Aula: 31 Temática: Vitaminas parte I Nestas últimas aulas irei abordar acerca das vitaminas. Acompanhe! Introdução O termo vitamina refere-se a um fator dietético essencial requerido por um organismo em pequenas quantidades e cuja ausência resulta em doenças carenciais. As vitaminas são essenciais porque o organismo não pode sintetizar esses compostos que são necessários à manutenção de uma vida normal. Existem grandes diferenças nas necessidades vitamínicas dos diferentes organismos, provavelmente esta é uma das razões para a variação da dieta entre diferentes espécies. O termo vitamina foi utilizado pela primeira vez em 1911, para designar um grupo de substâncias que eram consideradas vitais, todas elas continham o elemento nitrogênio, na forma de aminas. Embora saibamos que várias das vitaminas hoje conhecidas não possuem grupos aminas em suas estruturas químicas, o termo é usado até hoje. O termo "Fator alimentar acessório" tem sido utilizado, algumas vezes, para expressar este mesmo conjunto de substâncias. As vitaminas, portanto, devem ser obtidas na dieta alimentar - ou, atualmente, em cápsulas, sendo também chamadas de nutrientes essenciais. A grande maioria das vitaminas não pode ser sintetizada pelos animais, mesmo as que são sintetizadas não são em quantidade suficiente. O papel das vitaminas no organismo é extremamente importante: sempre que uma vitamina está ausente em uma dieta, ou não pode ser corretamente absorvida, surge uma doença específica. Muitas vezes ingerimos não a vitamina, mas uma provitamina: uma substância com estrutura similar a uma vitamina específica, e que pode ser convertida a esta, por reações metabólicas. Exemplos são o beta-caroteno (precursor da vitamina A) e o 7-de-hidrocolesterol (precursor da vitamina D3). O triptofano é
um aminoácido, um dos tijolos fundamentais das proteínas, e é também um precursor do ácido nicotínico, a vitamina B4. Existem substâncias que impedem o funcionamento normal de uma vitamina: são chamados anti-vitaminas. As anti-vitaminas podem se ligar às vitaminas, destruindo-as ou inibindo a função co-enzimática de uma vitamina. Co-enzima é uma substância orgânica que atua em conjunto com as enzimas para acelerar as reações químicas no organismo. São necessárias ao funcionamento de certas enzimas. Muitas vitaminas são coenzimas de processos vitais, daí sua importância. As vitaminas regulam reações que ocorrem no metabolismo diferente dos macronutrientes (gorduras, carboidratos, proteínas), que são justamente os compostos utilizados nas reações reguladas pelas vitaminas. A ausência de uma vitamina bloqueia uma ou mais reações metabólicas específicas na célula, e pode eventualmente causar um distúrbio no balanço metabólico do organismo inteiro. Com exceção da vitamina C (ácido ascórbico) todas as outras vitaminas hidrossolúveis (solúveis em água) têm atividade catalítica, isto é, atuam como co-enzimas. Elas se ligam a proteínas, ativando sítios enzimáticos destas, capazes de catalisar reações de transferência de energia ou metabólicas. As vitaminas lipossolúveis, entretanto, atuam de maneira diferente, ainda não bem esclarecida. Sabe-se que algumas delas controlam a síntese, a nível genético, de algumas enzimas. Sua distribuição, no organismo, tende a ser altamente seletiva, sendo presentes em somente certos tecidos específicos. Às vitaminas podem ser agrupadas de acordo com sua solubilidade em água ou em solventes apoiares. As vitaminas são com freqüência precursoras de coenzimas. Muitas enzimas necessitam de cofatores (coenzimas) para serem cataliticamente ativas. Uma classe destes cofatores é constituída de moléculas orgânicas pequenas, sendo muitas delas derivadas de vitaminas. As vitaminas, por sua vez, são moléculas orgânicas pequenas necessárias em poucas
quantidades na dieta de alguns animais superiores. Estas moléculas servem para as mesmas funções em quase todas as formas de vida, mas os animais superiores perderam a capacidade de sintetizá-las no decorrer da evolução. Os seres humanos requerem pelo menos 12 vitaminas na dieta. As vias de biossíntese de vitaminas podem ser complexas; assim, é biologicamente mais eficiente ingerir vitaminas do que sintetizar as enzimas necessárias para construí-las a partir moléculas simples. Esta eficiência tem o custo da dependência de outros organismos para suprir essas substâncias essenciais á vida. De fato, carências de vitaminas podem gerar doenças: Vitaminas hidrossolúveis: As vitaminas solúveis em água são absorvidas pelo intestino e transportadas pelo sistema circulatório até aos tecidos em que serão utilizadas. O grau de solubilidade varia de acordo com cada vitamina e influencia o caminho que essa substância percorre no organismo. Quando ingeridas em excesso, as vitaminas hidrossolúveis são armazenadas até uma quantidade limitada nos tecidos orgânicos, mas a maior parte é secretada na urina. As vitaminas hidrossolúveis são inativas na forma livre; algumas mudanças estruturais ou interações com outras moléculas, no organismo, é que geram a sua forma ativa, a coenzima. Após a formação de uma coenzima ativa, esta se combina com uma proteína (apoenzima) para iniciar a atividade catalítica. As anti-vitaminas podem atuar neste processo de várias maneiras, tal como impedindo a formação da coenzima, competindo com esta pelo sítio receptor na apoenzima, competindo com os compostos cujas reações são catalisadas pela enzima ou, ainda, inativando uma coenzima já formada. A vitamina C participa de algumas reações enzimáticas, mas sua atividade como coenzima ainda não foi constatada. Suas propriedades provavelmente se devem ao seu caráter redutor, isto é, ela facilmente perde elétrons para outras moléculas. Nós precisamos da vitamina C para a formação do colágeno, um tecido conectivo, que mantém juntos os tecidos da pele, músculos, vasos sanguíneos, e outros. Como as gengivas são ricas em vasos sanguíneos, e ficam sujeitas ao atrito durante a escovação, o sangramento das gengivas é um
dos primeiros sintomas da hipovitaminose C, chamada escorbuto. Hoje esta é uma doença rara, uma vez que muitos dos alimentos contêm vitamina C. Também, a sua ingestão em excesso, não acarreta mal, pois é muito solúvel em água e insolúvel em gorduras (não tem tendência a acumular nos tecidos) e é rapidamente reativa, não ocorrendo à acumulação. Várias vitaminas distintas, tanto biológica como estruturalmente, pertencem ao grupo chamado de vitaminas do complexo B. Em comum, todas são substâncias que ocorrem em quantidades mínimas em uma grande variedade de alimentos, e apresentam solubilidade significativa em água. As mais importantes são a tiamina (B1), riboflavina (B2), ácido pantotênico ou biotina (B3), niacina (B4), piridoxina (B6) e a cobalamina (B12). A vitamina B12 ocorre somente em alimentos de origem animal; a vitamina B3, assim como as demais, ocorrem em praticamente todos os alimentos. As coenzimas da vitamina B atuam em sistemas enzimáticos de transferência de certos grupos entre moléculas; como resultado, proteínas, lipídeos ou carboidratos são formados especificamente, para produzir tecidos ou armazenar energia. A coenzima do ácido pantotênico (coenzima A) atua no ciclo de Krebs, ou ciclo do ácido cítrico, que interconecta o metabolismo de gorduras, carboidratos e proteínas. Esta coenzima é, portanto, um importante regulador no metabolismo destas substâncias. A tiamina (B1) e a piridoxina (B6) também atuam no ciclo de Krebs, controlando a conversão de proteínas e carboidratos em metabólitos energéticos. A coenzima do ácido nicotínico (NAD+) facilita a transferência de prótons ou elétrons entre moléculas, que ocorrem, por exemplo, na síntese do ATP, e também no ciclo de Krebs. Como vimos, a falta de uma vitamina (hipovitaminose) provoca uma doença específica, dependendo da vitamina que esteja faltando. A deficiência de vitamina A, por exemplo, pode provocar cegueira noturna. Em alguns casos, basta a reposição da vitamina na dieta para curar o mal. Entretanto, os danos provocados podem ser irreversíveis, principalmente quando atingem tecidos não regenerativos, como a córnea, os ossos, os nervos, etc Vitaminas Hidrossolúveis:
A tabela acima lista as vitaminas hidrossolúveis, como o ácido ascórbico (vitamina C) e a série do complexo de vitaminas B. A série de vitaminas B compreende componentes de coenzimas. Note que, em todos casos, exceto para a vitamina C, a vitamina tem que ser modificada antes de ser utilizada.. À vitamina C é hidrossolúvel e não é usada como uma coenzima, mas mesmo assim é necessária para a atividade continuada da prolil-hidroxilase. Esta enzima um aminoácido necessário ao colágeno, componente importante do tecido conjuntivo de vertebrados. Na próxima aula iremos continuar a tratar acerca das vitaminas. Até lá!