vitamina A

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PAPEL DAS VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS NO 
METABOLISMO1 
 
As vitaminas lipossolúveis são compostos constituídos de isopreno. As vitaminas 
lipossolúveis desempenham papéis essenciais no metabolismo ou na fisiologia dos animais. A 
vitamina D é precursora de um hormônio que regula o metabolismo do cálcio. A vitamina A 
fornece o pigmento fotossensível do olho dos vertebrados e é um regulador de expressão gênica 
durante o crescimento das células epiteliais. A vitamina E funciona na proteção dos lipídeos de 
membrana contra o dano oxidativo, e a vitamina K é essencial no processo de coagulação 
sanguínea. 
 
Vitamina A 
 
Introdução 
Doenças relacionadas à deficiência de vitamina A e seus benefícios são descritas ao 
longo da história. Foi observado pelos pesquisadores Hopkins e Stepp que um fator 
estimulante do crescimento podia ser extraído do leite, esse foi um importante passo 
que, consequentemente, levou à identificação da vitamina A. A presença desse fator 
promotor de crescimento foi descrita também na gema do ovo, manteiga e óleo de 
fígado. 
A estrutura química da vitamina A (retinoides e carotenoides) foi determinada entre 
os anos 1940 e 1950, estudos sobre sua função biológica e a síntese comercial dessa 
vitamina foram rapidamente desenvolvidos. 
 
Estrutura e propriedades gerais 
A vitamina A é um grupo de hidrocarbonetos insaturados com atividade nutricional, 
incluindo retinol e compostos relacionados, bem como alguns carotenoides. A atividade da 
vitamina A em tecidos animais é encontrada predominantemente sob a forma de retinol ou de 
seus ésteres, de retinal e, em menor quantidade, como ácido retinoico. 
 
* Seminário apresentado pela aluna ANA PAULA GOBBI DE BITENCOURT na disciplina 
BIOQUÍMICA DO TECIDO ANIMAL, no Programa de Pós-Graduação em Ciência Veterinária da 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, no primeiro semestre de 2013. Professor responsável pela 
disciplina: Félix H. D. González. 
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O retinol é um álcool primário que contém um anel β-ionona com cadeia lateral insaturada, é 
encontrado em tecidos animais como éster retinila com ácidos graxos de cadeia longa. O retinal 
é o aldeído derivado da oxidação do retinol. O retinal e o retinol podem ser facilmente inter-
convertidos. O ácido retinoico é o ácido derivado da oxidação do retinal. Este ácido não pode 
ser reduzido no organismo e, assim, não pode originar retinal ou retinol. 
A concentração dessa vitamina é maior no fígado, principal órgão armazenador do corpo, no 
qual o retinol e seus ésteres são as principais formas presentes. O termo retinóides refere-se à 
classe de compostos que inclui retinol e seus derivados químicos, com quatro unidades de 
isoprenoides. Vários retinóides análogos exibem propriedades farmacológicas úteis. Além disso, 
o acetato de retinil e o palmitato de retinil são utilizados em sua forma sintética, para a 
fortificação de alimentos. 
Os carotenoides contribuem significativamente para a atividade da vitamina A em alimentos 
tanto de origem animal como vegetal. De aproximadamente 600 carotenóides conhecidos, cerca 
de 50 apresentam alguma atividade de pró-vitamina A (são convertidos em vitamina A in vivo, 
de forma parcial). Alimentos de origem vegetal contêm β-caroteno, que pode ser clivado 
oxidativamente no intestino em duas moléculas de retinal. 
Para que um composto apresente atividades de vitamina A ou pró-vitamina A, ele deve 
apresentar algumas semelhanças estruturais com o retinol, como: (1) ter ao menos um anel β-
ionona intacto e não oxigenado e (2) ter uma cadeia lateral isoprenoide com terminação de uma 
função de álcool, aldeído ou carboxila (Figura 1). 
Os carotenoides com atividade de vitamina A são considerados pró-vitamínicos até que 
passem por clivagem enzimática oxidativa da ligação central C15-C15´ na mucosa intestinal, 
para a liberação de duas moléculas ativas de retinol (Figura 2). 
Entre os carotenoides o β-caroteno apresenta maior atividade pró-vitamínica A. Embora haja 
a possibilidade de duas moléculas de vitamina A serem produzidas a partir de cada molécula de 
β-caroteno, a ineficiência desse processo contribui para o fato de que o β-caroteno exibe apenas 
50% da atividade de vitamina A. Esse foi o fundamento da convicção inicial de que a relação 
das atividades de vitamina A do retinol e do β-caroteno são de 1:2, com base na massa. É 
variável entre as diferentes espécies animais e seres humanos no que diz respeito à eficiência da 
utilização dos carotenoides e ao grau de absorção das moléculas de carotenoide na forma 
intacta. Na maioria dos animais, absorção da vitamina A varia de 70 a 90%, mas a eficiência na 
absorção de carotenoides adicionados à dieta é de 40 a 60%, dependendo do carotenoide. 
Carotenoides nos cloroplastos das plantas, no entanto, são pobremente absorvidos ( menos de 
10%) devido à baixa digestibilidade do cloroplasto e deficiente liberação do carotenoide. 
 
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Figura 1. Moléculas do retinol, retinal e ácido retinóico. 
 
 
 
 
 Figura 2. Estrutura química e clivagem do betacaroteno. 
 
 
Estabilidade e modos de degradação 
A degradação oxidativa da vitamina A e carotenoides em alimentos pode ocorrer por 
peroxidação direta ou por ação indireta de radicais livres, produzidos durante a oxidação de 
ácidos graxos. Os fatores que promovem a oxidação dos ácidos graxos insaturados aumentam a 
 
 
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degradação da vitamina A, quer por oxidação direta quer por efeitos indiretos dos radicais 
livres. 
Perdas de atividades de vitamina A em retinoides e carotenoides dos alimentos ocorrem 
principalmente por reações que envolvem a cadeia isoprenoide lateral insaturada, tanto por 
autoxidação como por isomerização geométrica. 
Análises por cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) revelam que muitos 
alimentos contêm uma mistura de all-trans e cis isômeros de retinoides e carotenoides, o 
enlatamento convencional de frutas e vegetais é suficiente para a indução de isomerização e 
consequente perda de atividade de vitamina A. Além das isomerizações térmicas, a conversão 
das formas all-trans de retinoides e carotenoides em diversos isômeros cis pode ser induzida por 
exposição à luz, ácidos, solventes clorados (p. ex. clorofórmio) e iodo diluído. 
A degradação oxidativa da vitamina A e carotenoides em alimentos pode ocorrer por 
peroxidação direta ou por ação indireta de radicais livres, produzidos durante a oxidação de 
ácidos graxos. 
Quanto a sua biodisponibilidade, os retinoides são absorvidos com eficiência, exceto em 
condições em que há comprometimento da mucosa intestinal ou outras condições que cursem 
com má absorção de gordura. O acetato e o palmitato de retinil são utilizados de forma tão 
eficaz como o retinol não esteridicado. Dietas que contêm materiais hidrofóbicos não 
absorvíveis, tais como substitutos de gordura, podem contribuir para a má absorção de vitamina 
A. 
 
Característica antioxidante do β-caroteno 
Ao contrário da atividade pró-vitamínica A dos carotenoides, a função antioxidante in vivo 
atribuída à dieta com carotenoides exige a absorção da molécula intacta. 
O β-caroteno pode agir como antioxidante em condições reduzidas de oxigênio (< 0,2 atm de 
O2), embora possam agir como pró-oxidantes em concentrações maiores de O2. O β-caroteno 
pode agir como antioxidante por desativação de oxigênio singlet, radical hidroxila e superóxido, 
bem como por reação com radical peroxil (ROO). Esses radicais atacam o β-caroteno, 
formando um aduto que é chamado de ROO-β-caroteno, no qual o radical peroxil liga-se à 
posição C7 do β-caroteno, enquanto um par de elétrons desemparelhadosé removido ao longo 
do sistema de ligações duplas conjugadas. O aduto é repartido ainda em forma de epóxidos e 
outros produtos. O β-caroteno aparentemente não age como radical com ruptura da cadeia 
(doando H), como fazem os antioxidantes fenólicos. O comportamento antioxidante do β-
caroteno e, talvez, de outros carotenoides, ocasiona a redução da perda total de atividade de 
vitamina A, sem que se leve em consideração o mecanismo por meio do qual ocorre a iniciação 
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dos radicais livres. Para o retinol e ésteres retinílicos, contudo, o ataque de radicais livres ocorre 
principalmente nas posições C14 e C15. 
A oxidação do β-caroteno envolve a formação do 5,6-epóxido, o qual pode isomerizar para 
5,8-epóxido (mutacromo). Oxidações induzidas por meio fotoquímico geram mutacromos como 
produto primário de degradação. 
A fragmentação do β-caroteno para compostos de massa molecular menor pode ocorrer 
durante tratamentos com alta temperatura. A fragmentação também ocorre durante a oxidação 
de retinoides. 
 
Absorção e transporte da vitamina A 
O transporte para o fígado ocorre sob a forma de ésteres de retinol presentes na dieta os quais 
são hidrolisados na mucosa intestinal, liberando retinol e ácidos graxos livres. O retinol 
derivado dos ésteres e da clivagem e redução de carotenos é novamente esterificado a ácidos 
graxos de cadeia longa na mucosa do intestino e secretado como componente dos quilomicra no 
sistema linfático. Os ésteres de retinol contidos nos quilomicra remanescentes são captados pelo 
fígado e nele armazenados como ésteres de retinil. 
A liberação a partir do fígado se dá quando necessário, o retinol é liberado do fígado e 
transportado para os tecidos extra-hepáticos por uma proteína plasmática, a proteína ligadora de 
retinol (PLR). O complexo PLR-retinol liga-se a receptores específicos na superfície das células 
dos tecidos periféricos, permitindo a entrada do retinol. Muitos tecidos possuem uma proteína 
celular ligadora de retinol que transporta o retinol para sítios no núcleo. 
O complexo ativado receptor-ácido retinoico interage com a cromatina nuclear, estimulando 
a síntese de RNA retinoide-específico, resultando na produção de proteínas específicas que 
medeiam várias funções fisiológicas. Por exemplo, os retinoides controlam a expressão do gene 
da queratina na maior parte dos tecidos epiteliais do corpo. As proteínas receptoras específicas 
do ácido retinoico são parte da superfamília dos reguladores transcricionais, que incluem os 
hormônios esteroides e da tireoide e o 1,25-diidroxicolecalciferol, que funcionam de maneira 
similar. 
 
Funções da vitamina A 
Os retinoides são essenciais para a visão, reprodução, crescimento e a manutenção dos 
tecidos epiteliais. O ácido retinóico, derivado da oxidação do retinol da dieta, medeia a maioria 
das ações dos retinóides, exceto para a visão, que depende do retinal, o derivado aldeídico do 
retinol. 
No ciclo visual a vitamina A é componente dos pigmentos visuais das células cones e 
bastonetes. A rodopsina, o pigmento visual dos bastonetes na retina, consiste em 11-cis-retinal 
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ligado especificamente à proteína opsina. Quando a rodopsina é exposta à luz, ocorre uma série 
de isomerizações fotoquímicas, as quais resultam no desbotamento do pigmento visual e a 
liberação de todo-trans-retinal e opsina. Esse processo origina um impulso nervoso, que é 
transmitido pelo nervo óptico para o encéfalo. A regeneração da rodopsina necessita da 
isomerização do todo-trans-retinal, formando novamente o 11-cis-retinal. O trans-retinal, após 
ser liberado da rodopsina, é isomerizado a 11-cis-retinal, que se combina espontaneamente com 
a opsina, para formar a rodopsina, completando o ciclo. 
No crescimento e diferenciação celular, todo-trans-retinol se associa, no citosol da célula, a 
proteínas ligadoras específicas de retinol, e resulta em um complexo que se torna para 
subsequentes processos. Por exemplo, todo-trans-retinol pode ser oxidado e isomerizado a 13-
cis ácido retinoico, com subsequentes ligações a proteínas citosólicas ligadoras específicas de 
ácido retinoico, o que interferirá em fatores transcricionais de proteínas reguladoras e 
diferenciação celular. 
Derivados da vitamina A controlam a expressão de várias proteínas importantes à formação 
de muco e integridade do citoesqueleto, como a queratina e transglutaminase, e a ciclicidade 
celular. 
 
Deficiência de vitamina A 
A deficiência prolongada leva à perda irreversível do número de células visuais. A 
deficiência grave leva à xeroftalmia, o ressecamento patológico da conjuntiva e da córnea. Se 
não for tratada, a xeroftalmia resulta em ulceração da córnea e, por fim, cegueira devido à 
formação de tecido de cicatrização opaco. A xeroftalmia é observada em espécies animais, 
como bovinos e suínos. A vitamina A, administrada como retinol ou ésteres de retinila, é 
utilizada para o tratamento de pacientes deficientes dessa vitamina. Em humanos, a cegueira 
noturna é um dos principais sinais de deficiência em vitamina A. O limiar visual aumenta, 
dificultando a visão em ambientes com pouca luminosidade. 
Em bovinos e suínos, a carência da vitamina A pode causar também queratinização 
epitelial. Em resposta a níveis baixos de retinoides, as células perdem sua forma colunar, se 
tornam chatas e escamosas, logo aumentam seu conteúdo citosólico de queratina. Na derme, 
esse processo resulta uma sobrecamada escamosa. Essa superfície leva à perda da 
funcionalidade da célula epitelial. Nos pulmões, a ausência da secreção mucosa facilita o 
estabelecimento de infecções. No intestino, a queratinização induz à perda de função prematura 
dos enterócitos e mal-absorção. 
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Além disso, a carência de vitamina A resulta em uma diminuição na taxa de crescimento e 
no desenvolvimento ósseo em animais jovens, somando-se a isso, em aves essa deficiência pode 
levar a aumento da taxa de mortalidade. 
Condições patológicas que influenciam a obtenção de vitamina A pelo indivíduo incluem a 
má absorção ( insuficiência pancreática e colestase), fibrose cística, doenças hepáticas e doenças 
renais. 
 
Distribuição da vitamina A 
Os retinóides e os carotenoides pró-vitamínicos A são muito lipofílicos, em decorrência 
de suas estruturas apolares. Em consequência disso, eles se associam a componentes lipídicos, 
organelas específicas ou proteínas transportadoras nos alimentos e nas células vivas. Em muitos 
sistemas alimentares, os retinoides e os carotenoides são encontrados em associação a gotículas 
de lipídeos ou micelas dispersas, em meios aquosos. As ligações duplas conjugadas do sistema 
dos retinoides proporcionam uma absorção forte e características no espectro ultravioleta, 
enquanto o acréscimo de ligações duplas conjugadas ao sistema de carotenoides causa mais 
absorção no espectro visível e na cor amarelo-laranja desses compostos. Os isômeros all-trans 
apresentam grande atividade de vitamina A, sendo as formas de ocorrência natural 
predominante nos retinoides e nos carotenoides nos alimentos. Sua conversão em isômeros cis 
(durante o tratamento térmico) causa perda de atividade de vitamina A. 
Na natureza, a vitamina A está presente, em grande quantidade, como ésteres lipídicos nos 
tecidos animais como no fígado e no rim, também é encontrada na nata, manteiga e gema de 
ovo. Frutas, plantas e vegetais amarelos e verde-escuros são boas fontes dietéticas de carotenos. 
Animais herbívoros obtêm vitamina A a partir do betacaroteno de plantas, que ocorre associado 
aos cloroplastos, complexos a outras proteínas e lipídeos. O potencial de pró-vitamina A em 
plantas é melhor preservado quando pastagens são conservadas sob forma de feno, porém hádeclínio quando a armazenagem é realizada na ausência de oxigênio. Grãos, com algumas 
exceções (ex. milho amarelo), são menores fontes de pró-vitamina A. Dentre os grãos de 
leguminosas, os grãos-de-bico são umas melhores fontes carotenoides. A fonte mais rica desse 
elemento é o óleo de palma vermelha, o qual contém 500 μg/mL de α- e β-carotenos. Em torno 
de 7 mL/dia de óleo de palma vermelha pode facilmente preencher as necessidades nutricionais 
de animais em crescimento e crianças. 
 
 Toxicidade dos retinoides 
A toxicidade da vitamina A pode ser classificada sob três categorias: aguda, crônica e 
teratogênica. Quando uma única dose de vitamina A (maior do que 100 mg) é injetada em 
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animais de 20-50 kg de peso corporal, sintomas como náusea, vômito, aumento de pressão do 
fluido espinhal e fragilidade muscular. Há relato da administração de uma dose letal de vitamina 
A (100 mg) a macacos jovens, com consequências como convulsões, coma e falha respiratória. 
A toxicidade crônica pode ser induzida por doses 10 vezes acima do recomendado. Essa dose 
pode levar à alopecia, ataxia, dores ósseas e musculares e prurido. Embora gatos tenham alta 
tolerância a doses excessivas de vitamina A, ocorre hipervitaminose A em animais que possuam 
dieta baseada em fígado. Gatos afetados apresentam exibem deformação no esqueleto, 
particularmente, exostose de vértebras cervicais. Vitamina A é também um poderoso 
teratogênico. Uma dose excessiva única (50- a 100 mg), durante a gestação, para animais que 
pesem entre 20 e 50 kg, pode resultar em mal formação fetal. 
Ao contrário dos retinoides, os carotenoides geralmente na são tóxicos, e muitos animais os 
ingerem rotineiramente sem efeitos deletérios. 
 
Vitamina D 
 
Introdução 
Em 1921, Sir Edward Mellanby reportou a indução de raquitismo em cães através da 
manipulação da dieta. Ele descobriu que a doença podia ser revertida com óleo de fígado de 
bacalhau. McCollum, em 1922, reportou que o fator curativo do óleo de fígado de bacalhau não 
era a vitamina A, mas sim outra substância lipossolúvel. Essa substância, mais tarde, foi 
identificada como vitamina D. 
 
Estrutura e propriedades gerais 
A atividade da vitamina D nos alimentos está associada a vários análogos de esteróis em 
lipídeos, incluindo o colecalciferol, de fontes animais, e o ergocalciferol, que é uma forma 
exclusivamente sintética de vitamina D, a qual é formada pela irradiação comercial do 
fitoesterol (um esterol vegetal), com luz ultravioleta (UV), e é comumente adicionada ao leite e 
manteiga como um suplemento alimentar para humanos. O ergocalciferol e o colecalciferaol, 
são fontes de vitamina D pré-formada e se diferem um do outro pela presença de uma ligação 
dupla adicional e de um grupo metila no esterol vegetal (Figura 3). O colecalciferol é formado 
na pele mediante a exposição à luz solar. Esse processo é constituído de várias etapas, as quais 
envolvem a modificação fotoquímica do 7-desidrocolesterol seguida pela isomerização não 
enzimática. Por esse motivo, na síntese in vivo, as exigências de vitamina D da dieta dependerão 
do grau de exposição à luz solar. Apesar de a maioria das espécies animais possuírem o 7-
desidrocolesterol, de forma abundante, na pele, gatos, cães e possivelmente outro carnívoros 
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contêm apenas pequenas quantidades deste composto, o que não permite adequada síntese de 
vitamina D, logo esse animais dependem quase que exclusivamente da dieta. 
 
 
 
Figura 3. Estrutura do ergocalciferol e colecalciferol. Setas indicam a presença 
de um grupo metila no esterol vegetal e a sua ausência no esterol animal. 
 
 
 A estrutura hidroxilada 1,25-di-hidroxi de colecalciferol (vitamina D3) é a principal forma 
fisiologicamente ativa da vitamina D e está envolvida na regulação da absorção e do 
metabolismo de cálcio. A forma 25-hidroxicolecalciferol é a forma predominante de vitamina D 
presente no plasma e é a sua principal forma de armazenamento. 
A vitamina D é suscetível à degradação pela luz. Nos alimentos, essa degradação pode 
ocorrer em embalagens de leite de vidro, durante o armazenamento. Exemplo, ~50% do 
colecalciferol adicionado ao leite desnatado é perdido durante 12 dias de exposição contínua à 
luz fluorescente, a 4° C. Não se sabe se essa degradação envolve degradação fotoquímica direta, 
mecanismos que envolvem fotossensitizadores que geram uma espécie reativa de oxigênio 
(1O2) ou efeitos indiretos da luz que levam à oxidação lipídica. Assim como outros componentes 
solúveis na gordura insaturada dos alimentos, a vitamina D é um composto sensível à 
degradação oxidativa. De modo geral, no entanto, a estabilidade da vitamina D em alimentos, 
em especial em condições anaeróbias, não é uma preocupação importante. 
 
Metabolismo da vitamina D 
Inicialmente, a vitamina D foi identificada como um cofator para reações que serviam para 
manter os níveis de cálcio e fósforo. Investigações durante os anos de 1960 e 1970 levaram à 
sequência de eventos do metabolismo da vitamina D. 
Ergocalciferol Colecalciferol 
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 O ergocaciferol e o colecalciferol não são biologicamente ativos, mas são convertidas in 
vivo na forma ativa da vitamina D por reações sequenciais de hidroxilação. A primeira reação 
ocorre na posição 25 e é catalisada por uma hidroxilase específica, no fígado. O produto da 
reação, 25-hidroxicolecalciferol (25-OH-D3), é a forma predominante da vitamina D no plasma 
e a principal forma de armazenamento da vitamina. Essa forma é posteriormente hidroxilada na 
posição 1 pela 25-hidroxicolecalciferol-1-hidroxilase específica, encontrada principalmente no 
rim, resultando na formação de 1,25-diOH-D3 (vitamina D3 ou calcitriol). Essa hidroxilase, 
assim como a 25-hidroxilase, no fígado utiliza citrocomo 450, oxigênio molecular e NADPH. 
Uma hidroxilase, a 25-OH-D 24-hidroxilase, é responsável por catalisar a produção de 24,25-
(OH)2D3, ativada em estado de hipercalcemia. No entanto, sua atividade é controversa. Há 
evidências de que essa forma é requerida para algumas respostas biológicas atribuídas à 
vitamina D. Alguns pesquisadores constataram que a eclosão é marcadamente aumentada se 
ambas 1,25-(OH)2D3 e 24,25-(OH)2D3 forem administradas em ovos embrionados provindos de 
galinhas com raquitismo (deficiência de vitamina D). 
O 1,25-diOH-D3 é o mais potente metabólito da vitamina D. Sua formação regulada pelos 
níveis plasmáticos de íons fosfato e cálcio . A atividade 25-hidroxicolecalciferol-1-hidroxilase 
aumenta diretamente em função de baixo fosfato plasmático, ou indiretamente por diminuição 
do cálcio no plasma, que dispara a liberação do hormônio paratireoidiano (PTH). A 
hipocalcemia causada por deficiência de cálcio na dieta resulta em níveis elevados de 1,25-
diOH-D3 no plasma. A atividade de 1-hidroxilase é diminuída por excesso de 1,25-diOH-D3. 
 
Funções da vitamina D 
As vitaminas D são um grupo de esteroides que apresentam funções semelhantes às dos 
hormônios. Como os hormônios esteroides, o produto, a molécula ativa 1,25-
diidroxicolecalciferol (1,25-diOH-D3), regula a expressão gênica interagindo com receptores 
proteicos nucleares específicos. 
O 1,25-diOH-D3 estimula a absorção intestinal de cálcio e fosfato. Os dois lugares de maior 
ação do calcitriol em relação a homeostase do cálcio são os ossos, onde age rapidamente nos 
osteoblastos em conjunto à resposta do PTH à hipocalcemia, e intestino, onde a resposta é mais 
por um período mais longo. Essa molécula entra na célula intestinal e liga-se a um receptor 
citosólico. O complexo 1,25-diOH-D3-receptor move-se para o núcleo, onde interage 
seletivamente com o DNA celular. A captação de cálcio será aumentada por havermaior síntese 
de uma proteína ligadora de cálcio específica, a calbindina. Mecanismo típico dos hormônios 
esteroides. A calbindina influencia o movimento do cálcio através das células intestinais, a 
ligação do cálcio a essa proteína permite que os níveis desse mineral se elevem no meio 
intracelular. O colecalciferol também estimula a produção de ATPases dependentes cálcio e 
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sódio, que facilitam o movimento vetorial de cálcio para fora da célula intestinal e para dentro 
da circulação. 
Além disso, a vitamina D3 é indiretamente requerida para a mineralização óssea durante o 
crescimento do esqueleto. Receptores de vitamina D, nos ossos, estão localizados nos 
osteoblastos, eles controlam a síntese e secreção de proteínas específicas nos osteoblastos, como 
a osteocalcina, osteopontina, colágeno e fosfatase alcalina. 
Os receptores de vitamina D são encontrados em um grande número de células, desde células 
do músculo esquelético até células importantes para a imunidade e funções fagocíticas, como os 
macrófagos. 
 
Distribuição da vitamina D 
A vitamina D é encontrada em maiores quantidades em peixes, particularmente, em peixes 
de água salgada, como o salmão, as sardinhas e óleos de fígado de peixe. Muitas plantas contêm 
derivados hidroxilados do ergosterol, alguns deles com potente atividade de vitamina D. 
 
Indicações clínicas 
A deficiência de vitamina D causa a desmineralização dos ossos, resultando em raquitismo 
nos filhotes e em osteomalacia nos adultos. O raquitismo caracteriza-se pela formação contínua 
de matriz de colágeno nos ossos, mas com mineralização incompleta, resultando em ossos 
flexíveis e maleáveis. Os ossos se apresentam frágeis, com possibilidades decorrentes de 
fraturas até espontâneas, além de terem seu crescimento alterado, principalmente observável nos 
ossos longos como o fêmur, tíbia, úmero e costelas, e mesmo nos ossos do crânio. Os ossos 
longos das extremidades, como aqueles das pernas, tendem a se arquearem ocasionando defeitos 
de aprumo (postura) desses animais, devido à fragilidade com consequente flexibilidade maior 
desses próprios ossos. Por ser de ocorrência na fase do crescimento, tais defeitos de aprumo são 
praticamente insanáveis na vida adulta. Na osteomalácia, a desmineralização de ossos 
preexistentes aumenta a suscetibilidade a fraturas. 
O raquitismo renal (osteodistrofia renal) resulta de insuficiência renal crônica e, portanto, da 
diminuição na capacidade de produzir a forma ativa da vitamina D. A administração de 1,25-
diOH-colecalciferol é uma terapia de reposição eficiente. 
No hipoparatireoidismo a ausência do hormônio paratireóideo causa a hipocalcemia e 
hiperfosfatemia. Esses pacientes podem ser tratados com qualquer forma de vitamina D, 
juntamente com o hormônio paratireoideo. 
 
 
 
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Toxicidade e requerimento da vitamina D 
A maioria dos animais requer 5 μg ou menos de vitamina D por 1000 Kcal da dieta. Quando 
a ingestão excede 5 a 10 vezes essa quantia, há o risco de toxicidade. Caracterizado por 
hipercalcemia e calcificação de tecidos moles particularmente nos vasos sanguíneos dos 
pulmões, rins e coração. Doses muito altas da vitamina (100 vezes o requerimento) podem 
resultar em balanço negativo de cálcio, porque a resorção óssea é acelerada. Algumas plantas 
(Solanum malacoxulon, Cestrum diurnum e Trisetum flavescens) contêm compostos com 
atividade de vitamina D (formas glicosadas de dihidroxivitamina D), e o consumo dessas 
plantas por animais herbívoros pode levar à toxicidade e causar calcinose manifestada por 
deposição de cálcio nos tecidos moles. 
A vitamina D é a mais tóxica de todas as vitaminas. Como as demais vitaminas 
lipossolúveis, a vitamina D pode ser armazenada no organismo, sendo apenas vagarosamente 
metabolizada. Doses altas (100.000 UI por semana ou meses) podem causar perda de apetite, 
náuseas, sede e estupor. 
 
Vitamina K 
 
Introdução 
Em 1929, Henrik Dan reportou o que foi a primeira ideia sobre o papel essencial do 
colesterol na dieta de frangos. Ele notou que as aves alimentadas com dietas em que foram 
utilizados solventes apolares para remover esteróis, desenvolveram hemorragias musculares e 
esse sangue parecia coágulos. Estes estudos foram estendidos por MacFarland, que observou 
que defeitos de coagulação em aves alimentadas com dietas baseadas em extrato lipídico de 
peixe ou farinha de carne. MacFarland mostrou que esse defeito não podia ser revertido com o 
uso de outras vitaminas conhecidas, como consequência, a doença hemorrágica em frangos foi 
associada com um novo fator, designado de vitamina K. Mais tarde, foi demonstrado que a 
doença hemorrágica em frangos podia ser revertida com extrato de alfafa. Em 1940, se tornou 
claro que substâncias sintetizadas por bactérias também possuíam atividade de vitamina K. 
Informações também se tornaram disponíveis a respeito de um composto em trevo e gramíneas 
estragados que pareciam ser causa de desordens hemorrágicas em bovinos e serviam como 
antagonista da vitamina K. 
 
 
 
 
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Funções da vitamina K 
A vitamina K existe em diversas formas, por exemplo, nas plantas como fitoquinona 
(vitamina K1) e nas bactérias da flora intestinal como menaquinona (vitamina K2). Para a 
terapia, está disponível um derivado sintético da vitamina K, a menadiona. 
O principal papel da vitamina K é a modificação pós-traducional de vários fatores de 
coagulação sanguínea, em que essa vitamina serve como coenzima na carboxilação de certos 
resíduos de ácido glutâmico presentes nessas proteínas. 
A vitamina K é necessária para a síntese hepática de protrombina e dos fatores de coagulação 
sanguínea II, VII, IX e X. Essas proteínas são sintetizadas como moléculas precursoras inativas. 
A formação dos fatores de coagulação requer carboxilação de resíduos de ácido glutâmico, que 
é dependente de vitamina K. Com isso, forma-se um fator de coagulação maduro, que contém γ-
carboxiglutamato (Gla) e é capaz de subsequente ativação. Essa vitamina serve como um 
cofator para carboxilases microssomais que são responsáveis pela formação de GLA. A reação 
requer O2, CO2 e a vitamina K. Apenas a forma reduzida da vitamina K serve como cofator, 
logo o sistema de reduções é necessário para a regeneração da vitamina, e uma das formas 
intermediárias é a vitamina K epóxido. Desse modo, torna-se aparente que muitos antagonistas 
da vitamina K funcionam como inibidores das enzimas redutases importantes para a 
regeneração da vitamina K. A formação de GLA é sensível à inibição por dicumarol, 
anticoagulante de ocorrência natural nas células de trevo cheiroso em deterioração, e por 
warfarina, análogo sintético da vitamina K. A warfarina inibe a formação da protrombina ativa, 
é um potente rodenticida e uma droga anticoagulante para tratar pacientes em risco por 
coagulação excessiva, como pacientes cirúrgicos e trombose. 
Os resíduos da GLA da protrombina são bons quelantes de íons cálcio, carregados 
positivamente, devido à presença de dois grupos carboxilato adjacentes, negativamente 
carregados. O complexo prototrombina-cálcio é então capaz de ligar-se a fosfolipídeos 
essenciais para a coagulação sanguínea, na superfície das plaquetas. A ligação às plaquetas 
aumenta a taxa de conversão proteolítica de protrombina em trombina. A protrombina é uma 
enzima proteolítica que quebra liagações peptídicas na proteína sanguínea fibrinogênio para 
convertê-la em fibrina, a proteína fibrosa insolúvel que mantém unidos os coágulos sanguíneos. 
O GLA está também presente em outras proteínas, por exemplo, na osteocalcina dos ossos 
nas proteínas envolvidas na degradação dos coágulos sanguíneos. 
 
Distribuição e necessidades devitamina K 
Devido à curta meia-vida da vitamina K, torna-se difícil precisar o requerimento desse 
composto. Grande parte da vitamina K é sintetizada por bactérias intestinais, e uma variedade de 
diferentes espécies animais praticam coprofagia. Recentes trabalhos sugerem que a o 
14 
 
requerimento da vitamina K é dependente da relativa presença de atividade de vitamina K 
epóxido redutase. Micro-organismos ruminais sintetizam grandes quantidades de vitamina K, 
então ruminantes não necessitam de fontes externas. 
Recentes estudos sugerem que pequenos animais devem obter aproximadamente 500-1000 
μg de filoquinona por quilograma da dieta. Dietas de frangos e suínos são regularmente 
suplementadas com menadiona, mas a necessidade de suplementação na dieta para outras 
espécies ainda é controversa. 
A vitamina K é encontrada na couve-flor, no repolho, no espinafre, na gema do ovo e no 
fígado. Não existe quantidade diária recomendada de vitamina K para humanos, mas é 
recomendado 70 a 140 mg/dia. O nível inferior presume que metade das necessidades 
fisiológicas provenha da síntese bacteriana, enquanto o nível superior presume não haver síntese 
bacteriana. 
 
Indicações clínicas 
A deficiência de vitamina K é incomum, pois quantidades adequadas são produzidas pelas 
bactérias intestinais ou obtidas pela dieta sob a forma K2 (menaquinona). Se a população 
bacteriana diminui, por exemplo, pelo uso de antibióticos, a quantidade de vitamina formada 
endogenamente diminui e pode levar à hipoprotrombinemia em indivíduos subnutridos. Certas 
cefalosporinas de segunda geração podem causar hipoprotrombinemia. Em função disso, seu 
uso geralmente é associado à suplementação de vitamina K. A deficiência de vitamina K 
costuma estar associada a síndromes de má absorção ou ao uso de anticoagulantes 
farmacológicos. 
Recém-nascidos possuem intestinos estéreis e, inicialmente, não possuem as bactérias que 
sintetizam a vitamina K. Profilaticamente, a administração intramuscular de vitamina K pode 
ser indicada contra doenças hemorrágicas. 
 
Toxicidade da vitamina K 
Poucos perigos são atribuídos à ingestão de vitamina K por longo tempo e em doses de 10-
100 mg por kg na dieta sob a forma filoquinona. Porém, a menadiona em doses de 10-100 μg 
por kg na dieta podem agir como pró-oxidantes, e sua alta concentração na dieta pode produzir 
hemólise. A administração prolongada pode produzir anemia hemolítica e icterícia em filhotes, 
devido a efeitos tóxicos na membrana dos eritrócitos. 
Filoquinona, assim como, a menadiona devem ser usadas parenteralmente para tratar animais 
que ingeriram warfarina e outros anticoagulantes. 
 
 
15 
 
Vitamina E 
 
Introdução 
Em 1920, Herbert Evans e Kathryn Bishop observaram que ratos desenvolviam problemas 
reprodutivos, quando alimentados com dieta contendo gordura rançosa, a menos que fossem 
suplementados com alface ou trigo. Mais tarde, foi descoberto que óleo de gérmen de trigo 
continha um princípio ativo que parecia ser responsável por melhorar a performance 
reprodutiva. O composto foi designado como vitamina E por Sure, e mais tarde como α-
tocoferol, do grego “tokos” que significa nascimento ou reprodução. Em 1940, um número de 
compostos da família tocoferol foi identificado e purificado. Com a elucidação das estruturas do 
tocoferol, estudos demonstraram que falha embrionária podia resultar da deficiência de vitamina 
E. Pappenheimer, Olcott, e outros observaram que degeneração muscular também era comum 
na deficiência dessa vitamina. Posteriormente, outros sinais e sintomas foram identificados, 
incluindo diátese oxidativa, encefalomalácia em frangos, necrose hepática e anemia hemolítica 
em outros animais com deficiência de vitamina E. 
 
Estrutura e propriedades gerais 
É o termo genérico para tocóis e tocotrienóis que apresentam atividade vitamínica 
semelhante a do α-tocoferol. Os tocóis são 2-metil-2 (4,8,12-trimetiltridecil) cromano-6-óis, 
enquanto os tocotrienóis são idênticos, exceto pela presença de ligações duplas nas posições 3,7 
e 11 da cadeia lateral. Os tocoferóis, que normalmente são os principais compostos com 
atividade de vitamina E em alimentos, são derivados do composto original tocol, apresentado 
um ou mais grupos metil nas posições 5,7 ou 8 da estrutura do anel (anel cromano) (Figura 4). 
As formas α, β, γ e δ de tocoferol e tocotrienal diferem conforme o número e a posição dos 
grupos metil e, portanto, diferem significativamente quanto à atividade de vitamina E. O α-
tocoferol apresenta a maior atividade de vitamina E, é o único que apresenta atividade 
específica de vitamina E, ao mesmo tempo em que ele e todos os outros tocoferóis e tocotrienóis 
apresentam função antioxidante geral. 
 
16 
 
 
Figura 4. Estruturas da vitamina E: tocoferol, tocotrienol e tocol. 
 
 
Os três carbonos assimétricos (2´, 4´ e 8´) da molécula tocoferol e a configuração 
estereoquímica dessas posições na vitamina E influenciam na atividade vitamínica do composto. 
Os tocoferóis e os tocotrienóis são muito apolares, existindo principalmente na fase 
lipídica dos alimentos. Todos os tocoferóis e tocotrienóis, quando não esterificados, têm a 
capacidade de agir como antioxidantes. Eles desativam radicais livres, doando um H+ fenólico e 
um elétron. Os tocoferóis são constituintes naturais de todas as membranas biológicas. Acredita-
se que eles contribuam para a estabilidade da membrana devido a sua atividade antioxidante. Os 
tocoferóis e os tocotrienóis de ocorrência natural também contribuem para a estabilidade de 
óleos vegetais altamente insaturados, por meio de sua ação antioxidante. 
Os compostos vitamínicos E apresentam estabilidade razoável na ausência de oxigênio e 
lipídeos oxidantes. Tratamentos anaeróbios no processamento de alimentos, como os enlatados 
autoclavados, exercem pouco efeito sobre a atividade de vitamina E. Em contrapartida, a taxa de 
degradação da vitamina E aumenta na presença de oxigênio molecular, podendo ser 
particularmente rápida quando radicais livres também estão presentes. A degradação oxidativa 
da vitamina E é influenciada de forma intensa pelos mesmos fatores que influenciam a oxidação 
dos ácidos graxos insaturados. 
 
 
 
Tocoferol
 
Tocotrienol 
Tocol 
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Funções e metabolismo da vitamina E 
Os tocoferóis são os únicos, dentre as vitaminas, que agem primariamente como 
antioxidantes, ou seja, eles não servem como cofatores e não estão envolvidos diretamente 
como fatores específicos na regulação celular. Primariamente, essa vitamina protege os ácidos 
graxos insaturados da camada fosfolipídica da membrana celular. A fração quinona dos 
tocoferóis é capaz de desativar radicais livres, como os radicais de hidrogênio (H·), radicais 
superóxido (O2·), radicais hidroxila (OH·) e outros radicais derivados de lipídeos (LOO·). 
Membranas celulares contém vitamina E na concentração de 1 mg a cada 5-10 g de lipídeos 
de membrana, uma concentração suficiente para retardar a oxidação dessas membranas. 
Lipídeos de membrana estão constantemente envolvidos nos processos de turnover e reparação. 
A vitamina E permite à célula tempo para regenerar a membrana lipídica de um dano através do 
processo normal de turnover celular. 
Os tocoferóis, antes de serem absorvidos, integram micelas no intestino. Seguindo a 
absorção, a vitamina é transferida para a linfa associada aos quilomícrons e derivados intestinais 
de VLDV, similar ao que ocorre com outras vitaminas lipossolúveis. A proteína transferidora de 
fosfolipídeos, que acelera trocas e transferência de vitamina E entre lipoproteínas, mostra alta 
especificidade pelo α-tocoferol. A proteína transferidora defosfolipídeos pode, então, 
determinar os tipos de tocoferóis que são devolvidos ao fígado pelo plasma via lipoproteínas 
derivadas do HDL e LDL. De uma perspectiva humana, por exemplo, altas concentrações de 
vitamina E protegem a partícula LDL da oxidação. Sendo que, é proposto que o LDL oxidado é 
um importante mediador de doenças vasculares. A vitamina E penetra na célula através de 
receptores de membrana para LDL. Uma vez na célula, a vitamina é incorporada à membrana 
lipídica. Em torno de 40% da vitamina E é encontrada nas membranas nucleares e 60 % é 
dividida entre as membranas lisossomais, mitocondriais e outras. 
A vitamina E está associada com aumento da resposta imune, melhora de qualidade da carne 
e à cicatrização. Atualmente, vários estudos relacionam a vitamina E ao mineral selênio, e esta 
associação se mostrou benéfica. Trabalhos mostram que o uso concomitante destes compostos 
diminuiu a incidência de retenção de membranas fetais em vacas leiteiras, assim como, a 
ocorrência de mastites. O sinergismo existente deve-se ao fato de ambos atuarem contra 
peróxidos no organismo animal. A vitamina E age prevenindo-os e o selênio destruindo-os, o 
selênio PE parte integrante da enzima glutation peroxidase que é um dos meios responsáveis 
contra a oxidação. 
 
 
 
18 
 
Distribuição e necessidades de vitamina E 
Vários fatores podem influenciar a concentração de tocoferóis na célula. A vitamina E está 
na última linha de defesa contra oxidação lipídica. Consequentemente, enzimas como 
superóxido dismutases, catalase, glutation peroxidase e outros sistemas de defesa contra 
oxidação podem moderar a necessidade por vitamina E. Alta ingestão de ácidos graxos poli-
insaturados aumenta o requerimento de vitamina E, devido a seu eventual depósito nas 
membranas celulares e aumenta da suscetibilidade à oxidação. A principal fonte dietética de 
tocoferol são óleos vegetais, ao passo que, o fígado e ovos contêm quantidades moderadas dessa 
vitamina. 
 
Deficiência de vitamina E 
A deficiência de vitamina E está quase inteiramente restrita a prematuros. Quando observada 
em adultos, normalmente está associada com defeitos na absorção ou no transporte de lipídeos. 
Os sinais de deficiência de vitamina E incluem a sensibilidade dos eritrócitos a peróxidos e o 
aparecimento de membranas celulares anormais. 
 
Referências bibliográficas 
 
BACILA, M. Bioquímica Veterinária. São Paulo: J.M.Varela livros. 1980. 534p. 
CHAMPE, PAMELA et al. Bioquímica ilustrada. 3. ed. Porto Alegre: Artmed-Bookman, 2005. 533 p. 
FENNEMA, OWEN R. et al. Química de alimentos de Fennema. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. 
GONZÁLEZ, F.H.; SILVA, S.C. Introdução à bioquímica veterinária. 2ªed. Porto Alegre: Editora da 
UFRGS, 2006. 364p. 
HARRISON, J.H., HANCOCK, D.D., CONRAD, H.R. Vitamin E and selenium for reproduction of the 
dairy cow. Journal of Dairy Science. v. 67, n.1, p.123-132, 1984. 
NELSON, D.L.; COX, M.M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre : Artmed, 
2011. 
KANEKO, J.J.; HARVEY, J.W.; BRUSS, M.L. (eds.) Clinical biochemistry of domestic animals. 5th 
ed. New York: Academic Press, 1997. 
KOCHUPILLAI N. The physiology of vitamin D: Current concepts. Indian Journal Medical Research. 
127:256-262. 
RADOSTITS, O.M. Herd health: food animal production medicine. 3. ed. Philadelphia: W.B. Saunders, 
2001.