Unidad 04 Vitaminas y Coenzimas

Unidad IV: Vitaminas y Coenzimas : 

Unidad IV: Vitaminas y Coenzimas Dr. Jesús Rafael Cedeño M.

Contenido programático : 

Contenido programático Vitaminas y Coenzimas Vitaminas: Historia, Definición, Clasificación Vitaminas Liposolubles Vitaminas Hidrosolubles Vitaminoides y Pseudovitaminas Cuadros Carenciales Bibliografía: Orten & Neuhaus

Parte I: Introducción y generalidades : 

Parte I: Introducción y generalidades Historia, Definición y Clasificación

Consideraciones Históricas : 

Consideraciones Históricas Conocimientos de vitaminas por observación de enfermedades Enfermedades desconocidas en la antigüedad, surgen con época de exploraciones Beri-beri (Bontius, 1642; Tulp, 1652) Escorbuto (James Lind, 1753) Teoría de las Vitaminas Funk y Hopkins, 1912 “vitamine” (amina vital) luego “Vitamin”

Definición : 

Definición Debe tomar en cuanta características: Químicamente heterogéneas (bases, ácidos, lípidos complejos, etc) No sintetizadas por el organismo Puede haber síntesis insuficiente Necesario consumo dietético Necesarias para homeostasis Alteraciones si hay deficiencia No producen energía por oxidación

Clasificación : 

Clasificación Funcional: “Energéticas”, “Plásticas”, “Reguladoras” Poco satisfactoria: simplista, confusa, sujeta a malas interpretaciones Solubilidad (agua o solventes no polares): Hidrosolubles, Liposolubles Esencialidad Vitaminas, Vitaminoides, Pseudovitaminas

Vitaminas Hidrosolubles : 

Vitaminas Hidrosolubles Tiamina (B1) Riboflavina (B2) Niacina (B3) Pantotenato (B5) Piridoxina (B6) Cobalamina (B12) Ascorbato (C) Biotina (H) Flavonoides (P) Ácido Menínico (U) Vitaminoides: Vitamina F Ác. Pangámico (B15) Amigdalina (B17) Inositol Colina PABA Orotato Lecitina Carnitina

Liposolubles vs. Hidrosolubles : 

Liposolubles vs. Hidrosolubles

Parte II:Vitaminas liposolubles : 

Parte II:Vitaminas liposolubles Vitaminas A, D, E y K

Vitamina A: Retinol : 

Vitamina A: Retinol Descubierta por McCollum y Mendel y Osborne en 1917 Varias moléculas relacionadas: Retinol: Sistema reproductor Retinal: Visión Ácido Retinoico: Crecimiento y diferenciación Carotenos son precursores de vitamina A, pero no tienen actividad

Absorción de Vitamina A : 

Absorción de Vitamina A

Transporte y Captación : 

Transporte y Captación

Manifestaciones de Deficiencia : 

Manifestaciones de Deficiencia Oculares Nictalopía: menor agudeza de noche Xeroftalmia: conjuntiva seca y opaca Manchas de Bitot: placas grisáceas en la conjuntiva Queratomalacia: degeneración de córnea Piel y Mucosas Hiperqueratosis folicular Menor secreción de moco Infecciones frecuentes Otras Poco crecimiento Menor síntesis de proteínas Inmunodeficiencias

Ciclo Visual: Claves : 

Ciclo Visual: Claves Potencial de membrana en reposo depende de iones Bomba de Na+-Ca2+ activada por GMPc Bastón no estimulado es rico en GMPc Luz induce depleción de GMPc Cierre de la Bomba de Na+-Ca2+ Hiperpolarización del bastón Inicio del potencial de acción

El Ciclo Visual : 

El Ciclo Visual

Vitamina A: Requerimientos : 

Vitamina A: Requerimientos

Vitamina A: Fuentes : 

Vitamina A: Fuentes

Vitamina D: Calciol : 

Vitamina D: Calciol Siglo XVII: Raquitismo endémico en Europa Mallenby (1919): raquitismo en perros, curación con aceite de hígado de bacalao Hipótesis: Vitamina A cura raquitismo Huldschinsky (1919): exposición de niños al sol cura raquitismo McCollum (1922): otro factor liposoluble Steenbock (años 20): irradiación de alimentos produce actividad antirraquítica

Vitamina D : 

Vitamina D Considerada tanto vitamina como hormona Estrictamente, es hormona esteroidea Con adecuada exposición, puede haber síntesis suficiente 15 minutos, 3 veces por semana En ciertas personas y/o lugares, suplementación es necesaria Dos moléculas diferentes: D2 y D3

Vitamina D: sobre nomenclatura : 

Vitamina D: sobre nomenclatura

Vitamina D: Metabolismo : 

Vitamina D: Metabolismo

Control de Síntesis y Degradación de Vitamina D : 

Control de Síntesis y Degradación de Vitamina D

Vitamina D: Acciones : 

Vitamina D: Acciones

Vitamina D: Mecanismo de Acción en Intestino : 

Vitamina D: Mecanismo de Acción en Intestino

Vitamina D: Requerimientos : 

Vitamina D: Requerimientos Cálculo de requerimiento es difícil Si hay exposición adecuada al sol, no es necesaria Además, requerimientos varían con edad, sexo, ingesta de calcio y fósforo, pigmentación de la piel OMS calcula requerimientos en base en Unidades Internacionales (UI) 1 UI = actividad de 0,025 mg de vitamina cristalizada = 65 pmol

Vitamina D: Requerimientos (IOM) : 

Vitamina D: Requerimientos (IOM)

Vitamina D: Fuentes : 

Vitamina D: Fuentes

Vitamina E: Tocoferol : 

Vitamina E: Tocoferol Ocho moléculas relacionadas 4 tocoferoles, 4 tocotrienoles α-tocoferol tiene actividad más elevada Comparando, β = 30%, γ = 5%, δ = 1%

Vitamina E: Funciones : 

Vitamina E: Funciones Antioxidante efectivo en protección de lípidos. Propiedades esenciales: Estabilización de membranas Inhibición de agregación plaquetaria Protección contra hemólisis Acción sobre actividades enzimáticas Inhibición de creatinina cinasa y xantina oxidasa

Vitamina E: Requerimientos : 

Vitamina E: Requerimientos

Vitamina E: Fuentes : 

Vitamina E: Fuentes

Vitamina K: Menadiona : 

Vitamina K: Menadiona Conjunto de sustancias derivadas de 2-metil-naftoquinona Esenciales para coagulación

Vitamina K: Función Biológica : 

Vitamina K: Función Biológica Coenzima en síntesis de factores de coagulación II, VII, IX, XII Síntesis de otras proteínas tisulares Metabolismo del Calcio, proteínas Gla

Vitamina K: Reciclaje : 

Vitamina K: Reciclaje

Vitamina K: Requerimientos : 

Vitamina K: Requerimientos

Vitamina K: Fuentes : 

Vitamina K: Fuentes Tejidos vegetales son abundantes en K1 Tejidos animales contienen mezcla de K1 y K2 Flora intestinal sintetiza abundante cantidad de K2 Capacidad de absorción cuestionada

Parte III:vitaminas hidrosolubles : 

Parte III:vitaminas hidrosolubles Vitamina C, Complejo B y otras

Tiamina (B1) : 

Tiamina (B1) Descripciones de beri-beri Bontius, 1642; Tulp, 1652 Relación con alimentación K. Takaki, años 1880, Factor antiberi-beri en la cáscara de arroz Eijckmann, 1887 (Nobel 1929) Teoría microbiana del beri-beri, descubrimiento accidental Aislamiento Umetaro Suzuki, 1910 Ácido abérico, orizanina Casimir Funk, 1911 ¿Niacina? Jansen y Donath, 1926 Fórmula incorrecta Aneurina Williams, 1936 Fórmula correcta y síntesis

Pirofosfato de Tiamina : 

Pirofosfato de Tiamina

Reacciones dependientes de Tiamina : 

Reacciones dependientes de Tiamina

Deficiencia de Tiamina : 

Deficiencia de Tiamina Beri-beri húmedo Manifestaciones cardiovasculares; edema e insuficiencia cardiaca Beri-beri seco Manifestaciones SNC, debilidad, polineuritis periférica, trastornos de sensorio Sindrome de Wernicke-Korsakoff Encefalopatía (nistagmo, ataxia, oftalmoplejía) con psicosos Polineuritis alcohólica Neurotis con trastornos sensoriomotores

Tiamina: Requerimientos : 

Tiamina: Requerimientos

Tiamina: Fuentes : 

Tiamina: Fuentes

Riboflavina (B2) : 

Riboflavina (B2) Sintetizada por casi todas las plantas y microorganismos Lactoflavina, ovoflavina, verdoflavina, etc. Aislamiento: Warburg (Nobel 1931) “Vieja enzima amarilla” Estructura: Karrer (Nobel 1937)

Riboflavina: Formas Activas : 

Riboflavina: Formas Activas

Riboflavina: Requerimientos : 

Riboflavina: Requerimientos

Niacina (B3) : 

Niacina (B3) Warburg y Christian Factor esencial para el sistema redox (1935) Alexander Todd Análisis estructural (Nobel 1957) Varios nombres para forma activa Original: Coenzima 1 Luego: DPN (difosfo-piridin nucleótido) Desde 1965: NAD (dinucleótido de niacinamida y adenosina)

Dos formas de Vitamina B3 : 

Dos formas de Vitamina B3

Niacina: Formas Activas : 

Niacina: Formas Activas

Síntesis de Niacina : 

Síntesis de Niacina

Deficiencia de Niacina: Pelagra : 

Deficiencia de Niacina: Pelagra Gaspar Casal (1735, pub. 1762) “Mal de la Rosa”; popularmente, “Lepra Asturiana” Francesco Frapoli (1771) “Pelle agra” (piel áspera) “Enfermedad de las 4D” Dermatitis, Diarrea, Demencia, Deceso Pelagra secundaria Trastornos del metabolismo del triptófano, fármacos (isoniazida), Enfermedad de Hartnup, Sindromes carcinoides

Niacina: Requerimientos : 

Niacina: Requerimientos

Niacina: Fuentes : 

Niacina: Fuentes

Ácido Pantoténico (B5) : 

Ácido Pantoténico (B5) Nombre derivado del griego Πανθος = Universal Nombre refleja amplia distribución Dos formas activas Coenzima A (Fritz, 1949) ACP (Proteína portadora de acilos)

Ácido Pantoténico: Formas Activas : 

Ácido Pantoténico: Formas Activas

Ácido Pantoténico: Requerimientos : 

Ácido Pantoténico: Requerimientos

Piridoxina (B6) : 

Piridoxina (B6)

Fosfato de Piridoxal: Papel Metabólico : 

Fosfato de Piridoxal: Papel Metabólico Metabolismo de Aminoácidos Eliminación de cadena lateral Metabolismo de Serina, Treonina, azufrados, metilación del tetrahidrofolato Descarboxilaciones Síntesis de aminas biógenas Pérdida de Hidrógeno Transaminaciones Otras funciones Glucógeno fosforilasa Modulación de hormonas esteroideas

Piridoxina: Requerimientos : 

Piridoxina: Requerimientos

Piridoxina: Fuentes : 

Piridoxina: Fuentes

Biotina (H, B8) : 

Biotina (H, B8) Molécula compleja Anillo imidazolínico + anillo tetrahidrotiofeno + ácido valérico Forma activa siempre unida a proteínas Reacciones de Carboxilación

Biotina: Papel Metabólico : 

Biotina: Papel Metabólico

Biotina: Requerimientos : 

Biotina: Requerimientos

Ácido Ascórbico (C) : 

Ácido Ascórbico (C) Escorbuto: antiguo ¿Libro de Job? Papiro de Ebers 1550 AC Vasco Da Gama (1498) Jacques Cartier (1516) Curado por indígenas John Woodall (1617) ¿Verduras curan escorbuto? Ensayo Clínico James Lind (1753) Jugo de limón para marinos británicos (1795) Szent-Gyorgi (1930) Aislamiento Haworth (1933) Estructura

El Ensayo de Lind : 

El Ensayo de Lind 1740: Circunnavegación de Anson Sobrevivieron 188 de 1854 Teoría prevalente: escorbuto es causado por putrefacción, prevenible con ácidos Múltiples teorías de tratamiento James Lind, ensayo en 1747, pub. 1753 12 marineros con escorbuto, 6 grupos, misma dieta básica 1 litro de cidra 25 gotas de Elixir de Vitriol 6 cucharadas de vinagre ¼ litro de agua de mar 2 naranjas y 1 lima Pasta picante + agua de cebada

Ácido Ascórbico: Funciones : 

Ácido Ascórbico: Funciones Antioxidante Impide oxidación de LDL Inhibe inactivación de NO por Superóxido Protege leucocitos de daño oxidativo durante inflamación Neutraliza radical hipoclorito Reciclaje de tocoferol Coenzima Síntesis de colágeno Prolil-4-hidroxilasa, prolil-3-hidroxilasa y lisil-5-hidroxilasa Síntesis de carnitina Síntesis de norepinefrina Síntesis de hormonas peptídicas Agrega grupos amida Metabolismo de tirosina Modulador

Ácido Ascórbico: Requerimientos : 

Ácido Ascórbico: Requerimientos

Ácido Ascórbico: Fuentes : 

Ácido Ascórbico: Fuentes

Folacina (B9) : 

Folacina (B9)

Absorción y Distribución de Folatos : 

Absorción y Distribución de Folatos

Metabolismo y Función de Folatos : 

Metabolismo y Función de Folatos

Deficiencia de Folacina : 

Deficiencia de Folacina Anemia macrocítica y megaloblástica Similar a deficiencia de B12 Poblaciones de riesgo Embarazadas Ancianos Prematuros y neonatos Enfermedad Intestinal Alcohólicos crónicos Cáncer Deficiencia de B12

Folacina: Nuevas Funciones : 

Folacina: Nuevas Funciones Prevención de Defectos del Tubo Neural Suplemento materno: 4mg en alto riesgo, 0,8mg en bajo riesgo Regulación de homocisteína Toxicidad sobre sistema vascular Prevención de Cáncer Principalmente estómago y colon Mecanismo no comprendido Metilación (estabilización) de p53

Folacina: Requerimientos (IOM 1998) : 

Folacina: Requerimientos (IOM 1998)

Folacina: Fuentes : 

Folacina: Fuentes

Cobalamina (B12) : 

Cobalamina (B12) Anemia Perniciosa: Combe y Addison Perniciosa = maligna, letal Hígado para tratamiento Minot y Murphy, 1926 (N. 1934) Aislamiento de Cobalamina Grupo de investigadores de Merck, 1948 Función de Cobalamina 1959: coenzima (5’-desoxiadenosilcobalamina) 1963: cofactor (metilcobalamina) Determinación de estructura de Cobalamina Dorothy Hodgkin, N. 1964

Cobalamina: Estructura : 

Cobalamina: Estructura

Cobalamina: Propiedades : 

Cobalamina: Propiedades Destruida rápidamente por luz y RUV Plantas no la necesitan, no la contienen Poco estable en medios ácidos o alcalinos Inactivada por agentes reductores Sólo sintetizada por microorganismos En la dieta, sólo fuentes animales

Cobalamina: Absorción, Distribución y Almacenamiento : 

Cobalamina: Absorción, Distribución y Almacenamiento Absorción Vitamina ingerida en complejos con proteínas Vitamina liberada por proteasas gástricas, y unidas a Proteína R Tripsina digiere Proteína R, favorece fijación a Factor Intrínseco Absorción de B12 en Íleon terminal 1-2 mg/ración Distribución Transcobalaminas I, II, III TCII transporta desde enterocito hasta hígado TC1 transporta metil-cobalamina Almacenamiento Tejidos de adulto: 2-3 mg Hígado: aprox. 2 mg

Cobalamina: Acciones : 

Cobalamina: Acciones Metionina sintasa Metilcobalamina Homocisteína a metionina Participa metil-tetrahidrofolato “Trampa del folato” Metil-malonil-CoA mutasa 5’-desoxiadenosilcobalamina L-metilmalonil-CoA a Succinil-CoA Metabolismo de aminoácidos y ácidos grasos de cadena impar

Deficiencia de Cobalamina : 

Deficiencia de Cobalamina Anemia Perniciosa Simultáneamente deficiencia de folacina Anemia macrocítica + trastornos neurológicos Desmielinización y muerte neuronal de corteza Parestesias simétricas, marcha inestable Pérdida de memoria, confusión, delirios, psicosis Causas de Deficiencia Ingesta disminuida Alteraciones gástricas Alteraciones intestinales Fármacos y Alcohol

Cobalamina: Fuentes y Requerimientos : 

Cobalamina: Fuentes y Requerimientos Fuentes de cobalamina Muy buenas (50-100 μg/100g) Hígado, riñón, sesos Buenas (5-50 μg/100g) Yema de huevo, almejas, ostras, cangrejo, sardinas, salmón, hígado de pollo Contenido bajo (0,2-5 μg/100g) Carnes, huevos enteros, queso, leche de vaca, pescado Requerimientos de cobalamina 2 μg/día Toxicidad se manifiesta como urticaria

Polifenoles (P) : 

Polifenoles (P) Detectados por Albert Szent-Györgi en 1936 Escorbuto no corregido por Vitamina C Varias familias de compuestos aromáticos antioxidantes En cereales y legumbres, flavonoides En vino, antocianinas y taninos En frutas, flavonoles En aceite de oliva, ácidos fenólicos En cebollas, glucósido de quercetina En té verde, rutósido de quercetina

Familias de Polifenoles : 

Familias de Polifenoles

Beneficios de Polifenoles : 

Beneficios de Polifenoles Función antioxidante Acción muy amplia: ADN, iones metálicos, transporte de electrones, eliminación de EROS Quercetina tiene 5 veces la potencia del α-tocoferol Efectos protectores en diversas patologías Prevención y tratamiento del cáncer Procesos inflamatorios y reactividad vascular Antiaterogénicos al prevenir oxidación de LDL

Ácido Menínico (U) : 

Ácido Menínico (U) Deriva nombre del latín Vlcvs No reconocido ampliamente como vitamina Derivado metilsulfónico de metionina S-metil-L-metionina 3-amino-3-carboxi-propil-dimetil-sulfonio

Funciones del Ácido Menínico : 

Funciones del Ácido Menínico Protector del tubo digestivo Facilita síntesis de moco en estómago y duodeno Facilita cicatrización de úlceras Fuente: Repollo Termolábil Estable en medio ácido

Vitaminoides y Pseudovitaminas : 

Vitaminoides y Pseudovitaminas Vitamina F Ácido linoleico y Ácido linolénico Vitamina B15 (Ácido Pangámico) Oxigenación tisular, rendimiento en ejercicio No ha demostrado ser esencial ni efectivo Vitamina B17 (amigdalina) Promovido como cura para cáncer por ET Krebs Estudios no han mostrado actividad Libera CN durante metabolismo; tóxica Colina Componente de fosfolípidos y neurotransmisores Sintetizada en humanos, pero importante en nutrición Trimetilaminuria

Vitaminoides y Pseudovitaminas : 

Vitaminoides y Pseudovitaminas PABA (Ácido p-aminobenzoico) Precursor de Ácido Fólico en bacterias (Bx) No es esencial en humanos Lecitina Fosfolípido fácilmente sintetizado Uso industrial como emulsionante Sólo beneficios en personas con consumo alto de niacina Depleción de colina Carnitina Amina cuaternaria, semejante a aminoácidos Metabolismo de lípidos Sintetizado, pero puede ser necesario en embarazo

Parte IV:cuadros carenciales : 

Parte IV:cuadros carenciales Beri-beri, pelagra y otros

Deficiencia de Retinal : 

Deficiencia de Retinal

Deficiencia de Retinal : 

Deficiencia de Retinal

Raquitismo : 

Raquitismo

Raquitismo en Bangladesh : 

Raquitismo en Bangladesh

Beriberi : 

Beriberi

Beriberi : 

Beriberi

Pelagra : 

Pelagra

Pelagra : 

Pelagra

Escorbuto : 

Escorbuto

Anemia Perniciosa : 

Anemia Perniciosa

Consideraciones especiales : 

Consideraciones especiales Consumo de huevos crudos Avidina: antagoniza biotina Consumo de pescado crudo Tiaminasa: baja afinidad, poco importante Alimentos enriquecidos o fortificados Tendencia a “Dieta natural” y productos orgánicos Dieta vegana No hay fuente vegetal de cobalamina

Hipervitaminosis A : 

Hipervitaminosis A Generalmente crónica Falla hepática, osteoporosis, decoloración de la piel, caída de cabello, descamación de la piel, hipertensión intracraneal Toxicidad aguda Náuseas, vómitos, cefalea, mareos, visión borrosa, falla de coordinación muscular Hígados de algunos animales no comestibles Oso polar, foca, husky 1597 Gerrit de Veer; 1913 D. Mawson y X. Mertz

Hipervitaminosis D y E : 

Hipervitaminosis D y E Hipervitaminosis D Deshidratación, vómitos, anorexia, constipación, fatiga, calcificación de tejidos blandos, cálculos renales Hipervitaminosis E Hemorragias, alargamiento del PT Otras alteraciones hematológicas Aumenta requerimientos de menadiona

Hipervitaminosis D : 

Hipervitaminosis D