background image

1

 

 

Third stage 

Medicine 

Lec-4

 

د

.

وائل

 

1/1/2014

 

 

Fat soluble vitamins

 

 

Vitamin A 
 

Deficiency: 

Globally, the most important consequence of vitamin A deficiency is blindness. Each year, 
approximately 500 000 new cases of blindness occur in young children, mostly in Asia. 
Adults are not usually at risk because liver stores can supply vitamin A when foods 
containing vitamin A are unavailable.

 

Early deficiency causes impaired adaptation to the dark (night blindness). Keratinisation of 
the cornea (xerophthalmia) causes characteristic Bitot's spots, which progresses to 
keratomalacia, with corneal ulceration, scarring and irreversible blindness.  
In countries where vitamin A deficiency is endemic, pregnant women should be advised to 
eat dark green leafy vegetables and yellow fruits (to build up stores of retinol in the fetal 
liver), and infants should be fed the same. 
WHO is giving high priority to prevention in communities where xerophthalmia occurs, with 
single prophylactic oral doses of 60 mg retinyl palmitate (providing 200 000 U retinol) given 
to pre-school children. This also reduces mortality from gastroenteritis and respiratory 
infections. 

 

 
Toxicity: 

Repeated moderate or high doses of retinol can cause liver damage, hyperostosis and 
teratogenicity. Women in countries where deficiency is not endemic are therefore advised 
not to take vitamin A supplements in pregnancy. Retinol intake may also be restricted in 
those at risk of osteoporosis. Acute overdose leads to nausea and headache, increased 
intracranial pressure and skin desquamation. Excessive intake of carotene can cause 
pigmentation of the skin (hypercarotenosis); this gradually fades when intake is reduced. 
 
 

 


background image

2

 

 

Vitamin D: 
 

 

The most common cause is lack of sunlight exposure since maintenance of normal 
levels of vitamin D depends on UV sunlight exposure to catalyse synthesis of 
cholecalciferol from 7-dehydrocholesterol in the skin . 

 

Dietary deficiency can also play a role, but vitamin D occurs in only small quantities in 
most foods, except oily fish, so the amount present in average diets is insufficient to 
meet requirements. 

 

Lack of cholecalciferol results in reduced hepatic production of 25(OH)D3 and thus 
reduced renal production of the biologically active metabolite 1,25(OH)2 D3. The lack 
of 1,25(OH)2 D3 impairs intestinal calcium absorption and lowers serum calcium, 
which stimulates PTH secretion. This causes phosphate wasting and increased bone 
resorption in an attempt to maintain serum calcium levels within the normal range, 
causing progressive demineralisation of bone. 

 

Clinical features of deficiency: 

 

Vitamin D deficiency in children causes delayed development, muscle hypotonia, 
craniotabes (small unossified areas in membranous bones of the skull that yield to 
finger pressure with a cracking feeling), bossing of the frontal and parietal bones and 
delayed anterior fontanelle closure, enlargement of epiphyses at the lower end of 
the radius, and swelling of the rib costochondral junctions ('rickety rosary').  

 

    Osteomalacia in adults presents insidiously. Mild osteomalacia can be 
asymptomatic or present with fractures and mimic osteoporosis. More severe 
osteomalacia presents with muscle and bone pain, general malaise and fragility 
fractures. Proximal muscle weakness is prominent and the patient may walk with a 
waddling gait and struggle to climb stairs or get out of a chair. There may be bone 
and muscle tenderness on pressure and focal bone pain can occur due to fissure 
fractures of the ribs and pelvis. 

 

Investigations 

The diagnosis can usually be made on a routine biochemical screen with measurement of 
serum 25(OH)D and PTH. Typically, serum alkaline phosphatase levels are raised, 25(OH)D 
levels are low or undetectable, and PTH is elevated. Serum calcium and phosphate levels 
may also be low but normal values do not exclude the diagnosis. 
 
Osteomalacia and rickets respond promptly to treatment with ergocalciferol (250-1000 μg 
daily), showing rapid clinical improvement, an elevation in 25(OH)D and a reduction in PTH. 
Serum alkaline phosphatase levels sometimes rise initially as mineralisation of bone 
increases, but eventually fall to within the normal range as the bone disease heals.  
After 3-4 months, treatment can generally be stopped or the dose of vitamin D reduced to a 
maintenance level of 10-20 μg cholecalciferol daily, except in patients with underlying 
disease such as malabsorption, in whom higher doses may be required. 
 
 


background image

3

 

 

Vitamin D-resistant rickets (VDRR) 

This term describes osteomalacia and rickets caused by:  
1-Inactivating mutations in the 25-hydroxyvitamin D-1-alpha-hydroxylase (CYP27B1) 
enzyme which converts 25(OH)D to the active metabolite 1,25(OH)2 D3 (type I VDRR)  
2-Inactivating mutations in the vitamin D receptor which impair its ability to activate 
transcription (type II VDRR).  
 
Clinical features are similar to those of infantile rickets and the diagnosis is usually first 
suspected when the patient fails to respond to vitamin D supplementation.  
Since both are recessive disorders, consanguinity is common but there may or may not be a 
positive family history.  
Biochemical features of type I disease are similar to vitamin D deficiency, except that levels 
of 25(OH)D are normal. In type II disease, 25(OH)D is normal but PTH and 1,25(OH)2D3 
values are raised. Type I can be treated with the active vitamin D metabolites, 1-alpha 
hydroxyvitamin D (1-2 μg daily orally) or 1,25 dihydroxyvitamin D (0.25-1.5 μg daily orally), 
with or without calcium supplements, depending upon the patient's diet. Type II VDRR is 
extremely difficult to treat but sometimes responds partially to very high doses of active 
vitamin D metabolites and calcium and phosphate supplements 
 

Renal rickets and osteomalacia 

Osteomalacia and rickets occur in patients with chronic renal failure due to defects in 
synthesis of renal 1,25(OH)

2

D

3

 or due to over-aggressive treatment with oral phosphate 

binders. 
 

Hypophosphataemic rickets and osteomalacia 

Rickets and osteomalacia can occur as the result of inherited or acquired defects in renal 
tubular phosphate reabsorption, and rarely in patients with tumours that secrete 
phosphaturic substances . 
 
Clinical features and diagnosis 
The hereditary disorders usually present in childhood with rickets. The diagnosis is made on 
the basis of the early age at onset and presence of hypophosphataemia with renal 
phosphate wasting in the absence of vitamin D deficiency. Molecular diagnosis can define 
the causal mutation. Tumour-induced hypophosphataemic osteomalacia presents with 
severe, rapidly progessive symptoms in patients with no obvious predisposing factor for 
osteomalacia. Strenuous efforts should be made to identify the underlying, usually occult 
tumour. This often requires whole-body MRI or CT.  
 
Management 
Treatment is with phosphate supplements (1-4 g daily) and active metabolites of vitamin D 
(1-alpha hydroxyvitamin D 1-2 μg daily or 1,25 dihydroxyvitamin D 0.25-1.5 μg daily) to 
promote intestinal calcium and phosphate absorption. The aim is to ameliorate symptoms, 
restore normal growth, maintain serum phosphate levels within the normal range and 


background image

4

 

 

normalise alkaline phosphatase levels. Levels of calcium, phosphate and alkaline 
phosphatase, along with renal function, should be monitored.  
Tumour-induced osteomalacia can be managed in the same way but surgical excision of the 
tumour is curative. 
 

Vitamin E: 

Human deficiency is rare and has only been described in premature infants and in  
malabsorption. It can cause a mild haemolytic anaemia, ataxia and visual scotomas. Vitamin 
E intakes are considered safe up to 3200 mg/day (1000-fold greater than recommended 
intakes). Diets rich in vitamin E are consumed in countries with lower rates of coronary 
heart disease. However, randomised controlled trials have not demonstrated 
cardioprotective effects of vitamin E or other antioxidants. 
 

Vitamin K: 

Vitamin K deficiency leads to delayed coagulation and bleeding. In obstructive jaundice, 
dietary vitamin K is not absorbed and it is essential to administer the vitamin in parenteral 
form before surgery. Warfarin and related anticoagulants act by antagonising vitamin K. 
Vitamin K is given routinely to newborn babies to prevent haemorrhagic disease. Symptoms 
of excess have been reported only in infants, with synthetic preparations linked to 
haemolysis and liver damage.  
 
 
 

Water-soluble vitamins 

 
 

Thiamin (vitamin B1 ) 
 

 

Thiamin is widely distributed in foods of both vegetable and animal origin.  

 

Thiamin pyrophosphate (TPP) is a co-factor for enzyme reactions involved in the 
metabolism of macronutrients (carbohydrate, fat  and alcohol) 

 

In thiamin deficiency, cells cannot metabolise  glucose aerobically to generate energy as 
ATP. 

 

 Neuronal cells are most vulnerable, since they depend almost exclusively on glucose 
for energy requirements. 

 

 Impaired glucose oxidation also causes an accumulation of pyruvic and lactic acids, 
which produce vasodilatation and increased cardiac output. 

 

Thiamin (vitamin B1 ) Deficiency – beri-beri 

 

In the developed world, thiamin deficiency is mainly encountered in chronic alcoholics. 

 

 Poor diet, impaired absorption, storage and phosphorylation of thiamin in the liver, 
and the increased requirements for thiamin to metabolise ethanol all contribute.  


background image

5

 

 

 

In the developing world, deficiency usually arises as a consequence of a diet based on 
polished rice.  

 

The body has very limited stores of thiamin, so deficiency is manifest after only 1 month 
on a thiamin-free diet. There are two forms of the: 

1. Dry (or neurological) beri-beri manifests with chronic peripheral neuropathy and with 
wrist and/or foot drop, and may cause Korsakoff’s psychosis and Wernicke’s 
encephalopathy . 
2. Wet (or cardiac) beri-beri causes generalised oedema due to biventricular heart failure 
with pulmonary congestion. 
 

 

In dry beri-beri, response to thiamin administration is not uniformly good. However, 
multivitamin therapy seems to produce some improvement, suggesting that other 
vitamin deficiencies may be involved. 

 

Wernicke’s encephalopathy and wet beri-beri should be treated without delay with 
intravenous vitamin B 

 

and C mixture . 

 

 Korsakoff’s psychosis is irreversible and does not respond to thiamin treatment. 

 
 

Riboflavin (vitamin B2 ) 
 

 

Deficiency is rare in developed countries. 

 

 It mainly affects the tongue and lips and manifests as glossitis, angular stomatitis and 
cheilosis.  

 

The genitals may be affected, as well as the skin areas rich in sebaceous glands, causing 
nasolabial or facial dyssebacea.  

 

Rapid recovery usually follows administration of riboflavin 10 mg daily by mouth. 

 

 
Niacin (vitamin B3 ) 

 

 

Niacin  include  nicotinic acid and nicotinamide. 

 

Nicotinamide is an essential part of the two pyridine nucleotides, nicotinamide adenine 
dinucleotide (NAD) and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate(NADP), which 
play a key role as hydrogen acceptors and donors for many enzymes. 

 

 Niacin can be synthesised in the body in limited amounts from the amino acid 
tryptophan. 

 

Niacin deficiency: Pellagra 

 

Pellagra was formerly endemic among poor people who  depend chiefly on maize, 
which contains niacytin, a form of niacin that the body is unable to utilise.  

 

Pellagra can develop in only 8 weeks in individuals eating diets that are very deficient in 
niacin and tryptophan.  


background image

6

 

 

 

It remains a problem in parts of Africa, and is occasionally seen in alcoholics and in 
patients with chronic small intestinal disease in developed countries.  

 

Pellagra can occur in Hartnup’s disease, a genetic disorder characterised by impaired 
absorption of several amino acids, including tryptophan.  

 

It is also seen occasionally in carcinoid syndrome  when tryptophan is consumed in the 
excessive production of 5-hydroxytryptamine (5-HT). 

 

Pellagra has been called the disease of the 

 

three Ds: • Dermatitis. • Diarrhoea. • Dementia.  

 

Treatment is with nicotinamide, given in a dose orally or parenterally.  

 

The response is usually rapid. Within 24 hours, the erythema diminishes, the diarrhoea 
ceases and a striking improvement occurs in the patient’s mental state. 

 

 Nicotinic acid is a lipid-lowering agent. 

 
 

Pyridoxine (vitamin B6 ) 

 

Pyridoxine, pyridoxal and pyridoxamine are different forms of vitamin B6 that undergo 
phosphorylation to produce pyridoxal 5-phosphate (PLP). 

 

 PLP is the co-factor for a large number of enzymes involved in the metabolism of 
amino acids.  

 

Deficiency is rare, although certain drugs, such as isoniazid and penicillamine, act as 
chemical  antagonists to pyridoxine.  

 

Pyridoxine administration is effective in isoniazid-induced peripheral neuropathy and 
some cases of sideroblastic anaemia.  

 

Large doses of vitamin B6 have an antiemetic effect in radiotherapy-induced nausea.  

 

Although vitamin B6 supplements have become popular in the treatment of nausea in 
pregnancy, carpal tunnel syndrome and premenstrual syndrome, there is no convincing 
evidence of benefit. polyneuropathy. 

 
 
Biotin 

 

Biotin is a co-enzyme in the synthesis of fatty acids, isoleucine and valine and is also 
involved in gluconeogenesis. 

 

Deficiency results from consuming very large quantities of raw egg whites and It may 
also be seen after long periods of total parenteral nutrition.  

 

The clinical features of deficiency include scaly dermatitis, alopecia  and paraesthesia. 

 
Folate (Folic acid) 

 

Folates exist in many forms. The main circulating form is 5-methyltetrahydrofolate. 
Folic acid is the stable synthetic form. 

 

Folate works as a methyl donor for cellular methylation   and protein synthesis. It is 
directly involved in DNA and RNA synthesis, and requirements increase during 
embryonic development. 


background image

7

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Folate deficiency may cause three major birth defects (spina bifida, anencephaly and 
encephalocele). 

 

 All women planning a pregnancy are advised to include good sources of folate in their 
diet, and to take folate supplements throughout the first trimester.  

 

Folate deficiency has also been associated with heart disease, dementia and cancer.  

 
 

Hydroxycobolamin(vitamin B12) 
 

 

Vitamin B12 is a co-factor in folate co-enzyme recycling and nerve myelination. Vitamin 
B12 and folate are particularly important in DNA synthesis in red blood cells. 

 

 The haematological disorders (macrocytic ormegaloblastic anaemias) due to their 
deficiency . 

 

 Vitamin B12, but not folate, is needed for the integrity of myelin, so that vitamin B12 
deficiency is also associated with neurological disease 

 

Neurological consequences of vitamin B12 deficiency 

 

In older people and chronic alcoholics, vitamin B12 deficiency arises from insufficient 
intake and/or from malabsorption.  

 

Several drugs, including neomycin, can render vitamin B12 inactive. 

 

 In severe deficiency there is insidious, diffuse and uneven demyelination. 

 

It may be clinically manifest as peripheral neuropathy or spinal cord degeneration 
affecting both posterior and lateralcolumns (‘subacute combined degeneration of the 
spinalcord), or there may be cerebral manifestations (resembling dementia) or optic 
atrophy. Vitamin B12 therapy improves symptoms in most cases. 

 
 

Vitamin C (ascorbic acid) 

 

Deficiency – scurvy 

 

Vitamin C deficiency causes defective formation of collagen with impaired healing of 
wounds, capillary haemorrhage and reduced platelet adhesiveness (normal platelets 
are rich in ascorbate). 


background image

8

 

 

 

 A dose of 250 mg vitamin C 3 times daily by mouth should saturate the tissues quickly.  

 

Daily intakes of more than 1 g/day have been reported to cause diarrhoea and the 
formation of renal oxalate stones. 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 6 أعضاء و 89 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل