VitamineVitaminele sunt substante organice cu greutate moleculara mica, cu structuri chimice, proprietati fizice, chimice si biologice diferite. Ele sunt aduse din exterior si nu constituie pentru organism sursa energetica sau plastica, dar sunt absolut indispensabile pentru functionarea normala a organismului. Din acest motiv organismul are nevoie de un aport zilnic de vitamine (cateva mg/zi) asigurat de ratia alimentara. Lipsa unor vitamine din alimentatie duce la declansarea unor stari patologice specifice, numite avitaminoze, care, daca nu sunt de lunga durata pot fi indepartate prin administrarea de vitamine.Unele afectiuni datorate lipsei de vitamine sunt cunoscute de sute de ani (scorbut, beri-beri, pelagra, rahitism) dar natura lor a fost elucidata la inceputul secolului XX. Cercetatorul polonez Kazimir Funk a propus ca denumire pentru acetste substante considerate factori nutritivi suplimentari pe langa glucide, lipide, protide, numele de vitamine(amine vitale). Aceasta si pentru faptul ca primul preparat izolat de Funk din taratele de orez era din punct de vedere chimic o amina. In acelasi timp, observand ca acest preparat era activ in tratarea si prevenirea polinevritei la pasari, Funk denumeste acest compus vitamina antinevritica. La fel, pentru ceilalti factori care pot preveni alte afectiuni, Funk propune denumirile vitamina antiscorbutica, antipelagroasa, antirahitica.Denumirea de vitamina se pastreaza si astazi, desi s-a dovedit ca din punct de vedere chimic ele nu sunt toate amine.Provitaminele sunt compusi care difera intr-o oarecare masura din punct de vedere chimic, indeplinesc aceleasi functii in organism si a caror carenta determina acelasi sindrom (vitamere) ca si vitaminele.Antivitaminele sunt substante cu structura chimica asemanatoare cu a vitaminelor dar cu actiune antagonista, deoarece, avand structura asemanatoare cu vitaminele adevarate, pot intra in competitie cu acestea din urma.Clasificarea vitaminelor se bazeaza pe criterii de solubilitate:-vitamine liposolubile (solubile in grasimi) A, D, E, K;-vitamine hidrosolubile (solubile in apa) B1, B2, B6, biotina, acidul pantotenic, acidul folic, B12, vitamina C.Vitamine hidrosolubileVitaminele hidrosolubile apartin complexului vitaminic B (B1, B2, B6, B12, acid pantotenic, acid folic) si vitamina C.Fiind solubile in apa nu se acumuleaza in organism in concentratii toxice si se elimina in principal pe cale renala.Vitaminele hidrosolubile indeplinesc in general rolul de coenzime.Vitamina C (acidul ascorbic, factor antiscorbutic)La inceput, a fost denumit acid hexuronic, avand o structura asemanatoare monozaharidelor. Forma levo este cea mai activa. O O CC -- HO?C -2H+ O=C - O- O HO?C O=C - +2H+- H?C H?C -- HO?C?H HO?C?H -- CH2OH CH2OH Forma redusa Forma oxidata (predominanta) (Acid dehidroascorbic)Formarea sa depinde de prezenta unui complex enzimatic ce contine peroxidaza si ascorbic-oxidaza, de prezenta citocromilor cat si a glicozei.Este sintetizata de toate plantele, de unele microorganisme si de ajoritatea animalelor, cu exceptia omului, primatelor si cobaiului, care sunt tributare aportului exogen.In sange, durata de viata a vitaminei C este de aproximativ 16 zile, la animalele care o sintetizeaza.Excesul este eliminat pe cale renala. In urma unui test de incarcare cu vitamina C, la adulti s-a constatat ca o parte din vitamina C este degradata la acid oxalic, acid dicetogluonic, acid treonic si mici cantitati de CO2, eliminat prin plamani.Rol metabolicNu are rol coenzimatic tipic, ci functii de substrat sau transportor. Detine roluri majore in buna functionare a creierului, ficatului, glandelor endocrine, in hematopoeza, hemoglobino-geneza etc.Participa la numeroasa reactii de oxido-reducere, multe dintre ele realizandu-se prin asa numitul lant respirator microzomial nafosforilant, in care functioneaza ca tampon oxido-reducator. Se presupune ca agentul oxido-reducator propriu-zis ar fi un radical liber de acid monodihidroascorbic, care rezulta din reactia: Acid ascorbic+acid dehidroascorbic acid mono-dehidroascorbicPrincipalele reactii la care participa vitamina C sunt: hidroxilarea prolinei si lizinei pentru sinteza colagenului, hidroxilarea fenilalaninei, sinteza catecolaminelor, hidroxilarea sterolilor, desaturarea acizilor grasi, absorbtia fierului, metabolizarea xenobioticelor etc.Tulburari de aport vitaminicCarenta vitaminei sau aportul alimentar redus poate conduce la tulburari gastro-intestinale, boli infectioase, neoplazii, afectiuni metabolice casectizante si la aparitia scorbutului. Aparitia scorbutului este prtecedata de anemie, inapetenta, scaderea rezistentei la effort, infectii, dureri articulare, uscaciiunea tegumentelor.Intr-un stadiu mai avansat apar hemoragii subcutane, musculare, gingivale. Apar leziuni ale tesutului osos si cartilagiilor, ca urmare a perturbarii biosintezei colagenului. Stocajul normal al vitaminei C este suficient pentru cel putin 3-4 luni inaintea aparitiilor semnelor de scorbut.Nu sunt cunoscute efecte toxice, dar supradozarea poate conduce la litiaza renala, datorita formarii oxalatului de Ca insolubil, cat si datorita efectului nefavorabil asupra absorbtiei vitaminei B12.Vitamina B6 (piridoxina, adermina, factor antidermatitic)Vitamina B6 include trei compusi naturali, derivati de piridina, care se deosebesc prin natura radicalului din pozitia 4:Rolul metabolicPiridoxalul si piridoxamina intervin in metabolism sub forma fosforilata la gruparea de alcool primar din pozitia 5 (piridoxal-5-p, respectiv piridoxamin-5-p) care se obtin in reactia cu ATP.Vitamina B6 intervine in multe reactii metabolice la care participa aminoacizii: transaminare, decarboxilare (tirozina, arginina, acid glutamic), dezaminare (serina, tronina), transulfurarea (transferul sulfului de la metionina la serina pentru sinteza cisteinei), desulfurare (cisteina si homociateina), activitatea kinureninazei, in absorbtia din intestin si intrarea aminozcizilor in celula.Tulburari de aport vitaminicCa semen ale deficientei se pot mentiona: starile de nervozitate, insomnie, tulburari de mers, afectiuni cutanate in jurul nasului, ochilor, gurii, limfocitopenie.Carenta vitaminei B6, favorizeaza aparitia cariilor dentare, conduce la modificari in metabolismul triptofanului, caracterizat printr-o excretie excesiva de acid xanturenic.Medicamentul ISONIAZID (hidrazida acidului izonicotinic), uzual utilizat in tratamentul tuberculozei, reactioneaza cu B6, pentru a forma un derivat hidrazonic, care inhiba enzimele ce contin piridoxal-5-p. Pacientii tratati mult timp cu izoniazid, dezvolta o neuropatie periferica, care raspunde foarte bine la terapia cu B6, pentru a forma un derivat tiazolidinic inactiv. Pacientii tratati cu penicilina, dezvolta ocazional convulsii, care pot fi prevenite prin tratament cu vitamina B6.Biotina Molecula biotinei este constituita din doua nuclee condensate, un nucleu tetrahidro-imidazolic (A) si unul tetrahidro-tiofenic (B), la care este grefata o catena laterala de acid n-valerianic. Se cunosc doi izomeri naturali, alfa si beta-biotina, izolati din ficat si lapte, respectiv sin grasimi de ou:In produsele naturale apare combinata cu lizina, compus numit biocitina:Biocitinaza, enzima evidentiata in plasma, ficat, pancreas, hidrolizeaza compusul, eliberand biotina.Enzimele care contin biotina, au in centrul catalitic, resturi de lizil, prin care se fixeaza vitamina. Cu avidina, glicoproteina termolabila din albusul de ou crud, formeaza biotin-avidina, compus stabil, rezistent la actiunea enzimelor proteolitice, nedisociabil prin dializa. Sub aceasta forma, vitamina nu se absoarbe in tractul digestiv.Rol metabolicBiotina transporta grupari CO2 active, in calitate de grupare prostetica a unor sisteme enzimatice de carboxilare (carboxilaze) care catalizeaza fixarea CO2 pe diferite substrate. In reactiile de carboxilare, CO2 activat de catre ATP, participa sub forma de carboxi-biotin-enzima: Tulburari de aport vitaminicCarente afecteaza aproape toate compartimentele metabolismului intermediar, sinteza de novo a enzimelor, metabolismul glucidic, al glicogenului.Hipovitaminoza, se manifesta prin tulburari nervoase, dermatita, oboseala musculara, anemie, scaderea apetitului.Dupa un consum mare de albus de oucrud, la sobolani apare un sindrom deficitar biotinic, numit boala albusului de ou, ce se manifesta prin dermatita, alopecie in jurul ochilor si paralizia membrelor posterioare.Absenta enzimei holocarboxilaz-sintetaza, care ataca biotina la rezidul de lizina a apoenzimei carboxilazei, este cauza deficitului carboxilazic multiplu. Simptomele includ acumularea de substrate ale enzimelor biotin-dependente, care pot fi detectate in urina, ca de exeplu: lactatul, beta-CH3-crotonatul, beta-OH-izovaleriatul si beta-OH-propionatul. Elev realizator: Calistru Catalin-DanutClasa a XI-a GBibliografie Biochimie medicala curs (biochimie descriptiva), Nastasia Ghirghita, Anica Iacobovici, Luminita Jerca, Irina Popovici , Universitatea de medicina si farmacie Gr. T. Popa Iasi 1996