Università di Roma Tor Vergata - Scienze della Nutrizione Umana Biochimica della Nutrizione Prof.ssa Luciana Avigliano 2011 VITAMINA C VITAMINA E
VITAMINA C: FUNZIONA DA AGENTE RIDUCENTE Donatore monoelettronico ACIDO L-ASCORBICO pk = 4,2 RADICALE ASCORBILE ACIDO L-DEIDRO ASCORBICO CH 2 OH CH 2 OH CH 2 OH H H OH O O -e H H OH O O -e -H + H H OH O O HO OH +e HO O. +e +H + O O radicale poco reattivo idrolisi dell anello acido 2,3 dicheto gulonico
alta concentrazione nelle piante foglie verdi: stessa concentrazione clorofilla tessuti non fotosintetici: protezione da stress ambientale, ozono, raggi UV substrato della ascorbato perossidasi: funzione analoga alla glutatione perossidasi animale REGNO ANIMALE Invertebrati e pesci non sintetizzano ascorbato Anfibi, rettili, uccelli, la maggior parte dei mammiferi sintetizzano ascorbato dal glucosio Pipistrelli, scimmie superiori, uomo non sintetizzano ascorbato Inattivazione del gene per la L-gulono lattone ossidasi enzima terminale della via biosintetica a partire dall acido glucuronico
COFATTORE ENZIMATICO mono- e di- ossigenasi Fe o Cu dipendenti mantiene il metallo nella forma ridotta attiva sintesi del collagene: idrossilazione di prolina e lisina sintesi della carnitina: due enzimi della via biosintetica 98% della carnitina si trova nel tessuto muscolare sintesi delle catecolamine: dopammina beta-idrossilasi amidazione di peptidi (ormoni e neurotrasmettitori)
INIBITORE ENZIMATICO dell Aldoso reduttasi Previene l accumulo di sorbitolo intracellulare in condizioni di iperglicemia Sorbitolo contribuisce alla stress ossidativo iperglicemico: razionale per supplementazione di vit C nel diabete REAGENTE CHIMICO Inattivazione di specie ossidanti radicale superossido, idrossilico, perossinitrito, Rigenerazione della vit E Assorbimento e metabolismo del ferro
CONCENTRAZIONE PLASMATICA e VALUTAZIONE STATO NUTRIZIONALE < 11 mmol/l (0,2 mg/100 ml) carenza 11 28 mmol/l rischio di carenza 34-45 mmol /l norma (RDA = 75-90 mg /die) 60 mmoml/l saturazione tissutale (introito poco >100 mg/die)
Captazione cellulare - Trasporto attivo dell ascorbato mediante specifici trasportatori Na-dipendenti - Trasporto facilitato per il deidroascorbato tramite GLUT Riciclaggio deidroascorbato riconvertito ad ascorbato tramite enzimi citosolici e mitocondriali GSH-, NAD(P)H-, lipoammide- dipendenti riciclaggio importante il mantenimento delle riserve
UL ( limite tollerabile di assunzione) = 2 g/die Tossicità Deidroascorbato si idrolizza spontanemente ad acido 2,3 dicheto Lgulonico, che è degradato ad acido ossalico, xiloso, altri cataboliti acido ossalico: 35 mg/die per 60 mg/die Vit C Ad alta assunzione di Vit C (5-10 g) la quantità di ac. ossalico eliminato rimane invariata Nelle urine, si ritrovano vit C, deidroascorbato, ac dichetogulonico Non vi è promozione di calcoli urinari. agente proossidante Riduce il Fe (III) a Fe (II) Effetti negativi in presenza di sovraccarico di Fe (esempio talasssemia)
Supplementi L ascorbato naturale vs sintetico = nessuna differenza Sali dell acido ascorbico (di Na o di Ca) tamponati e meno acidi Ascorbato + metaboliti (deidroascorbato, Ca treonato, xilonato, lixonato) con l ipotesi che sia più biodisponibile Ascorbil-palmitato: forma liposolubile
VITAMINA E
VITAMINA E più importante antiossidante liposolubile protezione di acidi grassi polinsaturi LOCALIZZAZIONE CELLULARE zone ricche in lipidi: membrane cellulari, depositi di grassi scoperta nel 1922 nei vegetali verdi e denominata vit E quindi messa in relazione con la fertilità e chiamata tocoferolo tokos (nascita) phero (porto) olo (alcol)
STRUTTURA CHIMICA anello funzionale fenolico con una catena laterale isoprenica in natura sintetizzata solo dalla piante fotosintetiche 8 forme con diversa attività biologica e antiossidante α-, β-, γ-, δ-tocoferolo α-, β-, γ-, δ- tocotrienolo Configurazione in base alla posizione dei metili rispetto all anello 2R,4 R,8 R α tocoferolo (o RRRαTocoferolo isomero naturale)
supplementi commerciali forma sintetica "all rac(emic) α-tocoferolo" è formata dagli 8 differenti stereoisomeri dell' α-tocoferolo derivanti dai tre centri chirali stessa attività antiossidante in vitro ma diversa attività biologica esteri con acetato, succinato più resistenti alla ossidazione stessa biodisponibilità
ALIMENTI soprattutto di origine vegetale olio di oliva oli vegetali (girasole*, mais, soia) germe di grano noci, mandorle vegetali verdi (spinaci freschi) olio di fegato di pesce cambia la % delle forme olio di oliva, girosole, mandorle - ricchi in α olio di grano e di soia - ricchi in γ suscettibile: calore, luce, esposizione all'aria distrutta nei processi industriali di cottura e conservazione
attività biologica (dipende dal metabolismo) α : β : γ: δ - 1 : 0,2 : 0,1 : 0,01 1 mg RRR-a -tocoferolo = 1 α -TE (Tocoferolo Equivalente) fonte naturale Vit E ha doppia bioattività della all rac sintetica RDA 2000 15 α-te/die (per prevenire malattie da carenza) (potrebbe aumentare a 400-800 α-te/die: basato su resistenza ad emolisi eritrociti indotta da H 2 O 2 )
Antiossidante liposolubile FUNZIONE protezione da auto-ossidazione degli acidi grassi polinsaturi con formazione di radicali ed idroperossidi - inibisce la propagazione a catena. Lipidi-OO. + vit E Lipidi -OOH + radicale tocoferile (riciclaggio tramite vitamina C) TE/ PUFA dieta = 0,4 α-tocoferolo si inserisce nei lipidi di membrana e le stabilizza previene ossidazione LDL LDL = 2700 molecole acido grasso : 5-9 Vit E : <1 β-carotene : <1 γ-tocoferolo protezione in reazioni enzimatiche (cicloossigenasi, lipoossigenasi) γ-tocoferolo - funzione specifica protegge da NO tramite reazione con perossinitrito (O 2.- + NO ONOO - )
Protezione da malattie legate a radicali aterosclerosi malattia cardiovascolare cancro (fumatori) Alzheimer infertilità Vit E e Se sinergici (elimina idroperossidi tramite il Se-enzima glutatione perossidasi)
Tocotrienoli: catena laterale con tre insaturazioni Minore biodisponibilità causata dalla minore affinita per la α TBP Proprietà neuroprotettive Antiossidanti Anticancro Abbassano livelli di colesterolo ( inibiscono la HMGCoA reduttasi)
VALUTAZIONE STATO DI NUTRIZIONE livelli plasmatici di tocoferolo= 5-16 ug/ml (11-37 umol/l) valutazione biologica emolisi eritriciti aumentata anche in presenza di carenza marginale
ASSORBIMENTO ad opera di sali biliari, enzimi pancreatici (idrolisi esteri del tocoferolo) non vi è discriminazione fra le varie forme BIODISPONIBILITA aumentata da lipidi e acidi grassi a catena media diminuita da alti livelli di Vit A, alcol, pectine, crusca alti livelli PUFA possono degradare Vit E a livelli intestinale TRASPORTO chilomicroni, VLDL, LDL (la maggior parte di Vit E), HDL biodiscriminazione α - tocopherol binding protein (α TBP) Se-proteina proteina epatica che lega selettivamente RRR- α -tocoferolo negli alimenti soprattutto γ-tocoferolo; nel plasma solo il 10-20% rispetto all' α -tocoferolo
DEPOSITO Tessuto adiposo, fegato, muscolo ESCREZIONE bile (1% urina) Catena isoprenica subisce ω-ossidazione e degradazione da parte del cit P450 coniugata all'acido glucuronico o solfati La forma all-rac aumenta livelli di cit P450 (riconosciuta come estranea): Vit E naturale ritenuta più a lungo può interferire con il metabolismo dei farmaci: tenere in cosiderazione
Carenza alimentare rara data la distribuzione negli alimenti e le riserve di deposito necessari supplementi in carenza dovuta a soggetti con mancata sintesi apoproteina B ed incapacità a formare chilomicroni (assorbimento) e VLDL (trasporto): si ha neuropatia e retinopatia alla fine della prima decade di vita mutazioni atbp: incapacità di incorporare in VLDL; (dosi massicce di vit 2000 mg non raggiungibili con la dieta) malassorbimento malattie croniche epatiche neonati prematuri
UL Studi clinici: sicura sino a 1600 UI (~ 1100mg) TOSSICITA > 3000 mg/die diminuisce adesione piastrinica e quindi aumenta il tempo di coagulazione