Alimentazione e Sport

Le chiamano vitamine

vitamine

In questo momento storico di virulenza e pandemia abbiamo sicuramente sentito parlare più volte delle vitamine. Siamo stati bombardati di informazioni per quanto riguarda la loro importanza relativa al benessere del nostro organismo, al potenziamento del sistema immunitario, per la cura della vista, del sistema nervoso e di tutti i distretti fisiologici del corpo umano. Apriamo sicuramente con questo articolo una categoria importante e fortemente studiata che ci ha portato giorno dopo giorno a capire l’effettivo ruolo di queste molecole nell’omeostasi fisiologica. In effetti anche le pubblicità non ci risparmiano da questo punto di vista, in quanto succede spesso di soffermarsi a vedere un mini spot dove viene esaltata la peculiarità di una determinata vitamina. Tante sono le chiacchiere a livello di marketing, ma a livello scientifico, pochi sono i consumatori che si interrogano realmente sul loro ruolo. In questa breve introduzione al mondo delle vitamine tratteremo gli aspetti generali, le classificazioni ed il loro ruolo sulle funzioni biologiche. In seconda battuta passeremo poi a trattarle singolarmente per capirne effetti, benefici ed applicazioni terapeutiche da un punto di vista farmaceutico e medico.

Vitamine e storia

In realtà le vitamine sono note da anni, secoli e forse millenni, quindi non ci deve stupire di quanto queste oggi facciano parte del nostro marketing da salutista in quanto effettivamente ci sono dati storici che collegano le vitamine ad eventi patologici di centinaia di anni fa.

Alcune malattie oggi riconosciute come conseguenze di disvitaminosi sono state già descritte da un punto di vista clinico secoli fa ed in alcuni casi millenni.

Nello specifico elenchiamo le carenze vitaminiche e le patologie correlate:

  • Cecità notturna = Vitamina A
  • beriberi = Tiamina
  • pellagra = Niacina
  • scorbuto e rachitismo = Vitamina C e Vitamina D

A questo punto è oggettivo chiedersi come nella storia si siano messe in relazione le evidenze patologiche con le rispettive carenze vitaminiche. Nell’antico Egitto la cecità notturna era curata con estratti di fegato, mentre i nativi americani prevenivano lo scorbuto con infusi di aghi di abete, che hanno mostrato poi avere un buon quantitativo di vitamina C. Nel 1747 il medico della marina inglese James Lind dimostrò come i marinai, costretti a stare in mare per mesi, avevano un’alimentazione poco varia e carente di frutta e verdura fresca e di come questo loro assetto alimentare aumentava l’insorgenza dello scorbuto.

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Il capitano James Cook introdusse nel vitto dei marinai i crauti che erano di facile conservano e avevano un ottimo quantitativo di vitamina C .

La pellagra storicamente era già nota ai tempi dell’importazione del mais dalle Americhe, ma in questo caso non fu ricollegata ad uno stato carenziale ma piuttosto di tossicità da contaminazione delle derrate alimentari.

Nel 1800 dopo numerosi esempi di questo genere furono stabiliti i criteri per la definizione di malattia da cause alimentari. Per poter definire una patologia per causa alimentare essa doveva essere riprodotta in animali attraverso la privazione di un determinato alimento e curata con la sua reintroduzione nella dieta.

A tal proposito nel 1897 Eijkman dimostrò come la dieta di polli  base di riso raffinato portava ad un quadro patologico del tutto simile al beri beri e che l’introduzione della pula di riso ( scartata durante la raffinazione) portava alla risoluzione della malattia.

Funk nel 1911 estrasse dalla pula di riso una molecola definita “antiberiberi” di tipo amminico ed è qui che nacque il termine di “vitamina”. Per vitamina si intende un composto necessaria alla vita di tipo amminico. Il nome rimase a livello storico fino ad arrivare ai giorni nostri, anche se le strutture delle vitamine successivamente scoperte furono le più disparate e non solo su base amminica.

Sempre intorno al 1900 alcuni ricercatori evidenziarono nel burro la presenza di una sostanza chiamata “liposolubile A” per distinguerla dalla molecole “fattore antiberiberi” precedentemente scoperto. Altre vitamine successivamente scoperte furono chiamate con lettere progressive dell’alfabeto .

Una curiosità che spiega la dicitura di alcune vitamine è riconducibile al fatto che quando fu scoperto che il fattore idrosolubile B in realtà fosse una miscela di più sostanze, quest’ultime furono denominate con un numero aggiunto alla lettera B.

Nello specifico elenchiamo le vitamine del gruppo B:

  • Tiamina  B1
  • Riboflavina B2
  • Acido nicotinico B3
  • Piridossina B6
  • Acido Pantotenico B5
  • Biotina  H nomenclatura tedesca, B8 francese, B7 anglosassone
  • Acido folico B9
  • Cobalamina B12

Andando avanti nella storia nella prima metà del 1900 furono identificate le varie formule di struttura delle vitamina arrivando poi alla sostituzione del loro nome canonico con uno chimico. Ciò nonostante, la dicitura con numeri e lettere di queste molecola resta ancora molto diffusa.

Classificazione e funzioni biologiche

Le vitamine sono rappresentate da un gruppo eterogeneo di sostanze definite essenziali, in quanto non possono essere prodotte dal nostro organismo o al contrario vengono prodotte ma in quantità insufficienti.

Le vitamine prodotte dal nostro corpo sono la niacina a partire dal triptofano, che peraltro non viene prodotto in quantità tale da poter garantire il raggiungimento del fabbisogno giornaliero, o  ancora la sintesi di vitamina D attraverso l’esposizione solare o quella di vitamina K da parte di batteri intestinali, tutto il resto deve essere introdottoc con la dieta.

Ciascuna vitamina si presenta sottoforma di vitameri, ovvero composto dotati di attività vitaminica sovrapponibile ma che presentano strutture diverse. Un esempio di questo lo ritroviamo con la vitamina A che include carotenoidi, retinale e retinolo.

A livello biochimico queste molecole così preziose per la nostra vita sono state divise in due grandi gruppi :

IdrosolubiliLiposolubiliVitamineVit.B1tiaminaVit.Aretinolo

  • Vitamine idrosolubili : richiedono un continuo apporto alimentare in quanto i depositi corporei sono limitati. A causa della loro idrofilicità sono facilmente escrete e dunque non danno episodi di tossicità da accumulo.
  • Vitamine liposolubili : richiedono per il loro assorbimento dei cibi lipofili o grassi ed in questo caso possono anche dare tossicità da accumulo a livello epatico o nello stesso tessuto adiposo.

La funzione fisiologica di una vitamina è stata studiata nel corso degli anni con il fine di trovare una risposta ad alcune patologie indotte da disvitaminosi o con disvitaminosi correlate. Solo di recente le proprietà delle vitamine sono state approfondite e ci accorgiamo d quanto esse possano avere un impatto fisiologico nel nostro organismo.

Regolazione delle vie metaboliche

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Molte vitamine idrosolubili condizionano vie metaboliche agendo come cofattori, che portano alla trasformazione enzimatica di un substrato in un prodotto coadiuvando il meccansimo di reazione. Esse sono coinvolte nel metabolismo dei carboidrati, lipidi, proteine ed acidi nucleici, oltre a caratterizzare vie di altri metabolici come l’acido omocisteico. L’acido omocisteico è stato messo in relazione al rischio cardiovascolare.

Regolazione dell’espressione genica

From Dna to cell

Le vitamine regolano anche l’espressione di determinati geni. Ad esempio la vitamina D controlla i geni coinvolti nell’attività degli osteoblasti per la deposizione della matrice ossea, o ancora nella pressione arteriosa con la sintesi della renina nel sistema renina-angiotenina-aldosterone.

La vitamina A regola l’espressione di geni coinvolti nella sintesi di proteine strutturali come la cheratina o proteine di matrice extracellulare, funge ancora da protagonista funzionale in alcune molecole come enzimi, proteine leganti il retinolo, acido retinico, recettori vitaminici o fattori di crescita.

La vitamina E regola l’espressione per la sintesi della tropomiosina necessaria alla sintesi di fibre muscolari lisce, delle collagenasi, delle proteine epatiche alpha Tocopherol Transfer Protein (TTp), mentre inibisce l’espressione dei recettori scavenger dei macrofagi.

La Vitamina C modula l’espressione genica per la sintesi di glutatione che è un potente antiossidante endogeno e dell’MLH-1, che interviene nei processi di protezione dai radicali liberi e riparazione del DNA.

Azione antiossidante e protettiva del DNA.

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Molte sono le molecole vitaminiche coinvolte nei processi ossidativi.

Lo stresso ossidativo è un processo che deriva da uno squilibrio tra fenomeni pro-ossidativi che coinvolgono specie reattive dell’ossigeno e meccanismi di protezione antiossidante nelle quali la vitamina C, la vitamina E ed i carotenoidi fanno da padroni.

Nello specifico la vitamina C ha un’azione scavenger nei confronti dei superossidi idrofilici e dei radicali idrossilici e blocca il propagarsi della perosiddazione dei lipidi.

La vitamina E che è localizzata all’interno delle membrane biologiche in vicinanza ai lipidi di membrana, rappresenta una protezione per gli acidi grassi poliinsaturi vulnerabili all’azione dei radicali liberi. Una volta ossidata la vitamina viene rigenerata dalla vitamina C, ubichinone e glutatione.

Anche la vitamina D ha mostrato proprietà antiossidanti oltre che immunostimolanti. A tale proposito non resta fuori dal nostro elenco antiossidante la vitamina B12, capace di modulare lo stress ossidativo mediante la produzione di acido omocisteico. Quando i livelli di stress ossidativo sono alti, soprattutto in casi di trauma ed infiammazione, il nostro corpo si predispone verso il quadro patologico. Un perdurare in questa condizione aumenta le probabilità di insorgenza di malattie croniche come Alzheimer, Parkinson, neoplasie, diabete, aterosclerosi, invecchiamento e malattie dell’occhio come la degenerazione maculare dell’anziano o la cataratta.

I folati e la vitamina B12 regolano anche il metabolismo del DNA. Una carenza di acido folico riduce la conversione di desossiuridina monofosfato dUMP in desossitimidina monofosfato dTMP, determinando un aumento di basi uridiliche nella molecola del DNA e compromettendo così la stabilità della molecola  che potrebbe andare incontro a rottura.

La vitamina B12 e i folati contribuiscono anche rifornendo S-adenosil-metionina e quindi gruppi metilici al DNA, fondamentali per i cambiamenti strutturali della molecola in sede di espressione genica.

Altre funzioni fisiologiche

Le altre funzioni svolte dalle vitamine a livello fisiologico sono :

  • neurostrasmissione
  • visione
  • metabolismo calcio-fosforo
  • sviluppo fetale
  • risposta immunitaria ed infiammatoria
  • protezione da neoplasie
  • protezione da alterazioni croniche

In particolare le vitamine del gurppo B come B6, folati ,B12 e le vitamine C ed E sono fondamentali per una risposta immunitaria cellulare ed umorale. Le risposte allo stress acuto sono condizionate dal profilo vitaminico del paziente in particolare dai livelli di vitamina liposolubili come il retinolo, caroteni e tocoferolo ed idrosolubili come B1,B2,B6,e C.

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Le concentrazioni di B12 e di transcobalamina, che è una sua proteina di trasporto sembrano essere aumentate in codizioni di proinfiammazione. Il ruolo di attivazione della vitamina B12 in sede infiammatoria sembra essere caratterizzato dall’aumento dell’espressione di fattore di necrosi tumorale alfa o alfaTNF che porta ad un aumento dei recettori per la vitamina a livello tissutale.

Le vitamine sono fondamentali impariamo a conoscerle per poterle usare nel modo più giusto possibile. Non è facile caratterizzare uno stato patologico per poi ricollegarlo ad una disvitaminosi,ma  noi proveremo a spiegare nei prossimi articoli la correlazione che esiste tra vitamina e malattia e tra vitamine e applicazioni terapeutiche.

Conoscersi per integrare le nostre deficienze metaboliche è alla base del rispetto della propria persona.

 

Dr. Vincenzo Zottoli

Messaggio al lettore: Ogni informazione presente in questo blog è puramente a scopo informativo.
Non si intende in nessun modo sostituire figure professionali in campo medico e di consulenza.

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