bioq_aula_7_vitaminas

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Bioquímica 
7.Vitaminas
Profº Adolpho Antoniol
Disciplina: Bioquímica
2012
Profº Adolpho Antoniol
Disciplina: Bioquímica
Este material é um roteiro e não deve ser utilizado como única fonte de estudo!
Histórico
Até o inicio do século XX as vitaminas eram nutrientes desconhecidos;
Doenças em humanos originadas por deficiências nutricionais como beribéri, escorbuto, pelagra e o raquitismo;
Casimir Funk em 1912 formulou a teoria de uma amina vital; em 1945 provou-se que Funk estava correto.
2
Conceito
Grupo de substâncias heterogêneas; 
ácidos, álcoois, aldeídos, bases nitrogenadas...
Funções específicas no organismo; 
Reações metabólicas vitais;
Classificadas pelas funções;
Eficiência em pequenas quantidades; 
Essencial ao metabolismo;
Algumas podem ser sintetizadas por biomoléculas.
3
Conceito
Hormônio;
“Uma substância produzida em um local e que exerce ação em outro”
Vitamina D e talvez as vitaminas A, E e K
Inositol e Colina não são vitaminas!
4
Características
Ser um componente de um alimento natural, mas não sendo carboidrato, lipídio ou proteína;
Estar presente em concentrações muito pequenas na maioria dos alimentos;
Essencial para o metabolismo normal e consequentemente necessária para a saúde e funções fisiológicas como crescimento, desenvolvimento, manutenção e reprodução;
5
Características
Causar uma doença ou síndrome específica, quando ausente na dieta ou quando mal absorvida ou utilizada;
Quando biossintetizável, não pode o ser em quantidades suficientes para preencher as necessidades fisiológicas, devendo conseqüentemente ser obtida a partir da dieta.
6
Formas ativas e seus precursores
Vitamina		Precursor	 Órgão
A (retinol)	 Betacaroteno Intestino e fígado
D3 (colecalciferol)	7 -deidrocolesterol	Pele
D2 (ergocalciferol)	Ergosterol		Pele
C (ác. ascórbico)	Glicose		Fígado
Niacina		Triptofano		Fígado
Inositol		Glicose		Fígado
Colina		Homocisteína	Fígado
7
Classificação
VITAMINAS
LIPOSSOLÚVEIS
Vitamina A
Vitamina D
Vitamina E
Vitamina K
HIDROSSOLÚVEIS
Complexo B
não pertence ao Com.B
Vitamina C
Liberadoras de Energia
Hematopoiéticas
Outras
Piridoxina (B6)
Cobalamina (B12)
Ácido Fólico (B9)
Tiamina (B1)
Niacina (B3)
Riboflavina (B2)
Biotina (B7)
 Ác. Pantotênico (B5)
8
Funções que independem da solubilidade
				Lipossolúveis	Hidrossolúveis
Estocagem		sim			não ou muito pequena
Excreção		lenta (bile)		rápida (urina)
Controle		rígido (A e D) 	quase ausente
Intoxicação		sim (A e D)	 raramente
Anafilaxia		não			sim (tiamina)
Funções		não enzimáticas	coenzimáticas
				hormonais		não hormonais
Estabilidade	 muito baixa		variável
Nunes (1998)
9
Uma antivitamina ou antagonista é uma substância que interfere com a síntese ou metabolismo das vitaminas. 
Muitos  antagonistas de vitaminas são compostos semelhantes,em estrutura, à molécula ativa. 
Tomando o lugar da vitamina, eles tornam a coenzima inativa. 
A hidrazida do àcido isonicotínico (INH),um agente quimioterapêutico usado no tratamento da tuberculose, é um antagonista para a piridoxina.
A aminopterina,uma droga usada no tratamento da leucemia, é um antagonista para a folacina.
O dicumarol,um anticoagulante, age como um antagonista para a vitamina K. 
Um outro tipo de antivitamina é a avidina,encontrada na clara de ovo crua, que se combina com a biotina para formar um composto que não pode ser absorvido a partir do trato intestinal.  
Antivitaminas e Antagônicos
Antivitaminas e Antagônicos
Alteração da estrutura química;
Alteração da atividade e geração de substância antagônica;
Ações:
Interferência na conversão
Vitamina  coenzima
Substituição da coenzima no sítio de combinação da parte protéica da enzima
Combinação com a proteína
Avidina  biotina (impede a ação)
11
Antivitaminas e Antagônicos
Quebrando a tiamina em 2 compostos inertes:
Tiaminose I
Carne de peixe cru e na samambaia
Compostos antivitamínicos:
Antivitamina K – anticoagulante
Antivitamina complexo B
tratamento da malária (antagonismo ao ác. Fólico – tratamento protozoonoses)
 Aminopterina (derivada do Ác. Fólico);
Anemia, leucopenia, inibe síntese de àcidos nucléicos (tratamento da leucemia)
12
Hipervitaminose
Ocasional e esporádico
Super alimentação
Lipossolúveis (A e D) – carotenóides para crianças
13
Avitaminose e Hipovitaminose
Avitaminose
ausência
Hipovitaminose ou deficiência vitamínica
Antivitaminas e/ou substâncias antagônicas;
Deficiências nutricionais;
Problemas patológicos;
TGI, Fígado, rins
Defeitos hereditários.
14
Estabilidade
Pontos desfavoráveis;
Umidade, oxidação, temperatura, pH, minerais, redução, luz, tamanho da partícula, solubilidade, agressões físicas e tempo de estocagem
Técnicas de proteção;
Cobertura de gelatina
Carboidratos
Antioxidantes
Formas físicas (spray seco)
Cápsulas
15
As Vitaminas
16
VITAMINA A
Derivados da b-ionona;
Caroteno - + ativo;
Bons fenos, alguns vegetais e seus óleos
Retinol.
Produto animal
Óleo de peixe e farinha de fígado
 Carotenóides
17
Vitamina A
Os mais significantes retinóides do metabolismo animal são:
Álcool;
Aldeídos;
Ácido retinóico;
Retinil ésteres; 
Retinil-b-glicuronídio.
18
Absorção e Metabolismo
junto com lipídios;
Os carotenóides são normalmente convertidos em retinol na mucosa intestinal;
Os ésteres de retinil da dieta são hidrolisados a retinol no intestino; e absorvidos na forma de álcool (retinol) livre que em seguida é reesterificado na própria mucosa;
19
Beta-caroteno: pró-vitamina A
Hipervitaminose A
A toxidez se deve principalmente ao ácido retinóico, bem como ao retinal em face de sua fácil conversão no organismo a ácido retinóico. 
22
Formas de excreção
Biliar, através da conjugação do ácido retinóico com o ácido glicurônico, sendo que o glicuronídio formado é eliminado na bile. 
Pequenas quantidades de glicuronídio e metabólitos finais não identificados são excretados via urina.
23
Funções 
Papel bioquímico na visão noturna. 
Síntese de glicoproteínas que controlam a diferenciação celular, e o envolvimento no controle da expressão gênica.
Proteção do epitélio germinativo nos machos e epitélio uterino nas fêmeas, a vitamina A promove um bom desenvolvimento embrionário. 
Desenvolvimento do sistema nervoso. 
24
Vitamina A e a visão
Vitamina A e a visão
Funções
O beta-caroteno possui algumas funções não relacionadas com sua atividade pró vitamínica A. 
O corpo lúteo das vacas leiteiras contém uma considerável concentração de beta-caroteno. 
Baixos níveis estão relacionados com problemas reprodutivos.
27
VITAMINA D
Importante na calcificação e formação óssea
regulador biológico do metabolismo do Ca e P 
Reprodução
Formas ativas:
Calciferol ou D2
presente em plantas e leveduras
Eficiente apenas em mamíferos
Ergosterol vitamina D2
Colecalciferol ou D3
Presente em tecidos animais - peixes e fígados
Eficiente em mamíferos e aves
7-deidrocolesterol vitamina D3
28
Vitamina D – formas ativas
Vitamina D – formas ativas
Metabolismo e absorção
31
Vitamina D - metabolismo
VITAMINA E
Gérmens de grãos (farinha e óleo de gérmen de trigo), plantas verdes, fenos bem curados (alfafa).
Derivados do 6-cromanol com atividade biológica do a-tocoferol. 
33
Vitamina E
Estrutura química dos tocoferois e tocotrienois.
Dentro de cada grupo os vitâmeros se diferem no número e posição dos grupos metil no anel cromado, designando-se como α , β, ﻻ, e ∆ . 
34
A vitamina E pertence ao grupo de vitaminas lipossolúveis e é formada por um grupo de 8 vitameros. Sua estrutura consta de 2 partes primarias: um anel complexo cromado e uma larga cadeia lateral. Estes 8 vitameros se dividem em 2 grupos fundamentais: los 4 tocoferois (TF) e os 4 tocotrienos (TT) que se diferenciam na saturação da cadeia lateral; os tocoferois tem una cadeia saturada e os tocotrienos uma insaturada
com 3 duplos enlaces (figura 1). 
Vitamina E
Estrutura química dos tocoferóis.
35
Dentro de cada grupo os vitameros diferem no número e posição dos grupos metilo no anel cromado, designando-se como αβﻻ , b , G y d (figura 2). A vitamina E se encontra em grande variedade de alimentos e é uma das vitaminas de mais ampla distribuição. Suas fontes fundamentais são os azeites de soja, milho, algodão e girasol; os guisantes secos como chícharos, garbanzos e lentilhas; o trigo, a aveia e o arroz integral; a manteiga e o ovo. Suas recomendações nutricionais oscilan entre 3 e 4 mg para lactantes, até 8 mg para a mulher e 10 mg para o homem 
Vitamina E – formas ativas
Absorção e metabolismo 
absorvida na forma de álcool livre (tocoferol). 
Lipossolúvel
sua solubilização depende da formação de micelas. 
Nos mamíferos, o tocoferol absorvido é transportado pelos quilomicrons da circulação linfática para o fígado, e subsequentemente para a circulação geral por lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL). 
37
Absorção e metabolismo 
O fígado e provavelmente todos os tecidos extrahepáticos recebem a vitamina E das “VLDL”. 
Presente nos tecidos na forma de álcool livre.
38
Funções
Antioxidante biológico – Etapas de iniciação da peroxidação; 
Relação direta com o selênio e as GSH-GPx;
Assegura a respiração normal dos tecidos
Reações de fosforilação, especialmente aquelas que geram moléculas de alta energia.
Participa no metabolismo dos ácidos nucléicos, 
na síntese da vitamina C, da ubiquinona e dos aminoácidos sulfurados.
39
Peroxidação lipídica
Funções
Importante na função reprodutiva. 
Essencial para a manutenção da função testicular protegendo do epitélio germinativo. 
Sua carência causa redução do crescimento do feto, retenção e reabsorção. 
A deficiência prolongada leva à esterilidade nos homens; e morte embrionária.
A vitamina E protege o mesoderma e os tecidos dele originados. 
Atua no metabolismo da cisteína. 
41
Interrelação Vitamina A e E
VITAMINA K
2-metil-1,4-naftoquinona
todos os derivados gerados por modificação na posição (carbono)3, que exibem uma atividade anti-hemorrágica em animais deficientes em vitamina K. 
K1 ou filoquinona é sintetizada pelas plantas
K2 ou menaquinona 
K3 conhecida por menadiona é uma forma sintética. 
Para se tornar ativa a vitamina K3 é alquilada por enzimas presentes no tecido dos mamíferos. 
43
Estrutura
44
Absorção
Absorvida do intestino seguindo a via linfática nos mamíferos
A absorção requer a presença de gorduras, bem como das secreções biliar e pancreática.
Sintetizada adequadamente no TGI
45
Deficiência 
Na deficiência de vitamina K ou na presença de seus antagonistas, os animais apresentam hemorragias espontâneas.Isso se deve à falta de protrombina “normal”.
Na ausência de vitamina K ou na presença de seus antagonistas, ocorre síntese da protrombina, entretanto, esta permanece na forma anormal. Ela praticamente não se liga ao cálcio e consequentemente é ineficaz no processo de coagulação sanguínea.
47
Vitamina K
Vitaminas Hidrossolúveis
49
VITAMINA B1
Vitamina B1 ou Tiamina
Formas
Fosforiladas
Não fosforilada - cereais e nas leguminosas
O hidrocloreto e o mononitrato de tiamina são sintetizados para uso nas rações animais.
é encontrada nos alimentos nas seguintes formas: tiamina livre, tiamina fosforilada e tiamina em complexos fosfo-protéicos.
50
Absorção e metabolismo
 No tubo gastrintestinal, as formas de tiamina ligada a outros compostos são clivadas e a tiamina livre é absorvida principalmente na porção proximal do intestino delgado.
A distribuição tecidual da tiamina parece ser bastante uniforme, sendo encontradas as mais altas concentrações no fígado e no rim. 
51
Funções 
forma ativa  tiamina pirofosfato (TPP), que é uma coenzima. 
A TPP é cofator na descarboxilação oxidativa de a-cetoácidos como o ácido pirúvico e o ácido a-cetoglutárico. 
52
Absorção e metabolismo 
Sintetizada pela microbiota intestinal
O tempo de trânsito do bolo  absorção 
Contudo, não se sabe a eficiência da absorção da fração sintetizada pela microflora nos monogástricos. 
Na circulação está ligada a proteínas, inclusive imunoglobulinas.
Absorção  ocorre no intestino delgado. 
A vitamina B2 é rapidamente excretada na urina, o que explica o fato dos animais necessitarem de reposição constante da mesma.
53
Funções 
transferência intermediária de elétrons nas reações metabólicas de oxi-redução sob forma de duas coenzimas, FMN e FAD; 
importante na síntese de polissacarídeos;
Nos estados de estresse quando a necessidade de hormônios adrenais aumenta, a riboflavina é importante, para a síntese dos referidos hormônios.
54
Universidade Federal de Minas Gerais - Nutrição de Não Ruminantes
Principais vitaminas hidrossolúveis e suas funções
Reações de transaminação TPP (Tiamina Piro-fosfato) 
Reações de oxirredução orgânicas (FAD, FADH2) 
Reações de oxirredução orgânicas-NAD,NADH,NADP, NADPH 
Reações de descarboxilação e transaminação (Piridoxal-fosfato) Formação das hemácias 
Tiamina – B1
Riboflavina – B2
Niacina 
Piridoxina – B6
FUNÇÃO 
VITAMINA 
55
Propriedade: reações de oxi-reduções – função biológica
 compõe as coenzimas:
FMN (flavina mononucleotídeo) – oxidação de aminoácidos
FAD (flavina adenina dinucleotídeo) - sistemas de oxi-redução e transferência de elétrons na cadeia respiratória – produção de ATP 
*metabolismo CHO, lipídios e proteínas
 Reprodução ( exigência de riboflavina pelo blastocisto)
Riboflavina B2
56
 Síntese de B2 pelos microrganismos intestinais – absorção reduzida
 fonte dietética
 Grãos de cereais e fontes de proteína de origem vegetal 
 deficientes em B2 biodisponível;
suplementar com riboflavina sintética
Riboflavina B2
57
 Formas : piridoxol/piridoxal/piridoxamina
 tecidos – forma coenzimática = fosfato de piridoxal
Função = coenzima
metabolismo intermediário dos aminoácidos (transaminação, descarboxilação, racemização, oxidação)
 triptofano  niacina
 SNC – descarboxilação de derivados de aminoácidos para a síntese de neurotransmissores e neuroinibidores
Vitamina B6 - Piridoxina
58
 Síntese – somente microrganismos
 Vegetais não possuem B12
 Fontes: subprodutos de origem animal e de fermentação
Coenzima
 5’desoxiadenosilcobalamina– metilmalonilCoA mutase (rum.)
 metilcobalamina– metilação da homocisteína para formar metionina
Cianocobalamina - B12
59
Forma ativa – ácido tetraidrofólico - coenzima
 transferência de unidades monocarbônicas (ex. síntese de metionina, serina, timidina e bases purínicas)
 hidroxilações (fenilalanina, tirosina e triptofano  norepinefrina e serotonina)
Presente nos alimentos – resíduos de ácido glutâmico  hidrólise ( glutamilcarboxipeptidase)  libera ácido fólico para absorção (transporte ativo e difusão)
Ácido Fólico
60
B6 x B12 x Ác. Fólico: 
ciclo da metionina
Forma: ácido nicotínico (plantas)
 nicotinamida (animais)
 compõe as coenzimas:
NAD (nicotinamida adenosina dinucleotídeo)
NADP (nicotinamida adenosina dinucleotídeo fosfato)
sistemas de oxi-redução e transferência de elétrons na cadeia respiratória – produção de ATP 
Niacina
62
*metabolismo de CHO, lipídios e proteínas
*síntese de rodopsina (NADP)
 transretinol  transretinal
 11 cis retinol  11 cis retinal
 síntese de niacina a partir de triptofano (excesso)
 homem: 60mg  1mg niacina
 frangos: 45mg  1mg de niacina
 grãos de cereais: quantidade  disponibilidade (milho, trigo e sorgo)/ farelo de soja  disponibilidade
Exigência depende do nível de triptofano na dieta
Niacina
63
Funções
compõe a coenzima A (CoA)
 oxidação de ácidos graxos
 entrada de acetato e piruvato no TCA
 síntese de esteróides
metabolismo de corpos cetônicos
 grupo prostético da proteína transportadora de grupos acila (ACP) da ácido graxo sintase.
Ácido Pantotênico
64
Biodisponibilidade
 baixa: cevada, trigo e sorgo
 alta: milho e farelo de
soja
 Suplementação - ácido pantotênico sintético  pantotenato de cálcio
Ácido pantotênico
65
Coenzima
 AcetilCoA carboxilase
 Piruvato carboxilase
 PropionilCoA carboxilase
síntese lipídios
gliconeogênese
TCA
Presente nos alimentos  biodisponibilidade variável
 milho e farelo de soja  / sorgo, trigo, cevada 
Biotina
66
Inositol
É uma substância que atua como fator de crescimento de animais e microrganismos, frequentemente utilizada como vitamina do complexo B. Também é chamada de dambose.
Funções: Base estrutural para mensageiros secundários, tais como inositol fosfatos (IPn), montagem do citoesqueleto; controle da concentração intracelular do íon Ca2+; manutenção do potencial de membrana das células; modulador da atividade da insulina; quebra das gorduras; redução dos níveis de colesterol no sangue.
Não é mais considerado vitamina porque pode ser sintetizado pelo corpo humano.
Vitaminas hidrossolúveis no metabolismo