alcaloidi

ALCALOIDI
Sono il terzo grande gruppo di metaboliti secondari prodotti dalle piante.
Sono basi organiche contenenti N presenti in molte famiglie e di cui sono
state isolate circa 10.000 molecole diverse. L’atomo di N deriva da un aa e
lo scheletro carbonioso è conservato intatto nella molecola finale.
Gli alcaloidi sono prodotti naturali economicamente importanti a causa
delle svariate applicazioni dovute ai marcati effetti che esercitano sulle
attività fisiologiche degli animali e dell’uomo.
Gli stimolanti che troviamo nel caffè e nel thè (caffeina) così come quelli
presenti nelle sigarette (nicotina) sono alcaloidi.
Alcaloidi sono anche molecole importanti impiegate per la cura della
malaria (chinino), del cancro (tassolo e vinblastina) e delle infezioni
batteriche (antibiotici come la penicillina).
Anche la cocaina, la morfina e il suo derivato di sintesi eroina sono
alcaloidi.
Gli alcaloidi insieme ai terpenoidi e ai fenoli rappresentano difese
chimiche delle piante appositamente sintetizzate per fungere da deterrenti
per gli erbivori e per l’uomo.
Principali classi di alcaloidi
e strutture chimiche
Alcaloidi tropanici e
nicotinici
Acido glutammico
Putrescina N-metiltrasferasi (PMT)
S-adenosil L-metionina
Reazione di deamminazione
Diammina ossidasi (DAO)
Fenilalanina
Al bivio fra la sintesi di
alcaloidi tropanici e
nicotinici
TR-I= Tropinone reduttasi-I
TR-II= Tropinone reduttasi-II
(pseudotropina)
H6H= iosciammina 6b
idrossilasi
Richiede la presenza di achetoglutarato, ione ferroso,
acido ascorbico ed ossigeno
molecolare
(contenuta nelle radici di atropa e
nelle foglie di stramonio)
(Estere della tropina
contenuta nelle parti più alte
della Atropa belladonna e
nelle foglie di stramonio
(Datura stramonium)
ALCALOIDI
ATROPA BELLADONNA (Solanacee)
Le proprietà terapeutiche
BELLADONNA, LE CILIEGIE DELLE STREGHE
Ha l’ aspetto di una piccola ciliegia nera e il suo gusto non è affatto sgradevole, dicono,
ma confondere la velenosa belladonna con una ciliegia potrebbe costare molto caro. I frutti e le
foglie della Atropa belladonna contengono alcaloidi della classe dei tropanici, come la
scopolammina e l’atropina (forma racemica della iosciammina), che hanno effetti depressivi sulle
terminazioni nervose del vago, e possono provocare allucinazioni, stati comatosi e anche la morte.
Ma la pianta ha anche un utilizzo terapeutico importante, ed è utile nella cura di diverse malattie.
Anche se in Germania è conosciuta come “ciliegia della pazzia”, tuttavia, confondere la belladonna
(un arbusto che non supera i 2 metri) con una pianta di ciliegio (un albero che può raggiungere i
20) è piuttosto difficile, e dunque niente paura.
Da dove deriva il nome cosi' fantasioso? Secondo alcuni, la belladonna deve il suo nome al fatto che
le gentildonne veneziane la utilizzavano per preparare un cosmetico capace di dilatare le pupille
degli occhi - caratteristica al tempo considerata attraente. Nella sua classificazione delle specie
vegetali Linneo la chiamò “Atropa”, richiamandosi al nome di una delle tre Parche omeriche: le tre
fanciulle che, secondo la mitologia greca, “tessevano i fili” dei destini degli uomini e,
precisamente, di quella che recideva il filo della vita.
L’atropina interferisce nella trasmissione degli impulsi nervosi, provocando una diminuzione della
secrezione salivare, gastrica e sudorale, dilatazione dei bronchi, diminuzione del tono muscolare
intestinale, intensificazione dell’attività cardiaca, sensazione di ubriachezza, stati di allucinazione,
coma e, in elevate quantità, può uccidere.
Ed è a tali proprietà degli alcaloidi in essa contenuti che si richiama una seconda spiegazione del
suo nome: “bella donna” deriverebbe dal francese belle femme, termine usato nel medioevo per
indicare le streghe, che nel Medioevo la utilizzavano, insieme alla mandragora e allo stramonio, per
preparare pozioni e unguenti.
ATROPA BELLADONNA (Solanacee)
Le proprietà terapeutiche
La belladonna contiene lo 0.3-0.6% di alcaloidi principalmente iosciammina, che è
l’estere della tropina, le radici intorno allo 0.4-0.6% e soprattutto questi organi
contengono la ioscina detta anche scopolammina.
Opportunamente dosate, le sostanze contenute nell’ Atropa belladonna possono
essere impiegate nella cura di diverse malattie. Poichè rilassa la muscolatura liscia ed inibisce le
secrezioni gastriche, la tropina alcaloide contenuto nella bacca, è un utile strumento nella cura
delle ulcere, e, per il suo potere di intervenire nella trasmissione degli impulsi nervosi, può
funzionare da “antidoto” nei casi di intossicazione da funghi, morfina o gas nervino (anche se il
dosaggio eccessivo presenta gravi rischi).
Un secondo alcaloide contenuto nella belladonna, la scopolammina viene usato come sedativo,
antispasmodico e dà buoni risultati nella cura dell’asma bronchiale.
Belladonna, tra leggenda e realtà
La leggenda dice che le streghe si recassero ai sabba a cavallo di scope volanti che cospargevano
con questi unguenti prodigiosi. Tra gli studiosi è diffusa l’opinione che probabilmente le donne
impiegassero su sé stesse i preparati a base di belladonna, e che i loro voli fossero allucinazioni
provocate dalle erbe.
Lo studioso M. Murray ha elaborato una spiegazione ancora più precisa del fenomeno " secondo
la tradizione l'aconito e la belladonna sono gli ingredienti principali degli “unguenti per volare”.
L'aconito rende irregolare il ritmo cardiaco e la belladonna provoca il delirio: il battito cardiaco
irregolare in una persona che si addormenta produce la ben nota sensazione di cadere
bruscamente nello spazio, per cui ci sembra senz'altro possibile che la combinazione di una
sostanza che provoca il delirio come la belladonna con una droga che rende irregolare il ritmo
cardiaco come l'aconito possa dare la sensazione di volare" (da M. Murray, Il Dio delle streghe,
Ed. Ubaldini).
COCA
Le foglie di Coca sono prodotte da piante del genere
Erythroxylum piccoli arbusti originari delle regioni
andine. Le piante vengono mantenute piccole per dare
grandi quantità di foglie. Le foglie di coca vengono
masticate dagli indiani del sud America da tantissimi
anni. La foglia viene miscelata con calce per liberare
il principale alcaloide la cocaina come base libera e la pasta ottenuta da questa
miscelazione viene masticata. La cocaina ha una potente azione nell’allontanare
la sensazione di fatica e ciò consente ai lavoratori di ignorare la fame la fatica e
il freddo. Inizialmente il suo consumo era limitato ai sommi sacerdoti Incas e a
pochi altri. Il 25% è consumato dai lavoratori locali dei quali ognuno usa circa
50 g di foglia al giorno (corrispondente a 350 mg di cocaina). Solo una piccola
percentuale della cocaina prodotta viene esportata per la produzione
farmaceutica. Il resto contribuisce ad alimentare il mercato illegale della droga
in tutto il mondo.
La foglia di coca contiene 0.7-2.5% di alcaloidi di cui il principale componente
(normalmente il 40-50%) è la cocaina. La cocaina vaporizzata (crack) è
assorbita in maniera estremamente rapida e trasportata al cervello in pochi
secondi. Nell’800 erano di moda molte bevande a base di coca in particolare la
Coca-Cola, diventò molto popolare. Questa era basata sugli estratti di Coca (che
contenevano cocaina) e di Cola (che fornivano caffeina) ma dal 1906 la coca fu
eliminata.
L’ammide capsaicina,
appartenente alla
classe degli alcaloidi
terpenoidici, costituisce
il potente principio
attivo del peperoncino
rosso (Capsicuum
annum; Solanaceae). A
parte la sua
importanza
gastronomica, essa è
usata anche in
medicina sotto forma
di pomate per
combattere i dolori
provocati da infezioni
di Herpes ed anche in
altre preparazioni
antidolorifiche per uso
topico. L’iniziale
bruciore causato dalla
capsaicina influenza i
recettori del dolore
rendendoli meno
sensibili. La porzione
aromatica deriva dalla
fenilalanina tramite
l’acido ferulico e
l’aldeide vanillina
Alcaloidi terpenoidici
2-metilacetil-CoA
+
La porzione acida della struttura ammidica è
una molecola di origine polichetidica con un
acido grasso a catena ramificata che viene
prodotto per allungamento della catena del 2metilacetil-CoA che a sua volta deriva dalla
valina
Alcaloidi stereoidei
Derivano dal colesterolo e
sono normalmente presenti
come glicosidi dotati di
proprietà tensioattive ed
emolitiche ma sono anche
tossici per ingestione.
Tomatina in pomodoro
Solanidina in patata
(Solanum tuberosum) e il
suo glicoside: a-solanina .
Solasodina nelle liliacee può
essere convertita in
progesterone
Papaverum somniferum
L’oppio è l’essudato lattiginoso essiccato ottenuto per incisione
delle capsule non ancora mature del papavero da oppio. Il
lattice che trasuda velocemente ha inizialmente una consistenza
lattiginosa ed un colore bianco ma rapidamente diventa marrone
e coagula. Questo materiale detto oppio grezzo viene rimosso la mattina successiva e
dopo essere stato raschiato viene deposto in recipienti che gli conferiscono forma
sferica o a blocchi. L’oppio è noto ed usato da 4000 anni. Il papavero fornisce anche i
semi che vengono usati cotti al forno a scopo alimentare o vengono premuti per
ottenere l’olio di semi di papavero. I cascami ottenuti da questa spremitura vengono
usati come cibo per bestiame. I semi non contengono alcaloidi.
L’oppio grezzo è usato fin dall’antichità come analgesico per indurre il sonno
(narcotico) e per il trattamento della tosse. Dei molti alcaloidi identificati (40) sono 6
quelli che rappresentano la parte preponderante di questa miscela: morfina (4-21%),
codeina (0.8-2.5%), tebaina (0.5-2%), papaverina (0.5-2.5%), ecc.
La morfina è un potente analgesico-narcotico e rimane uno dei migliori analgesici per
alleviare il dolore forte. La morfina induce anche uno stato di euforia e indifferenza
mentale insieme a vomito, stipsi, tolleranza e dipendenza.
Alcaloidi isochinolinici
L’alcaloide S-Norcoclaurina è il
precursore di tutti gli alcaloidi
isochinolinici a partire dalla
tirosina.
L’alcaloide berberina è stato
isolato in molte piante delle
Berberidaceae, delle
Ranunculaceae . Ha proprietà
antiamebiche, antibatteriche ed
antiinfiammatorie e le piante
che la contengono sono usate
nella medicina tradizionale
Dalla tebaina precursore di
tutti gli alcaloidi morfinici, si
ottiene la codeina e da questa la
morfina che è un potente
analgesico-narcoticoche rimane
uno dei migliori analgesici per
alleviare il dolore forte. La
morfina induce anche uno stato
di euforia e di indifferenza
mentale insieme a nausea
vomito stipsi tolleranza e
dipendenza La tebaina la
morfina e la codeina sono i
principali alcaloidi dell’oppio.
Tirosina
6-O-metiltransferasi
Papavero da oppio
Ponte metilenico
H3
H2
Eroina
Morfina
Via dei terpenoidi
Alcaloidi indolici
Strictosidina sintasi
Catharanthus roseus
Vinca rosea o pervinca del Madagascar è una piccola
pianta originaria del Madagascar. E’ ora coltivata in varie
parti del mondo Veniva usata per bevanda per diabetici
per gli effetti ipoglicemizzanti . Gli effetti studiati su
animali non abbassavano la glicemia ma gli animali
andavano incontro ad abbassamento dei livelli di globuli
bianchi (leucopenia) che suggeriva una possibilità di uso
antitumorale. Questa attività fu attribuita a più di 150
diversi alcaloidi presenti che per la maggior parte
appartengono ai terpenoidici indolici: vinblastina,
vincristina,vinleurosina. (vin da vinca). I primi due sono
stati introdotti nella terapia anticancro dimostrandosi
molto efficaci. La vinblastina è usata soprattutto nel
trattamento del morbo di Hodgkin tumore delle ghiandole
linfatiche, milza e fegato mentre la vincristina ha
un’attività antitumorale più elevata ma è anche più
neurotossica. E’ usata nelle leucemie infantili con alte
percentuali di remissioni.
I contenuti di questi alcaloidi sono veramente
bassi , sebbene il contenuto può raggiungere
l’1% o anche più sono necessari 500Kg di pianta
per ottenere 1 g di alcaloide (vincristina). La resa
è dello 0.0002%: la più bassa in assoluto per
qualsiasi altro alcaloide. La separazione e
l’estrazione inoltre è molto laboriosa e costosa
Comunque la vinblastina può essere trasformata
in vincristina per ossidazione controllata o
usando per esempio alcuni microrganismi
(Streptomyces albogriseolus).
Le betalaine sono
alcaloidi colorati
che si trovano in un
piccolo gruppo di
angiosperme le
Caryophyllales
imparentate con le
Ranunculaceae. Non
sono mai presenti in
piante che
contengono
antocianidine
(3,4-diidrossifenilalanina)
Colorate in giallo
L’acido nicotinico o
Vit B3, a volte
chiamata NIACINA
è un componente
essenziale di
coenzimi come il
NAD+ e il NADP+ .
Le foglie possono
contenere 0.6-9% di
(-) nicotina un
alcaloide
liquido,volatile e
oleoso. Nella foglia
gli alcaloidi sono
presenti come sali
con gli acidi malico e
citrico. Essendo il
fumo attualmene la
principale abitudine
in tutto il mondo
tale pianta
rappresenta una
delle piante più
coltivate.
ALCALOIDI derivanti dall’ACIDO NICOTINICO
TABACCO
ornitina
Anello pirrolidinico
lisina
(Solanacea)
Anello piperidilico
Tè Camellia sinensis
Caffè Coffea arabica
Alcaloidi purinici
Gli alcaloidi Caffeina, Teobromina e Teofillina hanno una distribuzione
limitata ma la loro origine biogenetica è strettamente correlata a quella delle
basi puriniche adenina e guanina componenti fondamentali di nucleosidi
nucleotidi ed acidi nucleici. Hanno proprietà stimolanti, inibiscono l’enzima
fosfodiesterasi con conseguente aumento dei livelli di AMP ciclico e
successivo rilascio di adrenalina. La caffeina è il miglior stimolante ed ha
modesti effetti diuretici. La teobromina ha una scarsa azione stimolante ma
ha una maggiore attività diuretica e proprietà miorilassanti. La teofillina ha
una bassa azione stimolante ma è un efficace diuretico e rilassa il muscolo
liscio meglio delle altre due.
ALCALOIDI PURINICI
AGLIO (Allium sativum; Liliacee)
PROPRIETA’
Attività antimicrobica
Effetto sul metabolismo lipidico
Azione anti-aggregante piastrinica
Azione antitrombotica per l’ajoene.
capacità di ridurre il rischio di infarto o di prevenzione
contro il cancro non ancora del tutto comprovata.
AGLIO (Allium sativum; Liliacee)
L’allicina (sulfossido della cisteina) è il componente più importante che si
ottiene per spremitura dal bulbo.
L’allicina non è presente nell’aglio integro ma viene prodotta dal precursore alliina per azione
dell’enzima alliinasi che si libera dai tessuti del bulbo quando esso viene schiacciato. Sia alliina che l’
alliinasi sono stabili in assenza di acqua. L’aglio essiccato libera l’allicina nel momento in cui viene a
contatto con l’acqua. L’allicina è sensibile al calore o ai solventi organici e si degrada per dare:
solfuri diallilici (mono-,di- ed oligo-solfuri), Vinilditiine, ajoeni
AGLIO (Allium sativum; Liliacee)
Le preparazioni a base di aglio contengono una miscela di composti
solforati.
Quelli utilizzati in terapia medica comprendono oli ottenuti per distillazione in corrente
di vapore, aglio macerato in oli vegetali (in olio di soia), aglio essiccato e polverizzato e
sospensioni gelificate di polvere d’aglio. La natura e la % dei costituenti nelle diverse
preparazioni sono soggette a notevoli variazioni:
 Spicchi d’aglio freschi schiacciati contengono generalmente allicina (0.4% circa) ed
altri tiosulfinati (0.1% circa, di cui la maggior parte è allilmetiltiosulfinato).
 La polvere essiccata fornisce una minore quantità di tali prodotti.
 Le polveri macerate in olio perdono fino all’80% dei composti solforati e contengono
soprattutto vinilditiine e ajoeni.
 L’olio d’aglio ottenuto per distillazione in corrente di vapore contiene dialch(en)il
solfuri (come il diallilsolfuro, allilmetilsolfuro ecc.) quali principali componenti
solforati (0.1-0.5%).
Il cattivo odore nell’alito e nel sudore, spesso provocato da ingestione di aglio, sia a
scopo medicinale che gastronomico, è dovuto all’allilmetil solfuro e disolfuro al diallil
solfuro e disolfuro ed al 2-propenetiolo.
AGLIO (Allium sativum; Liliacee)
I sulfossidi della S-alchilcisteina sono componenti caratteristici delle cipolle. Tutte le
specie di Allium contengono tali prodotti anche se gli S-propil analoghi predominano
nell’erba cipollina (Allium schoenoprasum), l’S-1-propenil derivato nelle cipolle (A.
cepa) e l’S-allil composto (alliina) nell’aglio.
L’acido propenil solfenico, che deriva dall’idrolisi dell’S-1-propenilcisteina solfossido
è responsabile di un inconveniente che si verifica comunemente
VITAMINE
LE VITAMINE
Nel 1920 prima che fosse nota la composizione chimica le vitamine erano
state identificate mediante le lettere dell’alfabeto: A,B,C,D,E,F,H, G e I.
La F non è una vera vitamina e la B è un complesso di vitamine.
In base alla loro solubilità le vitamine possono essere classificate in 2
gruppi.
Vit idrosolubili sono vitamine del complesso B e la vitamina C, le restanti
sono liposolubili
Le Vit liposolubili in genere contengono solo C, H e O, mentre le
idrosolubili possono contenere anche proporzioni variabili di N, S e Co.
Le vit liposolubili possono essere ritrovate nei tessuti vegetali sottoforma
di provitamine: precursori delle vit che possono essere convertite a
vitamine nell’organismo animale.
L’organismo animale ha una limitata capacità di stoccaggio delle Vit
idrosolubili, ha perciò bisogno di un rifornimento regolare con piccole
quantità. Le quantità in eccesso vengono escrete con le urine.
Le vit liposolubili vengono accumulate all’interno dei tessuti, si ritrovano
nei depositi adiposi (anche il fegato può risultare una riserva)
VITAMINE IDROSOLUBILI
TIAMINA o VITAMINA B1
E’ una vitamina idrosolubile con struttura pirimidinilmetiltiazolica. E’ facilmente
disponibile nella dieta essendo contenuta nei cereali, fagioli, nocciole, uova,
lievito e verdure. Il germe di grano e il lievito ne contengono livelli molto alti. La
sua mancanza porta al beriberi causato da disordini neurologici, perdita di
appetito affaticamento e debolezza muscolare.
La tiamina è prodotta sinteticamente e cibi come i cereali ne sono spesso arricchiti
artificialmente.
La vit. è stabile in soluzione ma si decompone a pH 5 ed anche parzialmente durante
i normali processi di cottura.
Il metabolismo della tiamina può essere inibito da analoghi sintetici (FIG 1)
Come tiamina difosfato la vit. B1 è il gruppo prostetico di tre enzimi:
 della piruvato deidrogenasi che catalizza la decarbossilazione ossidativa del
piruvato ad acetil-CoA (1)
 la conversione dell’a-chetoglutarato a succinil-CoA catalizzata dall’enzima
a-chetoglutarato deidrogenasi (2)
Il secondo tipo di reazione che coinvolge la tiamina pirofosfato avviene nel
ciclo dei pentosi fosfati ed è catalizzata dalle transchetolasi (3)
Piruvato + NAD+ + CoA
a-chetoglutarato + NAD+ + CoA
Xilulosio-5-P + ribosio-5-P
acetilCoA +NADH + H+ + CO2
succinilCoA + NADH + H+ + CO2
sedoeptulosio-7-P + gliceraldeide-3-P
2 debole
acidità del
gruppo CH in
posizione 2
dell’anello
tiazolico che si
idrolizza
formando un
carbanione
stabilizzato per
risonanza
2
Nucleo pirimidinico
Nucleo tiazolico
RIBOFLAVINA o VITAMINA B2
(Flavin mononucleotide)
(Flavin adenin dinucleotide)
RIBOFLAVINA o VITAMINA B2
E’ idrosolubile con un anello isoallossazinico legato a un D-ribitolo. E’ ampiamente
disponibile nella carne e nelle verdure fresche. Non si decompone durante la cottura
ma è sensibile alla luce.
La riboflavina può essere prodotta sinteticamente o per fermentazione usando il
fungo simile al lievito Eremothecium ashbyii e Ashbya gossypii. La mancanza nella
dieta è rara ma si manifesta con problemi alla pelle e disturbi agli occhi.
Gli enzimi ossidoriduttivi flavina-dipendenti sono divisi in due classi:
 le deidrogenasi
2 le ossidasi
- D e L-amminoacido ossidasi che ossidano gli amminoacidi ai rispettivi chetoacidi
- La xantina ossidasi, coinvolta nella conversine delle purine ad acido urico
- Le flavoproteine della catena di trasporto elettronico mitocondriale che accoppiano
l’ossidazione dei substrati alla produzione di ATP
-La succinico deidrogenasi responsbile della conversione dell’acido succinico in fumarato
nel ciclo di KREBS
-Le acil-CoA deidrogenasi coinvolte nella ossidazione degli acidi grassi.
VITAMINA B3
La vitamina B3 (acido nicotinico, niacina) è una vitamina idrosolubile
stabile ampiamente distribuita negli alimenti (carne, fegato,pesce, farina
e lievito). In alcuni cibi come il mais può essere presente in forma legata
e quindi non facilmente disponibile: diete basate principalmente sul mais
possono dunque portare a deficienza di acido nicotinico. Si può ovviare
alla deficienza con l’assunzione con la dieta di acido nicotinico, proteine
di alta qualità e triptofano. L’aa triptofano può essere convertito in acido
nicotinico via kinurenina e acido quinolico, probabilmente nelle mucose
intestinali. Sia la riboflavina che la Vit B6 sono richieste per questa
conversione.
L’acido nicotinico può essere convertito nell’organismo in nicotinammide.
Sotto forma di coenzima NAD+ e NADP+ la nicotinammide (gioca un
ruolo vitale nei processi ossidoriduttivi di tutti gli organismi ed è il più
importante trasportatore di elettroni del metabolismo primario. La
carenza di nicotinammide può causare la pellagra che si manifesta con
diarrea, dermatiti e demenza.
VITAMINA B3
La nicotinammide è generalmente preferita all’acido nicotinico perché c’è minore rischio di
irritazioni gastriche.
I coenzimi NAD + e NADP+ sono essenziali per il metabolismo dei carboidrati, proteine e
lipidi:
1) Piruvato + NADH + H+
lattato + NAD+
2) Ossidazione dei 3-idrossiacil-CoA nell’ossidazione degli acidi grassi
3) Amminoacido + NAD+ +H2O
a-chetoacido + NADH + H+ + NH4+
4) Glucosio-6-fosfato + NADP+
6-fosfogluconolattone + NADPH + H+ (ciclo PP)
5) RCOCH2COACP + NADPH + H+
grassi)
RCHOHCH2COACP + NADP+ (sintesi acidi
6) Fenilalanina + NADPH + H+
tirosina + NADP+ + H2O (sintesi amminoacidi)
Posizione chiave dell’acido
piruvico nei vari processi di
dissimilazione del glucosio in
anaerobiosi
(-)
ed
in
aerobiosi ().
ACIDO PANTOTENICO B5
Acido
pantoico
B alanina
VIT B5
P
B6
B6
B6
piridossina
VIT H
ACIDO PANTOTENICO B5
L’acido pantotenico è un costituente del
CoA (molecola essenziale per il
metabolismo dei carboidrati, grassi e
proteine) e dell’acil carrier protein
(ACP) entrambi contenenti lo stesso
gruppo funzionale la 4’-fosfopantoteina,
formata dall’acido pantotenico e dalla
b-mercaptoetilammina. I cereali ne sono
molto ricchi. Una buona frazione della
sua attività può essere persa durante la
cottura. La sua deficienza è molto rara.
Il CoA è coinvolto in reazioni di transacilazione cioè lo scambio di acili tra
due substrati.
Acido pantoico
B alanina
VIT B5
B6
B6
B6
VIT H
VITAMINA B6
4
CH3
P
CH3
CH3
-P
(conversione nel fegato)
Questa vitamina comprende i tre derivati piridinici: piridossina, piridossale e
piridossamina, così come anche i rispettivi 5’-fosfati. Il piridossal-P come coenzima è
il cofattore essenziale per il metabolismo degli amminoacidi.
La prima prevale nei vegetali (nocciole, banane, patate e cereali). La cottura può fare
diminuire in parte la sua attività biologica. La sua deficienza può derivare dal suo
cattivo assorbimento o essere indotta dall’uso di farmaci che possono agire come
antagonisti o aumentare la sua escrezione renale.
VITAMINA B6
Il piridossal fosfato e la piridossina fosfato agiscono come coenzimi in
molte reazioni enzimatiche:
reazioni di transaminazione (aminotransferasi)
L-alanina + a-chetoglutarato
piruvato + L-glutammato
reazioni di deaminazione non ossidativa
serina
piruvato + NH3
treonina
a-chetobutirrato + NH3
reazioni di decarbossilazione non ossidativa
istidina
istamina + CO2
La Vit B6 ha un gran numero di altre funzioni biochimiche:
 nella sintesi dei neurotrasmettitori adrenalina, noradrenalina, dopamina, istamina e
acido – amminobutirrico
 nella sintesi della protoporfirina IX che si trova nell’emoglobina e nella mioglobina
 nella glicogenolisi dove rappresenta un coenzima per la glicogeno fosforilasi
 nella formazione dell’acido nicotinico dal triptofano
VITAMINA B9 (via dello schichimato)
CH2
Consiste di un anello pteridinico legato ad un residuo pamminobenzoilico che è legato a un poli--glutammato
dove i residui possono variare fino a un massimo di 8.
L’acido folico ha un gran numero di forme coenzimatiche
che nei tessuti animali si trovano principalmente come
poliglutammati. Alcuni processi che richiedono il
trasferimento di un gruppo carbonio mediati dal
tetraidrofolato sono:
VITAMINA B9
1) degradazione dell’istidina, glicina e
triptofano,
2) conversione della serina a metionina
3) sintesi dell’inosina, adenina e guanina
4) sintesi della pirimidina timidina.
Si trova nelle verdure a foglia larga (spinaci) ma la
cottura può distruggere fino al 90% della vit. La sua
mancanza provoca anemia.
L’acido folico nella dieta si trova principalmente
sottoforma di poliglutammato. Viene assorbito nel
duodeno e nel digiuno attivamente e stimolato dal
glucosio.
Durante il passaggio attraverso la mucosa
intestinale i derivati poliglutammati sono
idrolizzati a monoglutammato e possono
soggiacere a riduzioni e metilazione a
produrre 5-metil-tetraidrofolato. Queste
forme assorbite entrano nel circolo sanguigno
e vengono trasportate al fegato e ai tessuti
periferici.
VITAMINA B12 cobalammina
4 Anelli pirrolici
Ha la struttura più complessa di tutte le vitamine. Il termine B12 viene usato per un
gruppo di composti caratterizzati dalla presenza di un anello tetrapirrolico in cui
l’atomo di N interno di ciascun anello pirrolico è coordinato ad un singolo atomo di
cobalto. La forma commerciale è la cianocobalammina che sebbene presente in natura
non è una forma importante della vitamina.
Nei microorganismi la 5’-deossiadenosil cobalamina è coinvolta in un gran numero di
reazioni di riarrangiamento molecolare. Negli animali avviene un solo tipo di queste reazioni
ed è la conversione del metilmalonil-CoA a succinil-CoA.
Questa reazione è una via utile attraverso la quale il propionato derivato dall’ossidazione
degli acidi grassi con un numero dispari di atomi di C e dal catabolismo degli aa può essere
indirizzato verso la sintesi del glucosio. E’ importante nei ruminanti in cui poco o niente del
glucosio alimentare viene assorbito dal tratto digerente e il rifornimento di glucosio è
dipendente dalla gluconeogenesi.
Anche nel passaggio da omocisteina a metionina la metilcobalamina agisce come
trasportatore di un gruppo metilico.
Metabolismo della VITAMINA B12: la Vit è assorbita in modo lento dall’intestinuo tenue ed il
suo assorbimento (attivo) dipende da una glicoproteina chiamata FATTORE INTRINSECO
che viene prodotta dalle cellule parietali dello stomaco (abomaso). Una volta assorbita dalla
circolazione sanguigna viene attaccata a proteine trasportatrici specifiche chiamate
transcobalamine. Il trasferimento della Vit ai siti intracellulari è mediato da recettori.
All’interno della cellula la maggior parte della Vit B12 si ritrova associata con i 2 enzimi
dipendenti dalla B12: la metilmalonil-CoA mutasi e la 5-metil-tetraidrofolato metiltransferasi.
VITAMINA C (ACIDO ASCORBICO)
A
B
C
L-gulonolattone ossidasi
Alcaloidi
tropanici
La Vitamina C chimicamente è il  lattone dell’acido 2-chetogulonico. Si chiama
acido ascorbico perché l’H del gruppo -OH in 3 può essere sostituito da metalli.
In medicina e in bromatologia si impiegano gli ascorbati di Na+, K+ e Ca++. Ha
potere riducente per cui si ossida rapidamente all’aria dando acido Ldeidroascorbico.
E’ un potente antiossidante ed è coinvolto nella rigenerazione dell’ a-tocoferolo
La carenza di Vit C porta alla malattia detta scorbuto. Nell’uomo la Vit C ha
proprietà antidiabetiche, antianafilattiche e disintossicanti.
Il rifornimento continuo è necessario perché quando l’acido ascorbico è
ossidato a deidroascorbico questo può essere idrolizzato ad acido
dichetogulonico (C) che è biologicamente inattivo. Molti animali la sintetizzano
dai glucidi come le piante. Nei cibi viene distrutta con la cottura.
Lo scorbuto è la malattia provocata dalla deficienza di Vit C in cui la sintesi del
collagene è alterata. La proteina collagene, principale costituente del t.
connettivo, contiene un’alta quantità di idrossiprolina che si forma dalla prolina
per l’intervento dell’ Acido ascorbico che è coinvolto anche nell’idrossilazione
della lisina che viene glucosilata e forma dei ponti con il collagene.
Riduce il Fe(III) a Fe(II) più solubile stimolandone l’assorbimento intestinale e
agisce come chelante.
Contenuto in vitamina C e b-carotene in alcuni alimenti di origine animale e
vegetale
Alimento
Latte intero pastorizzato
Latte parzialmente scremato pastorizzato
Latte scremato pastorizzato
Latte intero sterilizzato
Fegato
Cervello di vitello e agnello
Patate nuove
Patate vecchie
Patate conservate 3 mesi
Patate conservate 9 mesi
Asparagi
Fave
Fagiolini
Broccoli
Cavoli
Carote
Cavolo Riccio
Peperone verde
b-Carotene
Equivalente
(g/100g)
Alimento
0,8-1
0,8-1
0,8-1
Tracce
10-23
23
16
21
9
7
12-15
32-41
12-32
87-150
21-60
5-10
110
120-200
Ortaggi primaverili
Mais dolce
Pomodori
Crescione
Mela
Banana
Ciliegia
Pompelmo
Guaiva
Melone
Arancia
Pesca
Ananas
Lampone
Frutti rosa canina
Fragola
Mandarino
Prezzemolo fresco
Vitamina C
(mg/100g)
180
6-12
17-33
62-101
5-30
10-19
5-18
35-45
200 (20-600)
5-34
40-60
7-14
17-40
14-35
1000
40-90
30
114-190
BIOTINA VITAMINA H
E’ una vitamina idrosolubile che si trova in
uova, fegato, lieviti, cereali, latte e prodotta
dalla microflora intestinale per cui la sua
deficienza è rara. E’ costituita da un anello
imidazolico e uno di tiofene fusi insieme. La
catena laterale è condensata con il gruppo eamminico di un residuo specifico di lisina
dell’enzima per cui la biotina agisce da
cofattore. Funziona da gruppo prostetico
legato covalentemente a (i) carbossilasi, (ii)
decarbossilasi (iii) transcarbossilasi
CO2 + biotina =carbossibiotina
Inoltre la biotina può avere funzioni nella
sintesi di proteine in particolare della
cheratina.
Ione bicarbonato
fosfocarbonato
Substrato carbossilato
BIOTINA VITAMINA H
La biotina si ritrova in natura
sia legata ad un amminocido,
normalmente la lisina. Negli
animali viene assorbita
facilmente dall’intestino tenue in
entrambe le forme. Molte
proteine che legano la biotina
sono prodotte dai
microorganismi per esempio la
streptavidina e la stravidina dal
Saccharomyces avidinii.
L’albume contiene una proteina
simile, l’avidina. La sua
deficienza può essere indotta in
molti animali nutrendoli con
albume crudo.
Sintomi di carenza:ritardo della
crescita, dermatiti, perdita di
peli e disturbi a carico del
sistema nervoso.Resiste alla
cottura
VITAMINE LIPOSOLUBILI
VITAMINA A
* nell’accrescimento
e il differenziamento
del tessuto epiteliale e
nell’accrescimento
del tessuto osseo.
tutto trans
Forma attiva VIT A *
rosso
giallo
incolore
isomerizzazione
RETINOLO + NADP+
RETINALE trans
RETINALE cis
RETINALE cis + opsina
RODOPSINA
L’assorbim
ento di luce
ripristina la
configurazi
RETINALE trans+ opsina one trans
del doppio
legame
hn
RETINALE trans
…e il ciclo continua
METABOLISMO VIT A
15,15’-b-carotene diossigenasi
b-carotene
2x retinale
Retinaldeide reduttasi
retinolo
Esterificato con acido palmitico (nei ciclomicroni)
Sangue(attraverso il sistema linfatico)
VITAMINA E
Amminoacidi
aromatici:
fenilalanina e
tirosina
1
2
3
4
VITAMINA E
Con questo termine viene usato un gruppo di composti collegati di
derivazione dai terpenoidi : tocotrienoli e tocoferoli. Ciascuno esiste
in un gran numero di isomeri designati come a b  d isomeri. Gli a
isomeri sono le forme più attive e più abbondanti. La sua carenza non
è mai stata correlata a problemi di sterilità sia nei ruminanti che
nell’uomo. La funzione principale è quella antiossidante per
l’isomero a. Si trova nelle membrane in stretta associazione con i
PUFAs (acidi grassi poliinsaturi), molto sensibili all’ossidazione. La
reattività di queste molecole con le ROS può portare alla formazione
dei perossidi lipidici che sono instabili e si decompongono a formare i
radicali liberi.che danno inizio a un ciclo autocatalitico di ossidazione
dei lipidi. Questo processo se incontrollato può portare
all’irrancidimento degli alimenti ricchi di lipidi come la carne e l’olio.
L’ a-t. interrompe la catena reagendo con i radicali liberi e
convertendosi al radicale a-tocoferossil relativamente stabile. L’a-t.
può essere aggiunto alla carne perché rallenta il processo di ox degli
ac. grassi.
Inoltre la supplementazione con dosi sovranutrizionali porta a
mantenere inalterata la mioglobina senza necessità di aggiungere
coloranti artificiali.
Sono importanti nella risposta immunitaria infatti le cellule
mononucleari e i linfociti sono le cellule che contengono più a-t.
rispetto alle altre.
La supplementazione con a.t nella dieta animale porta ad a) un
aumento della trasformazione dei linfociti alla stimolazione mitogena,
b) ad un aumento nella produzione di anticorpi e c) a una maggiore
resistenza agli organismi patogeni.
L’a-tocoferolo acetato è la forma commerciale più usata. I t. vengono
assorbiti dalla mucosa dell’intestino tenue e trasportati nel circolo
sanguigno tramite la linfa.
Contenuto in a-tocoferolo in alcuni alimenti di origine animale e vegetale
(Ottaway 1993)
Alimento
Latte intero pastorizzato
Latte parzialmente scremato pastorizzato
Latte scremato pastorizzato
Burro
Formaggio
Uova
Carne di manzo
Maiale
Pollo
Merluzzo
Aringa
Fava
Fagiolini
Piselli
Asparagi
Cavolini di Bruxells
Carote
a-tocoferolo
(mg/100g)
0,9
0,3
0
0,5-5,0
0,6
1,1
0,2-0,5
0,1-0,5
0,3
0,2
0,2-1,1
0,05-0,5
0,02-0,2
0,13-0,21
1,5
0,9
0,5
Alimento
Lattuga
Prezzemolo
Patate
Spinaci
Crescione
Mela
Banana
Mango
Arancia
Grano
Avena
Riso
Mandorle
Noci del Brasile
Arachidi
Semi di girasole
a-tocoferolo
(mg/100g)
0,5
1,7-3,6
0,6
1,75
1,3
0,4
0,25
1,1
0,3
0,58-5,2
1,1
0,11
23,96
6,5
8,3
50
VITAMINA K
(piante)
( batteri e animali)
La struttura di base è un naftochinone
La Vit K è importante per la sintesi della protrombina
che è il precursore della trombina cheche induce la
rapida conversione del fibrinogeno in fibrina
(necessaria per il processo di rimarginazione delle
ferite)
Come integratori alimentari possono
essere usati: il fitomenadione (Vit K1) o
il suo derivato idrosolubile: menadiol
fosfato che è ox nel corpo al
corrispondente chinone, poi è alchilato
per dare il prodotto biologicamente
attivo.
La Vit K è importante nella regolazione della sintesi delle
proteine che legano il Ca++ contenenti l’acido carbossiglutammico. Alcune sono importanti nella coagulazione
del sangue e sono state identificate come fattori II
(protrombina), VII, IX, e X.
Il ruolo svolto dalla Vit si svolge a carico del precursore della
protrombina che contiene 10 residui di acido carbossiglutammico nei 40 aa della sequenza ammino
terminale.
La carenza di questa V. porta a una caduta di protrombina nel
sangue e a emorragie diffuse.
Sembra inoltre avere un ruolo importante nella
mineralizzazione delle ossa.