Vitaminas hidrosolubles y liposoluble. Algunas enfermedades relacionadas y qué deficiencias ocasionan PDF

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-Explica algunas funciones importantes de las vitaminas, deficiencias, qué enfermedades necesitan tomar suplementos, etc.
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TEMA 8: VITAMINAS Y COENZIMAS OBJETIVOS - Explicar la diferencia entre grupo prostético, coenzima y cofactor - Clasificar las vitaminas según su estructura, solubilidad y función biológica COFACTOR Es una molécula de naturaleza no proteica, que se encuentra unida a la parte proteica de la enzima. El cofactor es capaz de catalizar una reacción, sin embargo en presencia de la enzima, aumenta su capacidad catalítica y adquiere especificidad por el sustrato. Los cofactores constituyen el grupo prostético de la enzima, y pueden unirse a su molécula de manera fuerte o débil. Pueden ser iones metálicos como por ejemplo cobre o hierro, o ser de naturaleza orgánica, llamándose coenzima. Cuando el cofactor está unido fuertemente a la parte proteica por medio de algún enlace covalente se denomina grupo prostético. Suele funcionar como un poderoso atrayente de electrones en algún punto del ciclo catalítico. COENZIMA Son moléculas orgánicas, las cuales derivan de vitaminas y generalmente tienen un tamaño molecular mayor que los cofactores metálicos. Mantienen su estructura química a temperaturas en que las proteínas se desnaturalizan. En general, derivan de vitaminas. COFACTORES Y COENZIMAS Cofactor Mg++ Ca++

Se requiere en Enzimas que utilizan ATP Activación por AMPc

Fe2+/Fe3+ Cu1+/Cu2+ Zn2+

Hemoglobina, citocromos… Citocromo oxidasa Deshidrogenada cálcica Anhidrasa carbónica Amilasa Ureasa

ClNi

Procesos Fosforilación Contracción muscular Glucogenólisis, coagulación...

Transporte de electrones Transporte de electrones

Varios Hidrólisis

VITAMINAS PRECURSORAS DE COENZIMAS Vitamina

Coenzima

Reacción

Biotina Cobalamina (B12) Ácido fólico

Biocitina Coenzimas de cobamida

Carboxilación Alquilación

Tetrahidrofosfato

Transferencia de un carbono

Nicotinamida (B3) Piridoxina (B6)

NAD, NADP Fosfato de pridoxal

Riboflavina (B2) Tiamina (B1)

Pirofosfato de tiamina

Oxidorreducción Transferencia de grupos amino Oxidorreducción Transferencia de aldehídos

FAD, FMN

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Síndrome carencial Anemia perniciosa Anemia megaloblástica pelegra Beribiri

VITAMINAS Las vitaminas son sustancias orgánicas imprescindibles en pequeñas cantidades en los procesos metabólicos de los seres vivos. No apartan energía, puesto que no se utilizan como combustible, pero sin ellas el organismo no es capaz de metabolizar los alimentos. Normalmente, se designan utilizando letras mayúsculas, el nombre de la enfermedad que ocasiona su carencia o el nombre de su constitución química. Deben ingerirse en la dieta, puesto que el cuerpo humano no puede sintetizarlas. Una excepción es la vitamina D, derivada del colesterol, que se puede formar en la piel con la exposición al sol, y las vitaminas K, B1, B2 y ácido fólico, que se forma en pequeñas cantidades en la flora intestinal. Existen 13 vitaminas esenciales en la dieta. Algunas se ingieren como provitaminas inactivas que se transforman en activas por modificación molecular. El consumo de tabaco, alcohol o drogas en general provoca un mayor gasto de algunas vitaminas. Los trastornos orgánicos son: - Avitaminosis. Si hay carencia total de una o varias vitaminas - Hipovitaminosis. Si hay carencia parcial de vitaminas - Hipervitaminosis. Si existe un exceso de una o varias vitaminas, sobre todo de las liposolubles, que se eliminan peor por la orina, o no se eliminan. Las vitaminas se clasifican en liposolubles (A, D, E, K, F), solubles en grasas y aceites y las hidrosolubles (C, H, B1, B2, B3, B5, B 6, B12), que se disuelven en agua. También existen falsas vitaminas o vitaminoides como inositol, colina y ácido fólico. Vitamina A o retinol

La vitamina A o retinol es una vitamina liposoluble; ayuda a la formación y mantenimiento de dientes sanos y tejidos blandos y óseos de las mucosas y de la piel. Es un nutriente esencial para el ser humano. Se conoce también como retinol, ya que genera pigmentos necesarios para el funcionamiento de la retina. Desempeña un papel importante en el desarrollo de una buena visión, especialmente ante la luz tenue. También se requiere para la reproducción y la lactancia. El β-caroteno, que tiene propiedades antioxidantes, es el precursor de la vitamina A. Esta vitamina no existe como un único compuesto, sino más bien en diversas formas. Los precursores de la vitamina A (provitaminas) están presentes en alimentos de origen vegetal, los carotenoides . El descubrimiento de la vitamina A es en 1908, cuando investigaciones en el ganado, indicaban que existían otros factores diferentes a los carbohidratos, proteínas y grasas, que eran necesarios para el mantenimiento de la salud de los animales. La vitamina A se expresa en Unidades Internacionales (UI) o como equivalentes de retinol (ER), así 1 UI vitamina A = 0.3 µg de retinol. Debido a que la producción de retinol se realiza a partir de provitaminas en el organismo, su producción es regulada por la cantidad disponible de retinol en el cuerpo. La absorción de las provitaminas depende en gran parte de la cantidad de grasas ingeridas, ya que éstas incrementan la absorción de las provitaminas. La ingesta diaria recomendada de Vitamina A es de 5000 UI (o 3 mg de betacaroteno), para hombres. 4000 UI (ó 2.4 mg betacaroteno), para mujeres. Limite máximo 3000 µg (10000 UI).

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Deficiencia de Vitamina A Las primeras manifestaciones que ocasiona la deficiencia de la vitamina A son los problemas de acné y de la visión, y más específicamente afecta la visión nocturna. La deficiencia prolongada genera una serie de cambios radicales a nivel ocular, entre ellos la xeroftalmia. El proceso ocurre en forma progresiva, primero se produce resequedad en la conjuntiva (xerosis) y el epitelio normal del conducto lagrimal y de la mucosa que es reemplazado por un epitelio queratinizado. Luego ocurre una acumulación de la queratina en placas pequeñas y eventualmente se produce la erosión de la superficie rugosa de la córnea, con ablandamiento y destrucción de la misma desencadenando en ceguera total. Otros cambios incluyen el incremento de infecciones. Exceso de vitamina A Debido a que la vitamina A es liposoluble y no se excreta con facilidad, consumir un exceso a través de la dieta es posible en comparación con las vitaminas hidrosolubles, como las del complejo B o la vitamina C. Algunos de sus efectos tóxicos son la aparición de náuseas, ictericia, irritabilidad, anorexia, la cual no debe ser confundida con anorexia nerviosa (desorden alimentario), vómitos, visión borrosa, dolor de cabeza, dolor y debilidad muscular y abdominal, somnolencia y estados de alteración mental. La toxicidad aguda, ocurre generalmente con dosis de 25000 UI/kg, mientras que la toxicidad crónica, ocurre con 4000 UI/kg diario por 6 –15 meses. Sin embargo, la toxicidad hepática puede ocurrir a niveles más bajos, con 15000 UI diarios. En individuos con fallo renal, 4000 UI pueden causar daños importantes. Además de esto, un consumo excesivo de alcohol puede incrementar tal toxicidad. En casos crónicos, se evidencia pérdida de cabello, sequedad de las membranas mucosas, fiebre, insomnio, fatiga, pérdida de peso, fracturas de hueso, anemia, y diarrea.

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Vitamina D

Colecalciferol (D3)

Ergocalciferol (D2)

Calcitriol (1,2,5-dihidroxicolecalciferol). La vitamina D es un esteroide. Se le llama también vitamina del raquitismo ya que su déficit provoca esta enfermedad. Es una provitamina soluble en grasas y se puede obtener de dos maneras:  Mediante la ingesta de alimentos que contengan esta vitamina, por ejemplo: la leche y el huevo.  Por la transformación del colesterol o del ergosterol (propio de los vegetales) por las radiaciones solares. La vitamina D es la encargada de regular el paso de calcio (Ca2+) a los huesos. Si la vitamina D falta, este paso no se produce y los huesos empiezan a debilitarse y a curvarse produciéndose malformaciones irreversibles: el raquitismo. Esta enfermedad afecta especialmente a los niños. La Vitamina D representa un papel importante en el

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mantenimiento de órganos y sistemas a través de múltiples funciones, tales como: la regulación de los niveles de calcio y fósforo en sangre, promoviendo la absorción intestinal de los mismos a partir de los alimentos y la reabsorción de calcio a nivel renal. Con esto contribuye a la formación y mineralización ósea, siendo esencial para el desarrollo del esqueleto. Sin embargo, en dosis muy altas, puede conducir a la debilitación ósea. También inhibe la secreción de la Parathormona (PTH) desde la glándula paratiroides y afecta el sistema inmune por su papel inmunosupresor, promoción de fagocitosis y actividad antitumoral. La deficiencia de Vitamina D, puede ocurrir por una dieta inadecuada y por la falta de exposición solar; también puede ocurrir por desórdenes que limiten su absorción, o condiciones que limiten la conversión de Vitamina D en metabolitos activos, tales como alteraciones en hígado o riñón, o raramente por algunos desordenes hereditarios. La deficiencia de la vitamina D, ocasiona disminución de la mineralización ósea, conduciendo a raquitismo en niños y osteomalacia en adultos, incluso se asocia con la aparición de osteoporosis. Por otra parte, algunas investigaciones indican que la deficiencia de Vitamina D está vinculada al cáncer de colon. Formas de vitamina D  Vitamina D2: ergocalciferol (obtenido del ergosterol (origen vegetal)  Vitamina D3: colecalciferol (obtenido del 7-dehidrocolesterol (origen animal) Los rayos ultravioletas de la luz solar son los responsables de la producción de ambas formas de vitamina. No obstante, en ciertas partes del mundo con limitada cantidad de luz solar existe la posibilidad de que la cantidad de vitamina D no sea siempre suficiente. Para prevenir esta posibilidad, la leche se fortalece actualmente con la vitamina D2. El color de la dermis dado por la melanina presente en los melanocitos es una forma de protección que filtra los excesos de radiación UV particularmente intensa en las zonas intertropicales y en las polares,en donde por presión evolutiva hay un predominio natural de pigmentaciones oscuras de la piel. Sin embargo en las zonas comprendidas entre los trópicos y los círculos polares la radiación UV del Sol al ser más baja ha significado una presión evolutiva como para que surgieran grupos poblacionales (hace unos 40mil años) con piel e incluso ojos y cabellos claros. Las vitaminas D2 y D3 se encuentran de forma natural en algunos alimentos, aunque siempre aportando cantidades limitadas, siendo mucho mayor la aportación producida por la piel al exponerse a rayos ultravioleta UVB. Los trabajos pioneros en aislar vitamina D y determinar su papel en el raquitismo se llevaron a cabo por Edward Mellanby 1918-1920. En el 2007 se ha descubierto que la vitamina D parece cumplir también funciones antienvejecimiento. Deficiencia La deficiencia de vitamina D causa también:  Osteoporosis: caracterizada por huesos frágiles.  Osteomalacia: una enfermedad que debilita los huesos en adultos y que es similar al raquitismo. La malnutrición de vitamina D también puede estar ligada a enfermedades crónicas como el cáncer (pecho, ovario, colon y próstata), dolor crónico, debilidad, fatiga crónica, enfermedades autoinmunes como la esclerosis múltiple y la diabetes tipo 1, elevación de la presión arterial, enfermedades mentales--depresión, desórdenes afectivos estacionales y posiblemente con la esquizofrenia--enfermedades del corazón, artritis reumatoide, psoriasis, tuberculosis y enfermedad inflamatoria del intestino. Los requerimientos de Vitamina D, se incrementan con la edad, mientras que la habilidad para convertir 7-dehidrocolesterol a provitamina D3 disminuye. También la habilidad renal para convertir calcidiol en calcitriol también disminuye con la edad, lo que indica la necesidad de incrementar la cantidad de esta vitamina en ancianos. Teniendo en cuenta esto se concluyó que para prevenir de forma óptima las fracturas osteoporóticas, se recomiendan concentraciones de calcidiol en sangre mayores a 30 ng/ml, lo cual es equivalente a 75 nmol/L.

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Sobredosis de vitamina D La vitamina D se almacena en el cuerpo humano como calcidiol (25(OH) D) y es distribuida ampliamente por todo el organismo, teniendo una vida media corta (cerca de 20-29 días). Sin embargo, la síntesis de la forma bioactiva es finamente regulada y la toxicidad usualmente solo ocurre a dosis excesivas. Aunque los niveles de concentración de vitamina D en la alimentación normal y en cápsulas de suplementación son muy bajos para llegar a ser tóxicos en adultos, es necesario considerar que a su vez, en los mismo existe un alto contenido de Vitamina A en el aceite de hígado de bacalao, con lo que es posible alcanzar niveles tóxicos de Vitamina A (no vitamina D). La exposición a rayos solares por periodos extensos de tiempo no causa toxicidad por vitamina D. Esto debido a que en la exposición solar ultravioleta de individuos durante 20 minutos aproximadamente, la concentración de los precursores de vitamina D producidos en la piel alcanza un equilibrio, que permite que la Vitamina D que se produce se degrade fácilmente. La máxima producción endógena por exposición solar de todo el cuerpo, es de 250 microgramos (10000 UI) por día. Algunos de los síntomas por toxicidad con vitamina D son: hipercalcemia (nivel elevado de calcio en la sangre), el cual es causado por un aumento en la absorción intestinal de calcio. La toxicidad por el consumo de la provitamina D, también puede convertirse en una causa de hipertensión arterial. Dentro de los síntomas gastrointestinales por toxicidad se incluyen: anorexia, náuseas y vómitos, los cuales pueden ser seguidos de poliuria (producción excesiva de orina), polidipsia (sed incrementada), debilidad, nerviosismo, y eventualmente falla renal. Los cuadros de toxicidad, se tratan suspendiendo la suplementación y restringiendo la ingesta de calcio. Si la toxicidad es severa, los niveles de calcio en la sangre pueden ser reducidos con corticoesteroides. En algunos casos el daño renal es irreversible.

α-Tocopherol o Vitamina E El alfatocoferol o vitamina E es una vitamina liposoluble que actúa como antioxidante a nivel de la síntesis del hemo, que es una parte esencial de la hemoglobina de los glóbulos rojos. Fuentes de Vitamina E La vitamina E se encuentra en muchos alimentos, principalmente de origen vegetal, sobre todo en los de hoja verde, semillas, entre ellos el brócoli, las espinacas, la soja, el germen de trigo y la levadura de cerveza; también puede encontrarse en alimentos de origen animal como la yema de huevo. Normalmente se suele considerar un aporte de vitamina a los aceites vegetales. Algunas dietas que emplean desayunos de cereales aportan una gran cantidad de vitamina E al cuerpo. El enranciamiento oxidativo que ocurre en algunos alimentos destruye las vitaminas liposolubles, particularmente las vitaminas A y E (tocoferoles). La vitamina E en estado natural tiene cerca de ocho formas diferentes de isómeros La ingestión diaria recomendada es para un adulto de 15 mg o 25 UI. Para los niños es de aproximadamente 10 UI. Tiene ventajas en algunos aspectos de nuestro cuerpo:

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   

'Sistema circulatorio' 'Propiedades antioxidantes' 'Propiedades oculares' 'Prevención del Parkinson'

Deficiencia de Vitamina E Existen tres situaciones específicas para la deficiencia de vitamina E. Se ha observado en personas que no pueden absorber dietas ricas en grasas, en niños prematuros con un muy bajo peso corporal (nacimientos con menos de 1,5 kg), y en individuos con extraños desórdenes en el metabolismo de las grasas. La deficiencia en vitamina E se caracteriza generalmente por trastornos neurológicos debidos a una mala conducción de los impulsos nerviosos. Los individuos que no pueden absorber grasas requieren suplementos de vitamina E debido a que es muy importante esta vitamina en los procesos de absorción del tracto gastrointestinal. Cualquier diagnosis con fibrosis quística, individuos que han sido operados habiéndole quitado parte o todo el intestino o estómago, e individuos que tienen incapacidad de absorción de grasas tales como aquellos que sufren la Enfermedad de Crohn necesitan un suplemento de vitamina E recetada por el médico. Las personas que no pueden absorber grasas suelen tener una diarrea crónica. Vitamina K

La vitamina K, también conocida como fitomenadiona, es un grupo derivado de 2-metil-naftoquinonas. Son vitaminas solubles en lípidos e insolubles en agua, principalmente requeridas en los procesos de coagulación de la sangre. Pero también sirve para generar globulos rojos (sangre). La vitamina K2 (menaquinona) es normalmente producida por una bacteria intestinal, y la deficiencia dietaria es extremadamente rara, a excepción que ocurra una lesión intestinal o que la vitamina no sea absorbida.

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Fue descubierta en 1935 por el danés Henrik Dam al intentar curar a unos pollos que morían en poco tiempo de una grave enfermedad hemorrágica; es fundamental por tanto para la coagulación. La referencia de ingesta dietética según Estados Unidos, considerada adecuada para un hombre adulto de vitamina K es de 120 microgramos/día. No han sido determinados niveles máximos tolerables. El cuerpo humano almacena Vitamina K, así que no es necesario suplementar diariamente. La deficiencia de la vitamina K puede ocurrir por alteraciones en la absorción intestinal, lesiones en el tracto gastroentestinal (como podría ocurrir en obstrucción del conducto biliar), ingesta terapéutica o accidental de antagonistas de la vitamina K o muy raramente por deficiencia nutricional.

Vitamina C

La Vitamina C o enantiómero L del ácido ascórbico, es un nutriente esencial para los humanos. La presencia de esta vitamina es requerida para un cierto número de reacciones metabólicas en todos los animales y es sintetizada internamente por casi todos los organismos, siendo los humanos una excepción. Su deficiencia causa escorbuto en humanos de ahí el nombre de ascórbico que se le da al ácido. Es también ampliamente usado como aditivo alimentario. En organismos vivos, el ascorbato es un antioxidante, pues protege el cuerpo contra la oxidación, ya que actúa como transportadora de oxígeno e hidrógeno, y es un cofactor en varias reacciones enzimáticas vitales, ya que interviene en la asimilación de ciertos aminoácidos, ácido fólico y del hierro. Las personas que consumen dietas ricas en ácido ascórbico de fuentes naturales, como frutas y vegetales son más saludables y tienen menor mortalidad y menor número de enfermedades crónicas. Sin embargo, un reciente analisis de 68 experimentos confiables en los que se utilizó la suplementación con vitamina C , concluyeron que el consumo adicional de ascorbato a través de suplementos puede no resultar beneficioso como se pensaba. Una gran mayoría de animales y plantas son capaces de sintetizar vitamina C, a través de una secuencia de 4 pasos enzimáticos, los cuales convierten la glucosa en vitamina C. La glucosa necesaria para producir ascorbato en el hígado (en mamíferos) es extraída del glucógeno, por esto la síntesis de ascorbato es un proceso glicólisis-dependiente. En reptiles y pájaros la biosíntesis es llevada a cabo en los riñones. Los seres humanos no poseen la capacidad enzimática de sintetizar la vitamina C. La causa de este 8

fenómeno es que la última enzima del proceso de síntesis, la L-glucolactona oxidasa esta ausente debido a que el gen para esta enzima es defectuoso. La mutación no es letal para el organismo, debido a que la vitamina C es abundante en las fuentes alimentarias. Se ha detectado que las especies con esta mutación (incluyendo humanos) han adaptado un mecanismo de reciclaje para compensarla. La vitamina C puede absorberse como Ácido ascórbico y como Ácido dehidroascorbico a nivel de mucosa bucal, estómago y yeyuno (intestino delgado), luego es transportada vía vena porta hacia el hígado para luego ser conducida a los tejidos que la requi...