Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Vitaminy Jana Novotná Ústav lék. chemie a biochemie 2. LF UK.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Vitaminy Jana Novotná Ústav lék. chemie a biochemie 2. LF UK."— Transkript prezentace:

1 Vitaminy Jana Novotná Ústav lék. chemie a biochemie 2. LF UK

2 Vitamin B1 objevil polský biochemik Kazimierz Funk v roce 1912 v otrubách rýže. Navrhl název vitamin podle latinského vital a amine = „životně důležitý amin“. Nejde o aminy z chemického hlediska, ale název se ujal. Tento termín byl později rozšířen na všechny podobné látky (vitaminy A, B, C, …K a pseudovitaminy).

3 Organické látky, vyžadovány v malých kvantech pro různé biochemické funkce a lidský organismus si je nedokáže sám vyrobit. V lidském organismu mají funkci katalyzátorů biochemických reakcí, antioxidantů, hormonů. Podílejí se na metabolismu bílkovin, tuků a cukrů. Nedostatek (hypovitaminóza) vede k různým onemocněním. Biologický význam vitaminů

4 Přebytečných vitaminů rozpustných ve vodě se organismus dokáže zbavit. Toxické jsou hyper dávky vitaminů rozpustných v tucích. Vitaminy jsou nutné pro udržení mnohých tělesných funkcí a jsou schopny posilovat a udržovat imunitní reakce.

5 Působení vitaminů kofaktory řady enzymů. Hydrofilní vitaminy - součástí enzymů v anabolických a katabolických metabolických drahách, především kofaktory řady enzymů. Hydrofóbní vitaminy se podílejí na řadě fysiologických funkcí (vidění, srážení krve, hospodaření s vápníkem a fosforem), působí jako antioxidanty (interakce mezi vitaminem C a vitaminem E).

6 Vitaminy rozpustné v tucích Vitamin A Vitamin A - retinol Biologicky aktivními formami jsou retinoidy: retinol, retinal, kyselina retinová. Prekurzory – provitaminy, karotenoidy. V živočišné potravě většinou ve formě esterů – retinol a douhá mastná kyselina (retinylpalmitát) Cyklohexanové jádro a isoprenoidní řetězec

7  Estery retinolu → hydrolýza pankreat. enzymy.  Absorpce s účinností 60% -90%.   -karoten štěpen  -karotendioxy- genasou na retinal.  Střevní buňky → esterifikace retinolu a ten transport chylomikrony.  Remnants chylomikronů → játra→ esterifikace (pokud koncentrace esterů převýší 100 mg, jsou skladovány).  Transport retinolu (retinol-binding protein, RBP) do mimojaterních tkání. Transport vit. A a jeho metabolismus

8 Vitamin A a vidění Nutný pro tvorbu rodopsinu (tyčinky) a iodopsinu (čípky) - zrakového pigmentu. Retinaldehyd je prostetickou skupinou opsinu. All-trans-retinol izomerace → oxidace a 11-cis-retinaldehyd reakce s opsinem (Lys) → holoprotein rodopsin. Působením světla → konformační změny opsinu.

9 Vitamin A a vidění Následuje celá série izomerací → a iniciace nervového signálu. Disociace aldehydu a opsinu. Nedostatek vitaminu vede k šerosleposti. Je také důležitý antioxidant.

10 Vitamin A a jeho další funkce Transkripce a diferenciace Kyselina retinová reguluje přepis genů – působí přes jaderný receptor (podobně jako steroidní receptory). Vazbou na různé jaderné receptory stimuluje ( RAR – retinoid acid receptor) nebo inhibuje (RXR- retinoid „X“ receptor) transkripci. Na RAR se váže all-trans-retinová kyselina a na RXR 9-cis-retinová kyselina. Kyselina retinová je nezbytná pro funkci a udržování epitelových tkání. Retinolretinalkyselina retinová retinoldehydrogeasaretinaldehyddehydrogenasa

11 Vitamin A - nedostatek Prvotní příznak – ztráta citlivosti pro zelené světlo, stupňování → snížení adaptace na tlumené světlo noční slepota stupňování - cylindrický epitel se mění na dlaždicový (skvamózní) epitel → skvamózní metaplasie spojivky – redukce glykoproteinů v slzách, redukce slz → xeroftalmie ( „suché oko“), komplikace bakteriální nebo chlamidiová infekce, perforace rohovky, slepota

12 Vitamin A - nedostatek Přeměna epitelu respiračního – ztráta ochranné funkce dýchacích cest (antibakteriální vlastnosti) → bronchitidy. Přeměna epitelu močových cest → vyšší frekvence tvorby močových kamenů. Snížená imunita. Snížená reprodukční schopnosti (muži i ženy). Celosvětový odhad nenostatku vit. A u dětí 3 – 10 mil. každoročně – xeroftalmie, 250 – 500 tis. – oslepne 1 mil zemře na infekce

13 Vitamin A - toxicita Toxická dávka: jednorázově 200 mg dlouhodobě 40 mg denně Akutní projev – bolest hlavy, zvracení, porucha vědomí. Chronická intoxikace – hubnutí, zvracení bolesti kloubů, svalů, rozmazané vidění, padání vlasů, nadměrný růst kostí. V těhotenství – teratogenní účinky. Karotenoidy toxické nejsou - hromadění ve tkáních bohatých na lipidy ( kůže dětí předávkovaných mrkvovou šťávou může být oranžová).

14 Zdroje vitaminu A játra maso vejce mléko mléčné výrobky  mrkev  brokolice  špenát  papája  meruňky

15 Vitamin D Kalciol, vitamin D 2 (cholekalciferol) → prekurzor kalcitriolu, D 3 (1,25- dihydroxykalciferol). Reguluje spolu s PTH hladinu vápníku a fosfátů. Syntéza v kůži (7-dehydrocholesterol) UV zářením → další přeměna v játrech a v ledvinách.

16 Syntéza Neenzymatická reakce v kůži Transport do jater UV záření 270 – 300 nm Fotolýza (trvá asi 12 dní)

17 JátraLedviny Inaktivní forma

18 Účinky vitaminu D Krví transportován na nosiči (vitamin-D binding protein, VDBP). 1,25(OH) 2 D se váže na intracelulární receptory (střevo, kost, ledviny). Hlavní funkcí je udržovat plasmatickou hladinu Ca (nezbytnou pro nervosvalovou aktivitu) a hladinu fosfátů: zvýšení absorpce Ca ve střevě snížení vylučování Ca (stimuluje parathormon-dependentní reabsorpci Ca v distálním tubulu) mobilizuje kostní minerál spolu s parathormonem

19 Vitamin D - nedostatek Porucha absorpce ve střevě. Nedostatečná hydroxylace (jaterní i renální, vrozený deficit 1  - hydroxylasy). Nedostatek UV záření. Vit. D – nezbytný pro prevenci kostních změn (rachitis u rostoucích jedinců, osteomalacie u dospělých). Základním projevem nedostatku vit. D je porušená osifikace nově vytvořeného osteiodu, nadbytek nemineralizované matrix.

20 Vitamin D a imunita Zvyšuje aktivitu NK buněk (cytotoxické lymfocyty). Zvyšuje fagocytární schopnost makrofágů. Snižuje riziko vzniku viróz (nachlazení, chřipka). Snižuje riziko vzniku řady nádorových onemocnění (karcinom tlustého střeva, karcinom prsu a vaječníků). Snižuje riziko kardiovaskulárních chorob – příznivě ovlivňuje složení plasmatických lipidů.

21 Zdroje vitaminu D Kromě slunění: ryby různých druhů (losos, makrela sardinky, tuňák, sumec, úhoř), rybí tuk (z jater tresky) vejce, hovězí játra, houby

22 Vitamin E Existují čtyři tokoferolové (  a čtyři tokotrienolové izomery (  -), které mají biologickou aktivitu. Všechny jsou tvořené chromanovým kruhem a hydrofobním fytylovým vedlejším řetězcem. Nejvyšší biologickou aktivitu vykazuje  -tokoferol.

23 Vitamin E Absobován v tenkém střevě, příjem je vázán na fungující vstřebávání tuků. Krví přenášen v lipoproteinech → vychytáván v játrech receptory pro apolipoprotein E. Navázán na  -tokoferol transportní protein (  -TTP) → přenášen do cílových orgánů (přebytek uložen v adipocytech, ve svalech, játrech).  a  tokoferoly přenášeny do žluče a degradovány.

24 Vitamin E jako antioxidant Zastavuje radikálové reakce (peroxylový radikál ROO , kyslíkové radikály HO , lipoperoxidové radikály LOO  ). Chromanové jádro s OH skupinou → vychytávání radikálů:  -TOH + ROO   -Toc  + ROOH ROO  +  -Toc   TocOOR

25 Fosfolipasa A 2 Glutathionperoxidasa Katalasa superoxiddismutasa Radikálová řetězová reakce PUFA-H = polynenasycená mastná kyselina PUFA-OO  = peroxylový radikál polynenasycených mastných kyselin PUFA-OOH = hydroperoxypolynenasycená mastná kyselina PUFA-OH = hydroxypolynasycená MK

26 Vitamin E jako antioxidant Součinnost s vitaminem C → chromanový kruh s –OH skupinou je natočen do hydrofilní části membrány → na rozhraní vodné a hydrofóbní fáze reaguje s vit. C nebo glutathionem. Tokoferolový radikál v lipidové části membrány → rozštěpení chromanového jádra → vznik chinonů a hydrochinonů (nevratné metabolity lipoperoxidace), vit. E se již neobnoví. Obsah vyšších mastných kyselin značně převyšuje obsah  -tokoferolu → během lipoperoxidace se vit. E rychle vstřebává.

27 Vitamin E jako enzymový kofaktor  -tokoferolchinon vzniklý oxidací  -tokoferolu může působit jako kofaktor vzniku nenasycených mitochondriálních mastných kyselin.  -tokoferolchinon + cytochrom B 5 + NADH+H + iniciuje tvorbu dvojné vazby MK – přechodně se mění na  -tokoferol-hydrochinon (za přítomnosti O 2 se mění zpět na  -tokoferolchinon).

28 Vitamin E – nedostatek a toxicita Nedostatek  -tokoferolu v plasmě je často spojen s poruchami vstřebávání nebo distribucí tuků, u cystické fibrózy, u pacientů s resekcí střeva. Projevy - neurologické potíže, zhoršení vidění, paralýza očního svalu, agregace krevních destiček, porucha fertility u mužů, snížená obranyschopnost. Toxicita relativně malá.

29 Zdroje vitaminu E Rostlinné oleje – sojový, kukuřičný, slunečnicový, olivový, pšeničné klíčky, hlávkový salát, zelí, celer, ořechy

30 Vitamin K Označení "K" je odvozeno z německého slova "Koagulation", srážení krve. Je nezbytný pro funkci několika proteinů podílejících se na srážení krve. Nezbytný v procesu mineralizace kostí, buněčného růstu a metabolismu proteinů cévní stěny.

31 Vitamin K 1 Vitamin K 2 Vitamin K Vitamin K 1 (fylochinon) – rostlinný původ. Vitamin K 2 (menachinon) – produkován střevními bakteriemi. K 1 a K 2 jsou v organismu využívány rozdílným způsobem K 1 - hlavně pro srážení krve a jeho hlavním orgánem působení jsou játra, K 2 – důležitý v nekoagulačních dějích, v metabolismu a mineralizaci kostí, v buněčném růstu a v metabolismu buněk cévní stěny. Syntetické deriváty Vit.K

32 Vitamin K - funkce Kofaktor jaterní mikrosomální karboxylázy → mění glutamátové zbytky na  -karboxyglutamát během syntézy protrombinu a koagulačních faktorů VII, IX a X. Tato modifikace umožňuje vázat Ca 2+ ionty, umožňuje navázání koagulačních faktorů na membrány. Formuje vazebné místo pro Ca 2+ i u jiných proteinů – osteokalcin.

33 Vitamin K - nedostatek Nedostatek vzniká při poruše resorpce tuků ve střevech, jaterním selhání. Poruchy srážlivosti krve – nebezpečí u kojenců, život ohrožující krvácení (hemoragie). Řídnutí kostí – osteoporóza – špatná karboxylace osteokalcinu a snížená aktivita osteoblastů. Za normálních okolností nedochází k nedostatku, je v potravě hojně zastoupen.

34 Zdroje vitaminu K zelená listová zelenina rostlinné oleje brokolice cereálie

35 Vitamin B 1 (thiamin) Vitamin B 2 (riboflavin) Vitamin B 3 or Vitamin P or Vitamin PP (niacin) Vitamin B 5 (kyselina panthotenová) Vitamin B 6 (pyridoxin a pyridoxamin) Vitamin B 7 or Vitamin H (biotin) Vitamin B 9 or Vitamin M and Vitamin B-c (kyselina listová) Vitamin B 12 (cyanocobalamin) Vitaminy rozpustné ve vodě

36 Vitaminy rozpustné ve vodě Vitamin B 1 (thiamin) První objevený vitamin. Složen ze substituovaných jader, je silně hydrofilní. Aktivní je jako thiamin pyrofosfát (thiamin difosfát), TPP TPP je koenzym multienzymových komplexů oxidativní dekarboxylace a-ketokyselin → pyruvátdehydrogenasa v metablismu sacharidů,  -ketoglutarátdehydrogenasa → cyklus kyseliny citrónové, dehydrogenasa rozvětvených aminokyselin (valin,leucin, isoleucin). Koenzymem transketolas.

37 Vitamin B 1 - nedostatek Projevuje se jako beri-beri - degradace myelinových pochev motorických a sensorických vláken dolních končetin (parestézie, svalová slabost, vyčerpanost). Neurologické degenerativní změny (deprese, podrážděnost, zmatenost). Degenerace kardiovaskulární systému. Beri-beri způsobuje dlouhodobá konzumace potravy bohaté na sacharidy ale chudé na thiamin → loupaná rýže, bílá mouka a rafinovaný cukr.

38 Vitamin B 1 - zdroje neloupané obiloviny, cereálie maso pivovarské kvasnice med ořechy

39 Vitamin B 2 (riboflavin) Žluté až oranžově žluté přírodní barvivo slabě rozpustné ve vodě. Patří mezi flaviny. Fluoreskuje, je odolný vůči vysokým teplotám, ale rozkládá se působením světla. Jako flavinmononukleotid FMN a flavinadenindinukleotid FAD součást enzymů přenášejících vodík u řady chemických reakcí.

40 Vitamin B 2 FMN → ATP-dependentní fosforylace riboflavinu FAD → další reakce s ATP, kdy je na FMN přenesen AMP

41 Funkce FMN a FAD FMN a FAD jsou prostetické skupiny mnoha oxidoredukčních enzymů, flavoproteinů: oxydasa  -aminokyselin – odbourávání aminokyselin xantinoxidasa – odbourávání purinů aldehyddehydrogenasa mitochondriální glycerol-3-fosfátdehydrogenasa – transport redukujících jednotek z mitochondrie do cytosolu sukcinátdehydrogenasa – cyklus kyseliny citrónové sukcinyl CoA-dehydrogenasa –  -oxidace mastných kyselin NADH-dehydrogenasa – součást dýchacího řetězce v mitochondriích koenzymy při přenosu vodíku - vzniká redukovaná forma FMNH 2 a FADH 2

42 Vitamin B 2 v potravě potraviny živočišného původu (játra, vepřové a hovězí maso, mléko, mléčné výrobky, ryby vejce), kakao, ořechy, kvasnice menší množství v cereáliích. Nedostatek vit B 2 - ve vyspělých zemích není znám (jen u alkoholiků, pacientů s chronickými infekcemi a pokročilými malignitami). Projevy - ragády ústních koutků, keratitida, dermatitida

43 Vitamin B 3 - niacin Aktivní forma je nikotinová kyselina a nikotinamid. NAD a NADP → klíčové složky metabolických drah sacharidů, lipidů, aminokyselin. Kyselina nikotinová zabraňuje uvolňování mastných kyselin z tukové tkáně, snížení lipoproteinů VLDL, IDL a LDL. Ve vysokých dávkách rozšiřuje cévy.

44 Niacin – nedostatek a toxicita Nedostatek způsobuje nemoc pelagru (fotosensitivní dermatitida, šupinaté boláky). Možná syntéza z tryprofanu – 60 mg Trp nahradí 1 mg niacinu (ve většině cereálií není biologicky dostupná forma niacinu). Syntéza z Trp je pomalá a vyžaduje vitamín B 6. Toxicita – vysoké dávky způsobují jaterní poškození (použití při léčbě hyperlipidemie).

45 Vitamin B 3 v potravě potraviny živočišného původu pivovarské kvasnice semena slunečnice, fazole, hrách zelená listová zelenina brokolice, mrkev

46 Vitamin B 5 – kyselina pantotenová Součást acetyl-CoA - amid mezi pantoátem a  - alaninem.

47 Vitamin B 5 – kyselina pantotenová CoA – energetický metabolismus, vstup pyruvátu do cyklu kyseliny citrónové. Přeměna  -ketoglutarátu na sukcynyl-CoA Biosyntéza mastných kyselin, cholesterolu, acetylcholinu. CoA – další reakce jako acylace, acetylace, signální transdukce, deaminace.

48 Vitamin B 5 - projevy nedostatku Podobné jako u ostatních B vitamínů. Poruchy energetického metabolismu – únava a apatie. Poruchy syntézy acetylcholinu – neurologické symptomy (parestesie).

49 Vitamin B 5 v potravě maso, potraviny živočišného původu, kvasnice, celozrnné pečivo ( obiloviny nesmí být zbaveny svrchní slupky – tam je ho nejvíc ), brokolice, avokádo mateří kašička

50 Vitamin B 6 - pyridoxin Prekurzor aktivního koenzymu pyridoxalfosfátu – PPL.

51 Vitamin B 6 - pyridoxin Více jak 100 enzymů obsahuje vit. B 6 Koenzym enzymů metabolismu aminokyselin – transaminas, dekarboxylas, treoninaldolasy Koenzym fosforylasy v procesu štěpení glykogenu ( svalová fosforylasa váže 70–80 % celkového množství vitamínu B6 v lidském těle). Nebytný pro metabolismus červených krvinek a tvorbu hemoglobinu. Účast konverze tryptofanu na niacin. Nezbytný pro imunitní systém a nervovou tkáň. Pomáhá udržovat hladinu glukosy v normálu.

52 Sled reakcí při transaminaci

53 Vitamin B 6 - projevy nedostatku a nadbytku Nedostatek je vzácný, doprovází nedostatek celého B komplexu. Zvýšená nervosvalová dráždivost (cukání víček, u dětí až křeče), zapomnětlivost, záněty sliznice dutiny ústní. Přílišná spotřeb vitamínových doplňků vede u citlivých osob k alergické kožní reakce nebo k neurologickým problémům.

54 Vitamin B 6 v potravě Potraviny živočišného původu (játra, vepřivé maso, makrely, vejce), kvasnice, banány, brambory, avokádo, zelená listová zelenina (špenát, kapusta) a ostatní zelenina, ořechy celozrnný chléb

55 Vitamin B 7 - biotin Kondenzát thiomočoviny a thiofenu se zbytkem kyseliny valerové Koenzym řady karboxylačních reakcí - acetylCoA- karboxylasa, pyruvátkarboxylasa. Důležitý pro vazbu CO 2. Důležitý v metabolismu sacharidů a lipidů.

56 Biotin v potravě Potraviny živočišného původu (játra, ledviny, maso, vaječný žloutek), kvasnice, houby, mléko a mléčné výrobky Nedostatek může vyvolat změny na pokožce, vypadávání vlasů a nervové poruchy.

57 Vitamin B 9 – kyseliny listová Kondenzát pteridinu + paraaminobenzoové kyseliny (PABA) + kyseliny glutamové

58 Vitamin B 9 – kyseliny listová Jako tetrahydrofolát (THF) – aktivní metabolit. Koenzym transferas přenášejích jednouhlíkaté zbytky. Tato reakce je součást syntézy nikleotidů a nukleových kyselin. N 5,N 10 -THF přenáší jednouhlíkaté zbytky (methylen nebo methenyl).

59 Vitamin B 9 – kyseliny listová Zdrojem jednouhlíkatých zbytků jsou: glycin serin cholin methylen-THF methyl-THF methenyl-THF formyl-THF formimino-THF histidin formyl-methyonin puriny CO 2 serin methionin DNA

60 Vitamin B 9 v potravě Nedostatek k. listové způsobuje megaloblastickou anémii. Mezi nejčastější příčiny hypovitaminózy patří alkoholismus piva, zásah alkoholu do metabolismu k. listové.

61 Vitamín B 9 – v potravě Zdroje živočišného původu mléko a mléčné výrobky pivovarské kvasnice listová zelenina

62 Vitamin B 12 - kobalamin Komplex organických sloučenin, uvnitř molekuly je atom Co. Podobnost s molekulou hemu, v lidském těle se ale nesyntetizuje. U člověka dvě metabolicky aktivní formy: methylkobalamin a adenosylkobalamin.

63 Vitamin B 12 - kobalamin Známy jsou jen dvě reakce katalysované vit. B 12 : cytoplasmatická metylace homocysteinu na methionin. mitochondriální methylmalonyl-CoA mutasa (methylmalonyl-CoA → sukcynyl-CoA ) vyžaduje deoxyadenosylkobalamin.

64 Metabolismus vit. B 12 V žaludku po uvolnění z potravy, vytváří komplex se skupinou glykoproteinů, v duodenu se váže na „intrinsic factir, IF“ – vnitřní faktor, vazba na transkobalamin II (TC II), rychle vychytán játry, kostní dření, dalšími buňkami Intracelulárně transportován TC I

65 Poruhy metabolismu vit. B 12 klíčový bod projevů hypovitaminosy B 12 → mutace a pokles aktivity enzymu N 5 -methyl THF – reduktasy (MTHFR) → přeměna homocysteinu → methionin). Znemožněna přeměna N 5 -methyl THF na další formy THF.

66 Poruhy metabolismu vit. B Důsledek → porucha syntézy DNA u hemopoetických buněk, megaloblastická maturace jader. Klinická manifestace – megaloblastová anémie. 2. Nedostatek methioninu vede k neurologickým poruchám ( z methioninu se tvoří cholin, fosfolipidy, methyluje myelinový protein). Demyelinizace nervových vláken, degenerace axonů, zánik nervových buněk. Klinický obraz: parestézie v končetinách → ataxie → zpomalení reflexů, těžká demence. 3. Vrozená mutace MTHFR je v populaci velmi častá (30%), klinicky → snížené odbourávání homocysteinu → hyperhomocysteinemie → rizikový faktor ischemické choroby srdeční.

67 Vitamin B 12 v potravě Potraviny živočišného původu (ryby, měkkýši, drůbež, játra, vejce, mléko, mléčné výrobky. Veganská strava postrádá vit. B 12

68 Vitamin C – kyselina askorbová Řada fyziologických funkcí: syntéza kolagenu, karnitinu, neurotransmiterů syntéza a katabolismus tyrosinu metabolismus mikrosomů Redukující vlastnosti – předává elektrony (oxidace Cu 2+ a Fe 2+ )

69 Vitamin C Donor elektronů pro řadu hydroxyláz syntéza kolagenu – prolylhydroxylasa, lysylhydroxylasa a lysyloxidasa obsahují Fe 2+ a askorbát jako kofaktory Prolin (lysin) +  ketoglutarát + O 2 → 4-hydroxyprolin (hydroxylysin) + CO 2 + sukcinát  ketoglutarát – redukující agens Askorbát udržuje železo v redukovaném stavu

70 Vitamin C syntéza karnitinu - trimethyllysinhydroxyláza a  - butyrobetainhydroxyláza syntéza anrenalinu a noradrenalinu dopamin-  hydroxyláza, redukuje Cu 2+ na Cu + syntéza některých peptidových hormonů – obsahují Gly, peptidyl glycinhydroxyláza hydroxyluje  -uhlík, redukuje Cu 2+. Posttranslační modifikace prekurzoru C reaktivního proteinu - aspartát-  hydroxyláza.

71 Vitamin C – antioxidant

72

73 Vitamin C – další funkce Pro-oxidant - redukuje přechodné stavy iontů kovů při oxidačním stresu – Cu 2+ na Cu + Fentonova reakce: 2 Fe H 2 O 2 → 2 Fe OH· + 2 OH − 2 Fe 3+ + askorbát → 2 Fe 2+ + dehydroaskorbát Antihistamin Imunita – resistence proti patogenům

74 Vitamin C v potravě Nedostatek způsobuje kurděje. Vit. C usnadňuje vstřebávání železa. Doporučená denní dávka – 100 mg/den


Stáhnout ppt "Vitaminy Jana Novotná Ústav lék. chemie a biochemie 2. LF UK."

Podobné prezentace


Reklamy Google