As vitaminas lipossolúveis A, D, E e K são compostos hidrofóbicos que requerem gordura dietética e sais biliares para absorção. São transportadas em quilomícrons, armazenadas no fígado e no tecido adiposo, e podem se acumular em níveis tóxicos com ingestão excessiva.
Vitamina A
Vitamina A refere-se a retinol, retinal e ácido retinoico. O betacaroteno, um carotenoides provitamínico encontrado em plantas, é clivado pela betacaroteno dioxigenase para produzir retinal. O retinol é a forma de transporte, o retinal é essencial para a visão, e o ácido retinoico regula a expressão gênica através dos receptores nucleares de ácido retinoico e dos receptores retinoides X.
Na visão, o 11-cis-retinal é o cromóforo da rodopsina nos fotorreceptores de bastonetes. A absorção de luz isomeriza o 11-cis-retinal em all-trans-retinal, desencadeando uma cascata de sinalização que resulta em um impulso nervoso. O ácido retinoico regula a expressão gênica no desenvolvimento embrionário, na função imunológica e na diferenciação celular. A vitamina A é encontrada no fígado, laticínios e alimentos fortificados, enquanto os carotenoides são abundantes em vegetais alaranjados e verdes.
A cegueira noturna é o sintoma mais precoce da deficiência, seguida por xeroftalmia, manchas de Bitot e ulceração da córnea. A deficiência de vitamina A é uma das principais causas de cegueira evitável em crianças. O excesso de vitamina A causa hipervitaminose A com cefaleia, dano hepático e teratogenicidade.
Vitamina D
A vitamina D é produzida na pele a partir do 7-desidrocolesterol, um intermediário no metabolismo do colesterol, sob exposição à luz ultravioleta B ou obtida de fontes alimentares. É convertida em 25-hidroxivitamina D no fígado e na forma ativa 1,25-di-hidroxivitamina D no rim. O colecalciferol é a forma produzida na pele, enquanto o ergocalciferol provém de fontes vegetais.
A vitamina D ativa liga-se ao receptor de vitamina D, um receptor nuclear que regula a homeostase do cálcio e do fosfato. Aumenta a absorção intestinal de cálcio e fosfato, promove a mineralização óssea e regula a secreção do hormônio da paratireoide. A vitamina D também tem efeitos imunomoduladores e antiproliferativos.
A deficiência causa raquitismo em crianças, caracterizado por ossos moles e deformados, e osteomalácia em adultos, com dor e fraqueza óssea. A insuficiência de vitamina D é generalizada e contribui para o risco de osteoporose. A toxicidade causa hipercalcemia, nefrocalcinose e cálculos renais.
Vitamina E
A vitamina E inclui oito tocoferóis e tocotrienóis, com o alfa-tocoferol tendo a maior atividade biológica. É o principal antioxidante lipossolúvel, protegendo os ácidos graxos poli-insaturados nas membranas da peroxidação lipídica. A vitamina E doa um átomo de hidrogênio aos radicais peroxil lipídicos, terminando a reação em cadeia da peroxidação lipídica.
A vitamina E é encontrada em óleos vegetais, nozes, sementes e vegetais verdes folhosos. A deficiência é rara, mas ocorre em síndromes de má absorção de gorduras e em distúrbios genéticos que afetam a proteína de transferência de alfa-tocoferol. A deficiência causa neuropatia periférica, fraqueza muscular e anemia hemolítica. Doses elevadas são bem toleradas, mas podem interferir no metabolismo da vitamina K.
Vitamina K
A vitamina K é um cofator para a gama-glutamil carboxilase, que converte resíduos específicos de glutamato em gama-carboxiglutamato em proteínas dependentes de vitamina K. Essa modificação é essencial para a ligação do cálcio por essas proteínas. As proteínas dependentes de vitamina K incluem os fatores de coagulação sanguínea II, VII, IX e X e as proteínas anticoagulantes C e S. A osteocalcina, uma proteína da matriz óssea, também requer gama-carboxilação.
A filoquinona de vegetais verdes folhosos e as menaquinonas da síntese bacteriana no intestino fornecem vitamina K. A varfarina e anticoagulantes relacionados inibem a epóxido redutase da vitamina K, bloqueando a reciclagem da vitamina K e prejudicando a síntese de fatores de coagulação. Recém-nascidos recebem profilaxia com vitamina K para prevenir doença hemorrágica devido a intestinos estéreis e baixos estoques. A deficiência causa hematomas fáceis, sangramento e mineralização óssea prejudicada.