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Resumo da Malu – 2020.1 Vitamina B6 – Piridoxina Histórico → 1926: • Goldberger, Wheeler, Lillie e Rogers • Esse grupo de pesquisadores fizeram um estudo onde eles alimentavam os ratos com uma dieta deficiente no fator de prevenção de pelagra → notou-se que os animais desenvolveram lesões na pele → 1934: • Gyogy identifica que o fator de prevenção de pelagra deficiente na dieta base do estudo anterior continha vitamina B6 • Identificou o fator como vitamina B6 → substância capaz de curar uma doença de pele característica dos ratos → 1935: • A maioria dos estudos anteriores caracterizavam a pelagra apenas pela deficiência de niacina • Nesse ano houveram diferentes estudos onde Birch e Gyogy conseguiram diferenciar a piridoxina e a niacina nesse fator específico de prevenção da pelagra → 1938: • Lepkovsky é o primeiro a relatar o isolamento da vitamina B6 na forma cristalina e pura • Alguns outros pesquisadores isolaram a vitamina a partir do arroz polido → 1939: • Harris e Folkers determinaram a estrutura da piridoxina e conseguiram sintetizar a vitamina • Gyogy propôs o nome “piridoxina” → 1945: • A piridoxina ganhou grande significado devido a descoberta do seu importante papel na nutrição humana e animal • Snell foi capaz de formar que existem duas ou mais formas naturais da vitamina: piridoxal e piridoxamina → 1957: • Snyderman estabelece as necessidades da vitamina B6 para os seres humanos Características Químicas • Vitamina B6 – Nome genérico para um grupo de 6 compostos - Álcool piridoxina (PN) - Aldeído piridoxal (PL) - Amina piridoxamina (PM) - Seus 5’fosfatos • Esses compostos são todos derivados da piridina • O piridoxal 5’fosfato (PLP) e a piridoxamina 5’fosfato (PMP) constituem as formas coenzimáticas ativas • PLP é a de forma de interesse biológico • O álcool piridoxina, aldeído piridoxal e a amina piridoxamina podem ser convertidos para a forma metabolicamente ativa (PLP) • Envolvido no metabolismo de aminoácidos • A piridoxal fosfato é a forma fosforilada desses 3 compostos básicos (piridoxina, piridoxal e piridoxamina) • O grupo substituinte na posição 4 que vai os diferenciar esses compostos entre si - Piridoxina – presença de um hidroxi-metil - Piridoxal – presença de um formil - Piridoxamina – presença de um amino-metil • A conversão desses compostos para piridoxal fosfato ocorre através da fosforilação na posição 5 • Tem-se descrito que o PLP teria ação coenzimáticas em cerca de cem reações enzimáticas no organismo • 4-ácido piridóxico – principal produto final do metabolismo da vitamina B6 em humanos, e é biologicamente inativo Absorção • A absorção da fonte alimentar se inicia com a hidrólise da forma fosforilada no lúmen intestinal • Posteriormente serão absorvidas por difusão passiva • Se dá a partir do álcool piridoxina, do aldeído piridoxal e da amina piridoxamina • Na captação pelas células, o aldeído piridoxal, álcool piridoxina e a piridoxamina vão ter que ser novamente fosforilados em piridoxal fosfato e piridoxamina fosfato pela ação da enzima piridoxamina quinase • Diferente de outras vitaminas do grupo B que normalmente há uma saturação da absorção da vitamina devido as altas concentrações dela, isso não ocorre com a vitamina B6 • Não parece haver limite para a absorção da vitamina B6, visto que doses extremamente altas são bem absorvidas Resumo da Malu – 2020.1 Transporte • A concentração sanguínea é de cerca de 6 𝜇g/dL • Estará ligada à albumina plasmática ou hemoglobina dos eritrócitos em sua maioria • A forma predominante no sangue é o PLP (ativa) • Pequenas quantidades de piridoxina livre (PN livres) também são encontradas na circulação Armazenamento • Armazenada em sua maioria nos músculos, que contém 80-90% do total dos estoques corporais dessa vitamina • Nos músculos estará presente na forma de PLP ligada ao glicogênio fosforilase Funções Metabólicas • Age como coenzima em mais de cem reações enzimáticas envolvidas no metabolismo de aminoácidos, carboidratos, neurotransmissores e lipídios • Os compostos metabolicamente ativos são o PLP e PMP, sendo que o PMP atua em menor proporção • Reações metabólicas onde há ação da piridoxal fosfato: → Transaminação: • Reação caracterizada pela transferência de um grupo amino de um aminoácido para um cetoácido • As enzimas responsáveis por essas reações são chamadas transaminases ou aminotransferases • Principais tipos de aminotransferases: - Alanina aminotransferases - Aspartato aminotransferases • A maioria dessas enzimas usam a piridoxil-5-fosfato (PLP) como coenzima • Essas enzimas estão presentes principalmente dentro dos hepatócitos, podendo ser encontradas nos rins e coração • A reação de Transaminação é fundamental no metabolismo de aminoácidos, pois a partir de um aminoácido de um alfa-cetoácido, ocorrerá a formação de um novo alfa- cetoácido e aminoácido • A piridoxal fosfato será um transportador intermediário do grupamento amina → essa ação é de extrema importância • O glutamato ao perder o grupamento amino será transformado em alfa-cetoglutarato (alfa-cetoácido) • Esse grupamento amina perdido será transportado pela piridoxal fosfato e fornecido ao oxalacetato fazendo com que ele se transforme em aspartato (novo aminoácido) → Metabolização da homocisteína: • O aminoácido chamado homocisteína será convertido em cistationina → reação catalisada pela enzima cistationina B sintetase (CBS) que vai necessitar de vitamina B6 como cofator • A síntese da cistationina se dá a partir dos substratos homocisteína e serina, que se combinam gerando H2O • A PLP é fundamental nesse processo para o transporte do grupamento amino • Homocisteína: - Aminoácido natural do corpo humano - Em níveis elevados, podem acarretar problemas ao indivíduo, como: endurecimento das artérias, ataques cardíacos, acidentes vasculares cerebrais, osteoporose e até mesmo Doença de Alzheimer → Síntese da Cisteína: • Reação secundária da metabolização da homocisteína • A partir da cistationina com a ação da enzima cistationina liase, ocorre a formação do alfa-cetobutirato e cisteína • Essa enzima usa PLP como coenzima para realizar o transporte do grupamento amino que será liberado • Nesse processo ocorre a conversão de H2O em NH4 + • Cisteína: - Pode ser incorporada em enzimas e proteínas - Podendo ter o seu grupo -SH convertido em pontes dissulfeto → são necessárias para a força e estabilidade de muitas proteínas (inclusive do colágeno) Resumo da Malu – 2020.1 → Reação de Descarboxilação: • Remoção do grupo carboxil -COOH de certos aminoácidos para que haja a síntese de diversos neurotransmissores - Serotonina, norepinefrina, histamina e GABA (a partir do triptofano), tirosina, histidina e glutamato, respectiv. • Síntese de Histamina: - Sintetizado a partir da histidina - Reação é mediada pela histidina decarboxilase que necessita da PLP como coenzima, e libera CO2 no processo - No hipotálamo, a histamina regula funções térmicas e relacionadas ao despertar - Em outras partes do organismo, a histamina é importante para regular o fluxo sanguíneo e a resposta à inflamação • Síntese de GABA: - Principal neurotransmissor inibidor no SNC - Sintetizado a partir do glutamato - Reação é mediada pela glutamato decarboxilase que necessita da PLP como coenzima, e libera CO2 no processo • Síntese da Noradrenalina (NA): - Sintetizado a partir da tirosina - A PLP será requisitada na segunda reação, que será a reação de descarboxilação, e ela não é a reação exata que sintetiza a norepinefrina - Substância química que induz a excitação física e mental e induz o bom humor - Sua produção ocorre no locus ceruleus (região cerebral) - Atua no centro de “prazer”do cérebro - Sua falta está associada a transtornos depressivos • Síntese da Serotonina: - Sintetizado a partir do triptofano - A ação da PLP se dá na reação direta da síntese da serotonina, que é uma reação de descarboxilação - É um dos principais neurotransmissores, com maior nº de receptores e diferentes funções - Possui forte efeito no humor, memória, aprendizado, alimentação, desejo sexual e sono reparador - A falta está associada a transtornos depressivos, sexuais, alimentares e do sono - Para sua boa produção é importante o consumo de triptofano, uma boa rotina de 6-8h de sono e exercícios regulares Resumo da Malu – 2020.1 • Síntese do ácido delta-aminolevulínico: - A PLP atua como cofator da enzima ácido delta- aminolevulínico sintase → importante na reação de condensação da glicina + succinil-CoA - Essa reação forma o ácido delta-aminolevulínico - É um precursor do grupo heme da hemoglobina • Síntese do glicogênio fosforilase: - A PLP é coenzima da glicogênio fosforilase e será trivial para o transporte do grupamento fosfato (nesse caso) - A parte ativa da coenzima é o grupo fosfato, ao invés do grupo aldeídico e do anel aromático igual as outras enzimas - Reação de glicogenólise: ♥ Gera uma glicose-1-fosfato + glicogênio (com menos resíduos que o inicial) ♥ Essa reação sofre a ação da glicogênio fosforilase ♥ O grupo fosfato da PLP participa da transferência do fosfato inorgânico para as unidades da glicose gerada a partir do glicogênio liberado com a glicose-1-fosfato - O músculo contém a maioria do glicogênio do corpo e a maioria da glicogênio fosforilase - A maioria da vitamina B6 no musculo está ligada a essa enzima - Excreção • O ácido 4-piridóxico é o principal produto de excreção da vitamina B6 - É um metabólito da vitamina B6 biologicamente inativo • A piridoxal livre pode deixar a célula ou será oxidada para gerar o ácido 4-piridóxico pela ação da enzima aldeído desidrogenase • A excreção via ácido 4-piridóxico vai representar metade dos compostos encontrados na urina aproximadamente • Sua excreção reflete mais a ingestão recente da vitamina, do que as reservas dela no tecido • Em doses muito elevadas de piridoxina, sua maioria será excretada sem alterações na urina • Pequenas quantidades de piridoxal e piridoxamina são excretadas na urina, pois grande parte é absorvida • Embora grande parte da vitamina ativa seja filtrada nos glomérulos, elas podem ser absorvidas nos túbulos renais • Menor proporção da vitamina pode ser excretada nas fezes, entretanto, essa rota de excreção é dificultada pela possibilidade da síntese da vitamina B6 no intestino grosso Fontes • Presente na maioria dos alimentos • Carnes, produtos de grãos integrais, vegetais e nozes • A vitamina B6 derivada das fontes animais terá maior disponibilidade do que a derivada de alimentos vegetais • Muitos alimentos de origem vegetal possuem quantidade significativa de vitamina B6 na forma glicosilada, como piridoxina-5’-𝛽-D-glicosídio • Acredita-se que essa forma glicosilada tenha metade da eficiência comparada as demais, pois ela mesmo que seja absorvida, a sua hidrólise para ser captada pelas células vai ocorrer de forma incompleta devido a presença dessa ligação glicosídica • Por isso, se diz que a vitamina B6 derivada de fontes vegetais é menos biodisponíveis • Fontes exógenas de vitamina B6: - A partir da alimentação - Pela síntese bacteriana no intestino grosso pela microbiota normal • Em uma dieta mista, estima-se que a biodisponibilidade da vitamina B6, seja de aproximadamente 75% • As perdas dessa vitamina são altas no cozimento e no processamento de carnes e vegetais • A moagem do trigo para a fabricação da farinha pode resultar em perdas de 70-90% → por isso, grãos integrais possuem alta concentração dessa vitamina, quando comparados a grãos refinados • O congelamento de vegetais pode gerar uma perda de 35-55% Resumo da Malu – 2020.1 Recomendações • EAR – necessidade média estimada: - É o valor de ingestão diária de um nutriente que se estima suprir a necessidade da metade dos indivíduos saudáveis de um grupo mesmo sexo e estágio de vida - 50% dos indivíduos saudáveis de mesmo sexo e estágio de vida precisam dessas concentrações diárias desse nutriente • RDA – ingestão dietética recomendada: - Leva em consideração todos os indivíduos saudáveis de um determinado grupo de mesmo sexo e estágio de vida - 97-98% desse grupo - É determinado a partir dos valores da EAR • AI – ingestão adequada: - Utilizada apenas para recém-nascidos - Feita quando não há dados suficientes para determinar a EAR e RDA - É um valor estimado que está sempre sendo ajustados a partir de novos estudos para que haja um maior o grau de confiabilidade • UL – limite superior tolerável de ingestão: - O maior valor de ingestão diária que aparentemente não oferece risco de efeito adverso na saúde da maioria dos indivíduos Hipovitaminose • A deficiência clinica dessa vitamina é rara pois ela é bem distribuída nos alimentos e ainda há a síntese via flora bacteriana intestinal • Alguns sintomas da deficiência grave podem incluir: - Dermatite seborreica, anemia microcítica (devido à síntese diminuída de hemoglobina), convulsões, depressão e confusão (pela alteração na síntese dos neurotransmissores e acúmulo de metabólitos prejudiciais – homocisteína) Hipervitaminose • A toxicidade pela dieta alimentar é relativamente baixa • Muitos dos sinais da toxicidade da vitamina B6 se assemelham àqueles da sua deficiência • Estudos feitos administrando altas doses de PN ou PLP em animais, tiveram efeitos secundários nocivos, como lesões dermatológicas, em particular a neuropatia periférica • Os mecanismos da sua neurotoxicidade ainda não são conhecidos • Nesses estudos os sinais clínicos da toxicidade da vitamina nos animais, foram revertidos após alguns meses com a descontinuidade da sobrecarga da vitamina Análise Laboratorial → Concentração plasmática do PLP: • Essa análise é considerada um teste de avaliação do estado da vitamina B6, uma vez que as concentrações da piridoxal fosfato variam em função da ingestão de vitamina • Essa questão fica evidenciada quando após uma deficiência da ingestão da vitamina, os níveis de PLP plasmático e eritrocitário diminuem de forma rápida • Essa alteração é precoce e ocorre antes de qualquer outra modificação bioquímica (como a redução dos níveis séricos de piridoxal e piridoxamina) • Essa análise ocorre a partir do uso de um kit com reagente diagnostico que determina de forma quantitativa a concentração de piridoxal fosfato no soro, plasma ou no sangue total por cromatografia liquida de alto desempenho com a detecção por fluorescência • Ponto negativo: A concentração de piridoxal fosfato no plasma pode ser alterada em algumas condições: - O aumento da atividade de fosfatase alcalina vai aumentar a desfosforilação do PLP plasmático fazendo com que haja um aumento da captação pelas células, acarretando na diminuição da concentração do PLP plasmático - Há uma modificação da PLP em resposta ao exercício moderadamente intenso → foram realizados estudos com atletas pós-treinos intensos de corrida e os resultados observados pelos pesquisadores foi um aumento da vitamina B6 plasmática, pois não há explicação clara para isso, a hipótese é que o aumento da concentração da vitamina B6 plasmática estaria relacionada ao aumento da necessidade de uma coenzima para a gliconeogênese, pois ao ver a diminuição das reservas de glicogênio a PLP se torna disponível, por não ser mais necessária como cofator para a glicogênio fosforilase visto que não há mais reserva de glicogênio, então ela se torna disponível sobretudo para o fígado e rins a fim de fornecer mais energia para a gliconeogênesea partir dos aminoácidos Resumo da Malu – 2020.1 - A gestação causa diminuição da concentração de piridoxal fosfato plasmática, logo, gestantes precisam de maior concentração da vitamina → Excreção urinária da vitamina B6: • Testes realizados com isótopos mostraram que 40-50% da vitamina B6 ingerida é eliminada na urina, sobretudo na forma de ácido 4-piridóxico e o restante é eliminado na forma de piridoxamina • Essa análise seria considerada uma hipótese justificada para a análise laboratorial, na medida que os níveis urinários desse catabólito parecem estar associados à ingestão da vitamina B6 • É difícil interpretar os resultados dessa medida mesmo que a excreção esteja diminuída na deficiência → Determinação da atividade da transaminase: • Representa um teste bioquímico funcional que permite obter informações sobre o estado de deficiência ou grave depressão das reservas de vitamina B6 • Em estudos controlados, demonstrou-se que transaminases dependentes de PLP (como aspartato aminotransferases e alanina aminotransferases) estão diminuídas no plasma, leucócitos e eritrócitos • A medida da evolução da atividade dessas enzimas pelo piridoxal 5’-fosfato in vitro é um indicador satisfatório para a avaliação do estado nutricional relativo à vitamina B6 • As enzimas relacionadas às reações de transaminação, teriam o PLP como coenzima (cofator), então, a análise da atividade enzimática seria eficiente para avaliar o estado nutricional relativo à vitamina B6 • Se as enzimas tiverem sua atividade diminuída, isso seria um indicativo de concentrações baixas de vitamina B6 → Concentração da homocisteína plasmática: • O catabolismo da homocisteína ocorre por meio da transsulfuração para cisteína, envolvendo duas enzimas dependentes de piridoxal fosfato e suas concentrações são influenciadas pela ingestão de vitamina B6, B12 e folato • A determinação da homocisteína é realizada por alguns métodos chamados método ouro, sendo eles: - Método de cromatografia de troca iônica por analisador de aminoácidos - Método de cromatografia líquida de alta pressão com detecção eletroquímica → Teste de sobrecarga de metionina: • A metionina é um precursor metabólico da homocisteína • A habilidade de metabolizar uma sobrecarga de metionina seria um teste valido para a medida do estado nutricional da vitamina B6 • Pois, a metionina ingerida tende a se transformar em homocisteína, que será metabolizada • No entanto, se a reserva de vitamina B6 não estiver em bons níveis a homocisteína tende a se acumular • Isso ocorre, pois as enzimas que transformam a homocisteína em cistationina ou cisteína, não terão uma ação eficiente, visto que precisam da vitamina B6 como cofator - Enzimas: Cistationa sintetase e cistationase • A atividade da cistationa sintetase é pouco afetada pela deficiência de vitamina B6, provavelmente pois tem alta afinidade por seu cofator - Possui relação com a 1ª degradação da homocisteína que desencadeia na produção de cistationina • A atividade da cistationase diminui frente a deficiência da vitamina B6, e há aumento no conteúdo da apoenzima inativa nos tecidos - Relacionada com a lise da cistationina para a síntese da cisteína • Como isso, na deficiência da vitamina B6, há aumento da excreção urinária de cistationa, após uma sobrecarga de metionina e sobre condições basais → Índices do estado nutricional em relação a vitamina B6: • Esses são os valores adequados relativos a cada uma das analises laboratoriais citadas, para um paciente que não esteja apresentando hipovitaminose ou hipervitaminose Interações Medicamentosas • Medicamentos como a isoniazida (antibiótico utilizado no tratamento da tuberculose) e contraceptivos orais com doses altas de estrógeno – eles podem diminuir as concentrações plasmáticas de piridoxal fosfato (PLP) • Alcoólatras apresentam baixas concentrações plasmáticas de PLP, visto que o acetaldeído compete com o piridoxal por proteínas de ligação, diminuindo a captação de piridoxal pelas células • Algumas drogas antiepilépticas (ácido valpróico, fenitoína e carbamazepina) possuem a capacidade de aumentar a taxa de catabolismo (degradação) da vitamina B6, resultando em baixa PLP plasmática levando à hiperhomocisteinemia (maior concentração de homocisteína) • Pacientes tratados com teofilina (fármaco antiasmático), geralmente, possuem baixas concentrações plasmáticas de PLP, podendo contribuir para efeitos colaterais neurológicos e no SNC associados à teofilina, incluindo convulsões → pode ser relacionado a problemas na síntese de neurotransmissores
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