BIOCHIMIE , CURS NR.5 - Vitaminele

CURS NR.5 - Vitaminele
CURS Nr. 5 – VITAMINELE
· Generalităţi
· Clasificare
· Rolul lor în organism
GENERALITĂŢI:
Sunt substanţe chimice de origine exogenă, indispensabile funcţionării normale a organismului
animal, alături de enzime şi hormoni ele se găsesc în organism în cantitate mică şi influenţează creşterea,
dezvoltarea şi desfăşurarea normală a proceselor metabolice, participă la reglarea funcţiilor celulare,
îndeplinesc rol de cofactori enzimatici şi intervin în procesele de oxido-reducere din organism.
Principala sursă de vitamine pentru organism o constituie plantele.
Organismul îşi procură vitaminele ca atare sau sub formă de provitamine.
Lipsa sau insuficienţa vitaminelor din organism determină tulburări metabolice şi apariţia unor boli
numite avitaminoze sau hipovitaminoze.
O serie de vitamine joacă un rol important în reacţiile biochimice catalizate de enzime, funcţionând în
calitate de cofactor (intră în structura enzimelor).

Prima vitamină a fost descoperită de C. Funk în 1911, care a reuşit să izoleze din tărâţele de orez o
substanţă ce vindeca boala beri-beri şi care a fost numită vitamină, adică amină vitală.
I s-a dat numele de vitamină deorece substanţa respectivă (vitamina B1) conţinea azot aminic şi era
considerată indispensabilă.
CLASIFICARE – DENUMIRE:
Vitaminele se denumesc cu ajutorul literelor mari din alfabetul latin (A, B, C, D, E, F, etc.).
În cadrul aceleaşi clase, vitaminele se denumesc cu ajutorul indicilor: De exemplu, vitamina D se
găseşte sub mai multe forme: D2, D3, complexul de vitamine B cuprinde vitaminele B1, B2, B3, B6, B12
1. După structura chimică se denumesc:
 acid ascorbic (vitamina C);
 tiamină (vitamina B1);
 riboflavină (vitamina B2);
 piridoxină (vitamina B6);
2. După rolul fiziologic ce-l îndeplinesc în organism, vitaminele se clasifică astfel:
 vitamina antihemoragică (vitamina K);
 vitamina antiberi-beri (vitamina B1);
 vitamina antirahitică (vitamina D);
 vitamina antisterilităţii (vitamina E);
 vitamina antiscorbutică (vitamina C);
3. După solubilitatea acestora în apă sau în solvenţi organici, vitaminele se clasifică în:
o vitamine hidrosolubile
1
o vitamine liposolubile
Vitaminele hidrosolubile sunt substanţe foarte diferite sub aspect structural. Ele sunt solubile în apă
şi
insolubile în solvenţi organici.
Din această grupă fac parte:
I. vitamina C
II. vitaminele B
III. biotina, acidul folic, acidul paraaminobenzoic, etc.
PRINCIPALELE VITAMINE ŞI ROLUL LOR ÎN ORGANISM:
VITAMINE HIDROSOLUBILE
I. VITAMINA C ( ACIDUL ASCORBIC )
Este cea mai răspândită vitamină din natură. Se găseşte în toate plantele. Sursele principale de
vitamina C, din hrană, sunt legumele, zarzavaturile şi unele fructe. O cantitate foarte mare de vitamina C se
găseşte în măceş (mai ales in fructele de culoare roşu închis), şi în coacăzele negre.
Sunt bogate în vitamina C: căpşunile, portocalele, lămâile, mandarinele, roşiile, varza (nu numai
proaspătă, ci şi murată, dacă ea se conservă corect), mărarul, ceapa verde, verdeaţa de pătrunjel şi alte
zarzavaturi proaspete, hreanul. În cartofi nu se găseşte prea multă vitamina C, dar cartoful ocupă un loc
important în hrana zilnică şi de aceea reprezintă una din sursele principale de vitamina C din hrană. În
majoritatea produselor care conţin vitamina C se găseşte şi vitamina P, care intensifică acţiunea vitaminei
C.
Vitamina C este un compus chimic labil (puţin stabil). Ea se distruge extrem de rapid în prezenţa
oxigenului din aer, în cazul încălzirii în mediu neutru sau alcalin. De aceea, în urma prelucrării culinare a
alimentelor, o parte din vitamina C deobicei se pierde. Prin fierbere, vitamina C se distruge.
Din punct de vedere chimic, vitamina C este o γ-lactonă unui acid hexonic. Deşi
se numeşte acid, nu are grupa carboxilică liberă, aceasta fiind blocată de legătura
lactonică formată între C1 şi C4. Are o structură furanozică ce îi imprimă o mare
reactivitate.
Prin oxidare lentă se transformă în acid dehidroascorbic, iar prin oxidare energică se transformă
ireversibil în acid oxalic şi acid treonic.
Vitamina C sau acidul ascorbic exercită o influenţă pozitivă asupra metabolismului din organism,
contribuie la o bună utilizare a proteinelor din hrană; ea este necesară pentru menţinerea integrităţilor
pereţilor capilarelor.
2
C1
C2
O
HO
C3
C4
HO
H
HO C5 H
CH2OH
O
Vitamina C contribuie la menţinerea metabolismului normal al colesterolului; de aceea, hrana
bogată în această vitamină, contribuie la prevenirea aterosclerozei. S-a dovedit în experienţe făcute pe
animale că sub influenţa vitaminei C intensitatea formării anticorpilor creşte şi prin urmare se măreşte
rezistenţa organismului la infecţii.
În sfârşit, vitamina C previne scorbutul, boală care la inceput se manifestă prin astenie (oboseală),
hemoragii mici punctiforme, în piele şi tendinţa la hemoragii ale gingiilor, iar mai târziu duce la hemoragii în
muşchi şi organele interne (în scorbut hemoragiile survin în urma permeabilităţii şi fragilităţii crescute a
pereţilor capilarelor sanguine). În cazul insuficienţei vitaminei C în organism, structura normală a ţesutului
osos şi a dinţilor este tulburată.
Pentru omul adult doza zilnică este de 35-70 mg. În general se apreciază necesară o cantitate de 1
mg acid ascorbic / Kg corp.
II. VITAMINA B1 ( TIAMINA )
A fost prima vitamină izolată din tărâţele de orez. Sursele de vitamina B1 sunt constituite de pâinea de
secară şi pâinea din făină de grâu integrală, hrişcă, crupele de ovăz, fasolea, mazărea, soia, carnea (mai
ales cea de porc), ficatul, rinichii, ouăle, cartofii. Foarte multă vitamina B1 se găseşte în drojdia de bere.
În pâinea albă, din făina de grâu de calitate superioară, aproape nu există vitamina B1 şi de aceea
trebuie să ne hrănim, nu numai cu pâine albă, ci şi cu pâine neagră.
Vitamina B1 este formată dintr-un nucleu pirimidinic şi
unul tiazolic unite printr-o grupare metilenică.
Vitamina B1 ajută la arderea glucidelor şi proteinelor, la normalizarea funcţiei sistemului nervos,
participă la procesul de creştere. Scăderea nivelului de tiamină în organism provoacă insomnie, iritabilitate,
dureri şi parestezii în membre, reducerea capacităţii de muncă fizică şi intelectuală. Aceste modificări
patologice apar mai des dacă se consumă o cantitate mare de glucide fără sporirea corespunzătoare a
aportului de tiamină.
Avitaminoza B1 poate provoca boala beri-beri. Această boală a devenit o boală rară în ţările
industrializate, această carenţă antrenează o oboseală, o pierdere a apetitului şi a greutăţii corporale, şi
tulburări neurologice (polinevrită), psihice, cardiace şi digestive, reversibile, prin administrarea de vitamina
B1.
Vitamina B1 în doze mari (în condiţii experimentale) condiţionează dereglări ale funcţiei rinichilor,
provocând anurie, contribuie la micşorarea masei corpului, la steatoză hepatică, insomnie.
III. VITAMINA B2 ( RIBOFLAVINA )
Este răspândită în aproape toate celulele vegetale şi animale. Sursele de vitamina B2 sunt:
brânzeturile, hrişca, carnea slabă, ouăle, laptele nesmântânit, pâinea de secară şi din făina de grâu
integrală, fasolea, mazărea.
3
N
S
N
H3C N
C H
2
NH2
Cl
CH3
CH
2
CH
2
OH
Forma oxidată a riboflavinei are o culoare galben-verzuie.
Prin hidrogenare, riboflavina devine incoloră.
Această vitamină stimulează creşterea şi funcţia de reproducere, îmbunătăţeşte starea de sănătate
a pielii, părului şi unghiilor. Măreşte acuitatea vizuală şi înlătură oboseala ochilor. În cazul unei cantităţi
insuficiente de vitamina B2 în hrană se observă la început astenie, slăbire, dureri de cap, dureri oculare şi
mai târziu inflamarea globului ocular, care poate duce la cataractă.
Ea intră în constituţia unor dehidrogenaze, contribuind la reacţiile de oxido-reducere. Vitamina B2
care intră în constituţia unei serii de fermenţi, participă la metabolismul glucidic şi proteic, ca şi la reglarea
respiraţiei tisulare.
Dozele mari de vitamina B2, în special dacă nu există suplimente de antioxidanţi, pot genera
sensibilitate la razele solare şi simptome precum: mâncărimi, senzaţii de arsură, furnicături (doza zilnică
necesară pentru un adult este de 1,2-1,7 mg zi).
IV. VITAMINA B6 ( PIRIDOXINA )
Se găseşte sub trei forme:
· piridoxina
· piridoxal
· piridoxamina
Acestea se găsesc de obicei împreună şi se pot transforma reciproc una în alta. Deosebirea dintre
ele este gruparea funcţională de la C4. Prin fosforilarea ei, se obţin coenzime ce iau parte la decarboxilarea
şi transaminarea aminoacizilor.
Vitamina B6 poate fi găsită în următoarele surse naturale: peşte, gălbenuş de ou, alune nesărate,
banane, avocado, cereale, legume şi fructe proaspete şi uscate (spanac, varză, mere, struguri). Doza
zilnică recomandată este de 50–100 mg/ (sub supraveghere). Luată în exces, vitamina B6 dăunează
sistemului nervos.
N
HO
H3C
CH2OH
CH2OH
N
HO
H3C
CH2OH
CHO
N
HO
H3C
CH2OH
CH2NH2
piridoxina piridoxal piridoxamina
Intervine în metabolismul intermediar şi în special la nivelul sistemului nervos. Are un rol foarte
important în buna funcţionare a sistemului nervos şi imunitar.
4
Lipsa ei la copii duce la convulsii, iar la adult la astenie, nervozitate, insomnii, pierderea în greutate,
tulburări neurologice, depresii, anemie, irascibilitate, polinevrită.
Este necesară pentru asimilarea magneziului şi în procesul intern de producere al acidului clorhidric
necesar digestiei.
Intervine în metabolismul aminoacizilor. Cisteina prin autocondensare formează cistina. Cisteina
este găsită la om într-o cantitate bine definită. Nivelul constant de cisteină se menţine prin frânarea creşterii
lui peste un anumit prag, fapt realizat de vitamina B6, de acidul folic şi de vitamina B12. Persoanele la care
nivelul de cisteină creşte prezintă un risc triplu de infarct decât cele la care nivelul este normal.
Vitamina B6 are rol în absorbţia intestinală a vitaminelor B. De asemenea încetineşte evoluţia
osteoporozei fiind necesară, alături de calciu şi vitamina D3. Vitamina B6 este deci necesară pentru
menţinerea funcţionalităţii optime a sistemului imunitar.
Vitamina B6, prin faptul că activează unele enzime, are multiple roluri. Participă la metabolismul
aminoacizilor, a acizilor graşi esenţiali şi al fierului.
V. VITAMINA B12 ( CIANCOBALAMINA ) ( COBALAMINA )
Constituie cel mai puternic factor antianemic cunoscut până în prezent.
Din punct de vedere chimic, vitamina B12 este formată dintr-un nucleu porfirinic ce conţine central un
atom de cobalt şi o grupare cian.
Dintre proprietăţile ei, enumerăm următoarele:
o participă activ la metabolismul proteinelor, lipidelor şi glucidelor;
o contribuie la funcţionarea normală a celulelor, în special a celor din măduva osoasă;
o are rol benefic asupra sistemului nervos şi a traiectului gastrointestinal;
o acţionează în mod esenţial în formarea globulelor roşii la nivelul oaselor, în sinteza proteinelor care
participă la edificarea diferitelor ţesuturi, precum şi în sinteza nucleoproteinelor etc.
Vitamina B12 este ideală pentru creştere. Insuficienţa ei în alimentaţie duce la instalarea unor
grave anemii (anemia
5
pernicioasă, manifestată prin anemie generală şi tulburări nervoase deosebit de grave). În plus, această
vitamină are un rol important şi în protejarea celulelor hepatice, datorită proprietăţii ei de a împiedica
depunerea grăsimilor în ficat. Se afirmă despre cobalamină că ar fi destul de eficientă şi în bolile
precanceroase, şi în cele canceroase.
Vitamina B12 este stabilă la căldură (suportă temperaturi de până la 120°C), fiind însă inactivată de
lumină, ca şi de excesul de vitamina C, de alcool si de somnifere. Eficacitatea ei sporeşte prin asociere cu
vitaminele B6, B9, C, colina, inozitol, precum şi în prezenţa potasiului.
VI. VITAMINA B9 ( ACID FOLIC )
Este foarte răspândită în regnul vegetal, mai ales în frunzele verzi (spanac), sparanghel, castraveţi,
morcov, cartofi, ca şi în drojdii, ficat de animale etc.
Vitamina B9 participă la metabolismul
acizilor aminaţi (componeţti ai proteinelor).
Este indicată în anemii, în anumite tulburări
digestive şi în convalescente.
Doza zilnică necesară de vitamina B9 este de la 100 la 200 gamma (miimi de miligram).
Drojdiile conţin 0,1—0,3 mg la 100 g, cartoful 0,1 mg, frunzele de morcov 0,3 mg (morcovul — 0,04
mg).
Experimental, carenţa în acid folic atrage, la şobolan, malformaţii ale ochilor şi ale cerului gurii.
Carenţa aceasta a fost observată în mai multe rânduri la femeile cărora li se administrase o substanţă
antagonistă acidului folic. Fetusul a prezentat anomalii caracteristice.
VITAMINE LIPOSOLUBILE
1. VITAMINA A ( RETINOLUL )
S-a izolat din uleiul de ficat de peşte. Se mai găseşte în spanac, lapte, gălbenuşul de ou şi icrele de
peşte. În fructe şi legumele roşii (morcovi, roşii, lobodă, sfeclă roşie, varza roşie) se află sub formă de
betacaroten, pe care organismul îl transformă în vitamina A. De aceea betacarotenul se numeşte
provitamina A.
Betacaroten-ul ajunge în organism prin aport alimentar şi este transformat de ficat în vitamina A, în
funcţie de necesităţi.
6
Din punct de vedere chimic, aşa cum se poate observa din structură, retinolul este derivat din
izopren şi are ca grupă funcţională un hidroxil. Mulţi izomeri geometrici diferiţi ai retinolului pot apărea ca
rezultat al configuraţiei trans sau cis a celor patru legături duble găsite în catena laterală.
Vitamina A este un antioxidant puternic, ce contribuie la formarea pigmenţilor retinei, celulelor pielii
şi mucoaselor. Menţine sănătatea pielii, stimulează imunitatea generală a organismului şi îmbunătăţeşte
acuitatea vizuală.
Lipsa vitaminei A din alimentaţie opreşte creşterea, provoacă slăbirea vederii şi chiar orbirea (de
unde şi denumirea de vitamină antixeroftalmică), micşorând totodată rezistenţa organismului la acţiunea
microbilor.
În cantităţi mari, vitamina A este toxică, provocând oboseală, nervozitate, dureri osoase şi de cap,
ameţeli.
2. VITAMINA D
Există sub mai multe forme notate de la 1-6, cu structură chimică şi acţiune fiziologică
asemănătoare. Vitamina D2 se numeşte calciferol, iar D3 poartă denumirea de colecalciferol.
Vitaminele din grupul D se găsesc numai în organismul animal. În plante se găsesc provitaminele
corespunzătoare, sterinele, din care sub influenţa radiaţiilor ultraviolete se formează vitaminele D. Cea mai
importantă dintre sterine este ergosterolul, care se găseşte în cantitate mare în drojdia de bere şi în
mucegaiul Claviceps purpureeea, care prin expunere la radiaţii ultraviolete, se transformă în vitamina activă
– vitamina D2.
7
Vitamina D2 sau calcilferolul se găseşte în primul rând în peştele oceanic, ficat şi ouă.
Este relativ stabilă la încălzire şi la acţiunea oxigenului. Este distrusă numai la 180°C. Este mai
stabilă în mediul alcalin decât în mediul acid.
Lipsa de vitamina D la copii provoacă rahitismul de aceea se numeşte vitamina antirahitică.
Principalul simptom al acestei avitaminoze constă în depunerea insuficientă a fosfatului de calciu în
oase. Asimilarea Ca în organism depinde de raportul Ca/P din alimente.
Rolul vitaminei D este de a interveni în metabolismul Ca şi P, favorizând absorţia intestinală a
acestora şi depunerea lor la nivelul oaselor, sub forma unui complex fosfocalcic insolubil. Se presupune că
vitamina D ar mări secreţia gastrică şi ar favoriza astfel absorţia Ca şi P.
Trebuie menţionat şi faptul că eficacitatea acestei vitamine este optimizată de prezenţa vitaminelor
A, C şi a colinei. Impreuna cu vitaminele A şi C, acţionează preventiv în cazul răcelii.
Cea mai mare parte din necesarul zilnic de vitamina D îl absorbim prin piele, odată cu lumina
solară. De aceea, este bine ca în perioadele reci şi mohorâte ale anului să mâncăm mai mult peşte bogat
în vitamina D.
3. VITAMINA E
Se găseşte în natură sub patru forme: α, β, γ şi δ-tocoferolul.
Surse de vitamina E sunt seminţele cerealelor (grâu, porumb, ovăz), legumele proaspete (salată
verde, mazărea verde), gălbenuşul de ou, lapte.
8
Fiind puternic antioxidant, tocoferolul are un rol important
în protejarea vitaminei A, a carotenilor şi a uleiurilor vegetale. De
asemenea, vitamina E intervine favorabil în reproducere (de unde
şi denumirea de vitamina fertilităţii sau antisterilităţii), în
asigurarea funcţionării normale a glandelor sexuale şi a celor
endocrine, înlesneşte depozitarea glicogenului în ficat şi în
muşchi, inclusiv în muşchiul cardiac.
Este solubilă în metanol, alcool etilic şi acetonă. Temperaturile foarte ridicate, ca şi cele foarte
coborâte reduc cu până la două treimi cantitatea de tocoferol conţinută în vegetale şi în uleiuri. Tocoferolul
este distrus prin pasteurizarea şi prin uscarea laptelui (lapte praf), prin contactul alimentelor cu bicarbonat
de sodiu şi prin păstrarea acestora timp mai îndelungat. Astfel, carnea păstrată la frigider pierde, în
câteva zile, toată cantitatea de vitamina E de care dispunea iniţial. În făina albă, conţinutul în această
vitamină e cu aproximativ 80% mai scăzut decât în făina integrală. Pierderi importante de vitamina E au loc
în cazul rafinării diferitelor produse alimentare. Tocmai din acest motiv, se recomandă ca uleiurile vegetale
să fie obtinuţe prin presare la rece, şi nu prin rafinare, operaţie care se face la temperaturi ridicate.
4. VITAMINA K
Este alcătuită, din punct de vedere chimic, din mai multe substanţe cu caracter fiziologic analog.
Vitaminele din grupa K (K1-K7) sunt foarte răspândite în produsele de origine vegetală (foile verzi de
spanac, varză, conopidă, urzici, brocoli) şi animală (ficat, muşchi etc.).
Trebuie menţionat şi faptul că această
vitamină poate fi furnizată organismului şi prin
sintetizarea ei de către propria noastră floră
microbiană intestinală (cca 50%). Întrucât
antibioticele distrug flora intestinală sintetizatoare
de vitamina K, se recomandă ca administrarea
acestora să se facă o dată cu ingerarea de iaurt,
lapte bătut sau lapte acidofil.
Lipsa de vitamina K din organism determină un sindrom hemoragic grav, prin defect de coagulare,
ca urmare a scăderii importante a concentraţiei de protrombina (factor sanguin cu rol în coagularea
sângelui). De aici şi denumirea de vitamina antihemoragică.
9
5. VITAMINA F
Constă, de fapt, dintr-o grupare de acizi graşi mono- şi polinesaturaţi, intrând în componenţa
uleiurilor vegetale (acid linoleic, acid linolenic, acid arahidonic). Aceşti acizi nu pot fi sintetizaţi de către
organism, fiind obţinuţi din unele produse alimentare şi cunoscuţi sub denumirea de acizi esenţiali. Ei sunt
liposolubili, foarte uşor oxidabili şi activi numai în prezenţa vitaminelor B6 şi E.
Acizii componenţi ai vitaminei F se găsesc îndeosebi în uleiul de floarea-soarelui (de preferat,
obţinut prin presare la rece), în uleiul de porumb şi de soia, în arahide şi nuci, în seminţele de dovleac
(crude) şi în alune, în migdalele dulci şi în uleiul de ficat de peşte etc. Bogat în vitamina F este şi uleiul de
măsline obţinut prin presare la rece, ca şi fructele de cătină albă. Grăsimile saturate, căldura şi oxigenul
sunt principalii inamici ai vitaminei F.
Lipsa acestei vitamine provoacă afecţiuni ale pielii, tulburări digestive, oprirea creşterii, migrene etc.
Este întrebuinţată în tratamentul eczemelor, al unor forme de acnee şi furunculoză.
Vitamina F intră în structura fosfolipidelor şi facilitează transportul şi eficienta utilizare a grăsimilor în
organism.
10