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LAS VITAMINASEl estudio de las vitaminas fue muy confuso, ya que se sabía que el organismo requería indispensablemente de compuestos contenidos en los alimentos en muy pequeñas cantidades, pero no identificadas; por es te motivo fueron confundidas con algunos oligoelementos como el hierro, yodo, mag...

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Bioquímica Clínica

Las vitaminas

LAS VITAMINAS El estudio de las vitaminas fue muy confuso, ya que se sabía que el organismo requería indispensablemente de compuestos contenidos en los alimentos en muy pequeñas cantidades, pero no identific adas; por este motivo fueron confundidas con algunos oligoelementos como el hierro, yodo, magnesio, zinc, bromo, etc. que también se encuentran contenidos en los alimentos en pequeñas cantidades y son esenciales para la vida; también fueron confundidas con compuestos orgánicos como los ácidos grasos insaturados, esenciales para el organismo y cuya deficiencia provoca serias alteraciones orgánicas, sin embargo, rápidamente se realizó la diferenciación al observar que los ácidos grasos insaturados se requerían en cantidades elevadas.

ceguera nocturna y xeroftalmia; la deficiencia de vitamina D, ocasiona raquitismo en los niños y osteomalacia en los adultos, etc. Debido a la capacidad del organismo para almacenar sobrantes de vitaminas liposolubles, la ingestión excesiva por ej. de vitaminas A y D pueden causar hipervitaminosis. Al retinol (vit. A), al beta caroteno y al alfa tocoferol se les atribuye una acción preventiva del cáncer, debida a sus propiedades antioxidantes.

En realidad el comienzo del periodo científico de las vitaminas, se fija habitualmente en la persona de Gustav von Bunge, uno de cuyos discípulos, Lunin, escribió en 1881 que la leche además de caseina, materia grasa, lactosa y sales, debe contener otras sustancias igualmente indispensables para la vida. Sin embargo, el término “Vitamina” recién fue creado por Funk en 1911.

Provitaminas. Son sustancias naturales muy emparentadas con las vitaminas, y que por una serie de reacciones químicas o físicas se trasforman en vitaminas. Existen vitaminas a las cuales no se pudo hacer corresponder una provitamina.

Hipo e hipervitaminosis. Hipovitaminosis, es el trastorno o enfermedad ocasionado por la falta o déficit de determinada vitamina; e Hipervitaminosis es el trastorno consecutivo a la ingestión excesiva de alguna vitamina.

Antivitaminas. Son sustancias con estructura química muy parecida a la de la vitamina y que administradas no permiten que las vitaminas se utilicen normalmente.

Desde el punto de vista de su estructura química, las vitaminas constituyen un conjunto de sustancias muy heterogéneas y se debe recurrir a varios criterios si se desea definirlas, es así que se dice que “vitaminas son sustancias orgánicas sin valor energético ni estructural propios, cumplen funciones metabólicas importantes, son indispensables para el crecimiento y desarrollo del organismo y actúan en mínimas cantidades”. Muchas actúan como coenzimas o grupos prostéticos de enzimas responsables de promover reacciones químicas indispensables.

NOMENCLATURA. El término “Vitamina” fue creado por Funk en 1911 a propósito de la tiamina, para indicar que esta sustancia era una amina indispensable para la vida, fue aislada de la corteza de arroz y protege del Beri-Beri. Con el transcurso de los años, este término se generalizó y se usa para nombrar a todos los factores alimenticios orgánicos indispensables para la vida y que actúan en muy pequeñas cantidades. Cuando la naturaleza química de las vitaminas era desconocida, se las designó empleando letras del alfabeto y números subíndices en los casos necesarios. En la actualidad hay tendencia a designarlas con nombres especiales vinculados a su estructura química y acción fisiológica, por ejemplo:

Las vitaminas son compuestos orgánicos biológicamente activos, esenciales para la salud, el crecimiento y el desarrollo, que el organismo no puede sintetizar; sin embargo hoy se sabe que algunas vitaminas si son sintetizadas en el organismo aunque en cantidades mínimas. Se obtienen mediante la dieta, y son transportadas por la sangre en concentraciones muy bajas, hasta los órganos destino.

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Una dieta equilibrada contiene la cantidad adecuada de vitaminas para el normal desarrollo y funcionamiento del organismo, no siendo necesario administrar dosis adicionales de determinada vitamina. Sólo se producen deficiencias vitamínicas cuando la dieta es rica en azúcares o en aquellos casos en los que existe gran consumo de calorías ocasionado por las enfermedades consuntivas, fiebre, ejercicios físicos desmedidos, etc.; siendo en estos casos necesaria la administración de dosis adicionales de vitaminas.

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Los estados que afectan la digestión y absorción de las vitaminas liposolubles, como las esteatorreas y los trastornos del sistema biliar, pueden conducir a deficiencias vitamínicas, así como las carencias alimenticias afectan las funciones de estas vitaminas; por ejemplo, la deficiencia de vitamina A produce

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Vitamina “A” retinol o antixeroftálmica. Vitamina “D” calciferol, o antirraquítica. Vitamina “E” alfa-tocoferol, vitamina antidistrófica o antiesterilidad. Vitamina “K” filoquinona, o antihemorrágica. Vitamina “C” ácido ascórbico o antiescorbútica. Vitamina “B1” tiamina, aneurina o antineurítica o antiberiberica. Vitamina “B2” piridoxina, piridoxal o factor antidermatitico. Vitamina “B 3” vitamina PP, ácido nicotínico o nicotinamida. Vitamina “B5” ácido pantoténico. Vitamina “B6” piridoxina o piridoxamina. Vitamina “B8” o vitamina H. Vitamina “B9” o ácido fólico. Vitamina “B12” o cianocobalamina

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FUENTES La vitamina “A” o retinol sólo se encuentra en los alimentos de origen animal como son los aceites de pescados (atún, bacalao, alibut, tiburón, etc.), también se encuentra en la mantequilla, el queso y huevo; en cambio, las provitaminas o carotenos principalmente se encuentran en los vegetales como las zanahorias, calabaza, tomates, duraznos, espinacas, camote, etc., aunque también se encuentra en los riñones, bazo, leche y mantequilla.

CLASIFICACIÓN. Las vitaminas se clasifican según su solubilidad en: vitaminas liposolubles y vitaminas hidrosolubles. VITAMINAS LIPOSOLUBLES Las vitaminas liposolubles son moléculas hidrófobas apolares derivadas del isopreno, no pueden ser sintetizadas por nuestro organismo en cantidades adecuadas, por lo tanto deben ser suministradas por la alimentación. Sólo son absorbidas con eficiencia cuando existe la presencia de sales biliares, es decir cuando la absorción de los lípidos es normal. Una vez absorbidas, son transportadas en la sangre de la misma manera que cualquier lípido apolar, en las lipoproteínas o proteínas fijadoras específicas. Las vitaminas liposolubles tienen funciones variadas, por ejemplo, la vitamina A, la vista; la vitamina D, el metabolismo del calcio y fosfato; la vitamina E, antioxidante; la vitamina K, en la coagulación sanguínea. Hoy se sabe que la Vitamina D es en realidad una prohormona.

METABOLISMO La vitamina A y los carotenos se absorben en el intestino con la presencia indispensable de sales biliares; los carotenos se transforman de inmediato en retinol, en la pared intestinal al ser atacados por las carotenasas que liberan la estructura de la vitamina A. Los ésteres de vitamina A de cadena larga ingresan a la circulación sanguínea por el conducto torácico, provocando la aparición de un pico de vitaminemia A, aproximadamente a las 4 horas de la administración. El nivel en sangre baja rápidamente a medida que se va realizando el almacenamiento que se lleva a cabo principalmente mediante la esterificación con ácidos grasos (palmitato) en las células de Kupffer del hígado, que contienen un 90 % del total de las reservas del organismo. El hígado es el principal órgano de almacenamiento de vitamina A, pero también se encuentra en las glándulas sebáceas, retina y epidermis.

VITAMINA “A” Se la llama “retinol” por su composición química y “antixeroftálmica” por su acción fisiológica. En 1919 Stembook relaciona ciertas alteraciones de las conjuntivas con sustancias contenidas en los alimentos, que no eran otras que los carotenos elaborados por los vegetales. En esa misma época, Palmer realiza una serie de experimentos en animales de laboratorio, demostrando que las alteraciones que se presentaban en las conjuntivas y en el desarrollo se curaban con la administración de grasa de cerdo, y consideró que los carotenos encontrados por Stembook no tienen relación con estos cuadros. Diez años después, Morris toma como punto de partida de sus estudios a los carotenos encontrados por Stembook y demostró que estos compuestos eran las provitaminas A, que al ser introducidos al organismo de los animales se transforman en vitamina A o retinol.

El retinol liberado por hidrólisis pasa al torrente sanguíneo, en el cual se encuentra en una concentración relativamente constante, en el plasma circula unido a una proteína específica que se sintetiza en el hígado y que se denomina retinol binding protein (RBP). Por lo tanto, la concentración de retinol en plasma depende no sólo del contenido en la dieta, sino también del aporte suficiente de los aminoácidos necesarios para la síntesis de la RBP. La concentración plasmática normal de vitamina A, es de 20 a 80 microgramos/dl, que permite hasta cierto punto valorar las reservas del organismo. Cifras inferiores a 10 ug/dL indican la existencia de una carencia confirmada.

PROPIEDADES FISICOQUIMICAS En 1937 Karrer dio a conocer la fórmula química de esta vitamina y demuestra que es un alcohol no saturado que tiene el ciclo de la beta-ionona y una larga cadena con dobles enlaces, el último carbono puede llevar el grupo aldehído entonces se trata de la vitamina A1 aldehídica o “retinal” o este carbono llevar un grupo alcohol, en este caso es la vitamina A1 alcohólica o “retinol”. Puede presentar 16 formas isómeras de las que el retinol alotrans es la forma biológicamente más activa y el isómero 11-cis (neovitamina A) con una actividad biológica de tan solo un 75 % de la anterior.

Se elimina por la orina como ácido retinoico, en forma libre o no conjugada y el ácido oxiretinoico. Solo en casos de administración de cantidades importantes podría eliminarse por las heces fecales una parte de vitamina A no modificada. ACCIÓN FISIOLÓGICA . Entre las funciones más importantes tenemos:   

El retinol alotrans se presenta en forma de cristales de color amarillo pálido, prismático o eventualmente en forma de agujas. El retinol alotrans y sus ésteres (acetato y palmitato) son insolubles en agua, pero fácilmente solubles en éter, cloroformo, acetona, grasas y aceites. Se degradan rápidamente por acción de la luz, el oxígeno y los ácidos. La presencia de antioxidantes, por ejemplo: alfa-tocoferol, aumenta su estabilidad.

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Rige el crecimiento. Favorece la formación del tejido colágeno. Interviene en la formación de la serie granulocítica de los glóbulos blancos. Favorece la normal constitución del tejido epitelial. Interviene en la biosíntesis y utilización de las proteínas. Cumple una misión muy importante en el ciclo visual.

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OSCURIDAD

11 cis-retinal-CHO

OPSINA

RODOPSINA

LUZ

Trans retinal CHO

NADH + H+

NADH + H+ RETINOL DESHIDROGENASA

NAD+

Cis-retinol-CH2OH

NAD+ ISOMERASA

(HÍGADO)

Trans retinol CH2OH

Intervención del retinol en el ciclo visual

El cis retinol, por vía sanguínea, llega a la retina donde en presencia de la enzima retinol deshidrogenasa dependiente del NAD+ se convierte en el 11-cis-retinal totalmente activo, para combinarse nuevamente con la opsina y resintetizar rodopsina, esta reacción se lleva a cabo en forma espontánea y en la oscuridad.

EL RETINOL Y EL CICLO VISUAL Una de las funciones más importantes de la vitamina A es su acción en el ciclo visual. La retina es la parte nerviosa del globo ocular, donde existen 2 tipos de estructuras sensibles a la luz; los conos y los bastoncitos. Los bastoncitos son estimulados por la luz difusa y poco intensa, mientras que los conos son estimulados por la luz brillante y los colores.

En los conos de la retina existen tres pigmentos visuales sensibles a la luz roja, azul y verde que difieren entre sí por sus opsinas (yodopsinas), pero todos ellos contienen 11 cis retinal como cromóforo. Así, gracias a las rodopsinas de sus bastoncitos y a las yodopsinas de sus conos, se explica que los ojos del hombre puedan cubrir un tan amplio espectro de colores.

La adaptación a la oscuridad es un fenómeno de naturaleza química que se hace posible por la presencia de pigmentos fotosensibles en los bastoncitos de la retina, La descomposición de estos por una luz poco intensa provoca el paso del impulso nervioso antes de que los pigmentos hayan sido resintetizados.

DEFICIENCIA DE VITAMINA A. En adultos generalmente es secundaria a alteraciones en la absorción como en la enfermedad celiaca, sprue, atresia de vías biliares, cirrosis hepática, secuelas de cirugías, en la anorexia nerviosa, etc.; además, puede presentarse deficiencia debido a un aporte insuficiente de proteínas que proporcionan los aminoácidos necesarios para la síntesis de RBP. En los niños, la deficiencia va asociada a una mal nutrición general (frecuentemente asociada al kwashiokor) como ocurre en algunas zonas de países de África y las Américas Central y del Sur, en los que se considera como una causa importante de ceguera.

En las estructuras nerviosas de la retina existen sustancias de tipo carotenoide (11-cis-retinal) que se unen a proteínas especiales que son las opsinas para formar el pigmento rodopsina o púrpura visual, que es una cromoproteína fotosensible que se sintetiza en la oscuridad, cuya excitación se traduce en corrientes nerviosas que provocan sensaciones específicas en la corteza cerebral. Entonces la opsina (proteína) y el 11cis-retinal (sustancia carotenoide) forman la rodopsina o púrpura visual. Se recomienda observar con atención el gráfico anterior. Desde el punto de vista funcional, el ciclo visual comienza con la acción de un fotón sobre el 11-cisretinal de la rodopsina que se decolora e isomeriza en todo trans retinal y opsina, esta isomerización se acompaña de un cambio conformacional que induce una modificación en la permeabilidad a los cationes sodio (Na+), incremento en la polarización de membrana y el disparo de un impulso nervioso que informa a la corteza cerebral sobre la llegada de luz a la retina.

La vitamina A es necesaria para la integridad de la piel y mucosas debido a que es útil para la síntesis de los mucopolisacáridos y la secreción de moco. El déficit de retinol se manifiesta por atrofia de los epitelios con estratificación y queratinización anómalas de la piel dando lugar a foliculosis, hiperqueratosis folicular y frinodermia (piel de sapo), un síntoma precoz es la piel seca, áspera y pruriginosa. Estas modificaciones se observan también en las mucosas disminuyendo la resistencia a las infecciones.

El todo-trans-retinal que se desprende de la rodopsina, posee un grupo aldehído que se reduce con NADH + H+ y da origen al alcohol trans retinol; esta reacción es paulatina y catalizada por acción de la enzima retinol deshidrogenasa. En el hígado, el trans retinol se transforma en el cis retinol por acción de una isomerasa.

El déficit de vitamina A provoca alteraciones en la regeneración de la rodopsina o púrpura visual. Los primeros síntomas del déficit son la xeroftalmia (sequedad extrema de la córnea y conjuntivas), se presentan manchas de Bitot en la esclerótica, que son

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denominación de vitamina D y es la vitamina D3 o colecalciferol.

manchas blancas, triangulares y aspecto espumoso en los lados externos e internos de la córnea, constituidas por masas de epitelio corneal desprendido. Las glándulas de Meibonio, que se encuentran situadas a lo largo de los párpados, pueden aumentar de tamaño, adoptando un aspecto similar al de las cuentas de un rosario. Si no se trata, puede ocasionar xerosis corneal con fotofobia, queratomalacia (caracterizada por edema, reblandecimiento, úlceras y necrosis de la córnea), perforación corneal, hundimiento del iris y destrucción del cristalino, llegando a la pérdida del globo ocular. Ver figura 2-2 de la página….

Estas 2 provitaminas son muy similares químicamente, se trata de esteroides con un ciclo pentano perdidrofenantreno, y que difieren tan solo por su cadena hidrocarbonada en la posición 17 del ciclo. La vitamina D es un polvo cristalino de color blanco amarillento, insoluble en el agua y ligeramente soluble en grasa y aceites, soluble en alcohol y fácilmente soluble en éter y cloroformo. En el hombre y los animales la provitamina es el 7-dehidrocolesterol y en los vegetales es el ergosterol ambas se transforman, por acción de los rayos solares en las vitaminas D3 y D2 respectivamente.

La deficiencia de retinol ocasiona la detención del crecimiento de los huesos, que también se manifiesta en los huesos del cráneo y la columna vertebral y como el tejido nervioso continua creciendo se produce una alteración mecánica en el desarrollo del cerebro y la médula espinal, ya que el continente es menor que el contenido ocasionando serias alteraciones en el sistema nervioso central. La detención del crecimiento se debe a una defectuosa síntesis del ácido condroitinsulfúrico,

FUENTES El ergosterol es el más común en el reino vegetal, de escaso valor para el hombre debido a su casi nula absorción. En el hombre y los animales la estructura más frecuente es el 7-dehidrocolesterol que se encuentra debajo de la piel y es activado por los rayos ultravioletas del sol.

VITAMINA”D” Por su composición química es el calciferol (colecalciferol) y por su acción fisiológica es la vitamina antirraquítica.

La vitamina D se encuentra en cantidades apreciables en el hígado, leche, mantequilla, huevos, carne de pescado y sobre todo en los aceites extraídos del hígado de bacalao y rabadallo que contiene una cantidad extremadamente elevada. Se encuentra en poca cantidad en frutas como el damasco, la chirimoya, etc.

Está muy relacionada con el raquitismo que fue individualizado y descrito por médicos ingleses en los años 1645 a 1650. Glissen hizo una descripción completa de esta enfermedad; Palm en 1890 realiza una nueva descripción y la relaciona con la falta de radiación solar, haciendo notar que se presenta con mayor frecuencia en niños de las clases sociales pobres en las grandes ciudades industriales y a las que los rayos solares llegan muy poco como Londres, Glasgow y Nueva York. En 1906, Hopkins refuta esta teoría indicando que los esquimales, que ven el sol cada 6 meses, no presentan raquitismo, por otra parte curó a un grupo de animales raquíticos sometiéndolos a un dieta semejante a la de los esquimales, es decir, en base a peces, por lo que supuso que esta carne contenía alguna sustancia con propiedades antirraquíticas, que fue descubierta entre los años 1930 a 1940 en el aceite de hígado de bacalao.

METABOLISMO La vitamina D3 se absorbe fácilmente en el intestino, pero con la presencia imprescindible de sales biliares. Luego de su absorción intestinal que es relativamente rápida, la vitamina D circula lentamente a través de los vasos linfáticos en forma libre o esterificada por ácidos grasos. Cualquiera sea su origen, aportada por la alimentación o sintetizada en la dermis gracias a la acción de los rayos ultravioleta de la luz solar; la vitamina D es liposoluble, y sólo puede circular libremente en el plasma unida a una proteína que la protege de la oxidación, y, por ende de la inactivación. De esta manera es transportada hasta el hígado donde sufre una primera hidroxilación en la posición 25 que conduce a la formación del 25 hidroxicolecalciferol o 25 (OH) D3, gracias a la acción de la enzima 25 hidroxilasa específica. Este metabolito circula libremente en el plasma unido ...