VITAMINE

6. Vitamine 6.1. Aspecte generale Vitaminele reprezintă o clasă de substanţe organice cu masă moleculară relativ mică, mică, cu struct structuri uri chimi chimice ce foarte foarte variat variatee care care sunt sunt absolut absolut necesar necesaree pentru pentru organismele organismele heterotrofe heterotrofe în calitate calitate de compuşi complement complementari ari ai proteinelor, proteinelor, lipidelor, glucidelor şi substanţelor minerale existente în hrană. Cu alte cuvinte, vitaminele constituie componente vitale necesare pentru echilibrarea echilibrarea alimentaţiei. În comparaţie cu ceilalţi componenţi ai hranei, vitaminele sunt necesare în cantităţi mult mai mici şi îndeplinesc în organism funcţii catalitice. cata litice. Vitaminele nu se sintetizează în organismul omului şi al animalelor sau sunt sintetizate sintetizate de ţesuturi ţesuturi şi microfl microflora ora intestinală intestinală existent existentăă în organism organism în cantităţi cantităţi mici care nu sunt suficiente pentru activitatea vitală normală. De aceea, pentru om sursa principală principală de vitamine o constituie constituie plantele plantele unde ele sunt sintetizate. sintetizate. Omul primeşte aceşti compuşi fie direct din produsele alimentare de origine vegetală, fie indirect, indirect, din produsele produsele de origine animală animală unde vitaminele vitaminele au fost în prealabil acumulate din hrana vegetală. În aceste surse, ele pot exista ca atare – sub formă biologic activă, fie sub formă inactivă – de provitamine din care în organism se formează vitaminele active. Absenţa sau aportul insuficient de vitamine cu hrana determină profunde dereglări ale metabolismului care se concretizează prin diverse stări patologice (boli prin carenţă), denumite avitaminoze (în lipsa totală a vitaminelor) şi hipovitaminoze (în cazul unui unui aport insuficient de vitamine). Pot exista concomitent insuficienţe în mai multe vitamine – poliavitaminoze sau polihipovitaminoze. Sunt şi situaţii când, utilizându-se fără control diverse

Biochimia produselor alimentare

preparate vitaminice, pot să apară modificări patologice care poartă denumirea de hipervitaminoze. hipervitaminoze.

În condiţii normale de alimentaţie, de regulă, necesarul omului sănătos este pe deplin acoperit printr-o hrană variată. Unul şi acelaşi aliment, de obicei, este bogat numai intr-o singură vitamină; de exemplu, morcovul – în caroten, citricele – în vitaminele C şi P, carnea – în acid nicotinic. Prin urmare, pentru păstrarea sănătăţii omului, o mare importanţă o are utilizarea unor produse variate de natură vegetală şi animală animală.. Sunt Sunt şi alimen alimente te care care conţin conţin aproape aproape toate toate vitami vitaminel nelee necesar necesaree organismului în creştere (laptele, oul). Însă, chiar din acest produs „ideal” – laptele, lipseşte vitamina E şi se găseşte puţină vitamină D. Drojdiile conţin multe vitamine, însă utilizarea lor este posibilă numai după distrugerea celulelor, deoarece drojdiile vii nu sunt descompuse de enzimele digestive. Deci, echilibrarea echilibrarea corectă corectă a alimentaţiei alimentaţiei asigură organismului organismului omului omului un complex complex de vitamine. Importanţa deosebită a vitaminelor pentru menţinerea sănătăţii organismului animal a fost dovedită pentru prima dată de Eijkman care a stabilit experimental că păsările păsările hrănite cu orez decorticat se îmbolnăvesc îmbolnăvesc de polinevrită polinevrită şi că se vindecă dacă li se adaugă în alimentaţie tărâţe de orez. De aici s-a tras concluzia că substanţa biologic activă se găseşte în coaja boabelor de orez. Ulterior, Ulterior, Funk a izolat din tărâţele de orez o substanţă ce conţine conţine o grupă aminică aminică ce a primit denumirea de vitamină (amina vieţii) şi cu care a vindecat porumbeii bolnavi de polinevrită. Cercet Cercetări ările le au lărgit lărgit apoi gama gama compuş compuşilo ilorr cu rol biolog biologic ic neapărat neapărat necesar necesarii organismului; s-a constatat că nu toţi conţin funcţii aminice, însă s-a adoptat pentru întrea întreaga ga grupă grupă de substa substanţe nţe care îndepl îndepline inesc sc în organis organism m un rol biocat biocatali alitic tic denumirea de vitamine. Vitaminele sunt necesare pentru activitatea vitală normală nu numai a omului şi animalelor, ci şi pentru plante şi microorganisme. Astfel, rădăcinile plantelor nu se pot dezvolta dezvolta normal fără unele vitamine. vitamine. Pentru dezvoltare dezvoltare şi creştere creştere normale, normale, microorganismele necesită prezenţa în mediul nutritiv a mai multor vitamine. Unele microorganisme sunt chiar utilizate, în prezent, pentru identificarea şi determinarea cantitativă a vitaminelor. Există o strânsă legătură între vitamine şi enzime. Pătrunzând în organism cu hrana, vitaminele iau parte activă la metabolismul substanţelor, deoarece majoritatea îndeplinesc un rol coenzimatic în reacţiile enzimatice. Unindu-se cu proteine specifice, ele formează enzimele. Îm felul acesta, bolile care apar prin insuficient alimentar în una sau alta din vitamine sunt o consecinţă a faptului că în organism nu este destul de activă enzima corespunzătoare care catalizează o anumită verigă a transformărilor biochimice ce alcătuiesc metabolismul substanţelor. Tot aşa, frânarea creşterii ţesutului vegetal sau a microorganismelor prin insuficienţa unei anumite vitamine, se explică prin slaba activitate a enzimei în constituţie căreia intră această vitamină. 147

Vitamine

Sunt şi vitamine ce nu îndeplinesc funcţia de coenzime însă ele pot influenţa anumite procese catalizate de enzime, acţionând ca efectori enzimatici. La ora actuală sunt cunoscute un număr mare de diverse vitamine şi este clarificată natura lor chimică. Acea parte a biochimiei care se ocupă cu studiul vitami vitaminel nelor or şi a rolulu roluluii lor biologi biologicc poartă poartă denumir denumirea ea de vitami vitaminolo nologie gie.. Rolul Rolul important important al vitaminelor vitaminelor în alimentaţia alimentaţia omului şi a animalelor animalelor a determinat determinat dezvoltarea unei ramuri industriale specifice – industria vitaminelor.

6.2. Clasificarea şi nomenclatura vitaminelor Struct Structura ura chimic chimicăă a vitami vitaminelo nelorr este este extrem extrem de eterog eterogenă, enă, fapt fapt ce creeaz creeazăă dificultăţi dificultăţi în clasificarea clasificarea lor pe baze ştiinţifice. ştiinţifice. Un criteriu criteriu empiric empiric încă acceptat acceptat de clasificare a vitaminelor îl constituie solubilitatea lor. După acest criteriu vitaminele se împart în două mari grupe: vitamine liposolubile ( solubile în lipide şi solvenţi organici); vitamine hidrosolubile ( solubile în apă). Vitaminele au primit denumiri după literele alfabetului latin (A, B, C etc.), după acţiunea fiziologică (antiscorbutică – vitamina C, antixeroftalmică – vitamina A) precum şi după structura chimică (acid ascorbic – vitamina C, tocoferol – vitamina E). Datori Datorită tă criteri criteriilo ilorr de mai sus, aceeaş aceeaşii vitami vitamină nă are mai multe multe denumi denumiri, ri, de exemplu: vitamina C – acid ascorbic, vitamina antiscorbutică. a ntiscorbutică. Denumirile Denumirile după litere, structură structură chimică chimică şi acţiune acţiune fiziologică fiziologică a vitaminelor vitaminelor hidrosolubile şi liposolubile sunt următoarele: Vitamine hidrosolubile hidrosolubile: B1 tiamina, antinevritică; B2 riboflavina, vitamina creşterii; B3 acid pantotenic, antidermatitică; B5 sau PP acid nicotinic şi nicotinamida, antipelagroasă; B6 piridoxină, piridoxal şi piridoxamină, antidermatitică; B12 ciancobalamină, antianemică; Bc acid acid folic, folic, folaci folacină, nă, acid acid pteroil pteroilglut glutami amic, c, antian antianemi emică; că; H biot biotin ină, ă, anti antise sebborei oreică că;; C acid acid asco ascorb rbic ic,, anti antisc scor orbu butitică că;; P biofla bioflavon vone, e, rutina rutina,, întări întăritor tor al capilar capilarelo elor. r. 148


Vitamine liposolubile:

A D E K

reti retino nol,l, axer axeroft oftol ol,, anti antixe xero roft ftalm almic ică; ă; calc calcififer erol oli,i, anti antira rahi hititică că;; toco tocofe fero rol,l, anti antist ster erililitităţ ăţiiii;; filo filoch chin inon one, e, anti antihe hemo mora ragi gică că..

Pe lângă compuşii care intră în aceste două grupe principale de vitamine, mai există o serie de substanţe cu acţiunea asemănătoare vitaminelor. În această categorie sunt incluse: Colina Acidul lipoic Acidul orotic Vitamina B15, acidul pangamic Mio-Inozita Acidul para-aminobenzoic Carnitina Vitamina U, S-metilmetionina, antiulceroasă Ubichinone, coenzima Q

6.3. Descrierea şi caracterizarea vitaminelor 6.3.1. Vitamine liposolubile

Această grupă cuprinde vitaminele ce se caracterizează prin solubilitatea lor în lipide şi solvenţi ai lipidelor şi insolubilitatea în apă. Vitaminele A (retinolii)

Vitaminele Vitaminele A sunt derivaţi ai carotenilor. carotenilor. Ele se formează şi se întâlnesc exclusiv exclusiv în ţesuturile animalelor şi produselor de origine animală; în plante lipsesc. În organismul animal însă, vitaminele A se formează din carotenii larg distribuiţi în 149

Vitamine

plante. Sinteza are loc în intestin sau ficat, sub acţiunea unei enzime numită carotenază; prin urmare, carotenii reprezintă provitamine A. Carotenii provitaminici sunt pigmenţi de culoare roşie sau galben-portocalie care apar în plantele verzi unde se găsesc alături de clorofilă. Se găsesc, de asemenea, şi la unele bacterii, alge. Toţi carotenii sunt derivaţi ai izoprenului; sunt hidrocarburi nesaturate care aparţin clasei polienilor şi au suferit o ciclizare la una sau ambele extremităţi. Pentru ca un caroten să funcţioneze ca o provitamină trebuie să aibă: un ciclu β-iononic; un lanţ alifatic din 18 atomi de carbon legaţi între ei prin 9 legături duble conjugate; 4 grupe metil substituite la 4 grupe metenice –CH=; un rest rest etileni etilenicc –CH=CH –CH=CH-- care care se scindea scindează ză hidroli hidrolitic tic în proces procesul ul de trecere de la provitamină la vitamină. •

Funcţionează ca provitamine: α -carotenul; β -carotenul; γ -carotenul şi criptoxantinele, care au următoarele structuri: H3C 2 3

CH3

CH3 7 1 4

6

9 8

10

CH3

11

13 12

14'

15

12'

8'

10'

6' 14

15'

13'

CH3

5

CH3

11'

9'

CH3

H3C 7'

CH3 H C 3

5'

1' 4'

2' 3'

α−caroten

H3C

CH3

CH3

H3C

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3 H C 3

β−caroten

H3C

CH3

CH3

H3C

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3 H C 3

γ −caroten

150


H3C

CH3

CH3

CH3

H3C

CH3

CH3

CH3

CH3 H C 3

OH

Criptoxantina

În α -caroten există un ciclu β-iononic şi un ciclu α-iononic. β -Carotenul are ambele cicluri terminale de β-iononă, γ-carotenul are unul din ciclurile terminale deschis, celălalt de β-iononă, iar criptoxantina reprezintă un derivat hidroxilat al βcarotenului. În organismul animal, dintr-o moleculă de β-caroten rezultă o moleculă de vitamina A, iar din două molecule de α-caroten şi γ-caroten tot numai o moleculă de vitamină A. Deci, β-carotenul este mai activ decât α- şi γ-carotenul. Procesul de transformare a provitaminelor A în vitamine A in vivo vivo constă în scindarea oxidativă a carotenilor la mijlocul lanţului alifatic de 18 atomi de carbon. Retinoliii se prezintă prezintă sub sub două două forme forme Structura şi proprietăţile vitaminelor A . Retinoli structurale structurale denumite retinol (vitamina (vitamina A1) şi dehidroretinol ( vitamina A2). Ambele forme sunt alcooli primari nesaturaţi care conţin un ciclu de β -iononă - ce le conferă activitatea biologică - şi o catenă laterală cu 9 atomi de carbon şi 4 duble legătur legăturii conjugat conjugate; e; dehidror dehidroreti etinol nolul ul posedă posedă o dublă dublă legătur legăturăă suplim suplimenta entară, ră, în comparaţie cu retinolul; în catena laterală se găsesc două grupe metil ( C9 şi C13): •

H3C

CH3

CH3

CH3 CH2OH

H3C

CH3

CH3

CH3 CH2OH

CH3

CH3 Vitamina A1 (Retinol)

Vitamina A2 (Dehidroretinol)

Aldehida şi acidul vitaminei A1 sunt denumite retinal şi acid retinoic. În ţesuturile organismului, de exemplu în ficat, vitaminele A se întâlnesc frecvent sub formă de esteri cu diverşi acizi (acetic, palmitic, succinic etc.). Esterii au o activitate biologică mai puternică decât vitaminele libere. Derivaţii hidrogenaţi şi cei cu grupe hidroxilice în ciclu sunt inactivi. Scurtarea catenei laterale nu micşorează activitatea. Acţiunea fiziologică nu dispare nici în urma înlocuirii grupei alcoolice primare cu alte grupe funcţionale (de exemplu, -CHO, -COOH). Retinolul este o substanţă cristalină de culoare galbenă, optic inactivă, solubilă în majoritatea solvenţilor organici (benzen, eter, cloroform, acetonă), insolubilă în apă. Este foarte sensibilă la acţiunea luminii şi la încălzire, este instabilă în prezenţa prezenţa oxigenului; oxigenului; în absenţa absenţa oxigenului este stabilă chiar la 100oC şi mai mult, 151

Vitamine

lucru de care trebuie ţinut cont la păstrarea sa. Vitaminele A sunt distruse de radiaţiile ultraviolete şi de razele luminoase. Rolul biochimic şi fiziologic. Retinolii şi derivaţii lor îndeplinesc funcţii biochimice şi fiziologice fiziologice multiple. Astfel: stimulează stimulează procesul procesul de creştere creştere a animalelor animalelor tinere; previn apariţia unor leziuni sale ţesutului epitelial, cheratinizarea dermei şi a mucoaselor; previn dereglarea formării scheletului, frânarea creşterii şi scăderea rezistenţei la infecţii. Mecani Mecanismu smull partic participă ipării rii vitami vitaminei nei A la menţin menţinere ereaa stării stării normal normalee a ţesutu ţesuturil rilor or epiteliale nu este lămurit. O mare importanţă o are participarea vitaminei A la procesele procesele de oxido-reducere oxido-reducere deoarece deoarece ea este capabilă de a forma peroxizi peroxizi care acceler accelereaz eazăă oxidare oxidareaa altor altor compuş compuşi.i. În ultimii ultimii ani s-a menţio menţionat nat import importanţa anţa retinolilor în reglarea permeabilităţii biomembranelor celulare, în sinteza hormonilor corticosteroizi, a mucopolizaharidelor şi în metabolismul sulfului. Un număr mare de cercetări cercetări evidenţiază evidenţiază rolul protector protector al vitaminei vitaminei A faţă de acţiunea acţiunea nocivă a xenobioticelor, în special faţă de cancerigeni. Retinolii intervin în funcţionarea normală a ochiului, respectiv în biochimia procesul procesului ui vizual. vizual. Astfel Astfel,, forma forma oxidată oxidată a vitami vitaminei nei A – retinal retinalul, ul, sub forma forma izomerului cis constituie grupa prostetică a unei cromoproteide care se numeşte rodopsină ce are drept componentă proteică opsina . Rodopsina este un pigment roşu, roşu, fotose fotosens nsibi ibil,l, ce se găseş găseşte te în celu celule lele le fotor fotorec ecep epto toare are sub sub formă formă de bastonaşe din retină ce intervin în vederea nocturnă. Sub acţiunea luminii are loc descompunerea rodopsinei în opsină şi retinal, care imediat trece în forma trans. Într-o etapă următoare, trans-retinalul se transformă în trans-retinol sub acţiunea unor enzime de oxido-reducere. (Figura 6.1.) •

Opsin psină +ciscis-reti retin nal

întuneric

rodopsină lumină

trans-ret s-retiinal +opsin opsină reducere enzimatică

oxidare enzimatică cis-retinol completarea pierderilor Vitam tamină A

izomerizare erizare enzim zimati atică

trans-retinol pierderi

Fig. 6.1. Schema participării vitaminei vitaminei A la procesul vizual O parte din trans-retinol se pierde, iar o parte, sub acţiunea unor enzime trece (prin stadiul de cis-retinol) în cis-retinal şi se foloseşte pentru resinteza rodopsinei. În felul acesta, este necesar un aport permanent de cis retinal care se realizează prin oxidarea oxidarea cis-retinolulu cis-retinoluluii (vitamina (vitamina A) furnizat de hrană. Ca urmare, urmare, lipsa sau insuficienţa insuficienţa în alimentaţie alimentaţie a vitaminelor vitaminelor A conduc la tulburări tulburări oculare, mai ales la 152


dereglă dereglăriri ale adaptăr adaptăriiii la întune întuneric ric (hemer (hemeralop alopie ie sau orbire orbire noctur nocturnă) nă) sau la dereglări degenerative ale ochiului (xeroftalmie). Introducerea în organism a unor mari cantităţi de vitamină A (hipervitaminoză) poate, poate, de aseme asemenea, nea, produc producee dereglă dereglăriri patolog patologice ice.. În intoxi intoxicaţi caţiaa acută acută apar ameţel ameţeli,i, cefale cefalee, e, somnol somnolenţă enţă;; în cea cronic cronică: ă: pierderi pierderi în greutat greutate, e, tegume tegumente nte uscate, galbene, leziuni osoase. •

Surse de vitamină A. Cele mai bune surse de retinoli în alimentaţia omului sunt

legumele cu frunze verzi (salată, spanac, ceapă verde), morcovii, tomatele care furnizează provitaminele, precum şi untul şi gălbenuşul de ou, care conţin vitamine active. Cantităţi foarte mari de retinoli se găsesc în ficatul peştilor marini şi în grăsimea din acest ficat. Vitaminele D (calciferoli)

Ca şi vitaminele A, vitaminele D există sub mai multe forme. Cele mai răspândite sunt vitaminele D2 şi D3. Pot fi privite ca derivaţi ai alcoolilor ciclici de natură steroidică – steroli, care funcţionează în organism ca provitamine D. Provitaminele D2 şi D3 sunt, respectiv, respectiv, ergosterolul ergosterolul şi colesterol colesterolul ul care se transformă transformă în forma activă în urma ruperii legăturii dintre atomii C-9 şi C-10 din ciclul B al scheletului sterolic sub acţiunea radiaţiilor ultraviolete (colesterolul în prealabil se dehidrogenează şi trece în 7-dehidrocolesterol care reprezintă de fapt provitamina directă). Pentru ca un sterol să îndeplinească rolul de 12 17 R provitamină D trebuie ca în ciclul B să aibă un 16 11 13 D sistem de duble legături conjugate în poziţiile poziţiile 5-6 şi C 1 9 7-8. 7-8. În C-17 C-17 se găse găseşt ştee o cate catenă nă late latera rală lă care care 15 14 2 8 10 variază de la o provitamină D la alta şi această A B 3 7 deosebire se menţine şi pentru diversele vitamine D. 5 HO 4 6 Prin Prin urmare urmare,, în prezenţ prezenţaa provit provitami aminelo nelor r corespunzătoare şi a radiaţiilor solare vitaminele D Structura Struct ura provitaminelor provitaminelor D se pot sintetiza în organism. Structura Structura şi proprietă proprietăţile ţile vitaminel vitaminelor or D. Toate R vitaminele D au acelaşi schelet ciclic (A, B, C şi D) D şi derivă de la steroli, diferă între ele prin catena CH2 C laterală (numărul de atomi de carbon carbon şi gradul de nesaturare). Orice modificare a acestui complex A B sterolic face imposibilă activarea sterolilor la HO vitamine. Structura vitaminelor D Activitatea vitaminică este dependentă de existe existenţa nţa celor celor trei trei duble duble legătur legăturii conjug conjugate ate în inelul deschis B al scheletului sterolic, sterolic, iar intensitatea intensitatea acţiunii acţiunii sale este legată de structura catenei laterale. Identitatea ciclurilor la toate toate vitami vitaminele nele D le conferă conferă caracterul caracterul •

153

CH2 CH3

HO

H3C Vitamina D2 (ergocalciferol)

CH3

Vitamine

fiziologic fiziologic comun. comun. Vitaminel Vitaminelee D sunt active active cât timp hidroxi hidroxilul lul din poziţia poziţia 3 este liber. Vitamina D2 sau ergocalciferolul este izomeră cu ergosterolul din care derivă prin iradiere. Are 4 duble legături, din care 3 sunt în ciclul B, iar una în catena laterală, ce conţine 9 atomi de carbon. Vitamina D3 sau colecalciferolul are drept provitamină provitamină 7-dehidrocole 7-dehidrocolesterol sterolul. ul. Conţine Conţine numai dublele legături din ciclul B, catena fiind saturată saturată şi numai cu 8 atomi de carbon. La om, colecalciferolul se formează în piele. Vitaminele D2 şi D3 sunt substanţe cristaline, incolore, insolubile în apă dar uşor solubile în HO lipide şi solvenţi solvenţi organici organici (cloroform, (cloroform, benzen, eter, acetonă, alcool), optic active. Ambele sunt Vitamina D3 (colecalciferol) puţin stabile şi se distrug uşor sub acţiunea luminii, oxidanţilor şi acizilor minerali. •

Rolul biochimic şi fiziologic . Vitaminele D favorizează direct absorbţia calciului şi

măresc indirect absorbţia fosforului la nivelul intestinului, influenţând procesul de osific osificare are prin prin fixarea fixarea fosfat fosfatului ului de calciu calciu;; de asemen asemenea, ea, interv intervin in în creşte creşterea rea concentraţiei de acid citric în sânge şi oase. Lipsa vitaminei D3 din raţia copiilor determină dezvoltarea rahitismului. La adulţi apare osteomalacia. Vitaminele D au acţiune şi asupra metabolismului Mg şi Fe, intervin în metabolismul glucidic şi aminoacidic. O supradozare a vitaminelor D determină apariţia unor forme clinice ale hipervitaminozei D: anorexie, tulburări ale tractului gastrointestinal, dureri de cap sau calcifieri ale ţesuturilor moi. excepţia unturii de peşte, conţinutul conţinutul vitaminel vitaminelor or D în Surse de vitamină D . Cu excepţia produsele alimentare este mic. Surse de calciferoli pentru om sunt ficatul de peşte şi animale, gălbenuşul de ou, laptele şi untul. Bogate în ergosterol sunt drojdiile.

•

Vitaminele E (tocoferolii) E (tocoferolii) •

Structură şi proprietăţi. Tocoferolii sunt compuşi ce derivă de la tocol al cărui

nucleu este constituit din 6-oxicroman (un nucleu benzenic şi un heterociclu cu 5 atomi de carbon şi un oxigen) şi o catenă laterală analogă fitolului, care substituie C-2 al heterociclului cu oxigen. Diverşii tocoferoli sunt derivaţi metilaţi ai tocolului care au unul până la 4 radicali -CH3 în diverse poziţii.

154


R1

HO

5

4

8

1

6 7

R2

R3

O

CH3 3 2

CH3

CH3

(CH2) CH (CH2) CH (CH2) CH CH3 3 3 3 CH3

Structura tocoferolilor

α-tocoferol : R1, R2, R3 = -CH3 (5,7,8-trimetiltocol) β-tocoferol : R1, R3 = -CH3; R2 = H (dimetiltocol) γ-tocoferol : R2, R3 = -CH3; R1 = H (7,8-dimetiltocol) δ-tocoferol : R3 = -CH3; R1, R2 = H (8-metiltocol) Activitatea vitaminică este funcţie de integritatea catenei laterale de la C-2 şi de numărul şi poziţia radicalilor metil substituiţi în ciclul benzenic. Cel mai activ vitaminic este α-tocoferolul. Tocoferolii Tocoferolii au şi şi acţiune acţiune antioxidantă antioxidantă care este este în raport invers invers proporţional proporţional cu rolul rolul de vitami vitamină. nă. Activit Activitatea atea antioxi antioxidant dantăă se datoreaz datoreazăă –OH din C-6 şi se manifestă numai dacă această grupă funcţională este liberă. Tocoferolii sunt lichide uleioase de culoare galben-slab. Se dizolvă bine în solvenţi ai lipidelor şi în uleiuri vegetale. Nu sunt solubili în apă. Sunt optic activi. Tocoferolii formează uşor esteri cu acizii acetic, propionic, palmitic. Se disting printr-o mare stabilitate, rezistând la încălzire până la 170oC. În acelaşi timp, radiaţiile ultraviolete sunt distructive pentru structura vitaminei E. În absenţa absenţa oxigenu oxigenului lui şi lumini luminii,i, în soluţi soluţiile ile uleioa uleioase, se, tocofer tocoferoli oliii îşi păstreaz păstreazăă activitatea mult timp. •

Rolul biochimic şi fiziologic. Mult timp s-a considerat că importanţa vitaminei E se

datorează datorează numai influen influenţei ţei ei asupra asupra funcţiei funcţiei de reproducere, reproducere, deoarece deoarece în lipsă lipsă sau insuficienţă de vitamină E la om şi animale sunt dereglate spermatogeneza şi embriogeneza şi, de asemenea, se observă modificări degenerative ale organelor de reproducere. Însă, o serie de studii aprofundate asupra avitaminozei E au demonstrat greşeala unei astfel de consideraţii. Avitaminoza E se manifestă printro deregl dereglare are a struct structuri uriii şi funcţi funcţionă onării rii multor multor ţesuturi: ţesuturi: se produc producee distro distrofie fie musculară, degenerarea măduvei spinării şi paralizia membrelor, infiltraţia grasă a ficatului, anemia hemolitică la copii, adică o îmbolnăvire a întregului organism. Mecanismul acţiunii vitaminei vitaminei E în organism este dublu. Pe de o parte, tocoferolii tocoferolii constituie cei mai importanţi agenţi intracelulari care protejează de oxidare lipidele şi alţi compuşi uşor oxidabili. Vitamina E este unul din cei cei mai puternici antioxidanţi naturali. naturali. De această latură a mecanismului mecanismului de acţiune a tocoferolilor tocoferolilor sunt legate diversele fenomene degenerative şi consecinţele lor care apar în avitaminoze E (inten (intensif sifica icarea rea proces proceselo elorr degenera degenerativ tivee în paralel paralel cu degener degenerare areaa ţesutur ţesuturilo ilor, r, creşterea enzimelor lizozomale, frânarea sintezei de acid ascorbic etc.). Carenţa în vitami vitamină nă E provoa provoacă că peroxi peroxidar darea ea lipide lipidelor lor din membra membrane, ne, ceea ceea ce determ determină ină transformări profunde ale metabolismului celular. Astfel, în cazul mitocondriilor se 155

Vitamine

poate poate înregi înregistr straa o distrug distrugere ere masivă masivă a enzimel enzimelor or şi citocromi citocromilor lor,, decupl decuplarea area fosforilării fosforilării oxidative. oxidative. În microzomi microzomi are loc perturbarea perturbarea sintezei sintezei proteinelor, proteinelor, iar lizozomii lizozomii suferă suferă o rupere a membranelor membranelor cu eliberarea eliberarea hidrolazelor. hidrolazelor. Pe de altă parte, vitamina E funcţionează sau ca un transportor de electroni în procesele de oxido-reducere, sau reglează sinteza coenzimei Q, sau influenţează enzimele şi coenzimele ce conţin grupe –SH. Hiperv Hipervita itamin minoza oza provoac provoacăă tulbură tulburăriri nervoas nervoase, e, insomn insomnii, ii, dureri dureri ale membrel membrelor or inferioare. •

Surse de vitamină E . Tocoferolii sunt substanţe de origine exclusiv vegetală, cele

mai bune surse fiind germenii cerealelor dar se mai găsesc şi în legumele cu frunze verzi şi în seminţe. Animalele nu sintetizează vitamina E, ci o iau din vegetale prin alimentaţie. Vitaminele K

Sub această această denumi denumire re este este cuprin cuprinsă să grupa grupa factori factorilor lor antihe antihemor moragi agici ci necesar necesarii pentru coagularea normală a sângelui. Există Există mai mai multe multe substanţe naturale care au activitate fiziologică similară. Vitaminele K sunt sintetizate numai de plante şi microorganisme; în părţile verzi ale plantelor este sintetizată vitamina K1, iar vitamina K2 este produsă de microorganismele din microflora intestinală. Flora microbiană constituie astfel o sursă importantă de vitamină K pentru organismul animal, care, în acest mod, devine puţin expus carenţei vitaminice. O serie de compuşi cu activitate activitate vitaminică vitaminică au fost obţinuţi prin biosinteză, biosinteză, unii chiar cu proprietăţi biologice superioare vitaminelor K naturale. •

Structură Structură şi proprietă proprietăţi. ţi. Din punct de vedere chimic, toate vitaminele K sunt

derivaţi de naftochinonă (2-metil-1,4-naftochinonă), la care este substituit în poziţia C-3 un radical alifatic R ce diferă de la vitamină la vitamină. Vitaminele K naturale sunt filochinona filochinona (vitamina (vitamina K1) care au drept radical R radicalul fitil, de unde şi numele său şi menachinone (vitamina K2) care care au drept drept radic radical al R radica radicalul lul polipropenil:

156


O 7 6

8

1

5

4

2

CH3

3

R

O Structura Struct ura generalã generalã a vitaminelor K

Dacă n = 6, compusul se numeşte menachinona-6, pentru n = 7 – menachinona-7. În vitamina K3 obţinută prin sinteză, denumită menadionă, R = H. Vitamina K1 este un lichid uleios, de culoare galbenă care îşi datorează culoarea structurii sale chinonice. chinonice. Este insolubilă insolubilă în apă, solubilă în grăsimi grăsimi şi solvenţi organici. Vitamina K2 este solidă, cristalizată, galbenă, insolubilă în apă, solubilă în solvenţi organici; vitamina K3 este o pulbere galbenă, cristalină, solubilă în apă. Activitatea fiziologică a vitaminelor K este corelată cu prezenţa nucleului chinonic, deoarece o serie de compuşi care au în comun cu vitaminele K1 şi K2 numai acest ciclu, dar diferă prin radicalul R, au acţiune similară, însă cu intensitate diferită. Indispensabile activităţii vitaminice K sunt: prezenţa nucleului benzenic nesubstituit şi a grupării 2-metil. Rol biochimic şi fiziologic . Vitaminele K au un rol fundamental în procesul de coagulare a sângelui; ele participă la biosinteza protrombinei care ia parte la coagulare, coagulare, precum şi a factorilor factorilor VII, IX şi X din sânge care, se asemenea, asemenea, sunt necesari acestei reacţii. Nivelul scăzut al protrombinei, asociat cu diminuarea factor factorilo ilorr de coagula coagulare re menţio menţionaţ naţii determ determină ină fenome fenomene ne hemora hemoragic gicee datori datorită tă creşterii timpului de coagulare a sângelui (de la 12-15 s la peste 30s). Deoarece protrombina este în cantitate scăzută nu se mai formează o cantitate corespunzătoa corespunzătoare re de trombină, enzim enzimaa proteoli proteolitic ticăă implic implicată ată în etapa etapa finală finală a procesului de coagulare. Alături de sindromul hemoragic, în hipovitaminoză K are loc o scădere a rezistenţei capilarelor, o diminuare a proceselor de biosinteză din organism, o micşorare a activităţii funcţionale a ţesutului muscular. Se apreciază că, stimularea biosintezei precoagulantel precoagulantelor or reprezintă reprezintă numai unul din aspectele aspectele funcţiilor funcţiilor biologice biologice ale vitaminei K. Vitami Vitamina na K partici participă pă în proces procesele ele de respir respiraţi aţiee tisula tisulară, ră, în reacţii reacţii legate legate de fosforilarea oxidativă şi formarea ATP în organismul animal, precum şi la procesul •

157

Vitamine

de fotosinteză din plante. I se atribuie rol în biosinteza proteinelor şi a ARN mesager necesar sintezei protrombinei. Asemănător celorlalte vitamine liposolubile liposolubile,, vitamina K intră în constituţia constituţia fracţiunii fracţiunii lipidice lipidice a biomembranelor biomembranelor celulare şi subcelulare şi în felul acesta are o importanţă deosebită pentru buna lor funcţionare. Surse de vitamine K . Cele mai bune surse de vitamine K sunt produsele vegetale verzi. Deosebit de bogate sunt spanacul, varza, dovleacul, iar dintre cele de origine animală, ficatul. •

6.3.2. Vitamine hidrosolubile

Caracteristic acestei grupe de vitamine este solubilitatea lor în apă şi participarea lor, sub formă de coenzime, la structura unor enzime. Tiamina ( vitamina B1).

Se mai numeşte aneurină. Provine şi vindecă boala beri-beri. •

Structură şi proprietăţi. Tiamina este un compus format din două nuclee: unul

pirimidinic şi altul tiazolic unite printr-o grupă metilenică. La ciclul pirimidinic sunt substituite un radical metil şi o grupa aminică, aminică, iar la cel tiazolic sunt substituiţi un radical metil şi unul etil oxidat. N H3C

+

N

CH2 N

CH3 S

NH2

CH2

CH2OH

Tiamina este o substanţă cristalină, incoloră, cu Tiamina gust gust amar amar şi miros miros caracteristic; se solubilizează bine în apă şi acid acetic, ceva mai greu în alcool etilic şi metilic şi este insolubilă în cloroform, eter, acetonă. Soluţiile în mediu acid sunt foarte stabile şi rezistente la încălzire până la temperaturi înalte (până la 140oC). În mediu neutru şi mai ales în mediu alcalin, tiamina se distruge foarte repede. Prin oxidare în anumite condiţii, de exemplu cu permanganat de potasiu, tiamina se transformă într-un compus denumit tiocrom care prezintă o puternică fluorescenţă albastră în ultraviolet şi astfel serveşte pentru dozarea vitaminei B1. O impor importa tantă ntă deosebi deosebită tă o au ester esteriiii tiam tiamin inei ei cu acid acidul ul fosfo fosfori ric, c, în spec special ial tiaminpirofosfatul (TPP) (TPP)care constituie forma coenzimatică a vitaminei: N H3C

CH2 N

NH2

+

N

CH3 S

CH2

O CH2

O

P OH

O O

P

OH

OH

Tiaminpirofosfat (TPP)

158

Biochimia produselor alimentare Rolul biochimic şi fiziologic. Tiamina are rol deosebit în procesele biochimice de transformare a glucidelor în organismul animal, vegetal vegetal şi la microorganisme. Sub formă de tiaminpirof tiaminpirofosfat osfat (TPP), vitamina B1 intră în constituţia constituţia enzimelor enzimelor ce catali catalizeaz zeazăă decarbo decarboxil xilarea area oxidati oxidativă vă a acidul acidului ui piruvi piruvicc şi a cetoglu cetoglutar taratul atului ui în degradarea aerobă a glucidelor şi în constituţia enzimelor transcetolaze care iau parte la degradarea glucozei pe calea pentozelor. În felul acesta, TPP participă la reacţiile cheie ale căilor de transformare a glucidelor, în reacţiile ciclului acidului citric şi, datorită legăturii acestui ciclu cu metabolismul proteinelor prin intermediul transaminării α -cetogl -cetoglutar utaratul atului, ui, în reacţi reacţiile ile de sintez sintezăă a bazelo bazelorr azotat azotatee ale acizilor nucleici. Pe lângă rolul catalitic al tiaminpirofosfatului, este posibilă participarea diferiţilor esteri fosforici fosforici ai tiaminei tiaminei la transportul transportul activ al fosfaţilor macroergici; macroergici; participarea tiaminei la reacţiile de oxido-reducere, în biosinteza acizilor graşi polinesaturaţi. În hipovitaminoză hipovitaminoză şi avitaminoză de tiamină tiamină nu se mai poate efectua decarboxilarea oxidativă in organism, fapt ce atrage o acumulare de acid piruvic în sânge sânge şi diferit diferitee ţesutu ţesuturi. ri. În aceste aceste condiţii condiţii apar tulbură tulburăriri gastro gastro-int -intest estina inale, le, polinevrite care duc la paralizii, tulburări ale sistemului nervos, tabloul clinic al bolii beri – beri. •

•

Surse de tiamină . Vitamina B1 se găseşte în cantităţi mari în cereale, drojdia de

bere, carne, ficat, ouă. Flora Flora intestinală este capabilă să sintetizeze tiamină şi, prin urmare, o parte din necesar este acoperită şi pe această cale. Riboflavina (vitamina B2 ) •

Structură Structură şi proprietă proprietăţi ţi . Riboflavina este un derivat dimetilat al izoaloxazinei

(nucleu flavinic) la care se substituie ribitolul. ribitolul. Riboflavina este o substanţă solidă, cristalizată, de culoare galben-portocalie; se dizolvă în apă dând soluţii galbene şi fluorescente. Este solubilă în alcool şi acid acetic, insolubilă în eter, cloroform. În mediu neutru şi acid rezistă la încălzire, însă în mediu alcalin se distruge imediat la cald. În prezenţa radiaţiilor ultraviolete, riboflavina se distruge cu formarea unui compus biologic inactiv. OH OH OH

OH OH OH

CH2 CH CH CH CH2OH 3' 4' 2' 5'

1'

H3C H3C

7

8

6 5

N

N

9

1

10

4

N

O Riboflavina

2 3N

O

H3C H3C

CH2 CH CH CH CH2OH H N N O N H

NH O

Leucoriboflavina (incolor)

Molecula de vitamină B2 posedă proprietăţi oxido-reducătoare. Legând doi atomi de hidrogen din poziţiile 1 şi 10, riboflavina se reduce în leucoderivatul incolor care, 159

Vitamine

oxidându-se, trece din nou în riboflavina galbenă. În felul acesta, formându-se formel formelee semich semichino inonic nicee ale ribofl riboflavi avinei, nei, ea poate poate funcţio funcţiona na ca transp transport ortor or de electroni. Restul de ribitol al riboflavinei poate fi esterificat la atomul C-5’ cu acid fosforic rezultând un mononucleotid: flavinmononucleotid flavinmononucleotid (FMN). OH OH OH

O

CH2 CH CH CH CH2 O P OH OH N N O

H3C H3C

NH

N O

Flavinmononucleotid (FMN)

Flavin Flavinmon mononuc onucleo leotid tidul, ul, la rândul rândul său se poate poate combin combinaa cu acidul acidul 5’-ade 5’-adenil nilic ic formând un dinucleotid:flavinadenindinucleotid flavinadenindinucleotid (FAD): pirofosfat

ribitol OH OH OH

O

CH2 CH CH CH CH2 O N

OH

N

H3C H3C

P

O

O O

O C H CH CH P O CH2 CH HO HO OH N

NH

N

riboz a

N

O

N N

adenina

NH2

flavina Flavinadenindinucleotid Flavinadenindinucleotid (FAD)

In general,în organism riboflavina se află sub formă legată cu proteinele constituind flavoproteide sau flavinenzime. Din totalul riboflavinelor existente în organism, 70 – 90% sunt reprezentate de FAD care deţine rolul de coenzimă a flavoproteidelor. Formarea FAD şi FMN are loc cu ajutorul ATP în prezenţa unor enzime specifice. •

Rolul Rolul biochim biochimic ic şi fiziologi fiziologic c . Riboflavina are un rol deosebit de important în

procesele biochimice. Absorbită în intestin, ea este supusă fosforilării cu formarea celor două forme coenzimatic coenzimatice: e: flavinmonon flavinmononucleoti ucleotidul dul (FMN) (FMN) şi flavinadenindinucleotidul (FAD). Flavoproteidele care include în calitate de component coezimatic FMN sau FAD sunt enzime de oxido-reducere şi realizează transportul hidrogenului în procesele de respiraţie celulară. O serie de flavoproteide flavoproteide participă participă în calitate calitate de catalizatori catalizatori în ciclul ciclul acidului citric, citric, la β oxidarea oxidarea acizilor graşi, graşi, în procesul procesul de fosforilare fosforilare oxidativă, oxidativă, precum şi în reacţiile reacţiile de sinteză a bazelor bazelor purinice ale nucleotidel nucleotidelor, or, deci indirect, indirect, şi a proteinelor. proteinelor. În felul acesta, riboflavina participă la utilizarea substanţelor nutritive ale hranei şi, asigurând asigurând o intensita intensitate te suficien suficientă tă respiraţi respiraţiei ei celulare, celulare, contribuie contribuie la la formarea formarea 160


compuşilor macroergici care sunt folosiţi în procesele de biosinteză , în special pentru sinteza proteinelor. Rolul riboflavinei se extinde însă şi asupra asupra altor procese biochimice şi fiziologice. Astfel, intervine în incorporarea fierului în hemoglobină, în chimismul procesului vizual (în asociere cu retinolii), în creşterea animalelor tinere. Aportul insuficient de riboflavină cu hrana conduce la apariţia unor modificări patologice. Lipsa totală a riboflavinei din hrană determină o avitaminoză severă care se caracterizează prin instalarea unei stări comatoase cu sfârşit letal. În hipovitaminoză B2, pe lângă oprirea creşterii, se înregistrează dermatite, stomatite, conjunctivite, anemie hipocromă, dereglări ale sistemului nervos. În hipervitaminoza B2 nu apar dereglări dereglări evidente, deoarece riboflavina riboflavina are o slabă toxicitate şi nu produce reacţii alergice. Riboflavi avina na este este larg larg răspând răspândită ită în natură natură intrând intrând în Surse de riboflavi riboflavină nă. Ribofl compoziţia celulelor vegetale şi animale. O serie de microorganisme şi plantele sunt capabile de a sintetiza riboflavina, în timp ce, animalele nu au această capacitate şi ca urmare necesită aportul riboflavinei prin hrană. Surse de vitamină B2 pentru pentru om sunt laptele laptele şi produs produsele ele lactate lactate,, oul, oul, ficatul ficatul,, rinich rinichiiii şi inima inima animalelor, drojdiile şi, într-o mai mică măsură, cerealele şi legumele. De asemenea, riboflavina este sintetizată şi de microflora intestinală. •

Acidul pantotenic

Numele său indică răspândirea sa ubicuitar (pantothen = peste tot). Structura şi proprietăţi Acidul pantotenic este format din acidul pantoic (α ,γ dihidroxi-β ,β ’-dimetilbutiric) şi β -alanină, legate între ele printr-o legătură •

peptidică. Se prezintă sub formă lichidă, uleioasă, de culoare slab-gălbuie. Este solubil în apă şi etanol, greu solubil în eter şi insolubil în cloroform şi benzen. Sub forma sărurilor de Ca sau Na, este o substanţă cristalizată.

Acidul pantotenic este puţin stabil, însă sărurile sale sunt mult mai stabile. Printre derivaţii acidului pantotenic, o importanţă deosebită o are pantoteina (acidul pantotenic + cisteamină) care intră în constituţia unei proteine denumită proteina transpo transporto rtoare are de grupări grupări acil acil („Acil Carrier Carrier Protein Protein” , ACPACP-SH SH)) şi a unei unei coenzime care participă la diverse reacţii biochimice de sinteză şi de degradare a unor metaboliţi numită coenzima A (CoA-SH). 161

Vitamine

Rolul biochimic şi fiziologic . Sub formă de ACP-SH şi CoA-SH acidul pantotenic îndepl îndeplineş ineşte te în organis organism m funcţi funcţiaa sa biologi biologică. că. Prin Prin grupa grupa -SH a pantote pantoteine inei,i, molecula molecula de ACP-SH ACP-SH şi de CoA-SH CoA-SH funcţionează funcţionează ca transportator transportator de grupări acil, formând formând tioesteri tioesteri la grupa tiol. În felul acesta, ACP-SH ACP-SH deţine un rol important în biosinteza acizilor graşi. Coenzima A joacă un rol fundamental în metabolismul substanţelor, luând parte la realizarea unor procese biochimice cum sunt oxidarea şi biosinteza acidului citric, biosinteza sterolilor, steridelor, lipidelor neutre, fosfatidelor, porfirinelor, mucopolizaharidelor etc. Hipovitaminoza pantotenică la om se întâlneşte rar datorită largii răspândiri a acidului pantotenic în natură şi a cantităţilor suficiente existante în alimentaţie. În carenţă de acid pantotenic au loc o serie de dereglări patologice: patologice: tulburări gastrointestinale, tulburări musculare, leziuni cutanate, dermatite, stomatite, tulburări ale sistemului nervos central, anemii, scăderea capacităţii de a forma anticorpi. •

•

Surse de acid pantotenic. Acidul pantotenic este conţinut de toate animalele,

plantele şi microorganismele. Ţesuturile animale nu sunt capabile să sintetizeze acid pantotenic, dar sintetizează din acesta, coenzima A. Surse de acid pantotenic 162


pentru om sunt: ficatul, rinichii, carnea, ouăle, icrele, varza roşie, cartofii, strugurii, drojdiile. Niacina

Se mai numeşte vitamina PP (factor de prevenire a pelagrei) •

Din punct de vedere vedere chimic, chimic, există există acidul piridin–3piridin–3Structură şi proprietăţi . Din

carboxilic care se numeşte acid nicotinic şi amida sa numită nicotinamida. COOH N Acidul nicotinic

CONH2 N Nicotinamida

Acidul nicotinic este o substanţă albă, cristalină, cu gust slab acid, care se dizolvă bine în apă (îndeosebi prin încălzire) şi nu se dizolvă în eter; este deosebit de stabilă şi sub acţiunea agenţilor chimici şi fizici obişnuiţi nu se descompune. Caracteristici similare are şi nicotinamida. La unele bacterii, ciuperci şi la animale, acidul nicotinic se formează din triptofan prin participarea vitaminei B6. În ţesuturile animalelor, aproape întreaga cantitate de acid nicotinic se găseşte sub forma amidei sale – nicotinamida, în constituţia a două nucleotide şi anume: nicotinamidadenindincleotid (NAD+) şi nicotinamidadenindinucleotidfosfat (NADP+):

163

Vitamine

Prin nucleul lor piridinic, piridinic, NAD+ şi NADP+ sunt capabile de a participa la reacţii de oxido-reducere prin transfer de hidrogen:

Prescurtat, reacţiile se scriu:

•

Rolul biochimic şi fiziologic. NAD+ şi NADP+ constituie sisteme coenzimatice ale

unor unor import important antee enzim enzimee de oxido-r oxido-reduc educere ere din organis organisme. me. Prin Prin unirea unirea lor cu apoenzimele apoenzimele specifice, specifice, catalizea catalizează ză reacţii de transfer transfer a hidrogenului hidrogenului de pe un substrat donor pe unul acceptor. Cea mai importantă funcţie biologică a coenzimelor nicotinamidice constă în participarea lor la transferul electronilor şi 164


hidrogenului de la substratele care se oxidează la oxigen în procesul de respiraţie celulară. Coenzimele nicotinamidice intră în structura unor importante enzime: alcooldehidrogenaze , aldehiddehidrogenaza , glutamatdehidrogenaza, fosfogliceroaldehid-dehidrogenaza, lactatdehidrogenaza , malatdehidrogenaza etc., ceea ce explică rolul deosebit al vitaminei PP în în metabolisme. Carenţa în vitamină PP se manifestă prin simptome ca: iritabilitate, anxietate, inapetenţă, inapetenţă, dereglări dereglări digestive, digestive, dermatologic dermatologicee şi nervoase. nervoase. Ansamblul Ansamblul stărilor stărilor patologice patologice determinate determinate de deficitul deficitul de nicotinami nicotinamidă dă constituie constituie boala denumită denumită pelagra datorată profundelor dereglări ale metabolismului proteinelor, lipidelor şi glucidelor. Surse de niacină . Acidul nicotinic şi amida sa sunt larg răspândite în produsele vegetale şi mai ales animale. Surse de vitamina PP pentru om sunt ficatul, rinichii, inima animalelor, carnea, peştel peştele, e, cereal cerealele ele,, legumi leguminoas noasele ele.. Cantit Cantităţi ăţi mari mari din această această vitami vitamină nă conţin conţin tărâţele de grâu şi drojdiile. •

Vitamina B6 (piridoxina)

Structură Structură şi proprietă proprietăţi. ţi. Din punct de vedere al structurii chimice, piridoxina reprezintă 2-metil-3-hidroxi-4,5-dihidroximetilpiridina. Pe lângă piridoxină, mai posedă activitate vitaminică încă doi derivaţi ai 3-hidroxipiridinei care au în poziţia 4 a ciclului piridinic piridinic o grupă aldehidică sau aminică şi care se numesc respectiv piridoxal şi piridoxamină. Toţi aceşti trei compuşi (derivaţi ai 3-hidroxipiridinei) poartă denumirea comună (generică) de „vitamină B6”: •

CH2 OH HO H3C

3 2

4 1

5 6

N Piridoxină

CH2OH

CHO CH O HO H3C

3 2

4 1

5 6

N Piridoxal

CH2 NH2 CH2OH

HO

CH2OH

H3C

N Piridoxamină

Vitamina B6 este o substanţă cristalină, incoloră, cu gust amar, uşor solubilă în apă, mai greu în alcool şi insolubilă în solvenţi. Soluţiile piridoxinei sunt stabile la încălzire cu acizi şi baze. Este una dintre cele mai stabile vitamine. Sub acţiunea luminii ea însă îşi pierde repede activitatea. Funcţiile hidroxil pot fi uşor esterificate. Importanţi sunt esterii fosforici ai piridoxalului şi piridoxaminei care îndeplinesc rol coenzimatic:

165

Vitamine

CHO CHO HO

CH2

O

P OH

H3C

N Piri Pi ridox doxal 5-fosfat

•

CH2 NH2

O OH

HO H3C

CH2

O O

P

OH

OH N Piridoxa ridoxamin 5 - fosfa fosfat

Rolul Rolul biochimi biochimic c şi fiziologi fiziologic c . Mecanismul Mecanismul participării participării piridoxinei piridoxinei în procesele procesele

biochimice este bine stabilit la ora actuală. Sub formă coenzimatică de piridoxalfosfat, vitamina B6 intră în structura structura unei serii de enzime enzime ce catalizeaz catalizeazăă import important antee reacţii reacţii de transf transform ormare are a aminoac aminoacizi izilor lor.. În specia speciall piridox piridoxalfo alfosfa sfatul tul constituie constituie componenta componenta enzimelor enzimelor ce participă participă la decarboxilarea decarboxilarea şi dezaminarea dezaminarea aminoacizilor . A fost constatată funcţia catalitică a piridoxalfosfatului în acţiunea fosforilazei enzim enzimăă ce joacă joacă un rol centra centrall în metab metaboli olismu smull glicogen glicogenului ului.. Se presupune participarea acestei coenzime şi la metabolismul lipidelor. Defici Deficienţa enţa în vitami vitamină nă B6 este este însoţi însoţită tă de apariţi apariţiaa de dermat dermatite ite,, stomat stomatite ite,, conjunctivit conjunctivite, e, anemie hipocromă, hipocromă, frânarea creşterii. creşterii. Dezvoltarea Dezvoltarea hipovitaminozei hipovitaminozei B6 poate fi legată atât de aportul său insuficient cu hrana cât şi de o dereglare a biosintezei piridoxalfosfatului în organism. •

Surse de vitamina B 6 . Vitamina B6 este larg răspândită în natură. Este sintetizată

de plante şi microorganisme, printre care şi de microflora tractului intestinal. Totuşi, aceast aceastăă sintez sintezăă este este insufi insuficie cientă ntă pentru pentru asigura asigurarea rea deplin deplinăă a necesa necesarul rului ui de vitamină vitamină al omului omului şi prin urmare, sursa de bază o constituie alimentele. alimentele. Cele mai bogate în vitamina B6 sunt drojdiile, ficatul, inima şi rinichii animalelor, carnea, peştele, cerealele integrale, leguminoasele uscate, ardeiul verde. Ciancobalamina Ciancobalamina (vitamina B12 )

Ciancobalamina reprezintă compusul α -(5,6dimetilbenzi dimetilbenzimidaz midazolin)–c olin)–cobami obamidcianid dcianidă. ă. Structura Structura sa se distinge distinge printr-o printr-o mare complexitate. Molecula vitaminei B12 este este constitui constituită tă din patru patru nuclee piroli pirolice ce reduse, din care trei sunt legate coordinativ de cobalt iar al patrulea printr-o legătură covalentă; atomul de cobalt este legat şi de un radical cian (-C≡ N) precum şi de un atom de azot de la 5,6-dimetilbenzimidazol; acesta din urmă este legat de nucleul tetrapirolic prin ribozo – fosfat şi aminopropanol. Vitamina B12 este un compus cristalizat, de culoare roşie, solubil în apă şi alcool şi insolubil în eter, cloroform şi acetonă. Există mai mulţi derivaţi ai vitaminei B12 la care grupa cian este înlocuită cu alţi radicali. Întreaga grupă de compuşi care nu conţin grupa cian poartă denumirea de cobalamine (corinoide) şi numai numai vitamina se numeşte ciancobalamină. •

Structură

şi

proprietăţi.

166


Prin înlocuirea grupei cian –CN cu cu o grupă hidroxil se formează hidroxicobalamina care reprezintă o formă a vitaminei B12 fiziologic activă. Printre analogii vitaminei B12, cel mai mare interes îl prezintă p rezintă metilcobalamina care este un metabolit activ. a ctiv. La majori majoritat tatea ea organi organism smelor elor,, 50-90% 50-90% din cantit cantitatea atea totală totală a vitami vitaminei nei B12 se găseşte sub formă de coenzimă şi derivaţii săi. Coenzima B12 conţine, în locul grupei –CN, 5’-dezoxiadenozină (ligand adenozinic). Legătura covalentă cu cobaltul se realizează prin C-5’ al dezoxiribozei şi poartă caracter ionic; deci coenzima B12 este 5’-dezoxiadenozilcobalamină şi spre deosebire de vitamina B12, se protonizează uşor. Vitamina B12 din alimente este absorbită absorbită la nivelul nivelul intestinului intestinului subţire, în prezenţa prezenţa unei unei glic glicop oprot rotei eine ne care care se găse găseşt ştee în sucu sucull gastr gastric ic şi se numeş numeşte te „fact „factoru orull intrin intrinsec” sec”.. Acesta Acesta facili faciliteaz teazăă legarea legarea vitami vitaminei nei B12 de mucoas mucoasaa intesti intestinal nalăă şi trecerea ei prin peretele intestinal. •

Rolul biochimic şi fiziologic . Vitamina B12 poate lua parte la două grupe de reacţii

biochimice. În primul rând, la reacţiile de transmetilare. Caracteristic acestui tip de reacţii este formarea metilcobalaminei ca transportor intermediar de grupă metil. În acest mod se biosintetizează metionina şi acetatul din dioxid de carbon. Cea de-a doua grupă cuprinde reacţiile de transformare la care ia parte direct coenzima B12. Aceste Aceste reacţii constau constau în transportul transportul hidrogenului hidrogenului şi formarea unei noi legături legături carbon-hidrogen. În această categorie intră reacţia catalizată de 167

Vitamine metilaspartatmutază care transformă acidul glutamic în acid β-metilaspartic; reacţia catalizată de metilmalonil-CoA-mutaza care transformă metilmalonil-CoA în

succinil-CoA; reacţia de dezaminare a etanolaminei; reacţia de reducere a ribonucleotidelor la dezoxiribonucleotide. Deosebit Deosebit de importantă este participarea participarea vitaminei vitaminei B12 la sinteza sinteza acizilor acizilor nucleici nucleici (în activarea fragmentelor cu un singur atom de carbon necesar pentru formarea bazelo bazelorr azotat azotatee purinic purinicee şi pirimidi pirimidinic nicee şi în reducer reducerea ea ribonucle ribonucleoti otidel delor or la dezoxiribonuc dezoxiribonucleotide leotide). ). Vitamina Vitamina B12 are are rol rol impo importa rtant nt în funcţ funcţia ia form format atoar oaree a eritrocitelor la nivelul măduvei spinării; stimulează anabolismul proteinelor şi al lipidelor; este un factor de creştere pentru organismele tinere, favorizează diviziunea celulară, menţine integritatea celulei nervoase. Hipo- şi avitaminoza B12 la om pot să apară în cazul unui aport insuficient al vitaminei cu hrana sau datorită unei dereglări a absorbţiei sale, ceea ce conduce la o dereglare a procesului normal de formare a hematiilor (hematopoieză) în măduva osoasă osoasă şi la dezvol dezvoltar tarea ea anemiei anemiei pernic pernicioas ioase. e. De asemenea asemenea,, insufi insuficie cienţa nţa de ciancobalamină determină o dereglare a metabolismului proteinelor, glucidelor şi lipidelor. Vitamina B12 este sintetizată numai de microorganis microorganisme. me. Surse de vitamină B 12 . Vitamina Omul ia o parte din necesar de la microflora microflora intestinală, intestinală, însă şi unele alimente de origin originee animală animală (ficat, (ficat, rinichi rinichi,, brânză, brânză, peşte) peşte) contri contribui buiee la acoperi acoperirea rea nevoil nevoilor or organismului în această vitamină. •

Acidul folic

Se mai numeşte folacină, acid pteroilglutamic. •

Structură Structură şi proprietă proprietăţi. ţi. Molecula acidului folic este alcătuită dintr-un rest de

pteridină, unul de acid p-aminobenzoic şi unul de acid glutamic. OH N3 2

H2N

4 1

N

N 5 8

9

6

CH2 NH

4' 5'

7

COOH

3' 2'

10

1' 6'

CO NH CH

N

pteridinã

CH2 CH2

acid paraaminobenzoic

COOH acid glutamic

Acidul folic

Acidul folic se prezintă sub forma unei pulberi cristaline, de culoare gălbuie, fără gust şi miros. Se solubilizează greu în apă, practic este insolubil în alcool, acetonă, eter, cloroform. La lumină se descompune. Termenul „acid folic” reuneşte o familie de compuşi cu proprietăţi fiziologice asemănătoare, al cărei reprezentant de bază este acidul pteroilglutamic. Pe lângă 168


acesta, există acizi folici care conţin câteva resturi de acid glutamic (de la 3 până la 6). Acidul folic este, sub aspect metabolic, inactiv, dar se poate transforma după reducer reducerea ea nucleu nucleului lui pteridi pteridinic nic în acid acid 5,6,7,8 5,6,7,8-te -tetrah trahidr idrofol ofolic ic (acid (acid tetrahidropteroilglutmaic), compus care posedă proprietăţi coenzimatice: •

Rolul biochimic şi fiziologic . Sub forma acidului tetrahidrofolic, care reprezintă

forma sa coenzimatică, acidul folic participă la o serie de importante procese biochimice, realizând transferul grupelor cu un singur atom de carbon. Se cunosc câteva câteva fragment fragmentee cu un atom atom de carbon carbon (formi (formill –CH=O, –CH=O, formimi formiminn –CH=NH –CH=NH;; metenil =CH-; metilen =CH2, metil –CH3; oximetil -CH2-OH) care se pot include în complexe transformări biochimice din organism ce se desfăşoară cu participarea acizilor tetrahidrofolici. Legarea fragmentelor cu un carbon la acidul tetrahidrofolic are loc cu ajutorul legăturilor covalente la atomii de azot 5 sau 10 sau la ambii atomi de azot cu formarea unui ciclu de cinci atomi. În procesul de transfer a acestor fragmente este posibilă transformarea lor oxido-reducătoare. Cu ajutorul acidului tetrahidrofolic are loc transferul grupării metil în biosinteza metioninei şi timinei, a grupării oximetil în biosinteza serinei, a grupării formil în biosinteza bazelor azotate purinice şi pirimidinice, a acizilor nucleici, a hemului, a unor aminoacizi (serină, glicină, histidină, metionină, triptofan). OH N

H N

H CH2 NH

COOH CO NH CH

H N

H2N

N H

CH2

H

CH2 COOH

Acid 5,6,7,8 - tetrahidrofolic (FH4) OH

H N

C

H H CH2 N

5

N

H H2N

N

N H

O

10

COOH CO NH CH

H

CH2 CH2 COOH

Acid N10 - formiltetrahidrofolic (N 10 -CHO - FH4)

Serină + FH4 ↔ Glicină + N5,N10-metilen-FH4 + H2O N5,N10-metilen-FH4 + NADH + H+ ↔ N5-metil-FH4 + NAD+ N5-metil-FH4 + Homocisteină ↔ Metionină + FH4 Legătura strânsă dintre coenzimele coenzimele folice şi metabolismul acizilor nucleici explică rolul deosebit al folaţilor în activitatea vitală a organismului. 169

Vitamine

Insuficienţa în acid folic se manifestă la animale şi om prin tulburări caracteristice. La om apare anemia megaloblast megaloblastică ică datorită datorită unor dereglări în hematopoieză; hematopoieză; se produc, de asemenea, asemenea, perturbări perturbări ale activităţii activităţii organelor organelor digestive, digestive, ale pielii şi organelor de reproducere. La animale, este oprită creşterea. La om se întâlneşte rar avitaminoza folică deoarece acidul folic este sintetizat de microflora intestinală. Această avitaminoză poate să apară în cazul inhibării microflorei intestinale prin administrarea de medicamente (antibiotice, sulfamide) sau ca urmare a dereglării absorbţiei vitaminelor în tractul gastro-intestinal datorită unor afecţiuni. •

Surse de folaţi . Acidul folic este larg răspândit în natură. Spre deosebire de

microorganisme şi plante, în organismul animalelor şi păsărilor acidul folic nu se sintet sintetize izează ază şi ca urmare urmare acesta acesta trebui trebuiee să-l să-l primeasc primeascăă din hrană. hrană. Sursel Surselee principale de acid folic în alimentaţia omului sunt legumele proaspete: salata, spanacul, varza, morcovii, tomatele, ceapa. Dintre produsele de origine animală, cele mai bogate în acid folic sunt: ficatul, rinichii, brânza, gălbenuşul. O cantitate apreciabilă de acid folic se găseşte în drojdii. Biotina

Se mai numeşte vitamina antiseboreică. Structură şi proprietăţi . Sub aspect structural, biotina reprezintă un acid monocarboxilic cu un nucleu heterociclic. Partea heterociclică a moleculei este reprezentată de ciclurile imidazolic şi tiofenic, iar catena laterală este un rest de acid valerianic în forma normală pentru β -biotină şi forma izo, pentru α -biotină.

•

Deci, heterociclul poate fi privit, de asemenea, ca un ciclu tiofenic legat de un rest de uree. În organism organism,, biotina biotina se găseşt găseştee sub formă liberă liberă şi, mai ales, ales, sub formă formă de biocitină, în care biotina este legată de proteine prin intermediul lizinei. Biotina se prezintă sub formă de cristale aciculare solubile în apă şi alcool, insolubile în eter şi cloroform. Este stabilă la acţiunea oxigenului molecular şi a acidului sulfuric, dar se distruge sub acţiunea peroxidului de hidrogen, acizilor clorhidric şi azotic, a bazelor. Cu proteina din albuşul oului – avidina – biotina formează un complex stabil care nu se descompune sub acţiunea enzimelor din tractul digestiv şi nu se absoarbe. 170

Biochimia produselor alimentare Rolul biochimic şi fiziologic . Mecanismul de acţiune al biotinei este foarte divers. Este dovedită funcţia sa coenzimatic coenzimaticăă în reacţiile reacţiile de decarboxilare decarboxilare şi carboxilare; carboxilare; biotina este implicată în metabolismul lipidelor, glucidelor, proteinelor, a acizilor nucleici şi metaboliţilor lor – în sinteza acizilor graşi, în formarea acizilor dicarboxili dicarboxilici ci – substraturi substraturi ale ciclului ciclului acidului citric, citric, în formarea formarea ureei, în sinteza purinelor etc. În reacţiile de carboxilare, biotina funcţionează ca transportor de CO2. Mecanismul reacţiei reacţiei constă în activare activareaa ionului ionului carboxil carboxil prin ataşarea ataşarea lui la biotină biotină şi legarea legarea carboxibiotinei formate de o proteină de transport. Gruparea carboxil astfel activată este apoi transferată transferată substratului reacţiei, reacţiei, piruvatul, piruvatul, de exemplu. Deficitul de biotină poate apare ca rezultat al dereglării procesului de absorbţie a sa din tractul gastro–intes gastro–intestinal tinal datorită datorită consumării consumării unei cantităţi cantităţi mari de albuş crud. În acest caz, la om se produc o serie de modificări patologice: descuamare fină, seboree. •

•

Surse de biotină . Biotina este larg distribuită în natură. Foarte bogat în biotină

este ficatul de porc şi de vită, rinichii, inima, gălbenuşul; iar dintre produsele de origine vegetală se disting leguminoasele, făina de grâu, soia, varza roşie. Acestea reprezintă sursa principală de biotină, dar această vitamină este sintetizată şi de microflora intestinală. Vitamina C ( Acidul ascorbic)

Se mai numeşte vitamina antiscorbutică •

Structură Structură şi proprietă proprietăţi ţi . Prin structura sa, acidul ascorbic este un derivat al

glucidelor (hexozelor). Există patru izomeri optici, din din care acidul ascorbic natural biologic activ are configuraţia L: O HO

C

O

C

C O

O

C

O

C

HO C H C HO C H CH2OH Acidul L-as L-ascorbic

O

H C HO C H CH2OH Acidul L-dehidroascorbic

Vitamina C este o pulbere albă, cristalină, solubilă în apă, puţin solubilă în alcool, insolubilă în eter, cloroform. Acidul ascorbic este un compus nesaturat, cu caracter acid datorită prezenţei celor doi hidroxili enolici capabili de a se disocia cu formarea de ioni de hidrogen (mai ales pe seama hidroxilului din poziţia 3). 171

Vitamine

Existenţa Existenţa dublei legături legături conferă acidului acidului L-ascorbic L-ascorbic capacitatea capacitatea de a se oxida reversibil cu formarea de acid L-dehidroascorbic. Acesta din urmă, la fel ca şi acidul L-ascorbic, posedă activitate vitaminică. În stare cristalină şi în soluţii acide, acidul ascorbic este stabil. Prezenţa oxigenului determină oxidarea acidului ascorbic. Aceeaşi acţiune o au lumina şi metalele (cupru). În organisme, în special în plante, acidul ascorbic se găseşte parţial sub formă legată cu proteinele, cu acizii acizii nucleici, cu polifenolii, polifenolii, formă denumită „ascorbigen” Ascorbigenul are o activitate vitaminică ceva mai slabă decât forma liberă, dar este mult mai stabil. Vitamina Vitamina C este sintetizată sintetizată de plante şi de marea majoritate majoritate a animalelor. animalelor. Omul, Omul, maimuţele şi cobaiul nu o sintetizează. Incapacitatea acestor mamifere de a sintet sintetiza iza acidul acidul ascorbic ascorbic se datorează datorează absenţe absenţeii din ficat ficat (locul (locul de sintez sinteză) ă) a enzimei L-gulonoxidaza care intervine în ultima etapă a secvenţei de reacţii: D-glucoză → Acid D-glucuronic → D-glucurono-γ-lactonă →L-gulono-γ-lactonă → acid 2-ceto-L-gluconic → acid L-ascorbic •

Participarea acidului acidului ascorbic ascorbic în diferite diferite procese Rolul biochimic şi fiziologic. Participarea

biochimice este corelată cu proprietăţile sale reducătoare, respectiv cu capacitatea acidului L-ascorbic, a acidului L-dehidroascorbic şi a produsului său intermediar – ion- radical semichinonic de a forma un sistem oxido-reducător care poate atât să cedeze cât şi să primească atomi de hidrogen. Forma cantitativ predominantă în organism este cea redusă, care este protejată contra oxidării de către glutation, cisteină şi acid adenilic.

HO C HO C

- 2H+ +2H+

O C O C

form forma oxidată oxidată form forma redusă Datorită Datorită proprietăţil proprietăţilor or menţionate, menţionate, vitamina vitamina C reprezintă, reprezintă, în organism, organism, un puternic puternic agent reducător. Ea asigură o desfăşurare optimă a metabolismului celular, iar asupra eritrocitelor are un efect protector deoarece previne oxidarea hemoglobinei. Acidul ascorbic ia parte la formarea substanţei de bază a ţesutului de legătură (conjunctiv) (conjunctiv).. Hidroxilarea Hidroxilarea prolinei (formarea (formarea oxiprolinei) oxiprolinei) în sinteza sinteza colagenului, colagenului, proteina acestui ţesut, necesită radicalii liberi ai acidului ascorbic care se formează prin prin oxidare oxidareaa sa; influe influenţe nţează ază formar formarea ea mucopol mucopoliza izahar haride idelor lor consti constituen tuente te ale substanţei celulare din ţesutul de legătură; ia parte la metabolismul tirozinei, feritinei, în formarea NAD+ şi NADP+; protejează adrenalina de oxidare; participă la hidroxilarea şi oxidarea corticosteroizilor, la metabolismul colesterolului; activează unele enzime (arginaza, esteraza, catepsina ).

172


Toate aceste implicaţii ale acidului ascorbic nu sunt specifice. Ele se datorează proprietăţilor reducătoare ale sale care au influenţă asupra grupărilor tiolice şi disulfidice, asupra valenţei metalelor şi chiar asupra activităţii enzimelor. Carenţa în acid ascorbic la om conduce la dezvoltarea unei maladii specifice denumită scorbut, caracterizată prin sângerări ale gingiilor, modificări modificări ale ţesutului conjunctiv conjunctiv şi ale structurii structurii fibrelor fibrelor de colagen, alterări alterări în procesul procesul de formare a oaselor şi dinţilor, frânarea creşterii, scăderea rezistenţei la infecţii. Acidul ascorbic are o largă răspândire răspândire în plantele plantele verzi, în Surse de vitamină C. Acidul special legume şi fructe. Surse foarte bune sunt coacăzele negre, fructele de măceş, citricele, varza, ardeiul verde.

•

Vitaminele P ( bioflavonoide) bioflavonoide)

Sunt substanţe de origine vegetală care în organismul animal acţionează asupra permeab permeabili ilităţi tăţiii vaselor vaselor sangui sanguine, ne, de unde unde şi denumir denumirea ea de vitami vitamine ne P (ale permeabilităţii). Structură şi proprietăţi . Sub aspect structural, vitaminele P nu reprezintă o grupă unita unitară ră de comp compuşi uşi,, însă însă toat toatee au în comu comunn un schel schelet et de dife difeni nilp lprop ropan an şi constituie derivaţi ai flavanului sau cromonei: •

O

O

O Cromona

Flavan

Datorită Datorită activităţii activităţii lor biologice biologice se mai numesc bioflavonoi bioflavonoide. de. Reprezentanţii Reprezentanţii diferitelor diferitelor grupe grupe de bioflavonoide bioflavonoide se deosebesc între între ei prin gradul de oxidare oxidare a nucleului nucleului propanic propanic al molecule moleculeii şi prin numărul numărul şi poziţia poziţia grupăril grupărilor or hidroxil hidroxil în ciclurile aromatice. În flavonoidele naturale, grupările hidroxil pot fi până la 7, însă cei mai răspândiţi răspândiţi sunt compuşii compuşii cu 4-5 hidroxili. hidroxili. Proprietăţi Proprietăţi vitaminice vitaminice posedă următoarele grupe de compuşi: flavone, flavonoli, flavonone, catehine, leucoantociane, unele cumarine, calcone şi dihidrocalcone, alţi polifenoli. În plante, compuşii flavonoidici se întâlnesc sub formă de glicozide, unde agliconul este legat în unele poziţii poziţii cu diferite zaharuri. zaharuri. Un astfel de glicozid care posedă posedă activitate vitaminică P este rutina. Agliconul rutinei este quercitina care aparţine clasei flavonolilor, flavonolilor, iar zahărul este reprezentat de dizaharidul dizaharidul rutinoză (glucoză şi ramnoză):

173

Vitamine

Studiul Studiul comparativ comparativ al diferitelor diferitelor flavonoide flavonoide a demonstrat că cea mai exprimată exprimată activitate vitaminică P o posedă catehinele. Rutina este de culoare galbenă, puţin solubilă în apă. Rolul Rolul biochimi biochimic c şi fiziologi fiziologic. c. Flavonoidele şi alţi compuşi fenolici participă la reacţiile de oxido-reducere, funcţionând ca transportori de hidrogen în sistemele enzimatice. Vitaminele P sunt în strânsă interdependenţă cu vitamina C: fiecare din ele în prezenţa prezenţa celeilalte celeilalte prezintă prezintă o activitate activitate biologică biologică mai intensă decât separat. separat. Prin urmare, aceste vitamine funcţionează în procesele de oxido-reducere împreună, formând un cuplu în sistemele respective. Acţiunea vitaminelor P se manifestă şi asupra vaselor sanguine, având proprietatea de a mări rezistenţa şi permeabilitatea capilarelor. Carenţa în bioflavonoide se manifestă prin fragilitatea vaselor sanguine, tulburări ale permeabilităţii acestora, hemoragii locale. •

•

Surse de vitamine P . Compuşii flavonoidici cu activitate vitaminică P se găsesc în

vegetale, frecvent însoţiţi de vitamina C (în special, în ascorbigen, care reprezintă un complex al vitaminei C cu polifenolii cu activitate vitaminică P). Cantităţi mari de vitamină P se găsesc în citrice, fructele de măceş, struguri, coacăze negre, prune, vişine şi alte fructe. 6.3.3. Compuşi cu structură asemănătoare vitaminelor Colina

Colina Colina este este consid considera erată tă vitami vitamină nă deoarec deoarecee este este necesa necesară ră creşteri creşteriii tineret tineretului ului animalelor precum şi unor microorganisme. Este importantă pentru desfăşurarea normală normală a proceselor proceselor metabolice metabolice şi, într-o oarecare oarecare măsură, măsură, se poate sintetiza sintetiza în organismul animal însă, aportul exogen de colină este necesar mai ales pentru organismele în creştere. 174


•

Structură şi proprietăţi . Colina este alcoolul aminoetilic care conţine trei grupări

metil la atomul de azot:

Este o bază puternică, cristalizată, foarte higroscopică, solubilă în apă, alcool şi insolubilă în eter. •

Rolul biochimic şi fiziologic . În natură, colina se găseşte sub formă liberă sau sub

formă formă combin combinată ată ca acetil acetilcol colină ină,, sau în struct structura ura fosfol fosfolipi ipidelo delorr (lecit (lecitine ine)) şi a sfingomieli sfingomielinelor. nelor. Poate Poate fi sintetizată în organism prin metilarea metilarea etanolaminei etanolaminei.. Colina favorizează metabolismul acizilor graşi, transportul grăsimilor către ţesuturi evitând depunerea lor în ficat (acţiune (acţiune lipotropă), stimulează oxidarea gliceridelor în ficat, intervine în transmiterea impulsului nervos parasimpatic prin intermediul acetilcolinei şi funcţionează ca un donor de grupe metil în metabolismul metabolismul intermediar (de exemplu transformarea homocisteinei în metionină). Carenţa colinică este, de regulă, secundară, determinată de insuficienţa proteinelor proteinelor în alimentaţie alimentaţie sau de dereglarea dereglarea digestiei digestiei şi absorbţiei proteinelor proteinelor.. Această carenţă are ca rezultat infiltraţia grasă a ficatului, degenerarea hemoragică a rinichilor, scăderea coagulabilităţii sângelui. Acidul lipoic

Acidul Acidul lipoic lipoic este este conside considerat rat vitami vitamină nă deoarec deoarecee iniţia iniţial,l, asupra asupra activit activităţi ăţiii sale sale biologice a atras atenţia faptul că funcţionează ca un factor de creştere pentru unele microorganisme. Structură şi proprietăţi . Acidul lipoic este constituit din opt atomi de carbon şi doi atomi de sulf care alcătuiesc o punte disulfidică între C-6 şi C-8; este deci acidul 6,8-ditiooctanic. Are un ciclu pentagonal disulfidic.

•

S

S CH (CH (CH2)4 COOH

CH2 CH2

S sau L

SH

SH CH2

CH (CH2)4 COOH CH2

sau S

Acid Aci d lipoic lipoic oxida oxidatt (disulfid)

SH

L SH

Acid lipoic redus (ditiol)

Datorită funcţiei disulfidice, acidul lipoic se poate reduce trecând reversibil în forma ditiolică. 175

Vitamine

Acidul lipoic se prezintă sub formă de cristale galbene, insolubile în apă, solubile în solvenţi organici. Rolul Rolul biochimi biochimic c şi fiziologi fiziologic c . Acidul lipoic formează cu tiaminpirofosfatul un conjug conjugat at biolog biologic ic activ, activ, cu funcţi funcţiee de coenzi coenzimă, mă, denumi denumitt lipoil lipoiltiam tiaminpi inpirof rofsfa sfatt (LTPP) care acţionează ca un sistem redox reversibil: •

Rolul coenzimatic specific al acidului lipoic se manifestă în reacţia de decarboxilare oxidat oxidativă ivă a α -cetoacizilo -cetoacizilorr deoarece deoarece intră în structura structura lipoilaciltransferazei şi dihidrolipoildehidrogenazei , sistem sistemee enzim enzimatic aticee ce caract caracteri erizeaz zeazăă generar generarea ea şi transferul de grupări acil. În acest proces, acidul lipoic oxidat este redus şi ulterior reoxidat. Întrucât se găseşte în toate alimentele nu a fost observată o carenţă de acid lipoic. Sursa principală este ficatul. Acidul orotic

Acidul orotic este cuprins în grupa substanţelor cu acţiune vitaminică datorită capacităţii sale de a accelera creşterea microorganismelor şi animalelor. •

Structură şi proprietăţi . Din punct de vedere structural, acidul orotic este acidul

uracil-4-carboxilic sau acidul 2,6-dioxipirimidinic-4-carboxilic: La mamifere şi păsări, acidul orotic se sintetizează din acidul O aspartic aspartic şi carbamilfos carbamilfosfat; fat; intervine în sinteza sinteza nucleotidel nucleotidelor or 6 HN1 pirimidinice şi în consecinţă, a acizilor nucleici. Acidul orotic 5 participă la metabolismul proteinelor, în transformările 2 4 3 COOH O galact galactozei ozei,, influe influenţea nţează ză activi activitat tatea ea unor enzime enzime N H (xantinoxidaze). Se găseşte în cantităţi mari în cereale şi ficat; Acidul orotic este prezent, de asemenea , în lapte. Acidul pangamic •

Structură. Acidul pangamic este compusul gluconodimetilaminoacetat; provine COOH H C OH

HO C H H C OH H C OH CH2 O CO CH2 N Acidul pangamic

CH3 CH3

din acid gluconic şi dimetilglicocol. Distribuţia sa în produsele alimentare şi activitatea biologi biologică că au determ determina inatt includ includere ereaa sa în grupa grupa vitaminelor. Însă, până în prezent, nu este încă clară funcţia acidului pangamic în organismul omului omului şi al animal animalelo elor. r. Datori Datorită tă grupel grupelor or metil metil labile pe care le conţine, i se atribuie un rol în proces procesele ele de metila metilare re şi transme transmetil tilare; are; partici participă pă astfel ca donator de grupe metil în biosinteza unor biomolecule ca: metionina, colina, adrenalina. 176


Intervine, de asemenea în activarea respiraţiei celulare prin participarea la reacţiile catenei de respiraţie. Se găseşte în vegetale şi ţesutul hepatic. Mio-Inozita OH H HO

H OH H

OH OH H H H OH

Mio-inozita

•

Structură şi proprietăţi . Din punct de vedere chimic este un

hexahidroxiciclohexan. Substanţa are teoretic 9 izomeri din care doar mezoinozitolul – izomerul optic inactiv – are proprietăţi vitaminice. Se prezintă sub formă de cristale, are gust dulce. Prin încălzire se transformă în furfurol. •

Rolul biochimic şi fiziologic . Inozitolul intră în componenţa

unor lipide complexe denumite inozitolfosfolipide; împiedică depunerea colesterolului şi infiltraţia grasă a ficatului (acţiune lipotropă); stimulează mişcările inimii. Are rol în metabolismul proteinelor influenţând creşterea microorganismelor şi participă la metabolismul fosfatidelor. Problema privind însuşirile vitaminice ale mezoinozitolului nu este încă clarificată. Studiul unor culturi de celule umane a demonstrat că unele tipuri de celule necesită inozitol pe când altele şi-l sintetizează singure. •

Surse Surse de mio-inoz mio-inozină ină. Acest compus se găseşte în cantităţi mari în stratul

aleuronic al cerealelor şi leguminoaselor uscate sub formă de acid fitic (esterul hexafosforic). În porţiunile în creştere rapidă ale plantelor (mugur) ,este sub formă de fosfoinozitide. Biosinteza mezoinozitolului este realizată de plante, de majoritatea animalelor precum şi de microorganismele gram-negative sub forma acidului fitic sau sub forma sărurilor de calciu şi magneziu, fitina. Acidul paraaminobenzoic

Intră în structura acidului folic şi face parte din grupa substanţelor cu acţiune vitaminică. Iniţial s-a constatat că PABA este un factor de creştere COOH pentru microorganisme. Ulterior s-a stabilit un spectru larg H2N de acţiuni fiziologice ale acestuio acid pentru multe organisme. Totuşi o funcţie coenzimatică nu i s-a constatat Acid paraaminobenzoic şi există părerea că la baza acţiunii sale stă stimularea (PABA) sintezei acidului folic. Legat de aceasta este capacitatea acidului paraaminobenzoic de a influenţa sinteza purinelor şi pirimidinelor şi prin urmare, a acizilor nucleici. 177

Vitamine

De asemen asemenea, ea, PABA PABA influe influenţea nţează ză pigment pigmentarea area părului părului,, metabol metaboliza izarea rea unor hormoni, frânează dezvoltarea aterosclerozei experimentale. Este răspândit în plante, ţesuturi animale şi microorganisme. Carnitina

Carnitina constituie acidul β -oxi-δ -trimetilaminobutiric. Carnitina ia parte la oxidarea acizilor graşi în calitate de transportor de radicali acil prin membrana mitocondrială. Se presupune participarea carnitinei în procesele de transmetilare şi în biosinteza acizilor graşi în calitate de donor de grupări acetil.

CH3 N CH3 CH3 CH2 O

CH OH CH2 CO

Carnitina

Vitamina U

Se mai numeşte S-metilmetionină sau factor antiulceros. + CH3 HOOC HOOC CH CH2 CH2 S ClCH3 NH2 Vitamina U

Acest compus este trecut în grupa substanţelor cu acţiune vitaminică datorită prezenţei lui în alimente şi influenţei ce o are asupra creşterii unor microorganisme. Efectul pozitiv al vitaminei U se manifestă în boala ulceroasă a stomacului şi duodenului, în colitele ulceroase, hepatite, gastrite. Mecanismul de acţiune se explică prin faptul că vitamina U funcţionează ca donor de grupe grupe metil metil pentru pentru o serie serie de proces procesee anabol anabolice ice,, asigurâ asigurând nd regener regenerarea area mucoasei tractului gastro-intestinal. Ubichinone (UQ n)

derivaţi de la benzochinonă benzochinonă care conţin o catenă catenă izoprenoidă. izoprenoidă. Structură. Sunt derivaţi Sunt solubili în grăsimi şi solvenţi organici. orga nici.

•

O H3C O

CH3

H3C O O

CH CH2 CH C 2 CH3

H n

Ubichinona (UQn)

178


În mitocondriile organismelor superioare predomină ubichinona în care numărul radicalilor izoprenoid din catena laterală este egal cu 10 (UQ10); la organismele inferioare n=6 ÷ 9. •

Rolul biochimic . UQ10 deţine o funcţie biochimică importantă prin participarea sa

în procesele de oxidoreducere, respectiv ca transportor de electroni în catena de respiraţie, constituind un component necesar al sistemului mitocondrial de transport de electroni. Această proprietate se bazează pe formarea următorului sistem redox: OH

O H3C O

CH3

H3C O

R O

Forma oxidatã

+2H -2H

H3C O H3C O

CH3 R OH

Forma redusã

În sistemul sistemul de transport transport de electroni electroni din mitocondrii mitocondrii,, UQ10 intervine cuplată cu o proteină şi funcţionează ca o coenzimă coenzimă (coenzima Q). Organismul animal poate sintetiza ubichinonele din fenilalanină şi tirozină. Se găsesc în toate ţesuturile organismului animal, sediul lor de localizare fiind mitocondriile.

179

VITAMINE

Recommend Documents