NutriciónVitaminas Liposolubles

Dr. Raúl Rojas Estrada

Vitaminas Liposolubles

A, D, E y K

Vitaminas Liposolubles

Moléculas hidrófobas, absorbidas con los lípidos y transportadas en la sangre por lipoproteínas o proteínas fijadores específicas.

Químicamente derivan del isopreno, estructura de 5 carbonos.

No se sintetizan en el organismo.

Deben ser ofrecidas por la dieta.

Son las vitaminas A, D que son derivados isoprénicospuros y la E y K que poseen cadena isoprenoide unida a un anillo benzohidroquinona y metilnaftoquinona, respectivamente.

CH3

C CH2

CH2 CH

Funciones principales de las vitaminas liposolubles

A: visión nocturna y percepción del color. Potencia el desarrollo y diferenciación de los epitelios y el hueso. Influye en la espermatogenésis, oogénesis, desarrollo placentario y crecimiento del embrión y el feto.Beta caroteno y Vita. E: antioxidantes naturales en las membranas biológicas.D: metabolismo del calcio y del fósforo. Control de la homeostasis del Ca++.Regula el crecimiento y el desarrollo del hueso. Trabaja como una hormona más que una vitamina.K : coagulación sanguínea.

Deficiencias: importancia nutricional

En esteatorrea y trastornos del sistema biliar, por afectar la digestión y la absorción de grasas.

Ceguera nocturna: deficiencia Vit. A.

Xeroftalmía: deficiencia Vit. A.

Raquitismo: deficiencia Vit. D.

Osteomalacia: deficiencia Vit. D. Es rara.

Trastornos neurológicos y anemia del recién nacido: deficiencia Vit.K.

Intoxicación: ingestión excesiva de Vit.A y D.

Vitamina A

1909: Stepp describe factor necesario para crecimiento animal..1913-1916: McCollum, Osborne lo ubica en el hígado de bacalao.1930-1932 : Karrer determina su estructura y la de su precursor β−caroteno, como un poliisoprenoide con anillo ciclohexenilo, .La Vit. A es un alcohol primario insaturado de 20 C, 30 H y un O, prácticamente insoluble en el agua y soluble en solventes grasos.β, γ, y α caroteno poseen la mitad de la actividad desde el punto de vista nutricional.Se conocen hasta 40 compuestos carotenos.Posee actividad como retinol, 3 des-hidrorretino, retinal, o aldehi-do, ác.retinoico y como β caroteno o provitamina A. También tienen actividad los α y γ carotenos.Retinoides: término que describe a los análogos de Vit. A. Por oxidación de sus enlaces dobles la Vit.A pierde su actividad biológica, por ello se protege con adición de antioxidantes.

Beta caroteno

Posee propiedades antioxidantes a bajas tensiones de O2 por atrapamiento de radicales peroxilo. Diferente al mecanismo de la Vit. E.

Está en vegetales amarillos, rojos y verdes, principalmente camote, papaya, ají, pimiento, rocoto, papaya, zanahoria.

Formado por dos moléculas de retinal unido por el extremo aldehido de sus cadenas.

Se metaboliza con la 1/6 de eficiencia de la Vit A,y su exceso aparece en la piel, con intenso color naranja.

Funciones de las Vit. A

Las tres formas activas, retinol, retinal y retinoico se interconvierten en presencia de deshidrogenasas o reductasas, los NAD o NADP, presentes en muchos tejidos.

Como ácido retinoico sólo ayuda al crecimiento y a la diferenciación celular pero no en la visión ni en el sistema reproductor.

Las tres transportan oligosacáridos a través de la bicapa de las membranas.

Digestión y Absorción de Vit. A y sus precursores

Se disuelven en las grasas de la dieta.Se emulsionan con las sales biliares formando micelas que facilitan la hidrólisis de los ésteres de retinilo.Se absorbe directamente en el epitelio intestinal.Los β -carotenos se hidrolizan en la luz intestinal, generando dos moléculas de retinal.El retinal se reduce a retinol, por retinaldehidoreductasa, con NADPH, esterificándose con ác. grasos saturados de cadena larga. Una menor parte se oxida a ác. Retinoico. El Retinol se incorpora a los quilomicrones del plasma.

Almacenamiento y transporte de Vit. A

Se almacena en el hígado reesterificándose y almacenándose como complejo glucolipoproteico.Del hígado se transporta a otros tejidos hidrolizándose del complejo anterior, unida a la RBT Retinol Binding Protein, siendo captada por los tejidos no hepáticos por receptores.Ahí, se une la proteína Cellular RetinolBinding ProteinCRBPCRBP, fijadora de retinol

Dieta

ββββcaroteno

Retinil ester

Retinol

ββββcaroteno

Retinal

Retinol

Retinil ester Quilomicrón Trans retinol

Retinilpalmitato

Trans retinol

Trans retinal

11 cis retinal

Rodopsina

opsina

Trans retinal

luz

retina

Retinol-RBP

Retinol

Retinoico

Genes

ARNm

Proteínas

Glucolipoproteína

INTESTINO

HÍGADO

Retinal : componente de la rodopsina, pigmento visual

Rodopsina: está en células bastoncillos de retina, responsable de visión en luz escasa.En esta función se basa la prueba física para detectar deficiencia de Vit.A en niños que salen de un cuerto oscuro y sienten fobia por la luz. Su isómero 11-cis-retinal, formado por la retinal isomerasa, se une a la proteína visual opsina formando rodopsina.Carencia de Vit.A: visión nocturna defectuosaMayor depleción: queratinización de epitelios de ojo, pulmón, vías gastrointestinales, genitourinarias, reducción de secreción de mucosas.Puede llegar a ceguera.

Vitamina D Calciferol1870: se acepta que el aceite de hígado de bacalao previenía el raquitismo.

1890:se asocia enfermedad del sistema óseo con deficiente irradiación solar de los animales afectados,.viviendo siempre en lugares oscuros.

1923: Steenbock y Hers, detectaron que la irradiación a ciertos alimentos les confería actividad antirraquítica. Posteriormente se señaló a la levadura comfuente de proVit.D.

De Luca, años después, identifica que la forma activa se sintetiza en el riñón.

Familia de Vitaminas D

Compuestos formados por irradiación de esteroles insaturados 5 o 7 como ergosterol y 7 deshidrocolesterol, en tejidos vegetales o animales respectivamente.Compuestos más importantes, colecalciferol, calcio o Vit.D3 y ergocalciferol o Vit.D2.

En piel por radiación UV: el 7 dehidro-colesterol, metabolito de colesterolse transforma en colecalciferol.Irradiando la levadura, su ergosterolse transforma en ergocalciferol.

Vitamina D, forma animalPor irradiación con luz ultravioleta, el ergosterolpresente en los alimentos vegetales o del 7 dehidrocolestrolpre-sente en la piel, se forma la Vit. D. La reacción fotoquímica de conversión del 7 deshidro-colesterol ocurre en la epidermis, por acción del sol, es-tando regulada por la pigmentación y queratinización. La piel blanca por su poca pigmentación y poca queratinización permite mayor paso de fotones.Por todo ello es más prohormona, que una vitamina, ambas formas metabólicamente activas, se producen en el riñón, actuando sobre el intestino y los huesos como órganos blanco.

Digestión , absorción, transporte de la Vit. D

La Vit.D de los alimentos es ingerida con las grasas, se digiere con ellas ayudada por la bilis y absorbe en el intestino delgado proximal, uniéndose a los quilomicrones para ir al hígado por la linfa. La Vit D de la piel o del intestino se fija a una proteína de unión plasmática de vitamina DBP D Binding Protein, transportada al hígado, piel, cerebro y otros tejidos para su almacenamiento.Los adultos mayores absorben bien la Vit, D pero al consumir poco calcio, no aumentan su absorción por defecto renal del metabolismo de Vit.D.

Luz UVPIEL 7DEHIDROCOLESTEROL COLECALCIFEROL COLECALCIFEROL

25 OH D

25 OH D

1,25 OH2 D

+

+

-

P↓

Paratohormona

Ca

Ca2++

+

Par

atoh

orm

ona

-

Cal

cito

nina

Genes

mARN

ProteinaCaptadora de Ca

Ca

INTESTINO

Funciones de la Vit, D

Promueve la absorción intestinal del Ca++, abarca el control de su homeostasis que requiere energía al estimular la síntesis de proteína de unión del Ca++ en el borde del cepillo.

La CaB Calbindina, Calcium Binding Protein, miembro de la familia de las calmodulinas (cadena ligera de la miosina, troponina) aparece en el tracto intestinal, páncreas, riñón, hueso, pulmones y adrenales, ayuda a regular concentración y el movimiento del Ca++a través de la célula epitelial

Participa la fosfatasa alcalina, apoyando la síntesis de Vit. D, estimulando el sistema de transporte de fosfato activo.

Aunada a la hormona paratiroidea actúa para mover el calcio de los huesos y aumenta la resorción tubular renal de Ca y P, regulando el crecimiento y desarrollo del hueso .

Vitamina E o Tocoferol

1922: Evans descubre la Vit.E al encontrar anormalidades de reproducción de ratas, que mejoraron con una dieta rica en aceites vegetales.

1927: se identifica una fracción pura la parte insaponificable del germen de trigo.

1938: se le denomina tocoferol por la palabras griegas tokos, que significa nacimiento y phero, que quiere decir producir.

Se ha señalado tocoferoles α, β, γ y δ, con propiedad antioxidante.

Vitamina E y sus funciones

Estable al calor, al O2, a la luz UV, pero se destruye en contacto grasas rancias, Pb y FeEn los alimentos actúa previniendo la peroxidaxión de ác. grasos poliinsaturadosA nivel celular protege membranas eliminando radicales libres que calatizan la peroxidación de los PUFA que constituyen los componentes estructurales de las membranas. La destrucción de ellas o el desarrollo de estructuras anormales frenen sus funciones.

Fuentes de Vit. EAmpliamente distribuida en alimentos, legumbres, frutos secos, cereales y vegetales verdes, en sus moléculas grasas. Particularmente en aceites vegetales, girasol, sésamo, soya y germen de trigo.

Aceites de oliva, coco y filete de pescado son pobres en Vit. E. Si hay Vit.E en el hígado de pescado, utilizado en los países orientales. Margarina, mayonesa, mantequilla, ricos en áci-dos grasos saturados son muy pobres en Vit.E.

Rara vez hay carencias y aún tomando dosis altas, no hay muchos reportes de toxicidad.

Vitamina K, o quinonas

Naturalmente hay dos estructuras, la Filoquinona, en plantas verdes y la Menaquinona producida por acción bacteriana en intestino

Menadiona,con doble de potencia, es un compuesto liposoluble , sintético, pero carece de la cadena lateral propia de las vitaminas naturales, por ello el cuerpo debe añadir esa cadena para que la menadiona pueda actuar.

Se ingiere digiere y absorbe igual que las otras vitaminas liposolubles.

Funciones de la Vit. KActúa en el hígado como cofactor para la carboxilasa, enzima que convierte residuos específicos de ác. Glutámico en un nuevo aminoácido, el gammacarboxiglutámico.

Las proteínas relacionadas con este aminoácido incluyen el factor de la coagulación sanguínea dependientes de la Vit, K.

Hay mecanismos complejos de la coagulación que incluyen la Vit. K.

COO COOCOOCOO

NH3

COO

Ca++ Ca++

Vit K

COO COO COOCOO

COOCOO

NH3NH3

COOCOO

ProII,VII,IX,XII,VII,IX,X

Formación de γγγγcarboxiglutamatode los Factores de coagulación

Interacción de protrombinacon plaquetas

Fuentes Vit. K Carencia Vit K

Vegetales verdes :col, brócoli, nabos, lechugas.

Frutas, cereales, y otros vegetales.

Lácteos, carnes, huevos, la tienen en menor cantidad.

Muy rara.

Guarda relación con malabsorción de lípidos.

También por destrucción de flora bacteriana por exceso de antibióticos.

Las hepatopatías pueden interferir.

Vitaminas

� Solubles en agua� B1-Tiamina

� B2-Riboflavina

� B6-Piridoxina

� B12-Cianocobalamina

� Niacina-ac.nicotínico

� Acido fólico� Ac.pantoténico� Biotina� Vitamina C-ac.ascórbico

� Solubles en solventes orgánicos� A� D� E� K

Hidrosolubles Liposolubles

Generalidades

� Casi todas las vitaminas hidrosolubles son componentes de sistemas enzimáticos esenciales, como coenzimas.

� No se almacenan en el cuerpo en cantidades apreciables y suele eliminarse el exceso por la orina.

� Es aconsejable su administración diaria para evitar su agotamiento.

Papel de las vitaminas hidrosolubles en el metabolismo intermediario

� B1 tiamina� B2 riboflavina� Niacina� Ac.pantoténico

CoA� Biotina

lípidos carbohidratos

Ciclo de Krebs

energía

proteínas

EnzimasHormonasAnticuerposNeurotrasmisores

Vitamina B1 tiamina

� Como pirofosfatoo como trifosfato, actúa en:� transformación de

energía� conducción de

membrana� conducción nerviosa� síntesis de pentosas

� Se absorbe por:� transporte activo� en medio ácido� duodeno proximal� el alcohol altera su

transporte

Tiamina

Tiamina Pirofosfato

(OH – Etil)

Tiamina: papel metabólico

Decarboxilación oxidativa del piruvato:Glicólisis

Piruvatodeshidrogenasa

Tiamina Pirofosfato

Lipoamida

Dehidrolipoliltransetilasa

DehidrolipolilDehidrogenasa

Succinato CoASintetasa

Cetoglutarato

CetoglutaratoDeshidrogenasa

Succinato

SuccinatoCoA

Tiamina: papel metabólicoDecarboxilación oxidativa del Cetoglutarato: Ciclo de Krebs

Tiamina: papel metabólico

� Sintesis de las pentosas: reacción de transcetolasa

Fructosa 6 fosfato

Gliceraldeida 3 fosfato

Transetolasa

Eritrosa 4 fosfato

Ribulosa 5 fosfato

TransaldolasaFructosa 6 fosfato

Eritrosa 4 fosfato

Vitamina B2: riboflavina

� Su forma activa es la flavina adenina dinucleótido o FAD.

� Se absorbe en el duodeno proximal por saturación.

� La presencia de otros alimentos disminuye su absorción

� el exceso se elimina por la orina

Dimetil-iso-aloxacine

Riboflavina

Nicotin-adenina-dinucleótido

Fumarato

Riboflavina: función

� Participa de la cadena respiratoria luego de la NAD nicotinamida adenina dinucleótido

� Coenzimas de las deshidrogenasas:� de la decarboxilación oxidativa� del ciclo de Krebs� de la beta oxidación

R-CH2-CH2-CH2-COOH

R-CH2-CH =CH -COOH

R-CH2-CHOH -CH2 -COOH

FAD

FADH+H

Energía

Aceptor de electrones

Donador de electrones

Citocromo

Fumarato

Succinato

Coenzima

Coenzima

Piridoxina� La actividad vitamínica se cumple

bajo la forma de:� piridoxal y� piridoxamina

� Los tres (piridoxina, piridoxal y piridoxamina) se encuentran en los alimentos en cantidades variables. En el hombre son interconvertibles

� Se absorbe en el intestino delgado� El exceso se excreta por la orina

como ácido 4piridóxico� Se fosforila para activarse

Piridoxal+ATP Piridoxal P+ADP Piridoxal

quinasa

Piridoxina

Piridoxamina

Piridoxal

Piridoxal fosfato

Piridoxina: funciones

� Interviene en:� Transaminación� Biosíntesis de Hem� Desaminación de serina y treonina� Transporte de aminoácidos a través

de la membrana� Transulfuración

Serina

Cetoácido Aminoácido

Transaminasa3 OH piruvato

Glicerato deshidrogenasa

Glicerato

Glicerato quinasa

3 - Fosfoglicerato

Reacciones desde serina a intermediarios gluconeogénicos

Alanina Cetoglutarato

Piruvato Glutamato

Biotina (vitamina B7 o Vitamina H)� Dos ciclos heterocíclicos

condensados.� Estable al calor. � En los alimentos: unida a

las proteínas. Se libera con las enzimas digestivas proteolíticas.

� Sus funciones son:� carboxilación� transcarboxilación

Biotina

Acetil CoA

.

Malonil CoA

Acetilcarboxilasa

N

C

N

C C

H2C

S

CH (CH2)4COOH)

H

HH

H

O

ácido fólico� Núcleo: pteridina-ác. para

amino benzoico- ác. glutámico

� Está en hojas de vegetales.� Gradualmente se pierde

por la luz y por el tiempo.� Absorción intestinal:

necesita hidrolasasespecíficas para convertirse de poli (1 a 7) a monoglutamato (activo).

� Función: transfiere grupos monocarbonados: metilos, formilos, hidroximetilos.

Ácido fólico

Metil-tetra-hidro-folato

Cobalamina: B12, factor antianémico� Es una porfirina de cuatro

anillos pirrólicos. Contiene cobalto. (único compuesto natural orgánico que tiene cobalto)

� Es absorbida en el intestino delgado.

� Función: � conversión de

homocisteina en metionina por l homocisteina metil transferasa

� isomerización de la l-metil malonil CoA a succinil CoA

Estabilidad del complejo B en alimentos

� Las vitaminas hidrosolubles, la vitamina C y las del complejo B son sensibles a sufrir diversos grados de degradación por los siguientes factores:� Temperatura� Concentración de sal o azúcar� Oxígeno� Enzimas y catalizadores metálicos

� Son tantos los factores que es dificil relacionar en forma precisa los precursores y los productos.Ejemplo: el ácido ascórbico por acción del oxígeno forma dehidroascórbico, la tiamina a pH ácido se destruye hasta en un 30% cuando se adiciona sulfitos a los jugos de fruta y hortalizas para evitar su pardeamiento.

Vitamina C

� Reconocida como antioxidante.� Toma el oxígeno libre de las células, resultante del

metabolismo.� Sustancia estructural del cemento intercelular.� Construye y mantiene tejidos del cuerpo.� Forma matriz del hueso, cartílago, dextrina, colágeno y

tejido conectivo.� En el tejido conectivo se encuentra en las fibras blandas.� Su deficit provoca hemorragia.� RDA en adultos 60 mg por día

Estabilidad de la riboflavina, el ácido nicotínico y la piridoxina

� La riboflavina: termoestable e insensible al oxígeno atmosférico, pero muy fotolábil.

� Por efecto de la luz se separa el ribitol y deja la lumiflavina, agente de mayor poder oxidante que la riboflavina completa, que puede destruir a otras vitaminas hidrosolubles como el ácido ascórbico.

� El ácido nicotínico: estable al igual que la riboflavina al oxígeno atmosférico pero presenta pérdidas al fraccionar mucho el alimento.

� Piridoxina: en sus tres formas, el piridoxol, piridoxamina y piridoxal poseen diferente estabilidad. La última es la más estable.