Absorción y digestión de vitaminas.

Las vitaminas liposolubles de los alimentos deben absorberse junto con los lípidos, por lo que los factores que afectan a la digestión y absorción de los lípidos (como la deficiencia de ácidos biliares, la diarrea prolongada, etc.) pueden reducir la absorción. de vitaminas liposolubles e incluso causar deficiencia. La ingesta excesiva de vitamina A y vitamina D puede provocar intoxicación.

Las vitaminas hidrosolubles (vitaminas hidrosolubles) incluyen la vitamina B y la vitamina C. Las vitaminas B incluyen B1, B2, B3, B5, B6, biotina, ácido fólico, B12 y ácido lipoico. Son diferentes en estructura química. La mayoría de ellos se sintetizan en plantas y existen juntos, por lo que forman una familia. A diferencia de las vitaminas liposolubles, las vitaminas hidrosolubles no se pueden almacenar en el cuerpo y el exceso se excreta en la orina, por lo que deben ingerirse regularmente a través de los alimentos. La principal función fisiológica de las vitaminas B es servir como componente principal de coenzimas o grupos protésicos de determinadas enzimas y participar en el metabolismo de sustancias del organismo. La vitamina C es un antioxidante importante en el organismo y está implicada en determinadas hidroxivitaminas del organismo.

Las vitaminas son un grupo de compuestos orgánicos necesarios para que los animales mantengan sus funciones normales. los propios animales no pueden sintetizarlo o lo sintetizan de forma insuficiente, debe obtenerse de los alimentos y es un tipo de micronutriente necesario para el cuerpo humano. Actualmente existen 13 tipos de vitaminas que se sabe que son necesarias para el cuerpo humano y se dividen en dos categorías: liposolubles y hidrosolubles según su solubilidad. Las vitaminas liposolubles incluyen la vitamina A, la vitamina D, la vitamina E y la vitamina K. Las vitaminas solubles en agua incluyen tiamina (B1), riboflavina (B2), niacina (B3), ácido pantolínico (B5), biotina, ácido fólico (M), cobalamina (B12) y vitamina C.

Sección 1 Vitaminas liposolubles

Las vitaminas liposolubles A, D, E y K son todas isopreno o derivados del isopreno. Pueden almacenarse en el cuerpo, como el hígado y el tejido graso, por lo que sólo se producirá una deficiencia si la ingesta es insuficiente durante un tiempo prolongado. Las vitaminas liposolubles de los alimentos deben absorberse junto con los lípidos, por lo que los factores que afectan la digestión y la absorción de lípidos (como la deficiencia de ácidos biliares, la diarrea prolongada, etc.) pueden provocar una reducción de la absorción de vitaminas liposolubles e incluso provocar deficiencia. La ingesta excesiva de vitamina A y vitamina D puede provocar intoxicación.

1. Vitamina A

La vitamina A incluye vitamina A1 (retinol) y vitamina A2 (3-dehidroretinol, 3-dehidroretinol), ambas de 20C es un monoalcohol de poliolefina que contiene un anillo angélica. La única diferencia entre A1 y A2 es que este último tiene un doble enlace más en la posición 3 (Figura 5-1).

A1 y A2 se encuentran en el hígado de peces de agua de mar y de agua dulce respectivamente. El betacaroteno de las plantas se puede convertir en dos moléculas de retina (retinal) en el intestino, por lo que el caroteno es una provitamina A. El retinaldehído se puede reducir a retinol en el cuerpo y esta reacción es reversible. El retinal también se puede oxidar aún más a ácido retinoico. El caroteno se oxida en dos moléculas de retina en el intestino y su interconversión con retinol y ácido retinoico se muestra en la figura 5-2.

La interconversión de retinol y retinaldehído es una condición importante para la producción de pigmentos visuales en los ojos de los vertebrados. El ácido retinoico se ha utilizado como hormona para participar en la regulación de la expresión genética y desempeña un papel en el desarrollo. de los tejidos epiteliales y otros desempeñan un papel importante. La vitamina A en el cuerpo humano se obtiene principalmente del hígado animal, la leche desnatada y sus derivados, los huevos y otros alimentos vegetales ricos en β-caroteno como las espinacas, los pimientos verdes, los puerros, las zanahorias, las calabazas, etc. importantes fuentes de alimento.

(1) La vitamina A y la visión La retina humana tiene dos tipos de células, las células fotorreceptoras y las células del epitelio pigmentario de la retina. Las células fotorreceptoras se dividen en dos tipos: células de bastón y células de cono debido a sus diferentes formas. Las moléculas de proteína que producen la visión en estos dos tipos de células utilizan 11-cis-retinal como grupo protésico, pero la opsina (opsina) en ambos tipos. de células Cada una es diferente.

En las células de bastón, el 11-cis retiniano y el grupo ε-amino del residuo de lisina 296 de la opsina forman la base de Schiff para convertirse en rodopsina). En este momento, el átomo de N de la base de Schiff se protona y se forma la rodopsina. La rodopsina está a 500 nm, lo que equivale a la longitud de onda del umbral visual más bajo del ojo en luz oscura, por lo que la rodopsina es la base de la visión escotópica. Las células del cono 11-cis de retina y tres opsinas diferentes producen porfiropsina, yodopsina y cianopsina respectivamente. Sus valores máximos de absorción de luz son 560 nm y 530 nm respectivamente y 426 nm, que son equivalentes a las áreas de absorción de luz del rojo, el verde y el azul. Los conos son células que detectan la luz brillante y producen visión del color.

(2) El efecto hormonal de la vitamina A. El ácido retinoico de la vitamina A es una hormona que está presente en los núcleos de sus células diana (como las células epiteliales de la conjuntiva, la córnea, la retina y la retina). células epiteliales de la piel). Receptor del ácido retinoico (RAR), la combinación de ácido retinoico y proteína receptora puede activar la expresión de transcripción de genes específicos, desempeñando así un papel importante en la diferenciación y maduración de estas células.

(3) Otros retinoles son necesarios para mantener el tejido epitelial sano. Su papel puede estar relacionado con la participación en la síntesis de glicoproteínas. Cuando se sintetizan la mayoría de las glicoproteínas que contienen manosa, se utiliza el retinilo fosfato. el grupo manosa derivado de la UDP-manosa para participar en la síntesis de glicoproteínas. Los tejidos epiteliales, especialmente las células mucosas, se queratinizan y se secan si carecen de glicoproteínas. Esto es más evidente en los ojos, los tractos respiratorio, digestivo y genitourinario. La enfermedad del ojo seco causada por la deficiencia de vitamina A es un ejemplo.

El betacaroteno es un tipo de factor antioxidante liposoluble que juega un papel importante en la eliminación de radicales libres de oxígeno en los tejidos, por lo que tiene un efecto preventivo en la aparición de tumores y enfermedades cardiovasculares.

Se ha comprobado que la ingesta excesiva de vitamina A a largo plazo puede provocar intoxicaciones, lo que puede provocar dolor de huesos, dolor de estómago, dermatitis poliescamosa, hepatoesplenomegalia, náuseas, diarrea, etc. Por lo tanto, debe tener más cuidado al tomar grandes cantidades de preparados de vitamina A para el tratamiento.

2. Vitamina D

Existen muchos tipos de vitamina D, de las cuales la vitamina D2 (ergocalciferol) y la vitamina D3 (colecalciferol) son las más importantes. De manera similar, D2 tiene un grupo metilo más y un doble enlace más en la cadena lateral que D3. Los anillos B del ergosterol de levadura y el 7-deshidrocolesterol de la piel humana y de vertebrados se rompen y se unen doblemente por la luz ultravioleta. vitaminas D2 y D3 respectivamente (Figura 5-4). Los dos tienen las mismas funciones biológicas, pero la actividad fisiológica de la D3 es más fuerte que la de la D2. Por lo tanto, siempre que haya una exposición regular a la luz solar, la deficiencia de vitamina D generalmente no ocurrirá en el cuerpo humano. Las necesidades de niños y ancianos aumentan, y también pueden complementarse con productos lácteos y aceite de hígado de bacalao.

La deficiencia de vitamina D puede provocar trastornos en el metabolismo del calcio y el fósforo, afectar la formación ósea, provocar raquitismo en niños y osteomalacia en adultos. Ahora está claro que la vitamina D por sí sola no regula el metabolismo del calcio y el fósforo. Es necesario metabolizarla en 1,25 dihidroxi D3 en el cuerpo para regular el metabolismo del calcio y el fósforo. de vitamina D. forma. La primera hidroxilación de la vitamina D a 25-OH-D3 ocurre en el hígado, y luego la segunda hidroxilación de la vitamina D ocurre en los riñones a 1,25-(OH)2-D3. Este último es transportado a órganos diana como la mucosa del intestino delgado, los huesos y las células renales mediante proteínas transportadoras de vitamina D en la sangre, donde se une a receptores específicos en los núcleos de estas células para activar la expresión del gen de la proteína transportadora de calcio. , por lo que la 1,25-(OH)2-D3 ha sido considerada como una hormona que regula el metabolismo del calcio y el fósforo (ver el capítulo sobre metabolismo del calcio y el fósforo para más detalles).

Tomar de 10 a 100 veces el requerimiento normal de vitamina D también puede causar intoxicación, provocando aumento de calcio en sangre, calcificación ectópica, exceso de calcio urinario y fácil formación de cálculos renales.

3. Vitamina E

La vitamina E también se llama tocoferol. Su estructura química es el derivado 6-hidroxicromano (cromano) del isopreno.

Hay siete tipos de vitamina E natural, entre los cuales el alfa-tocoferol es el más biológicamente activo (Figura 5-5).

Los alimentos naturales ricos en vitamina E incluyen verduras, nueces, diversas semillas oleaginosas y aceites vegetales. , etc., siendo el aceite de germen de trigo el que más contiene.

Las funciones fisiológicas de la vitamina E se dan principalmente en dos aspectos. Uno está relacionado con la fertilidad animal. Los testículos de los ratones machos que carecen de vitamina E se degeneran y no pueden producir espermatozoides. Los embriones y las placentas de las hembras se atrofian. infertilidad y aborto espontáneo. En segundo lugar, la vitamina E tiene efectos antioxidantes. Es un importante eliminador de radicales libres peroxidantes en el cuerpo humano y desempeña un papel importante en la protección de los ácidos grasos poliinsaturados en los fosfolípidos de la membrana biológica y las lipoproteínas plasmáticas de los radicales libres de oxígeno. En ausencia de vitamina E, los radicales libres peróxido (ROO·) pueden reaccionar con ácidos grasos poliinsaturados (RH) para generar peróxidos orgánicos (ROOH) y nuevos radicales libres orgánicos (R·). R· se oxida y genera nuevos radicales libres peróxido, formando así una cadena de radicales libres peróxido, amplificando aún más el daño de los radicales libres.

La vitamina E es un antioxidante rompe cadenas que bloquea la generación y expansión de la reacción en cadena de peroxidación de ésteres, protegiendo así la integridad de las membranas celulares. La deficiencia de vitamina E puede provocar que los glóbulos rojos aumenten su fragilidad y. la estructura y función de las membranas celulares y las macromoléculas biológicas están alteradas. La acumulación de lipofuscina en los tejidos de las personas mayores también es resultado de la acción de los radicales libres, por lo que se cree que la vitamina E tiene efectos antienvejecimiento. El envenenamiento por exceso de vitamina E es raro.

IV.Vitamina K

La vitamina K es un compuesto de quinona con una cadena lateral isopentenoide. Existen dos tipos de vitaminas K1 y K2 en la naturaleza. Sus estructuras químicas se muestran en la Figura 5. -6. K3 es un compuesto sintético que se puede utilizar como sustituto de K1 y K2. Dado que las verduras de hojas verdes son ricas en vitamina K1, las bacterias intestinales pueden sintetizar y proporcionar parte de la vitamina K2, por lo que, en circunstancias normales, el cuerpo humano no sufrirá una deficiencia.

Cuando los antibióticos orales provocan trastornos del espectro bacteriano intestinal o trastornos de la secreción biliar (como ictericia obstructiva) y otras afecciones de malabsorción de grasas, puede producirse un déficit de vitamina K, que conviene tener en cuenta. La deficiencia de vitamina K se manifiesta como trastornos en el proceso de coagulación y tiempo prolongado de coagulación.

Sección 2 Vitaminas solubles en agua

Las vitaminas solubles en agua (vitaminas solubles en agua) incluyen las vitaminas B y la vitamina C. Las vitaminas B incluyen B1, B2, B3, B5, B6, biotina, ácido fólico, B12 y ácido lipoico. Son diferentes en estructura química. La mayoría de ellos se sintetizan en plantas y existen juntos, por lo que forman una familia. A diferencia de las vitaminas liposolubles, las vitaminas hidrosolubles no se pueden almacenar en el cuerpo y el exceso se excreta en la orina, por lo que deben ingerirse regularmente a través de los alimentos. La principal función fisiológica de las vitaminas B es servir como componente principal de coenzimas o grupos protésicos de determinadas enzimas y participar en el metabolismo de sustancias del organismo. La vitamina C es un antioxidante importante en el cuerpo y un cofactor esencial involucrado en ciertas reacciones de hidroxilación en el cuerpo.

1. Vitamina B1

La molécula de vitamina B1 contiene un anillo de pirimidina y un anillo de tiazol. Debido a que la molécula contiene azufre y grupos amino, también se le llama tiamina. Los alimentos ricos incluyen carne magra, hígado animal, corazón, riñón y otros órganos internos, frijoles, frutos secos, levadura y cereales que no estén demasiado molidos. Su estructura química se muestra en la Figura 5-7.

La vitamina B1 se convierte en pirofosfato de tiamina TPP en el cuerpo (como el cerebro, el hígado y otros tejidos), que es el sistema descarboxilasa oxidativa de cetoácidos importantes como el piruvato y el α-cetoglutarato. la enzima transcetolasa en la vía de las pentosas fosfato. Una característica importante de la molécula de TPP es que el átomo de carbono entre el átomo de nitrógeno y el átomo de azufre en el anillo de tiazol es más ácido que el grupo CH que se ve comúnmente. Puede ionizarse para generar un carbanión, que es fácil de aceptar. el grupo carbonilo del α-cetoácido o cetosa, y el átomo de nitrógeno cargado positivamente sirve como sumidero de electrones (sumidero de electrones) y juega un papel importante en la estabilización de los carbaniones y la descarboxilación del α-cetoácido ya que estas enzimas son importantes para el azúcar. metabolismo, juega un papel muy importante y está estrechamente relacionado con el proceso de suministro de energía de la descomposición del azúcar.

La estructura química del TPP y su forma con grupos acetaldehído "activos" se muestran en la Figura 5-8.

La deficiencia de vitamina B1 puede provocar una disfunción de las enzimas anteriores. Un ejemplo típico es el bloqueo de la descarboxilación oxidativa del piruvato, lo que hace que el piruvato se acumule en los tejidos, lo que provoca disfunción celular, especialmente trastornos de la conducción nerviosa y, en última instancia, conduce a atrofia muscular, debilidad del miocardio, enfermedades de los nervios periféricos y excitabilidad y disfunción del sistema nervioso central. fatiga, etc., es decir, el llamado beriberi seco, si va acompañado de edema, es beriberi húmedo.

2. Vitamina B2

La vitamina B2 es el condensado de ribol y 7,8-dimetilisoaloxazina (Figura 5-9). Por su color amarillo se le llama riboflavina. Los lácteos, los huevos y la carne magra son las principales fuentes alimenticias de B2 que necesita el cuerpo humano.

B2 es un componente de dos coenzimas importantes, a saber, el mononucleótido de flavina FMN y el dinucleótido de flavina y adenina FAD (Figura 5-10). Sirven como grupos protésicos y están estrechamente combinados con proteínas enzimáticas para formar flavoproteínas. Los átomos de N en las posiciones 1 y 5 del anillo de isoaloxazina de los nucleótidos de flavina se pueden reducir de manera reversible y pueden aceptar dos electrones y dos protones y están representados por FADH2 y FMNH2. . su forma reducida. Por lo tanto, FAD y FMN son portadores de electrones y desempeñan el papel de transmisores de electrones (Figura 5-10). Debido a que las flavoproteínas participan en la transferencia de uno o dos electrones, participan en una variedad de reacciones en el cuerpo.

3. Niacina (B3) y nicotinamida

El ácido nicotínico es la vitamina B3, y la nicotinamida es un derivado de la vitamina B3. En sus moléculas todos tienen la estructura de la piridina (Figura 5-). 11). Los seres humanos obtienen esta vitamina de alimentos como la carne, los cereales y el maní. El triptófano también puede metabolizarse en niacina en el cuerpo. Por lo tanto, al ser humano no le suelen faltar estas vitaminas. Cuando la niacina es deficiente, puede provocar pelagra, por lo que la niacina también se denomina factor antipelagra.

La nicotinamida está compuesta de dos coenzimas importantes, nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+) y nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP+). Ingredientes (Figura 5-12).

La diferencia entre NAD+ y NADP+ es que el grupo adenosina 2-hidroxilo de este último está fosforilado. El anillo de nicotinamida en estas dos moléculas de coenzima se puede reducir de forma reversible cuando la molécula del sustrato desprende dos hidrógenos. átomo (oxidado), NAD (NADP) acepta un ion de hidrogenación (H-esto equivale a un protón y dos electrones), y el 4to carbono del anillo de piridina de la molécula es el sitio que acepta el ion de hidrogenación, generando así reducido NADH (NADPH), el átomo de carbono acepta un átomo de hidrógeno y el átomo de N en el anillo de piridina cambia del pentavalente original al trivalente (ver Figura 5-12), dejando un H+ en la solución.

IV.Vitamina B6

La piridoxina es vitamina B6, y el fosfato de piridoxal y el fosfato de piridoxamina están compuestos de coenzimas de vitamina B6 (Figura 5-13A), forman una base de Schiff intramolecular con el grupo ?amino del residuo lisina de la transaminasa a través de un enlace valenciano, generando una aldimina interna para formar el grupo protésico de la transaminasa. Cuando hay aminoácidos presentes, el fosfato de piridoxal sirve como transportador intermedio para el grupo amino de la transaminasa y puede aceptar el grupo amino del L-aminoácido para formar una aldimina extramolecular (figura 5-13B). El grupo amino del sustrato aminoácido reemplaza al grupo ?-amino del residuo de lisina en el centro activo de la enzima, la aldimina generada se convierte en fosfato de piridoxamina mediante el proceso de protonación e hidrólisis (Figura 5-13B).

El fosfato de piridoxamina puede transferir el grupo amino al α-cetoácido en el proceso inverso para convertirse en fosfato de piridoxal, por lo que no hay pérdida de grupo amino durante la reacción de transaminación, pero el aminoácido original se convierte en α-cetoácido y el original Los α-cetoácidos aceptan grupos amino para convertirse en L-aminoácidos (Figura 5-14). Hay varias enzimas transaminasas en las células, muchas de las cuales pueden catalizar la reacción utilizando α-cetoglutarato como aminoaceptor, pero la enzima es específica para el L-aminoácido que proporciona el grupo amino, por lo que el resultado de la reacción de transaminación es Amino. Los grupos se recolectan de muchos aminoácidos diferentes y se almacenan en las células en forma de ácido L-glutámico. Estos ácidos glutámicos luego se usan como donantes de aminoácidos para participar en la síntesis de compuestos que contienen nitrógeno o desechos que contienen nitrógeno. El fosfato de piridoxal también es una coenzima de varias enzimas, como la aminoácido descarboxilasa, la quinurenasa y la cistationasa. La cistationasa cataliza la descomposición de la homocisteína. Cuando falta vitamina B6, la reacción se bloquea, lo que provoca un aumento del contenido de homocisteína en la sangre, lo que provoca hiperhomocisteinemia, que es un factor importante en la inducción de la aterosclerosis. La vitamina B6 se distribuye ampliamente en los alimentos, con cierto contenido en carnes, verduras, frutas, frutas duras y cereales.

5. Ácido pantoténico (ácido pantoténico, vitamina B5)

El ácido pantoténico (ácido pantoténico) es un enlace peptídico entre b-alanina y α,γ dihidroxiβ,β dimetilo. Una sustancia ácida. formado por la condensación de ácido butírico (Figura 5-15). Se llama así porque es omnipresente en el mundo biológico. La importancia biológica del ácido pantoténico es que es un componente de la coenzima A CoA y de la proteína transportadora de acilo (Figura 5-15). La coenzima A depende del grupo tiol reactivo (-SH) en su molécula para combinarse con el grupo acilo graso para formar un tioéster (tioéster). Debido a que el enlace tioéster tiene una energía libre estándar relativamente alta, el tioéster tiene un alto potencial de acilo. transferencia, de modo que pueden proporcionar grupos acilo a diversas moléculas receptoras. Por ejemplo, los grupos acilo necesarios para la reparación por acilación de muchas proteínas los proporciona la coenzima A. El acetil-CoA es un producto intermedio importante en el catabolismo del azúcar, los lípidos y las proteínas. El grupo acetilo que proporciona no solo puede participar en el ciclo del ácido tricarboxílico, descomponerlo aún más para obtener energía, sino que también puede usarse como materia prima. la síntesis de muchas biomoléculas y para muchas necesidades de acetilación en el cuerpo. La reacción proporciona un grupo acetilo.

6. Biotina

La biotina (biotina) tiene un anillo paralelo que combina tiofeno y urea, y tiene una cadena lateral de ácido valérico. Hay dos formas de α-biotina y β-biotina en la naturaleza (Figura 5-16). Los alimentos de origen animal, los tomates, la levadura, la coliflor, etc. son las principales fuentes alimenticias de biotina.

El grupo carboxilo de la cadena lateral de la biotina está conectado con el grupo ε-amino del residuo de lisina en la molécula de la proteína carboxilasa a través de un enlace amida y sirve como cuerpo de transferencia de carboxilo. El grupo carboxilo transferido está unido al átomo de nitrógeno de la biotina, por lo que la biotina es un grupo protésico para la carboxilasa. Recientemente, algunas personas consideran el grupo carboxilo transportado por la biotina como un grupo de un carbono completamente oxidado. De esta manera, la biotina también es un portador del grupo de un carbono. La Figura 5-17 ilustra el método de conexión entre la biotina y la proteína carboxilasa. el átomo de nitrógeno de la biotina. El grupo carboxilo y el piruvato se carboxilan a oxaloacetato bajo la acción de la piruvato carboxilasa.

7. Ácido fólico

El ácido fólico es una molécula compuesta por tres componentes: pteridina, ácido p-aminobenzoico y ácido glutámico (Figura 5-18). El ácido fólico se encuentra ampliamente en alimentos animales y vegetales, como el hígado, los riñones, las verduras de hojas verdes y amarillas, la levadura, etc. También es abundante en los huevos, la carne, los frijoles, los cereales y las frutas.

En el organismo, el ácido fólico se transforma en dihidrofolato mediante la acción de la folato reductasa, que luego es reducido a tetrahidrofolato (tetrahidrofolato FH4) por la dihidrofolato reductasa. El tetrahidrofolato es un portador de un grupo de un carbono involucrado en la síntesis de muchas sustancias en el cuerpo.

La deficiencia de FH4 también puede provocar trastornos en la diferenciación y maduración de los glóbulos rojos, provocando anemia. Las bacterias pueden sintetizar ácido fólico, pero deben utilizar ácido paraaminobenzoico como materia prima sintética. La estructura química de las sulfonamidas es similar a la del ácido paraaminobenzoico, por lo que las sulfonamidas tienen un efecto inhibidor competitivo sobre la síntesis bacteriana del ácido fólico, por lo que las sulfonamidas tienen efectos antibacterianos.

8. Vitamina B12

La vitamina B12 es la única vitamina que contiene elementos metálicos, incluido un anillo de corrina, un elemento de cobalto (llamado cobalamina) y 5,6 dimetilo. La estructura del bencimidazol ( Figura 5-21).

La B12 natural es sintetizada por microorganismos, por lo que los alimentos vegetales generalmente no contienen B12 a menos que se procesen especialmente, como el tofu moldeado. Los alimentos animales almacenan B12 producida por microorganismos, por lo que son la principal fuente de alimento. La B12 sintetizada por las bacterias intestinales y la B12 de los alimentos deben combinarse con el factor intrínseco secretado por las células parietales de la mucosa gástrica antes de que pueda absorberse en el íleon. La B12 ingresa al cuerpo en forma de metilcobalamina, 5'desoxiadenosilcobalamina e hidroxocobalamina. La 5'desoxiadenosilcobalamina y la metilcobalamina son formas coenzimáticas de la vitamina B12. Las metilcobalaminasas se encuentran en la mayoría de los organismos y catalizan tres tipos de reacciones: (1) reordenamientos intramoleculares, (2) reacciones de metilación durante la síntesis de metionina y (3) reacción de reducción de ácido ribonucleósido a desoxirribonucleótidos. En los mamíferos, las enzimas que catalizan la conversión de L-metilmalonilCoA en succinilCoA y la metilación de homocisteína en metionina requieren vitamina B12 como coenzima. La Figura 5-22 muestra la metilaspartato ácido mutasa (utilizando 5'desoxiadenosilcobalamina como coenzima). Cataliza la reacción de glutamato a β-metilaspartato.

La vitamina B12 y el ácido fólico son vitaminas necesarias para la regeneración de la homocisteína en metionina. Por tanto, la falta de estas dos vitaminas también puede provocar hiperhomocisteinemia e inducir aterosclerosis.

9. Ácido α-lipoico

La estructura química del ácido α-lipoico (ácido α-lipoico) es el ácido 6,8-dilipoico (Figura 5-23). Coopera con el pirofosfato de tiamina para participar en la reacción de descarboxilación oxidativa del piruvato y el α-cetoglutarato. Es la coenzima de la acetiltransferasa del ácido lipoico en la reacción de descarboxilación oxidativa del α-cetoácido y desempeña un papel muy importante en el metabolismo del azúcar, los lípidos y Es importante destacar que el ácido alfa lipoico es una vitamina esencial para ciertos microorganismos, pero no se ha encontrado deficiencia de ácido lipoico en humanos.

10. Vitamina C (ácido ascórbico)

La vitamina C, también conocida como ácido ascórbico, es una hexosa lactona con posiciones C-2 y C-3 en la molécula. Los grupos enol hidroxilo pueden disociarse fácilmente en H+, por lo que la vitamina C es ácida (Figura 5-24). Los grupos hidroxilo en estas dos posiciones también se oxidan fácilmente en grupos cetona, por lo que la vitamina C es un fuerte agente reductor. Las verduras y frutas frescas son la principal fuente alimenticia de esta vitamina

La falta de vitamina C puede provocar escorbuto. La fragilidad de los capilares del paciente aumenta y se pueden observar pequeñas manchas sangrantes debajo de la piel (diferentes a las más grandes). puntos sangrantes que ocurren cuando falta vitamina K). Esto está relacionado con el hecho de que la vitamina C participa en algunas hidroxilaciones importantes. Los estudios de rastreo de isótopos han demostrado que el residuo de prolina conectado al extremo amino del residuo de glicina en la molécula de colágeno recién nacida necesita ser hidroxilado, y la hidroxilación de prolil que cataliza. esta reacción La enzima requiere O2 y es una dioxigenasa. La molécula de la enzima tiene Fe2 estrechamente unido, que sirve como activador de la enzima y el O2. En un sistema con α-cetoglutarato, la enzima cataliza la prolina en la molécula de colágeno. residuos (Figura 5-25). El resultado de la reacción es que un átomo de oxígeno se conecta al cuarto carbono del residuo de prolina para formar un residuo de 4-hidroxiprolilo, y el otro átomo de oxígeno es aceptado por el α-cetoglutarato y convertido en ácido succínico y CO2, pero prolina aminoacilo. La hidroxilasa también puede catalizar solo una parte de la reacción, es decir, solo cataliza la conversión de α-cetoglutarato en ácido succínico pero no hidroxila la prolina, por lo que otro átomo de oxígeno y iones de hierro forman un complejo de hierro oxidado, y luego esto inactiva la enzima. . Como antioxidante específico, la vitamina C reduce los iones férricos de la enzima inactivada a iones ferrosos, regenerando así la enzima activa, y la vitamina C se oxida a ácido deshidroascórbico (Figura 5-24). Ahora se sabe que el daño de hidroxilación causado por la deficiencia de vitamina C hace que el colágeno sintetizado carezca de estabilidad. Los residuos de prolina hidroxilados pueden generar enlaces de hidrógeno entre las tres hélices de colágeno, estabilizando las moléculas de colágeno.

El colágeno es un componente importante del tejido conectivo, los huesos y los capilares. Por lo tanto, la falta de vitamina C ralentizará la cicatrización de las heridas, aumentará la fragilidad de los capilares, aflojará los dientes y volverá los huesos quebradizos. La vitamina C es un importante antioxidante soluble en agua y sus funciones antioxidantes son multifacéticas. Como se mencionó anteriormente, la vitamina E genera radicales libres tocoferol en la peroxidación de ácidos grasos insaturados lipídicos antimembrana, y su re-reducción depende principalmente de la vitamina C. Su sinergia de acoplamiento con los antioxidantes liposolubles, vitamina E, caroteno, etc., juega un papel importante en la eliminación de los radicales libres de oxígeno y participa en otras reacciones redox en el cuerpo.

Cofactor esencial para la reacción química.