17.01.2010

Biochemia

WITAMINY

Wit.

• niezbędne do życia zw. org. o zróżnicowanej budowie, spełniające w żywym org. ważne funk. biol., przede wszystkim katalityczne i stanowiącymi dla czł. oraz zwierząt substancje. egzogenne.

Podział:

1. ze wzgl. na rozpuszczalność:

1. w H2O (hydrofilne) : witaminy gr. B i Wit. C [bezpośrednio wchłaniane z limy dop krwioobiegu; są wydalane]

2. w tłuszczach (lipofilne): A, D, E i K [magazynowane w wątrobie, nie są wydalane z org.' Nie trzeba ich dostarczać w sposób ciągły]

2. ze wzgl. na funk. biologiczne (ze wzgl. na mech. działania w org. oraz zawartość N w cząsteczce):

1. Wit. będące zw. azotowymi, działające jako koenzymu, regulują zachodzące w or. Procesy metaboliczne (witaminy gr. B)

2. Niezawierające N (bezazotowe) pełnią w org. pozakoenzymatyczne funkcje regulacyjne (A, D, E, K, C)

Hydrolazy - tylko one potrzebują współdziałania koenzymów

KOENZYMY

• drobnocząsteczkowe zw. org. lub jony nieorg., których obecność w centrum aktywnym jest niezbędna do katalitycznego działania enzymu.

• [dany enzym może spełniać swoje funkcje]

Koenzym	Witamina wchodząca w skład koenzymu	Przenoszone atomy lub grupy
Dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy NAD	Amid kwasu nikotynowego PP	Atomy wodoru (elektrony)
Fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego NADP	Amid kwasu nikotynowego PP	Atomy wodoru (elektrony)
Mononukleotyd flawinoadeninowy FMN	Ryboflawina B2	Atomy wodoru (elektrony)
Dinukleotyd flawinoadeninowy FAD	Ryboflawina B2	Atomy wodoru (elektrony)
Difosforan tiaminy DPT	Tiamina B1	Aldehydy
Koenzym A CoA	Kwas pantotenowy B5	Reszty acylowe
Koenzym biotynowy	Biotyna H	Dwutlenek węgla
Fosforan pirydoksalu PLP	Pirydoksyna B6	Grupy aminowe
Tetrahydrofolian THFA	Kwas foliowy	Grupy jednowęglowe
Adenozylokobalamina i metylokobalamina	Kobalamina B12	Reszty alkilowe

AWITAMINOZA

• ch. wywołana długotrwałym brakiem w org. określonej wit. (monoawitaminoza) lub zespołu witamin (poliawitaminoza)

HIPOWITAMINOZA

• stan częściowego niedoboru określonej Wit. (monohipowitamionza) lub witamin w org. (polihipowitaminoza), nie powoduje wyraźnych zmian chorobowych

Przyczyny awit. lub hipowitaminozy:

1. nast. Zaopatrzenie org. W wit.

2. zaburz. w pr. wchłaniania i przyswajania wit. w ukł. pok.

3. rozkład wit. pod wpływem różnych czynn.

4. unieczynienie wit. przez ich silne wiązanie

BIODOSTĘPNOŚĆ

• stan, w jakim dany zw. jest uwalniany w p.p. z połączeń występujących w żywności a następnie wchłaniany i rozprowadzany do tkn. I narządów

AKTYWNOŚĆ BIOLGICZNA

• stan w jakim określony zw. jest przyswajany z pożywieniem, przekształcony w postać aktywną Wit. i zapobiega obj. Niedoboru

• [wpływ ma forma chem. Witaminy; Wit. mogą mieć różną aktywność]

HIPERWITAMINOZA

• niedomaganie org. wyrażone wprowadzaniem b. dużych dawek (megadawek) witamin.

• Dot. głównie Wit. gromadzonych w wątrobie

ANTYWITAMINY

• subst., które mają działanie antagonistyczne w stosunku do witamin

• [budowa podobna do Wit.]

• Antywit. różni się jakimś elementem do witaminy ale nie jest w stanie wytworzyć produktu

• Tiaminaza - rozkłada Wit.

PROWITAMINY

• prekursory, z których w org. Ludzi i zwierząt tworzą się witaminy

Kw. L-askorbinowy = vit. C

1. jeo postać odwodorowana kw. dehydroaskorbinowy

2. kwas. Askorbinowy w wielu prod. Roślinnych

3. towarzyszy chlorofilom (np. natka pietruszki, kapusta)

4. zapotrzebowanie ok. 60mg/dzień

5. stężenie w osoczu 0,8-1m/24h

6. jest witaminą dla ludzi, małp człekokształtnych, nietoperzy, świnek morskich

Czynniki wpływające na straty Wit. C

• obecność oksydazy askorbinianowej (na pow. Owoców, warzyw)(uszkodzenie skórki owocu powoduje aktywację oksydazy straty witaminy)

• [w skórce cytryny jest ok. 100x więcej Wit. C niż w miąższu]

• Obróbka hydrotermiczna (gotowanie i wylewanie zalewy)

• Sterylizacja konserw

• Obecność metali (gł. Cu) aktywują askorbinazę

• Środowisko alkaliczne lub obojętne (stabilne w pH= 3,5-5,0)

• [kiszenie, mrożenie utrwalenie vit. C]

• Środki konserwujące np. benzoesan sodu

Wit. C w większych dawkach nie jest toksyczna. U niektórych osób spożywających większe ilości tej Wit. przez dłuższy okres czasu może być przyczyną łatwiejszego tworzenia się kamieni w nerkach i częstszego oddawania moczu.

Funk. biologiczne:

1. uczestniczy w wielu pr. metabolicznych jako subst. przenosząca elektrony

1. współdziała z Wit. E, powodując jej regenerację przez aktywny rodnik aminowy

2. silny reduktor p.działa pr. Utleniania wywołanym przez wolne rodniki i tlen singletowy

3. działa ochronnie na różne (podatne na utl.) gr. Czynne białek enzymatycznych

4. utrzymuje na niskim stopniu utleniania jony metali białek enzymatycznych niezbędne do Funk. Katalitycznych

5. ułatwia przyswajanie niehemowgeo Fe

6. uczestniczy w metabolizmie tł., cholest., kw. żółciowych

7. współdziała w biosyntezie kolaenu, przyspiesza gojenie ran i zrastanie się kości

8. udział w syntezie hormonów kory nadnerczy

9. podwyższa odporność org.: aktywuje limfocyty T, nasila syntezę IgG

10. hamuje powst. W żołądku rakotwórczych nitrozoamin

Brak Funk. Koenzymatycznych!

Uczestniczy w hydroksylacji proliny (Ew. lizyny)

prolina utrzymuje kolagen w odpowiednim stanie)

proces wymaga Fe²⁺ Fe³⁺ nie stworzy hydroksyproliny

Hydroksylaza prolinowa+askorbinian (vit.C)+ Fe²⁺ ==> 4-hydroksyprolina

„zły kolagen” - powoduje szkorbut

Antywitamina C kw. glukoaskorbinowy

Wit. A i ich pochodne

• A1 retinol

• A2 3,4-didehydroretinol

• [w. = dlatego podatna na utlenienie - forma cis jest bardziej aktywna; może mieć też formę trans; różna reaktywność biologiczna]

Źródła:

1. prod. zwierzęce

1. w postaci retinoli i jego poch.

2. Tran, tuńczyk, węgorz, podroby, jaja, masło, sery dojrzewające

2. prod. Poch. Roślinnego:

1. w postaci karetonoidów

2. marchew, natka pietruszki, szpinak, boćwina, czerw. Papryka, sałata, groszek ziel., brukselka, brokuły, pomidory

Czynniki wpływa. na starty Wit. A

• promieniowanie joniz. i UV

• powietrze, tlen

• temp. W powiązaniu z tlenem

• lipooksyadzy

• peroksydazy

• uwodornienie olejów

Obj. niedoboru

1. kurza ślepota

2. zahamowanie wzrostu

3. rogowacenie skóry i uszkodzenie błon śluz. P.p., dróg oddechowych i ukł. Mocz.

4. zmiany w ukł. Nerw.

5. spadek odporności n infekcje [bo błony śl. Wysychają IgA giną]

Obj. nadmiaru:

1. ostre: bóle głowy, mdłości, wymioty, światłowstręt, drgawki

2. chroniczne: porażenie skórne, pigmentacje, suchość, łamliwość paznokci, wypadanie włosów, bóle stawów i kk., powiększenie wątroby i śledziony

Ratinal powstaje z karotenoidowych prekursorów:

• (ß-karoten dzieli się na 2 cz.--> rzadko się tak zdarza)

• Podział niesymetryczny ß-karotenu

• Albo odrywanie jednostek aż do 20C łańcucha

• [symetrycznie, oksydacyjnie, enzymatycznie]

Schemat rozpadu rodopsyny:

Pręcik (białko - opsyna + 11cis retinal)= rodopsyna

Bodźce świetlne 11 cis. Retinal przekształca się w trans (zmiana konformacji; przekazanie informacji do mózgu „widzenie szare”)

Odczepienie cz. trans od rodopsyny

Uwolnienie opsyny4trans przekształca się do cis i łączy z opłyną

Źródła Wit. A

Zwierzęce Roślinne

10% retinol karotenoidy

90% estry retinylu

j.cienkie

chylomikrony

wątroba

Kalcyferole - witaminy D

Fotoizomeryzacja prowitamin

Ergosterol D2 ergokalcyferol

7dehydrocholesterol D3 cholekalcyferol

Źródła

• Ryby morskie: śledzie, łososie, dorsze, sardyny (szczególnie trany)

• jaja

• Mięso cielęce i wołowe4mleko, masło

Czynniki szkodliwe dla Wit. A:

• środowisko kwaśne

• powietrze

• tlen

• promienie UV

• temp.

Obj. niedoboru

1. zaburz. W gospodarce wapniowo-fosforowej organizmu:

1. u niemowląt - krzywica dziecięca

2. u dzieci starszych i mł. - krzywica późna

3. u starszych osób: zaburz. Struktury kości (osteomalacja i osteoporoza)

Obj. nadmiaru:

1. hiperkalcemia:

1. osłabienie mm.

2. Bóle stawów

3. Utrata apletu, spadek m.c.

4. Pojaw. Się w moczy dużych ilości Ca

5. Zwapnienie miękkich narządów i tkn. (serce, płuca, nerki)

6. [Ca się odkłada]

Rola:

Wchłanianie Ca

Transport w org.

W pożywieniu UV

Wit. D transportowana krwioobiegiem do wątroby

Przekształcenie do kalcytriolu

Przekształcenie kalcytriolu

kalcytriol

Wit. E

• rzadko obj. Nadmiaru/niedoboru

• Funk.:

• P.utleniacz

• Chroni erytrocyty transportujące O2 podczas ich wędrówki do różnych organów

• Zapobiega rozwojowi miażdżycy

• Chroni gruczoły wydzielające wew. (przysadka mózg., grasica, kora nadnerczy)

• Zmniejsza ryzyko rozwoju ch. nowotworowych

• Zapewnia właściwą stabilizację i przepuszczalność błon kom.

• Pobudza prod. subst. p.zakrzepowych, antagonista Wit. K

• [często podaje się sportowcom chroni erytrocyty transport tlenu

Transport w org.

Roślinne, zwierzęce pokarmy

j.cienkie (absorpcja)

chylomikorny

adipocyty wątroba

Funk.antyoksydacyjne

Forma Katynia - α-tokoferol

Wit. C razem z Wit. E

Wit. K

Źródło nasza mikroflora w p.p.

Starty:

• środowisko alkaliczne

• światło

Niedobór:

- b. rzadko

- wydłużóny czas krzepnięcia

- skaza krwotoczna noworodków

Nadmiar

- b. rzadko

- zaburz. Pracy wątroby

- żółtaczka, hiperbilirubinemia, anemia hemolityczna

Transport

Pok. Roślinne, zwierzęce, bakterie jelitowe, syntetyczna

j.cienkie

chylomikrony

Mechanizm krzepnięcia krwi

Udział Wit. K (umożliwia przyłączenie jonów Ca do protrombiny):

ANTYWITAMINY witamin bezazotowych:

AntyA - lipooksydazy

D - saponiny

E - oksydaza α- tokoferolu

K - oichodzne kumaryny (dikumarol) i 1,3-indadiol

8

Kw. L-askorbinowy

białko wiążące retinol przenosi Wit. A z wątroby do krwi

Kw. dehydroaskorbinowy

(forma utlen.)

-e-+H⁺

+e++H⁺

Askorbinian

(forma zredukowana)

-H⁺

+H⁺

magazyn w postaci estrów retinylu

uczestniczy w pr. widzenia

kw. ret. współpracuje z DNA w różnicowaniu komórkowym

prawidł. wzrost kk.

Wspomaga wytw. spermy

karoten przekształca się w retinol

9-22% adsorpcji

70-90% adsorpcji

hv

hv

Dostarczona z pożywieniem absorbowana w jelitach

Przekształcenie prowitamin w Wit. D

W wątrobie I hydroksylacja

W nerkach II hydroksylacja

redukuje wydziel. CO

wspomaga wzrost i mineralizację kk.

Pobudza wchłanianie Ca i P

inne tkanki, trzustka, skóra, szpik kostny regul. Ukł. Immunologiczny (indukuje różnicowanie komórek powst. Immunoglobulin)

nie jest to magazynowana, lecz wysyłana do In.tkn.

broni przed wolnymi rodnikami

chroni płuca przed zanieczyszczeniami

zapobiega nowotworom

Współpracują z oksydazą redukującą

z transferyną

kości

Krzepnięcie krwi

fibryna

protrombina

(Odczepienie peptydów)

trombina

fibrynogen

Ca²⁺

Czynnik X

protrombinogen

trombotropina

protrombokinaza

trombokinaza

Wit. K w karboksylacji protrombiny w trombinę

glutaminian

Karboksylaza Ca²⁺

CO₂

Wit. K

ɤ-karboksyglutaminian

---