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-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 acarenze 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 direttamentedirettamente 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)
-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
VITAMINE LIPOSOLUBILI
Le vitamine liposolubili sono derivate da condensazione didiverse 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
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 attivitàvitaminica
Le provitamine A sono dei carotenoidi con un’attività biologica paragonabile (dal β-carotene si origina la vitamina A)
-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
Le funzioni della vitamina A sono mediate dai suoi derivati
11-cis-retinale: pigmento della visione
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
• 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
Funzioni fisiologiche della Vit A
• 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%
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 ββββ-carotene si trova nella frutta e nelle verdure gialle o verdi
carote, meloni, albicocche, spinaci, foglie verdi di insalata
• 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
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 piùfacilmente 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
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
Una dieta adeguata fornisce il fabbisogno normale
di vitamina A
Un apporto di vitamina A molto superiore ai fabbisogni: ipervitaminosi A
Intossicazione
Acutaquantità 100 volte superiore
Intossicazione
Cronicaquantità 10 volte superiore
Rischio
teratogeno
VITAMINA D3 o COLECALCIFEROLO
Deriva dal colesterolo ed èsintetizzato dagli organismi animali
Deriva dall’ergosterolo ed èpresente nelle piante
Produzione della Vitamina D dalla radiazioneultraviolette-B (UVB)
• Le radiazioni UVB (290-315 nm) convertono il 7-deidrocolesterolo 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
La 1α-idrossilasi èstrettamente regolata
Deficit dietetico di vit. D, calcio e fosfato
Elevato apporto di vit. D, calcio e fosfato
1αPTH(1a-idrossilasi)
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 mineralizzazionedel 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 vitaminaD si complessa con altrirecettori intracellulari(retinoid-X receptor). Glieterodimeri si legano al DNA e modulanol’espressione genica
I complessi D3-recettori attivano o sopprimonol’espressione genica
• I recettori legano diverse forme di colicalciferolo. L’affinità per il 1,25-D3 ècirca 1000x della 25-D3 e ciò spiega la relativapotenza biologica
• VDR è presente in 30 tipi cellulari differenti
La somministrazione di Vitamina D ha effetto benefico sul rachitismo
• debolezza muscolare • fragilità ossea con tendenza alla rottura• forti dolori a livello osseo• deformità ossea
Osteomalacia
(Demineralizzazione delle ossa già formate)
Osteoporosi
demolizione della matrice osteoide
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)
-incurvamento -gambe arcuate-malformazioni delle -giunture o delle ossa-fratture -lento sviluppo dei denti-debolezza muscolare
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’ αααα-tocoferolo è quello più frequente e presenta l’attività biologica più elevata
I ββββ- e γγγγ-tocoferoli hanno un’attività vitaminica ridotta
(rispettivamente 30% e 15% circa dell’attività della forma α)
Il δδδδ-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
O
R3
R2
HO
R1
Chromane Head
Phythyl Tail
R1 R2 R3
α CH3 CH3 CH3
β CH3 H CH3
γ H CH3 CH3
δ H H CH3
.
OCH3
CH3
CH3
O
CH3
(CH2)3CH(CH2)3CH(CH2)3CH(CH3)2
CH3 CH3
R....+ TOH →→→→ RH + TO....
Altri ruoli metabolici minori associati alle sue proprietà antiossidanti
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
Agisce come agente anti-coagulantePromuove la regolare formazione dei globuli rossi
Il fabbisogno di vitamina E è soddisfatto interamente dall’alimentazione
Buone fonti di vitamina E
uova e oli vegetalinoci, 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 KSintetizzato dalle piante verdi ed èl’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
Protrombina attiva (enzima proteolitico)
Rottura dei legami peptidici nel fibrinogeno
Fibrina (proteina fibrosa insolubile)
Carbossilazione della protrombina
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
Funzione fisiologicaVa incontro ad una serie ciclica di di reazioni di ossido riduzione
Proteine che subiscono questa reazione
Protrombina
Fattore VII, IX, X
Proteina S
Proteina C
Osteocalcina
Aterocalcina
(forma ridotta della vit. K)
(foma epossidica della vit. K)
La vitamina K èpresente 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 èdisponibile anche per l’ospite
La vitamina K si usa per correggere la tendenza al sanguinamento
o all’emorragia associata alla sua carenza
•La vitamina K viaggia in circolo legata alle lipoproteine HDL o LDL
Composto sintetico che agisce da inbitore competitivo della formazione della trombina attiva
Vitamina F o acidi grassi essenziali
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IMPORTANTI ACIDI GRASSI
Acido stearico 18:0
Acido linoleico 18: 2(9,12)
Acido oleico 18: 1(9)
Acido linolenico 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
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 quantitàsufficiente dalla dieta.
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Desaturazione dell’acido linoleico
18:2(9, 12) acido linoleico
18:3 (6,9,12) ac.γγγγ-linoleico
2CO2
20:3(8,11,14)
20:4(5,8,11,14) ac.arachidonico
O2
2H2O
NADPH(H)+
NADP
Nell’uomo le desaturasi non sono in grado di introdurre doppi legami tra l’atomo di C 10 e l’atomo di C del gruppo metilico terminale, per cui devono essere introdotti con la dieta e quindi sono essenziali:
L’acido linoleico
L’acido linolenico
NAPH(H)+ NADP+
O2 2H2O
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 )
L’arachidinato può essere convertito in leucotrieni per azione della lipossigenasi
Questi composti scoperti inizialmente nei leucociti, contengono tre doppi legami coniugati
ciclo-ossigenasi
FANS
-
CORTICO-STEROIDI - -
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derivano dall’acido arachidonico
Sono coinvolti nelle produzione di dolore e febbre, nellaregolazione della pressione sanguigna, della coagulazione del sangue e della riproduzione
L’aspirina inibisce la sintesi delle prostaglandine
Gli eicosanoidi
0.08Aumento del tempo di coagulazione; osteoporosi.
Richiesta per la sintesi epatica dei fattori della coagulazione 2°, 7°, 9° e 10°, e di osteocalcina
KSintetizzata dai batteri intestinali
1-2Non notiAnti-ossidante nelle membrane, lipoproteine e tessuto adiposo; stabilizza CoQ(respirazione mitocon.)
EMiscela di composti vegetali: tocoferoli
1-2Rachitismo nei bambini, osteomalacia nell’adulto.
Stimola assorbimento intestinale del Ca2+, inibisce l’escrezione renale e aumenta il riassorbimento di Ca2+ dall’osso (insieme a PTH)
D 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
6
β-carotene
Cecitànotturna, ipercheratosi, anemia.
Anti-ossidante, regola proliferazione e differenziamento cellulare, compone il pigmento visivo (rodopsina)
A retinolo, retinale, ac. retinoico
RDAmg
SINTOMI DA DEFICIT
FUNZIONEVITAMINA
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