-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 a
carenze 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 direttamente 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
• 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)
VITAMINE LIPOSOLUBILI
-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
Le vitamine liposolubili sono derivate da condensazione di
diverse 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
Le provitamine A sono dei carotenoidi con
un’attività biologica paragonabile (dal b-carotene
si origina la vitamina A)
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 attività
vitaminica
Le funzioni della vitamina A sono mediate dai suoi derivati
11-cis-retinale: pigmento della visione
-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
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
-ingrediente attivo del farmaco tretinoina (Retin-A)
Funzioni fisiologiche della Vit A
• 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
L’adulto medio assume circa la metà della vitamina A sotto forma di
retinolo e retinil estere, e il resto come b-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 b-carotene si trova
nella frutta e nelle
verdure gialle o verdi
carote, meloni,
albicocche, spinaci,
foglie verdi di
insalata
• La vitamina A è sensibile all’ossidazione, i catalizzatori d’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%
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 più
facilmente 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
•
•
•
•
•
•
•
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, riassorbimento del feto e nascita di
figli malformati
Una dieta adeguata fornisce il fabbisogno normale
di vitamina A
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
Un apporto di vitamina A molto superiore ai fabbisogni:
ipervitaminosi A
Intossicazione
Acuta
quantità 100 volte superiore
Intossicazione
Cronica
quantità 10 volte superiore
Rischio
teratogeno
VITAMINA D3 o COLECALCIFEROLO
Deriva dal colesterolo
ed è sintetizzato dagli
organismi animali
Deriva dall’ergosterolo
ed è presente nelle
piante
Produzione della Vitamina D dalla radiazione
ultraviolette-B (UVB)
• Le radiazioni UVB (290-315 nm) convertono il 7deidrocolesterolo 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
1a
PTH
(poco attiva)
La 1a-idrossilasi è
strettamente regolata
Deficit dietetico di vit. D, calcio e
fosfato
Elevato apporto di vit. D, calcio e
fosfato
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 mineralizzazione
del 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 vitamina D si
complessa con altri recettori
intracellulari (retinoid-X receptor).
Gli eterodimeri si legano al DNA e
modulano l’espressione genica
•
I complessi D3-recettori attivano o
sopprimono l’espressione genica
•
I recettori legano diverse forme di
colicalciferolo. L’affinità per il 1,25D3 è circa 1000x della 25-D3 e ciò
spiega la relativa potenza biologica
•
VDR è presente in 30 tipi cellulari
differenti
La somministrazione di Vitamina D ha effetto benefico sul rachitismo
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)
Osteomalacia
(Demineralizzazione delle
ossa già formate)
Osteoporosi
demolizione della matrice
osteoide
-incurvamento
-gambe arcuate
-malformazioni delle
-giunture o delle ossa
-fratture
-lento sviluppo dei denti
-debolezza muscolare
• debolezza muscolare
• fragilità ossea con
tendenza alla rottura
• forti dolori a livello osseo
• deformità ossea
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 (a, b, g, d-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’ a-tocoferolo è quello
più frequente e
presenta l’attività
biologica più elevata
I b- e g-tocoferoli hanno un’attività vitaminica ridotta
(rispettivamente 30% e 15% circa dell’attività della forma α)
Il d-tocoferolo invece è praticamente inattivo
L’a-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
R.+ TOH RH + TO.
R1
HO
Phythyl Tail
R2
O
.O
CH 3
CH 3
CH 3
(CH 2 )3 CH (CH 2 )3 CH (CH 2 )3 CH (CH 3 )2
R3
CH 3
Chromane Head
O
CH 3
CH 3
R1
R2
R3
a
CH 3
CH 3
CH 3
b
CH 3
H
CH 3
g
H
CH 3
CH 3
d
H
H
CH 3
Altri ruoli metabolici minori associati alle sue proprietà antiossidanti
Agisce come agente anti-coagulante
Promuove la regolare formazione dei globuli rossi
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, ricicla il potente antiossidante a-tocoferolo
Il fabbisogno di vitamina E è soddisfatto interamente
dall’alimentazione
Buone fonti di
vitamina E
uova e oli vegetali
noci, 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 K
Sintetizzato dalle
piante verdi ed è
l’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
Carbossilazione della protrombina
Protrombina attiva (enzima proteolitico)
Rottura dei legami peptidici nel fibrinogeno
Fibrina (proteina fibrosa insolubile)
(forma ridotta della vit. K)
(foma epossidica della vit. K)
Il ciclo della vitamina K
tioredossina
Funzione fisiologica
Va incontro ad una serie ciclica di di reazioni di ossido riduzione
La vitamina K è il cofattore di una carbossilasi, che catalizza
la carbossilazione di specifici residui di acido glutammico
presenti in alcune proteine (acido g-carbossiglutammico)
L’ acido g-carbossiglutammico ha la proprietà di fissare il calcio
e conferisce tale proprietà alla proteina di cui è costituente
Protrombina
Fattore VII, IX, X
Proteine che subiscono
questa reazione
Proteina S
Proteina C
Osteocalcina
Aterocalcina
La vitamina K è
presente 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 è
disponibile anche per l’ospite
•La vitamina K viaggia in circolo legata alle lipoproteine HDL o LDL
La vitamina K si usa per correggere la tendenza al sanguinamento
o all’emorragia associata alla sua carenza
VITAMINA
A
D
E
K
retinolo, retinale,
ac. retinoico
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
Miscela di composti
vegetali: tocoferoli
Sintetizzata dai batteri
intestinali
FUNZIONE
SINTOMI DA
DEFICIT
Anti-ossidante,
regola proliferazione
e differenziamento
cellulare, compone il
pigmento visivo
(rodopsina)
Cecità
notturna,
ipercheratosi,
anemia.
Stimola
assorbimento
intestinale del Ca2+,
inibisce l’escrezione
renale e aumenta il
riassorbimento
di
Ca2+
dall’osso
(insieme a PTH)
Rachitismo
nei bambini,
osteomalacia
nell’adulto.
Anti-ossidante nelle
membrane, lipoproteine
e tessuto adiposo;
stabilizza CoQ
(respirazione mitocon.)
Richiesta per la sintesi
epatica dei fattori della
coagulazione 2°, 7°, 9° e
10°, e di osteocalcina
Non noti
Aumento del
tempo di
coagulazione;
osteoporosi.
RDA
mg
6
b-carotene
1-2
1-2
0.08
Altri composti
isoprenoidi
L’ubichinone (Coenzima Q) e il plastochinone sono trasportatori di
elettroni e di idrogeno
.
-possono accettare uno o due elettroni: QH radicale semichinonico
oppure ubichinolo QH2
Composto sintetico che agisce da inbitore competitivo
della formazione della trombina attiva
Vitamine
Funzioni
Alimenti
Vitamina B1
Carne, pesce, legumi, latte e
latticini
Vitamina B2
Carne, uova, formaggi, cereali,
latte e latticini
Vitamina B3
Vitamina B5
Le vitamine del gruppo B sono
importanti perché sono coinvolte nel
metabolismo di carboidrati, grassi,
proteine e aminoacidi, i quali
vengono degradati e trasformati in
energia, promuovendo in tal modo la
crescita e il regolare sviluppo
dell’organismo.
Carne, pesce, uova, pane, patate,
cereali, verdura
Carne, uova, cereali, legumi
Vitamina B6
Carne, pesce, uova, cereali, patate,
frutta e verdura
Vitamina B9
Ortaggi e frutta fresca, carne,
pesce, uova
Vitamina B12
Carne, pesce, uova, formaggi
