Vitaminer og antioksidanter

Transkript

1 Vitaminer og antioksidanter Jan Øivind Moskaug Avdeling for Biokjemi /folkuiono/jamoskau Vitamin K Vitamin C Antioksidanter Vitamin E Kjemisk struktur Funksjon Mangelsykdommer/ symptomer Anbefalinger Kilder Vitamin K: Kjemisk struktur R: H Menadion R R: R: Fyllokinon i planter, Vitamin K1 Menakinon i bakterier Vitamin K2 (MK-4 til 13) Vitamin K metabolisme Opptak i jejunum/ileum Opptak avhengig av inntaket av fett Vitamin K2 som dannes av tarmfloraen i tykktarmen tas opp i liten grad Opptatt vitamin K transporteres inkorporert i lipoproteiner Overskudd skilles ut i urinen og/eller tapes via gallen Ingen lagre av betydning => behov for jevn tilførsel 1

2 Vitamin K opptak og transport Shearer et al 2008 Syntese av vitamin K avhengige proteiner i cellen Proteiner som skal skilles ut av cellen syntetiseres i ER Et vitamin K avhengig enzym modifiserer utvalgte aminosyrer mens proteinet syntetiseres Det ferdige proteinet skilles ut fra cellen via vesikler Y Y Y Y Y Golgi γ-karboxylering avglutamat ER Y Y Plasmamembran Post-translasjonell γ-karboksylering av proteiner Glutamat gamma-glutamyl karboksylase Ca ++ γ-karboksy glutamat (Gla) NADH + Vitamin K epoksid reduktase NAD warfarin 2

3 Biokjemisk funksjon Vitamin Ks betydning for funksjon av Gla Proteiner: Faktor II, VII, IX og X Protein C Protein S Gas6 Osteocalcin Matrix Gla protein (MGP) Vitamin K & osteoporose Biokjemisk sammenheng Osteocalcin: 10-20% av ikke-collagent protein i bensubstans Uttrykkes i & er markør for differensierte osteoblaster Binder hydroksyapatitt avhengigav vitamin K-mediert karboksylering 3

4 Samspill mellom vitamin D og K γ-karboksylert osteocalcin Vitamin D reseptor Vitamin K avhengig karboksylase 1,25 (OH) 2 vitd 3 RNA polymerase AGGTCAnnnAGGTCA Vitamin D Respons Element Osteocalcin Estimert inntak av vitamin K1 i Norge Grønnsaker 28 µg Fett, oljer 19 Frukt og bær 3 Kornprodukter 3 Melkeprodukter 3 Poteter og potetprodukter 2 Kjøtt, fisk og egg 2 Totalt 60 µg Askim, Tidsskrift DNLF, 2001 Anbefaling- referanseverdi Anbefalt daglig inntak: 1 µg/kg kroppsvekt Referanseområde: ng/ml blod (USA) Ingen toksiske effekter selv ved 500 ganger anbefalt inntak 4

5 Indikasjoner for måling av vitamin K i serum Malabsorpsjoner CF, mb Crohn, ulcerøs colitt, cøliaki, forkortet tarm, galleveisobstruksjon, pankreasinsuffisiens, etc Dårlig ernæringsstatus Sosiale forhold, eldre, anoreksi, kakeksi Langvarig antibiotika-behandling? Blødningstilstander Marevan-behandlede, premature/nyfødte & eldre Risiko for osteoporose etablert osteoporose Vitamin K1-rike matvarer Spinat Matvare µg/100 g Grønnkål 440 Spinat 380 Grønn salat 315 Rosenkål 177 Brokkoli 180 Hodekål 145 Soyaolje 193 Olivenolje 55 Brokkoli Lever 5 Egg 2 Kjøtt <1 Fisk <1 Fyllokinon menakinon (MK-4) Nyfødte har for lite vitamin K fordi det i liten grad krysser placenta Derfor gis 1 mg fyllokinon ved fødsel Nye studier viser at fyllokinon inntak hos moren gir menakinon (MK-4) i colostrum og i morsmelken så lenge moren inntar fyllokinon 5

6 Vitamin C: Kjemisk struktur 2e - Askorbinsyre Dehydroaskorbinsyre Vitamin C som reduksjonsmiddel, ko-faktor Vitamin C, mangelsykdom = skjørbuk Kollagen i ekstracellulære matrix 6

7 Oppbygning av kollagen Vitamin C s rolle i kollagen syntese er å hydroksylere aminosyren prolin Kryssbindinger mellom aminosyrer Vitamin C i degradering av kolesterol Kolesterol Kolesterolmono-oksygenase Vitamin C Gallesyrer Vitamin C i karnitin syntese Langkjede fettsyrer Karnitin Vitamin C Metionin Lysin 7

8 Anbefalinger Lager : 1500 mg (20 mg/kg) i kroppen ved inntak av mg/dag Disselagrene er tilstrekkeligfor å unngå skjørbuk i dager Omsetning: mg/dag NNR: 75 mg/dag USA: Økt RDA til 90 mg/d basert på nye studier 5 porsjoner frukt og grønt om dagen => mg/dag Vitamin C og røyking Røykere har lavere vitamin C status enn ikkerøykere: Omsetning: ~70 mg/d hos røykere ~35 mg/d hosikke-røykere Økt omsetning skyldes trolig øktproduksjon av frie radikaler i forbindelse med røyking USA: Røykere bør derfor innta 40 % høyere doser vitamin C Vitamin C og nervesystemet Genetiskknock-out av vitamin C transporter i mus: Dyrene døde rett etter fødesl av blødninger i hjernene Dette er ikke en effekt av defekt kollagensyntese 8

9 Hva er oksidativt stress? Pro-oksidant Anti-oksidant Normalt er deten balanse mellomprooksidanter og anti -oksidanter i kroppen Oksidativt stress når denne balansen er forskøvet For mye frie radikaler eller prooksidanter For storproduksjon Økt opptak fra miljøet For lite antioksidanter For liten produksjon Redusert inntaki kosten Oksidativt stress og sykdom Forskning de siste år har vist at oksidativt stress er en del av, eller påvirker utviklingen av en rekke sykdommer Hjerte og karsykdommer Kreft Katarakt Alzheimer Diabetes Parkinson AIDS Frie radikaler pro-oksidanter O 2 9

10 Uparet Frie radikaler pro-oksidanter O - 2 superoksyd anion elektron Superoksyd Reaktive oksygen forbindelser: anion: O2 - Hydroksyl radikal: HO Peroksyd radikal: ROO Hvordan er frie radikaler skadelige? Frie radikaler skader: DNA Lipider/fettstoffer Proteiner Karbohydrater Eksempel på normal produksjon av frie radikaler: infeksjoner 10

11 Eksempel på normal produksjon av frie radikaler: energiomsetning i mitokondrier Vitamin E Fettløslig Alle 8 formene av vitamin E finnes i vegetabilsk mat I preparater brukes fortrinnsvis α-tocopherolacetat eller andre esterforbindelser Vit E i kosten Galle Pankreas enzymer inkl lipase Miceller Kylomikron med vit E Tynntarm Lipase Lever Vit E a-ttp Kylomikron restpartikkel LDL Vit E Vit E VLDL Opptak i celler i perifert vev 11

12 Vitamin E og lipoproteiner O 2 -eller OH H + Lipidperoksydering LDL Lav vitamin E status Vitamin E og lipoproteiner LDL med a-tokoferol Vitamin C+E som antioksidanter + Radikal a -tokoferyl kinon R+ Radikal R 1 Reaksjon som forbruker vitamin E a -tokoferol (R= sidekjede) Dehydro Vitamin C Vitamin C 2 Reaksjon som resirkulerer vitamin E 12

13 Vitamin E: anbefalinger Aldersgruppe Barn 0-3 år Barn 4-10 år Ungdom år Kvinner Gravide kvinner Ammende kvinner Menn Daglig inntak (som a- tokoferol) 3-5 mg 6-7 mg 8 mg 8 mg 10 mg 11 mg 10 mg Det er ingensikker skadelig effekt avinntakavmye vitamin E, doser opptil mg tocoferol pr dag synes ikke å gi toksiske effekter Høye doser kan føretil kvalmeog diaré I hvilke matvarer finnes vitamin E? Syntetiseres bare i planter Små mengderi mat av animalsk opprinnelse Hvetekimolje Soyaolje Maisolje Palmeolje Solsikkeolje Nøtter Avokado Mango Antioksidanter i frukt, grønnsaker og bær Sulforafan 13

14 α-tokotrienol og reaktive oksygen forbindelser Nervecelle Celledød Glutamat=> økt produksjon avreaktive oksygen forbindelser Hemmes av α-tokotrienol i eksperimentelle systemer ved 1/10 av konsentrasjonen som finnes i plasma 14