Biochemické vyšetření vitaminů

Vitamíny- definice

= organické látky esenciální, které jsou jen v minimálních množstvích nutné pro katalýzu chemických reakcí nebo mají i i význam pro stavbu tkání

vyjímka z esenciality:• vitamín D - z cholesterolu vlivem UV záření• niacin - z tryptofanu

Vitamíny- chemické složení

Podle chemického složení a zbůsobu vstřebávání• vitamíny rozpustné v tucích:

- retinol = vitamín A

- calciferol = vitamín D

- tokoferol = vitamín E

- menandiol = vitamín K

• vitamíny rozpustné ve vodě

- vitamíny skupiny B

- kyselina askorbová = vitamín C

Poruchy metabolismu vitaminů

• Hypovitaminóza = nedostatek vitaminu v organismu, který vede ke zpomalení biologických funkcí organismu, které vitamín katalyzuje

• Avitaminóza = absolutní nepřítomnost vitaminu v organismu- alteraci biologické funkce organismu, které vitamín katalyzuje

• Hypervitaminóza = nadbytek vitamínu v organismu- dochází k patologickému ovlivnění biochemických funkcí - klinicky se projevuje jen u vitamínů rozpustných v tucích a je známa u vitamínů A a D

Hypovitaminóza

• Subklinická = jen snížená hladina vitaminů v organismu bez klinických příznaků

• Klinická = klinické příznaky hypovitaminózy jsou vyjádřeny

• vitamíny rozpustné v tucích - nedochází k depleci ihned, protože organismus má zásoby

• vitamíny rozpustné ve vodě - deficit se projeví dříve

– vitamín K - krvácivé projevy– vitamín C - kurděje– vitamín A - xeroftalmie– vitamín D - osteomalacie

Hlavní příčiny nedostatku vitaminů

• Nedostatečný příjem vitaminů• potravou• vstřebáváním• porucha utilizace• nutnost zvýšeného příjmu ( u dětí)

• Nadbytečná exkrece vitaminů• zvýšená degradace• inaktivace• zvýšená exkrece

Biochemické metody stanovení vitaminů

• Přímé • hladina v krvi• hladina v moči• hladina ve tkáni

• Nepřímé• hladina metabolitu vitamínu v krvi• hladina metabolitu vitamínu v moči• měření koncentrace metabolismu vitamínu po zátěži

substrátem• změna aktivity enzymu po dodání vhodného koenzymu

reakce (vitamínu)• produkt reakce katalyzované vitamínem

• Saturační testy

Přímé stanovení vitamínů

• V krvi (v séru)• vitamín A• vitamín E• beta-karoten• vitamín B12• kyselina listová

• V moči• vitamín B1- při nedostatku je snížený odpad vitamínu B1• niacin- při nedostatku je snížený odpad hlavního metabolitu

N-methylnikotinamidu

• V tkáních a orgánech• koncentrace kyseliny listové v erytrocytech• koncentrace vitamínu C v leukocytech z buffy-coat-u

Nepřímé metody měření vitaminů (1)

Měření sérové, močové nebo tkáňové koncentrace typického metabolitu

• nedostatek vitamínu- chybí koenzym metabolické reakce

• deficit metabolitu v organismu nebo jeho snížené vylučování, zvýšené vylučování premetabolitu

• deficit vitamínu B12- zvýšené vylučování premetabolitu- kyseliny metylmalonové a snížení množství sucynyl-CoA

Nepřímé metody měření vitaminů (2)

Měření koncentrace hromadícího se metabolitu po zátěži substrátem

– vitamín B6 - sledování 24 hodinové exkrece metabolitů přeměny tryptofanu (xenturenát a 3-hydroxykinurenin) před a po podání 2g tryptofanu - je-li exkrece beze změny- pak nedostatek vitamínu B6

– vitamíny B6, B12, kyselina listová - zvýšení homocyteinu v organismu po výrazné zátěži methioninem

terapeutický test - podání vitamínu hladinu sníží

Nepřímé metody měření vitaminů (3)

• Zvýšení aktivity enzymu po dodání koenzymu• koenzym je derivát vitamínu• aktivita enzymu před a podání koenzymu - vyšší aktivita enzymu čím vyšší

je deficit vitamínu • např. enzymy ALT, AST mají koenzym pyridoxalfosfát, který je ovlivňován

pyridoxinem - vitamínem B6

• Stanovení produktu vytvořeného působením vitamínu• deficit vitamínu K - snížená produkce faktoru kaskády krevního srážení -

faktor II (protrombin), V, VII a IX• deficit vitamínu D- snížení aktivity alkalické fosfatázy

Saturační testy

Zvýšené vychytávání vitamínu v organismu po jeho podání:

• zvýšení jeho obsahu ve tkáních• snížená exkrece v moči

např. po podání vitamínu C v dávce 10 mg/kg- je-li deficit vitamínu - nedochází k jeho vylučování močí

Vitamín A = retinol, axeroftol

chemicky – diterpen

příjem - potravou nebo ve formě prekursoru beta-karotenu (tetraterpen), který je hydralyzován na 2 molekuly vitamínu A – vstřebáván v tenkém střevě – ukazatel neporušené adsorpce lipidů

transport vitamínu A - vázán na retinol-binding protein, který je následně navázán na prealbumin

aktivní forma – 11-cis-retinol

funkce: -součást očního purpuru – vidění za šera

-antioxidační efekt- ochrana mastných kyselin membrán proti lipoperixidaci

- glykosylace při syntéze polysacharidů- rohovatění

Hypovitaminóza – noční slepota a xeroftalmie

účinnost se vyjadřuje v retinolovém ekvivalentu – 1 ug RE = 0,6 ug beta-karotenu = 3,3 IU (international units)

RDA 0,8-1,0 mg RE norma v plazmě 1,3-3,0 umol/l

Vitamín D = cholekalciferol

není 100% esenciální - syntetizován z cholesterolu působením UV zářením

aktivní forma vzniká hydroxylací v játrech a ledvinách – regulační vliv parathormonu

vazba na specifický alfa-globulin v plasměfunkce: - metabolismus kalcia a fosforu - růst a diferenciace buněk

Hypovitaminóza = osteomalacie u dospělých a rachitis u dětí

1 ug cholekalciferolu = 40 m.j. vitamínu DRDA 200-400 m.j.Stanovení deficitu: - poměr Ca/P v séru - hladina 25-OH- vit. D v séru – 5-25 ug/l zima - 10-60 ug/l léto

Vitamín E = tokoferol7 izomerů – silné antioxidanty fungující v antioxidačním systému společně

se slelenemnejznámější – alfa-tokoferolprevence peroxidace matných kyselin buněčných memmbrán, podporují

jejich integritu i jejich syntézumetabolismus lipoproteinů- ochrana LDL cholesterolu před oxidací-

prevence aterosklerózy

funkce: likvidace volných radikálů – stává se reakcí volným radikálem sám o sobě- vliv na působení více nenasycených mastných kyselin – nutná možnost regenrace do své původní formy vlivem vitamínu C, ubichinolu, Q10, kyseliny hydroxyantranilové, které ovlivňují funkci redukovaného glutathinu, glutathionreduktázy a konezymu NADPH

Hypovitaminóza = porucha membrán, pomalá regenerace, myopatie, hemolytická anemie, ataxie, poruchy fertility

1 ug alfa-tokoferolu = 1,5 m.j. vitamínu ERDA 8-10 mgnorma 2,25 umol/l

Vitamín K = menandiol

derivát naftochinonurelativně krátký poločas 3 dnyK1 = fytochinon - rostliného původu, K2 = metochinon – bakterie TSporucha vstřebávání – změna karence vitamínu K

funkce: -karboxylace glutamátu v gama poloze- posttranslační modifikace, která umožňuje vazbu Ca 2+ iontů

-tvorba osteokalcinu- kostní matrix -tvorba koagulačních faktorů- f. II, VII, IX, X pro funkci je nezbytná přítomnost iontů Ca 2+ jako koenzymuDeficit- porucha vstřebávání – změny střevní flóry (ATB terapie) - terapie dikumaroly – kompetitivní inhibice - porucha utilizace při jaterním onemocnění

Hypovitaminóza = poruchy krevní srážlivosti- prodloužený protr. časNorma 0,7-4,9 umol/l

Vitamín B1 = thiamin

prekursor dekarboxylázy kyseliny pyrohroznové

inaktivní forma – nutnost aktivace v játrech na thiaminpyrofosfát

funkce: koenzym oxidativních reakcí dekaroxyláz a transketoláz – ovlivňují významně metabolismus glycidů

Hypovitaminóza = poruchy CNS, PNS, sdrečního převodního systému

• beri-beri – srdeční forma• Wernickeho encefalopatie – porucha vědomí, koma• polyneuropatie periferní

areflexie, ataxie, svalová slabost a atrofie svalová, zmatenost

Diagnostika: sérová hladina 25-70 ug/l

transketolázová aktivita erytrocytu před a po podání B1 (25%)

po zátěži glukózou vzestup hodnot pyruvátu a laktátu

RDA 1-2 mg

Vitamín B2 = riboflavin

funkce: podílí se na tvorbě struktury nukleotidových trnasporterů – přenašečů molekuly vodíku – oxidační metabolismus – transport elektronů v dýchacím řetězci mitochondrií

- FAD – flavinadenindinukleotid - FMN- flavinadeninmononukleotidpatří mezi koenzymy či prostetické skupiny dehydrogenáz a oxidáz

Hypovitaminóza = angulární stomatitis, seborhoická dermatitis, anemie

Norma 11-45 umol/l RDA 1,3-1,8 mg

Měření: aktivita erytrocytární glutathionreduktázy před aktivací flavinadenindinukleotidu před a po podání vitamínu B2 – je-li rozdíl aktivity mezi oběma stavy více než 60 % pak se jedná o deficit vitamínu B2

Vitamín B5 = kyselina pantotenová

součást koenzymu CoA

funkce: • aktivace organických kyselin – mastných kyselin a

aminokyselin před jejich zapojením do metabolismu

regenerační efekt

součást kosmetických příptavků ve formě provitamínů

Vitamín B6 = pyridoxin

tři inaktivní formy- pyridoxal, pyridoxin, pyridoxaminaktivní forma pyridoxalfosfát – v játrech dochází k přeměněkoenzym dekarfoxyláz a aminotransferáz (ALT, AST)zvýšený přívod aminokyselin – zvýšená potřeba enzymu

Hypovitaminóza = postižení nervové soustavy, cheilitis, dermatitis, průjmy, poruchy trávícího systému, mikrocytární anemie

RDA 1,4-2 mg Norma 39-98 umol/l

Měření: • zvýšení transaminačních dějů v erytrocytech po podání pyridoxalfosfátu-

je-li rozdíl aktivace vyšší než 150% před a po podání pyridoxalfosfátu • přímé stanovení pyridoxalfosfátu v krvi

Vitamín B12 = cyanokobalamin

kobalt tvoří centrální atom komplexu s pyrolovým jádrem

funkce: syntéza nukleových kyselin

buněčné dělení

syntéza methioninu a cholinu

resorbce v terminálním ileu

transportován v krvi transkobalaminy – I, II, III

90% je uloženo v játrech

RDA 2 ug

Norma 150-520 pmol/l

Hypovitaminóza = pancytopenie, megaloblastová anemie

neurologické poruchy – míšní poruchy

Měření: hladina vitamínu v krvi

Kyselina listová

tetrahydroderivát je koenzymem metabolismu jednouhlíkatých zbytků – přenos methylových skupin

tvorba nukleových kyselin

Hypovitaminóza = makrocytární anemie

porucha proteosyntézy

hromadění purinů - hyperhomocyteinemie

bakterie tlustého střeva tvoří kyselinu listovou – k tvorbě potřebují kyselinu p-aminobenzoovou

RDA 180-200 ug

Folát v séru více než 3 ug/l

Folát v erytrocytech více než 150 ug/l

Měření: folát v séru a v erytrocytech

vazebná kapacita na transportní protein

Biotin = vitamín H

koenzym skupiny enzymů zajišťujících karboxylační reakce – pyruvátkarboxyláza, acetyl-CoA-karboxyláza

syntetizován bakteriemi v tlutém střevě

norma sérum více než 0,5 umol/l

vylučování močí 120-240 umol/ hodin

Hypovitaminóza = dermatitis, deprese, nauzea, zvracení, alopecie, kožní poruchy, vzestup koncentrace cholesterolu

těžký deficit- myopatie

naměrné požívání avidinu (vaječný bílek) vede k deficitu

Měření: v séru

odpady v moči za 24 hodin – 3x-6x vyšší než v séru

Niacin = nikotinamid, vitamin PP

součástí koenzymů dehydrogenáz, NAD, NADP

vzniká přeměnou z tryptofanu (60 mg tryptofanu = 1 mg niacinu)

deficit při konzumaci produktů jen z kukuřičné mouky

RDA 15-20 mg

Hypovitaminóza = slabost, nemoc tří D – diarhea, dermatitis, demence

(pelagra),

těžká forma- koma

dif. dg. karcinoid, terapie isoniazidem

Měření: • hladina niacinu v krvi – více než 30 umol/l• nikotinamid v moči – více než 2,5 ug/24 hodin

Vitamín C = kyselina askorbová

hydroxylace prolinu a lyzinu – syntéza kolagenuantioxidační účinek – spolupráce s vitamínem E při ochraně buněčných

membrán proti lipoperoxidaci a pro LDL cholesterolnegativně redukcí trojmocného Fe na dvojmocné – vznik volného radikáluRDA 60 mgNorma v plazmě více než 11 umol/l v leukocytech více než 0,1 umol/108 buněk

Hypovitaminóza = skorbut – kurděje KO: slabost, svalové bolesti, krvácení, sklon k infekcím, horší resistence

k infekcím, zhoršené hojení

Měření: v plazmě v leukocytech saturační test