Lección_26 - Vitaminas liposolubles

1Bioquímica y Biología Molecular II – BLOQUE IV Metabolismo de Lípidos –

Lehninger 360 a 363 y 908-909 Lección 26: Vitaminas liposolubles

Lección 26 – VITAMINAS LIPOSOLUBLES

I. INTRODUCCIÓN:

Las vitaminas liposolubles son compuestos isoprenoides sintetizados por condensación de múltiples unidades de isopreno con gran facilidad para disolverse en disolventes orgánicos, grasa y aceite. Se absorben de la grasa de la dieta, con lo que se experimentarán carencias en casos de malnutrición. Cada vitamina está formada por estructuras muy diferentes, con unas funciones muy diferentes también. Se pueden acumular en el hígado y en tejidos grasos, lo que las convierte en tóxicas. Su deficiencia se observa a lo largo del tiempo. Algunas proseen proteínas transportadoras específicas en suero y receptores intracelulares mediante los cuales se unen a DNA. Son las vitaminas A, D, E y K.

II. VITAMINA A:

A) Síntesis:



B) Características:Las formas activas son el retinol, el retinal y el ácido retinoico (RA)

C) Funciones: El ácido retinoico afecta al desarrollo

del SNC y a la información posicional, al músculo y al cartílago, al desarrollo del árbol bronquial y a las inmunidades celular y humoral.

Actúa como señalizador en receptores nucleares, esteroideos y tiroideos (hormonal) Como homo y heterodímeros. Inhibe la acción de AP-1 (tiene un efecto antiproliferativo)

Actuando a través de proteínas receptoras en el nucleo celular el ácido retinoico, derivado de la vitamina A, regula la expresión génica en el desarrollo del tejido epitelial, la piel incluida.

* Hormonas retinoides: Los retinoides son potentes hormonas que regulan el crecimiento, la supervivencia y la diferenciación celular mediante los receptores nucleares de los retinoides. La prohormona retinol se sintetiza principalmente en el hígado a partir del β-caroteno y muchos tejidos (10.21.) convierten el retinol en la hormona ácido retinoico (RA). Los retinoides actúan sobre todos los tejidos, pues todos los tipos de células tienen al menos una forma de receptor nuclear de los retinoides. En los adultos, la córnea, la piel, los epitelios del pulmón y de la tráquea y el sistema inmunitario se encuentran entre las dianas principales. El ácido retinoico (RA) regula la síntesis de proteínas esenciales para el crecimiento y la diferenciación.

Necesario en el proceso de la visión: El retinal, otro derivado de la vitamina A, es el pigmento que inicia la respuesta a la luz de los bastones y conos de la retina, produciendo una señal neuronal hacia el cerebro.

D) Carencias: La deficiencia de vitamina A produce diversos síntomas en la especie humana, entre los que se cuentan la sequedad de la piel, de los ojos (xeroftalmia) y de las membranas mucosas, así como el desarrollo y crecimiento retardados y ceguera nocturna (nictalopía), siendo esta última un síntoma temprano utilizado frecuentemente en el diagnóstico clínico de la deficiencia de Vitamina A. Además puede haber hiperqueratosis folicular, anemia, aumento de la susceptibilidad a las infecciones o al cáncer.



E) Excesos: Un exceso de vitamina A puede producir malformaciones congénitas, por lo que se recomienda a las mujeres embarazadas que no utilicen las cremas a base de retinoides desarrolladas para el tratamiento del acné grave. También se asocia a dolor óseo y fracturas, dermatitis escamosa, nauseas, diarrea, rash cutáneo y malformaciones fetales.

F) Necesidades: 1ER=1mg retinol=6 mg β-caroteno=12 mg carotenoides. CDR 800-1000 µg (como retinol).

G) Fuentes: La vitamina A fue aislada por primera vez a partir de aceites de hígados de pescados; el hígado, los huevos, la leche entera y la mantequilla son buenas fuentes de la dieta. En vertebrados, el β-caroteno, pigmento que confiere a las zanahorias, boniatos y otros vegetales amarillentos su color característico, se puede convertir enzimáticamente en vitamina A.

H) Usos terapéuticos: El ácido retinoico es el principio activo en el medicamento tretinoin (Retin-A), utilizado en el tratamiento de los acnés graves y pieles arrugadas. El uso de tRA y el 13 cisRA en dermatología. Uso en tratamientos del cáncer y contra la leucemia promielocítica.

III. VITAMINA D:

A) Síntesis:

La vitamina D3, también llamada colecalciferol, se forma normalmente en la piel a partir de 7-deshidrocolesterol mediante una reacción fotoquímica accionada por el componente ultravioleta de la luz solar. La vitamina D3, por sí misma, no es biológicamente activa pero enzimas del hígado y los riñones convierten este precursor en el 1,25-dihidroxicolecalciferol, hormona que regula la captación de calcio en el intestino y las concentraciones del calcio en el riñón y en los huesos.



Hormona de la vitamina D: El calcitriol (1,25-dihidroxicolecalciferol) se obtiene a partir de la Vitamina D por reacciones de hidroxilación enzimáticas en el hígado y los riñones (10.20ª). La Vitamina D se obtiene de la dieta o por fotólisis del 7-dehidrocolesterol en la piel expuesta a la luz solar.

B) Características:1 mg de colecalciferol o de ergocalciferol equivale a 40 UI

C) Función:Al igual que con las hormonas esteroides, el producto del metabolismo de la vitamina D, el 1,25-dihidroxicolecalciferol, regula la expresión génica al interaccionar con proteínas receptores nucleares específicas. Induce la síntesis de calbindina y mantiene los niveles de mineralización ósea.

D) Carencias: La deficiencia de vitamina D conduce a la formación defectuosa de los huesos propia de la enfermedad del raquitismo, que se cura de forma espectacular con la administración de Vitamina D. Osteomalacia en adultos. Mala absorción lipídica.

E) Excesos y toxicidad: Puede producir hipercalcemia (calcificaciones), desmineralización ósea e hipercalciuria (cálculos renales).

F) Necesidades: CDR 5-10 µg

G) Fuentes: Lácteos, queso, margarinas, ostras, pescado…

H) Usos terapéuticos: La vitamina D2 (ergocalciferol) es un producto comercial formado por la irradiación UV del ergosterol de la levadura. La vitamina D2 es similar estructuralmente a la D3, con una pequeña modificación en la cadena lateral que se une al anillo D del esterol. Ambas tienen los mismos efectos biológicos. La vitamina D2 se añade habitualmente a la leche y a la mantequilla como suplemento dietético.

El calcitriol actúa de forma concertada con la hormona paratiroidea en la homeostasis del Ca2+, regulando la concentración de Ca2+ en la sangre y el equilibrio entre deposición y movilización de Ca2+ en el hueso. A través de receptores nucleares, el calcitriol activa la síntesis de una proteína intestinal de unión al calcio, esencial para la asimilación del Ca2+ de la dieta. La ingesta insuficiente de Vitamina D o defectos en la biosíntesis del calcitriol producen enfermedades graves como el raquitismo, en la que los huesos son débiles y están mal formados.



IV. VITAMINA E:

A) Síntesis:

B) Características: La vitamina E es el nombre colectivo de un grupo de lípidos estrechamente relacionados denominados tocoferoles (D α-tocoferol o Vitamina E natural) que contienen un anillo aromático sustituido y una cadena lateral isoprenoide larga. Dado que son hidrofóbicos, los tocoferoles se asocian con las membranas celulares, los depósitos lipídicos y las lipoproteínas de la sangre (se une a todas ellas)

C) Función:

Los tocoferoles son antioxidantes biológicos. El anillo aromático reacciona con las formas más reactivas de radicales del oxígeno y otros radicales libres destruyéndolas. De este modo, se protege de la oxidación a los ácidos grasos insaturados y se previenen las lesiones oxidativas de los lípidos de las membranas, lo cual puede causar fragilidad celular.

También colabora en el transporte de electrones a la ubiquinona. Colabora en la síntesis del grupo hemo. Impide la oxidación del colesterol LDL

D) Carencias: En animales de laboratorio sometidos a dietas carentes de Vitamina E aparece piel escamosa, debilidad muscular, pérdida de peso y esterilidad. La deficiencia de Vitamina E en seres humanos es muy rara; el principal síntoma es la fragilidad de los eritrocitos. También se pueden detectar síntomas neurológicos.

E) Excesos: Decalcificación ósea y desbalance de minerales.

F) Necesidades: CDR 8/10 mg. La vitamina E natural es más efectiva que la sintética (la L α-tocoferol)



G) Fuentes: Los tocoferoles se encuentran en los huevos y aceites vegetales, siendo especialmente abundantes en el germen de trigo.

H) Usos terapéuticos: Se administra Vitamina E en cápsulas para facilitar la absorción grasa en el intestino (Crohn, extirpación de algún segmento intestinal, patologías de mala absorción, etc)

V. VITAMINA K (de Koagulation):

A) Síntesis:

B) Características:Es resistente al calor, pero inestable a la luz y a los compuestos alcalinos (básicos).

C) Funciones:

La protrombina es un enzima proteolítico que rompe enlaces peptídicos de la proteína sanguínea fibrinógeno, convirtiéndola en fibrina, la proteína fibrosa insoluble que mantiene unidos los coágulos de sangre.

Actúa como cofactor de enzimas hepáticos. Tiene función antihemorrágica (ver más abajo).

Carencias: Henrik Dam y Edward A. Doisy descubrieron de forma independiente que la deficiencia de Vitamina K da lugar a una coagulación de la sangre más lenta que puede ser fatal. El anillo aromático de la Vitamina K experimenta un ciclo de oxidación y reducción durante la formación de la protrombina activa, una proteína del plasma sanguíneo esencial para la formación del coágulo sanguíneo.

D) Excesos: No se conocen datos.

E) Necesidades: 45 µg

F) Fuentes: Vegetales verdes, hígado de bacalao y las propias bacterias de la flora intestinal.



G) Usos terapéuticos: La deficiencia de Vitamina K es muy rara en humanos, aparte de un pequeño porcentaje de lactantes que padecen la enfermedad hemorrágica del recién nacido, un trastorno potencialmente fatal. En EEUU los recién nacidos reciben rutinariamente una inyección de 1 mg de Vitamina K. La Vitamina K1 (filoquinona) se encuentra en las hojas de las plantas verdes mientras que una forma relacionada, la Vitamina K2 (menaquinona) es sintetizada por las bacterias que residen en el intestino de los vertebrados.

VI. RESUMEN:

Las vitaminas A, D, E y K son compuestos liposolubles formados por unidades de isopreno. Todas tienen papeles esenciales en el metabolismo o la fisiología de los animales. La Vitamina D es el precursor de una hormona que regula el metabolismo del calcio. La Vitamina A proporciona el pigmento visual del ojo de los vertebrados y actúa como regulador de la expresión génica durante el crecimiento de las células epiteliales. La Vitamina E actúa en la protección de los lípidos de membrana frente a la lesión oxidativa y la Vitamina K es esencial en el proceso de coagulación de la sangre.

Las ubiquinonas y plastoquinonas también son derivados isoprenoides que actúan como transportadores de electrones en las mitocondrias y cloroplastos, respectivamente. (Vitamina E)

Los dolicoles activan y anclan sobre membranas celulares glúcidos utilizados en la síntesis de glúcidos complejos, glucolípidos y glucoproteínas.

Los pigmentos de las flores y frutos y las que dan sus colorantes llamativos a las plumas de las aves son dienos conjugados lipídicos. (Carotenos, Vit. A)

Documents

Lección_26 - Vitaminas liposolubles