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Vitamine: generalità Vitamina C

Vitamine del complesso B

Università di Roma Tor Vergata - Scienze della Nutrizione Umana

Biochimica Prof.ssa Luciana Avigliano

2014

VITAMINE

Micronutrienti organici, richiesti in quantità pari a milligrammi o microgrammi

Per la maggior parte devono essere introdotte con la

dieta (non sintetizzate o sintetizzate solo in parte dall’organismo)

Non vengono usate per produrre energia né per usi

strutturali

fanno parte di coenzimi, sono precursori di ormoni, agiscono da antiossidanti,

partecipano come substrati a reazioni specifiche

Le VITAMINE sono classificate in LIPOSOLUBILI ed IDROSOLUBILI sulla base della loro insolubilità o solubilità in acqua

La denominazione con le lettere dell’alfabeto ha origini storiche

I. 1910-20 liposolubile - fattore A idrosolubile - fattore B

sostanze che in piccola quantità erano necessarie per prevenire malattie

II. fattore A suddiviso in A - fattore della crescita - visione notturna D - antirachitica

fattore B suddiviso in B - fattore anti beri beri C - fattore antiscorbuto

III. fattore B ulteriormente suddiviso in B1 - fattore anti beri beri B2 - altre vitamine del complesso B

13 vitamine sono importanti per l’uomo LIPOSOLUBILI Vitamina A - retinolo Vitamina D - colecalciferolo (malattia da carenza: rachitismo) Vitamina E - tocoferolo Vitamina K - fillochinone IDROSOLUBILI Vitamina C - acido ascorbico (malattia da carenza: scorbuto) Vitamina B1 - tiamina (malattia da carenza: beri-beri) Vitamina B2 - riboflavina Vitamina B3 - niacina (malattia da carenza: pellagra) Vitamina B5 - acido pantotenico Vitamina B6 - piridossale, piridossammina, piridossina, Vitamina B7 - biotina Folati Vitamina B12 - cobalammina (malattia da carenza: anemia perniciosa) Vitamine del complesso B: sintetizzate dai vegetali tranne la B12 sintetizzata solo da batteri

Le vitamine idrosolubili non vengono immagazzinate (eccesso eliminato con le urine) Le v i t amine l i poso lub i l i possono essere immagazzinate (eccesso può dare tossicità)

Assunzione non adeguata

carenza tossicità

Vitamina C

Isolata dalla corteccia surrenale nel 1932 da Albert Szent-Gyorgy (poi Premio Nobel 1937 per la Medicina)

due composti

- acido L-ascorbico o ascorbato (forma ridotta funzionale, presente nel plasma e in cellule)

-  acido L-deidroascorbico o deidroascorbato

forma ossidata

le due forme si possono trovare negli alimenti

Struttura a 6 atomi di carbonio simile a quella del glucosio

La vitamina C è un composto riducente

donatore monoelettronico → radicale poco reattivo

O

OO

O

H OH

CH2OH

H

O

HO

O

H OH

CH2OH

H

O

HO

O

H OH

CH2OH

H

OH+e +H++e

O.

-e -H+-e

ACIDO L-ASCORBICO

pK = 4,2 RADICALE

ASCORBILE ACIDO L-DEIDRO

ASCORBICO

INATTIVAZIONE: idrolisi irreversibile dell’anello

si forma l’acido 2,3 dicheto gulonico con perdita della vitamina

alta concentrazione nelle piante foglie verdi: stessa concentrazione clorofilla tessuti non fotosintetici: protezione da stress ambientale, ozono, raggi UV

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

FONTI ALIMENTARI: frutta e verdura fresca

peperoni (127-166 mg/100 g), kiwi (65-120 mg/100 g), agrumi (37-54 mg/100 g), fragole (54 mg/100 g), pomodori (20-25 mg/100 g) ortaggi a foglia verde

L’esposizione all’aria, al calore, alla luce degrada la vitamina C

Già nel ‘700 la Marina britannica preveniva lo scorbuto tramite agrumi

COFATTORE ENZIMATICO Cofattore di mono- e di- ossigenasi Fe o Cu dipendenti mantiene il metallo nella forma ridotta attiva

sintesi del collagene: ossidrilazione di prolina e lisina sintesi delle catecolamine: dopammina in noradrenalina sintesi degli ormoni corticosteroidi sintesi di ossido nitrico (NO)

sintesi della carnitina: due enzimi della via biosintetica (da cui forse debolezza muscolare nella carenza) amidazione del grupppo carbossilico terminale da parte della glicina (maturazione post-sintetica di ormoni e neurotrasmettitori)

REAGENTE CHIMICO per le proprietà riducenti Inattivazione di specie ossidanti (previene ossidazione di acidi nucleici e proteine) Rigenerazione della vit E

Assorbimento e metabolismo del ferro riduzione del Fe+3 a Fe+2 biodisponibile a livello intestinale; deposito del ferro nella ferritina

Inibisce la formazione di composti mutageni quali nitrosammine, a livello intestinale

Concentrazione plasmatica: 34-45 µmol /L (<10 µmol /L scorbuto) STATO NUTRITIONALE < 10 µmol /L CARENZA E SCORBUTO

11 – 28 µmol /L RISCHIO DI CARENZA ( diete con scarsa assunzione di frutta e verdura)*

28-60 µmol /L VALORI NORMALI raggiunti con assunzione di 30-100 mg/die

70-80 µmol /L max concentrazione plasmatica raggiunta con

assunzioni ≥ 200 mg/die * Anziani basso status socio economico A rischio anche fumatori, diabetici, obesi

Concentrazione plasmatica: 34-45 µmol /L Utilizzo intracellulare: concentrazione 1-10 mM La captazione da parte della cellula avviene per - Trasporto attivo della vit C mediante specifici trasportatori Na-

dipendenti (SVCT1 e 2) - Trasporto facilitato per il deidroascorbato tramite GLUT

(trasportatori del glucosio) Il deidroascorbato è trasformato nella forma attiva ridotta vit C tramite reduttasi, enzimi che utilizzano GSH-, NAD(P)H-, acido lipoico quali agenti riducenti Tale riciclaggio è importante il mantenimento delle riserve

CARENZA SCORBUTO: espressione patologica della carenza di vitamina C

DOVUTA A CARENZA NUTRIZIONALE

coinvolge tutti gli apparati dell’organismo (i primi sintomi per alterata sintesi del collagene e quindi dei tessuti connettivali) gengive infiammate e sanguinanti, ipercheratosi follicolare, ecchimosi, alterazione di guarigione della ferite, debolezza muscolare, danni articolari, affaticamento, anemia, infine coma e morte. Per prevenire lo scorbuto sono sufficienti 10 mg/die

Ma le raccomandazioni dei vari paesi sono molto maggiori LARN 2012 = 85 mg/die per F e 105 mg/die per M adulto (+ altri 35 mg per i fumatori) ²  per le proprietà antiossidanti (mantiene il glutatione e vit E nella forma ridotta) (viene aggiunto come conservante negli alimenti:additivo E300 mantenendo stabili altre vitamine (A, E, acido folico, tiamina)

²  ruolo nel sistema immunitario; nell’infiammazione (attività neutrofili) ²  Inibisce la formazione di composti mutageni quali nitrosammine, a livello intestinale

²  prevenzione di patologie da radicali, quali cancro, patologie cardiovascolari, cataratta

TOSSICITA’

- Assunzioni di 3-5 g possono dare disturbi gastrointestinali, diarrea LARN 2012 UL non stabilito ma si ritiene di non superare 1g/die - Deidroascorbato si idrolizza spontanemente ad acido 2,3 di- cheto Lgulonico à 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 eliminata rimane invariata mentre aumentano i livelli urinari di Vit C, deidroascorbato, ac dichetogulonico Pertanto non sembra promuovere la formazione di calcoli urinari.

TOSSICITA’

Può funzionare da agente pro-ossidante riducendo il Fe+3 a Fe+2

Il Fe+2 reagisce con l’ossigeno molecolare O2 dando origine a derivati parzialmente ridotti dell’ O2 quale lo ione superossido O2

– precursore di altre specie ossidanti dannose (ROS)

Effetti negativi in presenza di sovraccarico di Fe (esempio emocromatosi, talasssemia) Persone soggette ad emolisi (deficienza di glucosio 6 fosfato deidrogenasi)

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

Vitamina C effervescente

Acido L-ascorbico, acido citrico e bicarbonato di sodio:

in acqua acido citrico e bicarbonato reagiscono a dare citrato di sodio e anidride carbonica

Ascorbil-palmitato: forma liposolubile

Legame estere fra il carbonio e della vitamina ed acido palmitico

In teoria si potrebbe concentrare nelle porzioni lipofile e proteggere membrane cellulari e lipoproteine

dall’ossidazione

Uso topico

Usato come antiossidante negli alimenti, cosmetici e prodotti farmaceutici e come conservante per gli oli

naturali, fragranze, coloranti ed oli usati nei medicinali, cosmetici, alimenti.

Le vitamine del complesso B svolgono un ruolo di coenzima in numerose reazioni delle vie metaboliche. VITAMINA COENZIMA

Tiamina (B1) Tiamina pirofosfato (TPP) Riboflavina (B2) Coenzimi flavinici: FMN e FAD Niacina (B3 o PP) Coenzimi nicotinammidici: NAD+ e NADP+ Acido pantotenico (B5) Coenzima A (CoA o CoASH),

Fosfopanteteina (nell’Acil Carrier Protein, ACP) Piridossina (B6) Piridossalfosfato (PLP),

Piridossamminafosfato (PMP) Biotina Biotinil-Enzima Folati Tetraidrofolati Cobalamimna (B12) Metilcobalammina e deossiadenosilcobalammina

F. G. Hopkins, C. Eijkman: Scoperta della Vitamina B1 (Premio Nobel per la medicina nel 1929)

VITAMINA B1

Struttura:

VITAMINA: TIAMINA

COENZIMA: TIAMINA PIROFOSFATO

Alimenti con un contenuto > 0.3 mg/100 gr sono:

Fonti alimentari

0,5 mg/100 gr

Legumi Cereali integrali Frutta secca a

guscio

piselli asparagi

alimenti integrali

carne suina e derivati:

prosciutto frattaglie

0,5 mg/100 gr

0,3 mg/100 gr

0,66 mg/100 gr

0,4 mg/100 gr

0,42 mg/100 gr

Assorbimento e trasporto Negli alimenti è presente tiamina (nei vegetali) e tiamina pirofosfato ( negli alimenti di origine animale) La tiamina pirofosfato viene idrolizzata dalle fosfatasi prima di essere assorbita Trasportata nel sangue dagli eritrociti e in forma libera o come tiamina monofosfato

Metabolismo

La difosfotiamina si forma per azione della tiamina pirofosfochinasi che utilizza l’ATP come donatore di gruppi fosfato

La forma coenzimatica costituisce l’80% della vitamina nell’organismo

Le concentrazioni più elevate si trovano nei tessuti metabolicamente molto attivi come il fegato, il cuore, i reni, il sistema nervoso, i muscoli

Nel rene la quantità in eccesso viene defosforilata ed eliminata con le urine come tale o sotto forma numerosi cataboliti.

Enzimi con cofattore TPP

IMPORTANTE PER IL METABOLISMO DEI CARBOIDRATI.

interviene nella decarbossilazione degli α-cheto acidi con formazione dei derivati acil~CoA e perdita di CO2;

cofattore per gli enzimi: -  piruvato deidrogenasi (collega la glicolisi al Ciclo di Krebs)

-  α-chetoglutarato deidrogenasi (Ciclo di Krebs)

-  deidrogenasi degli α-chetoacidi a catena ramificata. metabolismo degli amminoacidi a catena ramificata leucina, valina e isoleucina, ossidandoli e trasformandoli in derivati legati a CoA

cofattore della transchetolasi, l’enzima responsabile dell’interconversione dei pentosi fosfati (ciclo dei pentosi fosfato) per la sintesi del ribosio

2 idrossifitanil-CoA liasi enzima implicato nella alfa-ossidazione perossisomiale di acidi grassi a catena ramificata, quale l’acido fitanico un acido grasso a 20 atomi di carbonio 3 metil-ramificato,

Status nutrizionale Determinazione dell‘attività transchetolasica eritrocitaria in assenza ed in presenza difosfotiamina.

Maggiore è la carenza, maggiore è la differenza tra le due attività enzimatiche (valori patologici per differenze maggiori al 15%). Il beri-beri compare quando la differenza è del 40% LARN 2012 fabbisogno 1,2 mg/die e 1,1 mg/die per M e F adulto Non è fissato un UL

Sindrome da carenza di tiamina: beri beri Interessa il sistema nervoso e cardiovascolare cambiamenti mentali (come apatia, diminuzione della memoria a breve termine, confusione e irritabilità), debolezza muscolare ed effetti cardiovascolari, come la cardiomiopatia dilatativa Sintomi compaiono dopo pochi giorni perché scarse riserve di tiamina

CAUSE - Dieta prevalentemente a base di riso e grano brillato - Alcolismo

Vengono alterati dalla carenza di tiamina: - metabolismo del glucosio - sintesi del ribosio Si innalzano i livelli plasmatici di: acido piruvico, lattico e alfa-chetoglutarico Organi maggiormente colpiti: cervello e cuore, poiché dipendono dal glucosio Il cuore può risentire anche dell’accumulo dell’acido lattico

ALCOLISMO > alterato assorbimento > lesioni epatiche (alterata conversione nella forma biologicamente attiva)

La sindrome encefalopatica (sindrome di Wernicke-

Korsakoff) che si può manifestare negli alcolisti con

perdita di memoria, atassia e stato confusionale viene

notevolmente alleviata dalla somministrazione di tiamina.

RIBOFLAVINA (vit B2)

Funzione: partecipa reazioni di ossidoriduzione

Coenzimi: FAD (flavin adenin dinucleotide) FMN (flavin mononucleotide)

latte e derivati uovo fegato e rene verdure fresche

Fonti alimentari

abbastanza termostabile ma fotosensibile

•  La riboflavina, viene assorbita nel duodeno dopo scissione dalla sua forma coenzimatica.

•  L’assorbimento avviene mediante trasporto attivo.

•  Alcune molecole possono interferire con l’assorbimento (caffeina, teofillina, saccarina, triptofano)

Metabolismo

Viene trasformata nelle forme coenzimatiche flavin adenin dinucleotide (FAD) e flavin mononucleotide (FMN) mediante reazioni che richiedono ATP e che avvengono nella mucosa intestinale durante l’assorbimento.

Assorbimento

Vitamina B2

FMN

FAD

STRUTTURA

Funzioni biochimiche coenzimi ossido-riduttivi, legati a flavoproteine: Enzimi: in genere cofattore di deidrogenasi,

Reazioni ossido-riduttive del metabolismo intermedio dei carboidrati, dei lipidi e delle proteine

•  ossidazione dell’acido succinico (Ciclo di Krebs) •  ossidazione degli acidi grassi •  deaminazione ossidativa degli amminoacidi •  ossidazione ipoxantina /xantina ad acido urico •  ossidazione dei coenzimi piridinici •  metabolismo di altre vitamine: acido folico, piridossina, niacina •  attività della tetraidrofolato reduttasi (quindi importante per la conversione omocisteina - metionina)

fabbisogno 1,6-1,3 mg/die per M e F adulto

Non è stabilito un UL

LARN 2012

Valutazione dello stato nutrizionale

Attività della glutatione reduttasi eritrocitaria come tale e dopo aggiunta di FAD

Erythrocyte Glutathione Reductase Activity Coefficient, EGRAC Se il rapporto tra le due attività è: < 1,2 stato nutrizionale è accettabile 1,2 e < 1,4 stato nutrizionale basso > a 1,4 carenza

Sindrome da carenza: •  Paesi est asiatici, persone anziane •  Rara nell’uomo (secondaria a malattie gastrointestinali).

Sindrome pellagra-simile con:

alterazioni della pelle (dermatite seborroica) e delle mucose (stomatite angolare, cheilosi),

Congiuntivite, opacità del cristallino

Importante per il metabolismo di altre 4 vitamine la sua è spesso associata a carenza di folati, niacina, piridossina e vitamina K.

NIACINA vitamina B3 o Vit PP (Pellagra Preventing)

ACIDO NICOTINICO e

NICOTINAMMIDE (ammide dell’acido nicotinico)

Coenzima: NAD+, NADP+

Funzione: reazioni di ossido riduzione

STRUTTURA

La vitamina è il costituente fondamentale dei coenzimi redox nicotinammide-adenindinucleotide (NAD+) nicotinammide-adenindinucleotide-fosfato (NADP+)

Il NAD+ ed il NADP+ funzionano da accettori di 2 elettroni e di un protone che vengono sottratti dal substrato da specifici enzimi denominati deidrogenasi piridiniche.

L’ossidazione del substrato porta alla formazione del coenzima ridotto (NADH, NADPH) e di un protone H+.

La reversibilità della reazione catalizzata dalle deidrogenasi permette all’enzima di ossidare o ridurre il substrato a seconda delle richieste metaboliche

NADP+ è utilizzato nella via di ossidazione diretta del glucosio-6- fosfato a ribosio 5-fosfato (via dei pentosi fosfato) e si riduce a NADPH NADPH è prevalentemente coinvolto nelle vie anaboliche quali la:

- biosintesi degi acidi grassi -  biosintesi del colesterolo ha anche funzione antiossidante: donatore di idrogeno

NAD+ è prevalentemente usato nelle vie cataboliche ossidative: - Glicolisi - Ciclo di Krebs - β-ossidazione degli acidi grassi

In tali reazioni il NAD+ si riduce a NADH, che si riossida a NAD+ cedendo elettroni alla catena respiratoria mitocondriale

Reazioni non redox del NAD+

il NAD è coinvolto anche in un importante funzione non-redox quale substrato per l' attività di due classi di enzimi che separano la niacina dal NAD+ e trasferiscono l'ADP ribosio alle proteine

mono-ADP-ribosil transferasi poli-ADP ribosio polimerasi (PARP)

Le mono-ADP-ribosil transferasi sono principalmente coinvolte nel regolare l'attività delle proteine G (mediatrici di numerosi processi cellulari)

Le poli-ADP ribosio polimerasi svolgono un ruolo cruciale nella riparazione e duplicazione del DNA e nel differenziamento cellulare.

FONTI ALIMENTARI: soprattutto di origine animale

carni, fegato, rognone, legumi, caffè

BIODISPONIBILITA’ DELLA NIACINA

Nei cereali è poco biodisponibile perché legata a carboidrati complessi e in minor quantità ai peptidi

Può essere rilasciata per trattamento con idrossido di calcio

La tostatura dei chicchi di caffè trasforma la trigonellina (acido 1-metil

nicotinico) in acido nicotinico (niacina)

FABBISOGNO: 15 mg/die

La niacina può essere sintetizzata a partire dal triptofano (amminoacido essenziale)

60 mg di triptofano - 1 mg Equivalente di Niacina

100 g proteine contengono circa 1 g Trp (corripospondente a 16

mg di niacina)

La conversione viene influenzata sia da fattori nutrizionali che ormonali: si riduce in carenza di vitamina B6, riboflavina, ferro (cambiano le attività degli enzimi coinvolti in questa via metabolica quali la triptofano ossigenasi ed altri)

Ampia variabilità individuale.

(anche nota come malattia delle 3 D) i cui sintomi sono la Demenza, la Diarrea e la Dermatite CAUSE: Alimentazione prevelantemente a base di farina di mais (popolazioni latino-americane). Nel mais la vitamina è legata ad una proteina non assorbibile; inoltre il mais contiene proteine a scarso contenuto in triptofano.

Alterata conversione del triptofano in niacina.

Poiché i l tr iptofano dà anche origine ad un importante neurotrasmettitore (la serotonina), in caso di carenza vitaminica si crea un competizione per l'utilizzazione di questo amminoacido: questo spiegherebbe la demenza associata alla pellagra.

Alcolismo cronico Disturbi dell’assorbimento intestinale del Trp su base genetica (malattia di Hartnup)

PELLAGRA Patologia da deficienza di niacina

Acido pantotenico (vitamina B5)

Acido pantotenico

•  Fonti alimentari: germe dei cereali, lievito, legumi, tuorlo dell’uovo, fegato

•  Coenzima: Coenzima A (CoA o CoASH) Fosfopanteteina (nell’Acil Carrier Protein, ACP)

•  Funzione: trasportatori di acili •  Carenza: rarissima

•  Malattia genetica associata a mutazioni del gene per la pantotenato chinasi

Contenuto di acido pantotenico di alcuni alimenti (mg/100g) Fegato 8,00 Carne bovina 0,30 Carne suina 0,50 Uova 3,80 Latte integrale (frumento) 0,50 Patate 0,40 Piselli 0,34 Fagioli 0,14 Succo d’arancia 0,16

- Sintesi degli acidi grassi (nel citoplasma)

•  Ossidazione degli acidi grassi (nel mitocondrio)

•  Metabolismo dei corpi chetonici

•  Metabolismo ossidativo del piruvato (complesso piruvato deidrogenasi)

•  Ciclo dell’acido citrico (alfa-chetoglutarico deidrogenasi)

•  Catabolismo di molti amminoacidi

HO – CH2 – C – CH – C – NH – CH2 – CH2 – COO–

CH3

CH3 OH O

Formula della vitamina

4’ fosfopanteteina - coenzima dell’ACP

cisteammina o βmercaptoetilammina

deriva dall’amminoacido cisteina

fosfato

4’ fosfopanteteina

acido pantotenico

proteina trasportatrice di acili (ACP) 4’fosfopanteteina legata ad una serina della proteina ACP

Fa parte del complesso della “acido grasso sintasi” biosintesi del palmitato a partire dall’acetilCoA

si forma un legame tioestere “ad alta energia” tra il gruppo carbossilico del substrato e il gruppo -SH del coenzima

Coenzima A: attivazione del gruppo acile

Sintesi del Coenzima A in 5 passaggi, a partire da acido pantotenico, cisteina, ATP

Pantotenato chinasi * Pantotenato + ATP Ú 4’ fosfopantotenato

4’ fosfopantotenil cisteina sintetasi 4’-fosfopantotenato + cisteina Ú 4’ fosfopantotenil cisteina 4’ fosfopantotenil cisteina decarbossilasi 4’ fosfopantotenil cisteina Ú 4’fosfopanteteina + CO2

(legata ad ACP) adenilil transferasi 4’ fosfopanteteina + ATP Ú defosfocoenzima A + pirifosfato defosfocoenzima A chinasi defosfocoenzima A + ATP Ú coenzima A + ADP

* Carenza di coenzima: associata a malattia genetica causata da mutazioni del gene per la pantotenato chinasi

Il fabbisogno giornaliero non è stato esattamente definito.

Un apporto giornaliero di 5-10 mg sembra adeguato.

Fabbisogno

Acido pantotenico è molto diffuso negli alimenti quindi è improbabile che si verifichi una carenza. I sintomi associati con una carenza indotta sperimentalmente sono la depressione, i dolori addominali, i disordini neuromotori, ecc.

Carenza

vitamina B6

tre vitameri

PIRIDOSSINA PIRIDOSSALE

PIRIDOSSAMMINA

Formule di vitamine e coenzimi

piridossammina piridossale piridossina forme vitaminiche

piridossal-5-fosfato (PLP) piridossammina-5-fosfato (PMP)

coenzimi

Contenuto di Vitamina B6 di alcuni alimenti (mg/100g)

Lievito 2,0 Germe di grano 1,15 Fegato 0,83 Latte vaccino 0,03-0,3 Carne 0,8-0,3 Uovo 0,25 per 1 uovo Pesce 0,45 Farina integrale 0,4-0,7 Patate 0,14-0,23 Spinaci 0,22 Piselli 0,16 Fagioli 0,1

Fonti alimentari negli organi animali è presente la forma attiva fosforilata ( PPLP e PMP) nei tessuti vegetali è presente la forma defosforilata piridossina

sensibile alla cottura e fotosensibile

Legame covalente del piridossal fosfato alla proteina

Transaminasi (o Amminotransferasi) trasferimento del gruppo amminico da un α- amminoacido ad un α- chetoacido

Ruolo nella sintesi e nel catabolismo di amminoacidi

Amminoacido + α -Chetoglutarato D α-Chetoacido + Glutammato

L’ 80-90% viene si trova nel muscolo dove si trova legato alla glicogeno-fosforilasi (enzima coinvolto nella demolizione del glicogeno a glucosio 1 fosfato)

FUNZIONI BIOLOGICHE

Cofattore di decarbossilasi di amminoacidi

Decarbossila gli amminoacidi ad ammina (con eliminazione di CO2 ) biosintesi di neurotrasmettirori nel Sistema Nervoso: triptofano Ú serotonina istidina Ú istamina DOPA Ú dopammina

biosintesi della sfingosina parte dall’unione di acido palmitico e serina tramite l’azione dell’enzima palmitil serina transferasi, vitamina B6 dipendente;

piridossal fosfato è il cofattore della δ-amminolevulinato sintasi, l’enzima che catalizza la prima tappa della biosintesi dell’eme

Formazione di niacina

Insieme al folato e alla vitamina B12 la B6 è coinvolta nel metabolismo dell’unità monocarboniosa

biosintesi della cisteina dalla metionina e nel metabolismo degli acidi nucleici

E’ coenzima della cistationina beta sintasi e cistationasi

Fabbisogno

1,4 mg per l’uomo e 1,1 mg per la donna

Il fabbisogno giornaliero varia con la quantità di proteine introdotte con la dieta.

Sintomi Dermatite seborroica

Anemia microcitica (diminuita sintesi di emoglobina)

Convulsioni (difetto nelle decarbossilasi coinvolte nella sintesi di dopamina e serotonina) Iperomocisteinemia, problemi cardiovascolari e cerebrovascolari (difetto di cistationina beta sintasi e cistationasi)

Carenza di Vitamina B6: piuttosto rara

associata a trattamenti farmacologici (isoniazide, contraccettivi orali, D-penicillammina)

BIOTINA (Vitamina H o B7 o B8)

Sintetizzata solo da batteri, lieviti, muffe, alghe e alcune piante

Struttura della VITAMINA Anello imidazolico + anello tiofenico condensati: legato all'anello tiofenico vi è l’ acido valerico Cofattore : Legata all’enzima con legame tra acido valerico e gruppo ε.ammnico di una lisina della proteina

Fonti alimentari: Tutti i tessuti animali (carne di pollo, tuorlo e fegato)

Contenuto di biotina di alcuni alimenti (microg/100g) Carne bovina 0,6 Carne pollo 15,0 Fegato 98,0 Latte vaccino 5,0 Pesce di mare 4,0 Uova 20,0 Patate 2,0

E’ il gruppo prosteico di enzimi ATP-dipendenti che catalizzano le reazioni di carbossilazione di alcuni composti organici. Nei tessuti di mammifero sono solo 4 enzimi, ma molto importanti: Ø  acetil-CoA carbossilasi (formazione di malonil-CoA - biosintesi ac. grassi) Ø  piruvato-carbossilasi (forma ossalacetato -ciclo di Krebs, gluconeogenesi) Ø  propionil-CoA carbossilasi (ossidazione ac. grassi a n° dispari di C) Ø  β-metilcrotonilCoA carbossilasi (degradazione leucina)

Funzioni coenzimatiche Le tappe metaboliche in cui la vitamina H partecipa sono: - innesco del ciclo di Krebs; - biosintesi degli acidi grassi; - imetabolismo degli acidi grassi a numero dispari di atomi di carbonio.

Tutti questi enzimi sono delle ligasi che fissano CO2 sotto forma di bicarbonato HCO3

- al substrato.

Carenza rara può essere indotta da:

- elevato consumo di albume d’uovo crudo che contine un fattore antinutrizionale: proteina avidina (con la

cottura si inattiva) - sindromi da malassorbimento - difetti genetici - scarsa attività della biotinidasi - enzima che scinde il legame tra biotina ed enzima - olocarbossilasi sintetasi - enzima che lega la vitamina all’enzima

- nutrizione parenterale senza biotina

Fabbisogno intervallo di sicurezza = 30-100 µg/die aumentato fabbisogno in gravidanza, in alcune patologie epatiche

SEGNI DA CARENZA

I principali sono a carico del sistema nervoso centrale e della cute.

Perdita di capelli e rash squamoso intorno agli occhi, naso, bocca e zona genitale.

Sintomi neurologici (depressione, letargia, allucinazioni, intorpidimento e formicolio alle estremità)

Individui con difetti genetici alterato sistema immunitario con maggiore suscettibilità alle infezioni batteriche e fungine.