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LE VITAMINE
Le vitamine sono tredici molecole organiche presenti in piccole quantità negli alimenti ed essenziali per il metabolismo; la loro carenza provoca caratteristici quadri patologici.
Le vitamine possono essere classificate in idrosolubili e liposolubili secondo ilità della loro molecola.
le caratteristiche di solub Le vitamine idrosolubili:
Questo groppo comprende la biotina, l’acido ascorbico (vitamina C), la niacina, l’acido folico, l’acido pantotenico, e le vitamine del gruppo B: Tiamina (B1), Riboflavina (B2) , Cobalamina (B12) e Piridossina (B6).
A causa della loro solubilità in soluzioni acquose, quando un eccesso di vitamine è introdotto con la dieta viene eliminato tramite le urine e difficilmente si manifestano fenomeni di tossicità(48).
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1.5 LA TIAMINA
ig. 1.5.1 http://chemistry.gsu.edu/glactone/vitamins/b1/ (6*) F La tiamina è nota anche come Tiamina o Aneurina (vedi Fig. 1.5.1). Si riferisce al composto singolo 3 ‐ [(4‐amino‐2‐metil‐pirimidin‐5‐il) metil] ‐ 5 ‐(2‐idrossietil)‐4‐metil‐1,3‐tiaz‐3‐oliocloruro.
È costituita da una molecola di pirimidina legata, attraverso un ponte etilenico, ad un anello tiazolico. La tiamina in forma di dicloruro in ambiente acido è stabile al calore fino alla temperatura di 120°, mentre risulta instabile in ambiente neutro o alcalino. Non possiede fluorescenza nativa. In soluzione fortemente alcalina la vitamina, anche in forma esterificata (TPP), viene ossidata dal K3[Fe(CN)6 ] a tiocromo composto chimicamente affine e fortemente fluorescente con λex. = 375 nm e λem.= 435 nm; questa caratteristica ha consentito la messa a punto di metodi fluorimetrici per la sua determinazione negli alimenti. La tiamina presenta un’elevata solubilità in acqua ed è parzialmente solubile in alcol al 95%, è insolubile nei solventi dei grassi come etere etilico, benzene, esano e cloroformio. Si decompone se esposta alla radiazioni UV. In ambiente acido a pH < 5 presenta due massimi di assorbimento, 235 e 267 nm. Negli alimenti conservati con il freddo (surgelazione e congelamento) è stabile anche se perdite sostanziali si possono verificare durante lo scongelamento in relazione alla rimozione del liquido che si separa dall’alimento(23).
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1.51 FUNZIONI FISIOLOGICHE
La tiamina viene fosforilata enzimaticamente a tiamina pirofosfato (TPP) dalla tiamina‐pirofosfato sintetasi che trasferisce un pirofosfato dall’ATP sul gruppo ossidrilico della tiamina(4*).
Nell’organismo è presente in piccola parte anche sotto forma di tiamina trifosfato (TTP).
La TPP è chiamata anche cocarbossilasi in relazione al fatto che è il coenzima della carbossilasi, l’enzima deputato alla decarbossilazione ossidativa degli α‐ chetoacidi (piruvico, α‐chetoglutarico e chetoacidi provenienti dalla transaminazione degli aminoacidi a catena ramificata: valina, leucina, isoleucina). La TPP è anche il cofattore della transchetolasi, l’enzima che trasferisce il gruppo glicoaldeidico da un α‐ chetoso (uno zucchero con un gruppo carbonilico in posizione 2 su un aldoso)(23,36). Gli enzimi TPP dipendenti sono: ¾ La piruvico deidrogenasi che converte l’acido piruvico in acetil‐CoA ¾ L’α‐chetoglutarico ‐ deidrogenasi che trasforma l’α‐chetoglutarato in succinil CoA ¾ La deidrogenasi degli α‐chetoacidi a catena ramificata, che trasforma questi ultimi nei corrispondenti acil CoA
Le reazioni di decarbossilazione ossidativa avvengono solo in presenza di coenzima A, acido lipoico e NAD, infatti la decarbossilasi lega il TPP, la transacetilasi lega l’acido lipoico e la deidrogenasi FAD dipendente rigenera l’acido lipoico ridotto.
La transchetolasi presente nel citoplasma trasferisce un gruppo glicoaldeidico da alcuni α‐chetozuccheri (xilulosio 5‐P, sedoeptuloso 7‐P ecc.) al C1 di alcuni aldosi; agisce in una reazione della via del pentoso fosfato per l’ossidazi ne de glucosio. o l
Un ruolo diverso da quello coenzimatico è stato osservato nelle cellule nervose dove la forma attiva sembra essere la TTP; la TTP verrebbe idrolizzata in seguito ad uno stimolo nervoso e modificherebbe la permeabilità dei canali Cl ˉ.
46 Il processo della glicolisi avviene, dalla prima all'ultima fase, nel citosol della cellula, da una molecola di glucosio si producono due molecole di piruvato; queste, attraverso il consumo di adenosin trifosfato (ovverosia ATP), vanno nel mitocondrio e incontrano il Coenzima A e il complesso della piruvato deidrogenasi, per far avvenire la reazione sono necessari non solo l'enzima e il Coenzima A, ma anche altri coenzimi, in particolare: ‐TPP (tiamina pirofosfato): portatore di Idrossietile. ‐Acido Lipoico: utilizzato per trasportare il gruppo Acetile in posizione per l'aggiunta del CoA. ‐FAD (Flavin Adenina Dinucleotide): agente ossidante per l'ossidazione della lipolisi a per la ripetizione del processo. n
‐NAD: ossida FADH2 per la ripetizione del processo. Il NADH viene mandato alla fosforilazione ossidativa o usato in altre strutture del citoplasma(4*).
Fig. 1.5.2 Donegani Giorgio, Menaggia Giorgio: Principi di alimentazione. Editore Zanichelli Pag. 822. 1999 (36)
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1.5.2 FONTI NUTRIZIONALI DELLA TIAMINA
Le fonti naturali di tiamina sono ben diffuse sia fra gli alimenti di origine vegetale che tra quelli di origine animale. Il lievito di birra secco ne è particolarmente ricco, altre fonti sono le granelle dei cereali ed i foraggi verdi di leguminose. Fra i prodotti di origine animale più ricche di tiamina figurano il tuorlo d’uovo , il fegato, i reni e la carne di maiale(3,61).
In medicina umana è riportato che solo una piccola parte della tiamina (20‐30 mg) viene immagazzinata nei muscoli scheletrici, cuore, fegato, reni e cervello. È indispensabile ricevere giornalmente per via gastrointestinale una dose adeguata della tiamina(2).
1.5.3 CARENZA DELLA TIAMINA NEGLI ALIMENTI
La carenza di tiamina può avere origine dal consumo di pesce crudo la cui testa e visceri sono ricchi in tiaminasi. Questa carenza è responsabile della malattia di “Chastek”, identificata nei carnivori da pelliccia, e si manifesta con anoressia, dimagramento, opistotono, disturbi cardiaci, convulsioni, paralisi, prostrazione e morte.
La tiaminasi viene distrutta a 70°‐80°, pertanto con un trattamento termico anche casalingo essa viene facilmente eliminata.
Una prolungata cottura degli alimenti provoca una notevole distruzione di tiamina, in quanto tr molab e. e il
Cani pastore, nutriti con carne cotta, hanno manifestato una polioencefalomalcia da carenza di tiamina con i tipici sintomi e lesioni di necrosi cerebrale. I mangimi che subiscono forti trattamenti termici, soprattutto quando debbono essere sterilizzati, debbono integrare la tiamina. Inoltre conviene ricordare che l’apporto di tiamina favorisce la sintesi della vitamina D nell’intestino e aumenta la resistenza degli animali verso le zanzare portatrici della microfilaria. Infine si rammenta che i fabbisogni di tiamina aumentano con il lavoro (caccia, ad esempio) e il freddo(85).
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1.5.4 CARENZA DELLA TIAMINA IN MEDICINA UMANA
La carenza di tiamina interessa prevalentemente gli apparati digerente, cardio‐circolatorio e nervoso; i sintomi variano soggettivamente, anche in funzione della dieta ma in genere sono sempre tutti presenti. La carenza conclamata di tiamina determina il “Beri‐beri” che può manifestarsi in tre diverse forme:
¾ Beri‐beri secco o neuritico ¾ Beri‐beri umido edematoso ¾ Beri‐beri cerebrale
Questa malattia prima di assumere una precisa fisionomia si manifesta con inappetenza, astenia, disturbi gastrointestinali, edemi (a volte), disturbi della sensibilità, incertezza nei movimenti, dolori e spasmi muscolari. ‐ Il Beri‐beri secco è caratterizzato da polineurite, che esordisce con problemi di deambulazione ed evolve verso una paralisi flaccida, simmetrica, soprattutto agli arti inferiori, con complicazioni di atrofia muscolare e scomparsa dei riflessi tendinei; le alterazioni cardiovascolari sono abbastanza frequenti ma di scarsa entità.
‐ Nel Beri‐beri umido prendono il sopravvento i sintomi cardiovascolari e respiratori con tachicardia, dispnea da sforzo, palpitazioni, seguita da cardiomegalia omogenea (indagine radiologica), e possono presentarsi segni specifici di insufficienza cardiaca sotto forma di edemi; la compromissione cardiaca può essere causa di morte improvvisa.
‐ Il Beri‐beri cerebrale è la forma più frequente nei paesi industrializzati associata ad abuso di bevande alcoliche (sindrome di Wernicke‐Korsakoff o encefalopatia di Wernicke). È caratterizzato da segni psichici (disorientamento spazio temporale, apatia, confusione, torpore), manifestazioni neurologiche (oftalmoplegia, atassia, nistagmo) e si associa spesso a polineuropatia.
Il Beri‐beri si può manifestare anche nei lattanti (2‐ 6 mesi di vita), soprattutto se allattati al seno da madri carenti di tiamina, con anoressia, vomito, diarrea, turbe del sonno, cianosi, tachicardia, convulsioni. Ha un decorso fulminante, per
insufficienza cardiaca, se non si interviene rapidamente con un trattamento adeguato (4*). 49
1.5.5 L’IMPORTANZA DELLA TIAMINA IN CORSO DI ICC
Nell’insufficienza cardiaca congestizia il trattamento dietetico può essere di utile complemento alla terapia primaria. Gli animali con un’insufficienza cardiaca congestizia hanno tendenza a ritenere il sodio e l’acqua. Perciò l’obbiettivo primario della terapia dietetica per l’ICC è la limitazione dell’assunzione di sodio.
Oltre al contenuto di sodio della dieta bisognerebbe considerare anche il suo contenuto di vitamine. Si dovrebbe fornire un incremento di vitamine del gruppo B per compensare possibili perdite derivanti da una terapia diuretica. E come già visto il TPP è coinvolto in diversi momenti fondamentali nel metabolismo dei carboidrati e il fabbisogno di tiamina dipende dal loro contenuto nella dieta (9,83).
È riportato che in pazienti con insufficienza cardiaca l’incidenza di deficit di tiamina oscilla tra 13% e 93%. Numerosi fattori sono in associazione con questo deficit: diuretici d’ansa, malnutrizione, insufficienza cardiaca gr ve, età avanzata e frequenti ospedalizzazionia (2).
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1.5.6 LA TIAMINA IN MEDICINA VETERINARIA
In veterinaria la bibliografia è molto scarsa, esiste un solo lavoro recente di Tran J. L., C. Horvath, S. Krammer, U. Höller and J. Zentek dal titolo “Blood vitamin concentrations in privately owned dogs fed non‐standardized commercial diets and after intake of diets with specified vitamin concentrations”. Gli autori hanno studiato i livelli ematici di vitamine in 64 cani suddivisi in 4 gruppi in base a sesso e peso, senza anamnesi né remota né recente di alterazioni cliniche in particolare dermatologiche(80). L’obbiettivo era la valutazione delle concentrazioni ematiche delle vitamine al “giorno 0” in cani alimentati con mangimi commerciali con livelli non specificate di vitamine, e dopo 122 giorni di alimentazione con concentrazioni diverse e note di vitamine.
Tutti i cani sono stati alimentati con cibo secco, crocchette della Mera Dog Agility (Mera Tiernahrung, Kevelaer , Germany).
Il livello delle vitamine era dosato in modo tale che il I gruppo avesse i valori minimi richiesti, e i gruppi II, III e IV avessero concentrazioni di tiamina uguali.
livelli sono riportati nella tabella seguente: I
A
VITAMIN Dieta 1 Dieta 2 Dieta 3 Dieta 4 NCR 2003*
Tiamina, vitamina B1 (mg) 6 16 17 17 2,25 * NCR 2003 – apporto raccomandato per un cane adulto di 15 kg. (National Research Council, 2003)
51 I livelli basali al “giorno 0” del lavoro nei 4 gruppi sono riportati nella tabella seguente: Vitamina Gruppo (n=16) 1 Gruppo (n=17) 2 Gruppo (n=16) 3 Gruppo (n=15) 4 Tutti i gruppi (n=64) Tiamina, vitamina 1 (mg) B
Media DS media DS media DS media DS media DS 95.1 22.6 85.8 18.5 91.1 17.6 86.3 24.4 89.7 20.7
I livelli al “giorno 122” del lavoro nei 4 gruppi sono riportati nella tabella seguente: Vitamina Gruppo 1 (n=16) Gruppo ) 2 (n=17 Gruppo ) 3 (n=16 Gruppo 4 (n=15) Tiamina, vitamina B1 (mg)
media DS media DS media DS media DS 93.5 20.6 96.6 24.4 99 22.2 101 29.6
Per quanto riguarda i livelli basali e finali della tiamina, non c’è una differenza statisticamente significativa. Perciò per il confronto con il nostro lavoro sono stati scelti 2 gruppi ( il II e il III gruppo, per un numero totale di 33 individui) al “giorno 122”.
Nello svolgimento del nostro lavoro abbiamo preso spunto da questo articolo poiché il dosaggio della tiamina era stato effettuato con una metodica HPLC analoga a q ella utilizzata nel nostro laboratorio. u
