Vitamine: struttura e funzione 1 PDF

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Docente Sara Baldelli Lezione Vitamine: struttura e funzione 1  Sara Baldelli Macro e micro-nutrienti Vitamine: struttura e funzione 1 2 di 38  Sara Baldelli Le vitamine svolgono… Azione biologica, accrescimento, protezione degli epiteli Azione biochimica, legata ad una funzione coenzimatica Azione farmacologica, che si mette in evidenza a dosi elevate Vitamine: struttura e funzione 1 3 di 38  Sara Baldelli Vitamine: caratteristiche generali Le vitamine sono molecole organiche indispensabili in numerosi processi metabolici, non sono sintetizzabili dall'uomo (tranne alcune ma in misura insufficiente ai fabbisogni) e pertanto sono da considerarsi essenziali. Dal punto di vista funzionale, le vitamine sono considerate, analogamente agli ormoni e agli enzimi, dei bioregolatori, cioè molecole che regolano e coordinano il metabolismo cellulare e le funzioni organiche. Ciascuna vitamina assolve ad un ruolo fisiologico particolare e la mancanza di questa induce il manifestarsi di varie patologie che nel complesso vengono definite avitaminosi (malattie dovute alla totale mancanza di una vitamina). Vitamine: struttura e funzione 1 4 di 38  Sara Baldelli Ipovitaminosi Attualmente le avitaminosi sono sempre più rare dato che l'alimentazione risulta mediamente abbastanza variata e quindi sufficiente a garantire un adeguato apporto vitaminico. Frequentemente si possono tuttavia riscontrare nell'uomo delle ipovitaminosi, lievi carenze facilmente correggibili con la somministrazione di farmaci, spesso causate da: una diminuzione del contenuto vitaminico degli alimenti dovuto alle modalità di trattamento (preparazione e conservazione); Vitamine: struttura e funzione 1 5 di 38  Sara Baldelli Ipovitaminosi impedimento dell'assorbimento intestinale di questi principi a causa di patologie a carico dell'apparato digerente stesso oppure per la presenza/assenza contemporanea di sostanze che ne limitano/favoriscono l'assimilazione; un momentaneo accresciuto fabbisogno di una determinata vitamina in un soggetto malato. Vitamine: struttura e funzione 1 6 di 38  Sara Baldelli Unità internazionali I LARN raccomandano, per ciascuna vitamina, l'assunzione giornaliera di una quantità minima misurata in U.I. (unità internazionali). L'U.I. di una vitamina viene definita come la minima dose di preparato sufficiente a guarire una avitaminosi già in atto. L'U.I. cambia inoltre al variare della vitamina considerat a (0.3 µg per la vit. A e B1 mentre equivale a 0.025 µg per la vit. D). Vitamine: struttura e funzione 1 7 di 38  Sara Baldelli Vitamine Le vitamine sono incluse tra i micronutrienti che devono essere assunti con la dieta quotidianamente poiché non vengono sintetizzati dall'organismo umano. Sono spesso assunte come precursori (provitamine). Si classificano in: Vitamine idrosolubili (C, B1, B2, B5, B6, PP, B12, Bc, H) NON si accumulano nell’organismo, sono cofattori enzimatici Vitamine liposolubili (A, D, E, K, F) possono essere accumulate (nel tessuto adiposo), alcune sono cofattori. Vitamine: struttura e funzione 1 8 di 38  Sara Baldelli Vitamine: struttura e funzione 1 9 di 38  Sara Baldelli Vitamine: struttura e funzione 1 10 di 38  Sara Baldelli Complesso vitaminico B Tutte le vitamine appartenenti al complesso B sono state isolate nel lievito e nella crusca dei cereali. Attualmente si conoscono 18 vitamine delle quali sono già state prodotte i relativi composti di sintesi. L'importanza di questo complesso vitaminico risiede nel fatto che tutti i suoi componenti risultano parti essenziali di sistemi enzimatici costituendone, ad esempio, il gruppo prostetico (ciclo di Krebs). Vitamine: struttura e funzione 1 11 di 38  Sara Baldelli Tiamina (Vitamina B1) Chimicamente è un composto altamente solubile in acqua costituito da due nuclei, uno pirimidinico e uno tiazolico. La tiamina interviene in molte reazioni del metabolismo ossidativo ed in particolare nella decarbossilazione del acido piruvico ad acetilCoA (metabolismo dei carboidrati). Vitamine: struttura e funzione 1 12 di 38  Sara Baldelli Tiamina (Vitamina B1) Questa vitamina, esterificata a 2 molecole di acido fosforico (tiamina- pirofosfato), costituisce il gruppo prostetico della decarbossilasi che trasforma l'acido piruvico in aldeide acetica. Vitamine: struttura e funzione 1 13 di 38  Sara Baldelli Tiamina (Vitamina B1) La tiamina (Vitamina B1) si ritrova sia negli alimenti di origine animale e vegetale. In genere negli alimenti vegetali si trova per lo più in forma libera mentre in quelli animali si trova anche in quella fosforilata sia a mono- che a difosfato. Particolarmente ricchi di tale vitamina sono i legumi ed il germe ed il pericarpo dei cereali. Negli alimenti animali le maggiori concentrazioni sono nel fegato, nel rene, nel cervello e nell'intestino. Un'altra fonte importante di tiamina è inoltre il lievito di birra. Il fabbisogno giornaliero si aggira intorno a 1.2 mg ma può subire forti variazioni in funzione sia della composizione della dieta sia degli eventuali processi di cottura subiti dagli alimenti considerati. Vitamine: struttura e funzione 1 14 di 38  Sara Baldelli Tiamina (Vitamina B1) La tiamina è poco immagazzinata nell'organismo, per cui la sua mancanza nella dieta causa problemi metabolici a livello del metabolismo dei carboidrati. Si rivela un aumento plasmatico degli α-chetoacidi (acido piruvico e acido lattico) ed abbassamento dell'attività transchetolasica degli eritrociti. La carenza cronica di tiamina provoca alterazioni del sistema nervoso, problemi cardiovascolari e gastrointestinali (beri-beri). Altre sindromi da carenza di tiamina, particolarmente diffuse tra gli alcolisti, in quanto l'assunzione di alcool fa diminuire l'assorbimento dei questa vitamina, sono la sindrome di Gayet-Wernike e quella di psicosi di Korsakoff (perdita di memoria recente e confabulazione). Vitamine: struttura e funzione 1 15 di 38  Sara Baldelli Riboflavina (Vitamina B2) Svolge un ruolo fisiologico di primaria importanza in quanto rappresenta una delle molecole costituenti il FAD (flavin-adenin nucleotide) e il FMN (flavin mononucleotide) gruppi prostetici di enzimi della catena respiratoria coinvolti sia nelle reazioni di ossidazione degli acidi grassi che degli amminoacidi. Vitamine: struttura e funzione 1 16 di 38  Sara Baldelli Riboflavina (Vitamina B2) La riboflavina, in natura, è abbondantemente presente. Si trova nelle verdure, nel lievito e soprattutto nel latte, nel fegato, nel cuore, nel rene e nell'albume dell'uovo. Nelle verdure il contenuto della vitamina è presente soprattutto nelle parti a crescita attiva e diminuisce allorché la pianta smette di crescere. Anche nel latte la quantità di riboflavina può essere variabile a seconda del tipo di alimentazione degli animali produttori. Il fabbisogno giornaliero deve essere commisurato alle calorie assunte in un rapporto pari a 0.6 mg per ogni 1000 kcal introdotte. Vitamine: struttura e funzione 1 17 di 38  Sara Baldelli Riboflavina (Vitamina B2) La riboflavina è coinvolta in moltissime reazioni metaboliche che possono riguardare anche altre vitamine. Ciò significa che uno stato carenziale di riboflavina può portare ad uno stato pluricarenziale di altre vitamine. A livello macroscopico si rileva arresto della crescita e una sindrome simile alla pellagra (lesioni delle mucose e dell'epitelio dell'occhio e dell'apparato gastrointestinale). CONGIUNTIVITE GLOSSITE Vitamine: struttura e funzione 1 18 di 38  Sara Baldelli Niacina (Vitamina B3) Questa vitamina (niacina = ac. nicotonico + nicotinamide) è un componente dei due coenzimi NAD e NADP coinvolti nei processi di respirazione cellulare (metabolismo glucidico e deamminazione degli amminoacidi). Nei tessuti l'acido nicotinico può venir sintetizzato a partire dal triptofano. Anche i batteri intestinali possono contribuire a questo processo, sempre utilizzando il triptofano Vitamine: struttura e funzione 1 19 di 38  Sara Baldelli Niacina (Vitamina B3) Viene introdotta nell'organismo attraverso il consumo di caffè, fegato, carni, legumi e germe di cereali o Anche in questo caso il fabbisogno giornaliero viene espresso in rapporto al fabbisogno calorico (6.5 mg/1000 kcal). Se assunta in eccesso viene prevalentemente immagazzinata nel fegato; tuttavia gli eccessi possono determinare reazioni allergiche oppure interferire sul metabolismo lipidico. Vitamine: struttura e funzione 1 20 di 38  Sara Baldelli Niacina (Vitamina B3) La mancanza di nicotinammide provoca una grave malattia endemica nelle popolazioni agricole che si nutrivano esclusivamente di mais (che non contiene la vitamina B3), la pellagra caratterizzata da una tipica dermatite con lesioni dell'apparato gastro-intestinale e del sistema nervoso. Vitamine: struttura e funzione 1 21 di 38  Sara Baldelli Acido pantotenico (Vitamina B5) L'acido pantotenico (vitamina B5 o vitamina W) deriva dalla fusione, tramite legame carboamidico, di una molecola di βalanina con una molecola di acido pantoico. L'acido pantotenico è un componente del Coenzima A. E' una vitamina ubiquitaria di massima importanza in quanto: 1) entra a far parte del Coenzima A, composto implicato nelle numerose reazioni di acetilazione intracellulari; 2) è coinvolta nella sintesi degli ormoni steroidei; 3) promuove la sintesi di anticorpi e la loro successiva induzione. Vitamine: struttura e funzione 1 22 di 38  Sara Baldelli Acido pantotenico (Vitamina B5) L'acido pantotenico sembra essere ubiquitario. Si trova, in particolare, nel fegato, nel lievito di birra, crusca di frumento, semi di sesamo, pappa reale. In minor misura: semi di girasole, soia, uova, piselli secchi, melassa grezza, farina integrale di grano saraceno e nei legumi. Data la grande diffusione dell'acido pantotenico in natura, non è possibile avere un quadro chiaro degli effetti della carenza di acido pantotenico in quanto si accompagnano a stati di denutrizione e di ipovitaminosi. L'apporto di una dieta normale, che garantisce 5-10 mg/die di vitamina B 5 risulta pertanto più che sufficiente. Vitamine: struttura e funzione 1 23 di 38  Sara Baldelli Piridossina (Vitamina B6) La vit. B6 comprende tre derivati piridinici: la piridossina prevalentemente diffusa nei vegetali, la piridossamina e il piridossale negli alimenti di origine animale. Vitamine: struttura e funzione 1 24 di 38  Sara Baldelli Piridossina (Vitamina B6) Il fabbisogno giornaliero dipenderà essenzialmente dal contenuto proteico della dieta che risulterà pari a 20 µg/g di proteine oppure a 0.5 mg/1000 kcal. La piridossina è largamente presente in alimenti quali fegato, lieviti e verdura, tuttavia la sua elevata fotosensibilità ne riduce sensibilmente la concentrazione durante le fasi di conservazione ed immagazzinamento dei prodotti alimentari. Vitamine: struttura e funzione 1 25 di 38  Sara Baldelli Deficit di Piridossina (Vitamina B6) Grave squilibrio del metabolismo aminoacidico con: – lesioni cutanee – linfocitopenia – disturbi nervosi: nevrite (con demineralizzazione dei nervi periferici) convulsioni epilettiformi Anemia microcitica sideropenica Vitamine: struttura e funzione 1 26 di 38  Sara Baldelli Acido Folico (Vitamina Bc) E' una complessa molecola costituita da tre composti (ac. glutammico, ac. p-amminobenzoico ed un derivato pteridinico) diffusa nei prodotti fogliari, nel fegato e nel lievito. Vitamine: struttura e funzione 1 27 di 38  Sara Baldelli Acido Folico (Vitamina Bc) I vegetali a foglia larga crudi (spinaci, broccoli, asparagi, lattuga), la frutta, il latte, le uova, il fegato e il lievito contengono i folati. La carenza di acido folico è assai diffusa, soprattutto nei paesi sottosviluppati. Le cause di ciò sono molteplici e vanno dalle malattie infettive, alle terapie farmacologiche, alla gravidanza, al malassorbimento. Tutto ciò si traduce in problemi nella sintesi di DNA ed RNA. La sintomatologia da carenza di acido folico si manifesta attraverso un'anemia macrocitica cui si può accompagnare leucopenia e trombocitopenia, malassorbimento e diarrea. Vitamine: struttura e funzione 1 28 di 38  Sara Baldelli Acido Folico (Vitamina Bc) La vit. Bc viene sintetizzata anche dai microorganismi del tubo digerente in quantità sufficiente ai fabbisogni dell'uomo (200 µg/die), pertanto si possono verificare carenze di vitamina Bc solo in presenza di forti anemie e di un assorbimento intestinale compromesso. Vitamine: struttura e funzione 1 29 di 38  Sara Baldelli Acido ascorbico (Vitamina C) Dal punto di vista chimico è un acido la cui formula di struttura mostra stretti rapporti con quella dei carboidrati. La vitamina C è solubile in acqua, è termolabile ed in presenza di aria si ossida facilmente specie se posta a contatto diretto con metalli quali il Fe2+ e il Cu2+. Vitamine: struttura e funzione 1 30 di 38  Sara Baldelli Acido ascorbico (Vitamina C) La vitamina C è presente soprattutto nei vegetali a foglia verde, peperoni, pomodori, kiwi e negli agrumi. La vitamina può ossidarsi se questi alimenti vengono tenuti all'aria per molto tempo o dentro contenitori di metallo (es: rame). La cottura può comportare perdita di vitamina (fino al 75%). Vitamine: struttura e funzione 1 31 di 38  Sara Baldelli Acido ascorbico (Vitamina C) La carenza di vitamina C determina la comparsa dello scorbuto (insufficiente produzione di collagene), alterazioni a livello dei vasi sanguigni, emorragie, rallentamento della cicatrizzazione delle ferite, gengiviti con alterazioni della dentina, osteoporosi. Nei bambini si ha anche un arresto della crescita. Vitamine: struttura e funzione 1 32 di 38  Sara Baldelli Acido ascorbico (Vitamina C) Per mantenere negli alimenti discrete quantità di Vit. C è necessario evitare al prodotto eccessivi shocks termici ed il contatto con agenti ossidanti. Infatti nella conservazione industriale degli alimenti ricchi in vitamina C, si raccomanda il confezionamento in condizioni riducenti che contribuiscono ad impedire la sua autossidazione. Vitamine: struttura e funzione 1 33 di 38  Sara Baldelli Acido ascorbico (Vitamina C) Per il suo forte potere riducente l'acido L-ascorbico: interviene in molti meccanismi ossido-riduttivi; agisce sul metabolismo dei carboidrati regola il metabolismo del calcio interviene nei processi che presiedono all'immunità, alla difesa e alla resistenza dell'organismo, interviene nel metabolismo del tessuto connettivo favorendo l'idrossilazione della prolina e quindi la biosintesi del collagene (proteina strutturale). Vitamine: struttura e funzione 1 34 di 38  Sara Baldelli Biotina (Vitamina H) Interviene nel metabolismo glucidico come coenzima in varie reazioni di carbossilazione, in particolare in quelle di fissazione della CO2 nella trasformazione del: 1) ac. piruvico → ac. Ossalacetico 2) acetil- CoA → malonil-CoA Vitamine: struttura e funzione 1 35 di 38  Sara Baldelli Biotina (Vitamina H) La biotina si trova nel latte, nei latticini, nel tuorlo dell'uovo e nei frutti di mare. Nei vegetali soprattutto, la biotina è presente legata in maniera energica alle proteine (avidina) per cui la sua biodisponibilità è più bassa. La biotina è prodotta in elevate quantità anche dai batteri intestinali. Vitamine: struttura e funzione 1 36 di 38  Sara Baldelli Biotina (Vitamina H) Gli stati carenziali di biotina sono rari. Si possono verificare in individui che assumono grandi quantità di uova crude (la cottura denatura l'avidina). Sono stati descritti casi di carenza in individui nutriti solo per via parenterale (alterazione massiccia della flora batterica). La carenza di biotina nell'adulto può dare origine a manifestazioni cutanee (desquamazioni). Vitamine: struttura e funzione 1 37 di 38  Sara Baldelli Conclusioni In questa lezione abbiamo trattato di: Macro e micro-nutrienti; Funzioni delle vitamine; Caratteristiche generali delle vitamine; ipovitaminosi; Tiamina; Classificazione delle vitamine; Riboflavina; Vitamine Idrosolubili; Niacina; Acido pantotenico; Piridossina; Acido Folico; Acido Ascorbico; Biotina Vitamine: struttura e funzione 1 38 di 38