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VITAMINASBIOQUÍMICA
Q.F. FREDY MARTOS RODRÍGUEZ
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VITAMINAS• Compuestos orgánicos heterogéneos requeridos para el crecimiento normal y el mantenimiento
de la vida en los animales (hombre).
• Como regla general los animales son incapaces de sintetizar estos compuestos mediante procesos anabólicos independientes del medio además del aire.
• Son efectivos en pequeñas cantidades, no proporcionan energía y no son empleados como unidades en la formación de las estructuras del organismo; pero son esenciales para la transformación de energía y para la regulación del metabolismo.
• Se encuentran en los vegetales como vitaminas o como precursores.
• Los vegetales son la fuente de estos factores protectores nutricionales para el reino animal.
• Son aproximadamente 15 ó más de estos factores. Si por lo menos uno de estos falta en la dieta se produce síntomas de desnutrición conocidos como enfermedades carenciales o por deficiencia.
• Las vitaminas liposolubles pueden ser extraídos con solventes no polares de lípidos y se encuentran en las fracciones lipídicas de los tejidos.
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CLASIFICACIÓN
- RETINOL (A)
- LIPOSOLUBLES - CALCIFEROL (D)
(Disuelven en lípidos) - TOCOFEROLES (E)
- MENADIONA (K)
VITAMINAS - COMPLEJO B [(Tiamina (B1), riboflavina (B2), Niacina (B3), ácido pantoténico (B5), piridoxina (B6),
biotina (B8), Ácido fólico (B9) , cobalamina (B12)].
- HIDROSOLBLES
(Disuelven en agua)
- ÁCIDO ASCÓRBICO (C)
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VITAMINA A (RETINOL)
• Primera vitamina liposoluble descubierta.
• Comprendre a la vitamina A1 y A2, siendo la A1 o retinol la representativa.
• El retinol es un alcohol polienico cíclico cuya formula empírica es C20H30O, posee 4 uniones dobles conjugadas en la cadena lateral que se encuentra en la configuración trans.
• La vitamina A1 es cristalina de color amarillo pálido, soluble en solventes orgánicos.
• Máxima absorbancia en UV: 328 nm.
• Es termoestable, se oxida rápidamente y es menos estable en soluciones ácidas que alcalinas.
• El α y β–caroteno y la criptoxantina son importantes en la nutrición animal. Una molécula de β–caroteno se rompe por la mitad produciendo 2 moléculas de retinal que lego se reduce dando retinol (en intestino e hígado).
• FUNCIONES: Inteviene en el proceso visual (fotoreceptores de la retina), mantiene la integridad del tejido epitelial.
• DEFICIENCIA: Produce ceguera nocturna (hemeralopía o nictalopía), xeroftalmia (queratinización del epitelio corneal).
• HIPERVITAMINOSIS: Dolores articulares, engrosamiento del periostio del hueso y caída del pelo.
• REQUERIMIENTO: Hombre (5000 UI/día) y mujer ( 4000 UI/día).
• FUENTES: Vegetales amarillos y verdes (hojas), frutas coloreadas de amarillo, productos lácteos, yema del huevo, hígado, riñón y pescado.
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VITAMINA D (ERGOCALCIFEROL y COLECALCIFEROL)
• Vitaminas D. Son esteroles que se sintetizan en la los organismos animales (piel, hígado y riñones).
• Algunos de estos esteroles (provitaminas: ergosterol y 7-dihidrocolestreol) se activan por irradiación (UV: +/- 265 nm) sufriendo una escisión de la unión 9-10 en el núcleo esteroideo con la formación simultánea de un doble enlace 10-19 y transformándose en ergocalciferol y colecalciferol.
• Curan o previenen el raquitismo porque son eficaces para estimular la calcificación de las estructuras óseas.
• FUNCIÓN: Incrementan absorción del calcio y fosforo (intestino) y la reabsorción de fosfato (túbulo renal), crecimiento de los niños (osteoblastos: calcificación huesos).
• DEFICIENCIA: Mala mineralización de las estructuras óseas (mala absorción), raquitismo (huesos blandos: malformaciones esqueléticas) y osteomalacia.
• FUENTES: Irradiación solar (D3: piel), vegetales (D2): cornezuelo de centeno, levaduras, yema del huevo, aceite de pescado, productos lácteos.
• REQUERIMIENTO: 400 UI/Día
• SOBREDOSIS: Hipercalcemia y nefrocalcinosis.
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VITAMINA E (TOCOFEROLES)
• Son de origen vegetal.
• Se conocen α, β, γ, δ tocoferoles y tocotrienoles. El α-tocoferol es el más importante.
• Los tocoferoles son líquidos oleosos, termoestables y ácido resistentes, se oxidan con sales de hierro.
• Se deposita en el tejido adiposo.
• FUNCIONES: Actúan como antioxidantes (enfermedades oncológicas) al reaccionar con los radicales libres de las oxidaciones (δ-tocoferol), mantenimiento en la estabilidad e integridad de las membranas celulares y antiestéril.
• FUENTES: Grasas, aceites, vegetales, carne, productos lácteos, cereales, huevos, nueces.
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VITAMINA K (MENADIONA)
Menadiona: 2-metil-1,4-naftoquinona
• Se encuentra en aceites, vegetales, grasas.
• Se originan de diferentes formas:
Fitonadiona o fitoquinona (Vit. K1: radical fitilo) = origen vegetal.
(Vit. K2: radical difarnesilo) = sintetizada por microorganismos.
• FUENTES: Hortalizas: coles, brócoli, coliflor, espinaca, lechuga, cereales. Bacterias intestinales (cuidado con la antibioticoterapia). Las frutas son mala fuente.
• FUNCIÓN: Cofactor de Carboxilasas. Carboxila ácidos glutámicos de ciertas proteínas, aumentando la posibilidad de las mismas de unirse al calcio. Cataliza la síntesis de protrombina en el hígado (Factor II , VII, IX y X). Antídoto de los anticoagulantes. Se usa en la hemorragia del recién nacido y en el parto.
• DEFICIENCIA: Hipoprotrombinemia (prolongación del tiempo de coagulación).
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VITAMINA B
• Forman parte de los coenzimas que intervienen en las reacciones metabólicas; algunas están relacionadas con procesos biosintéticos necesarios para la proliferación celular, con la hematopoiesis de la sangre.
• Este grupo es importante en mayor cantidad en niños, ancianos, mujeres lactantes y pacientes alcohólicos crónicos, en fumadores y los que siguen régimen de adelgazamiento.
TIAMINAB1
RIBOFLAVINAB2
NIACINAB3
ÁCIDO PANTOTÉNICOB5
PIRIDOXINAB6
BIOTINAB8
ÁCIDO FÓLICOB9
COBALAMINAB12
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VITAMINA B1(TIAMINA)
• Químicamente es la 2,5-dimetil-6-aminopiridina
• FUENTES: Cereales enteros, legumbres, nueces, cerdo, leche y huevos, pan
• REQUERIMIENTO: 1.0-1.5 mg
• DEFICIENCIA: Reducción de producción de energía con alteraciones neurológicas (Beri-beri). Necesario su administración en pacientes alcohólicos.
• FUNCIÓN: Forma parte de la coenzima tiamina pirofosfato (TPP), que participa en reacciones de descarboxilaciones (piruvato y α-cetoglutarato) y transcetolaciones. Tratamiento del Beri beri, neuritis alcohólica y del embarazo.
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VITAMINA B2(RIBOFLAVINA)
• FUENTES: Hígado, vegetales verdes, legumbres, leche, queso, huevo, riñones, corazón, avena, trigo, cebada en germinación.
• REQUERIMIENTO: 1.2-1.8 mg
• FUNCIÓN: Forma parte de las coenzimas FAD y FMN, que participan en reacciones de oxidación-reducción.
• Se destruye fácilmente por la luz
• DEFICIENCIA: puede llegar a producir lesiones en los labios, queilosis, glositis, dermatitis seborreica en la cara.
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VITAMINA B3 (NIACINA)
• Llamada también vitamina PP
• FUENTES: Carne, pescado, levadura de cerveza, albaricoques, verduras, queso, leche, huevos
• REQUERIMIENTO: 10-20 mg
• Es la más resistente de todas las vitaminas hidrosolubles.
• FUNCIÓN: Cofactor de óxido-reducción (deshidrogenasas), NAD, NADP. Tratamiento de la pelagra aguda.
• DEFICIENCIA: Pelagra o tres D (dermatitis, diarreas y demencia).
• USO TERAPÉUTICO: Hipolipemiante (reduce un 40%los triglicéridos y el colesterol de las VLDL, disminuye un 20% el colesterol de las LDL y eleva un 20% el colesterol de las HDL).
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VITAMINA B5(ÁCIDO PANTOTÉNICO)
• O vitamina W
• FUENTES: Esta ampliamente distribuido por lo que es difícil que haya una deficiencia.
• DEFICIENCIA: Produce una serie de alteraciones del tejido gastrintestinal , cutáneo (cornificación, despigmentación, descamación, alopecia), glándulas adrenales (hemorragias y necrosis de la corteza suprarrenal y aumento del apetito por la sal).
• REQUERIMIENTO: 2-10 mg/Día
• FUNCIÓN: Forma parte de la coenzima CoA (acetilación), importante en el catabolismo de hidratos de carbono, ácidos grasos y biosíntesis y degradación de ácidos grasos.
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VITAMINA B6
• Puede tener diversas formas (piridoxina, piridoxal, pirodoxamina) dependiendo del grupo (OH, amina, etc.).
• FUENTES: Hígado, levaduras, trigo, maíz, pollo, bacalao, cerdo, queso, huevo, cereales, frutas.
• REQUERIMIENTO: 1.4 -2.0 mg
• FUNCIÓN: Metabolismo de aminoácidos. Forma parte del coenzima piridoxal fosfato, descarboxila aminoácidos, activa desaminasas y participa en transaminaciones), y también está relacionado con reacciones de catabolismo energético.
• Otros usos: tratamiento de intoxicación etílica, antioxidante (para síntesis de homicisteína y cisteína, aumenta los grupos -SH).
• DEFICIENCIA: convulsiones, anemia, neuropatía, lesión mucosas.
• Resistente la calor, sensible a la luz y cambios de pH.
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VITAMINA B8(BIOTINA)
• Llamada también vitamina H “Haut” piel
• FUNCIÓN: Cofactor de las carboxilasas. Interviene en reacciones catalizadas por enzimas de carboxilación (fijación del CO2).
• HIPOVITAMINOSIS: tras largos tratamientos con antibióticos o por consumo excesivo de huevos crudos (avidina).
• FUENTES: Hígado, nueces, judías verdes, huevo, síntesis intestinal
• REQUERIMIENTO: 100 - 200 mg
• Resistente al calor, sensible a la luz y cambios de pH.
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VITAMINA B9(ÁCIDO FÓLICO)
• FUENTES: Brócoli, espinaca, hígado, naranjas
• REQUERIMIENTO: 100-200 μg/Día
• FUNCIÓN: Forma parte de la coenzima THF (ácido tetrahidrofólico) y participa en la síntesis de metionina, la síntesis de ácidos desoxirribonucleicos, la síntesis de proteínas (formilación de tRNA). Tratamiento del alcoholismo, anemias hemolíticas, anemias de la infancia y embarazo.
• Sensible a la luz, oxidantes, pH extremos
• El ácido fólico se produce en bacterias y plantas y es esencial en la dieta.
• DEFICIENCIA: La deficiencia de ácido fólico es muy grave para nuestro organismo, causando una reducción de la síntesis de ADN. Su falta origina anemia megaloblástica.
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VITAMINA B12(COBALAMINA)
• Compuesto critalino de color rojo que contiene cobalto y fósforo
• FUENTES: Alimentos de origen animal: carne, pescado, productos lácteos.
• REQUERIMIENTO: 2 μg/Día
• FUNCIÓN: Importante en la síntesis de ADN. Participa en la transferencia de grupos alquilos.
• DEFICIENCIA: Su falta produce anemia perniciosa.
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ÁCIDO LIPOICO
• La forma oxidada es un disulfuro cíclico y la forma reducida posee 2 grupos sulfhidrilo (-SH) (ácido dihidrolipoico).
• FUNCIÓN: Interviene en estrecha relación con la tiamina en la descarboxilación inicial de los α-cetoácidos.
• No es necesario en la dieta de los animales.
• FUENTES: El ácido lipoico se encuentra en casi todas las comidas, pero especialmente en el hígado, el corazón, el riñón, las espinacas, el brocoli y en extracto de levadura.
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VITAMINA C(ÁCIDO ASCÓRBICO)
• No es sintetizado por el hombre.
• FUNCIONES: Cofactor hidroxilaciones, síntesis de colágeno (protección de las mucosas), de catecolaminas, metabolismo de hormonas esteroideas y drogas, síntesis de ácidos biliares, síntesis de carnitina.
• No es termoestable.
• Se oxida fácilmente pasando a la forma deshidrogenada (ác. Deshidroascórbico).
• Su acción reductora sirve de fundamento para identificarla y cuantificarla (2,6-diclorofenolindofenol)
• FUENTES: Frutos citricos, melones pimientos verdes, col cruda, vegetales de hojas verdes (ensaladas), papas frescas.
• DÉFICIT: Produce escorbuto (hemorragias, aflojamiento de los dientes, mala cicatrización de heridas y huesos).
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COENZIMAS
PROTEÍNA SIMPLE SECUENCIA DE AMINOÁCIDOS
APOENZIMA (PROTEÍNA)
ENZIMA ORGÁNICO COENZIMA
(VITAMINAS) PROTEÍNA CONJUGADA (HOLOENZIMA)
COFACTOR GRUPO PROSTÉTICO
INORGÁNICO IÓN METÁLICO
(Zn2+, Mg2+, Mn2+, …)
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COENZIMAS
• Hay coenzimas que no pueden ser sintetizados íntegramente en el organismo, sino que alguno de sus componentes o precursores debe ser incorporado a partir de la dieta.
• Las vitaminas son compuestos orgánicos esenciales en los procesos biológicos de organismos superiores y que debemos tomar en la alimentación.
• La importancia que tienen en la dieta las vitaminas es la de participar en ciertas reacciones metabólicas (catálisis). Se requieren en tan pequeña cantidad, porque no se consumen en las reacciones.
• Todas las vitaminas hidrosolubles (B y C) y algunas liposoluble (K), son precursores o coenzimas.
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COENZIMAS
- No se modifican irreversiblemente.
- No son específicos.
- Son termoestables.
- Muchos tienen estructura de nucleótidos.
CARACTERÍSTICA - En general la unión E-Co es temporal y débil, salvo en los grupos
prostéticos donde la unión es permanente.
- En general los coenzimas actúan como portadores transitorios de grupos
químicos, actuando alternativamente como aceptores y donadores.
- Las enzimas pueden tener varios cofactores.
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COENZIMAS DE LAS REACCIONES ENZIMÁTICAS
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CLASIFICACIÓN DE LAS COENZIMAS VITAMÍNICAS
- PIRIDIN NUCLEOTIDOS (NAD+ y NADP+)
1. PROCESOS REDOX - FLAVIN NUCLEOTIDOS (FMN Y FAD)
- VITAMINA C
- CARBOXIBIOTINA (grupo carboxilo)
- ÁCIDO TETRAHIDROFÓLICO (THF) → grupo formilo y metilo
- DERIVADOS DE LA VITAMINA B12 (grupo metilo)
2. TRANSFERENCIA DE GRUPOS - PIRIDOXAL FOSFATO (grupo amino)
- TIAMINA PIROFOSFATO (TPP) → grupo aldehído
- COENZIMA A (CoA) → grupo acilo
3. FUNCIÓN MIXTA → ÁCIDO LOPOICO
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VITAMINAS PRECURSORAS DE COENZIMAS
VITAMINA COENZIMA TIPO DE REACCIÓN
(B1) Tiamina Pirofosfato de tiamina Descarboxilación
(B2) Riboflavina Flavín adenín dinucleótido (FAD)Flavín adenín mononucleótido (FMN)
Oxidación - reducción
(B3) Niacina (ácido nicotínico) Nicotinamida adenina dinucleótido(NAD)Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP)
Oxidación - reducción
(B5) Ácido pantoténico Coenzima A Transferencia de acilo
(B6) Piridoxina Fosfato de piridoxal Transferencia de grupos -NH2
(B8) Biotina Biotina Fijación de CO2
(B9) Ácido fólico Ácido tetrahidrofólico Transferencia de una unidad de carbono
(B12) Cobalamina Coenzima B12 Isomerización
Ácido lipoico Ácido lipoico Transferencia de acilo
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Ácido lipoico
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FIJACIÓN DE CO2 POR LA CARBOXIBIOTINA