Le vitamine sono sostanze organiche indispensabili al funzionamento dei vari processi metabolici. Le vitamine non rispecchiano una struttura chimica comune, non sono metabolizzabili e quindi non liberano energia; non hanno neanche funzione plastica (non entrando a costituire le strutture di cellule e tessuti). Essendo presenti in quantità minima non contribuiscono apprezzabilmente alla massa corporea.
Con l’eccezione della vitamina D, l’organismo non è in grado di sintetizzarle; pertanto queste devono essere assunte con la dieta.
Molte vitamine funzionano come cofattori di enzimi, generalmente dopo essere state modificate nell’organismo. Alcune di esse, dopo attivazione, vengono legate covalentemente alla proteina enzimatica.
Le vitamine A e D, vengono convertite nell’organismo a forme attive dotate di funzioni ormonali. A seconda della loro solubilità in acqua o nei lipidi, le vitamine sono classificate come idrosolubili o liposolubili.
Tipi di vitamine
Tredici vitamine sono state isolate, analizzate, classificate e anche sintetizzate chimicamente; inoltre per ognuna di esse è stata definita la dose giornaliera raccomandata.
A questo link trovate le tabelle di riferimento.
Vediamo ora la classificazione. Le vitamine liposolubili sono A, D, E e K; quelle idrosolubili sono la C (acido ascorbico), il complesso delle vitamine del gruppo B: B1 (tiamina), riboflavina (B2), B6 (piridossina), cobalamina (o cianocobalamina, B12), niacina (acido nicotinico), acido pantotenico, biotina, acido folico.
Vitamine Liposolubili
L’assunzione giornaliera di vitamine liposolubili non è rigidamente necessaria, esse sono ampiamente presenti nei grassi di deposito dell’organismo. Possono trascorrere anni perché si rendano evidenti i sintomi di una ipovitaminosi.
Le vitamine A e D sono principalmente presenti nel fegato, mentre la vitamina E si trova nei grassi di tutto il corpo. La vitamina K è immagazzinata in piccole quantità principalmente nel fegato. Le vitamine liposolubili sono principalmente assunte con i lipidi della dieta; queste sono trasportate attraverso le lipoproteine nella linfa, vengono inviate al fegato e sono poi distribuite a tutti i tessuti. Pertanto, le diete assolutamente prive di grassi possono indurre con il tempo un quadro di avitaminosi.
Le vitamine liposolubili non dovrebbero essere consumate in eccesso senza una supervisione medica. Un eccessivo apporto può risultare dannoso.
Vitamine idrosolubili
Le vitamine idrosolubili funzionano principalmente come coenzimi; si tratta di piccole molecole che si legano a grossi gruppi proteici (detti apoenzimi) per dare la forma attiva dell’enzima, che agisce poi accelerando le reazioni di interconversione chimica.
Come le vitamine liposolubili, anche quelle idrosolubili sono costituite da carbonio, idrogeno e ossigeno. Esse contengono inoltre azoto e metalli come ferro, molibdeno, rame, zolfo e cobalto.
A causa della solubilità in acqua, queste vitamine sono distribuite nei fluidi corporei senza localizzarsi in specifici depositi. Se la dieta contiene regolarmente meno del 50% del fabbisogno raccomandato, marginali carenze compaiono dopo 4 settimane.
In generale, un iperdosaggio di vitamine idrosolubili viene compensato da una maggior eliminazione urinaria. Le vitamine idrosolubili esercitano la loro azione per un periodo di tempo compreso tra le 8 e le 14 ore successive alla loro ingestione; successivamente gli effetti della loro assunzione tendono a diminuire.
Ad esempio, il picco di azione della vitamina C si verifica 12 ore dopo la sua assunzione. Alcuni studiosi raccomandano di incrementare il consumo di vitamina C, in individui sani, dal valore raccomandato di 75 mg per le donne e 90 mg per gli uomini a 200 mg (non sottoforma di integratori ma piuttosto consumando per 2-4 giorni, o 3-5 giorni rispettivamente frutta o verdure) in modo da assicurare un’ottimale saturazione cellulare.
Ricordiamo inoltre il ruolo della vitamina C come donatore di elettroni all’interno di otto enzimi e quella di agente riducente (antiossidante) in reazioni intra ed extracellulari.
Vitamine e alimenti
Alcune sostanze sono molto ricche di vitamine. Ad esempio, si formano molte vitamine nelle foglie verdi e nelle radici di piante nel corso del processo di fotosintesi. Gli animali ricavano vitamine da piante, semi, cereali, frutti e anche dalle carni di animali che hanno assunto le vitamine stesse.
Molte vitamine, notoriamente le vitamine A e D, la macina e l’acido folico, vengono attivate da precursori detti provitamine. La più nota delle provitamine è il carotene, precursore della vitamina A, che conferisce la colorazione a vegetali come carote, granturco, zucche e a frutti come albicocche e pesche.
Di seguito delle tabelle di riferimento.
Ruolo delle vitamine
Le vitamine non rappresentano un substrato energetico, ma funzionano come regolatori enzimatici di molte reazioni metaboliche nell’ambito del catabolismo delle sostanze alimentari. Inoltre regolano i processi di sintesi tissutale e l’integrità della membrana cellulare.
Le vitamine idrosolubili giocano un ruolo importante nel metabolismo energetico:
- la vitamina B1 facilita la conversione di piruvato in acetil-CoA durante il catabolismo dei carboidrati;
- macina e vitamina B2 regolano il metabolismo energetico a livello dei mitocondri;
- le vitamine B6 e B12 catalizzano la sintesi delle proteine;
- l’acido pantotenico è un costituente del coenzima A che gioca un ruolo fondamentale nel processo catabolico aerobico di carboidrati, grassi e proteine;
- la vitamina C agisce come cofattore nelle reazioni enzimatiche, come “spazzino” di radicali liberi in processi antiossidanti e come componente nelle reazioni di idrossilazione che conferiscono stabilità ai tessuti connettivi e nella cicatrizzazione.
Le vitamine partecipano in molteplici reazioni metaboliche; sono indispensabili in modo particolare agli individui fisicamente attivi, mentre gli individui sedentari non devono eccedere nel loro consumo.
È importante ricordare che una dieta ben bilanciata garantisce una dose adeguata di vitamine. Per coloro che vanno incontro a un elevato dispendio energetico a causa dell’attività fisica non esiste la necessità di ricorrere a integratori vitaminici.
Come conseguenza di un’aumentata attività fisica, cresce l’apporto calorico con la dieta e, di conseguenza, aumenta in proporzione l’apporto giornaliero di vitamine e minerali.
Bisogna però evidenziare alcune importanti eccezioni che riguardano l’integrazione vitaminica necessaria come conseguenza di un loro scarso apporto rispetto alle quantità raccomandate.
In alcuni gruppi di atleti ci possono essere condizioni di un insufficiente apporto di vitamine B1 e B6, due vitamine presenti prevalentemente nella frutta fresca, nei cereali e nelle verdure cotte al vapore. Per soggetti che non assumono carne vi è la necessità di assumere latte o derivati o uova, in quanto la vitamina B12 è reperibile esclusivamente in prodotti di origine animale.
Un consumo relativamente elevato di vitamine del gruppo B, folato (400 μg) e B6 (3 mg), riduce nelle donne il rischio di infarto del 50%, in modo equivalente a quello ottenuto smettendo di fumare, riducendo il colesterolo ematico o la pressione arteriosa. Fonti particolarmente ricche di queste sostanze comprendono i cereali arricchiti, succo d’arancia, spinaci e altri ortaggi a foglia, cereali integrali, noci, banane, legumi, patate, pollo e pesce.
Il meccanismo protettivo dei folati e della vitamina B6 è probabilmente dovuto alla loro capacità di diminuire, sulle membrane plasmatiche, gli effetti dell’omocisteina, un aminoacido correlato con l’aumento del rischio di infarto.
Ruolo antiossidante
La maggior parte dell’ossigeno che entra nei processi metabolici mitocondriali si lega all’idrogeno per dare acqua. Normalmente, dal 2 al 5% di questo ossigeno va a formare specie ossigeno e azoto reattive definite radicali liberi come lo ione superossido, il perossido d’idrogeno, il radicale ossidrile e il perossinitrito, radicali che si formano per la perdita di elettroni nelle varie tappe della catena di trasporto.
Dei radicali liberi e del ruolo delle vitamine come antiossidanti abbiamo già discusso qui Radicali liberi.
Vitamine e prestazione atletica
Le vitamine del complesso B giocano un ruolo chiave in importanti reazioni di trasferimento energetico nel catabolismo dei carboidrati. Esse sono anche coinvolte nel processo di sintesi dell’emoglobina e della formazione dei globuli rossi.
In generale, negli atleti, le necessità di queste vitamine uguagliano gli standard di riferimento per la popolazione e, con un esercizio fisico intenso, non diminuiscono a livelli tali da giustificare un’integrazione.
Un’integrazione con vitamina B6, non è in grado di migliorare la miscela di substrati energetici in soggetti donne sottoposte a lavoro aerobico di elevata intensità.
In atleti di competizioni di resistenza di sesso maschile l’integrazione per 9 giorni di vitamina B6 (20 mg al giorno) non ha fornito effetti ergogenici su una prestazione svolta al 71% della capacità aerobica.
L’integrazione vitaminica e di minerali in soggetti ben nutriti non aumenta l’attività aerobica, la forza muscolare e la prestazione atletica. Oltre alle vitamine del gruppo B, anche in seguito a integrazione con vitamine C ed E, nessun beneficio è stato dimostrato sulla capacità dì resistenza, sulla funzione circolatoria o sul metabolismo energetico.
Ad esempio, una somministrazione giornaliera, per un breve periodo, di vitamina E (400 UI) non produce effetti sulle normali risposte neuroendocrine e metaboliche ad allenamenti intensi, o sulla durata della prestazione.
Dati simili sono stati ottenuti da altre ricerche su queste vitamine e su altre. Le persone attive, generalmente, aumentano l’assunzione di energia in modo da adeguarla a quella dell’attività fisica; in questo modo, si ha un aumento dell’assunzione di micronutrienti.
Disvitaminosi
Le disvitaminosi rappresentano un disordine nutrizionale a carico delle vitamine. Le disvitaminosi si dividono in ipovitaminosi e ipervitaminosi.
Ipovitaminosi
L’ipovitaminosi si verifica quando l’apporto di vitamine risulta insufficiente; questo può essere causato da:
- deficit nutrizionale;
- non corretta conservazione o cottura degli alimenti;
- malassorbimento intestinale;
- farmaci.
Le carenze di vitamine portano a problemi anche gravi. Per esempio il deficit di vitamina A causa difetti nel differenziamento delle cellule epiteliali; si osserva metaplasia squamosa nella trachea e nei bronchi, nella congiuntiva e nei dotti lacrimali. Il segno più precoce è il calo della capacità visiva alla luce crepuscolare.
La carenza di vitamina D causa diminuzione di mineralizzazione ossea favorendo l’insorgenza del rachitismo nel bambino e osteomalacia nell’adulto. La carenza di vitamina C causa scorbuto caratterizzato da frequenti emorragie e alterazioni ossee nei bambini.
Ipervitaminosi
Al contrario quando le vitamine si trovano in eccesso si parla di ipervitaminosi. Questo riguarda le vitamine liposolubili mentre quelle idrosolubili vengono eliminate con le urine.
Reazioni nocive legate ad eccessi nell’assunzione di vitamine liposolubili possono aversi anche a valori più bassi di un multiplo della dose giornaliera raccomandata. È il caso ad esempio della vitamina A (come retinolo, non in forma di carotene), che in quantità non tanto più elevate del valore raccomandato (DGR di 700 pg al giorno per le donne e 900 per gli uomini), può indurre fragilità ossea nell’età adulta. Dosi elevate di vitamina A nella fase iniziale della gestazione possono indurre malformazioni fetali. Nei bambini, un eccesso di vitamina A è causa di irritabilità, abnorme rigonfiamento delle ossa, perdita di massa corporea, pelle secca e prurito.
Negli adulti, la sintomatologia include anche nausea, emicrania, senso di stordimento, perdita di capelli, diarrea, decalcificazione e, conseguentemente, fragilità ossea. I sintomi sono reversibili se l’ipervitaminosi viene rimossa. Danni renali possono essere causati da ipervitaminosi D.
Per quanto riguarda le vitamine E e K, le ipervitaminosi sono relativamente rare e si ritiene che una loro assunzione in eccesso rispetto alla dose giornaliera raccomandata non induca alcun effetto benefico.