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QUIMICA BIOLOGICAMoléculas Biológicas - Estructura química
Interacciones entre moléculas
Síntesis y degradación celular de las moléculas
Conservación y utilización de la energía en las células
Mecanismos regulatorios
Informacion génica y su papel en la síntesis de proteínas
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COMPUESTOS CONSTITUYENTES DE LA MATERIA VIVA
• AGUA
• SOLIDOS
• MINERALES
• IONES EN SOLUCION
• HIDRATOS DE CARBONO
• LIPIDOS
• PROTEINAS
• ACIDOS NUCLEICOS
INORGANICOS
ORGANICOS
VITAMINAS
HORMONAS
PIGMENTOS
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BIOELEMENTOS
• ELEMENTOS PRIMARIOS
• ELEMENTOS SECUNDARIOS (Macroelementos)
• OLIGOELEMENTOS (Microelementos)
• ELECTROLITOS
O, C, H,N,
Ca, P, S, Mg
Fe, F, Cu, I, MnZn, Co, Mo, Se,
Cr y Si
Na+, Cl+, K+,
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BIOMOLECULAS
MOLECULAS SIMPLES
MACROMOLECULAS
•AMINOACIDOS
•NUCLEOTIDOS
•MONOSACARIDOS
•ACIDOS GRASOS
•PROTEINAS
•ACIDOS NUCLEICOS
•POLISACARIDOS
•LIPIDOS
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BUENA NUTRICION
BUENA SALUD
PREVENCION DE ENFERMEDADES
Enfermedades crónicas
Enfermedades Degenerativas
mortalidad Materna-infantil
Infecciones(HIV)
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NUTRIENTES
CLASIFICACION DE LOS NUTRIENTES
• H. DE CARBONOH. DE CARBONO
• PROTEINASPROTEINAS
• LIPIDOSLIPIDOS
• VITAMINASVITAMINAS
• MINERALESMINERALES
• OLIGOELEMENTOSOLIGOELEMENTOS
MACRONUTRIENTES MICRONUTRIENTES
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NUTRICION-METABOLISMO
ALIMENTO
NUTRICION CELULAR
BIOSINTESIS Y DEGRADACION
DIGESTIONDIGESTION
ABSORCIONABSORCION
MACROMOLECULAS
METABOLISMO
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COMO ORDENAREMOS NUESTRO ESTUDIO PARA ABORDAR LOS CONOCIMIENTOS DE
LAS VIAS METABOLICAS ??
VITAMINAS
MINERALES
ENZIMAS
ENERG I A
ATP
VIAS METABOLICAS
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NUTRIENTES
• MACRONUTRIENTES.
Grasas, Carbohidratos y Proteínas
• MICRONUTRIENTES.
Vitaminas y los Minerales
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VITAMINAS VITAMINAS
Nuestro organismo no las sintetiza ó su síntesis es deficiente
Necesarias para el crecimiento, desarrollo, mantenimiento de la energía y bienestar general
Participan activamente del metabolismo de nutrientes, síntesis de hormonas, neurotransmisores, y como cofactores enzimáticos
Sus deficiencias condicionan la aparición de enfermedades
Son microSon micronutrientes orgánicos esenciales para el nutrientes orgánicos esenciales para el organismo presentes en pequeñas cantidades en los organismo presentes en pequeñas cantidades en los
alimentosalimentos
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VITAMINAS: Son aportadas como tal por la dieta
PROVITAMINAS: Precursores sin actividad vitamínica, su metabolismo da origen a la vitamina activa
ANTIVITAMINAS: No tienen actividad
vitamínica, compiten con ellas en los sistemas
enzimáticos.
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AVITAMINOSIS
Mala alimentación
Alto consumo alimentos que han perdido las vitaminas durante su manipulación ó conservación
Absorción intestinal deficiente
Aumento de los requirimientos vitamínicos
Exceso desequilibrados de la dieta
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NECESIDADES VITAMINICAS
• Edad, sexo, peso, talla
• Estado fisiológico (embarazo y lactancia)
• Personas hospitalizadas por largo tiempo
• Tratamientos prolongados con antibióticos
• Después de un traumatismo, quemadura, transplante
Una alimentación variada permite que estén disponibles en cantidad suficiente sin necesidad de tomar complejos vitamínicos extras.
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FUNCIONES DE LAS VITAMINAS FUNCIONES DE LAS VITAMINAS
• Regulan procesos CELULARESRegulan procesos CELULARES
• Actúan como coenzimas o grupo prostético Actúan como coenzimas o grupo prostético de las ENZIMAS.de las ENZIMAS.
• ANTIOXIDANTESANTIOXIDANTES
• Están implicadas en los procesos de Están implicadas en los procesos de CRECIMIENTO y DIFERENCIACION CRECIMIENTO y DIFERENCIACION CELULARCELULAR
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CLASIFICACION DE LAS VITAMINAS SEGÚN SU SOLUBILIDAD
HIDROSOLUBLES•No se acumulan en el organismo•Se disuelven en agua•Se eliminan rápidamente•Es preciso aportarlas diariamente
LIPOSOLUBLES•Se acumulan en el organismo•No se disuelven en agua•Se almacenan en hígado y tejido graso
VIT C – COMPLEJO B B1 – B2 – B3 – B6 – B12 – BIOTINA AC. PANTOTENICO - AC. FOLICO
A D E K
Aceites , lacteos y derivados y huevo
Carnes, vísceras, huevo, leche, legumbres, cereales, levaduras, Frutos frescos y secos, Cítricos , vegetales de hojas verdes
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A, D, E, K
ALMACENAMIENTO
Quilomicrones
Se emulsionan con lipidos y sales biliares
V
Absorción
IntestinalA y D
HIGADO
Vitaminas liposolubles
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Vitaminas E (TOCOFEROL)
ALMACENAMIENTO
TEJIDO ADIPOSO
E
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VITAMINA A
Crecimiento y Diferenciación de células epiteliales
Visión y adaptación Luz-Oscuridad
Antioxidante
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AR
ROL
-CAROTENOC
RAL
Formas activas de la vitamina A
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FUENTES DE VITAMINA A
• VEGETALES: Carotenoides Espinaca, Acelga, Zanahorias, Zapallo, Batata, Tomate,
Durazno, Damasco, Maíz amarillo
• ANIMALES: Esterificada c/ AG de c.larga Hígado, Leche, manteca, Huevo, Riñón,
Músculo. Peces:Hígado de tiburón y bacalao
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METABOLISMO VITAMINA A
ESTERES
ROL,AR
PFR+ROL+Prealbúmina
CELULA BLANCO
NUCLEO
PCFAR-ROLPCFAR-ROL
PCFR-ARPCFR-AR
ARROL
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BASTONCILLOS EN RETINA
RODOPSINARODOPSINAOPSINA + 11-CIS-RAL
RETINAL TODO TRANS
11-CIS RETINALLUZ
VISION NOCTURNA
VISION COLORES
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ACIDO RETINOICORETINOL
VISION
SINTESIS DE GLICOPROTEINAS
MANTENIMIENTO DE LOS EPITELIOS
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NECESIDADES DIARIAS DE VITAMINA A
• Adulto Normal: 1000 UI (=1 mg.retinol/día)• Mujeres en lactancia 1.500 UI• 1° Año de vida: 400 UI• 1-10 años: 400-700 UI
Unidades Internacionales (UI) = 1 g retinal todo trans ó
6 g de -caroteno
AVITAMINOSIS
HIPERVITAMINOSIS
Piel, membranas de mucosa y pérdida del cabello
Grave
Ceguera nocturna
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VITAMINA DVITAMINA D
Esencial para el crecimiento y desarrollo normal Esencial para el crecimiento y desarrollo normal de los huesosde los huesos
10 a 15 minutos de exposición al sol bastan para 10 a 15 minutos de exposición al sol bastan para sintetizarla a nivel de la pielsintetizarla a nivel de la piel
Participa en la absorción del calcio y fósforoParticipa en la absorción del calcio y fósforo Ayuda al sistema inmunológicoAyuda al sistema inmunológico
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ESTRUCTURA QUIMICA DE VITAMINA D
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• Es un derivado del colesterol, no está presente en las plantas
• Dieta: Aceites de hígado de pescado (colecalciferol), Leche y yema de huevo
• Síntesis endógena (luz solar sobre la piel)
FUENTES DE VIT.D y NECESIDADES DIARIAS
No hay recomendación de requerimiento diario porque es sintetizada por el organismo
VEGETALES
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Formas activas de la vitamina D y su función
COLECALCIFEROL ó Calciol
1, 25-dihidroxiCC ó Calcitriol
COLESTEROL
UV
HOMEOSTASIS DEL CALCIO
Avitaminosis: RAQUITISMO
OSTEOMALACIA
HORMONA
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ACCION HORMONAL DE LA Vitamina D
INTESTINO
RIÑ
ON
Sangre circulante
CC
25-HO.CCl
Captación Ca++
HUESOResorción Osea
Piel7-DHCOLESTEROL COLECALCIFEROL
UV
25-HO.CCl
1,25-HO.CCl
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CELULA DIANA
NUCLEO
H-R
ARNmenzimas
Resorción ósea
osteoclastos
1,25-D3
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VITAMINA E (Tocoferoles)VITAMINA E (Tocoferoles)
Potente antioxidante Potente antioxidante
Evita la propagación de las reacciones de peroxidación
Interviene en los procesos inflamatoriosInterviene en los procesos inflamatorios
Componente de las membranas celulares Componente de las membranas celulares donde puede reaccionar contra los donde puede reaccionar contra los radicales libresradicales libres
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METABOLISMO DE LA VIT. E
INTESTINO
TOCOFEROLES + BILIS
+ LIPIDOS
QUILOMICRONES
LPP
CELULA BLANCO
TF
TF OX
BILIS
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MODO DE ACCION DEL -TOCOFEROL
O
HO
HO
Anillo benzoquinona y una cadena fitilo
Acidos grasos
poliinsaturados
Radical peróxido AG
Ac. G. poliinsat.
regenerados
Radicales del oxígeno
Vit.E
Radical tocoferilo
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Requerimientos diarios:
FUENTES DE VIT.E y NECESIDADES DIARIAS
Aceites vegetales
Nueces
Vegetales verdes
En pequeña proporción: Carnes, manteca, Leche
Adulto 10-15 mg/día -tocoferol
Embarazada y en lactancia 20 mg/día -tocoferol
Lactante 5 mg/día -tocoferol
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DISPONIBILIDAD DE VITAMINA E
AVITAMINOSIS:
•Produce cierta fragilidad en los GLÓBULOS ROJOSGLÓBULOS ROJOS..•En recién nacidos prematuros se observa deficiencia de esta vitamina, lo que provoca anemia, trombosis, edema, reticulocitosis.
HIPERVITAMINOSIS:No se han observado efectos tóxicos.
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VITAMINA K (Antihemorrágica)VITAMINA K (Antihemorrágica)
• Se sintetiza en el organismo, en el tracto Se sintetiza en el organismo, en el tracto intestinal, por bacterias intestinalesintestinal, por bacterias intestinales
• Interviene en el proceso de coagulación: Interviene en el proceso de coagulación: Activando factores de coagulaciónActivando factores de coagulación
• CoenzimaCoenzima en reacciones de carboxilación en reacciones de carboxilación
• Su acción es inhibida competitivamente por Su acción es inhibida competitivamente por anticoagulantes (antagonistas)anticoagulantes (antagonistas)
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VITAMINA K FILOQUINONA
Bacterias Intestinales
De la porción distal de intestino delgado y del colon
Coles, lechuga, repollo, hígado y carne de ternera
Adultos: 65-80 g/d
Lactantes: 1-2 mg.
1,4 Naftoquinona
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RESUMEN DE LAS VITAMINAS LIPOSOLUBLES
• A excepción de la Vitamina D, se encuentran en alimentos vegetales y animales en distinta proporción
• La avitaminosis se produce generalmente por mala absorción de lípidos o disminución en la excreción de bilis
• Pueden almacenarse en los tejidos algunas por 2-3 años
• Pueden generar hipervitaminosis o intoxicación
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VITAMINAS HIDROSOLUBLES VITAMINAS HIDROSOLUBLES
Vitamina C, Vitaminas del Complejo B: Vitamina C, Vitaminas del Complejo B: B12, B2, B6, niacina, ácido fólico, B12, B2, B6, niacina, ácido fólico,
biotina y ác. Pantoténico.biotina y ác. Pantoténico.
• No se acumulan en el cuerpo.No se acumulan en el cuerpo.
• Se transportan en la sangre unidas a Se transportan en la sangre unidas a proteínas plasmáticas.proteínas plasmáticas.
• Regulan los procesos que producen Regulan los procesos que producen energía metabólica.energía metabólica.
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Vitamina Coenzima FunciónB1 Tiamina Tiamina Pirofosfato Descarboxilación oxidativaB2 Riboflavina FAD, FMN Oxido- reducciónB3 Niacina NAD, NADP Oxido reducciónB5 Ac Pantoténico Coenzima A Transferencia de grupos acilB6 Piridoxal Piridoxal fosfato TransanminaciónBiotina biotinil CarboxilaciónAcido fólico Tetra hidrofolato Transferencia de unidades
de un carbonoB12 Cianocobalamina Metilación
Funciones de las Vitaminas del Funciones de las Vitaminas del complejo Bcomplejo B
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NIACINA O VITAMINA B3RIBOFLAVINA O VITAMINA B2
Riboflavina
FAD (FMN)
+
R │
│H
Nicotinamida
NAD (NADP)•Intervienen como cofactor enzimático en el metabolismo energético de macronutrientes
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FUNCIONES FUENTES DE NIACINA y NECESIDADES
DIARIAS
Requerimientos diarios
Hombres: 12,0 mg/ día
Mujeres: 11 mg. / día
Cereales integrales
Carne
Pescado
Triptofano
Avitaminosis: Pelagra
DermatitisDiarrea
Demencia
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FUNCIONES FUENTES DE RIBOFLAVINA y
NECESIDADES DIARIAS
Requerimientos diarios Hombres: 1, 1 mg/ día
Mujeres: 0,9 mg. / día
Leche
Huevo
Higado
(Se destruye por luz UV)
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Coenzima A (CoA-SH)
ACIDO PANTOTENICO O VIT B5
CONSTITUYENTE DE LA COENZIMA A
Metabolismo energéticoMetabolismo energéticoTransferencia de grupos acetilosTransferencia de grupos acetilosSíntesis de colesterolSíntesis de colesterol
Residuo de Ac. pantoténico
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Mayoría de los Alimentos.
> Huevo, Hígado y Levadura
Requerimiento nutricional
4-6 mg/d
AvitaminosisAvitaminosis: Atrofia del nervio óptico : Atrofia del nervio óptico
FUENTES DE ACIDO PANTOTENICO
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TIAMINA O VITAMINA B1
TIAMINA
Pirofosfato de Tiamina
ATP
AMP
Avitaminosis: Beri Beri
Requerimiento nutricional: 0,9-1 mg/d
Fuentes de obtención
Cereales integrales
Higado y carne de Cerdo
Levadura
Productos Lácteos
Legumbres
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PIRIDOXINA O VIT B6
Fosfato de Piridoxal
FUNCION. ES UNA COENZIMA DE ENZIMAS QUE INTERVIENEN EN EL METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS
Fuentes de obtención
Cereales integrales
Carne
Pescado
Aves
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Requerimientos nutricionales: 20 g/g proteínas
Adultos 1,1 mg/d
>50 años 1,5-1,7 mg/d
Mujeres embarazas y en lactancia 1,9-2,0 mg/d
Niños 0,5-0,6 mg/d
Avitaminosis: Muy raras
Hipervitaminosis Tóxicas
Nivel máximo: 100 mg/d
Neuropatías
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BIOTINA O VITAMINA H
FUNCIONFUNCION
ACTÚA COMO COENZIMA COENZIMA DE
REACCIONES DE CARBOXILACIÓN Y
TRANSFERENCIA DE GRUPOS ACILO
D-Biotina
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Fuentes de obtención BIOTINA
Bacterias Intestinales
Leche
Yema de huevo
Levaduras
Nueces
Clara de huevo cruda inhibe su absorción
REQUERIMIENTO
30 g/día
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METABOLISMO DE BIOTINA
INTESTINO
TRANSPORTE ACTIVO Na+
NH2 LISINA ENZ
COO BIOTINA
Reac. enzimática
Sangre: Forma libre o unida a proteinas
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ACIDO FOLICOACIDO FOLICO
• Producción de glóbulos rojos junto con la vitamina B12
• Síntesis de ADN que controla los factores genéticos
• Formación del tubo neural del bebe en las primeras semanas de gestación
• En la maduración de glóbulos rojos
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ACIDO FOLICO
FUNCION
FORMA PARTE DEL ÁCIDO TETRAHIDROFÓLICO,
(COENZIMA DE REACCIONES DE
TRANSFERENCIA DE RESTOS DE UN CARBONO
Fuentes de obtención
Vegetales verdes
Higado
Cereales Integrales
Requerimientos diarios : 200 g/día
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VITAMINA B12VITAMINA B12
• Transportador de grupos Metilos
• Necesita unirse al factor extrínseco para poder absorberse en íleon
• Se transporta unida a una proteína (Transcobalamina II)
• Se almacena en hígado
• Colabora en el metabolismo energético: Degradación de Acidos Grasos de número impar de átomos de carbono
VITAMINA B12 O COBALAMINA
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FUNCION: Coenzima de enzimas
• Conversión de homocisteína a metionina
• Oxidación de ácidos grasos de n° impar de átomos de C
Formas activa de la Vitamina B12
•Desoxicobalamina (Coenzima B12) (CBA)
•Metilcobalamina (MeCBA)
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METIONINA
HOMOCISTEÍNA
CH3 SÍNTESIS DE COMPUESTOS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA
Acción de B12 sobre transporte de grupos metilos
Metil-FH4
FH4B12
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METABOLISMO DE LA COBALAMINA
CBA-CoMe-CBA
CELULA BLANCO
Haptocorrina
Proteasas
FI
B12
ILEONPTCBA
CITOSOL
MITOCONDRIA
ALMACENAMIENTO
RECEPTORES
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AVITAMINOSIS AVITAMINOSIS
Acumulación de AG de cadena impar
Déficit de ácido fólico
Anemia perniciosa
Requerimientos diarios
Adultos: 0,9-1,0 g/d
Ancianos: 2-4
Embarazadas 2,6
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VITAMINA C: ACIDO ASCORBICO
• Cofactor de Varias Enzimas de hidroxilaciónCofactor de Varias Enzimas de hidroxilación
• Desempeña un papel fundamental en la Desempeña un papel fundamental en la cicatrización de heridas por su participación cicatrización de heridas por su participación en la síntesis de colágeno en la síntesis de colágeno
• Función Función Antioxidante y además protege a otros antioxidantes (Vit A y E)
• Agente Reductor: Reducción de Fe para su absorción intestinal.(Fe+++ a Fe++)
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ACIDO ASCORBICO ó VITAMINA C
Acido Ascórbico
Fuentes de obtenciónGrosellaPimiento verdeKiwiLimónColiflorNaranjaTomateMelón
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Requerimiento diario
60 mg/día
Embarazadas 80 y en lactancia 115
AVITAMINOSIS ESCORBUTO
Cálculos renales Diarrea
HIPERVITAMINOSIS
>2000 mg/d
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RESUMEN DE LAS VITAMINAS HIDROSOLUBLES
• Se encuentran en alimentos de origen Vegetal y Animal a excepción de la B12 que solo en estos últimos.
• Son solubles en agua por lo que se absorben y se transportan unidos a proteínas
• No se almacenan en los tejidos por mucho tiempo a excepción de la Vitamina B12
• Se excretan por orina ó heces
• La mayoría está formando parte de Coenzimas que actúan en el metabolismo energético
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AVITAMINOSIS
COBALAMINA
ESCORBUTO
Cambios patológicos y tendencia a hemorragias en dientes y encías
RAQUITISMO
Deficiencias en el crecimiento del hueso
Piernas arqueadas y articulaciones ensanchadas
BERI BERI Deterioro del sistema nervioso y circulatorio, edema.
PELAGRA
Hinchazón lengua, dermatitis, trastornos neurológicos y gastrointestinales,
ANEMIA MEGALOBLASTICA
Eritrocitos grandes, anómalos e inmaduros
VITAMINA D
TIAMINA (B1)
VITAMINA C
NIACINA (B3)
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ALIMENTOS SANOS Y VARIADOS FAVORECEN UN ESTADO DE BUENA SALUD
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BIBLIOGRAFIA
• “Nutrición”-Texto y Atlas –Autores: Biesalski.Grimm- Ed. Panamericana-Año 2007
• “Química Biológica”- Autor: Antonio blanco- Editorial El Ateneo-Reimpresión 8° edic.-2007
• “Lo Esencial en metabolismo y Nutrición”-Cursos Crash de Mosby- Autor: Sarah Benyon-Ed. Harcourt Brace- 1°Ed. 1998