Biochimica II semestre

UL

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100 µg/die, tra le più tossiche se assunta in eccesso

Metabolismo e azione

⇾ In circolo, la vitamina D3 viene trasportata legata a specifiche binding protein (DBP)

Al fegato, subisce idrossilazione in posizione 25 calcidiolo

⇾

ai reni subisce una seconda idrossilazione in posizione 1 calcitriolo

⇾

avviene ad opera dell’idrossilasi 1α, regolata da bassi livelli di fosfato e calcio

Il paratormone stimola a livello renale il metabolismo del calcidiolo nella forma attiva in

calcitriolo (a seguito dell’ipocalcemia)

Alti livelli di calcitriolo agiscono con un meccanismo a feedback negativo e inibiscono la

produzione dello stesso

Calcitriolo agisce interagendo con recettori nucleari a livello di:

- intestino assorbimento di Ca e Pi

2+

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- ossa mobilizzazione di Ca2+ e Pi

⇾

- reni assorbimento di Ca e Pi

2+

⇾

VITAMINA E

∎

Liposolubile

Tocoferoli tocotrienoli

e

sono di origine vegetale

Il 90% della vitamina E presente nei tessuti umani si trova sotto forma di α-tocoferolo, un isomero naturale

Viene assorbito a livello intestinale in modo simile a quello dei lipidi della dieta, viene trasportato in circolo con le lipoproteine

Ha una porzione aromatica (anello: cromano, condensazione di un anello fenolico con anello

del pirano) a cui è legata una lunga coda idrofobica

16 carboni

I tocoferoli hanno una catena satura, mentre i tocotrienoli insatura

Ha un’azione antiperossidante: scavenger di radicali liberi

neutralizzaziondo i radicali perossilici, protegge dalla perossidazione gli acidi grassi poli-insaturi (PUFA)

Essenziale per il mantenimento dell’integrità strutturale di tutte le membrane biologiche

Attraverso il gruppo -OH neutralizza i radicali, trasformandosi nel radicale stabile tocofrenilico

grazie alla catena idrofobica riesce a inserirsi in tutte le membrane cellulari in modo molto semplice (anche all’interno delle

lipoproteine), mantenimento degli acidi grassi in uno stato non perossidato

Molto importante per la guaina mielinica

Carenza

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Solo nei bambini pre-termine o in caso di malassorbimento lipidico

Fonti alimentari

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Semi, oli e grassi, frutta secca e alcuni vegetali

Rapporto adeguato AI

⇾

10-15 mg/die

UL

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300 mg/die, fabbisogna correlato alla quantità di PUFA

VITAMINA K

∎

Liposolubile

Derivati dal naftochinone

- vitamina K1 fillochinone presente nelle foglie delle piante verdi

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- vitamina K2 menachinone si forma ad opera dei batteri della flora intestinale dei vertebrati

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- vitamina K3 menadione molecola sintetica, priva di catena laterale, parzialmente idrosolubile

⇾

Correlata ai processi di coagulazione

Circola come fillochinone ed è depositata nel fegato sotto forma di chinone derivato

E’ necessaria come coenzima di carbossilasi coinvolte nella modificazione post-traduzionale di proteine che

legano il calcio (fattori della coagulazione contenenti alcuni residui di glutammato)

Fattori della coagulazione vengono prodotti come pro-enzimi inattivi a livello del fegato, grazie alla

carbossilazione di specifici residui ad opera di un enzima dipendente dalla vitamina K

Carbossilasi introducono una molecola di CO a livello del residuo di glutammato

2

Formazione di residui di gamma-carbossiglutammato (GLA) con due gruppi carbossilici vicini fortemente negativi reso più efficiente

⇾

legame con il calcio, ponti con fosfolipidi, favorita aggregazione piastrinica

Warfarina competitore anti-coagulante

Carenza

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Nell’uomo solo dopo prolungati trattamenti con antibiotici (problemi alla flora intestinale) e nei primi giorni di vita del neonato

Fonti alimentari

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Verdura e ortaggi a foglia verde, oli e grassi

AI

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140-170 µg/die

VITAMINA C

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Idrosolubile

Acido L-ascorbico

Fattore necessario per le reazioni di idrossilazione: sintesi del collagene, carnitina, noradrenalina, acidi biliari, ormoni steroidei,

metabolismo della tirosina

Altre funzioni: metabolismo del ferro (concorre al mantenimento dello stato ridotto), attivazione dell’acido folico, protezione dai danni

ossidativi Lattone (formazione legame estere interno) dell'acido deidrogulonico

Composto a 6 atomi di glucosio

Essenziale per l’uomo, primati, cavie e alcuni pipistrelli, manca ultimo enzima delle quattro tappe

Proprietà biologiche riconducibili alle caratteristiche chimiche e strutturali del gruppo enediolo

(due ossidrili legati a due atomi di C legati con doppio legame)

Ossidrile in C3 ha carattere acido, può dissociarsi in ione ascorbato (in equilibrio in condizioni

fisiologiche)

L’ascorbato può andare incontro a ossidazione con formazione di deidroascorbato, il quale ha

funzione anti-scorbutica

L’assorbimento dell’ascorbato avviene a livello intestinale mediante un trasportatore specifico (non riconosce deidroascorbato)

Il deidroascorbato viene assorbito con mediante il trasportatore del glucosio

a livello cerebrale, il glucosio è presente ad altissimi livelli presenza solo del trasportatore GLUT1 che muove deidroascorbato

⇾

Attività biologica: necessario per reazioni di idrossilazione, sintesi di composti come collagene (proteina principale del nostro

organismo)

Non partecipa direttamente alla reazione, ma mantiene cofattori in uno stato ridotto (metalli che si ossidano e devono essere rigenerati)

Rigenera la vitamina E dal suo radicale corrispondente

Vitamina molto instabile, nel limone stabile a pH acido

a pH basico si apre l’anello lattonico mediante una reazione irreversibile

Eccesso di acido ascorbico viene eliminato come ossalato, prima di venire eleminato con urine, vengono saturati i tessuti in cui ci sono

delle riserve (come il sistema nervoso, ghiandole surrenali, fegato)

Carenza

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Scorbuto, fragilità ed emorragie capillari, ritardo di cicatrizzazione e ossificazione

Fonti alimentari

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Verdura, ortaggi, frutta

RDA

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85-105 mg/die

UL

⇾

Massimo 1g/die

VITAMINE DEL GRUPPO B

∎

Idrosolubili

Esplicano la loro azione fisiologica dopo essere state trasformate nell’organismo nei corrispondenti coenzimi

Alterazioni metaboliche in seguito a: carenze alimentari, presenza di fattori che ne riducono la biodisponibilità, incapacità di

conversione nelle forme coenzimatiche

• Acido folico

Precursore del tetraidrofolato necessario per la sintesi di alcuni amminoacidi e basi pirimidiniche

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Trasportatore di unità monocarboniose (metile, idrossimetile)

Ha un ruolo importante nella rigenerazione cellulare, le cellule caratterizzate da una veloce proliferazione cellulare (cellule

ematopoietiche del midollo osseo) risentono molto della carenza

Solo i microrganismi possono sintetizzare acido folico a partire da un precursore

pteridinico + acido p-amminobenzoico + glutammato

Il tetraidrofolato viene sintetizzato dall’acido folico mediante l’enzima

diidrofolato reduttasi (vitamina C partecipa nella reazione)

⇾ Fonti alimentari

Vegetali a foglia verde, fegato, cereali

⇾ Carenza

Anemia megaloblastica, difetti dello sviluppo del SNC a livello embrionale

⇾ RDA

400 µg/die

⇾ UL

1000 µg/die

• Cobalamina, vitamina B12

Ha una complessa struttura simile a quella della porfirina dell’eme

è formato da un anello corrinico (fatto da 4 anelli pirrolici)

Al centro dell’anello si trova uno ione cobalto

Partecipa alle reazioni di riciclo dei folati e nella sintesi della metionina

Il cobalto (coordinato da 4 atomi di azoto) forma inoltre 2 legami perpendicolari all’anello:

1 con 5,6 dimetilbenzimidazolo (DBM)

1 con diversi gruppi funzionali possibili: metile, deossiadenosina, cianuro

- Metilcobalamina

Coenzima di numerose transmetilasi (insieme

a folato)

- 5’- deossiadenosilcobalamina

Coenzima di mutasi, importante nel catabolismo degli acidi grassi a numero

dispari di atomi di carbonio (metilmalonil- CoA succinil-CoA)

⇾

- Cianocobalamina

⇾ Fonti alimentari

Sintetizzata solo in alcuni microorganismi e alghe, assente in alimenti di origine vegetale, presente in fegato, pesce, uova, carne, latte

⇾ Carenza

Anemia perniciosa: anemia megaloblastica, viene determinata dall’assenza del fattore intrinseco prodotto nello stomaco che è una

sostanza indispensabile per l’assorbimento della vitamina B12

Degenerazione del sistema nervoso: mancanza di vitamina B12 provoca accumulo di metilmalonil-CoA, inibisce la sintesi di acidi grassi e

può provocare degenerazione del sistema nervoso

⇾ RDA

2.4 µg/die

• Tiamina, vitamina B1

Tiamina tiamina pirofosfato TPP

⇾

TPP è coenzima della piruvato deidrogenasi, α-chetoglutarato deidrogenasi, transchetolasi (sintesi di NADPH, biosintesi riduttive)

Ha un ruolo fondamentale nel metabolismo del glucosio (produzione di energia metabolica) e nella via dei pentoso-fosfati

⇾ Fonti alimentari

Lievito di birra, germe dei cereali, legumi, carne (perdita durante la cottura e la raffinazione)

⇾ Carenza

Molto rara, alcolismo o uso di droghe predispongono alla deficienza di tiamina

provoca polineurite periferica

⇾ RDA

1.1-1.2 mg/die

• Riboflavina, vitamina B2

Componente dei coenzimi FMN e FAD

interviene nelle reazioni di ossidoriduzione catalizzate dalle flavoproteine (ciclo di Krebs, β-ossidazione, catena respiratoria, NADPH-

citocromo P450 reduttasi, glutatione reduttasi)

Coinvolta nel metabolismo di altre vitamine come niacina, piridossina, acido folico

⇾ Fonti alimentari

Latte e derivati, cereali e derivati, carne e derivati

⇾ RDA

1.3-1.6 mg/die

• Niacina, vitamina B3

Componente dei coenzimi NAD e NADP

+ +

Interviene nelle reazioni di ossidoriduzioni catalizzate dalle deidrogenasi piridiniche

Donatore di ADP-ribosio

Sintesi di triptofano quando è abbondante

⇾ Fonti alimentari

Carne e derivati, cereali e derivati

⇾ Carenza

Pellagra, dermatite, diarrea, demenza

⇾ RDA

18 mg/die

⇾ UL

900 mg/die

• Acido pantotenico, vitamina B5 Costituente del coenzima A

Ruolo fondamentale nel metabolismo dei carboidrati, amminoacidi, acidi grassi, eme,

corpi chetonici, colesterolo, steroidi (trasportatore universale dei gruppi acilici)

Componente anche dell’acil-carrier-protein (sintesi acidi grassi)

⇾ Fonti alimentari

Fegato, uova, carne, latte e derivati, legumi

⇾ AI

5 mg

• Vitamina B6

Piridossina piridossale piridossamina

, e

Ruolo fondamentale nel metabolismo degli amminoacidi e delle sostanze azotate (transaminazione, decarbossilazione) e nel

metabolismo del glicogeno (coenzima fosforilasi)

Sono coinvolti nella sintesi di numerosi neurotrasmettitori