Università di Roma Tor Vergata - Scienze della Nutrizione Umana
Biochimica della Nutrizione
Prof.ssa Luciana Avigliano
2011
VITAMINA C
VITAMINA E
VITAMINA C: FUNZIONA DA AGENTE RIDUCENTE
Donatore monoelettronico
ACIDO
L-ASCORBICO
pK = 4,2
CH2OH
H OH
CH2OH
CH2OH
H OH
O
O
-e
H
OH
H OH
O
O
H
+e
HO
ACIDO L-DEIDRO
ASCORBICO
RADICALE
ASCORBILE
HO
.
O
O
H
-e -H+
+e +H+
O
O
O
radicale poco reattivo
idrolisi dell’anello
acido 2,3 dicheto gulonico
alta concentrazione nelle piante
foglie verdi: stessa concentrazione clorofilla
tessuti non fotosintetici: protezione da stress ambientale, ozono, raggi UV
substrato della ascorbato perossidasi:
funzione analoga alla glutatione perossidasi animale
REGNO ANIMALE
Invertebrati e pesci
non sintetizzano ascorbato
Anfibi , rettili, uccelli, la maggior parte dei mammiferi
sintetizzano ascorbato dal glucosio
Pipistrelli, scimmie superiori, uomo
non sintetizzano ascorbato
Inattivazione del gene per la L-gulono lattone ossidasi
enzima terminale della via biosintetica a partire dall’acido glucuronico
COFATTORE ENZIMATICO
mono- e di- ossigenasi Fe o Cu dipendenti
mantiene il metallo nella forma ridotta attiva
sintesi del collagene: idrossilazione di prolina e lisina
sintesi della carnitina: due enzimi della via biosintetica
98% della carnitina si trova nel tessuto muscolare
sintesi delle catecolamine: dopammina beta-idrossilasi
amidazione di peptidi (ormoni e neurotrasmettitori)
INIBITORE ENZIMATICO dell’ Aldoso reduttasi
Previene l’accumulo di sorbitolo intracellulare in condizioni di
iperglicemia
Sorbitolo contribuisce alla stress ossidativo iperglicemico:
razionale per supplementazione di vit C nel diabete
REAGENTE CHIMICO
• Inattivazione di specie ossidanti
radicale superossido, idrossilico, perossinitrito,
• Rigenerazione della vit E
• Assorbimento e metabolismo del ferro
CONCENTRAZIONE PLASMATICA e
VALUTAZIONE STATO NUTRIZIONALE
< 11 mmol/l (0,2 mg/100 ml) → carenza
11 – 28 mmol/l → rischio di carenza
34-45 mmol /l → norma (RDA = 75-90 mg /die)
60 mmoml/l → saturazione tissutale (introito poco >100 mg/die)
Captazione cellulare
- Trasporto attivo dell’ascorbato mediante specifici
trasportatori Na-dipendenti
- Trasporto facilitato per il deidroascorbato tramite GLUT
Riciclaggio
deidroascorbato riconvertito ad ascorbato
tramite enzimi citosolici e mitocondriali GSH-, NAD(P)H-,
lipoammide- dipendenti
riciclaggio importante il mantenimento delle riserve
UL ( limite tollerabile di assunzione) = 2 g/die
Tossicità
Deidroascorbato si idrolizza spontanemente ad acido 2,3 dicheto
Lgulonico, che è degradato ad acido ossalico, xiloso, altri cataboliti
acido ossalico: 35 mg/die per 60 mg/die Vit C
Ad alta assunzione di Vit C (5-10 g) la quantità di ac. ossalico
eliminato rimane invariata
Nelle urine, si ritrovano vit C, deidroascorbato, ac dichetogulonico
Non vi è promozione di calcoli urinari.
agente proossidante
Riduce il Fe (III) a Fe (II)
Effetti negativi in presenza di sovraccarico di Fe (esempio
talasssemia)
Supplementi
L ascorbato naturale vs sintetico = nessuna differenza
Sali dell’acido ascorbico (di Na o di Ca) tamponati e meno acidi
Ascorbato + metaboliti (deidroascorbato, Ca treonato, xilonato,
lixonato) con l’ipotesi che sia più biodisponibile
Ascorbil-palmitato: forma liposolubile
VITAMINA E
VITAMINA E
più importante antiossidante liposolubile
protezione di acidi grassi polinsaturi
LOCALIZZAZIONE CELLULARE
zone ricche in lipidi: membrane cellulari, depositi di grassi
scoperta nel 1922 nei vegetali verdi e denominata vit E
quindi 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
in natura
sintetizzata solo dalla piante fotosintetiche
8 forme con diversa attività biologica e antiossidante
α-, β-, γ-, δ-tocoferolo
α-, β-, γ-, δ- tocotrienolo
Configurazione in base alla posizione dei metili rispetto all’anello
2R,4’R,8’R α tocoferolo (o RRRαTocoferolo isomero naturale)
supplementi commerciali
forma sintetica
"all rac(emic) α-tocoferolo"
è formata dagli 8 differenti stereoisomeri dell' α-tocoferolo derivanti dai tre
centri chirali
stessa attività antiossidante in vitro ma diversa attività biologica
esteri con acetato, succinato
più resistenti alla ossidazione
stessa biodisponibilità
ALIMENTI
soprattutto di origine vegetale
olio di oliva
oli vegetali (girasole*, mais, soia)
germe di grano
noci, mandorle
vegetali verdi (spinaci freschi)
olio di fegato di pesce
cambia la % delle forme
olio di oliva, girosole, mandorle - ricchi in α
olio di grano e di soia - ricchi in γ
suscettibile: calore, luce, esposizione all'aria
distrutta nei processi industriali di cottura e conservazione
attività biologica (dipende dal metabolismo)
α : β : γ: δ - 1 : 0,2 : 0,1 : 0,01
1 mg RRR-a -tocoferolo = 1 α -TE (Tocoferolo Equivalente)
fonte naturale Vit E ha ≈ doppia bioattività della all rac
sintetica
RDA 2000
15 α-TE/die (per prevenire malattie da carenza)
(potrebbe aumentare a 400-800 α-TE/die: basato su
resistenza ad emolisi eritrociti indotta da H2O2)
FUNZIONE
Antiossidante liposolubile
protezione da auto-ossidazione degli acidi grassi polinsaturi con
formazione di radicali ed idroperossidi - inibisce la propagazione a catena.
Lipidi-OO. + vit E Lipidi -OOH + radicale tocoferile (riciclaggio tramite vitamina C)
TE/ PUFA dieta = 0,4
α-tocoferolo si inserisce nei lipidi di membrana e le stabilizza
previene ossidazione LDL
LDL =
2700 molecole acido grasso : 5-9 Vit E : <1 β-carotene : <1 γ-tocoferolo
protezione in reazioni enzimatiche
(cicloossigenasi, lipoossigenasi)
γ-tocoferolo - funzione specifica protegge da NO tramite reazione
con perossinitrito (O2.- + NO ONOO-)
Protezione da
malattie legate a radicali
aterosclerosi
malattia cardiovascolare
cancro (fumatori)
Alzheimer
infertilità
Vit E e Se sinergici (elimina idroperossidi tramite il
Se-enzima glutatione perossidasi)
Tocotrienoli: catena laterale con tre insaturazioni
Minore biodisponibilità causata dalla minore affinita per la α TBP
Proprietà neuroprotettive
Antiossidanti
Anticancro
Abbassano livelli di colesterolo ( inibiscono la HMGCoA reduttasi)
VALUTAZIONE STATO DI NUTRIZIONE
livelli plasmatici di tocoferolo= 5-16 ug/ml (11-37 umol/l)
valutazione biologica
emolisi eritriciti
aumentata anche in presenza di carenza marginale
ASSORBIMENTO
ad opera di
sali biliari,
enzimi pancreatici (idrolisi esteri del tocoferolo)
non vi è discriminazione fra le varie forme
BIODISPONIBILITA’
• aumentata da lipidi e acidi grassi a catena media
• diminuita da alti livelli di Vit A, alcol, pectine, crusca
• alti livelli PUFA possono degradare Vit E a livelli intestinale
TRASPORTO
• chilomicroni,
• VLDL, LDL (la maggior parte di Vit E), HDL
biodiscriminazione
α - tocopherol binding protein (α TBP) Se-proteina
proteina epatica che lega selettivamente RRR- α -tocoferolo
negli alimenti soprattutto γ-tocoferolo; nel plasma solo il 10-20% rispetto all'
α -tocoferolo
DEPOSITO
Tessuto adiposo, fegato, muscolo
ESCREZIONE
bile
(1% urina)
Catena isoprenica subisce ω-ossidazione e degradazione da parte del
cit P450
coniugata all'acido glucuronico o solfati
La forma all-rac aumenta livelli di cit P450 (riconosciuta come
estranea): Vit E naturale ritenuta più a lungo
può interferire con il metabolismo dei farmaci: tenere in cosiderazione
Carenza alimentare rara data la distribuzione negli alimenti e le
riserve di deposito
necessari supplementi in carenza dovuta a
soggetti con mancata sintesi apoproteina B ed incapacità a
formare chilomicroni (assorbimento) e VLDL (trasporto):
si ha neuropatia e retinopatia alla fine della prima decade di
vita
mutazioni aTBP: incapacità di incorporare in VLDL;
(dosi massicce di vit 2000 mg non raggiungibili con la dieta)
malassorbimento
malattie croniche epatiche
neonati prematuri
UL
Studi clinici: sicura sino a 1600 UI (~ 1100mg)
TOSSICITA’
> 3000 mg/die
diminuisce adesione piastrinica e quindi aumenta il
tempo di coagulazione
