1. Lab 2 witaminki

Page 1: Witaminki

• Witamina C

  • Kwas L-askorbinowy jest ważny dla organizmu i uczestniczy w wielu procesach biochemicznych.

  • Istnieje w dwóch formach: L i D, przy czym tylko L-kwas askorbinowy jest biologicznie aktywny.

  • Enancjomery D i L różnią się skrętnością, gdzie L może skręcać w lewo lub prawo.

  • D-askorbinowy nie ma aktywności witaminowej, dlatego lewoskrętna forma jest preferowana.

• Pochodne witaminy C

  • Kwas askorbinowy występuje w postaci askorbinianu w płynach ustrojowych.

  • Kwas L-dehydroaskorbinowy jest zarówno formą utlenioną, jak i zredukowaną witaminy C.

• Właściwości antyoksydacyjne

  • Kwas askorbinowy ma silne właściwości redukujące dzięki ugrupowaniu endiolowemu.

  • Jest zdysocjowany w płynach biologicznych i ma formę utlenioną jako kwas L-dehydroaskorbinowy.

• Rola kwasu askorbinowego

  • Jest super dawcą elektronów, neutralizując wolne rodniki i chroniąc przed peroksydacją lipidów.

  • Witamina C jest potrzebna do regeneracji rodnika tokoferolowego, stając się aktywną formą witaminy E.

• Trwałość i rozkład witaminy C

  • Witamina C jest stosunkowo trwała w stanie suchym, ale ulega rozkładowi w roztworach wodnych pod wpływem różnych czynników.

  • Jony miedzi i żelaza mogą przyspieszyć rozkład witaminy C poprzez utlenianie.

• Rola w organizmie

  • Witamina C działa jako donor elektronów i kofaktor dla wielu reakcji enzymatycznych.

Page 2

Rola witaminy C w organizmie

• Witamina C jest kofaktorem dla enzymów, pomagając w oddaniu elektronów lub utrzymaniu środowiska do przeprowadzenia reakcji.

  • Enzymy często zawierają jony żelaza lub miedzi w swoim centrum aktywnym.

• Witamina C odgrywa ważną rolę w antyoksydacyjnych mechanizmach oraz utrzymaniu jonów na odpowiednim stopniu utlenienia.

• Czynnik HIF-1a jest indukowany w warunkach niedotlenienia, aktywując wiele procesów w komórkach nowotworowych.

• Funkcje witaminy C w organizmie:

  • Antyoksydant

  • Synteza kolagenu

  • Przyswajanie żelaza i wapnia

  • Udział w syntezie hormonów i transmiterów

  • Wspomaganie układu odpornościowego

  • Regulacja procesów metabolicznych

  • Regulacja ciśnienia tętniczego

Biosynteza noradrenaliny

• Kwas askorbinowy umożliwia syntezę noradrenaliny poprzez aktywację enzymów beta-monooksygenazy dopaminowej.

• Enzymy, takie jak dopamin-β-hydroksylaza, przekształcają dopaminę w noradrenalinę poprzez dodanie grupy hydroksylowej.

Page 3

Metabolizm tyrozyny

• Witamina C pełni istotną rolę jako kofaktor dla hydroksylazy tyrozyny, umożliwiając konwersję tyrozyny do DOPA.

• Kwas askorbinowy pomaga w utrzymaniu aktywności enzymatycznej hydroksylazy tyrozyny poprzez redukcję utlenionej formy BH4.

• Tetrahydrobiopteryna (BH4) jest istotna w przekształceniu fenyloalaniny w tyrozynę, a witamina C przeciwdziała powstawaniu formy utlenionej BH3.

• Brak zredukowanej formy BH4 może prowadzić do podobnych objawów jak w fenyloketonurii.

Synteza karnityny

• Karnityna, pochodna lizyny, jest niezbędna w metabolizmie kwasów tłuszczowych, transportując je do mitochondriów dla uzyskania energii.

• Reakcja 3-hydroksylacji wymaga żelaza dwuwartościowego, a witamina C pomaga w utrzymaniu jonów żelaza w tej formie dla prawidłowego przebiegu reakcji.

Witamina C odgrywa kluczową rolę w wielu procesach metabolicznych i enzymatycznych, wspierając funkcjonowanie organizmu oraz przeciwdziałając powstawaniu różnych zaburzeń metabolicznych.

Page 4

• Enzymy dioksygenaz zależne od jonów żelaza i alfa-ketoglutaranu

  • Mechanizm katalityczny podobny, wymagają tlen i alfa-ketoglutaranu

  • Witamina C odtwarza Fe2+ dla kolejnej reakcji enzymatycznej

• Synteza kolagenu

  • Kwas askorbinowy jako kofaktor enzymatyczny

  • Modyfikacje aminokwasów proliny i lizyny

  • Brak witaminy C prowadzi do niedoborów kolagenu i szkorbutu

• Objawy szkorbutu

  • Problemy skórne, trudności w gojeniu się ran, osłabienie struktury kości

• Prawidłowy poziom witaminy C w osoczu

  • Dzienne zapotrzebowanie 200mg, szkorbut poniżej 11umol/l

• Regeneracja witaminy E

  • Witamina C redukuje zdezaktywowaną formę witaminy E

Page 5

• Grupa enzymów białka TET

  • Wymagają witaminy C do aktywności katalitycznej

• Hipowitaminoza

  • Objawy braku witaminy C

• Hiperwitaminoza

  • Problemy żołądkowo-jelitowe, kamienie nerkowe, erozja szkliwa

• Przedawkowanie witaminy C

  • Możliwe tylko poprzez podanie dożylnie

• Witamina C a cukrzyca

  • Duża dawka może wpłynąć na poziom glukozy

• Synteza witaminy C

  • Pochodna glukozy, nieaktywny enzym u ludzi

• Źródła witaminy C

  • Papryka

Note: Witamina C odgrywa kluczową rolę w syntezie kolagenu, a jej brak może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych, takich jak szkorbut. Warto monitorować poziom witaminy C we krwi i unikać przedawkowania, szczególnie u osób z cukrzycą. Źródła naturalne witaminy C, takie jak papryka, są ważne dla utrzymania odpowiedniego poziomu tego składnika w organizmie.

Page 6:

• Owoce dzikiej róży, czarna porzeczka, zielona pietruszka

• Witaminy B:

  • Definicja witaminy jako grupy związków chemicznych niezbędnych dla organizmu

  • Wpływ witamin na rozwój, zdrowie i wydolność organizmu

  • Konieczność dostarczania witamin, ponieważ organizm nie potrafi ich syntetyzować

  • Działanie witamin przeciwko wolnym rodnikom

  • Podział witamin na rozpuszczalne w tłuszczach i wodzie

• Witamina B1 (tiamina):

  • Budowa i właściwości

  • Zapotrzebowanie i magazynowanie

  • Funkcje koenzymatyczne tiaminy

  • Rola tiaminy w reakcjach dekarboksylacji

  • Difosforan tiaminy jako koenzym w różnych reakcjach enzymatycznych

Page 7:

• Difosforan tiaminy:

  • Udział w przewodnictwie impulsów nerwowych

  • Funkcja w reakcjach enzymatycznych

• Transketolaza i szlak pentozofosforanowy:

  • Potrzebne do syntezy DNA i produkcji energii

• Dehydrogenaza pirogronianowa i dehydrogenaza alfa-ketoglutaranowa:

  • Udział w cyklu Krebsa i procesie energetycznym

• Skutki niedoboru tiaminy:

  • Choroby związane z brakiem difosforanu tiaminy

  • Objawy niedoboru tiaminy w organizmie

• Źródła tiaminy:

  • Pestki słonecznika, pistacje, groch, orzechy laskowe, fasola

• Hipowitaminoza (niedobór witaminy B1):

  • Choroby i skutki niedoboru tiaminy, takie jak beri-beri, encefalopatia Wernickiego, kwasica mleczanowa, zakłócenia pracy serca, niedomaganie układu trawiennego, ogólne wycieńczenie organizmu

Page 8

• Zapalenie nerwów obwodowych

  • Głównie dotyka nerwów czuciowych i ruchowych.

  • Początkowe stadium objawia się brakiem apetytu, zmęczeniem, zaburzeniami pracy serca oraz bólami w nogach.

  • Pogłębiające się niedobory witaminy B1 prowadzą do wychudzenia, utraty czucia, paraliżu mięśnia sercowego, porażenia mięśni okoruchowych, rozszerzenia naczyń obwodowych, obrzęków oraz licznych objawów neurologicznych i psychiatrycznych.

• Encefalopatia Wernickiego z psychozą Korsakowa

  • Ostry zespół objawów neurologicznych, często u alkoholików i narkomanów.

  • Objawy to oczopląs, podwójne widzenie, ataksja.

  • Może rozwijać się zespół Wernickiego-Korsakowa, charakteryzujący się zaburzeniami psychicznymi, ataksją chodu, oczopląsem, oftalmoplegią, problemami z pamięcią, halucynacjami.

  • Leczenie polega na suplementacji tiaminy, ale odzyskanie pamięci jest zazwyczaj niepełne.

• Kwasica mleczanowa

  • Niedobór tiaminy prowadzi do wzrostu stężenia mleczanu i pirogronianu we krwi, co powoduje kwasice metaboliczną.

  • U osób spożywających dietę wysokowęglowodanową, niedobór tiaminy może prowadzić do kwasicy mleczanowej.

• Hiperwitaminoza

  • Możliwa tylko w formie zastrzyków.

  • Toksyczność witaminy B1 przyjmowanej doustnie jest znikoma.

  • Objawy to zawroty głowy i drżenie mięśni.

Witamina B2 (Ryboflawina)

• Budowa

  • Składa się z układu izoaloksazynowego z pierścienia benzenowego, pirazynowego, pirymidynowego.

  • Posiada dwie biologicznie aktywne formy: FMN i FAD.

• Funkcje

  • Ryboflawina jest źródłem reaktywnych struktur koenzymów FMN i FAD.

  • FMN powstaje w reakcji fosforylacji ryboflawiny z udziałem ATP, a FAD jest produktem dalszej reakcji z ATP.

• Zastosowanie

  • Ze względu na intensywny żółty kolor, ryboflawina jest powszechnie stosowana jako dodatek do żywności.

• Objaw

  • Po spożyciu witaminy B2, mocz staje się żółty lub kanarkowy.

Page 9

• Koenzymy flawinowe

  • Nośniki elektronów w reakcjach utleniania-redukcji

  • Kluczowe dla łańcucha oddechowego mitochondriów

  • Biorą udział w utlenianiu kwasów tłuszczowych i aminokwasów

  • Istotne w cyklu kwasu cytrynowego

  • Oksydazy flawinowe istotne w stresie oksydacyjnym

• Aktywność reduktazy glutationowej

  • Ocena zawartości ryboflawiny w ustroju

  • Dinukleotyd flawinowy (FAD) dodawany do erytrocytów

  • Źródła ryboflawiny: jaja, pestki słonecznika, fasola, szpinak, migdały, ser biały

• Hipowitaminoza ryboflawiny

  • Objawy: zapalenie kącików ust, złuszczanie nabłonka, zapalenie języka, łojotokowe zapalenie skóry

  • Może prowadzić do krótszego czasu życia erytrocytów, kłopotów z koncentracją, bezsenności

  • Czasem powoduje niedokrwistość

• Niedobór ryboflawiny

  • Nie jest przyczyną stanów groźnych dla życia

  • Objawy: zapalenie kącików ust, złuszczanie nabłonka, zapalenie języka, łojotokowe zapalenie skóry

• Guz

  • Obniżenie witaminy B2 u noworodków z żółtaczką poporodową leczonych fototerapią

  • Hiperwitaminoza B2: przedawkowanie, trudne doustnie, ograniczona zdolność wchłaniania

Summary

The discussion on page 9 revolves around flavin coenzymes, their role in electron transport in mitochondria's oxidative-reduction reactions, and their significance in the oxidation of fatty acids and amino acids in the citric acid cycle. Flavin dehydrogenases like NADH and succinate dehydrogenase play crucial roles. Assessing riboflavin levels through glutathione reductase activity in erythrocytes after adding FAD is highlighted. Dietary sources of riboflavin include eggs, sunflower seeds, beans, spinach, almonds, and white cheese. Riboflavin deficiency, known as hypovitaminosis, manifests in various symptoms like angular stomatitis, glossitis, and seborrheic dermatitis. It may lead to issues like shorter erythrocyte lifespan, concentration problems, and insomnia. However, severe consequences are rare due to effective tissue protection mechanisms. Additionally, the note touches upon the impact of riboflavin deficiency in newborns undergoing phototherapy for jaundice and the limited risks associated with riboflavin overdose, known as hypervitaminosis B2.

Page 10

• Witamina B3 - Niacyna, kwas nikotynowy

  • Budowa:

    • Jedyna syntezowana w organizmie z tryptofanu

    • Związki biologicznie aktywne: NAD i NADP

    • Kwas nikotynowy i amid kwasu nikotynowego

  • Dzienne zapotrzebowanie:

    • 15-20 mg

  • Niacyna:

    • Może powstawać z tryptofanu, który jest egzogenny

    • Endogenna niacyna nie zaspokaja potrzeb organizmu

  • Aktywność biologiczna:

    • Kwas nikotynowy i amid kwasu nikotynowego są równocenne

    • Przemiana wolnego kwasu nikotynowego w jego amid jest istotna

  • Koenzymy pirymidynowe:

    • NAD+ i NADP+

    • Niacyna jest pochodną pirydyny

  • Funkcje koenzymów:

    • Służą jako koenzymy w reakcjach oksydoredukcyjnych

    • NAD+ jest źródłem ADP-rybozylacji białek

  • Rola NAD i NADP:

    • Służą jako koenzymy w reakcjach redoks

    • NADH i NADPH to ich zredukowane formy

  • Znaczenie NAD+:

    • Funkcjonuje w reakcjach degradacji węglowodanów, tłuszczów i białek

  • Znaczenie NADP+:

    • Bierze udział w reakcjach biosyntezy

    • Synteza kwasów tłuszczowych i cholesterolu

  • NADH:

    • Jest dawcą wodoru dla innych ogniw łańcucha oddechowego

Page 10

• Guz:

  • Tryptofan lub kwas nikotynowy muszą być dostarczone z zewnątrz

• Niedobór:

  • Zaburzenia w procesach metabolicznych

  • Upośledzone procesy syntezy, zwłaszcza kwasów tłuszczowych

• Cykl pentozofosforanowy:

  • Miejsce syntezy NADP+

• Rola NAD+:

  • Akceptor wodoru, przekształca się w NADH

• Rola NADH:

  • Dawca wodoru dla ogniw łańcucha oddechowego

Page 11:

• Niedobór NK i jego amidu prowadzi do zaburzeń w procesach metabolicznych

  • Zaburzenia w glikolizie, cyklu Krebsa, łańcuchu oddechowym

  • Upośledzone procesy syntezy kwasów tłuszczowych

• Hipowitaminoza

  • Pelagra: niedobór tryptofanu i niacyny

  • Objawy: wrażliwe na światło zapalenie skóry, biegunka, otępienie, śmierć

• Pelagra

  • Może być spowodowana niedoborem ryboflawiny, witaminy B6

  • Większa zachorowalność u kobiet niż mężczyzn

• Hiperwitaminoza

  • Nadmiar niacyny toksyczny

  • Objawy to uszkodzenie wątroby

• Choroba Hartnupa

  • Utrudniony transport tryptofanu przez błony komórkowe

  • Może być przyczyną pelagry

Page 12:

• Kwas pantotenowy (B5)

  • Składa się z reszty kwasu pantenowego i beta-alaniny

  • Funkcje: uczestniczy w reakcjach koenzymu A związanych z metabolizmem

• Synteza koenzymu A

  • Pięć etapów biosyntezy CoA

  • Koenzym A jest aktywną biologicznie formą kwasu pantotenowego

• Synteza acetylo CoA

  • Acetylo-CoA powstaje z większości składników pokarmowych

  • Reakcja pomostowa w oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianu

• Beta-oksydacja

  • Utlenianie kwasów tłuszczowych

  • Powstaje osiem cząsteczek acetylo-CoA z jednej cząsteczki palmitoilo·CoA

Page 13

• Cząsteczka acetylo-CoA wchodzi do cyklu Krebsa w mitochondriach

  • Reszty acetylowe acetylo-CoA ulegają utlenieniu

  • Koenzymy redukcji są utleniane w łańcuchu oddechowym

  • Towarzyszy temu synteza ATP

• Acetylo-CoA jest źródłem jednostek acetylowych do biosyntezy kwasów tłuszczowych, cholesterolu i ciał ketonowych

• Transport acetylo-CoA do cytozolu dla syntezy kwasów tłuszczowych

  • Poprzez utworzenie cytrynianu i przeniesienie go z mitochondrium

  • Utworzenie acetylo-CoA z rozszczepienia cytrynianu

• Synteza kwasów tłuszczowych

  • Karboksylacja acetylo-CoA do malonylo-CoA

  • Utworzenie acetylo-ACP i malonylo-ACP

Page 14

• Trzy rodzaje ciał ketonowych w wątrobie

  • Beta-hydroksymaślan, acetylooctan, aceton

• Hiperwitaminoza i hipowitaminoza

  • Witamina B5 występuje w wielu produktach spożywczych

• Witamina B6 - pirydoksyna

  • Fosforan pirydoksalu (PLP) jako forma aktywna

  • Rola PLP w reakcjach enzymatycznych

    • Transaminacja, deaminacja, dekarboksylacja

  • Metabolizm histaminy i serotoniny

    • Fosforan pirydoksalu jako kofaktor w biosyntezie

    • Funkcje histaminy i serotoniny

Page 15

• GABA

  • Neurotransmitter hamujący

  • Powstaje z dekarboksylacji kwasu glutaminowego

  • Reguluje przepływ jonów chlorkowych

  • Fosforan pirydoksalu uczestniczy w oksydacyjnej deaminacji GABA

• Metabolizm i biosynteza GABA

  • Fosforan pirydoksalu jest kofaktorem dekarboksylazy kwasy glutaminowego

  • Pozwala na przekształcenie glutaminianu do GABA

  • Niedobór witaminy B6 może powodować drgawki u dzieci

• Kondensacja

  • Fosforan pirydoksalu jest koenzymem syntazy kwasu 5-aminolewulinowego

  • Bierze udział w syntezie hemu

  • Fosforan pirydoksalu jest kofaktorem dla fosforylazy glikogenu

• Funkcje

  • Produkcja hemu

  • Prawidłowe funkcjonowanie układu nerwowego

  • Podnosi odporność immunologiczną

  • Zapewnia prawidłową przemianę glikogenu do glukozy

Hipowitaminoza

• Objawy

  • Zaburzenia snu

  • Zmiany skórne

  • Zmiany nastroju, zmęczenie

  • Anemia, choroby serca

  • Starzenie się neuronów

Hiperwitaminoza

• Objawy

  • Niewielkie uszkodzenia neurologiczne

  • Zaburzenia wrażliwości

  • Zaburzenia pamięci i uwagi

Toksyczność witaminy B6

• Objawy

  • Neurologiczne (neuropatia czuciowa)

  • Narażeni na niedobory: alkoholicy

Page 16:

• Witamina B7 - Biotyna

  • Skład i forma aktywna biotyny

  • Enzymy z biotyną i proces biotynylacji

  • Reakcje karboksylacji z udziałem biotyny

  • Odzyskiwanie biotyny w organizmie i jej wydalanie

  • Hipowitaminoza biotyny: objawy i przyczyny

Page 17:

• Witamina B9 - Kwas foliowy

  • Budowa i źródła w pożywieniu

  • Aktywna forma kwasu lewomefoliowego (5-MTHF) i funkcje

  • Dzienne zapotrzebowanie na witaminę B9

  • Korzystny wpływ na organizm, szczególnie dla kobiet w ciąży

  • Wpływ na układ nerwowy, rozwój noworodka, procesy krwiotwórcze

  • Znaczenie kwasu foliowego w syntezie metioniny z homocysteiny

  • Wskazania do suplementacji kwasu foliowego, szczególnie dla kobiet w ciąży

General:

• Surowe jajka a biotyna: wpływ awidyny na wchłanianie biotyny

• Leczenie niedoboru biotyny i karboksylazy

• Znaczenie suplementacji B9 dla kobiet w ciąży i innych grup ryzyka

• Rola B9 w syntezie DNA, konwersji homocysteiny, metabolizowaniu cysteiny, i syntezie neuroprzekaźników

Page 18

Funkcja THF → terahydrofolian:

• Zredukowana postać koenzymatyczna folianu

  • Przenosi i odbiera fragmenty 1 węglowe od donorów takich jak seryna, cystyna, histydyna

  • Przenosi je do metabolitów pośrednich syntezy aminokwasów, nukleotydów purynowych i TMP

  • Nukleotydu pirymidynowego wbudowanego w DNA

Hipowitaminoza:

• Niedokrwistość megaloblastyczna

  • Powstają duże krwinki czerwone z powodu nieprawidłowej syntezy kwasu nukleinowego

THF udział w syntezie tymidynomonofosforanu:

• Potrzebne do syntezy DNA

• Brak kwasu foliowego prowadzi do braku syntezy DNA

Słabe wchłanianie, laktacja, ciąża:

• Może prowadzić do niedoboru kwasu foliowego

• Brak folianu w diecie może doprowadzić do jego niedoboru

Wady cewy nerwowej:

• Suplementacja witaminy B9 obniża częstość występowania wad cewy nerwowej

• Najczęstsze to rozszczep kręgosłupa

Wpływ na układ nerwowy:

• Kwas foliowy bierze udział w syntezie neuroprzekaźników

• Niedobór związany z chorobą Alzhimera i depresją

Hiperwitaminoza:

• Nadmiar maskuje niedobór witaminy B12

• Skutki to bezsenność, alergie, stany depresyjne

• Wzrost ryzyka zachorowania na astmę u dzieci kobiet, które przyjmowały za dużą dawkę kwasu foliowego w ciąży

Witamina B12(=KOBOLAMINA):

• Powstaje z udziałem mikroorganizmów jelitowych lub spożycia zwierząt

• Musi być dostarczana z pożywieniem, nie jest produkowana przez organizm

• Występuje w różnych formach, zmieniają się w organizmie

• Nie występuje w roślinach

Źródła:

• Jaja

• Produkty mleczne

• Produkty zbożowe

• Ryby

Budowa i formy koenzymatyczne:

Page 19:

• Aktywna forma metylokobolamina i deoksyadenozylokobolamina

  • Zawierają pierścień purynowy, który tworzy 4 wiązania koordynacyjne z atomami azotu grup pirolowych.

  • Kobalt jest utrzymany w środku tego pierścienia.

  • Pozostałe wiązania koordynacyjne kobaltu tworzone są z atomem azotu 5,6 dimetylobenzomitazolu.

• Reakcje związane z kobolaminą

  • Kobolamina jest potrzebna do remetylacji homocysteiny do metioniny.

  • Izomeracja metylomalonylo-CoA jest wytwarzana podczas degradacji kwasów tłuszczowych i aminokwasów z nieparzystą liczbą atomów.

• Guz: Syntaza metioninowa

  • Koenzymem dla niej jest B12.

  • B12 jest niezbędna do powstania metioniny poprzez przeniesienie grupy metylowej z N5 na tetrahydrofolian.

• Niedobór B12

  • Powoduje niedobór aktywnej formy folianu, co związane jest z niedokrwistością megaloblastyczną.

  • Nadmiar folianu może maskować niedobór B12, co prowadzi do uwięzienia N5 tetrahydrofolianu.

• Hipowitaminoza

  • Objawy to urojenia, zaburzenia nastroju, mania, depresja.

  • Nieleczona może prowadzić do nieodwracalnych zaburzeń neurologicznych.

Page 20:

• Leczenie niedoboru B12

  • Może być doustne lub mięśniowe z cyjanokobolaminą.

  • Niedobór B12 często związany jest z zaburzeniami wchłaniania witaminy z jelita.

• Inne przyczyny niedoboru B12

  • Infekcje błony śluzowej żołądka, anoreksja, nadmierne spożycie alkoholu, operacje bariatryczne, usunięcie jelita krętego lub żołądka.

• Hiperwitaminoza

  • W nadmiarze może prowadzić do reakcji alergicznych, krwawień z nosa, suchości warg.

• Witamina K

  • Wrażliwa na światło i alkalia, termostabilna, odporna na czynniki utleniające.

  • Budowa: poliizoprenoidowe pochodne naftochinonu, dwie postacie naturalne: filochinon (K1) i menachinon-7 (K2).

• Udział witaminy K w procesach krzepnięcia krwi

  • Witamina K jest niezbędna do procesów krzepnięcia krwi.

Page 21

• Witamina K jest kofaktorem dla enzymu produkującego gamma-karboksyglutaminian

  • Kwas glutaminowy zawiera dodatkową grupę karboksylową w pozycji gamma

  • Witamina K potrzebna jest do tworzenia reszty kw. Gamma-karboksyglutaminowego

• Reszty gamma-karboksyglutaminianowe chelatują jony Ca2+ i tworzą skrzepy

  • Białka krzepnięcia krwi zawierają reszty gamma-karboksyglutaminianowe

  • Warfaryna blokuje reduktazy, uniemożliwiając aktywację witaminy K

• Witamina K uczestniczy w metabolizmie kości

  • Synteza białek wiążących wapń w tkance kostnej

  • Osteokalcyna reguluje uwapnienie kości i zawiera reszty Gla

  • Synteza osteokalcyny zależy od witamin C, K i D

Page 22

• Warfaryna blokuje reduktazę epoksydu witaminy K

  • Przerywa cykl regeneracji aktywnej witaminy K

  • Uniemożliwia karboksylację reszt kwasu glutaminowego

• Niedobór witaminy K prowadzi do uwalniania nieprawidłowego prekursora protrombiny

  • Preprotrombina zawiera małą ilość lub brak reszt Gla

  • Niezdolna do chelatacji Ca2+ i wiązania białek krzepnięcia krwi

Summary

• Witamina K jest kluczowa dla produkcji gamma-karboksyglutaminianu

• Reszty Gla chelatują jony Ca2+ i są istotne dla krzepnięcia krwi

• Udział witaminy K w metabolizmie kości jest niezbędny dla utrzymania zdrowych kości

• Warfaryna blokuje reduktazę epoksydu witaminy K, zaburzając proces karboksylacji

Page 22:

• Warfarin jest lekiem przeciwzakrzepowym

  • Hamuje kompleks reduktazy epoksydowej witaminy K1

  • Witamina K znosi działanie warfaryny

• Długotrwałe stosowanie warfaryny może prowadzić do działań niepożądanych

  • Takie jak rozwój osteoporozy i zwiększone złamania niskoenergetyczne

• Możliwe powikłania stosowania warfaryny

  • Zespół purpurowego palucha

  • Wapnienie zastawek serca

• Hiperwitaminoza witaminy K

  • Objawy: hemoliza, żółtaczka, niedokrwistość hemolityczna, nadmierna potliwość, uczucie gorąca

  • Nadmiar witaminy K może prowadzić do nadmiernego krzepnięcia krwi

• Hipowitaminoza witaminy K

  • U dorosłych rzadko występuje

  • U noworodków może prowadzić do skazy krwotocznej

  • Przyczyny: wadliwe wchłanianie tłuszczów, wyjałowienie przewodu pokarmowego

Źródła witaminy K:

• Szpinak, brokuły, kapusta, kalarepa

• Marchew, groch

• Truskawki, kiwi

• Ziemniaki, kalafior, awokado

• Jajka, jogurty, ser

• Sałata, rzepa, selery

Witamina D:

• Witamina D2 (ergokalcyferol) i D3 (cholekalcyferol)

• Nie wykazują działania biologicznego, ulegają przemianom w organizmie

• Produkt fotoizomeryzacji prowitamin

Page 23:

• Witamina D powstaje w wyniku rozerwania wiązania węgiel-węgiel w pozycji 9-10

  • W rezultacie cząsteczka zawiera trzy pierścienie A, C i D oraz trzy sprzężone wiązania podwójne

• Cholesterol nie jest sam w sobie prowitaminą D

  • Odwodorowanie cholesterolu w pozycji 7-8 prowadzi do powstania 7-hydroksycholesterolu, który pod wpływem promieni UV izomeryzuje do witaminy D3

• Funkcje witaminy D:

  • Utrzymuje stężenie wapnia i fosforu na odpowiednim poziomie

  • Regulacja stężenia wapnia i fosforu przez kalcytriol1,25D3

• Wytwarzanie witaminy D3 zależy od różnych czynników, takich jak miejsce geograficzne, warunki atmosferyczne, czas spędzony na zewnątrz, stopień zakrycia ciała ubraniem, pigmentacja skóry

Page 24:

• Proces syntezy witaminy D odbywa się w dwóch etapach:

  • Pierwszy etap: 7-dehydrocholesterol ulega przekształceniu w prowitaminę D pod wpływem promieniowania UVB

  • Drugi etap: Prowitamina D3 przekształca się w witaminę D3 pod wpływem temperatury ciała

• Krótka ekspozycja na promieniowanie UV powoduje szybką przemianę 7DHC do pre-D3

• Przedłużona ekspozycja nie prowadzi do toksycznego zatrucia witaminą D3

• Witamina D3 jest magazynowana w naskórku i uwalniana do krwiobiegu pod wpływem temperatury ciała

• Receptor witaminy D3 wpływa na komórki docelowe poprzez receptor VDR

• Witamina D podlega procesowi hydroksylacji do 25-hydroksywitaminy D w wątrobie

• Aktywny metabolit witaminy D, kalcytriol, jest regulowany zwrotnie przez CYP24

• Różne formy witaminy D są transportowane do tkanek docelowych w kompleksach z białkiem wiążącym witaminę D (DBP)

Page 25:

• Budowa i lokalizacja VDR:

  • Składa się z N-terminalnej domeny wiążącej DNA i C-terminalnej domeny wiążącej ligand.

  • Znajduje się w cytoplazmie i jądrze komórkowym, głównie jako białko jądrowe.

• Mechanizm działania:

  • 1,25(OH)2D inicjuje lub wycisza transkrypcję genów po związaniu z VDR.

  • Po związaniu 1,25(OH)2D do VDR, zachodzi heterodimeryzacja z RXR.

  • Heterodimer łączy się z elementem odpowiedzi VDRE na DNA, aktywując transkrypcję genów.

  • VDR/RXR rekrutuje kompleks DRIP, zwiększając mobilizację polimerazy RNA II.

• Funkcje VDR:

  • Reguluje metabolizm wapnia, wchłanianie z jelita, hamuje wydalanie wapnia i aktywuje rezerwuary kostne.

  • Wpływa na układ kostny, utrzymując równowagę między kościotworzeniem a resorpcją.

Guz:

• Działanie witaminy D3:

  • W przypadku niedoboru wapnia, witamina D3 uwalnia rezerwuar w kościach poprzez aktywację osteoklastów.

  • Wpływ na ekspresję RANKL przez osteoblasty, pobudzając resorpcję kości.

• Krzywica:

  • Zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforowej u dzieci, spowodowane najczęściej niedoborem witaminy D.

• Osteoporoza:

  • Stan chorobowy charakteryzujący się ubytkiem wapnia z kości, często występujący u kobiet po menopauzie.

Układ pokarmowy:

• Działanie kalcytriolu:

  • Bezpośrednio i pośrednio zwiększa absorpcję wapnia z przewodu pokarmowego.

  • Mechanizm bezpośredniego oddziaływania kalcytriolu polega na modyfikacji struktury fosfolipidów.

Page 26:

• Witamina D:

  • Działanie na układ sercowo-naczyniowy:

    • Kontrola objętości krwi i przeciwdziałanie nadciśnieniu.

    • Związki między hipowitaminozą D a chorobami serca.

  • Wpływ na kardiomiocyty i naczynia krwionośne.

  • Rola witaminy D w zmniejszeniu ryzyka chorób układu krążenia.

• Układ immunologiczny:

  • Wpływ na odpowiedź wrodzoną organizmu.

  • Zaburzenia związane z niedoborem witaminy D.

  • Modulacja ekspresji cytokin i chemokin.

Page 27:

• Witamina A:

  • Formy: retinol (zwierzęca) i karoten (roślinna).

  • Właściwości i magazynowanie w wątrobie.

  • Źródła i przekształcenie prowitaminy A.

• Aktywne formy witaminy A:

  • Retinol, retinal, kwas retinowy.

  • Proces przekształcania karotenów w organizmie.

• Toksyczność i hiperwitaminoza witaminy A.

Page 28

Funkcje witaminy A:

• Wzrost i rozwój organizmu

  • Tworzenie kości

  • Procesy mielinizacji

• Regulacja procesów immunologicznych

  • Wpływ na produkcję i funkcje komórek immunologicznych

• Prawidłowa reprodukcja

  • Wspieranie spermatogenezy u mężczyzn

  • Zapobieganie resorpcji płodu u kobiet

• Proces widzenia

• Rozwój i funkcjonowanie skóry

• Ochrona przed nowotworami

Właściwości antyoksydacyjne witaminy A:

• Reakcja z rodnikiem nadtlenkowym

• Hamowanie łańcucha reakcji wolnorodnikowych

• Brak zdolności tłumienia tlenu singletowego

• Karotenoidy są lepszymi antyoksydantami

Etapy reakcji antyoksydacyjnej witaminy A:

1. Reakcja z rodnikiem nadtlenkowym

2. Przejście rodnika węglowego

3. Przejście z rodnika węglowego do rodnika peroksylowego

4. Przejście rodnika węglowego do 5,6-epoksydu retinoidowego

Receptory jądrowe witaminy A:

• Receptor kwasu retinowego (RAR)

• Receptor retinoidu x (RXR)

Page 29

• Mechanizm działania witaminy A:

  • Witamina A jest metabolizowana do kwasu retinowego (RA).

  • RA jest transportowany przez białko wiążące retinoidy CRABP-II lub FABP5.

  • W komórkach z wysokim CRABP-II i niskim FABP5, RA aktywuje receptor RAR, powodując apoptozę.

  • Gdy stosunek jest odwrotny, RA aktywuje receptor β aktywowany przez PPAR, prowadząc do proliferacji.

• Transport witaminy A:

  • Estry retinolu hydrolizowane w jelitach uwalniają retinol i RFA.

  • Retinol jest estryfikowany w enterocytach i wydzielany jako składnik chylomikronów.

  • Estry retinylu w chylomikronach są magazynowane w wątrobie.

  • Retinol jest transportowany do tkanek pozawątrobowych przez RBP w kompleksie z TTR.

Foks

• Oksydacja lipoprotein:

  • Lipoproteiny są narażone na oksydację, co jest istotne w patologii miażdżycy.

  • Witamina A nie chroni lipoprotein przed oksydacją.

• Receptory PPAR:

  • Aktywacja receptorów PPAR nasila procesy zapalne i miażdżycowe.

• Kombinacja RXR/RAR:

  • Istotna dla skóry, reguluje procesy apoptozy komórek naskórka.

  • Niedobory witaminy A mogą prowadzić do problemów skórnych.

• Działanie witaminy A:

  • Wpływ na hormony płciowe i jodotyroniny.

  • Regulacja wzrostu, podziałów komórkowych i apoptozy.

Hipowitaminoza

• Objawy:

  • Ślepota zmierzchowa.

  • Zmniejszenie wydzielania łez.

  • Zaburzenia wzrostu i reprodukcji.

Page 30

• Wpływ witaminy A na widzenie

  • All-trans retinol łączy się z RBP4 w celu transportu do oka

  • Nabłonek barwnikowy siatkówki pobiera retinol przez STRA6

  • LRAT przekształca retinol w ester all-trans-retinyl, a ten w 11-cis-retinal

  • Rodopsyna, pigment wzrokowy, tworzy się z 11-cis-retinal w fotoreceptorach

• Skutki niedoboru witaminy A

  • Kurza ślepota związana z obniżeniem regeneracji rodopsyny

  • Utrata masy ciała z powodu spadku witaminy A w wątrobie

• Hiperwitaminoza

  • Nadmiar estrów retinylowych prowadzi do tworzenia pęcherzyków lipidowych w HSC

  • Przekształcenie HSC w miofibroblasty, co może prowadzić do marskości wątroby

Page 30 cont.

• Kumulacja retinoidów w wątrobie

  • Gatunki polarne kumulują duże ilości retinoidów

  • Eskimosi uczą się unikać nadmiaru witaminy A z wątroby misia polarnego

• Uwagi dotyczące dostępu do świeżych owoców i warzyw

  • Dostęp do świeżych produktów ograniczony z powodu pór roku

• Foks

  • Komórki gwieździste hepatocytów mogą prowadzić do zwłóknienia wątroby

  • Tworzenie dużych pęcherzyków lipidowych w HSC może prowadzić do marskości wątroby

Page 31

• Fibroblasty wątroby są istotne dla sygnalizacji i produkcji białek łącznotkankowych.

  • Zmiany w komórkach wątroby stymulują fibroblasty do wzrostu i produkcji białek łącznotkankowych.

  • Stany zapalne przewlekłe mogą prowadzić do zwłóknienia wątroby.

• Makrofagi i fibroblasty odgrywają kluczową rolę w procesie zapalnym i zwłóknieniu wątroby.

• Stłuszczenie wątroby może wystąpić przy zaburzeniach w gospodarce lipidowej.

  • Krople tłuszczu w hepatocytach mogą upośledzać ich funkcje.

  • Otłuszczenie nie wpływa na funkcje hepatocytów.

Page 31 - Witamina E

• Witamina E jest rozpuszczalna w tłuszczach i istotna dla utrzymania płynności błon komórkowych.

• Występuje w różnych postaciach chemicznych: ALFA-, BETA-, GAMMA-, DELTA-TOKOFEROL.

• Funkcje witaminy E:

  • Antyoksydacyjne działanie.

  • Uczestniczy w transporcie tlenu do komórek mięśniowych.

  • Chroni czerwone krwinki przed przedwczesnym rozpadem.

  • Hamuje agregację płytek krwi i zmniejsza ryzyko zakrzepów.

Page 32

• Witamina E jest pobierana wraz z pożywieniem i wchłaniana przez proksymalną część jelita cienkiego.

• Źródła witaminy E to m.in. oleje roślinne, nasiona roślin oleistych, kiełki pszenicy.

• Hamowanie aktywności enzymów przez alfa-tokoferol może regulować tempo rozwoju stanów zapalnych.

• Witamina E może hamować aktywność enzymów takich jak PKC, PLA2, COX-2.

• Antyoksydacyjne działanie tokoferoli polega na zmiataniu wtórnych wolnych rodników organicznych.

• Peroksydacja lipidów to proces utleniania lipidów, który może prowadzić do utraty integralności błon komórkowych.

• Tokoferole reagują z organicznymi rodnikami nadtlenkowymi, przerywając reakcję peroksydacji lipidów.

Page 33

HIPOWITAMINOZA:

• Niedobór witaminy E rzadko występuje u zdrowych ludzi.

  • Może pojawić się przy mukowiscydozie, chorobach związanych z wchłanianiem tłuszczów, chorobach wątroby.

• Związana z rzadką chorobą neurodegeneracyjną ataksją z niedoborem witaminy E.

HIPERWITAMINOZA:

• Ryzyko przedawkowania witaminy E jest minimalne.

  • Przekroczenie zalecanej normy nie wywołuje efektów toksycznych.

• Postulowane mechanizmy zapobiegania akumulacji witaminy E.

Guz: witamina płodności

• Tokoferol chroni drogi rodne, zapobiega defektom plemników.

Karotenoidy

CZYM SĄ KAROTENOIDY ?

• Organiczne związki syntetyzowane przez rośliny, grzyby i bakterie.

• Wchłaniane przez jelita do krwi, transportowane przez lipoproteiny.

• Należą do naturalnych przeciwutleniaczy, prekursorów witaminy A.

GDZIE WYSTĘPUJĄ KAROTENOIDY?

• Jarmuż, szpinak, czerwona papryka, marchew, pomidor.

ROLA KAROTENOIDÓW:

• Działanie antyoksydacyjne, chronią komórki przed zniszczeniami.

• Biorą udział w komunikacji międzykomórkowej.

• Spożycie warzyw zmniejsza ryzyko chorób przewlekłych.

β-KAROTEN:

• Wpływa pozytywnie na układ immunologiczny i narząd wzrokowy.

• Zmniejsza liczbę komórek nowotworowych, chroni przewód pokarmowy.

• Istotny w profilaktyce przeciwmiażdżycowej.

Page 34

ROLA ANTYOKSYDACYJNA:

• Karotenoidy hamują działanie wolnych rodników poprzez redukcję i utlenianie.

• Wygaszają tlenu singletowego, chroniąc komórki.

NIEDOBÓR KAROTENOIDÓW:

• Objawy: łamliwość paznokci, problemy skórne, ślepota.

NADMIAR KAROTONOIDÓW:

• Objawy: bóle stawów, luźne stolce, siniaki, żółta skóra.

• Syntetyczny β-karoten zwiększa ryzyko raka płuc.

Foks:

• Antyoksydacyjna rola karotenoidów, głównie dla witaminy A.

• Niedobór le