Vitamine Liposolubili

-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
Vitamina F o acidi
grassi essenziali
• Apportate dall’alimentazione nelle loro diverse forme
• Assorbite nell’intestino tenue prossimale (la vit. K2 a
livello del colon)
• Raggiungono in seguito il circolo sanguigno. Nel plasma le
vit. A e D circolano legate a proteine specifiche,
• le vit. E e K legate alle lipoproteine HDL o LDL
• Eliminate nelle feci (la vit. A anche nelle urine)
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 β-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
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 β-carotene
La vit. A circola nel sangue legata a proteine specifiche (RBP)
La vitamina A è presente nei
prodotti di origine animale
fegato, burro, formaggio,
latte intero, tuorlo
d’uovo, pesce
Il β-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, 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 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
Intossicazione
Cronica
quantità 100 volte superiore
quantità 10 volte superiore
Rischio
teratogeno
VITAMINA D3 o COLECALCIFEROLO
Deriva dall’ergosterolo ed è
Deriva dal colesterolo ed è
sintetizzato dagli organismi animali
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
1α
(1a-idrossilasi)
La 1α-idrossilasi è
strettamente regolata
PTH
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 1,25-D3 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 (α, β, γ, δ-tocoferoli e tocotrienoli)
-a causa della loro idrofobicità si associano alle membrane
cellulari, ai lipidi di riserva e alle lipoproteine del sangue
-viaggiano in circolo legati alle lipoproteine HDL o LDL
-Antiossidanti biologici
VITAMINA E
L’ α-tocoferolo è quello più frequente e presenta
l’attività biologica più elevata
I β- e γ-tocoferoli hanno un’attività vitaminica ridotta
(rispettivamente 30% e 15% circa dell’attività della forma α)
Il δ-tocoferolo invece è praticamente inattivo
L’α-tocoferolo è uno dei più potenti antiossidanti biologici,
il più importante nel sangue umano
-previene la perossidazione degli acidi grassi insaturi delle
membrane bilogiche in quanto neutralizza i ROS
Inoltre, la vitamina E agisce in
sinergismo con altri sistemi antiossidanti
ed in particolare alcuni enzimi:
glutatione perossidasi,
catalasi, superossido
dismutasi
Vitamina E come un antiossidante
R.+ TOH → RH + TO.
R1
HO
Phythyl Tail
R2
O
.O
CH 3
CH 3
CH 3
R3
(CH 2 )3CH(CH 2 )3 CH(CH 2)3 CH(CH 3)2
Chromane Head
CH 3
CH 3
O
CH 3
R1
R2
R3
α
CH 3
CH 3
CH 3
β
CH 3
H
CH 3
γ
H
CH 3
CH 3
δ
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, ricicli il potere antiossidante α-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 Grampositivi 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)
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 γ-carbossiglutammico)
L’ acido γ-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
(forma ridotta della vit. K)
(foma epossidica della vit. K)
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
Composto sintetico che agisce da inbitore competitivo
della formazione della trombina attiva
Vitamina F o acidi grassi essenziali
IMPORTANTI ACIDI GRASSI
Acido stearico
Acido oleico
Acido linoleico
Acido linolenico
18:0
18: 1(9)
18: 2(9,12)
18:3 (9,12,15)
L’acido linoleico è particolarmente importante poiché viene
convertito, attraverso una serie di allungamenti e
desaturazioni in acido arachidonico, un precursore della
sintesi delle prostaglandine e altri eicosanoidi
44
Essi sono indispensabili:
1) per la produzione di energia
2) per la formazione delle membrane cellulari
3) per il trasferimento dell'ossigeno dall'aria al sangue
4) per la sintesi di emoglobina
5) per la funzione delle prostaglandine
6) per il corretto equilibrio ormonale
7) per la produzione ormonale (ad esempio del
testosterone).
La carenza di questi acidi produce astenia, pelle secca,
deficit immunitario, ritardo della crescita, sterilità.
L’organismo non riesce a produrre gli acidi grassi
essenziali linoleico e linolenico.
I grassi omega-3 si trovano nei pesci grassi, come
il salmone, mentre quelli omega-6 in oli quali: l'olio di
lino spremuto a freddo, l'olio di mais, di soia e di
girasole.
Gli acidi omega-3 aiutano persino a difendere il
cervello dai disturbi da deficit di attenzione
L’acido arachidonico può essere sintetizzato dall’acido
linoleico se esso è fornito all’organismo in quantità
sufficiente dalla dieta.
Desaturazione dell’acido linoleico
NAPH(H)+
18:2(9, 12)
acido linoleico
O2
NADP+
2H2O
2CO2
18:3 (6,9,12)
ac.γγ-linoleico
20:3(8,11,14)
O2
2H2O
NADPH(H)+
NADP
Nell’uomo le desaturasi non sono in
grado di introdurre doppi legami tra
20:4(5,8,11,14)
l’atomo di C 10 e l’atomo di C del
ac.arachidonico
gruppo metilico terminale, per cui
devono essere introdotti con la
dieta e quindi sono essenziali:
L’acido linoleico
L’acido linolenico
l'acido linoleico (un acido 6 omega)
l'acido linolenico (un acido 3 omega).
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L’ARACONOIDATO E’ IL PRINCIPALE PRECURSORE DEGLI
ORMONI EICOSANOIDI ( prostaglandine, prostacicline,
trombossani )
CORTICOSTEROIDI
-
-
FANS
ciclo-ossigenasi
-
L’arachidinato può essere convertito in leucotrieni per azione
della lipossigenasi
Questi composti scoperti inizialmente nei leucociti, contengono tre
48
doppi legami coniugati
Gli eicosanoidi
derivano dall’acido arachidonico
Sono coinvolti nelle produzione di dolore e febbre, nella
regolazione della pressione sanguigna, della coagulazione
del sangue e della riproduzione
L’aspirina inibisce la sintesi delle prostaglandine
49
VITAMINA
A
retinolo, retinale,
ac. retinoico
D
E
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
K
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
2+
Ca
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
RDA
mg
6
β-carotene
Non noti
Aumento del
tempo di
coagulazione;
osteoporosi.
1-2
1-2
0.08