VITAMINAS. Lucila Sánchez Boado BIOQUÍMICA MAGÍSTER EN TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS

Transcripción

1 VITAMINAS Lucila Sánchez Boado BIOQUÍMICA MAGÍSTER EN TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS BROMATOLOGÍA Y NUTRICIÓN NUTRICIÓN BASICA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS QUÍMICAS Y NATURALES UNIVERSIDAD NACIONAL DE MISIONES 2011 En 1911 C. Funk la encuentra en el extracto acuoso de salvado de arroz. En 1927 Jansen y Donath la obtuvieron al estado cristalino denominándola aneurina por su relación con el beri-beri. VITAMINAS HIDROSOLUBLES VITAMINA B 1 - TIAMINA - ANEURINA 1

2 El derivado activo mas importante es el TPP presente en el organismo como 80 % de la tiamina total, 10% como TTP y el resto como TMP y Tiamina libre. Los alimentos vegetales aportan la formas no fosforiladas y los animales las formas fosforiladas. En altas concentraciones se absorbe en yeyuno e íleon por difusión pasiva y en bajas concentraciones por transporte activo. La absorción se encuentra disminuida en alcohólicos, desnutridos o con patologías de absorción deficiente. Funciones Todas las formas de tiamina participan como grupo prostético de familia de enzimas llamada tiamina proteína enzimas 1- Codecarboxilasa Piruvato α -cetoglutarato Acetil-CoA Succinil-CoA Una deficiencia en la tiamina conduce a una severa reducción en la capacidad de células de generar energía como resultado de su papel en estas reacciones. La piruvato dehidrogenasa consiste en tres enzimas y convierte el piruvato en Acetil Co-A, con producción de CO 2 y NADH. 2

3 2 - Decarboxilación de cetoácidos: coenzima relacionada con el metabolismo de los aa ramificados R-CO-COOH R-CO-CoA + CO 2 3 Transcetolasa * ribulosa ribosa 4 - TPP o TTP Intervienen en el transporte de Na + a través de las membranas de las células nerviosas (independientemente de su actividad enzimática). Se cree que la iniciación del impulso nervioso activa la defosforilación de la tiamina causando un desplazamiento del Na + a través de la membrana. Factores antitiaminas (FAT) Termolábiles Tiaminasa I - Peces, maríscos y microorganismos (Bacillus tiaminoliticus y Clostridium tiaminoliticus) Tiaminasa II - Microorganismos (B. aneurolíticus) y levaduras Termoestables Se encuentra en vegetales: ácido caféico, catecol, ácido clorogénico, etc. (té y café) Síntesis Oxitiamina Piritiamina Amprolium 3

4 El exceso es rápidamente excretado en forma inalterada por orina. Deficiencia 1- Leve: Anorexia, debilidad muscular, descenso de la presión arterial. 2 - Lactantes: Síntomas cardíacos y convulsiones, pudiendo llegar a ser fatal. 3 - Beri beri en niños y adultos Forma seca o neurológica: neuropatía con ataxia, parestesia y disminución de los reflejos. Forma Húmeda o cardiovascular: Disminución de la capacidad cardíaca, hipertrofia, taquicardia, vasodilatación, congestión pulmonar por falla renal. Hay edema extenso, en gran parte como resultado de hipoproteinemia por ingestión inadecuada de proteína, o hepatopatía concomitante, junto con insuficiencia de la función ventricular. Forma cerebral (encefalopatía de Wernicke-psicosis de Korsakoff): estado avanzado de la deficiencia característico del alcoholismo, manifestándose con confusión mental y coma. La alimentación con arroz integral o con arroz elaborado al que se había añadido de nuevo el salvado, no producía polineuritis en las aves. Estos experimentos, realizados en la década de 1890, los primeros en los que se utilizó con éxito un modelo animal para el estudio de enfermedades carenciales humanas, le valieron a Eijkman el premio Nobel. Enfermo de beri - beri en el sudeste asiático a principios del siglo XX IR: FAO: 0,4 mg/1.000 Kcal NAS: adultos 1,2 mg/día Christian Eijkman Premio Nobel de Medicina en

5 Fuentes Todos los tejidos animales y vegetales contienen tiamina. Sólo constituyen fuentes importantes: Cereales enteros (germen y pericarpio) Legumbres Carne de cerdo Hígado vacuno Estabilidad La tiamina es una de las vitaminas más sensibles y lábiles. Relativamente estable al calor seco. Se pierden en el agua de cocción por ser hidrosoluble. Sensible a la oxidación, el oxígeno, los agentes oxidantes y la luz UV Se destruye rápidamente en soluciones neutras o alcalinas catalizado por iones metálicos como cobre. Se destruye por los sulfitos, que son ampliamente utilizados en la industria de alimentos como conservantes químicos. Estabilidad de la tiamina en alimentos sometidos a diferentes procesos Alimentos Vegetales Cereales Pan Torta (ph 9) Papas Papas Jugo de frutas ácidas Carnes Leche Leche Leche Tratamiento Enlatado Extrusión Horneo Horneo Remojo 16 h y luego fritas Remojo en sulfito y luego fritas Autoclavado Cocción Pasteurización Secado spray UHT % Retención < 90 5

6 B 2 - RIBOFLAVINA LACTOFLAVINA - OVOFLAVINA La riboflavina es el precursor para las formas activas flavin-mononucleótido (FMN) y flavin-adenina dinucleotido (FAD). Ambas clases de enzimas están implicadas en una amplia gama de reacciones redox: succinato deshidrogenasa y xantina oxidasa. Durante el curso de las reacciones que involucran a las flavoproteínas se forman las formas reducidas de FMN y de FAD, FMNH 2 y FADH 2, respectivamente. FAD y FMN son grupos prostéticos relacionados con flavoproteínas que intervienen en reacciones de oxido-reducción relacionadas con el metabolismo de los hidratos de carbono y proteínas. Riboflavina FAD Funciones de Vitamina B 2 Componente de dos coenzimas que participan en reacciones redox productoras de energía en la cadena transportadora de electrones. El FMN y FAD participan en el metabolismo de los hidratos de carbono, ácidos grasos y aminoácidos. Forma parte del complejo α cetoglutarato deshidrogenasa para formar succinato en el ciclo de Krebs. Forma parte de la glutatión-peroxidasa antioxidante natural. que es un compuesto 6

7 Estabilidad Fluorescente Termoestable Fotosensible La vitamina B 2 es relativamente estable a la mayoría de los tratamientos excepto exposición a la luz Tanto a ph neutro como ácido, la luz convierte la riboflavina en hemicromo, mientras que a ph alcalino es transformada en lumiflavina. La leche es el alimento más afectado ya que la lumiflavina formada al exponer a la luz la leche envasada en envases transparentes, provoca destrucción de vitamina C. Pequeñas pérdidas de riboflavina por conversión a lumiflavina ocasionan grandes pérdidas de vitamina C. Absorción y Metabolismo Se absorben en duodeno por transporte activo. Se almacena en pequeñas cantidades en riñón, intestino delgado e hígado, principalmente como FAD. Fuentes Leche Huevos Hígado vacuno Carne de cerdo Pescados Hortalizas verdes Deficiencia Dermatosis escrotal Síndrome orogenital u oro-óculo-genital IR (FAO): 0,6 mg/100 Kcal NAS (adultos): 1,3 mg/día 7

8 Alimentos Hígado de vaca, cocido Cereales, copos de maíz, listos para comer Harina de trigo Yogur, sin sabor, descremado Leche entera Leche descremada Carne de cerdo asada Salmón cocido Espinaca, hervida Salvado de avena, crudo Salvado de avena, cocido Queso, mozzarella y provolone Queso cottage descremado 2 % Cantidad 85 g 1,3 taza (30 g) 1 taza (130 g) 1 (220 g) 1 taza (250 cm 3 ) 1 taza (250 cm 3 ) 85 g 1/2 filete (150 g) 1 taza (180 g) 1 taza (90 g) 1 taza (220 g) 100 g 1 taza (225 g) Riboflavina (mg) 2,91 1,71 0,70 0,53 0,44 0,45 0,26 0,26 0,42 0,20 0,074 0,32 0,41 B 3 - NIACINA- PP (preventiva de la pelagra) Funciones Forman parte de las coenzimas NAD (nicotin adenin dinucleótido) y NADP (nicotin-adenin-dinucleótido fosfato) que actúan como aceptores de hidrógeno en los procesos de oxido-reducción en el metabolismo de la glucólisis, Ciclo de Krebs, fosforilación oxidativa, lipogénesis, etc. También es importante en la generación y reparación del ADN y para los procesos de diferenciación celular. Equivalente de Nicotinamida (EN) es la contribución en la dieta de las diferentes formas de niacina (incluyendo su precursor el triptófano) y se expresa como mg o equivalentes de nicotinamida. 1EN = 1 Equivalente de niacina = 1mg de niacina o 60 mg de triptófano. IR (FAO/OMS/NRC) adultos = 6,6 EN/1.000 Kcal Nicotinamida Ác. Nicotínico Triptófano 8

9 Metabolismo El ácido nicotínico y la nicotinamida se absorben fácilmente por difusión. En sangre se halla casi en su totalidad dentro de los eritrocitos. Los tejidos mas ricos son higado y riñón. Toxicidad En caso de abuso de suplementos. Sarpullido, hormigueo y picor. Ronchas en la cara brazos y pecho. Daños hepáticos, intolerancia a la glucosa,visión borrosa y edema de los ojos. UL= 35mg/d basado en los niveles por debajo del cual no hay cosecuencias. Fuentes Carne Pescados Huevos Leguminosas Café, cerveza, etc. La leucina disminuye la capacidad de los eritrocitos para la síntesis de NAD y NADP e interfiere con la transformación del triptófano en niacina. Ej : sorgo (jowar) en la India Estabilidad La niacina es una de las vitaminas más estables y las únicas pérdidas son aquellas causadas por la extracción en agua de cocción. Es estable al calor, aire, luz, ph y presencia de sulfito. 9

10 Niacina no disponible en los alimentos En algunos alimentos, principalmente los cereales la niacina se halla en una forma que no es biológicamente aprovechable pudiéndose absorver solo el 30 %. Se forma un compuesto llamado niacinógeno en el cual la niacina se asocia a un péptido de PM hallándose en la proporción del 1 %. En otro compuesto llamado niacitina se halla complejada con hidratos de carbono (hexosas y pentosas) con un PM de 2.370, por ejemplo en el salvado de trigo. El tratamiento de l maíz con cal nixtamalización libera la niacina y permite su aprovechamiento nutricional. Esta palabra prehispánica refiere a un tratamiento de cocción que se le da al maíz antes de convertirlo en masa; en este proceso, el maíz se cuece en contacto con la cal u Óxido de Calcio, el que se convierte en Hidróxido de Calcio compuesto alcalino. Deficiencia Pelagra (Enfermedad de las 3 D) piel rugosa Dermatitis Diarrea Demencia Síntomas Eritema del dorso de las manos Epitelio rugoso, coriáceo Estomatitis Agrietamiento y oscurecimiento de la lengua, atrofia papilas Depresión Anorexia Rigidez de las extremidades Dr. Joseph Goldberger 1915, Hospital de Spartanburg Dr. Conrado Elvehjem

11 B 6 PIRIDOXINA - ADERMINA Funciones Es una coenzima de mas de 100 enzimas implicadas en el metabolismo de los amino ácidos por medio de la transaminación, paso clave para la síntesis de aa no esenciales. Fundamental para la gluconeogénesis. La B 6 participa en la glucogenolisis como cofactor de la glucógeno fosforilasa. Interviene en el metabolismo de la glucosa. Junto con el ácido fólico y la B 12 interviene en el metabolismo de la homocisteína. Interviene en la síntesis de hemoglobina. Metabolismo del triptófano y síntesis de niacina. Piridoxi na Piridoxal Piridoxami na Metabolismo del triptófano y síntesis de niacina Piridoxina 11

12 Deficiencias Las deficiencias de vitamina B 6 son raras y se relacionan generalmente con una deficiencia total de todas las vitaminas del complejo B. Puede llevar a dermatitis como también a convulsiones al intervenir en la formación del ácido gama amino-butírico (GABA) que es un regulador de la actividad neuronal. Requerimientos En función de la ingesta de amino ácidos. La flora intestinal sintetizaría algo de B 6. Estabilidad De las tres formas en que la vitamina B 6 se encuentra en los alimentos, la piridoxina es más estables que el piridoxal y la piridoxamina. Por ejemplo, la esterilización de una fórmula láctea destruye el piridoxal, resolviéndose con la fortificación con piridoxina. Fuentes Alimentos animales: se encuentra piridoxal y piridoxamina en carne vacuna, porcina, pollo, hígado. Y pescados como el atún. En vegetales: se encuentra como piridoxina en cereales y algo en hortalizas con almidón, bananas y sustitutos basados en la soja. ÁCIDO FÓLICO - FOLACINA El nombre de folato incluye las formas naturales reducidas del ácido fólico (dehidrofólico, DHF, y tetra hidrofólico, THF) los que poseen entre una y nueve moléculas de ácido glutámico. Funciones Transporte y transferencia de grupos de un carbono (metilo, formilo, metileno o forminino, provenientes del metabolismo de la metionina, colina, serina e histidina. 12

13 Funciones Actúa asociado a coenzimas como receptor y donante de unidade4s de carbono en enzimas fundamentales para la síntesis de ADN, Para la diferenciacion celular y metabolismo de aminoácidos. Es esencial para la división celular durante las primeras semanas de embarazo. Es esencial para la síntesis de nuevas células, como glóbulos rojos y reparación de células dañadas, Interviene en el metabolismo de la metionina, junto con las vitaminas B 12 y B 6 Cuando está deficiente se eleva un compuesto intermediario que es la homocisteina, la que está altamente asociada a enfermedades cardiovasculares. El metil-thf necesita una coenzima dependiente de la vitamina B12 para transferir el grupo y regenerar THF. Por eso en la deficiencia de vitamina B12 se produce sintomatología común a la de ácido fólico. Relación entre Homocisteinemia y folatos La homocisteína es un producto intermedio del metabolismo de la metionina, aportado por las proteínas de la dieta. La homocisteína puede seguir la vía de la remetilación regenerando metionina a través de dos mecanismos. Uno de ellos requiere la presencia de la enzima 5- metiltetrahidrofolato. 13

14 Causas de deficiencias de folatos Absorción Se absorben por transporte activo en yeyuno y como mono o diglutamato. Las enzimas que los hidrolizan son Zn dependientes. Deficiencia por Ingesta, absorción o utilización Ausencia de folatos en la dieta o destrucción por cocción Trastornos de absorción Alcoholismo Anticonceptivos: disminuyen la actividad de las folato-conjugasas y afectan a los órganos donde su acción es específica como el epitelio cervicovaginal dando alteraciones megaloblásticas. Antagonistas: metrotrexato, trimetroprima o diuréticos. Por un aumento de los requerimientos del catabolismo o excreción Embarazo Lactancia, infancia, adolescencia Excesivo requerimiento en el hipertiroidismo Excesivo catabolismo en alteraciones hepáticas y deficiencia de B 12 Consecuencias de la deficiencia Anemia megaloblástica (se impide síntesis de ADN, por lo que las células no completan el proceso de mitosis). El ácido fólico disminuye la posibilidad de defectos en el tubo neural. La mayoría de los defectos de la médula espinal son consecuencia del cierre anormal de los pliegues neurales en el curso de la 3ª y 4ª semana del desarrollo. Las anomalías resultantes pueden afectar también las meninges, las vértebras, los músculos y la piel. La hiperhomocisteinemia tiene varias causas, tales como deficiencias dietarias de cofactores vitamínicos (folatos, vitamina B 12 y B 6 ) necesarios para el metabolismo de la homocisteína. Es común en estos pacientes la trombosis arterial y venosa (Enfermedades cardiovasculares). 14

15 Requerimientos Adultos: 50 µg/d de ácido fólico Mujeres en edad fértil: extra de 400 µg/día El folato alimentario tiene la mitad de valor biológico que el ácido fólico sintético. EFD = Equivalente Folato de la Dieta 1 µg de folato = 0,6 µg de ácido fólico de alimentos fortificados o suplementados tomados con la dieta = 0,5 µg de suplementos tomados con el estómago vacío Fuentes Carnes Hortalizas Estabilidad El folato se destruye fácilmente por calentamiento y aún mas en presencia de oxígeno, el ácido ascórbico lo protege de la oxidación. CAA - CAPÍTULO XVII ALIMENTOS ENRIQUECIDOS Art (Res 1505, ) "Se entiende por Alimentos Enriquecidos aquellos a los que se han adicionado nutrientes esenciales (vitaminas y/o minerales y/o proteínas y/o aminoácidos esenciales y/o ácidos grasos esenciales) con el objeto de resolver deficiencias de la alimentación que se traducen en fenómenos de carencia colectiva. La elaboración y expendio de dichos alimentos será permitida cuando: a) La autoridad sanitaria competente determine las adiciones necesarias y sus concentraciones, los tipos de alimentos sobre los que se podrán efectuar, las exigencias de rotulación, las características del expendio y el alcance del mismo. b) Se haya probado que las deficiencias de alimentación no pueden ser corregidas en forma económica con alimentos normales o corrientes. c) Las carencias deberán ser establecidas por la comunidad científica que identificará el problema, los grupos poblacionales afectados y la magnitud del alcance (regional, multiregional o nacional)". 15

16 Ley y Decreto Reglamentario Nro. 597/2003 sobre prevención de las anemias y las malformaciones del tubo neural ARTÍCULO 3º La harina de trigo destinada al consumo que se comercializa en el mercado nacional, será adicionada con hierro, ácido fólico, tiamina, riboflavina y niacina en las proporciones que a continuación se indican: Nutrientes Forma del compuesto Nivel de adición (mg/kg) Hierro Sulfato ferroso 30 Ácido fólico Ácido fólico 2,2 Tiamina (B1) Mononitrato de tiamina 6,3 Riboflavina (B2) Riboflavina 1,3 Niacina Nicotinamida 13,0 ARTICULO 4º Exceptúase de lo dispuesto en el artículo anterior la harina de trigo destinada a la elaboración de productos dietéticos que requieran una proporción mayor o menor de esos nutrientes. La medida alcanza a la harina de trigo destinada al consumo humano. El objetivo es el de la prevención de las anemias y malformaciones del tubo neural. VITAMINA B 12 CIANOCOBALAMINA Estable al calor Sintetizada por microorganismos y levaduras Presente sólo en alimentos animales 16

17 Absorción La vitamina B 12 aportada por la dieta se une a la proteína R en la saliva, luego es liberada en el estómago donde se une al Factor Intrínseco (FI, glicoproteína secretada por el fundus estomacal) formando un complejo que protege a la vitamina B 12 hasta llegar intacta al íleon donde existen receptores específicos para la absorción de complejo FI-B 12. Entre el % de los mayores pueden tener la absorción disminuida. Depósitos Los mecanismos de absorción permiten una mayor absorción que la requerida depositándose en el hígado. Los depósitos corporales son del orden de 0,8 y 2 mg con un recambio 0,1-0,2 % diario, por lo que recién después de 2-4 años de deficiencia se llega a la anemia megaloblástica. Funciones Metabolismo y utilización del ácido Fólico para la síntesis de ADN. Esencial en el mantenimiento de la intwgridad de la vaina de mielina del sistema nervioso. 17

18 Deficiencia Anemia perniciosa. Progresiva y difusa desmielinización que se inicia en los nervios periféricos y progresa hacia la médula y el cerebro. Podría deberse al efecto tóxico del metil-malonato y propionato que aumentan en su deficiencia. Fuentes Las bacterias sintetizan casi toda la vitamina B 12 en los animales por lo que las fuente vegetales no contienen B 12 Carnes, huevos, leche Moluscos, pescados Hígado, corazón, riñón, bivalvos 1-3 µg/100 g 3-10 µg/100 g 10 µg/100 g VITAMINA C - ÁCIDO ASCÓRBICO Gama lactona de la forma enólica del ácido L(+)2 cetoglucónico o ácido Xiloascórbico (El ác. D-ascórbico no tiene actividad vitamínica). Funciones Reacciones enzimáticas intracelulares A nivel del colágeno Síntesis de neurotransmisores: dopamina Síntesis de carnitina (transporta AG desde citosol a la mitocondria) Reacciones no enzimáticas 1- Intracelulares Antioxidante Interacción de Fe-ferritina 2- Extracelulares Regeneración de la vitamina E Actividad fagocítica de los leucocitos Absorción del Fe Ácido ascórbico 18

19 Deficiencia Escorbuto Hemorragias gingivales Petequias Dolores articulares Alteraciones del sistema nervioso Exceso El exceso de ácido ascórbico constituye un mecanismo de detoxificación de la histamina. Uno de sus metabolitos de excreción es el ácido oxálico, el que puede producir cálculos renales. Fuentes Frutas cítricas* Melones Tomates Pimientos Hortalizas verdes *El contenido de una naranja mediana cubre aproximadamente los requerimientos de un adulto (45-65 mg/día). Estabilidad La vitamina C es una de las más sensible de las vitaminas, es lábil en presencia de humedad y oxígeno, agentes oxidantes, temperatura y presencia de iones metálicos especialmente cobre y hierro. La acidez favorece su conservación. 19

20 Fuente Acerola Guayaba Pimiento rojo Perejil Kiwi Brócoli Grosella Fresa Naranja Melón Coliflor Pomelo Frambuesa Mandarina Mango Vitamina C (mg/100 g) acerola guayaba perejil Kiwi BIOTINA La biotina es el cofactor requerido de las enzimas que están implicadas en las reacciones de carboxilación, por ejemplo acetil-coa carboxilasa y piruvato carboxilasa para donar grupos carboxilo a los susrtatos en la sintesis de acidos grasos,gluconeogénewsis y metabolismo de hidratos de carbono, lípidos y proteínas. La biotina se encuentra en numerosos alimentos y también se sintetiza por las bacterias intestinales y por lo que su deficiencia es rara. Las deficiencias se observan generalmente sólo después de terapias antibióticas prolongadas que reducen la flora microbiana intestinal o después del consumo excesivo de huevos crudos ya que la afinidad de la proteína de la clara de huevo, avidina, por la biotina impide la absorción intestinal de la biotina. Deficiencias Dermatitis, caída del pelo Retardo del crecimiento Fuentes Yema de huevo Hígado, riñón 20

21 VITAMINA B 5 - ÁCIDO PANTOTÉNICO El ácido pantoténico se requiere para la síntesis de la coenzima A (CoA), y es un componente de la proteína transportadora de grupos acilos (ACP) de la sintasa de ácidos grasos. El pantotenato, por lo tanto, se requiere para el metabolismo del ciclo de Krebs, de la vía de los carbohidratos y de todas las grasas y proteínas. Deficiencia La deficiencia del ácido pantoténico es extremadamente rara debido a su extensa distribución en los cereales integrales, las legumbres y la carne. Los síntomas de la deficiencia del pantotenato son difíciles de determinar puesto que son sutiles y se asemejan a los de otras deficiencias de la vitaminas del complejo B. Fuentes Alimentos de origen animal Yema de huevo, riñón, hígado, Cereales enteros Legumbres Se desconoce el aporte de la flora intestinal Ingestas Diarias Recomendadas de Vitaminas Hidrosolubles (WHO, 2004) Edad B 1 B 2 B 6 Niacina Folato B 12 C mg mg mg mg EN µg µg mg Lactantes 0-6 meses 0,2 0,3 0, , meses 0,3 0,4 0, ,5 50 Niños 1 3 años 0,5 0,5 0, , años 0,6 0,6 0, ,2 25 Varones 9-13 años 0,9 0,9 1, , años 1,2 1,3 1, , años 1,2 1,3 1, ,4 90 > 51 años 1,2 1,3 1, ,4 90 Mujeres 9-13 años 0,9 0,9 1, , años 1,0 1,0 1, , años 1,1 1,1 1, ,4 75 > 51 años 1,1 1,1 1, ,4 75 Embarazo <18 años 1,4 1,4 1, , años 1,4 1,4 1, ,6 85 Lactancia <18 años 1,4 1,6 2, , años 1,4 1,6 2, ,