Bioquímica Básica - Vitaminas

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BIOQUÍMICA BÁSICA
Vitamina� ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
Características gerais:
- Moléculas orgânicas (contendo carbono)
- Funcionam como catalisadores para reações dentro do organismo
- Cofatores enzimáticos: ligam-se às enzimas inativas (apoenzimas)
transformando-as em enzimas ativas (holoenzimas)
- Nutrientes reguladores de funções fisiológicas
- Não são produzidas no corpo
- Necessárias em baixas quantidades (elementos traço)
- Adquiridas por meio da dieta
- Facilmente destruídas
Fontes de vitaminas:
- Fontes naturais são os alimentos
- Fonte medicamentosa para eliminar deficiências vitaminas
- Muitos alimentos possuem mais que um tipo de vitamina
Cuidado com os alimentos:
- Calor e oxigênio podem destruir vitaminas
- Alimentos crus e levemente cozidos preservam o conteúdo vitamínico
- Alimentos devem ser cortados na hora do seu consumo para evitar oxidação
- Avitaminoses são doenças causadas por falta de vitaminas
Classificação das vitaminas:
Classificação das vitaminas hidrossolúveis:
- Normalmente de origem vegetal (exceto B12)
- Dissolvem-se na água
- São pouco armazenadas no organismo e seu excesso é eliminado pela urina
- Ingestão diária necessária
- Vitamina C e Vitaminas do Complexo B
- Presentes no sangue
Livro base: HARVEY, R.A.; FERRIER, D.R. Bioquímica Ilustrada, 5ª ed., Artmed, 2012
Classificação das vitaminas lipossolúveis:
- Normalmente de origem animal
- São compostos constituídos de isopreno
- Dissolvem-se nos lipídios
- Seu excesso é armazenado no tecido adiposo e no fígado
- Hipervitaminose
- Não são necessárias diariamente por serem acumuladas
- Vitaminas A, D, E e K
- Não presentes no sangue
Avitaminoses
- Menor ingestão de vitaminas ou maior perda de nutrientes
- Menor a reserva de nutrientes
- Causa efeitos metabólicos e bioquímicos específicos
- Gera sinais clínicos e sintomas
Vitamina� hidr�solúvei� ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
Vitamina B1 ou Tiamina
Características:
- O pirofosfato de tiamina (TPP) é a forma biologicamente ativa
Tiaminapirofosfasto - B1
- Coenzima na descarboxilação oxidativa do piruvato (durante a degradação da
glicólise) e do alfa-cetoglutarato (ciclo de krebs)
Tiamina - B1
- Coenzimas na transcetolização que ocorre na via das pentoses (glicose-ribose)
- TTP parece ter importância na transmissão do impulso nervoso
- Coenzima se localiza nas membranas periféricas do neurônios, requerida
na síntese de acetilcolina e nas reações de translocação de íons na
estimulação nervosa
- Reações da via das pentoses: na terceira reação da fase não
oxidativa (distribuição de carbonos) por transferência de dois
carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P, forma-se outra
molécula de frutose-6-P e uma molécula de gliceraldeído-3-P.
Reação catalisada pela transcetolase
Alimentação: fígado, carne vermelha, ovo de galinha, legumes e cereais, leite
Deficiência (B1 ou Tiamina):
- Leve: Perda de apetite, constipação, enjôo, depressão, neuropatia periférica,
irritabilidade e fadiga
- Moderada a severa: confusão mental, ataxia e oftalmoplegia (paralisia dos
músculos dos olhos)
- Severa: beribéri
- Entre os sintomas de beribéri estão: perda de apetite, fraqueza, dor nos
membros, falta de ar e pés e pernas inchados; normalmente é causado por
má alimentação ou alcoolismo
Outras condições que podem influenciar na deficiência de B1�
- Abuso de álcool (dificulta absorção e armazenamento de tiamina e outros
nutrientes)
- Beribéri genético (corpo não absorve vitamina b1)
- Hipertireoidismo (deficiência de tiamina)
- Hipotireoidismo (problemas na absorção de tiamina)
- Uso de diuréticos
- Náusea e vômito intenso durante a gravidez
- Cirurgia bariátrica (aumento de chance de deficiência de nutrientes)
- AIDS
- Diarreia prolongada
- Diálise
Vitamina B2 ou Riboflavina
Características
- Facilmente destruída pelo Raio UV da luz solar
- Duas formas biologicamente ativas
- Flavina mononucleotídeo (FMN)
- Flavina adenina dinucleotídeo (FAD)
- Forma oxidada: FAD e FMN
- Forma reduzida FADH2 e FMNH2
- Utilizada por flavoproteínas
- Envolvidas em reações de oxirredução, e. g. Succinato desidrogenase
(fosforilação oxidativa)
- FMN e o FAD nos alimentos são hidrolisados na parte superior do intestino para
libertar a riboflavina
- A riboflavina é absorvida por processos ativos e transportada pelo sangue para os
tecidos alvos em associação com a albumina
- A urina é a principal via de excreção da riboflavina, embora alguns FAD sejam
excretados na bile
Principais funções da riboflavina ou Vitamina B2
- Auxilia na respiração celular FAD; transporte de elétrons para síntese de ATP
- Fundamental no processo metabólico de proteínas, carboidratos e gorduras
- FMN participa do processo de ativação da piridoxina (vitamina B6)
- FAD participa da conversão do aminoácidos triptofano em niacina (vitamina B3)
Deficiência de vitamina B2�
- Nenhuma doença humana importante
- Vegetarianos que excluem leite e derivados da dieta podem apresentar sintomas,
mas não é maioria!
- Sintomas: dermatite, queilose, glossite, inflamação da conjuntiva ocular
Vitamina B3 ou Niacina
Características:
- Duas formas:
- Ácido nicotínico: plantas
- Nicotinamida: organismo animal
- Rapidamente desanimada no organismo
- Nutricionalmente equivalente ao ácido nicotínico
- Sintetizada no organismo a partir do aminoácido triptofano
- A biossíntese de niacina necessita de tiamina, riboflavina e piridoxina
- Estrutura do NAD+ (forma oxidada)
- Nicotinamida (Vitamina B3) Adenina Dinucleotídeo
Alimentação: fígado, carnes vermelha e branca; gérmen de trigo; ovos de galinha
Deficiência de Niacina:
- Pelagra; Glossite, dermatite, perda de peso, diarreia, depressão, demência,
nervosismo extremo;
Principais funções da Niacina
- Auxilia na respiração celular, formação do NAD para o transporte de elétrons e
síntese de ATP
- Mantém o tônus muscular e o bom funcionamento do sistema digestório
- Atua na coordenação nervosa
Vitamina B5 - ácido pantotênico
Características
- Componente da coenzima A, a qual atua na transferência de grupos acila
- Importante para a formação do Acetil Co A (formada durante a oxidação
de ácidos graxos, glicose e aminoácidos)
- Molécula precursora do ciclo de Krebs
Alimentação: Fígado, carne vermelha, ovo de galinha, batata e tomate, gérmen de trigo e
abacate
Deficiência de B5�
- Rara
- Vômitos, fraqueza, baixa produção de anticorpos
Vitamina B6 ou Piridoxina:
Características:
- Agrupa a piridoxina (álcool) piridoxal (aldeído) e a piridoxamina (amina)
- Funciona como uma coenzima para um grande número de enzimas,
particularmente aquelas que catalisam reações envolvendo aminoácidos
- Reações de transaminação, descarboxilação e racemização de
aminoácidos
Alimentação: fígado, carne vermelha, ovo de galinha, leite, gérmen de trigo
Principais funções no organismo:
- Atua na respiração celular (formação da Coenzima A) Acetil CoA
- Mantém as funções nervosas
- Auxilia na formação de hemácias
Deficiência de B6
- Doenças de pele
- Extrema apatia
- Distúrbios nervosos (irritação e crises convulsivas)
Vitamina B7 ou Biotina
Características:
- Também conhecida como vitamina H
- Ácido cistetraido-2-oxotieno [3,4-d]-imidazolina-4valérico
- ligado a maioria das proteínas
- É uma coenzima nas reações de carboxilação, nas quais ela serve como
carregador do dióxido de carbono ativado
- Ligado covalentemente a um Lys: forma a biocitina
- A biotina está ligada firmemente a um braço longo e flexível
B7 Biotina e enzima
As mais importantes:
- Piruvato Carboxilase, catalisa a conversão do piruvato em oxalacetato
participando na via de gliconeogênese
- AcetilCoA carboxilase, catalisa a conversão do acetil-CoA em malonil-CoA,
participando na biosíntese de ácidos graxos
Alimentação: Cereais, gema de ovo e carne vermelha
Vitamina B9/B10/B11 Ácido fólico ou Folato / Ácido pteroilglutâmico
Características:
- Ácido fólico ou folacina é um composto amarelo, cristalino, pertence ao grupo
“pterinas” (englobam o folato e o ácido pteroilglutâmico
- Folacina não é estável no calor.mas estável em relação à luz
- Perdas consideráveis no processamento de alimentos a temperaturas
elevadas
- O ácido fólico é absorvido no jejuno
- Os processos de redução e metilação ocorrem no fígado
- Assim a vitamina é liberada para a circulação sistêmica
- Formas reduzidas são excretadas pela urina e pela bile
Alteram a absorção:
- Doença celíaca
- Álcool
- Contraceptivos
- Metotrexato (análogo do ácido fólico), usado em leucemia aguda em crianças
inibe a síntese do ácido tetraidrofólico
- Sulfonamidas (usadas como antimicrobianos) inibem a síntese de ácido fólico
pelas bactérias
Forma ativa: tetrahidrofolato
- Carreador de 1 unidade de Carbono para oxidações (exceto para formação de
CO2) para substâncias envolvidas na síntese de DNA, RNA, metionina e serina,
sendo essencial para a biossíntese de ácidos nucléicos e a maturação das
hemácias
- Participa da síntese de purinas e pirimidinas
Principais funções folato e ácido fólico:
- Essencial para manter níveis ideais de homocisteína, relacionada a demências,
câncer e doenças renais
- Aumenta a produção de hemácias
- Auxilia na síntese do DNA e multiplicação celular
- Auxilia na digestão e utilização das proteínas
Deficiência de B9 ou folato
- Anemia megaloblástica
- Atraso no crescimento
- Infertilidade
- Malformação fetal (espinha bífida)
- Obrigatório adição na farinha de trigo
- Suplementação nos 3 meses antes e os 3 meses de gestação - 0,4mg / dia
Vitamina B12 ou Cobalamina
Características:
- É a mais complexa das vitaminas
- Composta de um anel tetrapirrol (anel corinóide) com um íon cobalto no centro
- Sintetizada exclusivamente por microrganismos e é encontrado no fígado de
animais ligada a uma proteína como metilcobalamina ou
5’-desoxiadenosilcobalamina
- Ao contrário de outras vitaminas hidrossolúveis, quantidades significativas (4 a
5mg) de vitamina B12 são armazenadas no organismo
Alimentação: Carne vermelha, fígado, leite, peixes (como atum e salmão)
Transporte transcelular da cobalamina
Principais funções da B12
- Síntese de metionina a partir da homocisteína e conversão do propionil em
succinil coenzima A, a partir do Metilmalonato
- Renovação celular
- Maturação das hemácias
- Bom funcionamento do sistema nervoso central
Deficiência de B12�
- Anemia megaloblástica
- Anemia perniciosa
- Sintomas neurológicos
Vitamina C ou ácido ascórbico
Características:
- Absorvido no intestino delgado por um mecanismo ativo e provavelmente por
difusão é transportado para o sangue
- É armazenado no fígado e no baço
- Existe controle dos níveis séricos e teciduais
Funções (gerais) e importância do ácido ascórbico:
- Auxilia no sistema imunológico
- Essencial para oxidação da fenilalanina e tirosina
- Conversão de folacina em ácido tetra-hidrofólico
- Formação de noradrenalina a partir da dopamina
Outras funções:
- Coenzima nas reações de hidroxilação, como por exemplo, na hidroxilação dos
resíduos prolil-elisil do colágeno
- Necessária para a manutenção normal do tecido conjuntivo, assim como para
recompor tecidos danificados
- Facilita a absorção do ferro da dieta no intestino
- Necessário para a manutenção normal da concentração de hemoglobina
- Vitamina C recicla a vitamina E oxidada, localizada na região hidrofílica da
membrana celular
- Vitamina E continua sua atividade antioxidante enquanto a vitamina C
oxidada é metabolizada e excretada do corpo
Deficiência de Vitamina C:
- Escorbuto
- Insônia e nervosismo em crianças
- Cansaço e apatia em adultos
- Alterações gengivais e dentárias
- Dores nas articulações
Vitamina� lip�solúvei� ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀ ⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀⠀
Calciferol ou Vitamina D
Características gerais
- Encontrada como ergocalciferol (D2) nos vegetais e colecalciferol (D3) nos
animais como vitamina D pré-formada
- Derivado de compostos esteróides
- 7-Dehidrocolesterol é um precursor endógeno, convertido em D2 e D3 na derme
e epiderme nos seres humanos expostos a luz solar
- Receptores de vitamina D, nos ossos, estão localizados nos osteoblastos
(osteocalcina, osteopontina, colágeno e fosfatase alcalina)
- Maior síntese de uma proteína ligadora de cálcio específica, a calbindina
- O colecalciferol também estimula a produção de ATPases dependentes cálcio e 11
sódio, que facilitam o movimento vetorial de cálcio para fora da célula intestinal e
para dentro da circulação
Principais funções do calciferol ou Vitamina D
- Hormônio: regula a expressão gênica interagindo com receptores proteicos
nucleares específicos
- Metabolismo de cálcio e fosfato
- Os receptores de vitamina D são encontrados em um grande número de células
do músculo esquelético até células importantes a imunidade e funções
fagocíticas, como os macrófagos
Deficiência de vitamina D
- Raquitismo: pouca absorção de cálcio; malformação dos ossos
- Osteomalácia: desmineralização de ossos preexistentes aumenta a
suscetibilidade a fraturas
Toxicidade
- Vitamina D é a mais tóxica de todas as vitaminas (5x mais)
- Não esquecer que é armazenada e metabolizada vagarosamente
- Doses altas (100000 UI por semana ou meses) podem causar perda de apetite,
náuseas, sede e estupor (inconsciência profunda)
- Hipercalcemia e calcificação de tecidos moles particularmente nos vasos
sanguíneos dos pulmões, rins e coração
Vitamina E ou tocoferol
Características gerais:
- 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)
- Forma biologicamente mais ativa a tocoferol
- Tocoferóis são constituintes naturais de todas as membranas biológicas
- 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
- 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 fração quinona dos tocoferóis é capaz de desativar radicais livres, como os
radicais de hidrogênios, radicais superóxidos, radicais hidroxila e outros radicais
derivados de lipídeos
- Lipídeos de membrana estão constantemente envolvidos nos processos de
turnover e reparação
- Vitamina E está presente na região hidrofóbica da membrana celular.
- Quando ocorre a peroxidação lipídica pelos radicais livres, a vitamina E
doa seus elétrons livres para neutralizar radicais livres
- A vitamina E oxidada será reciclada pela vitamina C, localizada na região
hidrofílica da membrana celular.
- Assim a vitamina E continua sua atividade antioxidante , quanto a vitamina
C oxidada é metabolizada e excretada do corpo
- Alta ingestão de ácidos graxos poliinsaturados aumenta o requerimento de
vitamina E, devido a seu eventual depósito nas membranas celulares e aumenta a
suscetibilidade à oxidação
Principais fontes: Milho, nozes, abacate; Leite; Alface e outras folhas, azeitona; Óleos de
amendoim e de germe de trigo
Metabolismo vitamina E
- Absorvido pelo trato intestinal por um mecanismo provavelmente semelhante ao
das outras vitaminas lipossolúveis no teor de 50% a 85%, sendo a bile essencial à
sua absorção
- É transportado no plasma com as lipoproteínas (LDL, HDL, VLDL)
- Armazena-se no tecido adiposo
- Em teores elevados é lentamente excretado pela bile e o restante é eliminado
pela urina como glicuronídeos do ácido tocoferônico, sendo que outros
metabólitos são também eliminados pelas fezes
- Observação glicuronídeo é substância produzida pela ligação do ácido
glicurônico a uma outra substância via uma ligação glicosídica.
Principais funções Vitamina E ou Tocoferol
- Protege células e tecidos de danos derivados da oxidação
- Promove a fertilidade e previne o aborto (importante na gravidez)
- Antioxidante: atua na remoçãode radicais livres do oxigênio, que causam o
envelhecimento precoce, doenças do coração e outros problemas
Deficiência de Vitamina E: difícil ocorrer
- Falhas reprodutivas
- Esterilidade masculina
- Degeneração do epitélio germinativo
- Inibição irreversível da espermatogênese
- Falha ovariana
- Degeneração embrionária
- Aborto
- Ação no testículo: antioxidante controle da fosfolipase A2; liberação de ácido
araquidônico da membrana celular; precursor das prostaglandinas
Vitamina K ou Filoquinona
Características gerais:
- Nas plantas como fitoquinona - Vitamina K1
- Nas bactérias da flora intestinal como menaquinona - vitaminas K2
- Para terapia, está disponível um derivado sintético da vitamina K, a menadiona
- Grande parte da vitamina K é sintetizada por bactérias intestinais
- Muitos antagonistas da vitamina K funcionam como inibidores das enzimas
redutases importantes para a regeneração da vitamina K
- A varfarina 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
Principais fontes
- Vegetais em folha
- Tomate
- Amêndoas e castanhas
- Produzida por bactérias da flora intestinal
Deficiência em vitamina K:
- Hemorragias recorrentes
- Incomum, pois quantidades adequadas são produzidas pelas bactérias intestinais
ou obtidas pela dieta sob a forma K2 (menaquinona)
- Hipotrombinemia pode ser causada por desnutrição e uso de antibióticos
(cefalosporinas de segunda geração)
- A deficiência de vitamina K costuma estar associada a síndromes de má absorção
ou ao uso de anticoagulantes farmacológicos
Principais funções no organismo:
- Coagulação sanguínea
- Principal papel: 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
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
- Menadiona em doses de 10 - 100 ug por kg na dieta podem agir como
pró-oxidantes, e sua alta concentração na dieta pode produzir hemólise
Vitamina A ou Retinol
Características gerais:
- É um álcool insaturado e sua estrutura permite a formação de 16 isômeros, mas
apenas o trans-retinol (mais ativo)e o cis-retinol (com ação na retina e ciclo
visual - síntese de rodopsina) apresentam importância biológica
- É componente dos pigmentos das células cones e bastonetes
- Estruturalmente, todas as formas de vitamina A possui anelbeta-ionona que está
ligado a uma cadeia isoprenóide (grupo retinil - com cadeia lateral insaturada
- Ambas as porções estruturais são essenciais para a vitamina exercer
atividade biológica
Observação: Entre os carotenóides o beta-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 betacaroteno, a ineficiência desse processo
contribui para o fato de que o beta-caroteno exibe 50% da atividade de vitamina A.
Absorção e não absorção
- Como é uma vitamina lipossolúvel, pode ocorrer déficit por baixa ingestão de
gorduras, assim como por síndromes disabsortivas ocasionadas por doenças
hepáticas, pancreáticas, vias biliares e intestinais
- Após a absorção, são transportados através do sistema linfático até o fígado,
onde são estocados em grande quantidade
- No sangue, circulam ligados à proteína carreadora de retinol e a transtirretina
Alimentos:
- Origem animal (fígado, leite, ovos, óleo de peixe) na forma de retinol
- Origem vegetal (vegetais folhosos verde-escuros, legumes e frutas amareladas
e/ou verde-escuros na forma de carotenóides
Receptores nucleares
- As proteínas receptoras específicas do ácido retinóico são parte da superfamília
dos reguladores transcricionais, que incluem os hormônios esteróides e da
tireoide e o 1,25-diidroxicolecalciferol, que funcionam de maneira similar
- Os retinóides controlam a expressão do gene da queratina na maior parte dos
tecidos epiteliais do corpo
- Slide 101
Principais funções no organismo:
- Mantém saudáveis a pele e as mucosas: proteção contra infecções
- Desenvolvimento da retina: bom funcionamento da visão
Deficiência de vitamina A
- Infecções recorrentes
- Cegueira noturna e xeroftalmia (olhos secos); podem levar à cegueira definitiva
- Queratinização epitelial
- Em resposta a níveis baixos de retinóides, as células perdem sua forma
colunar, se tornam chatas e escamosas, logo aumentam seu conteúdo
citosólico de queratina
- Na derme, esse processo gera 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
Toxicidade dos retinóides
- O uso excessivo de vitamina A pode levar a náusea, icterícia, irritabilidade,
anorexia, vômitos, visão turva, cefaléia, perda de cabelo, dor muscular
abdominal, fraqueza, sonolência e alterações do estado mental
- A toxicidade aguda ocorre em doses até 25000 UI/kg de peso corpóreo,
diariamente por 6 a 15 meses