Coenzimas e Vitaminas - 4.1 - PDF

Coenzimas e vitaminas 1. Definir “vitamina”. Composto orgânico necessário em quantidades vestigiais pela célula e não é sintetizado na células, mas sim obtido pela dieta. 2. Saber que relação existe entre coenzimas e vitaminas. Algumas coenzimas derivam de vitaminas. 3. Racionali...

Coenzimas e vitaminas 1. Definir “vitamina”. Composto orgânico necessário em quantidades vestigiais pela célula e não é sintetizado na células, mas sim obtido pela dieta. 2. Saber que relação existe entre coenzimas e vitaminas. Algumas coenzimas derivam de vitaminas. 3. Racionalizar a classificação das vitaminas em hidrossolúveis e lipossolúveis. Ver aspetos do 5. 4. Indicar propriedades gerais das vitaminas hidrossolúveis e lipossolúveis. As vitaminas podem dividir-se em hidrossolúveis que são transportadas no organismo na forma livre, se ingeridas em excesso são eliminadas na urina, possuem armazenamento reduzido no organismo e não apresentam toxicidade. Já as vitaminas lipossolúveis são transportadas no organismo associadas a lipoproteínas ou proteínas específicas, não são eliminadas na urina, possuem um armazenamento significativo (no fígado e tecido adiposo) e podem apresentar toxicidade (A e D). 5. Relacionar a distribuição das vitaminas no organismo com a sua hidro ou lipossolubilidade. Indicar exceções a este princípio. As vitaminas hidrossolúveis são transportadas pelo plasma por este apresentar elevada concentração em água e são eliminados pela urina pelo mesmo motivo. As lipossolúveis existem no tecido adiposo e no fígado por existir afinidade entre estes tecidos e a característica hidrofóbica, deste modo não são eliminados pela urina. A vitamina B12 é a exceção. 6. Saber a relação entre vitamina A e retinóides. O retinoides são retinol, retinal e ácido retinóico, sendo estes os três estados de oxidação da vitamina A. 7. Indicar que compostos são englobados no termo “retinoides”. Retinol, retinal e ácido retinóico 8. Explicar o processo de absorção intestinal, transporte no sangue e armazenamento da vitamina A. Absorção é intestinal (retinol/ β-caroteno). O transporte dá-se do intestino para o fígado por quilomicrons e do fígado para as células alvo por retinol-binding protein (RBP). O armazenamento é no fígado. O ácido retinoico é transportado no plasma ligado à albumina. 9. Indicar o papel de β-caroteno dioxigenase na metabolização e utilização de β-caroteno (pro-vitamina A). O β-caroteno (pro-vitamina A com origem vegetal) digerido é oxidado, por ação do β-caroteno dioxigenase no intestino e fígado dos herbívoros e omnívoros, em todos os trans-retinal. Gomes, Pintas e Carol 2019/20  Coenzimas e vitaminas 10. Explicar porque os carotenoides da dieta não são uma fonte adequada de vitamina A para nos carnívoros (em contraste com o que se verifica nos omnívoros e herbívoros). Porque os carnívoros apresentam quantidades muito reduzidas da enzima que degrada o β-caroteno proveniente das plantas (β-caroteno dioxigenase), tendo que incluir na sua dieta vitamina A pré-formada. 11. Explicar a origem da β- carotinemia em carnívoros e a sua ocorrência em omnívoros e herbívoros apresentando hipotiroidismo. β-Carotenemia é o excesso de β-caroteno no organismo. A sua ocorrência em carnívoros é devida à incapacidade por parte dos mesmos em degradá-la em vitamina A (retinal). Já o hipotiroidismo (doença funcional da tiroide que se traduz numa deficiente produção hormonal) leva a uma eliminação pouco eficaz de carotenos (de referir que a vitamina A é melhor associada à ação da hormona da tiróide). 12. Indicar processos biológicos dependentes de vitamina A. Esta vitamina desempenha um papel fundamental relativamente à visão fotópica (dia) e escotópica (noturna), na biologia reprodutiva (está associada à espermatogénese, ao desenvolvimento da placenta, à síntese surfactante pulmonar e corpo lúteo), na remodelação óssea (síntese de hormona do crescimento), e na manutenção e diferenciação de tecidos epiteliais (síntese de RNA, síntese de glicoproteínas, síntese de mucoproteínas e também se encontra relacionada ao processo de adesão celular). Gomes, Pintas e Carol 2019/20  Coenzimas e vitaminas 13. Explicar o mecanismo celular de ação da vitamina A (ácido retinóico) nas células-alvo (por exemplo: células epiteliais) Após ser transportada do intestino para o fígado, dirige-se para células alvo, o que quer dizer que os recetores das mesmas absorvem o “tipo” de vitamina A que mais lhe convém. Ex: ácido retinóico em tecidos: retinol (oxidado em ácido retinóico (recetor nuclear) - ácido retinóico (estimula a síntese de mRNA) o que por sua vez leva à diferenciação celular (estão envolvidas no controlo de expressão genética). 14. Explicar de forma simplificada a participação da vitamina A (retinal) no ciclo visual que ocorre na retina. A retina humana contém dois diferentes sistemas fotorreceptores: os bastonetes, responsáveis pela visão em luz fraca, e os cones, responsáveis pela visão em luz intensa e a cores. O retinol é o grupo prostético do pigmento fotossensitivo em ambos os sistemas fotorreceptores. A maior diferença entre o pigmento visual nos bastonetes (rodopsina) e nos cones (idopsinas) é a natureza da proteína ligada ao retinol. A vitamina A, em sua forma de aldeído, conhecida como retineno, e uma proteína chamada opsina são os constituintes estruturais do pigmento fotossensitivo dos bastonetes da retina, Gomes, Pintas e Carol 2019/20  Coenzimas e vitaminas chamado rodopsina ou púrpura visual, causando a ação da luz uma isomerização deste pigmento, que é responsável pela iniciação do impulso nervoso para o nervo óptico, resultando acuidade visual em luz moderada. Durante a atividade visual, parte do retineno se transforma em isômero inativo e fica perdido permanentemente. Assim, é necessária uma fonte constante de vitamina A adicional, para manter níveis adequados de púrpura visual. 15. Explicar a relação causa-efeito entre esteatorreia e deficiência em vitaminas lipossolúveis. A esteatorreia é uma anomalia digestiva que se manifesta devido a uma menor absorção de lípidos. Certas vitaminas lipossolúveis, como é o caso da vitamina A e E, apresentam uma absorção intestinal juntamente com lípidos. Assim com uma deficiência em vitaminas lipossolúveis poderemos observar esta anomalia digestiva. 16. Relacionar a deficiência em vitamina A e a carência em zinco Como vários aspetos do metabolismo da vitamina A dependem do zinco (retinal redutase é uma enzima dependente de zinco, encontrada no intestino, por exemplo) podemos denotar que os sintomas de deficiência deste elemento são semelhantes aos da vitamina A. 17. Diferenciar entre vitaminas D2 e D3 indicando as fontes para obtenção destas vitaminas. Existem dois precursores naturais das vitaminas D: o ergosterol presente nos vegetais e o 7- dehidrocolesterol presente na pele. Ambos submetidos à luz ultravioleta, são convertidos respetivamente nas suas formas ativas: o ergocalciferol (vitamina D2) e o colecalciferol (vitamina D3). 18. Explicar como ocorre a absorção intestinal e o transporte plasmático de vitamina D. A vitamina D é lentamente libertada da pele para o plasma, onde é normalmente ligada por uma proteína de ligação D (DBP) e subsequentemente retirada da circulação pelo fígado. A absorção de vitamina D no intestino delgado requer a presença de micelas de ácido biliar. À semelhança de outras vitaminas lipossolúveis, é incorporada em quilomicrons nas células mucosas do intestino delgado e posteriormente transferidas para a linfa. Os quilomicrons residuais contendo vitaminas lipossoluveis são removidos pelo fígado. Gomes, Pintas e Carol 2019/20  Coenzimas e vitaminas 19. Saber qual o processo de síntese da vitamina D3 (colecalciferol) nos animais. A vitamina D3 é produzida na pele por 7-desidrocolesterol por meio de um processo não enzimático, catalisado através de luz ultravioleta (UV). Gomes, Pintas e Carol 2019/20  Coenzimas e vitaminas 20. Distinguir entre formas biologicamente ativas e inativas de vitamina D. Ergosterol e 7-dehidrocolestrol são as formas inativas e o ergocalciferol e o colecalciferol as formas ativas das vitaminas D2 e D3, respetivamente. 21. Explicar como a partir da vitamina D, se produz 1,25-dihidroxicolecalciferol, também designado por calcitriol. Uma vez formada, a vitamina D3 liga-se a uma proteína específica que a transporta para o fígado. Neste órgão, a vitamina D3 converte-se em 25- hidroxivitamina D3, o metabólito circulante mais importante da vitamina D. A 25-hidroxivitamina D3 é biologicamente inerte e precisa de outra hidroxilação nos rins para formar 1,25- dihidroxicolecalciferol D3, ou calcitriol, que é a forma biologicamente ativa. 22. Explicar como o calcitriol intervém no metabolismo do Ca2+ nos animais. Perante rins e ossos saudáveis, os níveis de cálcio e fósforo são mantidos, predominantemente, através da interação de duas hormonas: a paratormona (PTH) e o calcitriol, metabolito ativo da vitamina D. Considerando um individuo que previamente apresentava um aporte dietético alto a normal de cálcio e fosfato e que passa a consumir quantidades baixas a normais dos mesmos – redução de 1200mg/dia para 300mg/dia, o equivalente a retirar 3 copos de leite da dieta diária - observam- se as seguintes alterações: a absorção intestinal de cálcio sofre uma diminuição brusca, causando uma repleção transitória do cálcio sérico; a resposta homeostática a esta hipocalcémia transitória é conduzida pelo aumento da PTH, que estimula a libertação de cálcio e fósforo pelo osso, assim como a retenção renal de cálcio; o efeito fosfatúrico da PTH permite a eliminação de fosfato, estimulando a sua reabsorção óssea conjunta com o cálcio; o aumento da PTH, adicionalmente à queda dos valores séricos de cálcio e fosfato, ativa a síntese renal de calcitriol; este, por sua vez, vai aumentar a absorção fracionada de cálcio e estimular, ainda mais, a reabsorção óssea. O balanço externo de cálcio é, assim, restaurado pelo incremento da sua absorção fracionada e da desmineralização óssea. 23. Explicar o mecanismo de ação do calcitriol na transcaltaquia. O calcitriol abre canais específicos de Ca2+ nas células membranares da mucosa do intestino delgado, o que aumenta a eficiência do fluxo intestinal de Ca2+ a partir do lúmen – este fenómeno é a transcaltaquia. Gomes, Pintas e Carol 2019/20  Coenzimas e vitaminas 24. Indicar fatores que estimula a síntese de calcitriol (por conversão de 25 OH-D → 1, 25 diOH-D).  Baixas concentrações de Ca2+ e PO43- ionizados no plasma;  Presença de hormonas da paratiroide, da hormona de crescimento, estrogénio, prolactina e lactogénio e placentário. 25. Indicar fatores que reduzem a ação do calcitriol (por conversão de 1,25 DOH → 24,25 diOH).  Altas concentrações de Ca2+ e PO43- ionizados no plasma;  Presença de tirecalcitonina. 26. Indicar possíveis fontes de vitamina D em excesso e associadas a situações de toxicidade desta vitamina. Hipercalcemia (elevadas concentrações de Ca2+ no sangue) Hiperfosfatemia (elevadas concentrações de PO4-3 no sangue) Hipercalciúria (elevadas concentrações de Ca2+ na urina) Estas situações podem ser originadas, por exemplo, pela ingestão de raticida por cães e/ou gatos, ou por excessos dos referidos elementos na dieta diária. 27. Indicar o que é utilizado em situações de toxicidade (toxicose) por vitamina D. No caso de ocorrer toxicidade de vitamina D, utiliza-se glucocorticoides e CT, que interferem com o mecanismo de ação da 1,25-DHC no intestino e no rim e ativam a 24-hidroxilase, respetivamente. 28. Discutir as consequências de disfunções hepáticas e renais no metabolismo da vitamina D. Disfunções hepáticas e renais resultam numa não absorção de vitamina D, seguindo-se uma carência/deficiência dessa vitamina e culminado numa desmineralização do osso: Jovens O raquitismo formação contínua de matriz óssea, com mineralização incompleta, originando assim ossos moles e flexíveis. Adultos A osteomalacia consiste no aumento da suscetibilidade de fratura por parte dos osso devido à desmineralização. Os problemas a cima referidos também podem ter origem numa exposição solar deficiente e/ou numa ingestão insuficiente dessa vitamina. 29. Explicar porque o chumbo interfere na absorção intestinal de cálcio. O chumbo aparente bloquear a absorção intestinal de Ca2+, no entanto o organismo tem reservas para alguns meses. 30. Saber o que se entende por vitamina E. 4 tocoferóis + 4 tocotrienóis, sendo o α-tocoferol o mais ativo 31. Indicar a localização no corpo de animais que apresentam concentrações elevadas de vitamina E. Tecido adiposo, fígado e plasma. Gomes, Pintas e Carol 2019/20  Coenzimas e vitaminas 32. Definir radicais livres, formas e suas origens. Radicais livres são átomos ou moléculas com alta capacidade reativa devido ao não emparelhamento da última camada eletrónica. Estas moléculas são libertadas pelo metabolismo celular. 33. Indicar efeitos biológicos dos radicais livres. Destrói a estrutura fosfolipídica da membrana e, consequentemente, a célula. 34. Saber que a vitamina E atua como antioxidante nos sistemas biológicos, reduzindo a incidência de patologias que tem a sua génese na ação de radicas livres. 35. Explicar o mecanismo de ação antioxidante da vitamina E contra radicais livres formados a partir de lipídios componentes das membranas biológicas. O α-tocoferol atua como antioxidante por quebrar reações em cadeia de radicais livres pela transferência de hidrogénio fenólico para um radical livre de peroxil de um UFA (ácido gordo insaturado), impedindo a peroxidação. 36. Entender a razão porque animais que com níveis de lípidos na dieta que consomem tem uma necessidade aumentada em vitamina E. Animais que consomem grandes quantidade de peixe, sem antioxidantes adequados, como vitamina C e E, sofrem peroxidação da gordura do corpo, sendo que esta essencial para o transporte da vitaminas lipossolúveis, e necrose da mesma. 37. Explicar porque na peroxidação lipídica de membranas, a vitamina E é considerada um sistema de defesa de primeira linha e o Se um mecanismo de defesa de segunda linha. A vitamina E é considerada um sistema de primeira linha de defesa, uma vez que os compostos da membrana possuem grande afinidade com o α-tocoferol. Gomes, Pintas e Carol 2019/20  Coenzimas e vitaminas 38. Explicar a participação do ascorbato na regeneração da forma ativa da vitamina E. Radicais livres de feróxido podem reagir com a forma reduzida (ascorbato) da vitamina C para regenerar o tocoferol, ou com outro radical livre de peroxil, oxidando o anel cromano e a cadeia lateral. 39. Indicar possíveis origens e consequências de uma deficiência em vitamina E. Origem: Consequências: ✓ Má absorção; ▪ Esteatorreia; ✓ Colestase; ▪ Resseção intestinal; ✓ Peroxidação lipídica excessiva. ▪ Lipopoteinemia; ▪ Degeneração muscular; ▪ Esterilidade. 40. Diferenciar entre as várias formas de vitamina K.  K1: filoquinona (plantas) - forma pura da vitamina;  K2: menaquinona (bactérias da flora intestinal) – formas poliprenoides insaturadas da vitamina K2, encontrada nos tecidos animais e sintetizadas por bactérias do trato digestivo;  K3: menadiona (derivado sintético) – forma hidrossolúvel sintetizada. Comercialmente também capaz de ser convertida na forma ativa da vitamina K – Hidroquinona. 41. Indicar qual a forma biologicamente ativa da vitamina K. Hidroquinona. Gomes, Pintas e Carol 2019/20  Coenzimas e vitaminas 42. Explicar porque na administração oral de vitamina K a forma K 3 aparece mais rapidamente na circulação porta-hepática que as formas K1 e K2. K1 e K2 são absorvidas pelo intestino delgado com eficiência variável devido à quantidade de gordura na dieta, bem como a disponibilidade de ácido biliar. K3, como é hidrossolúvel, pode ser absorvido na ausência de ácido biliar, passando diretamente das células da mucosa intestinal para a circulação porta-hepática. 43. Saber que a vitamina K é um componente de uma enzima de carboxilação responsável pela formação de aminoácidos γ-carboxiglutâmico na protrombina e nos fatores de coagulação. 44. Explicar a importância da vitamina K no processo de coagulação sanguínea. A vitamina K é essencial no processo de coagulação, pois esta é necessária para ativação do fatores de coagulação II, VII, IX e X: formação de γ-carboxiglutamato. 45. Indicar outros processos em que a participação da vitamina K seja necessária. Metabolismo dos ossos, nos tecidos conjuntivos e na funcionalidade dos rins. Gomes, Pintas e Carol 2019/20  Coenzimas e vitaminas 46. Explicar o mecanismo de interferência do dicumarol e warfarina na coagulação sanguínea. Inibe a ação da enzima que participa no ciclo de vitamina K. 47. Racionalizar porque se utiliza vitamina K (menadiona) como antídoto contra intoxicações devido a warfarina ou dicumarol. A vitamina K é utilizada como antídoto para intoxicação com estes coagulantes, porque as formas quinona e menadiona vão ultrapassar o passo inibido da 2,3-epoxide redutase, providenciando uma fonte importante para a sua forma ativa, hidroquinona. 48. Descrever as formas como ruminantes, roedores, cavalos, coelhos, gatos e cães obtém a vitamina K necessária e suficiente para as suas atividades celulares. Na dieta (K1/K2) ou na flora intestinal (K2). Embora esta vitamina existente no fígado esteja na forma filoquinona no cavalo, nos cães normalmente é metade K1 e metade K2. Gomes, Pintas e Carol 2019/20