Ünite 7: Vitaminler

Vitaminlerin Tanımı Ve Tarihçesi

Vitaminler vücutta metabolik olayların normal bir şekilde meydana gelmesi ve yaşamın sürdürülmesi için gerekli olan, vücutta sentez edilemeyen veya yetersiz derecede sentez edilen ve besinler ile dışarıdan alınması zorunlu olan organik maddelerdir.

1912-1913 yıllarında Mendel, Mc Collum, Funk ve Hopkins bu alanda önemli araştırmalar yapmışlar ve başlangıçta “yardımcı besinsel faktörler” adı verilen bu maddelerin sınıfının kurulmasında etkili olmuşlardır.

Yapılan çalışmalar bütün vitaminlerin canlı bedeni üzerinde farklı ve önemli etkilerinin olduğunu göstermektedir. Bazen yüksek dozlarda kullanılan vitaminler osteoporoz, kalp hastalığı, kanser gibi pek çok hastalığın seyrinin yavaşlamasında etki göstermektedir.

Değişik ve yeterli kaynaklardan sağlanan karbonhidrat, yağ ve protein gibi temel besin maddelerini içeren bir besin diyetiyle yapılan dengeli beslenme vücudun günlük gereksinimine yetecek kadar vitamin sağlar.

Bir vitaminin yokluğuna avitaminozis, ihtiyacın altında yetersiz vitamin alın-masına hipovitaminozis ve aşırı derecede (özellikle vitamin A ve D) yüksek vita-min alımından oluşan hastalık haline de hipervitaminozis adı verilmektedir.

Vitaminlerin Sınıflandırılması

Vitaminler suda ve yağda eriyenler olmak üzere iki grupta incelenirler. Suda eriyen vitaminler B vitaminleri ve C vitamini, yağda eriyenler A, D, E ve K vitaminleridir.

Suda Eriyen Vitaminler

Vitamin B1 (Tiyamin)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: Metilen köprüsüyle birbirine bağlanan pirimidin ve tiyazol heterosiklik halkaları, tiyaminin temel yapısını oluştururlar.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: Hem bitkisel ve hem de hayvansal kaynaklarda yaygın bir şekilde bulunur. Tiyamin doğal maddelerde serbest tiyamin, protein kompleksi, fosforik asit kompleksi ve fosfor-protein kompleksi şeklinde bulunur. Bu vitamin alyuvarlarda pirofosfat, serumda ise serbest haldedir.

Tiyamin, vücutta depolanmaz ve fazlası idrarla atılır. Barsaklarda kolay ve hızlı bir şekilde emilir. Daha sonra karaciğerde yapısına iki adet inorganik fosforun bağlanmasıyla tiyamin pirofosfat şekline dönüşür. Bu molekül aynı zamanda vitaminin koenzim şeklidir. Tiyamin pirofosfat karbonhidrat metabolizmasında piruvat ve ?-ketoglutarik asit gibi ?-keto asitlerin oksidatif dekarboksilasyon reaksiyonları ve transketolaz reaksiyonlarında görev alırlar.

Bu görevlerinden bağımsız olarak sinirsel fonksiyonların iletiminden ve sinir hücrelerinin temel fonksiyonlarından sorumludur.

Eksiklik Belirtileri: Tiyamin yetersiz olursa beynin oksijen alma yeteneği azalır. Kanda piruvat ve laktik asit miktarı artar. Belirgin tiyamin yetersizliğinde; insanlarda beslenme bozukluğu ile karakterize beri-beri hastalığı, kanatlılarda birkaç sinirin aynı anda beraber iltihabı (polineuritis) ve yavru hayvanlarda büyümenin durduğu gözlenmektedir.

Vitamin B2 (Riboflavin)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: Vitamin B2’nin kimyasal adı riboflavin olmakla birlikte elde edildikleri kaynaklara göre de adlandırılabilirler.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: Başlıca süt, yumurta, böbrek, kalp, karaciğer, et gibi hayvansal kaynaklar ile yeşil sebzeler ve özellikle kaba yonca gibi bitkisel kaynaklarda bol miktarda bulunmaktadır.

Riboflavin, flavin mononükleotid (FMN) veya flavin adenin dinükleotid (FAD) şeklinde çeşitli enzimatik reaksiyonlarda koenzim olarak görev yapmaktadır. Metabolizmada yükseltgenme-indirgenme tepkimelerinde rol almakla birlikte özellikle piruvatın, yağ asitlerinin, aminoasitlerin oksidatif yıkımına ve elektron taşıma olaylarına katılmaktadırlar.

Eksiklik Belirtileri: Deri, mukoza, göz ve sinir sisteminde bozukluklar oluşur. Dil ucunda ve kenarında yangı ve çatlamalar, dudaklarda kırmızılık görülür. Yine gözde yanma, bulanık görme ve alacakaranlık körlüğü meydana gelir. Ayrıca piliçlerde büyüme durur, ayak parmakları bükülmüş bir hal alır, derinin yangısı (dermatitis), felç ve ölüm olabilir. Yetişkin tavuklarda riboflavin eksikliğinde kuluçka kabiliyeti azalır, embriyonun ölüm oranı artar. Sıçan ve köpeklerde riboflavin eksikliğinde kansızlık görülür.

Vitamin B3 (Nikotinamid ve Niasin)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: Vitaminin diğer isimleri arasında niasin (nikotinik asit), niasinamid (nikotinamid), pellegra hastalığını iyileştirici özelliğinden dolayı vitamin PP (pellegra preventive) veya antipellagra faktörü gibi isimler bulunmaktadır.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: Niasin ve niasinamid, hayvansal ve bitkisel dokularda yaygındır, en çok ette ve özellikle karaciğerde bulunur.

Nikotinamid, kediler hariç memeli hayvanlar, birçok bakteri ve bitki tarafından bir aminoasit olan triptofandan sentezlenebilir.

Eksiklik Belirtileri: İnsanda nikotinamid eksikliğinde 4D adını verdiğimiz belirtiler; dermatitis (deri yangısı), diyare (ishal), demansia (bunama) ve death (ölüm) ile karakterize pellegra hastalığı tablosu oluşur.

Niasin eksikliğinde domuzlarda deri değişiklikleri ile birlikte mide ve bağırsak iltihapları, atlarda kronik mide ve bağırsak bozuklukları görülür. Köpeklerde karadil hastalığı oluşur.

Vitamin B5 (Pantotenik Asit)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: Bu vitamine aynı zamanda pantotenik asit, piliçlerde antidermatitis faktör veya ratlarda kılların grileşmesini sağlayan faktör isimleri de verilmektedir. Pantotenik asit, ß-alanin ile pantoik asitin peptit bağıyla birbirine bağlanmasıyla oluşmuştur.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: Birçok bitkisel ve hayvansal besinde bulunur. Bu vitaminin en önemli görevlerinden biri, koenzim A’nın (CoA-SH) yapısına girmektir. CoA-SH, özellikle karbonhidrat ve lipitlerin ara metabolizmasında görev alır. Bu reaksiyonların en önemli olanı koenzim A’nın asetat ile bağlanarak “aktif asetatları” oluşturmasıdır. Asetik asit, asetil-CoA şeklinde (aktif asetat) birçok önemli metabolik olaya katılır.

Eksiklik Belirtileri: Yetersizliğinde kıllar grileşir. Pantotenik asit eksikliğinde büyümenin durduğu, dermatitis, kıl veya tüy örtüsünün rengini kaybettiği gözlenmiştir. Sinir sisteminde felç, İskelet kaslarının istem dışı, ani, şiddetli veya seri olarak kasılması (konvulziyon) ve koma ile seyreden periferik sinirlerin yapısında bozulma gözlenir.

Vitamin B6 (Piridoksin)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: Vitamin B6’nın piridoksin, piridoksal ve piridoksamin olmak üzere üç aktif formu bulunmaktadır. Vitamin B6’nın aktif koenzimleri pridoksal fosfat ve pridoksamin fosfattır.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: Hayvansal ve bitkisel kaynaklarda yaygın olarak bulunur. Piridoksal fosfat, aminoasitlerin hücreye girmesini ve hücrede toplanmasını sağlayan faktörlerden biri olmakla birlikte aynı zamanda aminoasitlerin ara metabolizma reaksiyonlarında rolü olan enzim sistemlerinin kofaktörlerini de oluşturur. Ayrıca triptofan aminoasidinin metabolize edilip nikotinik aside çevrilmesinde de gerekli bir moleküldür. Piridoksal fosfat merkezi sinir sistemi için spesifik olan glutamik asidin ?aminobütirik aside (GABA) çevrilmesi reaksiyonuna katılır. GABA’nın “nöronal aktiviteyi düzenleyici” fonksiyonu bulunmaktadır. Vita-min B6 yetersizliği dolayısıyla GABA’nın eksikliği oluşacak ve bunun sonucunda epileptiform nöbetler meydana gelecektir.

Eksiklik Belirtileri: İnsanlarda şimdiye kadar vitamin B6 eksikliğinin tipik belirtileri saptanamamıştır. öpek ve sıçanlarda vitamin B6 eksikliği kansızlığa, plazmada demir miktarında artmaya neden olur, sinir sistemi ciddi şekilde zarar görür. Maymunlarda yaygın nöropatolojik değişiklikler ortaya çıkar.

Vitamin B12 (Kobalamin)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: itamin B12 yapısında porfirin halka sistemine benzeyen korrin halka sistemi ve bir nükleotid bulunan kırmızı renkte ve kristal yapılı bir bileşiktir. Bu sistemde dört pirol halkasından ikisi birbirine metilen köprüsü ile diğer ikisi de doğrudan birbirlerine bağlanmaktadırlar. Halkanın merkezinde kobalt atomu bulunmaktadır.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: Dana eti, dana karaciğeri, böbrek, süt ve süt ürünleri, peynir, yumurta, midye, ringa balığı, uskumru, sardalya, dil balığı B12 vitamini içeren yiyeceklerdir. Sebzelerde ise B12 vitamini bulunmaz.

Vitamin B12 mide-bağırsak kanalına daha çok hayvansal kaynaklı proteinlerle gelir. Bu vitaminin bağırsak kanalından emilebilmesi için mideden salgılanan intrinsik faktör ile birleşmesi gerekir. Emildikten sonra proteinlere bağlı vitamin B12 hızla kan dolaşımına geçer ve buradan çeşitli dokulara dağılır. Vitamin B12’nin metabolizma reaksiyonlarında etkili olan şekli koenzim B12’dir. Koenzim B12, metiyonin biyosentezinde rol alır.

Eksiklik Belirtileri: Uyuşukluk, sabahları yataktan yorgun kalkma gibi belirtiler verir. Ağır vitamin B12 eksikliğinde ise sinir fonksiyonlarının bozulduğu kronik hastalıklar ortaya çıkmaktadır. Sinir harabiyetine yol açabilir.

Vitamin B12 eksikliğinde büyümenin durduğu, ishal, kusma, hareket bozuklukları, ağız mukozasında iltihap, yetişkin tavuklarda yumurta veriminde ve yumurtanın kuluçka randımanında azalma görülür.

Vitamin C (Askorbik Asit)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: Askorbik asit, insan, kobay, yarasa ve sürüngenlerde esansiyeldir, yani dışarıdan besinlerle alınması gerekir. Diğer hayvanlarda ve bitkilerde ise D-glukozdan, sentezlenir. Askorbik asit, memelilerde karaciğerde, kuşlar, kurbağalar ve sürün-genlerde ise böbreklerde sentezlenir.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: En önemli askorbik asit kaynakları yeşil sebzeler, meyveler, domates, acısız kırmızı biber olan paprika ve turunçgillerdir.

Vitamin C’nin en önemli biyofonksiyonu kıkırdak, kemik ve dişlerin interselüler dolgu maddesinin sentezinin sürekliliğini sağlamasıdır. Askorbik asit, demirin ince bağırsaklardan emilimini ve depolardan

mobilizasyonunu arttırır, glukozdan glikojen oluşumunda önemli rol oynadığı bildirilmiştir. Antienfeksiyöz etkisi bulunmaktadır.

Eksiklik Belirtileri: Askorbik asit eksikliğinde insanlarda skorbüt hastalığı meydana gelir. Askorbik asit eksikliği olan hayvanlar iştahlarını kaybederler, eklemleri şişer ve duyarlılık kazanır, arka ayaklarını uzatarak yatarlar.

Vitamin H (Biotin)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: Biotin, birçok mikroorganizma ve bitki tarafından sentez edilir, insanın biotin ihtiyacının büyük kısmı olasılıkla ince bağırsak bakterileri tarafından sentez edilen biotinden karşılanır. Biotinin kimyasal yapısında iki halka ve bir monokarboksilik asit vardır.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: Biotin, doğal besinlerde yaygın olarak bulunur, en çok yumurta sarısında, çikolatada, yer fıstığında, karaciğerde, sütte, böbrekte ve mayada bulunur.

Karbonhidrat, lipit ve protein metabolizmasında esansiyel bir koenzim olan biotin, özellikle yeterli karbonhidrat alınamadığı zaman karbonhidrat olmayan maddelerden glukoz yapımı için büyük önem taşır.

Eksiklik Belirtileri: Biotin eksikliği piliç, sıçan, kobay, tavşan, köpek ve maymunda karakteristik deri değişikliklerine ve büyümede duraklamaya neden olur, pullu dermatitis ve yağ bezlerinin bozukluğu sonucu deride kepek oluşumu ve ayrıca saç veya kıl kaybı görülür, hayvanlar bir zırh ile örtülü görünüm alırlar.

Folik Asit

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: Vitamin memelilerde sentezlenemezken, bazı türlerde bağırsak mikroorganizmaları tarafından sentezlenir.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: Folik asit, doğada en çok yeşil yapraklarda, soya fasülyesi, fındık ve karaciğerde bulunur. İnce bağırsaktan emi-len folik asidin büyük kısmı bağırsak hücresi içinde 7,8dihidrofolat (H2-folat) üzerinden 5,6,7,8-tetrahidrofolata (H4-folat) indirgenerek aktif hale getirilir. Tetrahidrofolat, tek karbon atomlu grupların bir molekülden diğerine aktarılmasını sağlayan enzimlerin kofaktörüdür.

Eksiklik Belirtileri: Folik asit eksikliğinde pürin biyosentezi ve dolayısıyla nükleik asit biyosentezi bozulur ki bu, kan tablosuna yansır; lökopeni ve trombositopeni ortaya çıkar. Folik asit eksikliğinin lökosit oluşumunu önlediği gözlenmiştir. Folik asit eksikliğinde piliçlerde büyümenin durakladığı, eritrosit, lökosit ve trombosit sayılarının azaldığı gözlenir; memeli hayvanlarda lökopeni, megaloblastik anemi, iştah kaybı, diş etlerinin iltihaplanması, ishal ve kaşeksi görülür.

YAĞDA ERİYEN VİTAMİNLER

Yağda eriyen vitaminler olan vitamin A, D, E ve K, suda erimeyen, yani hidrofobik moleküllerdir.

Vitamin A (Retinol)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: 4 izopren molekülünden kurulmuş olan ve retinol (alkol), retinal (aldehid) ve retinoik asit ile ß-karoten gibi biyolojik olarak aktif bir grup moleküle “A Vitamini” adı verilmektedir.

Vitamin A, saf halde açık sarı kristaller halindedir; suda çözünmez, lipidlerde ve organik çözücülerde çözünür; ısıya karşı az duyarlıdır; UV ışık tarafından harap edilir; oksijene karşı dayanıklıdır.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: En yüksek vitamin A konsantrasyonu, deniz balıklarının karaciğer yağındadır. Kolostrum, süt, tereyağı ve yumurta sarısı da önemli vitamin A kaynaklarıdırlar. Havuç, otlar, yeşil ve kurutulmuş yonca ß-karotenler bakımından oldukça zengindirler.

Vitamin A’nın metabolizmada görme, büyüme, üreme ve epitelizasyon sistemlerinde önemli fonksiyonları bulunmaktadır. Vitamin A’nın görme olayındaki rolü gözün karanlığa adapte olmasını sağlamaktır. Vitamin A derinin en dış tabakası (ektoderm) için koruyucu bir maddedir, deri, gözün korneası, solunum, sindirim ve ürogenital sistemlerin epitel dokusunun normal yapısı vitamin A’ya bağımlıdır.

Eksiklik Belirtileri: Vitamin A eksikliğinin erken belirtilerinden biri, karanlığa karşı adaptasyon bozukluğu ile karakterize gece körlüğüdür. Alınan günlük vitamin A miktarının normalin çok üstünde olması halinde hipervitaminoz A tablosu ortaya çıkar. Hipervitaminoz A durumunda kemiklerin epifiz sonundaki kıkırdak büyümesinde yavaşlama olur; osteoklast aktivitesinin kuvvetle uyarılmış olması sonucu olarak bütün iskelet sisteminde kendiliğinden kırılmaya eğilim göze çarpar.

Vitamin D (Kalsiferol)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: Vitamin D, renksiz ve kokusuz kristaller şeklinde bulunur; ısıya ve havanın oksijenine karşı duyarlı değildir. İnsanlarda ve yüksek hayvanlarda deri altı yağ dokusunda 7 -dehidrokolesterolün fotolizi ve diyetle ağız yoluyla alım olmak üzere başlıca iki vitamin D kaynağı vardır.

Kolekalsiferol güneşin ultraviyole ışınlarının etkisiyle deride 7-dehidrokolesterolden oluşur. Deride oluşan kolekalsiferol kana geçer ve ?-globuline bağlanarak karaciğere gider. Karaciğerde mikrozomal bir enzim olan ve NADH ile moleküler oksijene ihtiyaç gösteren 25-?hidroksilaz tarafından bir hidroksilasyon reaksiyonu ile 25-hidroksikolekalsiferole çevrilir. Bu sefer kan dolaşımı yoluyla böbreğe gelen 25hidroksikolekalsiferol molekülü, 1-?-hidroksilaz enziminin katalize etti-ği ikinci hidroksilasyon reaksiyonu ile 1,25-dihidroksikolekalsiferol [1,25-(OH)2D3] molekülüne dönüşür. Bu molekül aktif vitamin D3’dür.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: En zengin kaynağı balık yağıdır. Yağlı balıktan sonra sırasıyla karaciğer, yumurta sarısı ve süt sayılabilir. Güneş ışınlarının deri ile direkt teması sonucu vücutta D vitamini yapılmaktadır. Böylece güneş ışınları aracılığıyla D vitamini ihtiyacı karşılanır.

Vitamin D’nin aktif formu, kemik metabolizmasında, kemik yapısında, selüler ve nöyral fonksiyonlar için gerekli olan kalsiyum iyonlarının hücre membranından geçmesinde görev alır.

Eksiklik Belirtileri: Vitamin D eksikliğinin neden olduğu başlıca biyokimyasal anormallikler, özellikle kan kalsiyum düzeyinin normalin altında olmasıyla hipokalsemi ve kan serumunda fosfat yoğunluğunun düşmesi sonucunda hipofosfatemi, vücudun enerji metabolizmasının bozulması ve kan dolaşımı ile dokulara oksijen taşınmasının aksaması görülmektedir. Vitamin D eksikliğinin neden olduğu klinik durum, iskeletin gelişmesi döneminde raşitizm, iskelet gelişimi tamamlandıktan sonra osteomalasidir.

Ruminantlarda, iştah azalması, büyüme geriliği, sindirim bozukluğu, kaslarda kasılma (tetani) ve İskelet kaslarının istem dışı, ani, şiddet-li veya seri olarak kasılması (konvülziyon) durumları oluşur. Süt verimi düşer, Özellikle laktasyon döneminde hipokalsemiyle karakterize “süt humması” adı verilen problem görülür. Kanatlılarda ise yumurta kabuğunda incelme, yumurta veriminde ve kuluçka yeteneğinde azalmalar gözlenir.

Vitamin E (Tokoferol)

Kimyasal Yapısı ve Özellikler: Tokoferoller yağda çözünürler, oksitlenmeye karşı duyarlıdırlar, UV ışıkta harap olurlar.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: Vitamin E, bitkisel kaynaklardan elde edilmiştir. Mısır yağı, çimlenmekte olan hububat embriyosu, çayır, yeşil yapraklı sebzeler, kabuklu yemişler ve genel olarak bitkisel yağlar ile tahıllar vitamin E kaynağı olarak sayılabilir.

Tokoferoller lipidlerle birlikte dışarıdan besinlerle alınırlar. ?-tokoferol ince bağırsaktan kolayca emilir, karaciğere ve daha sonra karaciğerden periferik dokulara lipoproteinlerle taşınır.

Vitamin E’nin önemli fonksiyonları arasında hücre içi ve hücre dışı reaksiyonlarda antioksidan olarak hareket etmesi ve selenyum metabolizmasında görev alması sayılabilir. Vitamin E, vitamin A’yı, karotenleri, doymamış yağ asitlerini ve tiyol gruplarını oksitlenmeye karşı korur.

Eksiklik Belirtileri: Deney hayvanlarında görülen klasik belirti kısırlıktır. Vitamin E eksikliği sıçanlarda arka bacakların ilerleyen felci, kaslarda zayıflama ve küçülme, kas kreatin konsantrasyonunda düşme, kreatinüri, kreatinin atılmasında hafif azalma ile birlikte seyreden kas erimesi olarak bilinen musküler distrofi meydana getirir.

Vitamin K (Fillokinon)

Kimyasal Yapısı ve Özellikleri: Vitamin K, yağda çözülen, ısıya dayanıklı, oksidasyona, alkalilere, asitlere ve ışığa dayanıksızdır. Ayrıca kan pıhtılaşmasında rol alan ve sindirim kanalı mikroorganizmaları tarafından sentezlenen bir vitamindir.

Bulunduğu Yerler ve Metabolizmadaki Görevleri: Vitamin K peynir, buğday, tereyağ ve karaciğerde bulunmaktadır. Vitamin K’nın emilimi safranın etkisiyle ince bağırsaklarda gerçekleşir. Vitamin K1 ve vitamin K2 mukoza hücrelerinde emilir ve depolandığı karaciğere ulaşması lipoproteinler yoluyla olur.

Vitamin K’nın en önemli fonksiyonu, protrombin sentezini etkilemesidir. Protrombin karaciğerde sentez edildikten sonra glutamik asit birimleri, vitamin K’ya bağımlı spesifik bir karboksilaz tarafından katalizlenen bir reaksiyonda ?-karboksi glutamik asit birimlerine dönüştürülür.

Vitamin K kemik metabolizması ve böbrek fonksiyonlarında da etkilidir. Kemiklerde osteokalsin, vitamin K ve kalsiyum mobilizasyonu ile ilişkilidir.

Eksiklik Belirtileri: Bağırsak florasının bozulduğu ve vitamin K’nın sentezlenemediği durumlarda eksiklik belirtileri ortaya çıkar. Vitamin K eksiklik belirtileri, safra yolları hastalığı, pankreas fonksiyonu bozukluğu, yağ emiliminin bozulduğu durumlarda ortaya çıkabilir; Vitamin K eksikliğinde kanamaya eğilim olur.