VITAMINAS HIDROSOLUBLES Y LIPOSOLUBLES

Las vitaminas pueden clasificarse en base con su solubilidad en dos grupos: las vitaminas hidrosolubles (vitaminas del grupo B y vitamina C) y las vitaminas liposolubles (A, D, E y K).

VITAMINAS HIDROSOLUBLES

Muchas de las vitaminas hidrosolubles son componentes de moléculas de coenzimas más grandes; cuando se encuentran como nutrientes esenciales de la diera de un animal, son convertidas (biosintetizadas) en moléculas de coenzima, donde funcionan en reacciones metabólicas esenciales.

Debido a su solubilidad en agua, los excesos de estas vitaminas se excretan en la orina, de modo que rara vez se acumulan en concentraciones tóxicas. Por la misma razón, su almacenaje es limitado y como consecuencia deben recibirse con regularidad.


B1 Tiamina

La tiamina consiste en una pirimidina sustituida, enlazada por un puente metileno a un tiazol sustituido. Contiene dos sistemas anulares, uno de pirimidina y otro de tiazol. (Ruiz & Tapia, 2004)

Estructura de Tiamina

Como se muestra en la imagen de la estructura de la tiamina, en su composición se encuentra la pirimidina, esta llega a formar parte de las bases nitrogenadas que constituyen los ácidos nucléicos, es por ello que podemos decir que la vitmina B1 interviene en la reparación de ADN, con ello evitando malformaciones genéticas.

Otro de los roles fisiológicos de esta vitamina es en el transporte de electrones, esta función la cumple ya que es precursor de la tiamina di fosfato TDP, misma que participa en el ciclo de krebs.

La deficiencia de tiamina suspende reacciones que dependen de ella como las antes mencionadas, causando acumulación de sustratos como piruvato, derivados de aminoácidos, entre otros. Esta deficiencia puede causar la enfermedad de beriberi. El cual puede ser seco donde los síntomas son debilidad muscular y pérdida de peso, neuritis y signos de afección del sistema nervioso central, y el beriberi húmedo, este produce edemas y altera la función cardiaca.

Por todo lo antes mencionado es importante reconocer la importancia del consumo de esta vitamina del complejo B, la podemos encontrar en algunas fuentes como huevo y cacahuate.

B2 Riboflabina

Esta vitamina actúa como coenzima y se une a una porción de otra enzima para su funcionamiento en el metabolismo, especialmente el de las proteínas.


Estructura de rivoflavina y coenzima


Esta es fundamental en el crecimiento de las personas así como en la reporduccion celular, también participa en la buena salud de la piel, uñas y cabello.

La encontramos en carnes, pescados, entre otros alimentos ricos en proteína y se necesita un aporta diario de 1,6 mg.

Una de las mayores importancias como rol fisiológico de esta vitamina es que compone dos coenzimas relacionadas que son la mononucleótido de flavina (FMN) y el dinucleótido de flavina y adenina (FAD).

Estos compuestos son esenciales para la respiración celular y una serie de procesos metabólicos como el ciclo de krebs y transporte de electrones.



En la figura anterior se muestra un ejemplo de la principal participación sus coenzimas derivadas FMN Y FAD en lo cual se da la transferencia de electrones en reacciones de óxido reducción, por el poder electronegativo de estos compuestos.

B3 Niacina

Esta vitamina del complejo B juega un importante rol fisiológico en la producción de energía, debido a que forma parte de las coenzimas NAD y NADP, las cuales son indispensables en las reacciones de oxido reducción.



Estructura de ácido nicotinico y nicotinamida

La deficiencia de esta vitamina provoca la enfermedad de pelagra o síndrome de las tres D, ya que sus síntomas son demencia, dermatitis y diarrea, esta enfermedad se presenta principalmente en países en los cuales su alimentación es a base de maíz y de sorgo debido a la falta en ingesta de la vitamina o del aminoácido triptófano.


Estructura de NAD and NADP


Como podemos notar en la figura anterior, la vitamina B3 a pesar de su estructura aparentemente muy simple, forma parte de estas importantes coenzimas al unirse con un monosacárido ribosa y una base nitrogenada adenosina, a esta al agregársele un grupo fosfato se convierte en NADP.


Síntesis de NAD y NADP a partir de triptófano

Como se muestra en la figura anterior, las coenzimas en las que forma parte de su estructura la vitamina B3 se sintetizan a partir de triptófano, este es un aminoácido esencial que se encuentra en los alimentos, por lo tanto si existe una falta del consumo adecuado de este aminoácido que es de 60mg, no se llevara a cabo la síntesis de NAD y NADP a partir de niacina, podemos decir con esto que no se aprovechará esta vitamina, y con ello existirá una baja de energía ya que estas coenzimas participan en el ciclo de krebs y NAD en el transporte de electrones.

B5 Ácido pantotéico

Esta vitamina del complejo B se encuentra en una amplia variedad de alimentos, por lo tanto no es común que se presente una deficiencia de su consumo.
El principal rol fisiológico que juega esta vitamina es la de mantener y transportar los ácidos grasos. También interviene en la formación de acetil CoA al unirse a una ß-alanina por medio de enlace peptídico.


Síntesis de CoA a partir de pantotenato.


Como lo mencioné anteriormente la unión de una molécula de ácido pantotéico y una beta alanina por medio de un enlace peptídico, forma una molécula de pantotenato el cual interviene para la síntesis de CoA por medio de una serie de reacciones posteriores a esta unión, como se muestra en la figuran anterior.
Por lo tanto, al intervenir en la formación de CoA, podemos notar la importancia de esta vitamina en el metabolismo.

B6 Piridoxina

Esta vitamina actúa en una gran cantidad de reacciones metabólicas, principalmente en el metabolismo de las proteínas, por lo que debe haber un balance entre la ingesta de proteínas de y de B6. El requerimiento mínimo promedio de piridoxina en adultos es de alrededor de 1.5 mg/día en sujetos que ingieren 100 g de proteína al día.

Entre las reacciones metabólicas en las que participa se encuentra la conversión de triptófano en ácido nicotínico



Estructura de vitamina B6

Esta vitamina la podemos encontrar en tres formas como se muestra en la figura anterior, que son: piridoxina, piridoxal y piridoxamina. Cabe mencionar que cada uno de estas formas en las que se presenta la vitamina pueden ser aprovechadas por el organismo humano, siendo estas 3 estructuras diferentes convertidas por el hígado a piridoxal 5-fosfato la cual es la forma activa de esta vitamina.

B8 Biotina


Estructura de la Biotina

Esta vitamina juega un rol fisiológico muy importante pues actúa como cofactor para las enzimas carboxilasas que son piruvato carboxilasa, acetil CoA carboxilasa, propinil CoA carboxilasa y 3-metilcrotonil-CoA-carbozilasa., por ello interviene en la conversión de piruvato a oxalacetato en el ciclo de krebs cediendo C02 (descarboxilando), pasa grupos C00¯ en varias reacciones y se asocia con otras enzimas.
Por todo lo antes mencionado ponemos notar su importancia para el suministro de energía en el organismo.



La formación del CO2-biotina-enzima compleja


Esta vitamina también actúa como transportador o transfiere grupos C02, como se muestra en la figura anterior, de une al CO2 quedando este como grupo funcional de la enzima.
Esta vitamina la podemos adquirir de alimentos como el hígado, riñón, yema de huevo, levaduras y maníes. Los problemas que pueden aparecer por la deficiencia de esta son dermatitis, enteritis, caida de pelo, alteraciones nerviosas entre otras.

B9 Ácido Fólico

Esta vitamina interfiere en una amplia variedad de reacciones orgánicas, algunas como síntesis de precursores de ácidos nucléicos o en el metabolismo de los ácidos grasos. Es importante para la formación de algunas células sanguíneas pues forma parte de enzimas que participan en la formación de glóbulos rojos.


Formula estructural del folato.


En su estructura como se muestra en la figura anterior están involucradas la 2 amino-4 hidroxi-6 metil pteridina, el ácido p’aminobenzoico y el ácido glutámico.
El folato tiene una participación importante en la formación de S adenocin metionina, la cual es una molécula responsable de melitaciones, sirviendo de esta forma para la comunicación celular.
Juega una importante participación en el proceso celular en la multiplicación, es por ello que su consumo debe aumentar en cantidad considerable durante el embarazo, para evitar malformaciones de nacimiento en el cerebro y médula espinal.
Su carencia puede producir anemia, trastornos neurológicos y digestivos.

B12 Cianocobalamina

Esta vitamina juega un rol fisiológico muy importante como es el de formación de glóbulos rojos, crecimiento corporal y formación de tejidos. Usualmente actúa en conjunto con el ácido fólico. Cumple también funciones metabólicas de hidratos de carbono, lípidos y proteínas.

Estructura de vitamina B12
Esta al igual que el ácido fólico participa en la transferencia de grupos NH3 y para la formación de SAM, de ahí su importancia en la comunicación celular.


Rol de vitamina B12 y ácido fólico.

En la imagen anterior se muestra algunas de las acciones en conjunto de la
Vitamina B12 y el ácido fólico.
Algunas fuentes donde podemos encontrar esta vitamina son en alimentos de origen animal como hígado, pescados, mariscos, entre otros.
La carencia de esta vitamina puede provocar anemia, trastornos neurológicos y digestivos al igual que en el caso del ácido fólico. Cabe mencionar que a diferencia de las demás vitaminas hidrosolubles, esta se puede acumular en hígado y ser metabolizada en este cuando se requiera, por lo que a diferencia del ácido fólico esta se requerirá en menor cantidad.

VITAMINAS LIPOSOLUBLES

Vitamina A

La vitamina A por ser liposoluble precisa de grasas y sales biliares para absorberse correctamente. Se encuentra en tejidos animales como en los β-carotenos de los vegetales, que se convierten en vitamina A en el intestino.

Esta se presenta de dos formas: como RETINOL (preformada) o como CAROTENO (provitamina). Los ésteres de retinol contenidos en la dieta son hidrolizados, en las vellosidades intestinales, a retinol libre. Parte del retinol de esterifica de nuevo como ácidos grasos y se incorpora a los quilomicrones.

Una visión general del papel de la vitamina A como parte de la rodopsina en la visión.

Funciona en el ojo como constituyente clave del sistema pigmentario, necesaria para la visión periférica (bastones) y del color (conos). También tiene funciones en otras partes del organismo como lo es en el sistema inmunitario y en la síntesis de glucoproteínas. Como lo muestra la imagen en el nivel molecular ocurre en la retina del ojo, donde la forma alcohólica reducida de la vitamina A (retinol) se convierte por la vía enzimática en la forma aldehídica oxidada (retinal). Luego, el retinal forma un complejo con diferentes proteínas de la retina, llamadas opsinas, y genera las proteínas activas que intervienen en la visión. Los complejos de retinal y la proteína opsina son los principales fotorreceptores de luz incidente en las células visuales y transmiten información al sistema nervioso.


Vitamina D

Cuando se está en periodo de crecimiento, lactación, aumento de actividad física es conveniente suplementar las ditas con esta vitamina, pero si no se presentan algunos de los casos anteriores, ingiriéndola de una dieta variada y exponiéndose a los rayos solares es suficiente.
Se ha descubierto una estrecha relación de esta vitamina con la función hormonal de la paratiroides y la tirocalcitonina, al regular el metabolismo del fósforo y se convierte en sustancias que intervienen en el metabolismo del calcio, estimula su absorción intestinal y también actúa modulando la respuesta inmune.

Esta vitamina es un esterol muy similar a colesterol. En el riñón se convierte a su forma activa pasando posteriormente al torrente sanguíneo. Para su absorción requiere de de la presencia de sales biliares y grasas, al igual que las demás vitaminas liposolubles.

Síntesis y acción con hormona paratiroides (PTH).

La reacción de conversión a previtamina D3 o colecalciferol tiene lugar en la piel y esta regulada por la pigmentación y queratinización del estrato superior de la misma. Una vez sintetizado, el colecalciferol se une a una proteína transportadora en la sangre, la DBP (Vitamin D Binding Protein). En el hígado se capta la vitamina D procedente de la piel y también la procedente de la dieta, absorbida en el intestino y transportada por los vasos linfáticos, donde es procesada a calcidiol o 25-hidroxi-vitamina-D3 y excretada por la bilis. Esta forma monohidroxilada de la vitamina D no es la forma activa, sino que deberá sufrir otra modificación, esta vez en el riñón, donde se vuelve a hidroxilar formando calcitriol o 1,25-dihidroxi-vitamina-D3. Este paso depende de la situación metabólica del organismo: la enzima que cataliza esta reacción, hidroxilasa, está regulada extracelularmente por calcio, fosfato y paratohormona.

Vitamina E

Esta vitamina se encuentra en formas químicas diferentes: como tocoferoles y lo contrienoles, ambos presentes en vegetales, frutas secas, aceites y cereales integrales.
Esta es uno de los antioxidantes más conocidos, al igual que la vitamina C, ya que tiene una importante función protectora contra los radicales libres que producen el envejecimiento.
El a-tocoferol funciona como un interruptor de las reacciones en cadena de radicales libres e inhibe con ellos la peroxidación destructiva de los ácidos poliinsaturados, que siempre están asociados a los lípidos de la membrana.

A nivel celular, tiene una importante acción protectora sobre los ácidos grasos insaturados que forman parte de unos compuestos llamados fosfolípidos, que componen las membranas celulares.


Vitamina K

Esta vitamina perteneciente al grupo de las liposolubles, es una quinona compleja que tiende a acumularse en el hígado y se excreta con mucha lentitud.
Una de las principales funciones de esta vitamina es como antihemorrágica, ya que ejerce una función a través del hígado, produciendo factores necesarios para la coagulación de la sangre.
Las principales fuentes de esta con los vegetales con contenido clorofílico y diversas bacterias que la pueden sintetizar (por ello su importancia en pollos).




La vitamina k es necesaria para la formación adecuada de la protombina, proteína del plasma sanguíneo que es el precursor inactivo de la trombina. La protombina debe unirse al calcio antes de que pueda activarse para transformarse en trombina.
Además de intervenir en la coagulación sanguínea la vitamina k, tiene cierta importancia en el metabolismo intermediario, ya que actúa como transportadora de iones hidrógeno en la cadena respiratoria.

LA CÉLULA

La célula es la parte fundamental de la materia viva. En el medio ambiente podemos encontrar organismos unicelulares o pluricelulares.
Al igual que nosotros, cada célula que forma nuestro cuerpo puede crecer, reproducirse, procesar información, responder a estímulos y levarse a cabo una asombrosa variedad de reacciones químicas. Estas habilidades definen la vida.
En esencia, cualquier célula es simplemente un compartimiento con interior acuoso separado del ambiente externo pro una membrana que previene el flujo libre de moléculas dentro y fuera de ellas. (Lodish, 2006)

Membrana celular




Transcripción y Traducción.




Comunicación celular





Las células construyen y degradan numerosas estructuras y moléculas, estas producen un número enorme de moléculas complejas a partir de componentes químicos cimples. Este trabajo es impulsado por energía química extraida principalmente de azúcares, grasas o luz solar en el caso de la célula vegetal y almacenada en forma de ATP.
Las células construyen y degradan numerosas estructuras y moléculas, estas producen un número enorme de moléculas complejas a partir de componentes químicos cimples. Este trabajo es impulsado por energía química extraida principalmente de azúcares, grasas o luz solar en el caso de la célula vegetal y almacenada en forma de ATP.

Metabolismo dentro de la célula (Glicolisis, TCA y Fosforilacion Oxidativa).

PROCESO DIGESTIVO

La digestión es el proceso mediante el cual los alimentos que ingerimos se descomponen en sus unidades constituyentes hasta conseguir elementos simples que nuestro organismo sea capaz de asimilar.
En este proceso intervienen varios sistemas, como lo son el nervioso, endócrino y principalmente el digestivo.
La digestión comienza en la boca etapa del proceso conocida como ingestión. Posteriormente se da la digestión en el estomago, después la absorción en el intestino delgado y finalmente la excreción.
Una vez llevada a cabo la masticación y la acción de la amilasa en la saliva, pasa el bolo alimenticio por el esófago hacia el estómago, en este se lleva a cabo la etapa de descomposición del alimento por acción de los jugos gástricos.
Los jugos gástricos constan de: ácido clorhídrico, enzimas: amilasa, pepsina, trisina y lipasa gástrica y se lleva a cabo también la segregación de moco.
El proceso inicia con débiles ondas peristalticas, mezclando el bolo alimenticio con el jugo digestivo. Obteniendo como producto el quimo.
Una vez obntenido el quimo, pasa al duodeno impulsado por el píloro. En este momento la bilis segregada por el páncreas juega un papel importante ya que, contrarresta la acidez proporcionada por el jugo gástrico ya que es alcalina, es un detergente biológico que descompone las grasas para facilitar su digestió, dispersa las vitaminas liposolubles, entre otras acciones importantes.
Otras acciones del páncreas es la segregación de hormonas como son: insulina, Glucagón , Somatostatina, Hormonas Secretina y Colecitocinina que van a intervenir en el proceso de absorción.
En el proceso de absorción los mecanismos para realizar esta función serán: difusión, difusión facilitada, transporte activo y pinocitosis.
Posteriormente el resto de los alimentos pasarán al intestino grueso, donde primeramente se absorberá el último contenido de líquidos y con ello de sales, vitaminas y sodio. Finalmente se eliminará por el recto el producto restante.


SITIOS DE ABSORCIÓN DE LOS DIFERENTES NUTRIENTES.

LOS LÍPIDOS

Los lípidos consisten en una molécula de glicerol unida a tres ácidos grasos. Estos se almacenan en el organismo en forma de triglicéridos, principalmente en el tejido adiposo.

El cuerpo no sintetiza ciertos ácidos grasos (llamados ácidos grasos esenciales) y la dieta deber ser suplementada con estos ácidos grasos.


METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS





EJEMPLO DEL RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE UN ÁCIDO GRASO






Por lo que podemos notar en la imagen anterior, una cadena de ácidos grasos nos proporciona mucha más energía que una molécula de glucosa, es por ello que estos son el combustible preferido durante el estado de reposo.
Dentro del tejido adiposo se almacenan en forma de triglicéridos y se van a catabolizar dependiendo de las necesidades del organismo.





LAS GRASAS EN EL EJERCICIO

El atleta puede consumir sus raciones requeridas de grasa por medio de fuentes vegetarianas de los animales y maríscos.

La Duración e Intensidad del Ejercicio

Conforme la intensidad del ejercicio disminuya y la duración de la actividad aumente, la importancia de las grasas como combustible metabólico para la contracción de los músculos esqueléticos, incrementa.

EFECTO DEL ENTRENAMIENTO DE RESISTENCIA SOBRE LA UTILIZACIÓN DE HIDRATOS DE CARBONO Y DE GRASA.

LAS PROTEÍNAS

Componentes orgánicos conformados por carbono, hidrógeno, oxigeno, y alrededor de 16% de nitrógeno, junto con azufre y en ocasiones otros elementos como fósforo, hierro y cobalto.
Las proteínas de la dieta participan en la síntesis de tejido proteico, en procesos anabólicos, para construir y mantener los tejidos corporales. También aportan energía al proveer 4 kcal/gr.
Se requiere una Cantidad elevada de energía para su metabolismo.
Su unidad metabólica básica son lo aminoácidos los cuales se unen entre sí por enlaces peptídicos, por lo cual la unión de dos aminoácidos forma un péptido.
Las proteínas forman estructuras, las cuales se dividen en primaria, secundarias, terciarias y cuaternarias, como lo muestra la siguiente imagen.

Entre las principales fuentes proteicas tenemos a los alimentos de origen vegetal (Soja, el arroz, el maíz, el pan, legumbres y leguminosas) a los cuales se les denomina incompletos porque carecen de un aminoácido conocido como limitante, o los de origen animal animal excepto la soja (Carne, pescado, leche, huevos), Soja, el arroz, el maíz, el pan, legumbres y leguminosas.
La calidad de las proteínas se va a determinar por Valor biológico de la proteína (VB): cantidad de A’A esenciales en una proteína. Ratio de eficacia proteica (PER): proporción de la proteína absorbida que es utilizada por el organismo. Coeficiente de utilización neta de la proteína (NUP): mide la proporción de proteínas digerida que es utilizada.



METABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS

PROCESO DE DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN DE LAS PROTEÍNAS

HIDRATOS DE CARBONO

METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO

Los hidratos de Carbono son la principal fuente de energía para el organismo. Varían desde azúcares simples que contienen de 3 a 7 átomos de carbono hasta polímeros muy complejos.
Estos se clasifican dependiendo del número de moléculas s unidas entre sí en: monosacáridos como la glucosa y fructosa, disacáridos como la lactosa y la sacarosa y polisacáridos como el almidón, glucógeno y celulosa.
Existen también diferentes tipos de H.C. que son digeribles, parcialmente digeribles, no digeribles (solubles e insolubles).
Para poder ser absorbidos y metabolizados en el organismo, se requiere degradarlos en forma de monosacárido glucosa.
Su digestión y absorción comienza en la boca, donde por acción de la amilasa que se encuentra de la saliva, comienzan a degradarse y en el intestino delgado quedan ya como glucosa simple.
Una absorbida la glucosa, se va a metabolizar por el proceso de glucólisis, El proceso de transformación de la molécula de glucosa (6C) a dos moléculas de piruvato (3C) se puede dividir en las siguientes tres fases: Activación e isomerización, Fraccionamiento y Recuperación de energía.
Algunos alimentos ricos en H. C. son: Azúcar blanco, Azúcar moreno, Harina de trigo, Miel, Arroz, Pan, Lentejas, Plátano, Yogurt, Manzana, Naranja, Zanahorias, almendras.

MECANISMO DE ABSORCIÓN Y ALMACENAMIENTO DE LA GLUCOSA.