A Química da Vitamina D

 

[Vitamina D]  [Vitamina D2]  [Vitamina D3] [Produtos secundários]  [Dados espectroscópicos]

 

 

Vitamina D

 

A vitamina D apresenta uma estrutura química com 4 anéis (A, B, C e D) característicos dos esteróides, e derivados do ciclopentanoperhidrofenantreno, com cadeias laterais diferentes.

A vitamina D é classificada como um seco-esteróide (composto em que ocorreu a abertura de um anel) uma vez que no anel B, entre a ligação do C9 com o C10 ocorreu uma quebra.

A vitamina D2 é produzida em plantas e leveduras por irradiação do ergosterol com radiação ultravioleta.

A vitamina D3 é produzida fotoquimicamente pela acção da luz solar ou luz ultravioleta sob o 7-desidrocolesterol, presente na pele dos animais.

 

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Vitamina D2

 

A vitamina D2, também designada por ergocalciferol, apresenta o nome sistemático, segundo as regras da IUPAC de : (5Z,7E,22E)-(3S)-9,10-seco-5,7,10(19),22-ergostatetraeno-3-ol.

A vitamina D2 resulta da irradiação com luz ultravioleta do ergosterol (esteróide encontrado em plantas e leveduras), que origina a pro-vitamina D2 (pro-ergocalciferol), por abertura do anel B, por um processo conrotatório. O pro-ergocalciferol sofre uma conversão térmica originando o ergocalciferol (vitamina D2).

 

 

 

 

 

 

 

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Vitamina D3

 

A vitamina D3, também designada por colecalciferol, apresenta o nome sistemático, segundo as regras da IUPAC: (5Z,7E)-(3S)-9,10-seco-5,7,10,(19)-colestratrieno-3-ol.

A vitamina D3 resulta da exposição à luz ultravioleta ou luz solar que converte o 7-desidrocolesterol (que resulta do colesterol) na pro-vitamina D3, por abertura do anel B na ligação C9-C10, que ao sofrer uma isomerização origina a vitamina D3.

 

 

 

 

 

 

 

 A estrutura principal necessária para uma provitamina D é que seja um esterol com um sistema de ligações duplas D5,7 dieno no anel B (figura 1, abaixo).

 

 

 

Fig. 1- Mecanismo fotoquímico para a produção de vítamina D3 a partir do 7-desidrocolesterol. Os pontos iniciais são a irradiação de uma provitamina D, que contém as ligações duplas conjugadas necessárias; na pele este composto é o 7-desidrocolesterol. Após a absorção de um quantum de luz, a molécula activada pode voltar ao estado fundamental e originar no mínimo 6 produtos diferentes. Os 4 esteróides que não têm uma ligação C9,10 quebrada (provitamina D, lumisterol, pirocalciferol e isopirocalciferol representam os 4 diastereoisómeros com, quer uma orientação a ou b do grupo metil no carbono 10 e do hidrogénio no carbono 9). Os dois produtos “seco-esteróides”, vitamina D3, provitamina D3 e tachysterol têm as ligações duplas conjugadas em diferentes posições. Na pele, o produto principal é provitamina D3, que depois passa por uma transferência de hidrogénio 1,7-sigmatrópica do C-19 para o C-9, originando a vitamina D3 final. A vitamina D3 pode ser desenhada quer por uma representação 6-S-trans, quer por uma 6-S-cis, dependendo do estado de rotação da ligação simples 6,7. A vitamina D3 resultante que se forma na pele, é removida, ligando-se a uma proteína transportadora no plasma (DBP-“D-binding protein”), presente na camada capilar da derme. O DBP-D3 entra depois na sistema circulatório geral.

 

 

 

 

O sistema de ligações duplas conjugadas nesta localização específica da molécula, permite a absorção de quantuns de luz a certos comprimentos de onda, na gama do UV; o que pode ser realizado prontamente na maioria das localizações geográficas através da luz solar natural (UV-B). Assim, é indicada numa série de transformações complexas (parcialmente sumariadas na Figura 1) que resulta, no final, na produção de vitamina D3. Deste modo, é importante notar que a vitamina D3 pode ser produzida endogenamente, e desde que o animal ou o ser humano tenha acesso, de forma regular, à luz solar não é necessária nenhuma dieta alimentar para a obtenção desta vitamina.

 

 

 

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Produtos secundários

 

A irradiação do ergosterol com luz ultravioleta origina para além da vitamina D2, outros produtos secundários, em que alguns apresentam a quebra da ligação C9-C10, e outros não ( ocorre ciclização após abertura do anel por absorção de radiação UV). Entre estes compostos constam-se o lumisterol2 ,tachysesterol2, supraesterol2 I, supraesterol2 II e pirocalciferol2. Alguns destes compostos são biologicamente inactivos. A irradiação do 7-desidrocolesterol dá origem a uma série de produtos semelhantes aos derivados a partir do ergosterol.

A estrutura de dois desses compostos apresentam-se em seguida (o índice 2 indica que a cadeia lateral deriva do ergosterol, enquanto que o índice 3 indica que deriva do 7-desidrocolesterol).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Dados espectroscópicos

 

Em seguida apresentam-se alguns dados espectroscópicos referentes à vitamina D2 e vitamina D3.

 

 

Vitamina D2:                                                                       Vitamina D3:

 

Espectro 13C NMR                                                  Espectro de Massa

(SDBS)                                                                 (NIST WEBBOOK)

 

 

Espectro IR                                                              Espectro IR

      (SDBS)                                                                      (SDBS)

 

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                                                                    Bibliografia