Vitaminok(konzultáció)

Ambrus Attila

Orvosi Kémia, I. évfolyam

2009. május 14-15.

Semmelweis EgyetemOrvosi Biokémia Intézet

Definíció, általános tulajdonságok

VitaminokVitaminok (Kazimierz Funk, 1912; “vital amin”) (Kazimierz Funk, 1912; “vital amin”):: az élőlény számára az élethez feltétlenül szükséges szerves molekulák, melyeket az nem vagy csak korlátozottan képes előállítani.

Biológiai (kémiai) aktivitás és nem szerkezet alapján csoportosítottak a vitaminok, így alfabetikus csoportosításuknál (A,B,C, stb.) egy betűvel jelzett vitamin alatt sokszor több azonos biológiai hatást mutató anyagot is értünk (vitamerek; sokszor konvertálódnak egymásba is a szervezetben [pl., A-vitamin: retinal, retinol, karotinoidok].

A vitaminok enzimek “segédmolekulái” (koenzimek), hormonhatással(D-vit.) vagy egyéb funkcióval (pl., antioxidáns vagy reguláló hatással) bíró (E és A-vit.) molekulák.

Vízoldékony vitaminok: B-vitaminok (1,2,3,5,6,7,9,12) és a C-vitamin

Zsíroldékony (lipo)vitaminok: A,D,E,K-vitaminok (bél traktus, lipidek)

KoenzimKoenzim = lazán kötött, az enzimről könnyen disszociáló, a katalízis hatékonyságát növelő kis szerves molekula (pl., NAD+, NADP+, CoA)

Prosztetikus csoportProsztetikus csoport = az enzimhez szorosan kötött, normálisan nem disszo-ciáló, a katalízis hatékonyságát növelő kis szerves molekula (pl., FAD, FMN, TPP, PLP, THF, DHB, biotin, kobalamin)

Pro- vagy elővitaminok: szerkezetileg hasonló előanyagok

Antivitaminok (vitamin-antagonisták): vitamin-”eltávolító” hatású anyagok

(pl., nikotinsavban –COOH helyett -SO2OH)

Hipo/hiper-vitaminózis (ill. avitaminózis): vitamin-szegénység/túladagolás

rendes, vegyes táplálkozás!

B12 és K-vitamint bakteriálisan termel a bélflóra (antibiotikus kezelés vagy műtéti bélcsatorna-eltávolítás okozhat avitaminózist).

Tipikus hiánybetegségek:Farkasvakság (A-vitamin hiánya) Beri-beri (B1-vitamin hiánya, beri-beri vitamin) Vészes vérszegénység (B12-vitamin hiánya) Skorbut (C-vitamin hiánya) Angolkór (D-vitamin hiánya) Véralvadási zavar (K-vitamin hiánya) Pellagra (niacin [B3-vitamin] hiánya)

Túladagolás: étrenddel ritkán, vitamin-készítményekkel könnyebben (ritkán okoz maradandó megbetegedést, sokszor az egyéb adalékanyagok okoznak mellékhatást)

USA, 2004: ~60e vitamintúladagolás (80% 6 év alatt, ~50 súlyos beteg, 3 halálozás) (versus ~19e egyéb mérgezés!)

“tolerable upper intake level” (UL): mellékhatások nélküli maximum napi adag

Vitaminok bomlékonysága: bizonyos vitaminok elbomlanak hosszabb tárolásnál ill. főzésnél/sütésnél

Ásványi anyagokra, nyomelemekre és (egyéb) kofaktorokra is szükség van!

Adott vegyület egyik fajban vitamin, a másikban nem feltétlenül!

Magzatvédő vitaminok: segítségükkel megelőzhetők a súlyos, magzati korban fellépő fejlődési rendellenességek. Speciális arány és mennyiség.Pl., velőcső-záródási rendellenességek (VZR; spina bifida (nyitott gerinc), anencephalia (koponyahiány), encephalokele (agysérv) ) ellen: folsav (Czeizel Endre, 1992, England Journal of Medicine)

Alternatív vitaminszemlélet (ERŐSEN VITATOTT):A szervezet optimális működéséhez nagy mennyiségben szükségesek a vitaminok és az ásványi anyagok (civilizációs betegség a kevesebb bevitel lehetősége=régebben több vitamin volt a nyers táplálékainkban) (Matthias Rath/Lenkei Gábor).

Hivatkozás: Szent-Györgyi Albert és Linus Pauling magas C-vitamin fogyasztása (már 500-1000mg/nap is =1,5 kg paprika, 20 kg alma).

Krónikus betegségek (szív- és érrendszeri betegségek, cukorbetegség, csontritkulás, allergia, magas vérnyomás, magas koleszterin szint, depresszió, stb.) valamelyik vitamin vagy ásványi anyag tartós (esetleg évtizedeken át fennálló) elégtelenségének a következménye. A szemlélet szerint, ezért a tünetek enyhítésére vagy megszüntetésére kifejlesztett gyógyszerek nem hozhatnak tartós megoldást, tünetet kezelek (gyógyszer-lobby). Hypervitaminózis: nem létezik, csak a többi vitaminhoz mért arány változik és generál tüneteket.

Klinikai gyógyszerkísérletek: szupermagas C és E-vitamin nem bizonyult hatékonynak rákterápiában. A B-vitaminokat jelenleg is vizsgálják.

Alapkísérletek/korai megfigyelések:

Az ókori Egyiptomban májat etettek a farkasvakságban szenvedő beteggel

1749: James Lind észrevette, hogy a citrusfélékkel megelőzhető a skorbut

1884: Takaki Kanehiro japán orvos két hadihajó legénységével kísérletezve (csak hántolt rizs versus normál táplálék) bizonyította, hogy a táplálák milyensége betegséget okozhat.

1897: Chritiaan Eijkman csirkéknek hántolt és hántolatlan rizst adott. A hántolt rizst evők beri-beri betegségben szenvedtek.

1898: Frederick Hopkins feltételezte, hogy ún. kiegészítő faktorok vannak jelen a táplálékban (a szénhidrátokon, zsírokon és fehérjéken kívűl) amik a szervezet működéséhez szükségesek. Eijkman és Hopkins 1929-ben Orvosi Nobel-díjat kapott számos vitamin felfedezéséért.

Patkányok rendes fejlődéséhez két anyag mindenképpen szükséges volt. Az egyik zsíroldékony a másik vízoldékony volt. Az elsőt A-vitaminnak, a másodikat B-vitaminnak nevezték el. A B-vitamin a skorbutra hatástalan volt, így a hatásos anyagot C-vitamin-nak nevezték el.

Az A-vitamint két anyag keverékének találták: hevítés után a szaruhártya-fekélyt nem, de az angolkórt gyógyította (D-vitamin).

A harmadik és a negyedik zsírban oldódó vitamin lett az E és a K-vitamin.

Hevítési kísérletekkel jutottak a B1, B2, B6 és B12 vitaminokhoz is.

Egyéb akkor már ismert szerkezetű alkotókra is bukkantak: biotin, nikotinsav, pantoténsav.

1931: a C-vitamin szerkezete (“ hexuronsav” ), Szent-Györgyi Albert (és Joseph Svirbely); Nobel-díj: 1937

Enzimek: adott szubsztrátra specifikusakKoenzimek: adott reakciótípusra specifikusak!

Pl., Oxidoreduktázok koenzimei lehetnek:NAD+, NADP+, FAD, FMN, liponsav, aszkorbinsav, DHB = dihidrobiopterin, citokrómok, vas-kén centrumok

Transzferázok koenzimei lehetnek:SAM = S-adenozilmetionin, THF, betain (pl., metiltranszferázok) TPP=tiamin-pirofoszfát (pl., transzketoláz, transzaldoláz)HS-CoA = koenzim A (aciltranszferázok)PLP=piridoxál-foszfát (aminotranszferázok)

Ligázok koenzime lehet:Biotin (karboxilázok)

Aminosav- és nukleotidanyagcserében részt vevő vitaminok:piridoxin, folát, kobalamin

Hiányukban az aminosavak metabolizmusa, a nukleotidok szintézise, ezért a nukleinsavak (DNS, RNS) szintézise is sérül.Főképp a gyorsan osztódó sejtek érintettek, a sejtek nem szaporodnak:vérsejtek, bőr, nyálkahártyák (respiratoricus, genitourinaris, gastrointestinalis)

Energiatermelő folyamatok koenzimei:NAD, FAD, FMN, TPP, KoA, (PLP), biotin

Bármelyik hiányzik → szénhidrát-, zsír-, aminosavlebontás ↓→ ATP hiány → gyorsan osztódó sejtek (bőr, gyomor-béltraktus, légzőrendszer, húgy-ivarszervek, vérsejtek), és nagy energia-igényűek (szív, idegrendszer, izom) rosszul működnek.Ezen vitaminok hiánytünetei ezért hasonlóak.

Vízoldékony vitaminfelesleg kiürül a vesével, néhány tárolódik a májban: folát, kobalamin (6 év), piridoxin (2 hónap).

Zsíroldékony vitaminok zsírokkal együtt szívódnak fel és szállítódnak a vérben lipoproteinekben.

Farmakológiai dózisok sem okoznak mérgezést, túladagolást, kivéve a B3, B6, A és D-vitaminokat.

Vitaminhiány gyakori az átlagpopulációban nálunk:folsav, kobalamin, piridoxin (A-vitamin Afrikában)

Vitaminhiány előfordulhat rosszultápláltakban, alkoholistákban: tiamin, riboflavin, niacin, aszkorbinsav, K-vitamin, D-vitamin

Vitaminhiány csak extrém éhezésben, súlyos bélbetegségben:pantoténsav, biotin, tokoferol

Hőérzékenyek: folsav, aszkorbát, tiamin, pantoténsav

Fényérzékeny: riboflavin

Felszívódása bonyolult, sok tényező hátráltathatja, csak bakteriális,gomba és állati eredetű: B12 vitamin

Egyes gyógyszerek gátolják a felszívódását, gyorsítják a lebomlását vagy antagonistáik: riboflavin, niacin, piridoxin, K-vitamin, folsav

Alkoholizmus hatása a vitaminokra

- gastroenteritis, diarrhoea → rossz felszívódás

- steatohepatitis, cirrhosis → máj tároló kapacitása csökken főleg piridoxál, folát, kobalamin

- szállítófehérjén vetélkedés acetaldehiddel → piridoxin-lebomlás nő

- vasfelszívódás nő → vaslerakódás májban, ROS = reaktív oxigén származék keletkezik májban, bélben

Vitaminok részletes tárgyalása

B1-vitamin = tiamin (aneurin) → TPP = tiamin-pirofoszfát prosztetikus.csoport

Funkció: oxidatív dekarboxilező enzimekben: PDHC, α-KGDHC, elágazó szénláncú ketosav-dehidrogenáz és transzketoláz

Hiányában nincs aerob glukózbontás, citrátkör, aminosavbomlás, ATP-hiány lesz (csak glikolízisből), pentózfoszfát-út nem megy, NADPH-hiány, laktát acidosis

A tiazol N és S közti C-atomja könnyen deprotonálódik, itt köt.

Kisfokú hiány idősekben, rosszul tápláltakban: étvágytalanság,

székrekedés, depresszió, perifériás neuropathia, ingerlékenység,

fáradtság

Közepes hiány krónikus alkoholistákban = Wernike-Korsakoff-

szindróma:

mentális zavar, ataxia (mozgáskoordináció zavara), ophtalmoplegia

(szemmozgató képesség csökkent)

Súlyos hiány = beri-beri: alkoholistákban, csak fényezett rizst evőkben:

izomatrófia, szívelégtelenség, laktát acidosis (glűkóz fokozza, halálos

lehet)

Igény nő: szénhidrátdús táplálék, láz, trauma, terhesség, szoptatás, tea-

és kávéivók (a kávésav és tannin antagonisták)

Forrás: minden natúr szerves táplálék: vörös húsok, máj, élesztő, tojás, tej-termékek, teljes kiőrlésű liszt

Nincs: fényezett rizs, fehér liszt, finomított cukor

B2-vitamin = riboflavin → FAD, FMN prosztetikus csoport ("ribóz" és “flavin”)

Funkció: egyes dehidrogenázok és reduktázok, jellemzően oxidázok prosztetikus csoportjai, pl. szukcinát-deh., mt. glicerin-3P-deh., elektrontranszportfeh., acil-KoA-deh., dihidrolipoil-deh., glutation-reduktáz, NADH-deh., aminosav oxidázok. xantin-oxidáz, citokróm P450-red., piruvát-deh., ketoglutarát-deh.

izoalloxazin gyűrű és ribitol

A két N egyenként képesfelvenni egy-egy H-atomot aflavin-adenin-dinukleotidbanflavin-adenin-mononukleotidban

Előállítók: növények, baktériumok, gombák

Raktárak: máj, vese, tojás, tej

Hiánytünetek krónikus alkoholistákban:chelitis (szájzuggyulladás)glossitis (nyelvgyulladás)stomatitis (szájgyulladás)photophobia (fényiszony)pikkelyes dermatitis (bőrgyulladás)

Egyes hormonok, gyógyszerek gátolják a felszívódását.

Látható és UV fény elbontja a (sárga) vitamint. A hyperbilirubinaemia miatt UV-fénnyel kezelt újszülöttekben elbomlik a bőrben.

Niacin, nikotinsav, nikotinsavamid =B3-vitamin ("vitamin PP”) → NAD,NADP(nicotinic acid + vitamin – hogy megkülönbötssék a nikotintól)

Funkció:

NAD = nikotinsavamid-adenin-dinukleotid: dehidrogenázok jellemző koenzime

NADPH = redukált NAD-foszfát: reduktázok jellemző koenzime

nikotinsav

nikotinsavamid-adenin-dinukleotid

hidrid-ion

Nem teljesen vitamin, triptofánból szintetizáljuk, de nem eleget. Szintézishez kell Trp, piridoxin, riboflavin, vas.

Források: sovány hús, olajosmagvak, hüvelyesek, máj, hal, élesztő, korpa (kukoricában alig van ill. nem emésztődik)

Hiányában éhező öregekben, alkoholistákban pellagra (= durva bőr) = 4 D tünetegyüttes: dermatitis, dementia (elbutulás), depresszió (kedélybeteg-ség), diarrhoea (hasmenés) és nyálkahártyák gyulladása (GI, GU)

Igény nő: terhesség, szoptatás, krónikus betegség

Legújabb kutatások szerint egy természetes koleszterinszint-szabályzó.

Egér modellben megelőzte az Alzheimer tüneteit.

Pantoténsav= B5-vitamin → HS-KoA, ACP

Funkció: mindenhol ahol a KoA-nak szerepe van (szénhidrát-, zsírsav-, koleszterin-, aminosav-anyagcserében), pl., PDHC, -KGDHC

Forrás: minden élő eredetű nem finomított táplálék, főleg: máj, hús, tej, tojás, hüvelyesek, gomba, halak, gabona maghéj körül

Sav-, lúg- és hőérzékeny.

Hiánytünetek: önmagában nem fordul elő, a többi B-vitamin hiánytüneteivel együtt mutatkoznak

Piridoxin, piridoxál, piridoxamin=B6-vitamin → piridoxál-foszfát=PLP

Funkciói:Glikogén-foszforiláz (ebben legnagyobb mennyiségben)

Aminosavanyagcserében:1. transzaminázok: Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Tyr, Cys, Glu, Asp, ornitin

2. aminosav-dekarboxilázok: noradrenalin, dopamin, adrenalin, szerotonin, hisztamin, GABA szintézise

3. hem szintézise (hemoglobin, mioglobin, citokrómok)

4. szfingolipidek szintézise (membránalkotók)

5. Ser, Thr, Cys, Gly metabolizmusában Ser-dehidratáz, Thr-aldoláz,deszulfináz, cisztation-szintáz és liáz, Gly hasító-enzim

6. NAD(P) szintézisben

Hiánytünetek: Ingerlékenység, depresszió, perifériás neuropathia, görcsök, microcytás anaemia, glukóztolerancia csökken, thrombosis, cardiovascularis tünetek

Forrás: Hús, máj, zöldségek, teljes kiőrlésű gabona, tojássárgája, makréla, avokádó, banán

Igény nő: szoptatás, terhesség, orális fogamzásgátló szedése, fehérjedús diéta

piridoxál-foszfát:az aminosav az aldehid-csoporthozkötődik Schiff--bázisként vagy a PLPaz enzim Lys amino-csoportjához kötődikSchiff-bázisként

Biotin = B7-vitamin (korábban H-vitamin)

Funkció:Karboxilázok koenzime:

piruvát-karboxiláz: glukoneogenezisben/citrátkör feltöltőacetil-KoA-karboxiláz: zsírsavszintézisben propionil-KoA-karboxiláz és metilkrotonil-KoA-karboxilázaminosavlebontásban

Forrás: mogyoró, tojás, csokoládé, minden élőből származó táplálék keveset tartalmaz, bélbaktériumok is szintetizálják, valamennyi

felszívódik.

Hiánytünetek:depresszió, hallucináció, dermatitis, izomfájdalom

Hiány oka:extrém malabszorpció, nyers tojásfehérjében avidin antidótum

A jelölt N köti a CO2-ot karboxilcsoporként.

folsav = B9-vitamin → THF = H4F = tetrahidrofolsav

Funkció:Ser, Gly, His, Trp, kolin lebomlásaMet, dTMP, puringyűrű szintézise metil-, metilén, metenil-, formimino-, formil-csoportok átviteleMakromolekulák posztszintetikus módosítása (rRNS, tRNS, DNS)

folsav

N5-Me-THF

Ser Gly

S-adenozil-metionin rendszer metilén-tetrahidrofolsav

Redukció a pirazin-gyűrűn

B12-vitamin!

Forrás:minden friss, nem hőkezelt élő eredetű táplálék = nyers gyümölcsök, zöldségek, spenót, (máj); nagyon hőérzékeny

Igény nő: szoptatás, terhesség

Hiány oka: bélbetegségek, egyes gyógyszerek, elégtelen táplálkozás (a harmadik világ legáltalánosabb vitaminhiánya)

Hiánytünetek: macrocytas anaemia, thrombosis, fehérvérsejtszám csökkenés

Mikroorganizmusok növekedési faktora: szulfonamidok gátolják a folsav-szintézist.

Kobalamin = B12-vitamin adenozil-kobalamin, metil-kobalamin

metil-THF, homocisztein Metionin (1.)L-metilmalonil-KoA szukcinil-KoA

metil-kobalamin

korringyűrűben Co+ ion,6. koordinációs helyen: metil-csoport (1.)(adenozil-csoport a másik reakcióban) (2.)

Cianokobalamin: szintetikus termék (átalakul metil/adenozil kobalaminná a szervezetben)

Funkció: Az agy, az idegrendszer normális működéséhez és a vérképződéshez szükséges (DNS és zsírsavszintézis ill. regulációjuk, energiatermelő folyamatok).

Ile, Val, Thr, timin, koleszterin

propionil-KoA citrát-kör

S-adenozil-metionin rendszer

Emberben csak ehhez a kettő reakcióhoz szükséges.

(2.)

Forrás: csak baktériumok szintetizálják, minden állati sejtben van, mert felveszik és használják; az emberi test azonban átalakítani képes

növényekben nem található (vegetariánusok veszélyben)

Hiánytünetek:A gyomorban szintetizálódó “intrinsic faktor” (egy 59 kDa fehérje) nélkül a B12-vitamin nem szívódik fel (gyomor teljes műtéti eltávolítása problémája): vérsejtképzés csökken, gyorsan osztódó szövetekben nem képződnek nukleotidok, nukleinsavak, megaloblasztos anaemia, anaemia Periniciosa; neurológiai tünetek: metil-malonát acidosis és abnormális mielinhüvely miatt

Hiány lehet: veleszületett transzporterdefektusok miatt, vagy szerzett bélbetegségek, anaciditás = gyomor sósavhiány, ellenanyagok miatt

B12-vitamin B12-kofaktorATP, transzferáz

L-Aszkorbinsav = C-vitamin

Funkció: antioxidánsként és kofaktorként (csak L-enantiomer)

- kollagénben Lys- és Pro-hidroxilálás, kollagén stabilizálás

- Pro-hidroxilázhoz az osteocalcin és C1q komplement szintézisekor

- hidroxilázok a protein C és karnitin szintézisekor a májban

- mellékvese és idegrendszer: noradrenalin és adrenalin szintézise

(dopamin β-hidroxilázban Cu2+-t redukál, egyes peptidhormonok szintézisekor is) - redukálószer: Fe3+/Fe2+ (felszívódás bélből nő), Cu2+/Cu+, Tyr lebomlás - antioxidáns hatás: A- és E-vitaminok redukálása, ROS-ok eliminálása (néhány faj H2O2-t redukál vele (L-aszkorbát peroxidáz))

- folsavfelhasználást segíti, epesavszintézishez kell

Nem képes termelni:-főemlősök, tengerimalac, néhány madár és hal (az L-gulonolakton oxidáz [a négylépéses glűkózból való szintézis utolsó lépése] hiányzik (~45 M éve történt egy mutáció). Érdekes, hogy ugyanezek a fajok a hugysavat sem ké-pesek tovább bontani (urikáz enzim hiánya). A hugysav erős redukálószer és antioxidáns! Átvette a C-vitamin szerepét a hugysav?

Forrás: Friss növények. A szervezet kiürités mellett le is képes bontani (L-aszkorbát oxidázzal). Egy kecske napi ~13g (!) aszkorbátot szintetizál! Főzésnél nem bomlik el (csak 190 oC-on és/vagy rézedényben)! Hűtőben sem bomlik el a friss gyümölcsben. Kioldódik azonban a főzésnél!

Hiánytünetek:Skorbut: tűhegynyi bevérzések, zúzódások, osteoporosis, fogkihullás, anaemia (vashiányos), sebgyógyulás csökken, izomgyengeség, halál

Dohányosokat egyértelműen védi a tüdő megbetegedéseitől az extra C-vitamin.

L-gulonsav-γ-lakton=L-aszkorbinsav

dehidroaszkorbinsav

ox.

glutation

átmegy a vér-agy gáton!neuroprotektív?

K-vitamin = menakinon, fillokinon ("Koagulations-Vitamin" (német))

Funkció: fehérjék poszt-transzlációs módosulásáhozmájban véralvadási fehérjék Glu aminosavának gamma-karboxilálása (Gla, -glutamil karboxiláz), ami membránhoz/helyhez kötődéshez szükséges vér-alvadáskor (Ca2+-kötődéshez) illetve csont mátrixfehérjék szintézisekor, Apatitlerakódáskor is fontos.

K2-vitamin= menakinon baktériumok szintetizáljáka bélben

K1-vitamin= fillokinon zöld növényekben

A naftokinon az aktív csoport!

Hiánytünet: vérzékenység, embrionális osteomalacia (csontgyengeség, ásványanyag hiánya)

Hiány okai: -zsírfelszívódási zavar pancreas, epe vagy bélhám betegsége/ elégtelensége miatt vagy széles spektrumú antibiotikumok szedésénél(az előbbiek minden zsírban oldódó vitamin felszívódását gátolják!!)

- kumarin túladagolás (antithrombotikus terápia: véralvadási fehérjék (pl., protrombin, Faktor VII) karboxilációja után a vitamin oxidált állapotban van. Ennek redukcióját (hidrokinon (az aktív) formába) a K-vitamin epoxid-reduk-táz végzi, amit a kumarin (vagy a warfarin antikoaguláns gyógyszer) gátol (K-vitamin antagonisták). [K-vitamin ciklus=karboxiláció/epoxidáció-redukció]

-újszülött állapot (tejben kevés)

Szintetikus K-vitaminok: K3 (kisállatok tápjában), K4, K5 (gombásodás ellen)

Klinikai felhasználás: máj- és prosztatarákban hatékony volt(kozmetikai alkalmazása is előtérbe került már)

Az A, D és E-vitaminok nem enzimek koenzimeiként működnek.A kb. 100-féle α,β,γ-karotinoid a növények , algák, néhány gomba és bakté-rium sárga színanyagai, a fotoszintézishez szükséges kék fényt nyelik el és gátolják a színtestek auto-oxidáció miatti károsodását. Emberben szintén antioxidáns hatással bírnak.

Provitaminok, a bélben hasítással alakulnak át A-vitaminná (-karotin-15,15’-monooxigenáz). A narancssárga színanyag a sárgarépáról kapta nevét:carrot. Felszívódásukhoz lipid kell, ezért a tisztán növényi táplálékok karotinoid-jai nem olyan jó források, mint az állati retinol. (1/12, 1/24 rész szívódik fel)

retinol = alkoholretinál = aldehid (ebből lesz a többi)retinsav = sav

“all-trans”

Retinol/retinál dehidrogenázok, retinál oxidáz

A-vitamin

Források:

retinol: máj, vaj, tojás

karotinoidok:sárgarépa, kelkáposzta, édesburgonya, spárga, tök,

barack

Funkciói:

látás: 11-cisz-retinal izomerizációja a szignál

retinsav a ligandja az RXR és RAR (retinoic acid X receptor, retinoic

acid receptor) transzkripciós faktoroknak. Az RXR RAR-ral, vagy más

hormonok receptorával heterodimert képez, amikor a ligandok

kötődtek, és a megfelelő DNS-szekvenciához kötődve (response

element) gének átírását szabályozzák.

Embrionális fejlődéshez, hematopoezishez, normál immunitáshoz,

csont-

fejlődéshez, egészséges bőr kialakulásához kell.

antioxidáns, a szívbetegségek kockázatát csökkenti

izotreitoin = 13-cisz-retinsav: akne ellenes (teratogén!)

Hiány:

Évente 250000-500000 gyerek vakságát okozza A-vitamin-hiány.

1998 (!) óta 1,25 millió ember halálát okozta A-vitamin-hiány 40 ázsiai és

afrikai országban.

Hypervitaminosis:

gyógyszerként túladagolva vagy mindennapos máj (halmáj) fogyasztással

csak növényi táplálékból nem lehetséges

májelégtelenség sárgasággal, idegrendszeri tünetek, osteoporosis csont-

töréssel, hasi- és izomfájdalmak

A D-vitamin metabolizmusa:

táplálék UVB-fény spontán izomerizáció

7-dehidrokoleszterin previtamin kolecalcipherol= D3-vitamin 295-300 nm

máj 25-hidroxiláz

1-hidroxiláz, vese kalcitriol kalcidiol=1,25-dihidroxikolekalciferol aktív hormon

24-hidroxiláz vesében

inaktív 24-hidroxilált metabolitok

parathyroid-hormon (alacsony szérum Ca2+ esetében)

A koleszterinszintézis az emberben mindenhol jelen van, legjelentősebb a májban, a bőrben és a bélben. Köztiterméke: 7-dehidrokoleszterin. Ez a bőr epidermális részében (stratum basale és stratum spinosum) D3-vitaminná alakul.

kolecalciferolD3-vitamin

1,25-dihidroxikolekalciferol = kalcitriolaktív hormon

1

25

Nyitott B-gyűrűjű ún. szekoszteroidok = secosterols

D2-vitaminergocalciferol

A D3-vitamin hatása a Ca2+-háztartásra

vér Ca2+ ↓→ parathyroid hormon szekréció mellékpajzsmirigyből → 1-hidroxi-láz aktivitás és kolekalciferol szekréció a veséből a vérbe → bélből és veséből Ca2+-visszaszívódás ↑ és csontból ásványanyag kioldódás ↑→vér Ca2+ ↑

sok kolekalciferol → 24-hidroxiláz indukálódik → inaktív metabolitok

sok Ca2+ a vérben → kalcitonin pajzsmirigyből → vesében Ca2+-kiválasztás nő és csont reszorpció ↓→ vér Ca2+ ↓

Normál táplálkozás esetén, vagyis megfelelő ásványanyag, aminosav és vitamin-ellátottság esetén, megfelelő a csontok mineralizációja és szűk határok között változik a vér ionszintje.

A D-vitaminok aktív metabolitjai a D-vitamin receptorhoz, VDR-hoz kötőd-nek, így az aktív transzkripciós faktor a sejtmagban a DNS megfelelő szakaszához (ER6, DR6) kötődik és gének expresszióját szabályozza (amely-eknek szerepe van a Ca2+ abszorpciójában (pl., calbindin) a bélben). A D-vitaminoknak szerepe van a sejtproliferációban, differenciációban, B és T-sejtek immunválaszában, biotranszformációban a Ca2+ és foszfát-háztartás mellett.

D-vitaminok és egyéb szterolok forrásai:

ergosterol = ergoszterin (ergosta-5,7,22-trien-3-β-ol):gombák és néhány protozoon és gerinctelen sejtmembránjában koleszterinhelyett, azonos funkcióval

↓UV-fény és termális izomerizáció

↓D2-vitamin = ergokalciferol

növények ún. fitoszterolokat tartalmaznak a sejtmembránjukban, amik védik a növényt a napfénytől, az emberben gátolják a bélből a koleszterin felszí-vódását, a fitoszterolok nem/alig szívódnak fel a bélből(stigmasterol, brassicasterol, sitosterol, campesterol)

D3-források:halmáj-olaj, kövér húsú halak, egész tojás, marhamájmesterségesen dúsított: margarin, joghurt, kenyér, müzlik

D-vitamin hiánya

kevés napfény és táplálék elégtelen kalcitriol tartalma↓

PTH = parathyroid hormon szekréció csökken ↓Ca2+ fel- és visszaszívódás ↓ ↓

csontok mineralizációja ↓ ↓

rikettsia gyerekekben: alacsony növés, deformált csontokkal,osteomalacia felnőttben (csontlágyulás stb.)

Hypervitaminosis

Csak D-vitamin gyógyszerkénti túladagolás esetén fordul elő, túlnapozni nem lehet, táplálékkal nem lehet.

Tünetei: Magas vérnyomás, a lágy szövetek kalcifikációja = calcinosis.

                                                                

E-vitamin: tokoferolok és tokotrienolok

tokosz = gyerekszülés/születés pherein = okoz, termel, szül

RRR-α-tokoferol: az (egyik) legerősebb biológiai hatású vegyület köztük

(mindhárom metilcsoport R konfigurációjú, a lánc síkja mögött van)

A másik jelentős a gamma-tokoferol: nitrogén-szabadgyököket közömbösít.

Források:

olajos magvak és olajaik: búzacsíra, napraforgó,

tökmag,mandula, mogyoró, dió, oliva, amerikai mogyoró,

kukorica

kivi, halak, zöld növények, húsok, belsőségek

E-vitaminok funkciója a növényekben:Az olajok trigliceridjeiben és főleg a kloroplasztiszok sejtmembrán lipidjeiben védi a telítetlen zsírsavakat a lipidperoxidációtól.Fontos lipidoldékony antioxidáns vegyület, az élemiszeripar is ezért használja. Védi a sejtmembránokat, lipoproteineket, triglicerideket.

1982-ben Burton, Joyce és Ingold írta le a lánctörő, lipidperoxidáció ellenes hatást.

LH – lipid, LOO – lipid-peroxil-gyök, LOOH – lipid-hidroperoxid

TOH – tokoferol, TOO – tokoferoxil-gyök

Egyéb antioxidansok, mint aszkorbát, glutation, húgysav, bilirubin, α-liponsav

visszaoxidálják a tokoferilgyököt; kataláz, GSH-peroxidáz = GPX, szuperoxid

dizmutáz = SOD: védik a tokoferolt (is)

Az α-tokoferol gátolja a szabadgyökök keletkezését is a következő enzimek

által: NADPH-oxidáz, foszfolipáz A2 = PLA2, ciklooxigenáz = COX

Serkenti a glutation keletkezését a γ-glutamil-cisztein-szintáz aktiválása

által.

A tokoferolok számos gén expresszióját szabályozzák

1.) α-tokoferolkötő transzportfehérje = TTP: specifikusan köti ezt az

izomert, májból ez kerül a vérbe lipoproteinekben, így a többi szervhez

2.) oxidált LDL-t kötő és koleszterin(észtert) transzportáló scavenger

receptorok keletkezését gátolja makrofágban, simaizomban: CD36, SR-A,

SRB1, ezáltal koleszterinlerakódást gátló, antiatherotikus hatása van a

plakkok keletkezésének korai fázisában

Hiányában: az egér elvetél, trofoblasztok nem fejlődnekemberben: ataxia, areflexia, dysarthria, pigmentált retinopathia, proprioceptiv érzékelés kiesés, paraesthesia, hemolitikus anemia

Hiány okai: zsírfelszívódás zavara, máj epepangása, máj tokoferolkötő fehérjéjének mutációja, lipoproteinek hiánya (apoproteinek mutációja miatt)

35000 férfiben végzett klinikai tesztet idő előtt befejezték, mert Se-nel együtt adva nem volt előnyös hatással prosztata-rákosokra. Veleszületett szívproblémákat is okoz nagymennyiségű szedése.

3.) Extracelluláris mátrix fehérjék keletkezését szabályozza:

serkenti: tropomiozin, kötőszöveti növekedési faktor (CTGF) → sebgyógyulás

gátol: kollagenáz, kollagén (hepatitis esetén)

4.) Gátolja a gyulladásos mediátorok szintézisét az endothelben, neutrofil

granulocitákban, monocitákban: integrin, ICAM, VCAM

5.) A sejtnövekedést lassítja, a sejtciklust gátolja, antitumor hatása van:

gátolja expressziójukat/aktivitásukat: PKC, ciklin D és E

serkenti expressziójukat: PPARγ, p53, p27