WYKA
AD 15
WITAMINY
Ogólna charakterystyka witamin:
ż wiele witamin jest koenzymami  integralnymi składnikami enzymów regulujących ich funkcje
ż dodatkowo są one regulatorami i katalizatorami przemiany materii
ż nie potrafimy syntetyzować witamin, przyjmujemy je z pokarmem roślinnym oraz są syntetyzowane przez
bakterie flory bakteryjnej
ż brak witamin - awitaminoza- może być spowodowana:
ü niewÅ‚aÅ›ciwym odżywianiem
ü zÅ‚ym wchÅ‚anianiem
ü zniszczeniem flory bakteryjnej przez antybiotyki
ż brak witaminy C - szkorbut,
ż awitaminoza B1- choroba beri-beri
ż witaminy dzielimy na:
ü rozpuszczalne w tÅ‚uszczach:
ż wchłaniają się przez pokarm w obecności kwasów tłuszczowych,
ż nadmiar witamin rozpuszczalnych w tłuszczach ulega magazynowaniu, głownie w
wÄ…trobie
ż choroby wątroby mogą być powodem awitaminoz
ü rozpuszczalne w wodzie:
ż nie są magazynowane a ich nadmiar ulega wydaleniu
ż nie ma przed. Tych witamin rozpuszczalnych w tłuszczach (A, D, E, K)
Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach
1. Witamina A
ż witamina A wchłania się w przewodzie tylko w obecności kwasów tłuszczowych, dlatego tez chorobie
pęcherza żółciowego towarzyszy awitaminoza
ż jest ona magazynowana w wątrobie
ż witamina A posiadają 1/3 aktywności witaminy A
2 1
ż obie witaminy A mają podobne występowanie - obydwie występują w organizmie zwierzęcym
ż prowitamina wit A i A jest karotenem, który jest syntetyzowany przez wszystkie rośliny
1 2
CH3
CH3
H3C CH3
CH2OH
A1
CH3
CH3
CH3
H3C CH3
CH2OH
A2
CH3
Akseroftol, Retinol, Witamina A i A
1 2
Znaczenie witaminy A:
ż witamina A uczestniczy w procesach wzrostu, proliferacji nabłonka
ż są one niezbędne w procesie widzenia (kurza ślepota- trudności z widzeniem po zmierzchu)
ż w procesie biotransformacji wit.A utlenia się do aldehydu (retinolu), który z opsyną tworzy barwnik
siatkówki(rodopsynę)
ż w rodopsynie retinal występuje w konformacji cis przy C - pod wpływem światła cis-retinol przekształca się
11
w trans-retinol, co osłabia wiązanie z opsyna i uwalnia retinol. Efektem tego jest bodziec nerwowy, który
warunkuje proces widzenia
ż prowitamina A jest karoten syntetyzowany praktycznie przez wszystkie rośliny - najważniejszy z nich to b-
1
karoten.
ż jest on zbudowany z pierścieni b-jononu połączonych łańcuchem zbudowanym z 4 reszt izoprenowych
H3C
CH3 CH3
H3C CH3
H3C CH3
CH3 CH3
CH3
Niedobór witaminy A:
ż powoduje łuszczenie się naskórka lub rogowacenie zahamowanie wzrostu
ż kurza ślepotę
ż obniżenie odporności
ż zahamowanie wzrostu u młodych osobników
Wit.A w zapobieganiu tych schorzeń jest stosowana w postaci octanu i palmitynianu lub w postaci produktu jej
utleniania kwasu retynowego.
Tresinoin - stosowany miejscowo w chorobach skory (przy trądziku), u kobiet w ciąży powoduje obumieranie
zarodka
2. Witamina D
ż witamina D reguluje gospodarkę fosforanowo-wapniową, zwłaszcza układu kostnego i mięśniowego
ż jest to witamina występująca w skórze zwierząt w postaci nieczynnych prowitamin: ergosterolu i 7-
dehydrocholesterolu
ż pod wpływem promieni UV ulegają one przekształceniu do form czynnych (rozszczepienie wiązania pomiędzy
C i C ) - powstaje ergokalcyferol (witamina D ) i cholekalcyferol (witamina D )
9 10 2 2 3
CH3
CH3
C CH CH CH HC
CH3 CH3 CH3
CH3
HO
Ergokalcyferol, witamina D
2
CH3
CH3
C CH2
CH2 CH2 HC
CH3
CH3
CH2
HO
Cholekalcyferol, witamina D
3
Charakterystyka witaminy D :
3
ż witamina D pobudza jelitowy transport wapnia (zwiększa stężenia Ca2+ we krwi)
3
ż pod względem chemicznym są to sterole wywodzące się od cholestanu z rodnikiem izooktylowym w miejscu
C
17
ż witamina D łatwo ulega utlenianiu, dlatego przechowuje się ją w atmosferze gazu obojętnego
ż cholekalcyferol jest dwa razy silniejszy od ergokalcyferolu
ż zwiększoną siłę działania metabolicznego wykazuje produkt biotransformacji cholekalcyferolu 1,25-
dihydroksykalcyferol (biologicznie czynna forma witaminy D )
3
Zastosowanie witaminy D :
3
Witamina D stosowana jest w:
3
ü zapobieganiu grzybicy
ü próchnicy zÄ™bów
ü zapalenia stawów
ü Å‚amania koÅ›ci
ü okresie ciąży
ü karmienia piersiÄ…
3. Witamina E:
R1
CH3
HO
R2 CH3 CH3 CH3
O CH3
R3
Tokoferol, witamina E
R R R
1 2 3
a -CH -CH -CH
3 3 3
b -CH -H -CH
3 3
c -H -CH -CH
3 3
d -H -H -CH
3
Właściwości i działanie witaminy E:
ż witamina A uczestniczy w procesach oksydacyjno-redukcyjnych jako przenośnik elektronów
ż tokoferole są najsilniejszymi antyoksydantami
ż hamują tworzenie nadtlenków kwasów tłuszczowych oraz zapobiegają utlenianiu innych witamin(np. wit.A)
ż są one czynnikiem płodności (ponieważ niedobór powoduje zmiany zwyrodnieniowe w przednim płacie
przysadki, powoduje to zmniejszenie wydzielania hormonów gonadotropowych)
ż występują w zielonych częściach roślin, ziarnach o olejach;
ż pod względem chemicznym są pochodnymi dihydrochromatyn
Tokoferole- stosowane w postaci octanu w takich stanach chorobowych jak:
ü zapalenie żyÅ‚
ü choroba wieÅ„cowa
ü zaburzenia miesiÄ…czkowania
ü przekwitanie
4. Witamina K:
ż pod względem chemicznym jest to pochodna naftachinonu:
O
CH3
R
O
Właściwości i działanie witaminy K:
ż jest to witamina koagulacyjna - pobudza proces krzepnięcia krwi, poprzez pobudzanie syntezy protrombiny
(przejście fibrynogenu w fibryne)
ż brak witaminy K jest przyczyną występowania nabytej skazy krwotoczna osoczowej
ż uczestniczy ona w procesach oksydacyjnej fosforylacji
O
CH3
CH3
O
CH3 CH3 CH3 CH3
Witamina K  fitochinon o 20-węglowym łańcuchy bocznym
1
O
CH3
CH3
O
CH3 CH3 CH3
n
Witamina K
2
Jest syntetyzowana przez bakterie flory jelitowej
Preparat handlowy- Fitomenandion stosowany w krwotokach pooperacyjnych, skazie krwotocznej zwłaszcza u
noworodków
O O
CH3
CH3
SO3Na
O O
Menadion, Menadionum, witamina K wodorosiarczan sodowy menadionu
3
witaminy K , K , K K są wynikiem dołączenia reszt metylowych, aminowych i hydroksylowych da naftalenu
4 5 6, 7
OH
CH3
OH
Witamina K Menadiol stosowany w postaci estrów:
4,
O
O
Na O P O Na
O
O C CH3
CH3
CH3
O
O C CH3
Na O P O Na
O
O
Acetomenafton Synkavit
WIT.K5 WIT.K6 WIT.K7
OH NH2 OH
CH3 CH3
CH3
NH2 NH2 NH2
witamina K witamina K witamina K
5 6 7
Witaminy rozpuszczalne w wodzie
1. Witamina B
CH2 +
CH3
N N
x
2 Cl (-)
CH2 CH2 OH
+
H3C
N NH3 S
Tiamina, Aneuryna, witamina B
1
syntetyzowana przez rośliny i mikroorganizmy
Niedobór witaminy B powoduje:
1
ü zapalenie nerwów obwodowych
ü zaburzenia sercowo- naczyniowe
ü zaburzenia pokarmowe
Właściwości i działanie witaminy B
1
ż jest to witamina trwała w środowisku kwaśnym. W środowisku obojętnym lub lekko zasadowym ulega
rozpadowi (szczególnie pod wpływem temperatury i środków utleniających)
ż odgrywa ważną role w metabolizmie węglowodanów. W organizmie przekształca się w pirofosforan tiaminy,
który jest koenzymem dekarboksylazy kwasu pirogronowego i a-ketoglutarowego.
ż w przypadku niedoboru następuje gromadzenie kwasu pirogronowego, a on hamuje utlenienie glukozy;
ż Preparaty handlowe:
ü chlorowodorek tiaminy w stanach zapalnych nerwow,
ü pirofosforan tiaminy- w niewydolnosciach mięśnia sercowego;
ü zamiana grupy NH na OH powoduje powstanie oksytiaminy (anty wit. B1)
3
Najczęściej stosowany preparat to Acetamina:
CH2
N N CH3
O
CH CH2 CH2 O C CH3
H3C
NH2 O S
N
C O
CH3
Inne:
ż Benfotiamina,
ż Fursultiamina
ż Prosultiamina
OH
OH OH
H2C HC CH CH CH2OH
H3C N N
O
NH
H3C N
O
Ryboflawina, witamina B
2
ż witamina B syntetyzowana jest przez rośliny i drobnoustroje
2
ż jest ona składnikiem FAD-u, uczestniczy w procesie przenoszenia wodoru - w formie zredukowanej przenosi
jednocześnie dwa atomy wodoru
ż jej aktywność farmakologiczną warunkują:
ü obie grupy -CH przy C i C
3 6 7
ü forma d-ribitolu
ü wolna grupa amodowa przy C
3
ż witamina B bierze udział w przenoszeniu H+ w reakcji dehydrogenacji:
2
R
R
H
H3C N N
+
H3C N N
+
2H
O
O
+
- 2H
NH
NH
H3C N
H3C N
H
O
O
Niedobór witaminy B powoduje:
2
ü zapalenie bÅ‚on Å›luzowych jamy ustnej
ü pÄ™kanie w kÄ…cikach ust
ü szorstki jÄ™zyk
ü zajady
Witamina PP
O
C
NH2
N
Nikotynamid, witamina PP
ż witamina PP jest syntetyzowana przez mikroorganizmy flory jelit
ż jej prekursorem jest tryptofan, dlatego niedobór pełnowartościowego białka w pożywieniu może wpłynąć na
awitaminozÄ™
ż awitaminoza powoduje zaczerwienienie i złuszczanie skóry (pelargia- szorstka skora)
ż witamina PP stosowana jest w:
ü w chorobach skóry
ü niewydolnoÅ›ci sercowej
ż jest ona składnikiem dehydrogenaz NAD-u:
O O
C C
+
NH2 + 2H NH2
+
- 2H
+
N N
R R
Kwas pantotenowy:
O
CH3
CH2 COOH
H2C C CH C NH CH2
CH3 OH
OH
Kwas pantotenowy, witamina B :
5
ż kwas pantotenowy jest niezwykle ważnym związkiem dla ludzkiego organizmu
ż jest składnikiem acetylo-Co A,
ż bierze udział w procesach acetylacji
ż dodatkowo jest niezbędny w metabolizmie białek, węgla, syntezie hormonów steroidowych
ż stosowany jest w:
ü chorobach skóry
ü nieżytach dróg oddechowych
ü chorobach uczuleniowych
ü podczas leczenia streptomycynÄ…, bo zmniejsza jej toksyczność
Witamina B , pirydoksyna:
6
O
H
CH2OH
CH2 NH2
C
HO CH2 OH
HO CH2 OH
HO CH2 OH
N CH3
N CH3
N CH3
pirydoksol pirydoksal pirydoksamina
ż witamina B jest pochodną pirydyny
6
ż występuje w trzech postaciach, jako pirydokol, pirydoksal oraz pirydoksamina
ż jest koenzymem transaminaz oraz dekarboksylaz
ż jej formą aktywną jest fosforan pirydoksalu, tworzy on z aminokwasami zasady Shiffa
R
COO (-)
N CH
O
H
C
OH H
OH
C
R O P
O CH2 OH
O P
O CH2 OH
+
H2N CH COO (-) OH
OH
N CH3
N CH3
FOSFORAN PIRYDOKSALU
ż niedobór witaminy B prowadzi do:
6
ü zapalenia skóry i bÅ‚on Å›luzowych
ü Å‚ojotoku, wypadania wÅ‚osów
ü niedokrwistoÅ›ci
Witamina B , biotyna, witamina H:
7
O
HN NH
H H
H2C CH
(CH2)4 COOH
S
Witamina B , witamina H, biotyna
7
zmiana łańcuch bocznego powoduje zmianę właściwości na antywitaminowe
ż witamina B występuje w dwóch formach izomerycznych jako forma cis oraz forma trans:
7
O
O
HN NH
HN NH
H H
H H
(CH2)4
H2C CH COOH
H2C CH
(CH2)4 COOH
S
S
forma CIS forma TRANS
ż formą aktywną witaminy B jest jej forma cis
7
ż biotyna jest koenzymem karbooksylaz (karboksylacja jest najważniejsza w biosyntezie tłuszczów)
ż witamina ta syntetyzowana jest przez bakterie flory jelitowej
ż niedobór biotyny może być przyczyną:
ü Å‚uszczycy
ü Å‚ojotoku
ü stanów zapalnych skory,
ż witamina ta powinna być uzupełnieniem po terapii antybiotykami i sulfonamidami
Kwas foliowy, witamina B
11
N N
H2N
O
COOH
N CH2 NH C NH CH
N
CH2
OH
CH2
COOH
2-amino-4-hydroksy- kwas p-amino- kwas
6-metylo-pterydyna benzoesowy glutaminowy
ż kwas foliowy zbudowany jest z trzech fragmentów: 2-amino-4-hydroksy-6-metylo-pterydyny, kwasu p-
aminobenzoesowego oraz kwasu glutaminowego
ż 2-amino-4-hydroksy-6-metylopterydyna oraz kwas p-aminobenzoesowy tworzą razem kwas pteroinowy,
dlatego cały kwas foliowy można nazwać jako kwas pteroiloglutaminowy
ż forma aktywna jego kwasu ma wzór:
H
N N
H2N
O
COOH
N CH2 N C NH CH
N
CH2
R1
OH
R
CH2
COOH
Aktywna forma kwasu foliowego
ż kwas foliowy przyłącza grupę fenolową
ż uczestniczy w przenoszeniu grup fenylowych i hydroksymetylowych
ż ma szczególne znaczenie w syntezie puryn i pirymidyn
ż kwas ten występuje pospolicie w świecie roślinnym, dodatkowo jest syntetyzowany przez florę jelitowa
ż stosowany w niedokrwistościach
ż dołączenie grupy NH w pozycje 4 - daje aktywność antywitaminy  stosowana jest w chorobach
4
nowotworowych
Kwas liponowy, kwas tiooktawowy
(CH2)4 COOH
(CH2)4 COOH
SH SH
S S
ż kwas liponowy współdziała z tiaminą w dekarboksylacji ą-ketokwasów
ż znalazł zastosowanie jako:
ü Å›rodek odtruwajÄ…cy przy zatruciach CO, metalami ciężkimi
ü Å›rodek lipotropowy
Kobalamina B :
12
ż kobalamina jest witaminą o najbardziej skomplikowanej strukturze wśród wszystkich witamin grupy B
ż w centrum wit.B występuje trójwartościowy jon CO3+, który jest związany kompleksowo z ligandem X i 4
12
zredukowanymi pierścieniami pirolowymi ABCD - cały ten układ nazywa się układem koryny
B
A
N N
NH N
D
C
ż kobalamina jest produkowana wyłącznie przez bakterie
ż uczestniczy w reakcji metylacji i reakcji utlenienia
ż stosowana jest w niedokrwistości złośliwej i innych niedokrwistościach
O
C
NH2
CH2
CH3
N
CH
OC
N
Witaminy B X zwiÄ…zane z CO
12
CYJANOKOBALAMINA (Wit.B ) -CN
12
HYDROKSYKOBALAMINA (Wit.B ) -OH
12a
AKWAKOBALAMINA (Wit.B ) -OhxH O
12b 2
NITROKOBALAMINA (Wit.B ) -NO
12c 2
MEKOBALAMINA -CH
3
Kwas pangamowy, witamina B
15
O
C
OH
HC OH
HO CH
HC OH
HC OH
CH3
H2C O C CH2 N
CH3
O
Witamina B
15
ż witamina B bierze udział w reakcji metylacji i utleniania komórkowego
15
ż stosowana jest w:
ü miażdżycy
ü marskoÅ›ci wÄ…troby
ü przy leczeniu kortykosteroidami i sulfonamidami
Kwas askorbinowy, witamina C:
O C
O C
- 2H
O C
HO C
O
O
+
2H
O C
HO C
HC
HC
HO CH
HO CH
CH2OH
CH2OH
kwas L-askorbowy kwas didehydroaskorbowy
ż witamina C uczestniczy w hydroksylacji steroidów oraz odzyskiwaniu aktywnej postaci kwasu foliowego
ż kwas askorbinowy stosowany jest we wszystkich chorobach jako lek wspomagający
ż kwas ten jest syntetyzowany w roślinach i to w nich występuje, dodatkowo witaminę C syntetyzują prawie
wszystkie zwierzęta
ż wyjątek stanowią jedynie człowiek, małpa, nietoperz, świnka morska - nie syntetyzują one kwasu
askorbinowego, ponieważ nie maja odpowiednich enzymów
Inne witaminy o ważnych funkcjach biologicznych
Witamina P
O
OH
O R
O OH
HO
OH
Witamina P
Kwercetyna R = ramnoza
Rutyna R = rutynoza
ż witamina P stanowi mieszaninę glikozydów flawinowych
ż koenzymy kwasu askorbinowego zabezpieczają witaminę P przed utlenieniem
ż umożliwia ona uszczelnia naczynia oraz zmniejsza jego przepuszczalność
Witamina U:
H3C
NH2
+
HC
S CH CH x
Cl (-)
2 2
COOH
H3C
ż witamina U przyspiesza gojenie owrzodzeń
ż dodatkowo hamuje wydzielanie soku żołądkowego,
Inne witaminy:
ż wit. B , B , B - nowe witaminy
13 4 8
ż działają one na układ krwiotwórczy oraz regulują stężenie cholesterolu
ż aa
ż