32 Vitamine A e K: struttura e funzioni

Vitamine liposolubili

Vitamina A

Struttura, metabolismo e funzioni

Vitamina A (retinoidi)

Svolge un ruolo cruciale nel processo visivo, riproduzione, accrescimento e

mantenimento dei tessuti epiteliali

vitameri

Più (3), tutti ottenibili dal met del retinolo, che può essere ox a retinale, che può essere ox ad ac.retinoico. Questi

esteri del retinolo

possono derivare dalla dieta, che può contenere due divesri precursori: (viene rimosso l'ac.grasso a

caroteni

dare retinolo) e (ox per produrre renale)

Vitamina A e retinoidi: aspetti chimici

Tutti i vitameri hanno 20 C e hanno una catena isoprenica

con doppi leg conuigati, che differisce per il gruppo finale

I caroteni sono molecole alcoliche che

contengono 2 anelli β ionionici uniti fra

loro da una catena isoprenica (catena

laterale polinsatura con doppi legami

coniugati trans); sono molecole

simmetriche => se scisse producono 2

molecole di retinale. Il gruppo ionionico

dei vitameri più attivi si lega con un

legame β. Esiste anche un legame α,

che produce molecole con attività

ridotta, ma comunque metabolizzate

dall'organismo. L'elevato nº di doppi

legami conferisce alla vitamina A ina

particolare suscettibilità alla

perossidazione, che sopprime l'attività

vitaminica.

La più abbondante pro-vitamina è il β-

carotene che da un punto di vita

chimico, possedendo 2 anelli β-

ionionici, corrisponde a 2 molecole di

retinolo.

Vitamina A (o retinolo) DH),

In forma sia libera che legata, il retinolo può essere ossidato a retinale (retinolo

reaz reversibile; il retinale può essere ulteriormente ossidato a ac.retinoico (retinale Segnale

DH), reaz irreversibile. Acido ormonale

ossidazione retinoico alle cellule

I retinil esteri assunti con la dieta epiteliali

derivano da un'esterificazione dell'OH

soprattutto con ac.palmitico. Luce

visibile Segnale

NADP

+

O

punto di NADPH(H)

2

rottura neuronale

Retinale

-carotene- al cervello

reduttasi

15,15‛-

diossigenasi

Vitamina A cis

11- -

1 retinale

(o retinolo) retinale trans

tutto-

(pigmento visivo) reduttasi

Il retinolo diventa attivo in seguito a ox a retinale: la promuove ox dell'OH a

gr.aldeidico, ma promuove anche isomerizzazione del doppio leg, che assume conformazione

cis; in questa forma la vit A è importante nella visione: se colpito dalla luce il legame in cis viene

convertito in trans e si trasmette il segnale visivo al cervello (solo nelle cellule della retina).

β-carotene Nelle altre cellule il gruppo aldeidico può essere ulteriormente ox ad ac.carbossilico a dare

(o Provitamina A) l'ac.retinoico.

Il retinolo può derivare anche dalla scissione del βcarotene.

Digestione e assorbimento

della Vitamina A

Il β carotene nell'enterocita può subire scissione

simmetrica (porta alla formazione di 2 molecole

retinolo) o asimmetrica (porta alla formazione di

ac.retinoico e retinolo). In ogni caso l'ac.retinoico

viene rimosso e sequestrato dal sangue portale e

portato al fegato.

L'assorbimento intestinale necessita i sali biliari.

retinolo

Il che deriva dai retinil-esteri, viene prima

scisso da un'idrolasi, e poi ri-esterificato da

enzimi che utilizzano acil-CoA (ARAT) oppure

lecitina (LRAT), che utilizza fosfatidilcolina per

donare l'acile. Questi esteri e il βcarotene sono

assemblati nei chilomicroni e ceduti poi in circolo

alle VLDL che li cedono ai tessuti periferici. Se il

tessuto periferico è una cellula della retina preleva

retinale,

retinolo per trasformarlo in se è invece un

tessuto che deve regolare il differenziamento

ac.retinoico.

cellulare, il retinolo viene ox ad

Nel fegato e nelle cellule dei vari tessuti, il retinil-

estere viene idrolizzato a retinolo e legato alla

CRBP (cellular retinol-binding protein),

intracellulare; questo legame permette di gestire il

retinolo lipofilo in un ambiente acquoso.

Metabolismo del retinolo e dei caroteni in vari organi

Anche il fegato capta retinolo presente nei chilomicroni residui: nelle cellule stellate si ha deposizione di vitA in forma di

retinolo-estere (ri-esterificazione ad opera della LRAT); lo rilascia poi in caso di necessità (se non è utilizzato a livello epatico

viene esportato legato alla RBP e captato dai tessuti periferici tramite il recettore per questa proteina => Il retinolo rilasciato

Nb:

dall'epatocita x essere trasportato ai tessuti periferici deve essere legato ad una proteina). nel plasma la RBP si trova

transtiretina

legata ad un'altra proteina = (proteina che, oltre ad associarsi alla RBP, serve anche ler trasportare gli ormoni

tiroidei).

Se il tessuto non è retinico, il retinolo entra nella cellula e qui viene legato ad un'altra proteina di legame intracell (CRBP) per

poi essere trasformato ad ac.carbossilico; può essere anche esterificato ed immagazzinato.

catabolizzati

A livello epatico sia retinolo che ac.retinoico possono essere mediante reazioni che richiedono citocromo

p450 e inseriscono OH sull'anello, ossidano, formano epossidi a cui vengono inseriti gr.solfato etc, in modo da permettere

l'eliminazione con urine o feci. Metabolismo dell‛acido retinoico

Metabolismo del retinolo

Funzioni della Vitamina A

La Vit A ha quattro ruoli metabolici:

- gruppo prostetico dei pigmenti visivi

- modulatore nucleare dell‛espressione genica

- carrier di unità di mannosio per la sintesi di glicoproteine idrofobiche

- retinoilazione di proteine.

Le funzioni della Vit A includono:

- la visione

- il differenziamento cellulare

- la morfogenesi

- la risposta immunitaria

Processo della visione Miglior funzione riconosciuta

alla vitamina A è la sua

partecipazione al processo

cofattore

della visione, come

dei fotorecettori della retina.

retinale ospine, FOTORECETTORI,

I complessi fra e alcune proteine della retina = costituiscono i adibiti alla recezione

dello stimolo luminoso ed alla sua conversione in impulso nervoso che viene trasmesso ai centri della visione.

Le cellule della retina contengono cellule fotosensibili (coni e bastoncelli) stimolate dai fotoni della luce. L'attivazione di

questi fotorecettori promuove la trasmissione di segnali nervosi.

I bastoncelli permettono la visione alla luce crepuscolare e non permettono la visione a colori, viceversa i coni permettono

la visione a colori. Nei coni sono presenti 3 opsine che, complessate con il retinale, costituiscono 3 recettori sensibili

rispettivamente a blu, rosso e verde. rodopsina.

Nei bastoncelli è presente 1 sola opsinache, in associazione con il retinale, forma la Il retinale si lega all'opsina

isomerasi)

non nella forma nativa "tutto-trans", ma dopo aver subito un'isomerizzazione a retinale 11-cis (retinale il legame è

aldiminico (base di Shiff) fra gr.aldeidico e gr.ε-amminico di una lisina dll opsina.

Quando la rodopsina viene colpita dalla luce va incontro a modificazioni conformazionali che determinano

del retinale 11-cis in retinale tutto-trans simultaneo distacco dall'opsina.

l'isomerizzazione e il suo Durante questo

complesso evento si generano potenziali elettrici che stimolano il SN evocando l'immagine luminosa. La rigenerazione della

forma 11-cis avviene al buio, nelle cellule epiteliali adiacenti ai fotorecettori; la riconversione implica la formazione di

intermedi. segmento interno segmento esterno

Coni e bastoncelli si compongono di un con pompe Na-K ATP-dipendenti e un con

un canale in cui possono passare sia Na che Ca: il passaggio è permesso quando nel segmento esterno ci sono alte conc

di cGMP —> arrivo della luce fa diminuire il cGMP che fa chiudere il canale nor