF) cofattore enzimatico

nelle fonti alimentari

Sostituzione agli N5 e N10

Forme enzimatiche specifiche

metile – CH3 (posizione 5)

metilene – CH2 – (posizione 5 e 10)

metenile – CH= (posizione 5 e 10)

formile – CHO (posizione 5 o 10)

THF variabile per

Livello di riduzione

Catena di poliGlu (1-14) legame peptidico

intrappola la vitamina nella cellula

aumenta l’affinità per gli enzimi

dà specificità enzimatica

pteridina – ac. p-amminobenzoico – ac.glutammico

O

C N

H

COOH CH2 C CH2

H

COOH

N

H

O

N 2HN

CH2 N

N

HN

1 2

4

3 5

6

7 8

HN

O II

N C N

H

C CH2 C CH2

H

COOH

O

N 2HN

CH2 N

N

5

10 R

O II

OH

n

H

H

H

ACIDO FOLICO

Per molto tempo è stato confuso con la vitamina B12 perché la carenza

di entrambi determina una forma simile di anemia.

Nell’uomo mancano gli enzimi che uniscono queste molecole e per

questo motivo i folati cadono nella categoria dei nutrienti essenziali.

Sono disponibili in un’ampia varietà di cibi sia di origine animale sia di

origine vegetale.

Per quanto riguarda l’origine animale la fonte migliore è rappresentata

dalla carne proveniente non da muscolo, ma da organo. Il folato è

generalmente instabile con la temperatura.

DIETA

La forma principale dei folati è il folilpoliglutammato ( ~ 5-8 Glu).

In vitro la forma ridotta è instabile: va incontro ad ossidazione e

successiva degradazione, ma è stabilizzata dalla presenza di

antiossidanti (vitamina C)

FONTI ALIMENTARI

si trova prevalentemente

- nei vegetali verdi quali spinaci, asparagi, broccoli

- arance

- legumi, arachidi.

-variabile, in - dalla fonte

BIODISPONIBILITA’

media del 50%: dipende alimentare (intrappolamento nella matrice

dell’alimento) - dall’individuo (capacità di scindere ed assorbire il folato)

METABOLISMO

ASSORBIMENTO dal digiuno prossimale

Il folilpoliglutammato deve essere scisso nel monoglutammato da

carbossipeptidasi presente sulle membrane degli enterociti

PLASMA predominante: 5-metilTHFmonoGlu, legato ad albumina o ad

una specifica proteina di trasporto

EPATOCITA THF monoGlu (folilpoliglutammato sintasi) THFpoliGlu.

La forma poliGlu non passa la membrana cellulare e quindi il folato è

intrappolato; per uscire dalla cellula va riconvertito in monoGlu.

ESCREZIONE urinaria o tramite bile - importante circolo enteroepatico

RISERVE EPATICHE

limitate:15-30 mg totali di cui 50%

RICAMBIO

Implicazioni

• 0,5-1% del folato è catabolizzato o escreto ogni giorno e va

sostituito dalla dieta

• è necessario un lungo periodo di intervento nutrizionale perché

il pool di folato dell’organismo raggiunga nuovi livelli stazionari

• vi è un lungo intervallo prima della manifestazione dei sintomi

di carenza

FUNZIONI BIOCHIMICHE

- Sintesi della metionina dalla omocisteina

- Sintesi delle pirimidine (dUMP TMP)

tappa limitante per la replicazione del DNA

- Sintesi ex novo dell’anello purinico

metionina

sintasi

N5(-CH3)THF

THF tetraidrofolato

MTHFR metilenTHFreduttasi

TMP timidilato

MTHFR

FAD, NADPH N5,N10(-CH2-)THF

glicina serina vit B6

istidina

N5N10(-CH=) THF

glutammato

dUMP

TMP

metionina

+ omocisteina

vit B12

glicina, colina fMet-tRNA

mitocondrio

- sintesi proteica mitocondriale

metilentTHFdeidrogenasi - (NADP)

metenilTHFcicloidrolasi (H2O ) PURINE

(C-2, C-8) N10(-CHO)THF

formiltTHFsintasi (ATP)

FUNZIONI BIOCHIMICHE

- Sintesi della metionina dalla omocisteina

- Sintesi delle pirimidine (dUMP TMP) tappa limitante per la replicazione del DNA

- Sintesi delle purine

N5(-CH3)THF

metionina

S-adenosil

metionina

+ omocisteina

vit B12 metionina

sintasi

cistationina

cisteina

vit B6

vit B6

TRANSULFURAZIONE

TRANSMETILAZIONE

MTHFR FAD, NAPH

metil-X colina

carnitina

creatina

adrenalina

Istoni-CH3

citosina-CH3

X

SINTESI BASI

AZOTATE

metiltransferasi

N5,N10(-CH2-)THF

glicina serina vit B6

istidina

N5N10(-CH=) THF

glutammato

PURINE N10(-CHO)THF

(C-2, C-8)

glicina, colina

TIMINA

RIMETILAZIONE

TRAPPOLA DEL FOLATO

CARENZA SECONDARIA DI FOLATI IN PRESENZA DI CARENZA DI

VITAMINA B12

N5-metilTHF deve essere convertito nella forma THF dall’enzima metionina

sintasi per poter essere riutilizzato.

In alternativa, essendo cattivo substrato per la folilpoliglutammato sintasi, non

rimane nella cellula e viene perso con le urine

SUPPLEMENTAZIONE DI FOLATI MASCHERA LA EVENTUALE

CARENZA DI VITAMINA B12

LA FUNZIONE DELLA VIT B12 e’ STRETTAMENTE CORRELATA ALLA FUNZIONE DEL FOLATO

Manifestazioni cliniche di carenza di folato e di B12 sono simili

DONNE IN GRAVIDANZA a rischio di sviluppare carenza per l’aumentata richiesta

di unità monocarboniosa e sintesi di DNA.

rischio di parto pretermine, minor peso alla nascita, fino a complicazioni di gravidanza

ed aborto spontaneo

DIFETTI DEL TUBO NEURALE

sistema nervoso centrale si forma fra il 20° e il 28° giorno dal concepimento

dimostrato che la supplementazione con acido folico un mese prima e dopo l’inizio

del concepimento (400 ug) previene il rischio nel 70% dei casi

Causa ? suggerito ma non dimostrato:

- la omocisteina ad alti livelli potrebbe essere neurotossica funzionando da

antagonista per il recettore del glutammato, coinvolto nello sviluppo neuronale

- alterata metilazione di geni coinvolti nella formazione neuronale

ASPETTI CLINICI

MALATTIE CARDIOVASCOLARI da alti livelli di omocisteina (folati, B6, B12)

ANEMIA MEGALOBLASTICA Carenza di folati risulta nella inibizione del ciclo

cellulare. Anche disturbi gastrointestinali

PREVENZIONE DEL CANCRO

Folato come agente citoprotettivo (carenza associata a cancro)

Regola stabilità DNA tramite due meccanismi principali

uracile timina in carenza: incorporazione errata di uracile nel DNA

S-AdenosilMet metila specifiche citosine DNA (regolazione della trascrizione)

in carenza: ipometilazione

CANCRO Cellule cancerose a rapida proliferazione necessitano di folati (antifolati

come farmaci)

INVECCHIAMENTO Correlazione tra età e ipometilazione DNA

FUNZIONI MENTALI (depressione)

Alterazioni nei sistemi di metilazione del sistema nervoso centrale.

ALCOLISMO CRONICO E CARENZA DI FOLATI: ipotizzato che acetaldeide o

l’enzima aldeide ossidasi aumenti l’ossidazione del folato

Contenuto Folato

CIBO mg Folato

Asparagi (1 tazza) 265

Piselli (1 tazza) 360

Broccoli (1 tazza) 160

Spinaci (1 tazza) 130

Arancia 40

Riso 20

Germe di grano 20

VITAMINA B12

Risulta formata da 4 anelli pirrolici che complessano al

centro un atomo di cobalto, da cui il nome di cobalamina.

VITAMINA B12

La sua mancanza causa una forma di anemia nota con il nome di anemia perniciosa.

È un composto relativamente stabile, tanto che non viene distrutto anche per alte temperature. Risulta invece sensibile alla radiazione ultravioletta. Ferro e rame destabilizzano e distruggono la molecola.

Deriva da fonti animali. Le fonti migliori sono costituite da carne, pesce, selvaggina, conchigliame, uova e latte.

Contenuto Vitamina B12

CIBO mg vit B12

Fegato (100 gr) 8.0

Manzo (100 gr) 2.6

Trota (100 gr) 4.2

Vongole (100 gr) 2.5

Tonno (100 gr) 2.2

Uova 0.6

Latte (1 tazza) 1.0

La carenza di questa vitamina induce anemia perniciosa caratterizzata da globuli rossi immaturi di grosse dimensioni, debolezza, dolori addominali, diarrea. Sopravviene demielinizzazione e degenerazione neuronale.

Affinché la vitamina B12 sia assorbita è necessaria la secrezione del fattore intrinseco da parte delle cellule principali della mucosa gastrica. Questo protegge la vitamina dalla degradazione per farla arrivare fino all’ileo dove viene assorbita. Viene rilasciata nel circolo portale dove la vitamina si lega alla transcobalamina III che trasporta la vitamina B12 nel plasma.

Le principali catene di reazioni in cui la vitamina B12 è coinvolta sono:

•Conversione dell’omocisteina in metionina

•Trasformazione di un prodotto della β-ossidazione degli acidi grassi in

succinil CoA

•Catabolismo della leucina

• Val, Ile, Met, Thr

• Acidi grassi a C dispari

• colesterolo ac biliari

COO-

I

CH2

I

CH2

I

CO~SCoA

COO-

I -

COO-

I

CH2 + HCO3 + BIOTINA HC-CH3

I I

CO~SCoA CO~SCoA

propionil ~CoA metilmalonil~CoA

succinil~CoA

• Ciclo di Krebs

• Metabolismo corpi chetonici

• Biosintesi dell’eme

IMPORTANTE NEI RUMINANTI:

la fermentazione batterica del

rumine produce grandi quantità di

acido propionico.

Formazione dell’acido metilmalonico in carenza di Vitamina B12 per perdita di CoASH dal metil malonilCOA; di norma non si forma Sintomi peculiari della anemia perniciosa sono gli alti livelli ematici ed

urinari dell’acido metilmalonico

COO-

I

3 +H N-CH

I

CH2

I

CH2-S-CH3

metionina Met

COO-

I

3 + H N-CH

I

CH2

I

CH2-SH

omocisteina Hcy

3

COO-

I + H N-CH

I

CH2-SH

cisteina Cys

gruppo sulfidrilico -SH legame tioetere

-CH2-S-CH3

Metabolismo di folati, Vit. B12 e amminoacidi solforati

Met e Cys nella struttura delle proteine

Hcy non entra nella struttura delle proteine ma è indispensabile

per il metabolismo della metionina e la sintesi della Cys.

Via unidirezionale

Met (amminoacido essenziale) Cys (amminacido semiessenziale)

I gruppi sulfidrilici della Cys hanno reazioni redox reversibili:

regolazione tiolo / disolfuro -SH / -S-S-

fondamentale per il controllo dello stato redox cellulare

sulfidril switch ( es glutatione)

Ruolo di Met, Cys, Hcy

S-adenosilmetionina (SAM ) forma attiva della metionina

donatore di gruppi metilici -CH3

interesse per il metabolismo degli amminoacidi solforati

IPEROMOCISTEINEMA determinata da cause genetiche o nutrizionali

fattore di rischio per

patologie cardiovascolari

(indipendente da ipercolesterolemia o ipertensione)

esito infausto per gravidanza

alterazione di sviluppo fetale e neonatale (alterata vascolarizzazione della placenta e quindi diminuita

funzionalità: aborto, sottopeso neonatale, difetti tubo neurale,)

sindrome di Alzheimer e altri disturbi neurologici

Ruolo della dieta nella prevenzione o nel

contenimento del danno

NHANES III 1988-1994 (Third National Health and Nutrition Examination Survay)

Uomo Met 2,3g/die Cys 1,3 g/die

Donna Met 1,6 g/die Cys 0,9 g/die

RDA Met + Cys 19 mg/kg/die

Metabolismo dell’unità monocarboniosa

via di

transulfurazione

via di metilazione

> 50 reazioni

metionina + ATP SAM + 3 molecole fosfato

Carenza dell’enzima adenosil metionina m e t i l transferasi causa

persistenti alti livelli di metionina con danni neurologici

SH

METIL TRANSFERASI

metile utilizzato per la sintesi di una grande varietà di composti

Creatina (quantitativamente la più importante)

Colina

- fosfolipidi (membrane cellulari, VLDL, segnali lipidici)

- neurotrasmettitori (acetilcolina)

Carnitina

Adrenalina

RNA, DNA

Enzimi specifici per l’accettore del

metile

Metilazione della citosina presente in un promotore inibisce la

trascrizione: importante per la prevenzione del cancro

metil)azione degli istoni rende la cromatina compatta, non

disponibile alla azione dei fattori di trascrizione

Metilazione modifica il genoma senza alterare la sequenza, e

permette un adattamento rapido e permanente a modifiche

ambientali

DNA-metiltransferasi

I. L’omocisteina viene ritransformata in metionina ad

opera della METIONINA SINTASI

L’enzima non può funzionare in caso di inadeguato

apportodi gruppi CH3 a causa di

mancanza di donatori - folati, betaina

carenza del cofattore -

Metilcobalammina

zinco (cofattore della betaina-omocisteina metil transferasi

Conseguenza:

accumulo di omocisteina e bassi livelli di SAM

Nel fegato il 50% della omocisteina viene riciclata utilizzando

come donatore la betaina (o trimetilglicina) che si forma dalla

ossidazione della colina

fosfatidilcolina colina (CH3)3-N+-CH2-CH2OH

betaina (CH3)3-N+-CH2-COO-

betaina-omocisteina metil transferasi - enzima ZINCO

dipendente

Importante in carenza della via folato- B12

Usata come SUPPLEMENTO per quei pazienti con elevata Hcy

plasmatica dovuta ad alterazioni metaboliche dipendenti dal folato

(ad esempio deficienza in N5-N10metilene THF reduttasi)

BETAINA

IPEROMOCISTEINEMIA dovuta a

• Difetto di sintesi del 5 metil THF

• Difetto di rimetilazione della omocisteina a metionina

• Difetto nella transulfurazione

Causa o indicatori di malattia?

Evidenziata nel 1962

Nel sangue : - libera 1-2%

- coniugata a proteine (albumina)

- disolfuri misti Hcy-Hcy; Hcy-Cys

soglia iperomocistinemia = 12 mmol/ L

valori desiderabili ≤ 9-10 mmol/ L

DIFETTI GENETICI (rari)

Iperomocisteinemia elevata

• omocistinuria congenita: forma classica dovuta a difetto

della cistationina sintasi (lieve innalzamento nell’eterozigote)

• diminuita rimetilazione a metionina per carenza della

metilen-THF reduttasi (MTHFR) o della metionina sintasi

Iperomocisteinemia moderata nella forma termolabile di

MTHFR

NUTRIZIONALI: carenza di B6, B12 o folati

ALTERATA FUNZIONALITA’ RENALE con dimuita “clearance”

FARMACI CON ATTIVITA’ ANTIVITAMINICA

teofillina -usata per l’asma- per la B6

valproato - usato per la epilessia- per il folato

CISTEINA

sintesi di proteine

glutatione (Glu-Cys-Gly) (antiossidante)

CoASH (metabolismo acidi grassi) - +

taurina (SO3 -CH2-CH2-NH3) (formazione dei sali biliari)

zolfo inorganico (sintesi di solfolipidi)

VITAMINA H (Biotina)

Si ritiene valido un introito giornaliero di 15-100 µg

VITAMINA H (Biotina)

Molecola composta da due anelli (tiofenico e immidazolico) e da una catena carbonica che termina con un gruppp –COOH. È una molecola stabile alla luce e al calore, ma degradata da luce ultravioletta. Viene formata dalla flora intestinale usando cisteina come fonte di zolfo per la molecola. È una molecola molto diffusa nei cibi e si trova in tutte le cellule viventi. Le fonti principali sono carne, tuorlo d’uovo, lievito di birra, legumi, noci e certi pesci. Mentre il tuorlo è ricco di biotina, l’albume contiene la molecola avidina, che ha elevata affinità per la biotina e la rende meno disponibile per l’assorbimento. Viene però inattivata con il calore. La biotina è assorbita a livello intestinale per diffusione facilitata. L’eventuale presenza di avidina può ridurre l’assorbimento, ma il problema è arginato con cottura.

La biotina è immagazzinata a livello epatico, muscolare e

cerebrale. La sua azione si esplica nel metabolismo dei

carboidrati, dei grassi e delle proteine, agendo come co-

fattore di vari enzimi. La carenza di questa vitamina è

piuttosto difficile, e può indurre dermatiti, come sintomo

principale. Sono perse le cellule epiteliali, risultano

compromesse le papille linguali e la mucosa del tratto gi.

Anoressia, nausea, acidosi metabolica ed elevati livelli

plasmatici di ammoniaca sono altri sintomi.

ACIDO PANTOTENICO

Sono consigliati 4-7 mg/die nell’adulto

ACIDO PANTOTENICO

Risulta formato da acido pantoico e β-alanina. Risulta stabile

all’aria e alla luce. In soluzione è sensibile a pH acidi e basici,

mantenendosi stabile a pH neutro. Si decompone con il calore.

È abbondante in tutti i cibi di origine vegetale e animale. Fonti

principali sono carne, tuorlo d’uovo, pesce, legumi, funghi,

broccoli e pappa reale. Siccome nei cibi l’acido pantotenico è

all’85% parte del CoA, deve prima essere liberato.

L’assorbimento avviene a livello del digiuno per diffusione. È

coinvolto in molti aspetti del metabolismo essendo usato per

produrre CoA ed è abbondante in tessuti metabolicamente

molto attivi quali cuore, fegato, reni e cervello. La carenza di

acido pantotenico è lenta a svilupparsi e si manifesta con la

sindrome del piede che brucia. Compare mal di testa,

ipotensione, tachicardia, crampi muscolari, vomito.