LE VITAMINE

LE VITAMINE

sono sostanze di natura organica, non sintetizzabili dal nostro organismo (essenziali) il cui fabbisogno giornaliero è molto basso (nell'ordine di mg)
si classificano in idrosolubili (idrofile: B1, B2, PP, pantotenato, B6, biotina, acido folico, B12, C)
e liposolubili (idrofobe: A, D, E, K). NB: le liposolubili non hanno funzione coenzimatica.

vitamina B1 o Tiamina

fonti: lievito di birra, cuticola dei cereali, legumi
fabbisogno: 2mg/g
è importante perchè vengono trasformate nella forma coenzimatica di TIAMINPIROFOSFATO(TPP) che contiene un anello tiazolico con un C tra N e S. il carbonio è legato a 2 atomi molto elettronegativi: il legami C-H è polarizzato e ha tendenza a rilasciare H e diventare carboanione.
Partecipa a reazioni di:
DECARBOSSILAZIONE di alfa-chetoacidi: stacca un gruppo carbossilico da un substrato che se ne va sotto forma di CO2:
es. PIRUVATO DECARBOSSILASI: l'acido piruvico viene decarbossilato e ciò che rimane è l'acetaldeide che nei lieviti viene trasformato in alcol etilico (fermentazione)
TRANSCHETOLASI: nella via del pentoso-fosfato. Sono enzimi che trasferiscono frammenti a 2 atomi di C da un substrato donatore ad un accettore.
Carenze: malattia del BERI-BERI con sintomi a carico del Snperiferico a carico degli arti inferiori

vitamina B2 o Riboflavina
fonti: lievito di birra, cuticola dei cereali, fegato, rene, latte, uova
fabbisogno: 2mg/g
è trasformata in due coenzimi: FMN(flavinmononucleotide) e FAD (flavinadenindinucleotide)
FMN: riboflavina+gruppo fosfato
FAD: riboflavina+gruppo fosfato+ribosio+adenina
l'anello base è isoallosazinico ( 3 anelli fusi insieme a struttura aromatica).
Il FAD può ridursi con il legame di 2e e 1H* diventando FADH, oppure lega 2e e 2H* diventando FADH2.
Partecipa a reazioni di:
DEIDROGENAZIONE (FAD)
es. deidrogenazione dell'acido succinico (vedi formula)
OSSIDAZIONE (FMN e FAD) catalizzata da ossidasi
es: amminoacido ossidasi o amminossidasi
Carenze: non esistono, possono comunque dare infiammazioni al livello della mucosa orale.

Vitamina PP o Niacina o nicotinammide o B3
fonti: cereali, carini, pesci
fabbisogno: 5 mg/g
è trasformata in due coenzimi: NAD e NADP
nicotinammide-adenina-dinucleotide (NAD)
nicotinammide-adenina-dinucleotide-fosfato (NADP)
l'anello della niacina ha un dinucleotide.
È capace di catturare 2e e uno ione H*, l'altro H* finisce in soluzione. La forma ridotta è dunque NADH+H*.
l'NADP si forma per esterificazione di un OH con un gruppo fosfato. NADP e NAD sono diversi perchè NADP, proprio a causa del fosfato, non è in grado di attraversare le membrane biologiche. Le reazioni a cui partecipano sono:
DEIDROGENASI (NAD): agisce in forma ossidata in cui 2 atomi di H vengono strappati dal substrato
es. piruvato – lattato (vedi formule)
RIDUZIONE (NADP) nella via metabolica di sintesi del colesterolo. Reazioni di doppie riduzioni con enzima reduttasi. È importante perchè la reazione da cui deriva tutta la via metabolica di sintesi del colesterolo.
IDROSSILAZIONE (NADP) aggiunta di O2 in un substrato con formazione di un gruppo OH formando una molecola d'H2O. Catalizzata da citocromo P450 che ha come funzione di rendere più solubili alcune molecole con fenomeno di detossificazione
Carenze: pellagra, o malattia delle 3D: dermatite, diarrea, demenza

Vitamina B5 o acido pantotenico
Fonti: lievito di birra, cuticola dei cereali, fegato, rene.
Fabbisogno: 5 mg/g
la forma coenzimatica è il Coenzima A, formato da: adenina+ribosio+fosfato+acido pantotenico. Il gruppo più importante è l'SH che conferisce il nome CoA-SH al coenzima.
L'SH si lega ai gruppi carbossilici formando legame tioestere es. acido acetico che diventa acetilCoA. Partecipa a reazioni di:
ATTIVAZIONE DI GRUPPI carbossilici: un substrato con un gruppo carbossilico libero, deve essere attivato. Per prima cosa reagisce con ATP formandosi aciladenilato, si lega il CoA-SH con legame tioestere lasciando uscire AMP. Il risultato è una molecola di Acil- coA, stabile.(pag 649)
Carenze: non esistono

vitamina B6 o Piridossina
Fonti: lievito di birra, cuticola dei cereali, carni rosse, latte, uova
Fabbisogno: 2mg/g
La sua forma coenzimatica è il PIRIDOSSAL-5-FOSFATO (PLP). Il gruppo aldeidico è la parte reattiva della molecola. Il PLP si può trasformare in piridossamina fosfato. Partecipa a reazioni di:
TRANSAMINAZIONE: trasferimento di un gruppo amminico da un amminoacido donatore, che si trasforma nell'alfa chetoacido corrispondente, a una molecola accettore che si trasforma nell'amminoacido corrispondente. È una reazione sequenziale a doppio spostamento (pag 677).Il PLP agisce come un trasportatore transitorio di gruppi amminici al livello del sito attivo della amminotransferasi. Questo cofattore va incontro a trasformazioni reversibili tra la forma aldeidica, PLP che lega un gruppo amminico, e la sua forma amminata, la piridossammina fosfato che può donare il suo gruppo amminico ad un alfa chetoacido. Il PLP è legato in genere covalentemente al sito attivo dell'enzima mediante un legame imminico( base di Shiff) con il gruppo amminico di un residuo di Lys.
DECARBOSSILAZIONE degli amminoacidi: produzione di ammine biogene come ISTIDINA che può essere carbossilata eliminando CO2 ottenendo Istamina. Altri esempi sono SEROTONINA e ACIDO GAMMA AMMINOBUTIRRICO.
DEAMMINAZIONE non ossidativa di amminoacidi

vitamina A o B8 o BIOTINA o coenzima R
Fonti: fegato, rognone, tuorlo d'uovo, cioccolato, lievito di birra
Fabbisogno: 0,5-1mg/g
è una vitamina che si lega covalentemente all'enzima carbossilasi. La forma coenzimatica è la BIOCITINA (BIOTINIL ENZIMA). Partecipa a reazioni di:
CARBOSSILAZIONE: reazione che prevede formazione di un nuovo legame covalente con spesa di ATP. Di tutta la struttura ciclica della biotina è importande un N a cui si lega la CO2 e il bicarbonato. Questo legame si forma con la spesa di una molecola di ATP. Questo si chiama carbossiciotina. Arriva il substrato e la CO2 viene scambiata dalla biotina al substrato stesso. es. acido piruvico + CO2= ossalacetato
Carenze: non esistono

Acido folico o B9 o vitamina M
Fonti: fegato, rene, formaggio, legumi, verdure a foglie scure
Fabbisogno: 0,3-0,4 mg/g (aumento in gravidanza)
La forma coenzimatica è l'acido TETRAIDROFOLICO. L'acido folico è una molecola complessa formata da 3 componenti principali: la pterina legata ad un para amino benzoato legato a una molecola di glutammato.
Partecipa a reazioni di
trasferimento del frammento monocarbonioso: un gruppo chimic in cui è presente un solo atomo di C. quelli più comuni sono: gruppo formile, gruppo idrossimetile, imminoformile e metile. La forma attiva dell'acido folico prende questo frammento da dei substrati e li può trasferire ad altri substrati o prende frammenti a elevato grado di ossidazione e li riduce a metile e li rilascia. Le porzioni attigve dell'acido folico sono i 2 atomi di N (5 e 10).
Ci sono reazioni del metabolismo in cui questi frammenti vengono presi dall'acido folico e rilasciati a qualcos'altro. Questi frammenti possono essere assemblati per ottenere un adenina o una guanina ( basi azotate).
Questi substrati metilati hanno importanza grande come la colina che si trova nei fosfolipidi. I gruppi CH3 sono fondamentali.
Carenze: comportano anemia megaloblastica o perniciosa, caratterizzate da globuli rossi primitivi grossi, con deficienza nel trasporto di O2.

Vit B12 o Cobalammina
Fonti: carne, latte
Fabbisogno: 3-4 microgrammi/g
necessita di un fattore intrinseco per garantire l'assorbimento. Se manca questo fattore si ha un deficit.
La B12 ha la presenza di un anello che assomiglia all'eme : una corrina, un anello carbonilico a cui è coordinato un cobalto.
Esistono due forme coenzimatiche: metilcobalammina e 5-desossiadenosilcobalamina.
METILAZIONE DELLA 5-ADENOSILOMOCISTEINA: il frammento metilico viene trasferito dall'acido folico a un accettore 5-adenosilomocisteina per tare thfa e 5-adenisolmetionina (SAM)(?)
METIL MALONIL CoA MUTASI (vedi reazione)
in questa reazione si è avuto lo spostamento di un gruppo all'interno della molecola: è un'isomerasi!
Carenze: anemia perniciosa.

Vit. C o acido ascorbico
Fonti: agrumi, cavoli, spinaci, legumi
Fabbisogno: 50 mg/g
la vitamina C ha funzione antiossidante. Si ossida facilmente al posto di altre sostanze ossidabili.
partecipa alla sintesi del collageno: idrossilazione prolina e lisina formando idrossilisina (lega gli zuccheri) e idrossiprolina (stabilizza l'elica)
adattamento allo stress
idrossilazione ormoni steroidei
assorbimento del ferro
resistenza alle infezioni virali
Carenze: scorbuto, che comporta microemorragie cutanee, sanguinamento gengive e altri inconvenienti perchè il collageno è difettoso.


Le vit liposolubili si ritrovano nel fegato, nell'uovo e nella carne.

Vit A o retinolo.
La vit A deriva da un precursore di natura terpenica particolarmente abbondante nelle carote detto beta-carotene che si trasforma nelle forme attiva:
11- cis- retinale: pigmento della visione, si ritrova nella retina e quando i fotoni la colpiscono si ha modificazione dell'11- cis- retinale diventando trans, la cui conseguenza è lo sviluppo di un segnale nervoso che viene trasmesso alla corteccia cerebrale.
Acido retinoico: molecola implicata nell'accrescimento delle mucose.
Carenze: deficit visivi (soprattutto al crepuscolo), cecità notturna (emeralpia) e la secchezza di cute e mucose e la secchezza degli occhi (xeroftalmia).
La vit non può circolare da sola nel sangue, è accumulata nel fegato e circola legata a retinol binding protein.
Nella retina è legata a una componente proteica: l'opsina.
Le vitamine liposolibili, se accumulate, provocano dei problemi più o meno gravi.

Vit D3 o colecalciferolo.
Deriva da uno steroide, il 7-deidrocolesterolo (con doppio legame in più tra C7 e C8 rispetto al colesterolo), è una molecola abbondante al livello della cute.
Esiste una forma ossigenata che deriva dai vegetali.
Quando la radiazione UV del sole colpisce la cute, la molecola va incontro a modificazione del 7-deidrocolesterolo: si rompe la struttura ciclica e si ottiene il colecalciferolo. Viene attivato da reazioni di idrossilazione che avvengono a livello del fegato con idrossilazione in posizione 25, poi si ha un'altra idrossilazione in posizione 1, nel rene. Si ottiene 1-25 diidrossicolecalciferolo. È una molecola che non circola libera ma è legata, ha funzione di regolare i livelli calcemici agendo in modo sinergico con l'ormone paratiroideo prodotto dalle paratiroidi. La sua azione è di aumentare l'assorbimento dello ione Ca a livello intestinale. La vit D agisce al livello intestinale come vero e proprio ormone. Nelle cell intestinali passa attraverso la membrana cellulare, si combina con un recettore citoplasmatico e questo complesso vit- recettore arriva nel nucleo delle cell intestinali agendo come fattore di trascrizione che contiene l'informazione per la sintesi della CALBINDINA, una proteina che lega Ca alimentare. Il Ca viene rilasciato in circolo e la calcemia aumenta. L'ormone paratiroideo stimola il riassorbimento osseo attraverso stimolazione degli osteoclasti. A livello renale il pth incrementa il riassorbimento del Ca. è un ormone ipercalcemizzante.
Altra azione della vit D è fornire un corretto accrescimento dell'osso.
Carenze: portano a rachitismo dei bambini, in cui le ossa sono scarsamente mineralizzate; osteomalacia nell'adulto, in cui si ha un ricambio osseo.

Vit E o tocoferolo
comprende una serie di sostanze dette tocoferoli di natura terpenica caratterizzate dalla presenza di un anello aromatico. Si associa alle membrane cellulari svolgendo un ruolo antiossidante nei confronti delle lipoperossidasi causata dalle specie reattive dell'O2 e dai radicali liberi. La porzione attiva è l'OH. Si hanno fenomeni detti lipoperossidazione se sono gli acidi grassi che si modificano a causa dei radicali liberi. Se ciò avviene si ha alterazione delle membrane e perdita di funzionalità (perdita di selettività). La presenza di vit. E nella membrana rende più difficile questi fenomeni di lipoperossidazione perchè i radicali liberi vanno a ossidare la vit E invece degli acidi grassi. La vit E si sacrifica diventando essa stessa un radicale, meno tossico. La vit E ha funzione antiossidande solo che non è idrosolubile come la C ma liposolubile e quindi agisce a livello delle membrane.
Carenze: nell'uomo sono rari i sintomi dovuti a deficit, il più frequente è una generica fragilità eritrocitaria legate a un danno al livello della membrana cellulare.

Vit K
esiste in due forme: vit K1 di origine vegetale (fillochinone) e la K2 di origine batteica (menachinone).
La K ha natura terpenica, la catena terpenica è legata a un anello aromatico.
È implicata nella coagulazione del sangue. Agisce come cofattore enzimatico favorendo la carbossilazione di certe proteine della coagulazione. È un cofattore essenziale nell'attivazione della protrombina in trombina. Si ha carbossilazione selettiva di residui di un acido glutammico presente nella trombina. I residui di gamma carbossiglutammato generati diventano capaci di legare Ca e attivare la proteina che agisce come una proteasi sul fibrinogeno spezzato in tanti frammenti che formano il coagulo.
Ci sono farmaci dicumarolici che assomigliano alla vit K. Sono inibitori competitivi, che catalizzano tali reazioni di carbossilazione e sono impiegati come farmaci anticoagulanti. Il deficit di vit K può causare emorragia.