VITAMINE

NUTRIZIONE

-Nutrienti ad alta energia

-Micronutrienti

proteinecarboidrati lipidi

vitamineminerali

Le vitamine sono sostanze organiche essenziali, molte di queste infatti non possono essere sintetizzate dall’organismo

Sono precursori di molti coenzimi

Il fabbisogno di queste sostanze dipende dalla vitamina ed è influenzato da età, sesso, condizioni fisiologiche (allattamento, gravidanza, attività fisica ed alimentazione)

Alimentazione equilibrata = fabbisogno giornaliero di vitamine coperto

Alimentazione sbagliata (ad esempio poco variata) o anche

disturbi nell’assorbimento = apporto insufficiente di vitamine,

(conseguenza: ipovitaminosi o, in casi estremi, avitaminosi )

Sovradosaggio di vitamine = ipervitaminosi con sintomi di intossicazioni (solo nel caso delle vitamine A e D)

Le vitamine vengono classificate, in base alla loro solubilità, in vitamine liposolubili e vitamine idrosolubili

• vitamine liposolubili: dal punto di vista chimico appartengono agli isoprenoidi, tra queste ricordiamo le vitamine A, D, E e K

• vitamine idrosolubili: classe variegata di vitamine formata da diversi tipi di molecole dal punto di vista chimico: B1, B2 (riboflavina, nicotinato, pantonenato), B6 B12 , C ed H

Vitamine solubili nei grassi

Vitamine solubili nei grassi

Processi metabolici in cui sono coinvolte le vitamine solubili nei grassi

Vitamina A o retinolo

Il gruppo aldeidico del retinale forma una base di Schiff con una lisina presentesulla opsina formando rodopsina il pigmento della visione sensibile alla luce

La vitamina A è immagazzinata nel fegato e viene trasportata ai tessutilegata a specifiche proteine di trasporto

Carenza di vitamina A: difficoltà nella visione notturna

Carenza grave: cheratinizzazione della cornea e cecità permanente

Vitamina D

Poiché l’uomo è in grado di produrre la vitamina D3 a partire dal7-deidrocolesterolo attraverso l’azione della luce del sole sulla pelle la vitamina D non è affatto una vitamina.Il suo meccanismo d’azione la rende un proormone.

1,25 diidrossi- D3 = - nell’intestino induce la sintesi di mRNA per la proteina legante il calcio- nell’osso aumenta l’attività degli osteoclasti che liberano idrossiapatite- nel rene stimola il riasorbimento del calcioCarenza di vitamina D

alterazione della struttura ossea (rachitismo, osteomalacia)

OMEOSTASI DEL CALCIOcoordinazione tra:

assorbimento del calcionell’intestino

deposizione del calcionelle ossa

escrezione del calcioattraverso i reni

[calcio] nel siero sintesi di 1,25 diidrossi- D3

Ormone paratiroideo (PTH)

Rachitismo: deficit di vit.D nel bambino- bassi livelli plasmatici di calcio e fosforo- insufficiente mineralizzazione delle ossa- deformità dello scheletro

tipo I: trasmissione di tipo ereditario autosomico recessivodifetto della trasformazione del 25(OH)-D3 25(OH)2-D3

tipo II: trasmissione di tipo ereditario autosomico recessivomutazione che rende inattivo il recettore per la25(OH)2-D3

Osteomalacia: deficit di vitamina D nell’adulto-alterata mineralizzazione dell’osso-ossa strutturalmente deboli

Vitamina E

L’-tocoferolo è un potente antiossidante

Funzione: protezione degli acidi grassi insaturi delle membrane dall’ossidazione

[-tocoferolo]plasma = globuli rossi maggiormente sensibili ai danni ossidativi

Vitamina K: naftochinone

E’ essenziale nel processo di coagulazione del sangue

Fonti: frutta, oli vegetali, cereali, carne.

Sintetizzata dai batteri intestinali

Vitamina K

modificazione post-traduttivaad opera della glutammil carbossilasi

(nei microsomiepatici)

CH2OH

CH3 CH3CH3 CH3

CH3

CH3

CH3

OH

CH2

CH3

CH3

OCH3CH3

CH3

OH

CH3

H

CH3

3

H

CH3

O

O CH3

4

AA

DD

EE

KK

Vitamine solubili in acqua

Vitamine solubili in acqua

Le vitamine idrosolubili sono tutte componenti o precursori dei coenzimi (ad eccezione della vitamina C)

Vitamine solubili in acqua

Vitamina B1 (Tiammina)

la tiammina pirofosfato (TPP) partecipa come coenzima al trasferimento di gruppi aldeidici attivi, per esempio nella decarbossilazione ossidativa di -chetoacidi e nella formazione e scissione di idrossichetoni. Una mancanza di questa vitamina porta al beriberi, i cui sintomi sono disturbi neurologici, insufficienza cardiaca e atrofia muscolare

Vitamine solubili in acqua

Psicosi Wernicke-Korsakoff

La riboflavina o vitamina B2:: è un costituente ed è il precursore sia della flavina mononucleotide (FMN), che della flavina adenina dinucleotide (FAD).

FMN e FAD sono legati covalentemente a varie ossidoreduttasi e servono al trasferimento di elettroni e atomi di idrogeno. Avitaminosi specifiche non sono note.

I coenzimi flavinici possono esistere in tre differenti stati di ossidazionee per questa loro caratteristica partecipano a reazioni di trasferimento sia di uno che di due elettroni.

Vitamine solubili in acqua

Vitamina PPLa niacina o acido nicotinico è parte essenziale di due importanti coenzimiNAD+ e NADP+ (niacina= nicotinico, acido e vitamina)

avitaminosi= pellagra(debellata)

Le deidrogenasi trasferiscono uno ione idruroche contiene due elettroni: sono trasportatori di coppie di elettroni

NAD+ e NADP+

Vitamine solubili in acqua

La piridossina (vitamina B6 ), è costituita da un gruppo di 3 piridine sostituite:

il piridossale, il piridossolo e la piridossamina.

La forma attiva della vitamina B6, il piridossalfosfato.

il piridossalfosfato, è il coenzima più importante del metabolismo degli aminoacidi, nella sintesi dei neurotrasmettitori serotonina e noradrenalina e nella sintesi della sfingosina.

Anche la glicogeno fosforilasi, l’enzima della degradazione del glicogeno, contiene piridossalfosfato.

L’avitaminosi è rara

Alcune delle reazioni catalizzate dal piridossal 5’ -fosfato

aspartato

Decarbossilazione (piridossalfosfato dipendente)dell’acido glutammico:

Il piridossal fosfato forma una base di Schiff stabile con gli amminoacidiIn tutti gli enzimi dipendenti dal PLP il cofattore è legato, in assenza delsubstrato, al gruppo NH2 di una lisina al sito attivo tramite una base diSchiff

Vitamine solubili in acqua

Acido pantotenico

-costituisce una parte del CoA

-è un componente delle proteinetrasportatrici di acili (ACP)

Struttura del coenzima A

Vitamine solubili in acqua

Biotina

Agisce come trasportatore di gruppicarbossilici mobili in molte reazionienzimatiche di carbossilazione

La biotina è legata covalentemente all’enzima come gruppo prostetico tramite il gruppo -amminico di un residuo di lisina presente sulla proteina.

=gruppo funzionale

catena lunga e flessibile della biotina

Nella gluconeogenesi, la conversione del piruvato in PEP richiede l’interventodi 2 enzimi:

l’enzima piruvato carbossilasi è biotina-dipendente.

l’anello di biotina è localizzato all’estremità di un lungo braccio flessibile e si comportacome un trasportatore di CO2

Vitamine solubili in acqua

Acido folico folati

diidrofolatoreduttasi

R= 7 unità diglutammato

diidrofolatoreduttasi

N10

N5

-CH3 metile-CH2OH idrossimetile-CH2 metilene-

Acido folico folati

diidrofolatoreduttasi

R= 7 unità diglutammato

diidrofolatoreduttasi

N10

N5

Il THF è accettore e donatore di unità monocarboniose a tutti i livelli di ossidazione del carbonio(ad eccezione della CO2).

L’acido folico è coinvolto nella sintesidei nucleotidi purinici e della timinarichiesti per la sintesi del DNA(antifolici: trimetoprin, metotrexato)

Anemia megaloblastica:presenza nel midollo osseo di celluleprogenitrici ingrossate.La carenza di acido folico provoca unblocco della sintesi degli acidi nucleicicon gravi anomalie ematologiche.

Vitamine solubili in acqua

Vitamina B12

Vitamina B12 (cobalamina)

-sintetizzata esclusivamente dai microrganismi

-si trova prevalentemente nel fegato, nella carne, nelle uova e nel latte

-non è presente nei prodotti di origine vegetale (una stretta dieta vegetariana può provocarne un deficit)

-viene assorbita solo se la mucosa gastrica secerne il cosiddetto fattore intriseco, una glicoproteina capace di legare la vitamina proteggendola dalla degradazione.

-nel sangue la vitamina è legata ad una proteina specifica, la transcobalamina

-il fegato può immagazzinare la vit. B12

-avitaminosi: anemia perniciosa

Vit B12 e folato sono coinvolti nella trasformazione dell’omocisteina in metionina. Una mancanza di Vit B12 causa l’interruzione della reazione e unaccumulo di metiltetraidrofolato (trappola del MTHF)

La vitamina B12 interviene come coenzima in:

anemia perniciosa: mancanza di IF(intervento chirurgico)

Vitamina C: acido ascorbico

Funzione:

-trasportatore di elettroni

-mobilizza il ferro all’interno del corpo

-migliora le risposte allergiche(stimolazione del sist. immunitario)

-permette il mantenimento del tessutoconnettivo in una forma biologicamenteattiva

-favorisce la cicatrizzazione delle ferite

Acido ascorbico= riducente in varie reazioni:

-sintesi del collageno (tappa critica per la formazione dell’osso) dove è necessario per l’idrossilazione di residui di lisina e prolina nel procollageno

-degradazione della tirosina

-sintesi delle catecolamine

-biosintesi degli acidi biliari

Fabbisogno giornaliero: 60 mg

(nell’uomo manca l’enzima gluconolattone ossidasi che catalizza

l’ultima reazione della trasformazione del glucosio in ascorbato)

L’ipovitaminosi C: scorbuto (danni del tessuto connettivo, emorragie e perdita di denti)

O

CH2OH

HOH

OH

OH O

Acido lipoico: è un trasportatore di gruppi acilici

L’acido lipoico è presente nella piruvato deidrogenasi e nella-chetoglutarato deidrogenasi (due complessi multienzimatici).

Funzione: accoppiare il trasferimento del gruppo acilico con il trasferimentodi elettroni durante l’ossidazione e la decarbossilazione degli chetoacidi

Non vi è alcuna evidenza che l’acido lipoico sia necessario nella dieta dell’uomo: a rigor di termini non può essere considerato una vitamina

N

N

N+

S

CH3

OHNH2CH3

N

N

N

NO

O

CH3

CH3

CH2

CH2OH

OHH

H

H OH

OH

N

N N

N

NH

N

OCOO-

CH2

CH2

COO-

OH

NH2

HH

N

COO-

N

NH2

O

NH

OH OH

CH3CH3

O

COO-

BB11

BB22

PteridinaPteridina

PantotenatoPantotenato

Nicotina, Nicotina, NicotinammideNicotinammide

S

NHNH

COO-

O

O

CH2OH

HOH

OH

OH O

N

CH2OHOH

CH3

O H

BB66

BB1212

CC

HH