Nutrici贸n Vitaminas Liposolubles Dr. Ra煤l Rojas Estrada
Vitaminas Liposolubles A, D, E y K
Vitaminas Liposolubles Moléculas hidrófobas, absorbidas con los lípidos y transportadas en la sangre por lipoproteínas o proteínas CH3 fijadores específicas. C CH2 Químicamente derivan del isopreno, CH2 CH estructura de 5 carbonos. No se sintetizan en el organismo. Deben ser ofrecidas por la dieta. Son las vitaminas A, D que son derivados isoprénicos puros y la E y K que poseen cadena isoprenoide unida a un anillo benzohidroquinona y metilnaftoquinona, respectivamente.
Funciones principales de las vitaminas liposolubles A: visión nocturna y percepción del color. Potencia el desarrollo y diferenciación de los epitelios y el hueso. Influye en la espermatogenésis, oogénesis, desarrollo placentario y crecimiento del embrión y el feto. Beta caroteno y Vita. E: antioxidantes naturales en las membranas biológicas. D: metabolismo del calcio y del fósforo. Control de la homeostasis del Ca . Regula el crecimiento y el desarrollo del hueso. Trabaja como una hormona más que una vitamina. K: coagulación sanguínea. ++
Deficiencias: importancia nutricional En esteatorrea y trastornos del sistema biliar, por afectar la digestión y la absorción de grasas. Ceguera nocturna: deficiencia Vit. A. Xeroftalmía: deficiencia Vit. A. Raquitismo: deficiencia Vit. D. Osteomalacia: deficiencia Vit. D. Es rara. Trastornos neurológicos y anemia del recién nacido: deficiencia Vit.K. Intoxicación: ingestión excesiva de Vit.A y D.
Vitamina A 1909: Stepp describe factor necesario para crecimiento animal.. 1913-1916: McCollum, Osborne lo ubica en el hígado de bacalao. 1930-1932 : Karrer determina su estructura y la de su precursor β− caroteno, como un poliisoprenoide con anillo ciclohexenilo, . La Vit. A es un alcohol primario insaturado de 20 C, 30 H y un O, prácticamente insoluble en el agua y soluble en solventes grasos. β, γ, y α caroteno poseen la mitad de la actividad desde el punto de vista nutricional.Se conocen hasta 40 compuestos carotenos. Posee actividad como retinol, 3 des-hidrorretino, retinal, o aldehido, ác.retinoico y como β caroteno o provitamina A. También tienen actividad los α y γ carotenos. Retinoides: término que describe a los análogos de Vit. A. Por oxidación de sus enlaces dobles la Vit.A pierde su actividad biológica, por ello se protege con adición de antioxidantes.
Beta caroteno Posee propiedades antioxidantes a bajas tensiones de O2 por atrapamiento de radicales peroxilo. Diferente al mecanismo de la Vit. E. EstĂĄ en vegetales amarillos, rojos y verdes, principalmente camote, papaya, ajĂ, pimiento, rocoto, papaya, zanahoria. Formado por dos molĂŠculas de retinal unido por el extremo aldehido de sus cadenas. Se metaboliza con la 1/6 de eficiencia de la Vit A,y su exceso aparece en la piel, con intenso color naranja.
Funciones de las Vit. A Las tres formas activas, retinol, retinal y retinoico se interconvierten en presencia de deshidrogenasas o reductasas, los NAD o NADP, presentes en muchos tejidos. Como ácido retinoico sólo ayuda al crecimiento y a la diferenciación celular pero no en la visión ni en el sistema reproductor. Las tres transportan oligosacáridos a través de la bicapa de las membranas.
Digestión y Absorción de Vit. A y sus precursores Se disuelven en las grasas de la dieta. Se emulsionan con las sales biliares formando micelas que facilitan la hidrólisis de los ésteres de retinilo. Se absorbe directamente en el epitelio intestinal. Los β -carotenos se hidrolizan en la luz intestinal, generando dos moléculas de retinal. El retinal se reduce a retinol, por retinaldehido reductasa, con NADPH, esterificándose con ác. grasos saturados de cadena larga. Una menor parte se oxida a ác. Retinoico. El Retinol se incorpora a los quilomicrones del plasma.
Almacenamiento y transporte de Vit. A Se almacena en el hígado reesterificándose y almacenándose como complejo glucolipoproteico. Del hígado se transporta a otros tejidos hidrolizándose del complejo anterior, unida a la RBT Retinol Binding Protein, siendo captada por los tejidos no hepáticos por receptores. Ahí, se une la proteína Cellular Retinol Binding Protein CRBP, CRBP fijadora de retinol
Dieta INTESTINO
βcaroteno
βcaroteno
Retinil ester
Retinal
Retinol
Retinol Retinil ester
Retinil palmitato
Quilomicrón
Glucolipoproteína
Trans retinol
HÍGADO
Retinol-RBP
retina Retinol
Trans retinol
Retinoico
Trans retinal
Genes ARNm Proteínas
11 cis retinal opsina Rodopsina luz Trans retinal
Retinal : componente de la rodopsina, pigmento visual Rodopsina: está en células bastoncillos de retina, responsable de visión en luz escasa.En esta función se basa la prueba física para detectar deficiencia de Vit.A en niños que salen de un cuerto oscuro y sienten fobia por la luz.
Su isómero 11-cis-retinal, formado por la retinal isomerasa, se une a la proteína visual opsina formando rodopsina. Carencia de Vit.A: visión nocturna defectuosa Mayor depleción: queratinización de epitelios de ojo, pulmón, vías gastrointestinales, genitourinarias, reducción de secreción de mucosas. Puede llegar a ceguera.
Vitamina D Calciferol 1870: se acepta que el aceite de hígado de bacalao previenía el raquitismo. 1890:se asocia enfermedad del sistema óseo con deficiente irradiación solar de los animales afectados,.viviendo siempre en lugares oscuros. 1923: Steenbock y Hers, detectaron que la irradiación a ciertos alimentos les confería actividad antirraquítica. Posteriormente se señaló a la levadura com fuente de proVit.D. De Luca, años después, identifica que la forma activa se sintetiza en el riñón.
Familia de Vitaminas D Compuestos formados por irradiaci贸n de esteroles insaturados 5 o 7 como ergosterol y 7 deshidrocolesterol, en tejidos vegetales o animales respectivamente. Compuestos m谩s importantes, colecalciferol, calcio o Vit.D3 y ergocalciferol o Vit.D2. En piel por radiaci贸n UV: el 7 dehidrocolesterol, metabolito de colesterol se transforma en colecalciferol. Irradiando la levadura, su ergosterol se transforma en ergocalciferol.
Vitamina D, forma animal Por irradiación con luz ultravioleta, el ergosterol presente en los alimentos vegetales o del 7 dehidrocolestrol presente en la piel, se forma la Vit. D. La reacción fotoquímica de conversión del 7 deshidrocolesterol ocurre en la epidermis, por acción del sol, estando regulada por la pigmentación y queratinización. La piel blanca por su poca pigmentación y poca queratinización permite mayor paso de fotones. Por todo ello es más prohormona, que una vitamina, ambas formas metabólicamente activas, se producen en el riñón, actuando sobre el intestino y los huesos como órganos blanco.
Digestión , absorción, transporte de la Vit. D La Vit.D de los alimentos es ingerida con las grasas, se digiere con ellas ayudada por la bilis y absorbe en el intestino delgado proximal, uniéndose a los quilomicrones para ir al hígado por la linfa. La Vit D de la piel o del intestino se fija a una proteína de unión plasmática de vitamina DBP D Binding Protein, transportada al hígado, piel, cerebro y otros tejidos para su almacenamiento. Los adultos mayores absorben bien la Vit, D pero al consumir poco calcio, no aumentan su absorción por defecto renal del metabolismo de Vit.D.
Luz UV PIEL
7DEHIDROCOLESTEROL
COLECALCIFEROL
COLECALCIFEROL
25 OH D
INTESTINO Genes mARN Proteina Captadora de Ca
Ca
25 OH D
Paratohormona
Calcitonina
Ca
+ P↓ + Paratohormona -
Ca2+
+
+
1,25 OH2 D
Funciones de la Vit, D Promueve la absorción intestinal del Ca++, abarca el control de su homeostasis que requiere energía al estimular la síntesis de proteína de unión del Ca++ en el borde del cepillo. La CaB Calbindina, Calcium Binding Protein, miembro de la familia de las calmodulinas (cadena ligera de la miosina, troponina) aparece en el tracto intestinal, páncreas, riñón, hueso, pulmones y adrenales, ayuda a regular concentración y el movimiento del Ca ++a través de la célula epitelial Participa la fosfatasa alcalina, apoyando la síntesis de Vit. D, estimulando el sistema de transporte de fosfato activo. Aunada a la hormona paratiroidea actúa para mover el calcio de los huesos y aumenta la resorción tubular renal de Ca y P, regulando el crecimiento y desarrollo del hueso .
Vitamina E o Tocoferol 1922: Evans descubre la Vit.E al encontrar anormalidades de reproducción de ratas, que mejoraron con una dieta rica en aceites vegetales. 1927: se identifica una fracción pura la parte insaponificable del germen de trigo. 1938: se le denomina tocoferol por la palabras griegas tokos, que significa nacimiento y phero, que quiere decir producir. Se ha señalado tocoferoles α, β, γ y δ, con propiedad antioxidante.
Vitamina E y sus funciones Estable al calor, al O2, a la luz UV, pero se destruye en contacto grasas rancias, Pb y Fe En los alimentos actúa previniendo la peroxidaxión de ác. grasos poliinsaturados A nivel celular protege membranas eliminando radicales libres que calatizan la peroxidación de los PUFA que constituyen los componentes estructurales de las membranas. La destrucción de ellas o el desarrollo de estructuras anormales frenen sus funciones.
Fuentes de Vit. E Ampliamente distribuida en alimentos, legumbres, frutos secos, cereales y vegetales verdes, en sus moléculas grasas. Particularmente en aceites vegetales, girasol, sésamo, soya y germen de trigo. Aceites de oliva, coco y filete de pescado son pobres en Vit. E. Si hay Vit.E en el hígado de pescado, utilizado en los países orientales. Margarina, mayonesa, mantequilla, ricos en áci-dos grasos saturados son muy pobres en Vit.E. Rara vez hay carencias y aún tomando dosis altas, no hay muchos reportes de toxicidad.
Vitamina K, o quinonas Naturalmente hay dos estructuras, la Filoquinona, en plantas verdes y la Menaquinona producida por acciĂłn bacteriana en intestino Menadiona,con doble de potencia, es un compuesto liposoluble , sintĂŠtico, pero carece de la cadena lateral propia de las vitaminas naturales, por ello el cuerpo debe aĂąadir esa cadena para que la menadiona pueda actuar. Se ingiere digiere y absorbe igual que las otras vitaminas liposolubles.
Funciones de la Vit. K Actúa en el hígado como cofactor para la carboxilasa, enzima que convierte residuos específicos de ác. Glutámico en un nuevo aminoácido, el gammacarboxiglutámico. Las proteínas relacionadas con este aminoácido incluyen el factor de la coagulación sanguínea dependientes de la Vit, K. Hay mecanismos complejos de la coagulación que incluyen la Vit. K.
COO
COO
COO
NH3
Vit K
COO COO
NH3
COO
ProII,VII,IX,X
COO
COO
II,VII,IX,X
Ca++ COO
Formaci贸n de 纬carboxiglutamato de los Factores de coagulaci贸n
COO
Ca++ COO
COO
NH3
COO
Interacci贸n de protrombina con plaquetas
Fuentes Vit. K Carencia Vit K Vegetales verdes :col, brócoli, nabos, lechugas. Frutas, cereales, y otros vegetales. Lácteos, carnes, huevos, la tienen en menor cantidad.
Muy rara. Guarda relación con malabsorción de lípidos. También por destrucción de flora bacteriana por exceso de antibióticos. Las hepatopatías pueden interferir.
Vitaminas Hidrosolubles Solubles en agua
B1-Tiamina B2-Riboflavina B6-Piridoxina B12-Cianocobalamina Niacina-ac.nicotínico Acido fólico Ac.pantoténico Biotina Vitamina C-ac.ascórbico
Liposolubles Solubles en solventes orgánicos
A D E K
Generalidades Casi todas las vitaminas hidrosolubles son componentes de sistemas enzim谩ticos esenciales, como coenzimas. No se almacenan en el cuerpo en cantidades apreciables y suele eliminarse el exceso por la orina. Es aconsejable su administraci贸n diaria para evitar su agotamiento.
Papel de las vitaminas hidrosolubles en el metabolismo intermediario lípidos
carbohidratos proteínas Ciclo de Krebs
B1 tiamina B2 riboflavina Niacina Ac.pantoténico CoA Biotina
energía
Enzimas Hormonas Anticuerpos Neurotrasmisores
Vitamina B1 tiamina Como pirofosfato o como trifosfato, actúa en: transformación de energía conducción de membrana conducción nerviosa síntesis de pentosas
Tiamina
(OH – Etil)
Se absorbe por:
transporte activo en medio ácido duodeno proximal el alcohol altera su transporte
Tiamina Pirofosfato
Tiamina: papel metab贸lico
Dehidrolipolil Dehidrogenasa
Piruvato deshidrogenasa
Dehidrolipolil transetilasa
Tiamina Pirofosfato Lipoamida
Decarboxilaci贸n oxidativa del piruvato:Glic贸lisis
Tiamina: papel metab贸lico Decarboxilaci贸n oxidativa del Cetoglutarato: Ciclo de Krebs
Succinato
Succinato CoA Sintetasa Cetoglutarato
Succinato CoA Cetoglutarato Deshidrogenasa
Tiamina: papel metab贸lico
Sintesis de las pentosas: reacci贸n de transcetolasa
Eritrosa 4 fosfato Fructosa 6 fosfato Transaldolasa
Transetolasa
Gliceraldeida 3 fosfato
Fructosa 6 fosfato
Ribulosa 5 fosfato
Eritrosa 4 fosfato
Vitamina B2: riboflavina Su forma activa es la flavina adenina dinucle贸tido o FAD. Se absorbe en el duodeno proximal por saturaci贸n. La presencia de otros alimentos disminuye su absorci贸n el exceso se elimina por la orina
Dimetil-isoaloxacine Riboflavina
Nicotin-adenina-dinucle贸tido
Riboflavina: función Energía Coenzima
Fumarato Fumarato Succinato
Coenzima
Donador de electrones
Aceptor de electrones
Citocromo
Participa de la cadena respiratoria luego de la NAD nicotinamida adenina dinucleótido Coenzimas de las deshidrogenasas: de la decarboxilación oxidativa del ciclo de Krebs de la beta oxidación
R-CH2-CH2-CH2-COOH FAD FADH+H
R-CH2-CH =CH -COOH R-CH2-CHOH -CH2 -COOH
Piridoxina
La actividad vitamínica se cumple bajo la forma de: piridoxal y piridoxamina Los tres (piridoxina, piridoxal y piridoxamina) se encuentran en los alimentos en cantidades variables. En el hombre son interconvertibles Se absorbe en el intestino delgado El exceso se excreta por la orina como ácido 4piridóxico Se fosforila para activarse
Piridoxal+ATP P+ADP Piridoxal
Piridoxina
Piridoxamina
Piridoxal
Piridoxal
quinasa Piridoxal fosfato
Piridoxina: funciones Reacciones desde serina a intermediarios gluconeogénicos Cetoácido Serina
Aminoácido Transaminasa
3 OH piruvato
Glicerato deshidrogenasa
Glicerato quinasa Glicerato
3 - Fosfoglicerato
Interviene en:
Transaminación Biosíntesis de Hem Desaminación de serina y treonina Transporte de aminoácidos a través de la membrana Transulfuración
Alanina
Cetoglutarato
Piruvato
Glutamato
Biotina (vitamina B7 o Vitamina H) Dos ciclos heterocíclicos condensados.. Estable al calor. En los alimentos: unida a las proteínas. Se libera con las enzimas digestivas proteolíticas. Sus funciones son: carboxilación transcarboxilación
Biotina
Acetil CoA
Acetil carboxilasa
O C H
N
N
H
H
C
C
H
H2 C
CH S
Malonil CoA
(CH2)4COOH)
ácido fólico Núcleo: pteridina-ác. para
amino benzoico- ác. glutámico Está en hojas de vegetales. Gradualmente se pierde por la luz y por el tiempo. Absorción intestinal: necesita hidrolasas específicas para convertirse de poli (1 a 7) a monoglutamato (activo). Función: transfiere grupos monocarbonados: metilos, formilos, hidroximetilos.
Ácido fólico
Metil-tetra-hidro-folato
Cobalamina: B12, factor antianémico
Es una porfirina de cuatro anillos pirrólicos. Contiene cobalto. (único compuesto natural orgánico que tiene cobalto) Es absorbida en el intestino delgado. Función: conversión de homocisteina en metionina por l homocisteina metil transferasa isomerización de la l-metil malonil CoA a succinil CoA
Estabilidad del complejo B en alimentos Las vitaminas hidrosolubles, la vitamina C y las del complejo B son sensibles a sufrir diversos grados de degradación por los siguientes factores:
Temperatura Concentración de sal o azúcar Oxígeno Enzimas y catalizadores metálicos
Son tantos los factores que es dificil relacionar en forma precisa los precursores y los productos.Ejemplo: el ácido ascórbico por acción del oxígeno forma dehidroascórbico, la tiamina a pH ácido se destruye hasta en un 30% cuando se adiciona sulfitos a los jugos de fruta y hortalizas para evitar su pardeamiento.
Vitamina C Reconocida como antioxidante. Toma el oxígeno libre de las células, resultante del metabolismo. Sustancia estructural del cemento intercelular. Construye y mantiene tejidos del cuerpo. Forma matriz del hueso, cartílago, dextrina, colágeno y tejido conectivo. En el tejido conectivo se encuentra en las fibras blandas. Su deficit provoca hemorragia. RDA en adultos 60 mg por día
Estabilidad de la riboflavina, el ácido nicotínico y la piridoxina La riboflavina: termoestable e insensible al oxígeno atmosférico, pero muy fotolábil. Por efecto de la luz se separa el ribitol y deja la lumiflavina, agente de mayor poder oxidante que la riboflavina completa, que puede destruir a otras vitaminas hidrosolubles como el ácido ascórbico. El ácido nicotínico: estable al igual que la riboflavina al oxígeno atmosférico pero presenta pérdidas al fraccionar mucho el alimento. Piridoxina: en sus tres formas, el piridoxol, piridoxamina y piridoxal poseen diferente estabilidad. La última es la más estable.