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Lipossolúveis ❖ Dependem de lipídeos na dieta Vitamina A ❖ Sua principal estrutura vai ser o retinol ❖ Pertence à família dos retinóides que apresentam estrutura cíclica da β-ionona Ex.: retinol todo-trans; retinal; éster de retinila e ácido retinóico ❖ Alimentos de origem animal ❖ O retinol é Instável, não encontrado em grandes quantidades ❖ Podem ocorrer em pequenas quantidades nos alimentos ❖ Encontrado em forma esterificada (éster de retinil) Vit A (retinol) + AG = Éster Carotenóides (pró-vitamínicos A) ❖ Representam um grupo de componentes que são precursores da vitamina A ❖ Outros carotenoides comuns na alimentação incluem o α-caroteno e a β-criptoxantina (que são carotenoides pró-vitamina A) juntamente com licopeno, luteína e zeaxantina. ❖ Mais de 600 encontrados na natureza → captação carotenóides e aumento da sua absorção e do retinol • Fibra alimentar → altera a biodisponibilidade por ↑ excreção fecal de ácidos biliares - ↓ absorção de lip e subst. Lipossolúveis (pectina) ESTADO NUTRICIONAL e INTERAÇÕES • Desnutrição energética proteica → baixa produção da proteína ligadora de retinol (RBP) • Ferro: relação entre hemoglobina e retinol sérico – suplem. Fe pode aumentar o depósito hepático de vitam. A e reduzir o retinol sérico → A vitamina A estimula a hematopoiese e o que pode influenciar no tto da anemia • Zinco: - essencial para síntese da RBP (mobilização e transporte) - conversão de β-caroteno a vit. A (retinal redutase dependente de Zn) - papel sobre produção da rodopsina e processo visual Vitamina A – Funções resumidas ❖ Participação do processo visual (grupo prostético das opsinas) – Cegueira noturna ❖ Participação na produção de glicoproteínas (muco) ❖ Função reguladora e moduladora do crescimento e diferenciação celular ❖ Desenvolvimento ósseo e ações do sistema imunológico Funções metabólicas da vitamina A 1. GRUPO PROSTÉTICO DOS PIGMENTOS VISUAIS Cones (iluminação intensa e cores) e bastonetes (baixa e preto/branco) que apresentam na sua estrutura um pigmento chamado rodopsina na retina. ❖ Na formação da imagem precisamos ter uma proteína que absorve o fotón e metaboliza esse fotón para a ativação do nervo óptico para ter a formação de imagem. ❖ No caso dos bastonetes, o pigmento que faz isso é a rodopsina ligada ao retinal na forma aldeído, ligada com a sua opsina. Quando ocorre a ação da luz, o retinal absorve essa energia e essa energia faz com que ocorra uma isomerização da estrutura do retinal. Essa isomerização o transforma de cis-retinal para trans-retinal pela energia da luz, assim se separando da opsina. Como ocorre a separação, há ativação de uma cascata de sinalização. Seu objetivo é fazer com que haja a abertura de canais de sódio, ocorrendo a despolarização e ativando o nervo ópti co. ❖ A vitamina A age na formação de imagem fazendo parte da proteína do pigmento do bastonete que vai absorver a luz o fotón que vai da formação de imagem ❖ A deficiência de vitamina A pode levar à cegueira noturna (deficiência principalmente em crianças – sinal: não enxergar em lugar de pouca luz) porque afeta a produção de rodopsina, um pigmento visual importante presente nos bastonetes. A rodopsina é essencial para a visão em condições de baixa luminosidade, como durante a noite. 2. PARTICIPAÇÃO NA PRODUÇÃO DE GLICOPROTEÍNAS (MUCO - MUCINA) OCULAR ❖ Especialmente a mucina que consegue segurar a água ❖ Alteração da síntese e secreção de mucina, levando à “liquefação”da córnea ❖ A xeroftalmia é uma condição médica causada pela deficiência severa de vitamina A no organismo. Ela é caracterizada por sintomas como ressecamento e opacidade da córnea, além de uma diminuição na produção de lágrimas, o que pode levar à ulceração da córnea e até mesmo à cegueira. 3. CONTROLE DA PROLIFERAÇÃO E DIFERENCIAÇÃO CELULAR – RETINOL e ÁCIDO RETINÓICO ❖ Deficiência de vitamina A, processos biológicos comprometidos: • proliferação e diferenciação celular, espermatogênese, desenvolvimento fetal, resposta imunológica, paladar, audição, apetite e crescimento Descoberta de receptores nucleares a hormônios responsivos ao ácido retinóico (RAR e RXR) - NUTRIGENÔMICA HIPOVITAMINOSE A Hipovitaminose A, progressão: • moderada: dificuldade de adaptação no escuro • progressão: inabilidade de enxergar no escuro, xerose conjuntival (sem brilho e transparência), espessamento e endurecimento • manchas de Bitot: depósito de material espumoso nas áreas de xerose – acúmulo de células epiteliais descamadas • xeroftalmia: metaplasia escamosa e queratinização da conjuntiva até a queratinização da córnea (ainda reversível) • ulceração da córnea com cegueira irreversível Vitamina D ❖ Vitamina D → considerada mais como (pré)hormônio do que como vitamina ❖ Vitamina lipossolúvel ❑ Fonte endógena: Colecalciferol (ainda inativo) - Pode ser sintetizado na pele por via não-enzimática, pela ação de raios UVB ❑ Fonte alimentar – compostos ainda inativos: • Ergocalciferol (vit D2 ) • Colecalciferol (vit D3 ) ❖ Vitamina D ativa: calcitriol (1,25 (OH)2 - vitamina D3 ) Fontes de vitaminas D ❖ Fontes alimentares = principalmente de alimentos de origem animal • peixe – salmão, pescada, tilapia, sardinha, merluza, tucunaré, pescadinha… • fígado, ovos (gema) • laticínios (queijo, manteiga) • Fontes origem não-animal • cogumelos e leveduras e esteróis de plantas • (ergosterol) – usado no enriquecimento e fortificação de alimentos Síntese endógena- Pele ❖ Naturalmente, o corpo transforma o colesterol em 7-deidrocolesterol, que por sua vez se converte em colecalciferol (vitamina D3). A quantidade produzida depende da quantidade de vitamina D circulante. Sua proteína de transporte, VDBP, se liga ao colecalciferol e o transporta para a circulação sanguínea. A ativação ocorre no fígado. ❖ Com a alta quantidade de vitamina D ( lubesterol e taquisterol) substância inativa a pele irá excretar. Síntese exógena- Alimentos ❖ Na dieta, o ergocalciferol ou colecalciferol, que normalmente já estão em formas livres, não vão passar por nenhuma digestão enzimática. Eles precisam da formação de micelas para aumentar a solubilidade. No enterócito, acontece a absorção dos lipídeos da dieta. A maior parte da vitamina D vai ser transportada pelos quilomícrons pela linfa até o ducto torácico, caindo no sangue para o fígado. Absorção e biodisponibilidade ❖ Vitamina lipossolúvel – absorvida com os lipídeos da dieta ❖ Cerca de 50% é absorvida e ~80% absorvidos no delgado – distal (difusão passiva) ❖ 40% quilomícrons até o fígado ❖ DBP – tecidos extra-hepáticos ❖ Doenças e fatores que afetam a digestão/absorção de lipídeos pode alterar sua biodisponibilidade Vitamina D na Dieta ❖ Na dieta, vamos ter o ergocalciferol e o colecalciferol, oriundos da dieta, chegando no fígado através dos quilomícrons. No fígado, vai ocorrer a chegada da síntese endógena, que ocorre na pele e produz colecalciferol. Ele vai chegar na circulação sanguínea através da proteína de ligação da própria vitamina D (DEP). ❖ No fígado, o ergocalciferol vai se transformar em colecalciferol. A primeira ativação hepática será a formação de uma hidroxila na estrutura da molécula, que será a hidroxila no carbono 25, também chamada de calcidiol 25 (OH), principal forma circulante da vitamina D inativa. Essa forma será enviada para o sangue, ficando circulante, e será incorporada pelas células circulantes do túbulo proximal do rim apenas quando realmente for necessária. ❖ No rim, ocorrerá a segunda hidroxilação, sendo o rim responsável pela metabolização do carbono um, que dará origem ao chamado calcitriol ou 125 (OH)2 vit. D3. ❖ A ativação da vitamina D na forma ativa, através da 1-hidroxilase, ocorre apenas quando há redução da concentração plasmática de cálcio, fósforo e magnésio, ou ainda aumento da concentração de PTH. ❖ Haverá mais uma hidroxilação do carbono 24, resultando na formação do 1,24,25 (OH), que é uma forma inativa da vitamina D3, usada para degradar a ação da vitamina D. Metabolismo da vitamina D e Cálcio ❖ A função da vitamina D no nosso organismo é aumentar a concentração plasmática de cálcio ❖ Fatores de diminuição de cálcio e PTH e o aumento de phas ❖ Uma diminuição na concentração plasmática de cálcio faz com que ocorra a ativação da vitamina D. Nos rins, há uma sensibilidade a essa baixa concentração, o que leva à ativação da vitamina D. Além disso, a diminuição do cálcio resulta na liberação do hormônio paratireoidiano (PTH) pela glândula paratireoide. ❖ A vitamina D exerce sua função no intestino, onde aumenta a absorção intestinal de cálcio. Essa absorção pode ocorrer de duas maneiras: rápida e lenta. A ação conjunta da vitamina D com o PTH segue até os ossos, onde ocorre o aumento da reabsorção óssea de cálcio. Os ossos são reservatórios de cálcio, e o PTH estimula a reabsorção renal do cálcio, aumentando assim sua concentração no plasma. ❖ O fósforo também é um nutriente que pode estimular a ativação da vitamina D e do PTH quando sua concentração plasmática está baixa. A vitamina D aumenta a absorção intestinal de fósforo e, nos ossos, promove a liberação de cálcio e fósforo. Além disso, ocorre uma diminuição na reabsorção renal de fósforo, aumentando sua excreção, e isso é estimulado pelo PTH. Papel da vitamina D no intestino ❖ No enterócito, em situações de elevada concentração de cálcio, este não pode atravessar a célula intestinal sozinho. Assim, é necessária a presença de duas proteínas para sua absorção: o canal de cálcio TRPV6 e a calbindina, uma proteína que transporta o cálcio para dentro da célula intestinal. A calbindina acompanha o cálcio até a sua liberação no meio intersticial. ❖ Outra forma de absorção ocorre em concentrações mais baixas de cálcio, por meio de uma difusão paracelular. Entre os enterócitos, existem junções comunicantes que permitem a passagem do cálcio. A vitamina D estimula uma maior absorção intestinal tanto de forma lenta quanto rápida. ❖ A forma rápida ocorre quando a vitamina D aumenta a permeabilidade dessas junções comunicantes entre os enterócitos. Essa ação é rápida porque não envolve a expressão gênica e o DNA. ❖ Já a forma lenta envolve a modulação da vitamina D, que se liga ao receptor nuclear responsável pela vitamina D (VDR). Quando o VDR está ligado à vitamina D, ele se desloca para o núcleo e aumenta a expressão gênica, levando à produção de RNAm e, posteriormente, à tradução proteica da calbindina e do canal de cálcio TRPV6. Vitamina D - Principal função ❖ Aumento da absorção de cálcio e fósforo ❖ Mobilização do cálcio armazenado ❖ Mantém níveis do cálcio sérico e fósforo BAIXAS CONCENTRAÇÕES DE CÁLCIO ❖ Aumentam a atividade da calcidiol 1-hidroxilase ❖ Redução da atividade da 24-hidroxilase ❖ Diminuem a excreção de cálcio Receptores de calcitriol ❖ Apresenta receptores nucleares ❖ Atuação semelhante aos hormônios esteroidais ❖ VDR-RXR Dímero com a Vitamina A → Qual a relação dos hormônios esteroidais com as vitaminas A e D: A capacidade de atravessar a membrana plasmática e a capacidade de ter receptores nucleares específicos para eles. Também têm a capacidade de aumentar ou diminuir a expressão gênica diretamente no núcleo. Fontes e disponibilidade de Vit. D ❖ Dificuldade de prever a ingestão alimentar necessária – síntese cutânea ❖ Locais que a radiação solar é inadequada, suplementação ❖ Alimentos x suplementos Mesma biodisponibilidade ❖ Fatores que limitam a síntese cutânea– filtro solar p.ex. Deficiência da vit. D ❖ RAQUITISMO (CRIANÇAS E BEBÊS) ❖ OSTEOMALÁCIA (ADULTOS) Vitamina E ❖ Vitamina E (α-tocoferol) → principal antioxidante da membrana celular ❖ Inibe a ação dos radicais livres → prevenir a propagação da peroxidação lipídica (protege os lipídios para que não serem degradados) ❖ Deficiência (não tem uma doença que a caracteriza) • Falha reprodutiva • Danos hepáticos e renais • Anormalidades neurológicas ❖ Deficiência é rara em humanos – crianças prematuras de BP ou pacientes com problemas na absorção de lipídeos Família do tocoferóis TOCOFERÓIS = α- , β-, γ-, δ- (cadeia lateral saturada) TOCOTRIENÓIS = α- , β-, γ-, δ- (cadeia lateral insaturada, com 3 duplas ligações) ❖ Apenas o α-tocoferol tem atividade biológica ❖ Formas sintéticas (mistura dos dois ou união de isômeros) Fontes Alimentares ❖ Fonte vegetal: Cereais integrais, leguminosas, algumas frutas e legumes – folhas e partes verdes (α-tocoferol nos cloroplastos), Óleos vegetais e oleaginosas, são as melhores fontes. ❖ Fonte animal: α-tocoferol – tecidos gordurosos dos animais – fonte inferior que origem vegetal. ❖ DIETA HIPOLIPÍDICA = PODE COMPROMETER A CAPACIDADE DE PROVER A RECOMENDAÇÃO VITAMÍNICA ❖ Biodisponibilidade: perda durante preparo, processamento e armazenamento dos alimentos Tocoferóis podem se oxidar com longa exposição ao ar Luz e calor – podem destruir parte da molécula ❖ VITAMINA LIPOSSOLÚVEL – ABSORVIDA COM OS LIPÍDEOS DA DIETA – problemas na secreção de bile afeta sua absorção ❖ Maior parte é absorvida no delgado ❖ Difusão facilitada por transportadores não específicos para Vit. E Digestão e absorção ❖ O α-tocoferol nos alimentos está na forma esterificada (AG-α-tocoferol). Ele passa pela digestão no estômago sem sofrer nenhuma modificação. Já no duodeno, ocorre a liberação de bile e secreções pancreáticas, resultando na formação de micelas que facilitam a quebra do ácido graxo ligado ao α-tocoferol. Essa quebra é realizada pela esterase, resultando em ácido graxo livre e α-tocoferol livre. ❖ Depois de absorvidos pelo enterócito, no retículo endoplasmático (RE), eles sofrem reesterificação e são incorporados pelos quilomícrons para seguir para a linfa e, posteriormente, chegar ao sangue e ao fígado. No fígado, existe uma proteína em seu tecido hepático responsável por captar a vitamina E dos quilomícrons. Essa proteína, chamada de αTTP (proteína de transferência do α-tocoferol), permite que o α-tocoferol fique temporariamente no fígado antes de ser enviado para os tecidos. ❖ αTTP tem preferência pelo α-tocoferol - Presente na membrana plasmática - Protege o lipídio de uma forma não enzimática contra o radical livre - O armazenamento vai depender do tecidos com radicais livres: Intestino, pulmão, fígado, pele e músculo Transporte e funções metabólicas ❖ A vitamina E fica presente na membrana plasmática → Incorporação da vitamina E dentro das membranas celulares ❖ Principal função: proteger as membranas da destruição – prevenindo a oxidação (peroxidação) de AG insaturados dos fosfolipídeos das membranas → PRINCIPAL ANTIOXIDANTE LIPÍDICO NÃO-ENZIMÁTICO ❖ Membrana de todas as organelas, principalmente mitocôndria e RE - ↑ produção de radicais livres - ↑ AG Insaturados • Espécies reativas de oxigênio = H2O2 , O2 - entre outros radicais – produzidos em metabolismo normal • Sistema imunitário contra invasão (alta produção de radicais livres) • Atuam sobre AGPI – radicais alquilperoxil, com reação em cadeia – dano direto à membrana lipídica Peroxidação lipídica ❖ O processo de peroxidação começa quando os ácidos graxos insaturados presentes nas membranas celulares são atacados por radicais livres, especialmente o radical hidroxila (•OH). Esse ataque resulta na remoção de um átomo de hidrogênio do ácido graxo, formando uma molécula de água (H2O). ❖ O radical lipídico reage rapidamente com o oxigênio molecular (O2) para formar um peróxido lipídico (AGOO•) que é um radical peroxil. Esse peróxido lipídico pode atacar outros ácidos graxos insaturados próximos, iniciando uma reação em cadeia e destruição da membrana plasmática e organela. Atuação na vit. E é agir nesse radical peroxil (AGOO•) a vit. E vai evitar a oxidação desse ácido e doar um elétron ficando (AGOOH) para interromper a peroxidação. Reciclagem da vit. E ❖ Tem um ácido graxo insaturado. Do lado dele, tem a vitamina E, e do lado dela, tem a interação com hidroxila (•OH) com o elétron faltante. A vitamina E vai doar um elétron na forma de hidrogênio para esse radical livre, e esse radical livre vai ser neutralizado, liberando uma molécula de água (H2O). Quando essa vitamina E doa esse elétron, ela fica oxidada, por isso que tem que entrar na reciclagem. ❖ A vitamina C (ácido ascórbico) na forma reduzida vai doar um elétron para a vitamina E, regenerando-a. A vitamina C fica oxidada (ácido desidroascórbico) e, para regenerá-la, temos a participação da glutationa na forma reduzida, que é uma enzima antioxidante. Após doar um elétron, a glutationa também se torna oxidada. ❖ O NADPH (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato) é o último doador de elétrons no sistema antioxidante, pois ele recicla a glutationa oxidada para reduzida, doando um elétron. Ele fica na forma NADP e depois vai para o ciclo das pentoses fosfato, onde ocorre sua regeneração. → Quem faz a regeneração da vitamina E após a participação dela na peroxidação lipídica: É a vitamina C Deficiência da vitamina E • Deficiência em humanos é rara • Em estudos de depleção → meses para ↓ [ ] plasmática • Indicação de grande reserva tecidual ❖ Anormalidades genéticas na α-TTP → DEFICIÊNCIA GRAVE Sintomas neurológicos, ataxia cerebelar, disartria e retardo mental, miopatia esquelética e retinite pigmentosa ❖ Anormalidades na absorção de lipídeos ❖ Anormalidades genéticas na apoproteína B (apo-B) Vitamina K ❖ Coagulantes ❖ Principal fonte alimentar = VEGETAL (filoquinonas), mais rica em alimentos de verdes escuros ❖ A vitamina K dietética → filoquinona (vegetais) e como uma mistura de menaquinonas (origem animal) ❖ As bactérias do TGI, principalmente do cólon propicia uma fonte de menaquinonas – NÃO É SUFICIENTE PARA A NECESSIDADES VITAMÍNICAS DIÁRIAS ❖ Filoquinonas • alimentos vegetais, principalmente hortaliças • segunda maior fonte = óleos e margarina Fonte de vitamina K ❖Menaquinonas: • produzida pelas bactérias anaeróbias facultativas e obrigatórias – TGI inferior • presente em peq. qtd nos alimentos = fígado, queijos fermentados e produtos à base de soja • síntese bacteriana NÃO é suficiente para atender necessidades de crianças e adultos saudáveis ABSORÇÃO ❖Filoquinona = absorvida no delgado (jejuno) ❖ Menaquinonas (bactérias) = difusão passiva no final do íleo e cólon (capacidade de absorção varia individualmente) ❖ Vitamina lipossolúvel – absorvida com os lipídeos da dieta ❖ Filoquinonas = > parte incorporadas nos quilomícrons → tecidos e/ou fígado ❖ Doenças e fatores que afetam a digestão/absorção de lipídeos pode alterar sua biodisponibilidade ❖ Filoquinonas = 80% são absorvidos ❖Menadiona = absorvida pelo sistema porta Armazenamento ❖ FÍGADO • Menadiona → menaquinona (alquilação) • MK e filoquinona → lipoproteínas → tecidos extra-hepáticos ❖ Armazenamento em diversos tecidos Fígado (↑ ↑), coração (↑), pulmões (↑), rins (↑) e osso, são tecidos que precisam de coenzima ❖ A falta do consumo em 3 dia já ↓75% ❖ Não necessariamente a falta de vitamina K nesse período já gera uma deficiência na ação da coagulação, porque a vitamina K tem uma ação mais crônica. Diferentemente da vitamina E, que precisa estar presente no momento exato em que o radical livre age, a vitamina K prepara as proteínas da coagulação, o que depende do tempo de meia-vida dessas proteínas. Funções da vitamina K Processos com participação INDIRETA da Vitamina K incluem: coagulação sanguínea, apoptose, calcificação óssea e arterial e controle de crescimento – De forma indiretaporque ela age durante a tradução das proteínas que tem esse papel participa como coenzima VITAMINA K – COAGULAÇÃO SANGUÍNEA Cascata de coagulação ❖ No fígado são produzidas as proteínas de coagulação são chamadas de fatores que são números romanos como II,VII,IX,X que precisa de cálcio para serem ativados e ação enzimática após sua ativação ❖ Proteínas anticoagulação com os fatores com letras (c,d,z) ❖ As proteínas da coagulação só são enzimas quando são ativadas que é quando se inicia a cascata de coagulação de sinalização ❖ O fígado produz todos os fatores de coagulação. No fígado, precisamos da síntese proteica e da transcrição gênica. Durante a síntese de RNAm, ocorre sua formação. Em seguida, temos a tradução proteica, transformando-o em proteína, com modificações pós-traducionais, como a carboxilação dos fatores de coagulação (II, VII, IX, X, C, S, Z). Durante a síntese proteica, são formadas ligações peptídicas ou ocorre a adição de alguns aminoácidos e a glutamina (GLU) é carboxilada (carboxilase), o que envolve a adição de carboxila para formar GLA. Isso requer uma enzima dependente da vitamina K, que atua como coenzima. ❖ Carboxilação dependente de vitamina K e síntese inibida pela vitamina D ativa e pelo ácido retinóico ❖ Quando ocorre o corte, é importante que as proteínas já estejam carboxiladas, pois a carboxilação permite que, quando necessário, elas servem como sítios de ligação para o cálcio, ativando assim a cascata de coagulação. → Se um indivíduo ficar com deficiência e parar de consumir vitamina K em uma semana ele pode não ter a cascata de coagulação funcionando: Não, porque tem o tempo de meia vida de proteínas Reciclagem da vit. K ❖ Durante a reação a vitamina K entra com sua forma ativa e conforme ela participa do processo de carboxilação ela fica inativa. ❖ Existem duas enzimas necessárias. Há um anticoagulante, a varfarina, que atua no metabolismo. Ela inibe o ciclo da vitamina K, o que diminui a carboxilação e, consequentemente, a coagulação sanguínea. FUNÇÕES DA VITAMINA K • Osteocalcina (proteína Gla dos ossos – BGP) • Secretada pelos osteoblastos durante formação da matriz dos ossos na deposição da hidroxiapatita • Carboxilação facilita a ligação dos íons Cálcio na hidroxiapatita • Estimula a remodelação óssea • MGP (proteína Gla matriz) – encontradas nos ossos, dentinas e nas cartilagens ( mais importante no excesso de calcio ) •Dependente de vitamina K • Associada à matriz orgânica e à mobilização do cálcio nos ossos • Pode prevenir precipitação de Ca (sua ausência aumenta a calcificação de lesões ateroscleróticas) DEFICIÊNCIA DE VITAMINA K ❖ Rara deficiência em adultos saudáveis ❖ Deficiência em grupos de risco: • crianças recém-nascidas (indicação de dose logo após o nascimento) • distúrbios de má-absorção • uso crônico de antibióticos, principalmente associado ao baixo consumo de alimentos fonte ❖Sinais e sintomas: • episódios de sangramento (hemorragia) • alteração na densidade de mineral nos ossos – possível osteoporose ❖ Não são encontrados dados de toxicidade por vitamina K ❖ Exceto em casos em recém-nascidos