Cofattore

Definizione cofattore

Un cofattore è una sostanza chimica non proteica che aiuta con una reazione chimica biologica. I co-fattori possono essere ioni metallici, composti organici o altre sostanze chimiche che hanno proprietà utili che di solito non si trovano negli amminoacidi. Alcuni cofattori possono essere fatti all’interno del corpo, come l’ATP, mentre altri devono essere consumati nel cibo.

I minerali, ad esempio, provengono dall’ambiente e non possono essere prodotti da zero da nessuna cellula vivente. I composti organici a cui ci riferiamo come “vitamine” sono cofattori che i nostri corpi non possono fare, quindi dobbiamo consumarli dal cibo in modo che le nostre cellule siano in grado di svolgere funzioni vitali essenziali.

A livello biochimico, i cofattori sono importanti per capire come procedono le reazioni biologiche. La presenza o l’assenza di cofattori può determinare quanto velocemente le reazioni procedono dal loro reagente al loro prodotto.

A livello biologico, comprendere i cofattori è importante per comprendere la salute. Senza i cofattori adeguati, gli esseri umani e gli altri animali possono sviluppare gravi malattie e persino la morte.

Funzione dei cofattori

I cofattori hanno generalmente lo scopo di fornire gruppi chimici o proprietà che non si trovano in altri gruppi chimici.

L’ATP, ad esempio, è un cofattore con una capacità unica di trasferire energia per guidare processi chimici come l’attività degli enzimi e le proteine di trasporto.

L’eme, d’altra parte, è un complesso chimico che contiene ferro, che consente all’eme di legarsi alle molecole di ossigeno in un modo unico. L’eme è necessario affinché le nostre cellule del sangue trasportino ossigeno attraverso i nostri corpi.

Esistono dozzine di cofattori noti, ognuno dei quali può essere necessario per più reazioni biochimiche, come illustrato di seguito.

Di conseguenza, le funzioni dei cofattori possono essere diverse quanto le loro strutture e proprietà chimiche.

Gli effetti ad ampio raggio dei cofattori possono essere visti studiando le carenze vitaminiche: le carenze di diverse vitamine, molte delle quali sono cofattori, hanno molti effetti negativi diversi sulla salute umana.

Tipi di cofattore

Vitamine

Le vitamine sono composti organici che sono co-fattori per le necessarie reazioni biochimiche. Le vitamine in genere devono essere consumate nella dieta, perché non possono essere fatte all’interno del corpo.

Molte vitamine sono cofattori che aiutano gli enzimi a catalizzare le reazioni, come la produzione di proteine importanti. La vitamina C, ad esempio, è un cofattore per la produzione del collagene del tessuto connettivo.

Questo è il motivo per cui le persone che soffrono di scorbuto – una grave forma di carenza di vitamina C – possono sperimentare problemi di tessuto connettivo, tra cui debolezza muscolare, dolore muscolare e persino sanguinamento inspiegabile in quanto i tessuti connettivi dei vasi sanguigni non possono essere sostituiti.

Le carenze vitaminiche sono una buona illustrazione degli effetti della carenza di co-fattore. Proprio come ci sono molte possibili carenze vitaminiche con molti sintomi diversi, ci sono molti diversi co-fattori di cui il nostro corpo ha bisogno per svolgere le sue diverse reazioni biochimiche necessarie.

Il requisito del corpo per diversi cofattori vitaminici è anche il motivo per cui i nutrizionisti consigliano alle persone di “mangiare l’arcobaleno” – i colori di molte piante sono prodotti dai cofattori, quindi mangiando frutta e verdura in un’ampia varietà di colori aiuta a garantire che consumiamo una sana varietà di cofattori.

Minerali

Come le vitamine, i minerali sono sostanze chimiche provenienti dall’esterno del corpo che devono essere ingerite per consentire alle nostre cellule di funzionare correttamente. La differenza è che mentre le vitamine sono molecole organiche-molecole contenenti carbonio, che sono spesso prodotte da altri esseri viventi – i minerali sono sostanze inorganiche che si trovano naturalmente e si trovano spesso nelle rocce e nel suolo.

I minerali spesso entrano nelle nostre diete dalle piante, che li tirano fuori dal terreno attraverso le loro radici insieme all’acqua. In alcuni rari casi, le persone con carenze vitaminiche possono sentire l’impulso di mangiare determinati tipi di terreno per ottenere direttamente i minerali dal suolo.

I minerali importanti per la salute umana includono il rame, necessario per la funzione di alcuni importanti enzimi epatici che abbattono le tossine; ferro, necessario per la funzione di alcuni importanti enzimi metabolici; magnesio, necessario per la funzione della DNA polimerasi e di altri enzimi; e zinco, necessario anche per la DNA polimerasi e alcuni enzimi epatici.

Come con le vitamine, ci può essere troppo di una buona cosa – mentre i minerali sono necessari in piccole quantità per i nostri metabolismi per funzionare, prendendo grandi dosi di loro può provocare tossicità e morte. Infatti, overdose di multivitaminici contenenti ferro sono una delle principali cause di morte nei bambini sotto i 4 anni, che possono confondere questi multivitaminici per caramelle.

Cofattori organici non vitaminici

Alcuni cofattori sono sostanze organiche non classificate come enzimi. Alcuni di questi possono essere fatti all’interno del nostro corpo, e quindi non qualificati come vitamine.

I cofattori organici non vitaminici includono ATP-un assistente essenziale per molti processi biochimici, che trasferisce energia a numerosi enzimi, proteine di trasporto e altro; coenzima Q, che svolge un ruolo vitale nella catena di trasporto mitocondriale; e eme, che è un complesso composto contenente ferro necessario per le nostre cellule del sangue per trasportare ossigeno in tutto il nostro corpo.

Esempi di cofattori

Tiamina (vitamina B3)

La tiamina è una vitamina che si trova principalmente nei semi commestibili come fagioli, mais e riso. Per migliorare la salute pubblica, la tiamina viene spesso aggiunta artificialmente a prodotti contenenti grano come i cereali per la colazione.

Nel corpo, la tiamina viene utilizzata per produrre molti co-enzimi che aiutano con processi importanti. Viene trasformato in pirofosfato di tiamina, necessario per abbattere zuccheri e aminoacidi.

Grave carenza di tiamina è una causa della sindrome di Korsakoff – un raro disturbo neurologico visto in persone con grave dipendenza da alcol. Nella sindrome di Korsakoff, grave malnutrizione, mancanza di tiamina e danni cerebrali da un uso eccessivo di alcol si combinano per produrre sintomi gravi, tra cui disturbi della memoria. Alcuni malati di sindrome di Koraskoff non sono in grado di formare nuovi ricordi perché il metabolismo del loro cervello è così compromesso.

Acido folico (vitamina B9)

L’acido folico è un’altra vitamina che ora viene spesso aggiunta agli alimenti per migliorare la salute pubblica. È necessario che il corpo produca DNA, RNA e amminoacidi, necessari per la crescita e la divisione cellulare.

Questo rende l’acido folico particolarmente essenziale per le donne in gravidanza, i cui feti stanno producendo nuove cellule e tessuti molto rapidamente. Le carenze di acido folico possono portare a difetti alla nascita nei bambini o all’anemia nelle donne in gravidanza che potrebbero non essere in grado di produrre abbastanza nuove cellule del sangue per fornire loro e il bambino.

Per questo motivo, si raccomanda che tutte le donne in età fertile parlino con i loro medici dell’assunzione di integratori di acido folico. I risultati della gravidanza sono migliori quando l’acido folico sufficiente è presente nel corpo della madre anche prima dell’inizio della gravidanza.

Cluster ferro-Zolfo

I cluster ferro-zolfo sono – hai indovinato – cluster di ioni ferro e zolfo che possono formare accordi stabili. Questi cluster hanno molte proprietà uniche che non si trovano negli amminoacidi o in altri composti organici.

Le proprietà uniche dei cluster ferro-zolfo li rendono molto utili per le reazioni biologiche che coinvolgono i trasferimenti di elettroni. Sia il ferro che lo zolfo sono in grado di immagazzinare e rilasciare elettroni con maggiore facilità rispetto agli atomi più comuni come il carbonio.

Ciò rende i cluster ferro-zolfo una parte vitale dei cofattori e degli enzimi coinvolti nel trasferimento di elettroni e nel trasferimento di energia, tra cui NADH deidrogenasi, coenzima Q, citocromo C e Complesso I e Complesso II nei mitocondri.

• Enzima-Una proteina che aumenta la velocità di una reazione chimica. Gli enzimi rendono possibile la vita catalizzando reazioni che altrimenti procederebbero molto lentamente.
• Minerale-Una sostanza inorganica naturale, spesso presente nelle rocce. Alcuni minerali hanno proprietà chimiche che vengono utilizzate dalle cellule per facilitare i loro processi vitali.
• Vitamina-Un composto organico che è essenziale per l’attività biologica. Le vitamine devono essere consumate nella dieta di un organismo se l’organismo non può produrle da solo.

Quiz

1. Quale se il seguente non è probabile che sia un cofattore?
A. Vitamina A
B. Ferro
C. ATP
D. Nessuno dei precedenti.

2. Perché un minerale potrebbe essere utile come cofattore?
A. I minerali possono avere proprietà chimiche molto diverse dai composti organici come il carbonio.
B. Alcuni minerali sono più bravi ad accettare e donare elettroni rispetto ai composti organici.
C. Minerali includono atomi che non possono essere prodotti da esseri viventi, ma la maggior parte essere ottenuti dall’ambiente.
D. Tutto quanto sopra.

3. Perché è importante mangiare una varietà di frutta e verdura?
A. Perché frutta e verdura contengono minerali che prendono dal terreno attraverso le loro radici.
B. Perché frutta e verdura contengono composti organici che gli animali non si fanno.
C. Perché diversi frutti e verdure includono diversi cofattori che sono necessari per la salute umana.
D. Tutto quanto sopra.