Biochemické vyšetření vitaminů

Vitamíny- definice = organické látky esenciální, které jsou jen v minimálních množstvích nutné pro katalýzu chemických reakcí nebo mají i i význam pro stavbu tkání vyjímka z esenciality: vitamín D - z cholesterolu vlivem UV záření niacin - z tryptofanu

Vitamíny- chemické složení Podle chemického složení a zbůsobu vstřebávání vitamíny rozpustné v tucích: - retinol = vitamín A - calciferol = vitamín D - tokoferol = vitamín E - menandiol = vitamín K vitamíny rozpustné ve vodě - vitamíny skupiny B - kyselina askorbová = vitamín C

Poruchy metabolismu vitaminů Hypovitaminóza = nedostatek vitaminu v organismu, který vede ke zpomalení biologických funkcí organismu, které vitamín katalyzuje Avitaminóza = absolutní nepřítomnost vitaminu v organismu- alteraci biologické funkce organismu, které vitamín katalyzuje Hypervitaminóza = nadbytek vitamínu v organismu- dochází k patologickému ovlivnění biochemických funkcí - klinicky se projevuje jen u vitamínů rozpustných v tucích a je známa u vitamínů A a D

Hypovitaminóza Subklinická = jen snížená hladina vitaminů v organismu bez klinických příznaků Klinická = klinické příznaky hypovitaminózy jsou vyjádřeny vitamíny rozpustné v tucích - nedochází k depleci ihned, protože organismus má zásoby vitamíny rozpustné ve vodě - deficit se projeví dříve vitamín K - krvácivé projevy vitamín C - kurděje vitamín A - xeroftalmie vitamín D - osteomalacie

Hlavní příčiny nedostatku vitaminů Nedostatečný příjem vitaminů potravou vstřebáváním porucha utilizace nutnost zvýšeného příjmu ( u dětí) Nadbytečná exkrece vitaminů zvýšená degradace inaktivace zvýšená exkrece

Biochemické metody stanovení vitaminů Přímé hladina v krvi hladina v moči hladina ve tkáni Nepřímé hladina metabolitu vitamínu v krvi hladina metabolitu vitamínu v moči měření koncentrace metabolismu vitamínu po zátěži substrátem změna aktivity enzymu po dodání vhodného koenzymu reakce (vitamínu) produkt reakce katalyzované vitamínem Saturační testy

Přímé stanovení vitamínů V krvi (v séru) vitamín A vitamín E beta-karoten vitamín B12 kyselina listová V moči vitamín B1- při nedostatku je snížený odpad vitamínu B1 niacin- při nedostatku je snížený odpad hlavního metabolitu N-methylnikotinamidu V tkáních a orgánech koncentrace kyseliny listové v erytrocytech koncentrace vitamínu C v leukocytech z buffy-coat-u

Nepřímé metody měření vitaminů (1) Měření sérové, močové nebo tkáňové koncentrace typického metabolitu nedostatek vitamínu- chybí koenzym metabolické reakce deficit metabolitu v organismu nebo jeho snížené vylučování, zvýšené vylučování premetabolitu deficit vitamínu B12- zvýšené vylučování premetabolitu- kyseliny metylmalonové a snížení množství sucynyl-CoA

Nepřímé metody měření vitaminů (2) Měření koncentrace hromadícího se metabolitu po zátěži substrátem vitamín B6 - sledování 24 hodinové exkrece metabolitů přeměny tryptofanu (xenturenát a 3-hydroxykinurenin) před a po podání 2g tryptofanu - je-li exkrece beze změny- pak nedostatek vitamínu B6 vitamíny B6, B12, kyselina listová - zvýšení homocyteinu v organismu po výrazné zátěži methioninem terapeutický test - podání vitamínu hladinu sníží

Nepřímé metody měření vitaminů (3) Zvýšení aktivity enzymu po dodání koenzymu koenzym je derivát vitamínu aktivita enzymu před a podání koenzymu - vyšší aktivita enzymu čím vyšší je deficit vitamínu např. enzymy ALT, AST mají koenzym pyridoxalfosfát, který je ovlivňován pyridoxinem - vitamínem B6 Stanovení produktu vytvořeného působením vitamínu deficit vitamínu K - snížená produkce faktoru kaskády krevního srážení - faktor II (protrombin), V, VII a IX deficit vitamínu D- snížení aktivity alkalické fosfatázy

Saturační testy Zvýšené vychytávání vitamínu v organismu po jeho podání: zvýšení jeho obsahu ve tkáních snížená exkrece v moči např. po podání vitamínu C v dávce 10 mg/kg- je-li deficit vitamínu - nedochází k jeho vylučování močí

Vitamín A = retinol, axeroftol chemicky – diterpen příjem - potravou nebo ve formě prekursoru beta-karotenu (tetraterpen), který je hydralyzován na 2 molekuly vitamínu A – vstřebáván v tenkém střevě – ukazatel neporušené adsorpce lipidů transport vitamínu A - vázán na retinol-binding protein, který je následně navázán na prealbumin aktivní forma – 11-cis-retinol funkce: -součást očního purpuru – vidění za šera -antioxidační efekt- ochrana mastných kyselin membrán proti lipoperixidaci - glykosylace při syntéze polysacharidů- rohovatění Hypovitaminóza – noční slepota a xeroftalmie účinnost se vyjadřuje v retinolovém ekvivalentu – 1 ug RE = 0,6 ug beta-karotenu = 3,3 IU (international units) RDA 0,8-1,0 mg RE norma v plazmě 1,3-3,0 umol/l

Vitamín D = cholekalciferol není 100% esenciální - syntetizován z cholesterolu působením UV zářením aktivní forma vzniká hydroxylací v játrech a ledvinách – regulační vliv parathormonu vazba na specifický alfa-globulin v plasmě funkce: - metabolismus kalcia a fosforu - růst a diferenciace buněk Hypovitaminóza = osteomalacie u dospělých a rachitis u dětí 1 ug cholekalciferolu = 40 m.j. vitamínu D RDA 200-400 m.j. Stanovení deficitu: - poměr Ca/P v séru - hladina 25-OH- vit. D v séru – 5-25 ug/l zima - 10-60 ug/l léto

Vitamín E = tokoferol 7 izomerů – silné antioxidanty fungující v antioxidačním systému společně se slelenem nejznámější – alfa-tokoferol prevence peroxidace matných kyselin buněčných memmbrán, podporují jejich integritu i jejich syntézu metabolismus lipoproteinů- ochrana LDL cholesterolu před oxidací- prevence aterosklerózy funkce: likvidace volných radikálů – stává se reakcí volným radikálem sám o sobě- vliv na působení více nenasycených mastných kyselin – nutná možnost regenrace do své původní formy vlivem vitamínu C, ubichinolu, Q10, kyseliny hydroxyantranilové, které ovlivňují funkci redukovaného glutathinu, glutathionreduktázy a konezymu NADPH Hypovitaminóza = porucha membrán, pomalá regenerace, myopatie, hemolytická anemie, ataxie, poruchy fertility 1 ug alfa-tokoferolu = 1,5 m.j. vitamínu E RDA 8-10 mg norma 2,25 umol/l

Vitamín K = menandiol derivát naftochinonu relativně krátký poločas 3 dny K1 = fytochinon - rostliného původu, K2 = metochinon – bakterie TS porucha vstřebávání – změna karence vitamínu K funkce: -karboxylace glutamátu v gama poloze- posttranslační modifikace, která umožňuje vazbu Ca 2+ iontů -tvorba osteokalcinu- kostní matrix -tvorba koagulačních faktorů- f. II, VII, IX, X pro funkci je nezbytná přítomnost iontů Ca 2+ jako koenzymu Deficit- porucha vstřebávání – změny střevní flóry (ATB terapie) - terapie dikumaroly – kompetitivní inhibice - porucha utilizace při jaterním onemocnění Hypovitaminóza = poruchy krevní srážlivosti- prodloužený protr. čas Norma 0,7-4,9 umol/l

Vitamín B1 = thiamin prekursor dekarboxylázy kyseliny pyrohroznové inaktivní forma – nutnost aktivace v játrech na thiaminpyrofosfát funkce: koenzym oxidativních reakcí dekaroxyláz a transketoláz – ovlivňují významně metabolismus glycidů Hypovitaminóza = poruchy CNS, PNS, sdrečního převodního systému beri-beri – srdeční forma Wernickeho encefalopatie – porucha vědomí, koma polyneuropatie periferní areflexie, ataxie, svalová slabost a atrofie svalová, zmatenost Diagnostika: sérová hladina 25-70 ug/l transketolázová aktivita erytrocytu před a po podání B1 (25%) po zátěži glukózou vzestup hodnot pyruvátu a laktátu RDA 1-2 mg

Vitamín B2 = riboflavin funkce: podílí se na tvorbě struktury nukleotidových trnasporterů – přenašečů molekuly vodíku – oxidační metabolismus – transport elektronů v dýchacím řetězci mitochondrií - FAD – flavinadenindinukleotid - FMN- flavinadeninmononukleotid patří mezi koenzymy či prostetické skupiny dehydrogenáz a oxidáz Hypovitaminóza = angulární stomatitis, seborhoická dermatitis, anemie Norma 11-45 umol/l RDA 1,3-1,8 mg Měření: aktivita erytrocytární glutathionreduktázy před aktivací flavinadenindinukleotidu před a po podání vitamínu B2 – je-li rozdíl aktivity mezi oběma stavy více než 60 % pak se jedná o deficit vitamínu B2

Vitamín B5 = kyselina pantotenová součást koenzymu CoA funkce: aktivace organických kyselin – mastných kyselin a aminokyselin před jejich zapojením do metabolismu regenerační efekt součást kosmetických příptavků ve formě provitamínů

Vitamín B6 = pyridoxin tři inaktivní formy- pyridoxal, pyridoxin, pyridoxamin aktivní forma pyridoxalfosfát – v játrech dochází k přeměně koenzym dekarfoxyláz a aminotransferáz (ALT, AST) zvýšený přívod aminokyselin – zvýšená potřeba enzymu Hypovitaminóza = postižení nervové soustavy, cheilitis, dermatitis, průjmy, poruchy trávícího systému, mikrocytární anemie RDA 1,4-2 mg Norma 39-98 umol/l Měření: zvýšení transaminačních dějů v erytrocytech po podání pyridoxalfosfátu- je-li rozdíl aktivace vyšší než 150% před a po podání pyridoxalfosfátu přímé stanovení pyridoxalfosfátu v krvi

Vitamín B12 = cyanokobalamin kobalt tvoří centrální atom komplexu s pyrolovým jádrem funkce: syntéza nukleových kyselin buněčné dělení syntéza methioninu a cholinu resorbce v terminálním ileu transportován v krvi transkobalaminy – I, II, III 90% je uloženo v játrech RDA 2 ug Norma 150-520 pmol/l Hypovitaminóza = pancytopenie, megaloblastová anemie neurologické poruchy – míšní poruchy Měření: hladina vitamínu v krvi

Kyselina listová Hypovitaminóza = makrocytární anemie tetrahydroderivát je koenzymem metabolismu jednouhlíkatých zbytků – přenos methylových skupin tvorba nukleových kyselin Hypovitaminóza = makrocytární anemie porucha proteosyntézy hromadění purinů - hyperhomocyteinemie bakterie tlustého střeva tvoří kyselinu listovou – k tvorbě potřebují kyselinu p-aminobenzoovou RDA 180-200 ug Folát v séru více než 3 ug/l Folát v erytrocytech více než 150 ug/l Měření: folát v séru a v erytrocytech vazebná kapacita na transportní protein

Biotin = vitamín H koenzym skupiny enzymů zajišťujících karboxylační reakce – pyruvátkarboxyláza, acetyl-CoA-karboxyláza syntetizován bakteriemi v tlutém střevě norma sérum více než 0,5 umol/l vylučování močí 120-240 umol/ hodin Hypovitaminóza = dermatitis, deprese, nauzea, zvracení, alopecie, kožní poruchy, vzestup koncentrace cholesterolu těžký deficit- myopatie naměrné požívání avidinu (vaječný bílek) vede k deficitu Měření: v séru odpady v moči za 24 hodin – 3x-6x vyšší než v séru

Niacin = nikotinamid, vitamin PP součástí koenzymů dehydrogenáz, NAD, NADP vzniká přeměnou z tryptofanu (60 mg tryptofanu = 1 mg niacinu) deficit při konzumaci produktů jen z kukuřičné mouky RDA 15-20 mg Hypovitaminóza = slabost, nemoc tří D – diarhea, dermatitis, demence (pelagra), těžká forma- koma dif. dg. karcinoid, terapie isoniazidem Měření: hladina niacinu v krvi – více než 30 umol/l nikotinamid v moči – více než 2,5 ug/24 hodin

Vitamín C = kyselina askorbová hydroxylace prolinu a lyzinu – syntéza kolagenu antioxidační účinek – spolupráce s vitamínem E při ochraně buněčných membrán proti lipoperoxidaci a pro LDL cholesterol negativně redukcí trojmocného Fe na dvojmocné – vznik volného radikálu RDA 60 mg Norma v plazmě více než 11 umol/l v leukocytech více než 0,1 umol/108 buněk Hypovitaminóza = skorbut – kurděje KO: slabost, svalové bolesti, krvácení, sklon k infekcím, horší resistence k infekcím, zhoršené hojení Měření: v plazmě v leukocytech saturační test